Semiconductor en no equilibrio.

8/16/2019 Semiconductor en no equilibrio.

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CAPITULO 6.NONEQUILIBRIUM EXCESS CARRIERS IN SEMICONDUCTORS.


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Los electronesson

térmicamenteexcitados de la

BV a la BC.

El proceso derecombinación

aniquila alelectrón y al

hueco.

En el eqtérmi

concentneta

portadoindepen

del tie

Generación y recominación !e"or#a!ore$.


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La relación a lacual los

electrones yhuecos son

generados y larazón a la cual serecombinan debe

ser igual.

Los electrones yhuecos son

creados en pares,para la

generacióndirecta banda a

banda.

GENERACI&N ' RECOMBINACI&N DE PORTADORES EN EXC(an!o )o$ e* y +, $on crea!o$- )a concen#ración !e e* en)a BC y )a !e +, en )a B incremen#a "or arria !e $( /a)or

!e e0(i)irio #1rmico.

Concen#racione$ en e)e0(i)irio#1rmico.

Concen#ración!e e)ec#rone$y +(eco$ ene2ce$o.


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E5EMPLO.


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6.% CARACTER7STICAS DE PORTADOREN EXCESO.

•

E)emen#o !i8erencia) !e en e) c(a) e) 9(:o (ni!ime(na "ar#;c()a a) e)emen#o !i8erencia) en$a)ien!o !e) e)emen#o en x

Ec(acione$ !e con#in(i!a!.

?)(:o !e )a"ar#;c()a*

+(eco.@o)e$cm

%*$

Para e) com"onen#e 2 !e )a !en$i!corrien#e !e )a "ar#;c()a.


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Incremen#o en e) nmero !e +(eco$ "or (ni!a! !e #iem"o !en#ro !e) !i8erencia) !e /o)(men !ei!o a) com"onen#e en 2 !e) 9(:o #o#

Ec(ación !econ#in(i!a! "ara

+(eco$

Ec(ación !econ#in(i!a! "ara

e)ec#rone$


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ECUACIONES DE LA DI?USI&NDEPENDIENTE DEL TIEMPO.

Para+(eco$

Parae)ec#rone

$.

De$crien e) com"or#amien#o en e) e$"acio y #iem"o !e )o$"or#a!ore$ en e2ce$o.


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La$ concen#racione$ !e e)ec#rone$ y +(eco$ $on 8(ncione$ !e)e0(i)irio #1rmico y !e )o$ /a)ore$ en e2ce$o.

La$ concen#racione$ en e) e0(i)irio #1rmico


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E5EMPLO.


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TRANSPORTE AMBIPOLAR.

• E) cam"o e)1c#rico crea (na 8(era a#rayen#e en#re e)ey +(eco$.

• Lo$ e)ec#rone$ carJa!o$ neJa#i/amen#e y )o$ carJa!o$ "o$i#i/amen#e $e !i8(n!en :(n#o$ con (coeKcien#e !e !i8($ión o !e mo/i)i!a!.


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ECUACI&N DE TRANSPORTE AMBIPOL

De$crie e) com"or#amien#o !e )o$ e)ec#rone$ y +(eco$e2ce$o en e) #iem"o y en e) e$"acio.

CoeKcien#

e !e!i8($ión

ami"o)ar

Mo/i)i!a!ami"o)ar

.


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• La ec(ación !e #ran$"or#e ami"o)ar $e "(e!e $im")iKc

$e con$i!era (n $emicon!(c#or e2#r;n$eco y (n a:o ni/

inyección. E) coeKcien#e !e !i8($ión ami"o)ar $e e2"re


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• La con!ición !e a:o ni/e) !e inyección $iJniKca0(e )a concen#ración !e) e2ce$o !e "or#a!ore$ em>$ "e0(ea 0(e )a concen#ración en e0(i)irio#1rmico !e )o$ "or#a!ore$ minori#ario$.

• Para e) $emicon!(c#or #i"o " )a a:a inyecciónim")ica 0(e δn


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Si $e a")ican a )a mo/i)i!a! ami"o)ar)a$ con!icione$ !e $emicon!(c#ore2#r;n$eco #i"o " y a:a inyección

Para (n $emicon!(c#or e2#r;n$eco #i"o "inyección a:a- e) coeKcien#e aami"o)ar !e !i8(

y e) coeKcien#e ami"o)ar !e mo/i)i!a! $e re!a )o$ /a)ore$ !e )o$ "or#a!ore$ !e e)ec#rminori#ario$- )o$ c(a)e$ $on con$#an#e$.


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• Lo$ "ar>me#ro$ ami"o)are$ $e re!(cen a )o$ /a)ore$ !e )o$ "ominori#ario$.

•La mo/i)i!a! ami"o)ar e$ neJa#i/a. E$#> a$ocia!a con )o$ "or#a!eri/a.

• E) $iJno !e) #1rmino !e !eri/a !e"en!e !e )a carJa !e )a "ar#;c()a

• La "ar#;c()a ami"o)ar e0(i/a)en#e e$#> carJa!a neJa#i/amen#e.

• Si )a mo/i)i!a! ami"o)ar $e re!(ce a (n +(eco "o$i#i/amen#e cain#ro!(ce (n $iJno neJa#i/o.

Para (n$emicon!(c#ore2#r;n$eco #i"o nen a:ainyección

PHnH- δn


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GENERACI&N ' RECOMBINACI&N.

•

Para e)ec#rone$


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PARA @UECOS

• La re)ación !e Jeneración "ara e)ec#rone$ en e2ce$o !

iJ(a) a )a Jeneración "ara +(eco$ en e2ce$o.

• E) #iem"o !e /i!a !e )o$ "or#a!ore$ minori#ario$ e$ (na

con$#an#e "ara a:a inyección• E) #1rmino J*R en )a ec(ación !e #ran$"or#e ami"o)ar

e$crie en #1rmino$ !e )o$ "or#a!ore$ minori#ario$.


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PARA SEMICONDUCTOR TIPO P Concen#ran !e"or#a!oreminori#aren e2ce$e)ec#rone

Tiem"o !e/i!a !e )o$"or#a!ore$minori#ario$

en a:ainyección

PARA SEMICONDUCTOR TIPO N


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Lo$ "ar>me#ro$ !erecominación $on !e

)o$ "or#a!ore$minori#ario$.

La$ ec. An#eriore$!e$crien )a !eri/a-

!i8($ión yrecominación !e )o$

"or#a!ore$ minori#arioen e2ce$o como (na

8(nción !e coor!ena!ae$"acia)e$ y como8(nción !e) #iem"o

La concen#ración !e"or#a!ore$ minori#ario$en e2ce$o e$ iJ(a) a )a

concen#ración !e"or#a!ore$ mayori#ario$

en e2ce$o.


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ECUACIONES PARA TRANSPORTEAMBIPOLAR.


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CONSTANTE DIELCTRICA DE RELA5ACDEL TIEMPO.•

La concen#ración !e +(eco$ en e2ce$o e$#> a)ancea!(na concen#ración iJ(a) !e e)ec#rone$ en e2ce$o

• Una concen#ración (ni8orme !e +(eco$ δp es repentiname

inyectada en una porción de la superficie de un semiconductor.

• Instantáneamente se tiene una concentración de huecos en exceso y

densidad neta de carga positiva que no está balanceada por una conc

de exceso de ectrones


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E5EMPLO.

Semiconductor en no equilibrio.

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