Conduccion113
- 2. CONDUCCION Proceso que ocurren en un material en equilibrio o no: Generación, Recombinación, Mov. Térmico de electrones, Vibración de la red, Choques de electrones con la red, Alteración sobre los e debido a las impurezas. Semiconductores fuera del equilibrio Procesos de movimiento neto: Arrastre y Difusión.
- 3. MECANISMOS DE CONDUCCIÓN Arrastre de Campo Eléctrico Difusión
- 4. ARRASTRE DE CAMPO ELÉCTRICO vd = μ E vd ≈ ( q . tcol / m* ) . E = μ E J = n q v = n q μ E ρ = E / J = 1 / q n μ ρ = E / J = 1 / q (n μn+ p μp) v= a.t , a=F/m* , F=qE
- 5. VARIACIÓN DE LA MOVILIDAD Vibración de la red: Temperatura ∼T-3/2 Centros de dispersión: Impurezas ∼ T 3/2 / Nimp 1/µ = 1/µI + 1/µL
- 6. EFECTO SOBRE LA CONDUCCIÓN EN SEMIC EXTRÍNSECOS µ T
- 7. CONDUCCIÓN BAJO LA TEORÍA DE BANDAS Dos aspectos a considerar: Para los electrones en la banda de conducción, en un material no polarizado, la energía potencial puede considerarse una función constante cuyo valor está representado por el nivel inferior de la banda (EC). La diferencia entre la energía total (nivel permitido) y la potencial nos muestra la energía cinética del electrón. El valor cero del eje de energía puede estar localizado en cualquier parte. Ante la presencia de un potencial externo aplicado a un semiconductor: la energía potencial y por lo tanto las bandas se inclinan (curvan). El análisis para los huecos es análogo siendo la energía potencial el valor EV EREF=0 EC=EPotencial EF EIMP. EV ECinética EG
- 8. CONDUCCIÓN BAJO LA TEORÍA DE BANDAS Observar: •Cambio en el nivel de Fermi •Aceleración de portadores •Pérdida de Energía Efecto Joule Considerar cuántica: •Nivel desocupado (Pauli) Semiconductor Polarizado
- 9. Efectos de Ruptura TunelAvalancha Conducción sin liberación ni pérdida de energía
- 10. Semiconductor en Equilibrio n * p = ni 2 Semiconductor en FUERA del Equilibrio n * p > ni 2 Inyección O n * p < ni 2 Extracción BALANCE DE PORTADORES: LEY DE ACCION DE MASAS
- 11. Inyección a Bajo Nivel: Variación de portadores << Impurificación Inyección a Alto Nivel: Variación de portadores ∼ Impurificación pn0 = ni 2 / ND << ∆ pn << ND pn0 = 1020 /1016 = 104 << 1012 << 1016 nn0 = ND >> ∆ nn << 1016 1016 >> 1012 << 1016 pn0 = ni 2 / ND << ∆ pn > ND pn0 = 1016 /1010 = 104 << 1017 > 1016 nn0 = ND < ∆ nn > 1016 port. minoritarios port. mayoritarios port. minoritarios port. mayoritarios NIVELES DE INYECCIÓN
- 12. Tiempo de Vida τ pn( t ) = pn0 + ( pL − pn0 ) e -t / τ Inyección a Bajo Nivel - RETORNO AL EQULIBRIO τp = 1 / k .nn0
- 13. Longitud de Difusión L Inyección a Bajo Nivel - RETORNO AL EQULIBRIO pn( t ) = pn0 + ( pn(0) − pn0 ) e -t / L
- 14. Inyección a Bajo Nivel - Difusión Dn: Difusividad o Constante de Difusión (en este caso de los electrones) Relación de Einsteinµ× × = q TK D x n DqJ nn ∂ ∂ ××−=
- 15. Relación entre el Tiempo de Vida y la Longitud de Difusión ppp DL τ×= Inyección a Bajo Nivel
- 16. Estados Metaestables efecto laser Recombinación de superficie Semiconductor dopado asimetricamente
- 18. Constantes de los Materiales Semiconductores