¿Qué es la polarización directa en un diodo semiconductor?

Cuando le aplicamos un voltaje a un diodo y lo configuramos coincidiendo el positivo de la batería con la región P y el negativo de la batería con la región N, se dice que lo estamos polarizando directamente.

Sucede que al aplicar el voltaje de la batería los electrones en la región P y N son empujados hacia la zona de deplexión o frontera. Aquí hay dos posibilidades:

a.- Que el voltaje de la batería sea menor a la barrera de potencial.

Si es menor a la barrera de potencial (de 0.7 voltios para silicio ó 0.3 voltios para germanio), los electrones y huecos no tienen la suficiente energía para atravesar la frontera y por lo tanto no se produce un flujo de electrones.

b.- Que el voltaje de la batería sea mayor a la barrera de potencial.

Si es mayor a la barrera de potencial (de 0.7 voltios para silicio ó 0.3 voltios para germanio), los electrones y huecos tienen la suficiente energía para atravesar la frontera y por lo tanto se produce un flujo de electrones.

En resumen, un diodo polarizado directamente con un voltaje mayor a la barrera de potencial deja pasar el flujo de electrones y se comporta en forma similar a una resistencia de muy bajo valor.

¿Qué es el diodo No Polarizado?

Un semiconductor de cristal tipo N ó tipo P trabajando aisladamente funcionan como una resistencia. Pero al unirlos sucede algo muy sorprendente de lo cual se basa todo el desarrollo de la tecnología electrónica en la fabricación de diodos, transistores, circuitos integrados, chips y otros.

Tal como podemos observar:

a.-  La región tipo P contiene un exceso de impurezas trivalentes por lo que tiene un exceso de huecos…  por cada átomo trivalente existe un hueco.

b.- La región tipo N contiene un exceso de impurezas pentavalentes por lo que tiene un exceso de electrones… por cada átomo pentavalente existe un electrón.

Al unir estas dos regiones, en la frontera de la unión PN sucede lo siguiente:

a.- Los electrones libres que estaban en la frontera de la región N  atraviesan a la región P, al pasar caen en un hueco y crean un ión negativo porque ahora el átomo tiene un electrón mas.

b.- Al salir un electrón de la región N pierde un electrón y queda un hueco. Además al perder un electrón el átomo se convierte en un ion positivo.

En esta zona de frontera le vamos a llamar DIPOLO a la unión de un ion negativo con uno positivo. A esta región fronteriza donde se encuentran los dipolos se llama ZONA DE DEPLEXION.

Los dipolos generan un campo eléctrico y dejan de permitir que los electrones atraviesen de la región N a la región P. A este campo eléctrico se le considera como una barrera de potencial o diferencia de potencial que para el germanio es de 0.3 Voltios y para el silicio es de 0.7 Voltios.

¿Qué son los semiconductores intrínsecos?

Un semiconductor intrínseco está formado por un cristal de silicio puro, en donde todos los átomos son de silicio. A temperatura ambiente se comporta como un aislante porque solamente tiene unos cuantos electrones libres y huecos.

Si aplicamos voltaje entre los extremos de un semiconductor intrínseco vamos a observar que los electrones que estaban libres se van a desplazar a la izquierda buscando el positivo de la batería.

Cuando un electrón salta a la izquierda, el hueco es reemplazado por otro electrón y da la sensación de que el hueco se estuviera moviendo hacia la derecha. Ahora hablamos de dos flujos de corriente:

Primero.- El flujo de electrones que circulan del negativo al positivo.

Segundo.- El flujo de huecos que circulan del positivo al negativo y al cual se le llama CORRIENTE CONVENCIONAL. Esta denominación  porque es el sentido que se uso desde hace mucho tiempo cuando se creía que la corriente circulaba de positivo a negativo.

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