Quando uma função é formada entre uma amostra de semicondutor tipo P e uma amostra de semicondutor tipo N, este dispositivo, denominado junção PN ou diodo de junção, tem as características de um retificador.
Junção PN aberta:
A figura a seguir mostra dois blocos de material semicondutor, um tipo P e um tipo N. No material tipo P, os pequenos círculos representam buracos, que representam a maioria dos portadores de carga neste tipo de material.
Os pontos no material do tipo N representam a maioria dos elétrons portadores livres nesse material. Normalmente, os buracos são distribuídos uniformemente por todo o volume do tipo P, e os elétrons são distribuídos uniformemente no semicondutor do tipo N.
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Na figura acima, os materiais semicondutores do tipo P e do tipo N são mostrados lado a lado, representando uma junção PN. Como os buracos e os elétrons estão próximos uns dos outros na junção, alguns elétrons livres do lado N estão ligados através da junção. para formar furos para preencher no lado P.
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Diz-se que eles se difundem através do composto, o que significa que eles fluem para longe do composto e produzem íons negativos no lado P, dando a alguns átomos um elétron a mais do que o total de prótons. Os elétrons também deixam íons positivos no lado N.
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Quando um semicondutor do tipo P é conectado adequadamente a um semicondutor do tipo N, a superfície de contato é chamada de junção PN.
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Código de cores do resistor e cálculo de resistência
Formação de uma conexão PN
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O processo de formação de uma junção PN está resumido abaixo.
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Buracos do lado P difundem-se para o lado N, onde se combinam com elétrons livres.
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Os elétrons livres do lado N difundem-se para o lado P, onde se combinam com lacunas.
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A corrente de difusão, também conhecida como corrente de recombinação, atrasa exponencialmente com o tempo e a distância da junção.
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Uma camada de esgotamento é criada pela perda de operadoras gratuitas e móveis de ambos os lados da conexão. Esta camada contém apenas íons imóveis ou sólidos de polaridade oposta.
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Estas partículas, expostas por íons fixos, formam uma barreira potencial através da junção.
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Esta diferença de potencial neutraliza a difusão de portadores de carga majoritária livre de um lado para o outro da conexão até que o processo seja completamente interrompido.
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A largura da camada de barreira depende do nível de dopagem. Quando fortemente dopada, a camada de barreira é fisicamente fina porque um portador de carga difuso (de elétrons ou buracos) não precisa viajar muito através da conexão para se recombinar.
