Por que existen portadores minoritarios en las regiones p y n?

[fucko]

Bueno, la pregunta del titulo, segun lei exiten portadores minoritarios debido a que la enegria termica le permite a los electrones pasar a la banda de conduccion creando electrones y huecos, ahora bien en el caso de la zona n porque los electrones de los atomos donores no rellenan esos huecos? tienen tambien mas energia? Y en el caso de la zona P, supongo que es mas entendible, aunque tambien me pregunto si no se verian atraidos por los iones aceptores . Perdon si la pregunta es tonta pero lei bastante y no me queda del todo claro, desde ya muchas gracias!

 

[Scooter]

Hace años que a todas esas dudas me contesto un "ni lo se ni me importa", como no fabrico semiconductores lo que hago es leer las especificaciones y diseñar conforme a ellas. El tiempo es finito y si lo dedico a esas cosas no me llega a otras.
Si fabricase transistores si que me ocuparía de ello y a fondo, claro.

 

[Gudino Roberto duberlin]

Hola, una respuesta simple, es que los electrones NO rellenan los huecos, es porque no tienen la suficiente energía para hacerlo, en cuánto aparece una diferencia de potencial que los "mueva", lo harán!
Con la energía térmica ocurre lo mismo, al estar sometidos a calor, adquieren más energía y será más fácil moverlos. Y ese efecto aparece en los transistores cuando sufren deriva térmica.

 

[cohone]

En los bordes del cristal de silicio queda átomos que no están rodeados por los 4 átomos que necesita para tener los 8 electrones compartidos, por lo que esos electrones/huecos se pueden comportar como portadores, no se si es a eso a lo que te refieres

 

[krlosss]

Hola fucko,

Esos portadores son entidades cuánticas, y siempre en semiconductores extrínsecos, es decir, dopados químicamente para conformar carencia o exceso de electrones.
El hueco en si es un constructo matemático para lidiar con la covalencia, regla del octeto y demás caracterización física del semiconductor dopado.

Si a moléculas de Si o Ge se agregan (en el sentido físico-químico del término, no el metalúrgico), elementos de Zona III, (por ejemplo Ga) aunque se incumpla la Regla del Octeto, habrá carencia de electrones, "más huecos", y será menos electronegativa. Los portadores serán minoritarios. La inversa para el exceso de electrones.

Este "mas y/o menos huecos y/o electrones" son definidos por ecuaciones de estado diferentes según el material y su incertidumbre instrumental.

Aún hoy, algunos teóricos consideran la covalencia electrónica mediante Lewis como la aproximación correcta. Otros, pensamos que la aproximación cuántica es más certera.

Una correlato al tema, aunque requiere de alguna madurez matemática, son los dos primeros tomos SEEC de Smith, Gray, y Dewitt.
Adler también realizó una interesante demostración del "mundo real" en semiconductores.

PS: estudios teoricos en condensados de Bose -Einstein y en la espectrografía de RX le aportarán
respuestas. Y nuevas dudas.

 

[fucko]

Hola, una respuesta simple, es que los electrones NO rellenan los huecos, es porque no tienen la suficiente energía para hacerlo, en cuánto aparece una diferencia de potencial que los "mueva", lo harán!
Con la energía térmica ocurre lo mismo, al estar sometidos a calor, adquieren más energía y será más fácil moverlos. Y ese efecto aparece en los transistores cuando sufren deriva térmica.

Pero, no se supone que la banda de conduccion posee mas energia que la de valencia? Muchas gracias por tu respuesta c:

En los bordes del cristal de silicio queda átomos que no están rodeados por los 4 átomos que necesita para tener los 8 electrones compartidos, por lo que esos electrones/huecos se pueden comportar como portadores, no se si es a eso a lo que te refieres

No habia pensado en eso, pero en el caso de que eso produzca portadores, no entiendo por que no estos no serian "recombinados" por los que añade la impuerza. Perdon si me exprese mal y gracias por la respuesta!

