Dispositivos semiconductores: potencial de barrera

Los materiales de tipo N y tipo P se consideran eléctricamente neutros antes de unirse en una unión común. Sin embargo, después de la unión, la difusión tiene lugar instantáneamente, ya que los electrones cruzan la unión para llenar los huecos y hacen que emerjan iones negativos en el material P, esta acción hace que el área cercana de la unión adquiera una carga negativa. Los electrones que salen del material N hacen que se generen iones positivos.

Todo este proceso, a su vez, hace que el lado N de la unión adquiera una carga neta positiva. Esta creación de carga particular tiende a forzar a los electrones y huecos restantes a alejarse de la unión. Esta acción hace que sea algo difícil para otros portadores de carga difundirse a través de la unión. Como resultado, la carga se acumula o el potencial de barrera emerge a través de la unión.

Como se muestra en la siguiente figura. El potencial de barrera resultante tiene una pequeña batería conectada a través de la unión PN. En la figura dada, observe la polaridad de esta barrera de potencial con respecto al material P y N. Este voltaje o potencial existirá cuando el cristal no esté conectado a una fuente de energía externa.

El potencial de barrera del germanio es de aproximadamente 0,3 V y el del silicio es de 0,7 V. Estos valores no se pueden medir directamente y aparecen en la región de carga espacial de la unión. Para producir conducción de corriente, el potencial de barrera de una unión PN debe superarse mediante una fuente de voltaje externa.