Pasamos a ver la unión PN, la clave del diodo, asà es como funciona el diodo. Entonces, la unión PN es la unión entre un material tipo P y un material tipo N. you habÃamos visto lo que era materiales tipo P, un material explotado, no son intrÃnsecos, sino que son semiconductores extrÃnsecos que tienen exceso de huecos. El material tipo N es al revés, tiene exceso de huevos y lo que se hace en realidad es tomar un material tipo P por ejemplo y difundir átomos pentavalentes que producen una región tipo N. No se ve un continuo de este material [INAUDIBLE] no hay una transición abrupta. Existen otras formas de interacción de semiconductores pero no las vamos a ver. La unión PN es de gran importancia en electrónica no solo en diodos sino en todos los dispositivos electrónicos que vamos a ver en este curso, entonces vimos que la región P hay un exceso de huecos, entonces lo vamos a dibujar aquÃ, el P es naranja y tiene montón de huecos y unos poquitos electrones. En cambio la N que es verde, tiene montón de electrones y unos poquitos huecos. Entonces la pregunta es qué pasa en la unión, qué pasa aquà donde este electrón libre que se está moviendo libremente por este material semiconductor, este es un hueco y el hueco [INAUDIBLE] positiva. Entonces qué le pasará a ese electrón cuando ve el hueco, algo pasa. Entonces lo que ocurre es que hay una recombinación en torno a la unión, los huecos se difunden a la derecha, los electrones se difunden a la izquierda y finalmente terminamos con electrones y huecos tapándose mutuamente Normalmente toda esta región queda eléctricamente [INAUDIBLE], you habÃamos hablado de eso, y toda esta región es eléctricamente neutra. Cuando huecos abandonan esta región [INAUDIBLE], y cuando electrones abandonan esta región es como que perdieran carga negativa. Entonces los electrones dejan debajo una carga positiva móvil mientras que los huecos dejan debajo una carga negativa fija. Los electrones aquà hay electrones, tienen carga negativa, todo esto es neutro, neutro, neutro. Cuando esos electrones saltan a la izquierda se llevan una carga negativa y dejan debajo una carga positiva fija, que no se puede mover. Los huecos hacen lo mismo, se mueven a la derecha, dejan una carga latente negativa fija que no se puede mover. Entonces en torno a la unión, queda una carga neta al descubierto, esta carga neta se llama región de agotamiento. Forma una barrera de potencial. Entonces si viene un electrón aquÃ, trata de cruzar, no puede cruzar. Porque aquà en esta región blanca no hay portadores de carga. Todas las cargas son [INAUDIBLE], se llama región de agotamiento, también se llama región de carga espacial o space charge region. Y también se le llama región de deplexión porque en inglés se llama depletion region y depletion es agotamiento. Muy bien. Entonces no hay portadores de carga. Se produce, si aquà tengo puras cargas positivas y aquà puras negativas hay un potencial eléctrico. Entonces aparece algo que se llama voltaje integral de la unión Vbi que es debido a la carga latente al descubierto que aparece aquÃ, un potencial, qué es un potencial sobre una distancia si hay un campo eléctrico [INAUDIBLE] La integral de dicho campo es un voltaje entre los extremos de la región de agotamiento, ese voltaje Vbi representa una barrera de potencial que los portadores de carga no pueden pasar a menos que haya suficiente [INAUDIBLE]. A Vbi se le suma o se le resta el voltaje de polarización externa, entonces yo al diodo externamente le pongo un voltaje. Ese voltaje se suma a Vbi o se resta dependiendo del signo. Por eso el diodo requiere un cierto voltaje para empezar a conducir. Y ese voltaje se parece a Vbi, no es exactamente Vbi porque nosotros you vimos que las curvas del diodo, corriente, voltaje, y aquà aparecen 0,7 voltios, pero esos 0,7 son relativos, más o menos 0,7 dependiendo de la temperatura, de la corriente, entonces no es un exacto y esto se parece a Vbi. Vbi vale tÃpicamente 0,6 a 0,8 volts en silicio. Esta es la ecuación, estas son concentraciones de donantes, en la región tipo N y concentración de [INAUDIBLE] en la región tipo P. Esto es concentración intrÃnseca al cuadrado, es todo [INAUDIBLE] que you saben es voltaje [INAUDIBLE]. El diodo no es una baterÃa, no es posible medir Vbi externamente. Asà que no sacamos nada con tratar de medirlo, de hecho la curva del diodo pasa exactamente por 0. 0, si no estarÃa produciendo [INAUDIBLE] Esa región de agotamiento tiene un ancho, ese ancho se puede calcular. Entonces, ¿cómo lo calculamos? Asumimos que la cantidad de carga que pasa hacia un lado es la misma cantidad de carga que pasa hacia el otro lado y el ancho va a depender de las concentraciones, porque si hay mucha concentración [INAUDIBLE], en cambio si es poca concentración necesita pasar carga de muy lejos para completar el total. Entonces digamos que el producto entre la concentración y la distancia es constante, y de ahà llegamos a esta relación, y el ancho es la región en la que, en la zona tipo N, esto es Xn dividido por el ancho de la región de agotamiento, la región en la zona P es Na partido por Nd donde Na es la concentración de aceptores en la región tipo P y Nd es la concentración de donantes en la región tipo N. En general, niveles de dopaje en N y P son diferentes, implica diferentes concentraciones, un modelo muy simple que asume una transición o unión abrupta, y llegamos a este paso, de dónde sale, no lo vamos a ver. Lo que sà nos importa es que están las concentraciones aquà y tenemos la permitividad del silicio que es 11.7 por epsilon 0 y aquà tenemos el voltaje integral de la unión que habÃamos calculado antes. Entonces esta fórmula entra ahÃ. Silicio intrÃnseco es un dieléctrico, por aquà no puede pasar carga ni para un lado ni para otro. Si es asà entonces como que aquà tenemos conductor dieléctrico, a qué se parece eso, esto por un lado y este por otro [INAUDIBLE] Parece un capacitor, entonces hablamos de capacitancia de la unión, la capacitancia de la región de agotamiento, aquà deberÃa decir región de agotamiento, no unión de agotamiento. La capacitación es la unión Cj0, a eso se le llama, 0 porque sin voltaje externo, con 0 voltios externos, y es A donde A es el área de la unión, cierto, por raÃz de epsilon S cantidad de silicio por q carga del electrón dividido por 2 por esta operación en paralelo de las concentraciones de aceptores de la región tipo P y la concentración de donantes de la región tipo N. Operación paralelo es Na paralelo a Nd es Na Nd partido por Na + Nd, por 1 partido por Vbi donde Vbi es el voltaje integral de la unión que you conocemos. Y eso es todo por ahora. Nos vemos en la siguiente clase.