Hace años que a todas esas dudas me contesto un "ni lo se ni me importa", como no fabrico semiconductores lo que hago es leer las especificaciones y diseñar conforme a ellas. El tiempo es finito y si lo dedico a esas cosas no me llega a otras.
Si fabricase transistores si que me ocuparía de ello y a fondo, claro.

La verdad, antes de hacer este hilo, se lo consulte a varios profesor (voy a un secundario tecnico) y la verdad la mayoria me contesto que no era de mayor importancia si uno no iba a diseñar semiconductores, y uno me dijo que lo habia entendido mal por lo que me puse a leer otras fuentes y me quede mas confundido entre lo que me dijo este profesor y lo que lei, por lo que decidi preguntar aqui :s, gracias por tu respuesta c:

Hola fucko,

Esos portadores son entidades cuánticas, y siempre en semiconductores extrínsecos, es decir, dopados químicamente para conformar carencia o exceso de electrones.
El hueco en si es un constructo matemático para lidiar con la covalencia, regla del octeto y demás caracterización física del semiconductor dopado.

Si a moléculas de Si o Ge se agregan (en el sentido físico-químico del término, no el metalúrgico), elementos de Zona III, (por ejemplo Ga) aunque se incumpla la Regla del Octeto, habrá carencia de electrones, "más huecos", y será menos electronegativa. Los portadores serán minoritarios. La inversa para el exceso de electrones.

Este "mas y/o menos huecos y/o electrones" son definidos por ecuaciones de estado diferentes según el material y su incertidumbre instrumental.

Aún hoy, algunos teóricos consideran la covalencia electrónica mediante Lewis como la aproximación correcta. Otros, pensamos que la aproximación cuántica es más certera.

Una correlato al tema, aunque requiere de alguna madurez matemática, son los dos primeros tomos SEEC de Smith, Gray, y Dewitt.
Adler también realizó una interesante demostración del "mundo real" en semiconductores.

PS: estudios teoricos en condensados de Bose -Einstein y en la espectrografía de RX le aportarán
respuestas. Y nuevas dudas.

"Si a moléculas de Si o Ge se agregan (en el sentido físico-químico del término, no el metalúrgico), elementos de Zona III, (por ejemplo Ga) aunque se incumpla la Regla del Octeto, habrá carencia de electrones, "más huecos", y será menos electronegativa. Los portadores serán minoritarios. La inversa para el exceso de electrones."

A que portadores te refieres con minoritarios? Muchas gracias por tomarte el tiempo para contestar c:

 

[krlosss]

Hola Fucko,

Me refiero a los portadores N en la región P, e inversamente a los portadores P en región N.
Cuando electrones recombinan en zonas de juntura, se cumple la ecuación de difusión.
Resumiendo, una concentración de huecos en exceso en un semiconductor dopado P produce portadores mayoritarios P, y minoritarios N.

En un diodo ideal, polarizado inversamente, la circulación de portadores en su juntura será minoritaria en la unión PN, es decir su carga espacial será proporcionalmente menor según nos alejamos de la misma.

Por supuesto, el diodo ideal solo es una aproximación matemática instantanea a un proceso que no lo es. Entro otros motivos porque varian en el tiempo las constantes de carga, de difusión, las vidas medias de los portadores, las concentraciones al alejarnos de la juntura, etc.

Por otro lado no se pueden obviar los portadores minoritarios que aparecen en zona neutra, y si nos aproximamos al Tiempo de Planck, aparecen toda una serie de anomalias.

Si me permite, le recomiendo estudiar la generación de dipolos en enlaces covalentes, y resolver EDO o aproximar mediante función de onda de Bloch. Bibliografía disponible en Scientific American, años '72 y '73; y en publicaciones de la A.P.S.

Todo lo expresado arriba excede el alcance académico de un escuela técnica pero su curiosidad le aportará grandes satisfacciones.
¡Siga así!

Un cordial saludo.

 

[fucko]

Muchisimas gracias, ahora mismo los descargo, infinitas gracias por tomarse el tiempo de responder, un cordial saludo!