UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Capítulo 3
A) Difusión de portadores: Este es el principal mecanismo de conducción de una unión PN.
Al aplicar una tensión positiva a la unión, las bandas de la zona p se desplazan hacia abajo y las
de la zona n hacia arriba. De esta manera, la tensión de contacto efectiva es (VBI) EF = VBI – V,
siendo V la tensión positiva aplicada desde el exterior. La barrera que impedía la difusión de
portadores desde una región a la otra es menor que las de una unión PN sin polarizar. Es
perfectamente posible que las posiciones de las bandas se igualen o que, incluso, las bandas de la
zona p estén por debajo de las de la zona n. En este caso, no hay nada que pueda impedir la
difusión de portadores de una zona a la otra. Se puede demostrar que la corriente eléctrica
resultante es:
⎡ ⎛ V ⎞ ⎤
IDIF = IS⎢exp⎜
⎟−1⎥
(3.5)
⎣ ⎝VT⎠ ⎦
Donde VT es el tensión térmica equivalente e IS se conoce como “corriente de saturación
inversa” y su valor depende de la geometría del diodo. Se dice que un diodo es largo si LX > WX. En el caso de que el diodo sea largo, se cumple
que:
2 ⎡ DN D ⎤ ⎡
2 DN D ⎤
P
P
IS = e· An · i · ⎢ + ⎥ = e· An · i · ⎢ + ⎥
(3.7)
⎣LN· NA LP· ND ⎦ ⎢⎣ τN· NA τP·
ND⎥⎦
La única nueva magnitud que se ha introducido es el área total de la unión, A. El resto de
ellas ya han sido definidas anteriormente. La expresión central de la igualdad es la usual de este
parámetro, siendo ésta la que suele encontrarse en la literatura. En el tercer miembro, se ha
preferido eliminar la longitud de Debye para expresar IS en función de los tiempos de vida media
de los portadores minoritarios.
Si el diodo es corto, la corriente de difusión es:
2 ⎡ DN D ⎤ P
IS = e· An · i · ⎢ + ⎥
(3.8)
⎣WP· NA WN· ND
⎦
Como puede apreciarse, en estos diodos no existe dependencia del tiempo de vida media de
los portadores, hecho que tendrá especial importancia al estudiar los efectos de la radiación sobre
ellos.
Por otra parte, cuando el valor de V es muy alto, las ecuaciones anteriores dejan de ser
válidas al explicar el mecanismo de difusión. La causa está en que se consideró que el número de
portadores minoritarios difundidos en las distintas zonas del diodo era mucho menor que el de
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