¿Cuál es la diferencia de potencial a través de un diodo desconectado? [duplicar]

Si toma un diodo que no está conectado a nada, obtenemos la capa de agotamiento habitual en la unión PN:

Y obtenemos una diferencia de potencial generada a través de la unión. Supongamos que ahora conectamos los dos lados del diodo con un cable externo, luego se desarrolla una segunda zona de agotamiento en las conexiones con el cable:

Y esta zona de agotamiento tiene un potencial igual y opuesto a la zona de agotamiento en la unión.

Entonces, cuando conectamos el cable por primera vez, hay una corriente transitoria mientras se acumula la segunda zona de agotamiento, pero la corriente se detiene tan pronto como el potencial a través de la segunda zona se equilibra con el de la unión. Si ahora desconectamos el cable externo, los electrones fluyen a través de la unión PN y la segunda zona de agotamiento desaparece.

La corriente solo fluye entre dos puntos si hay una diferencia de potencial entre los puntos. Sin corriente significa que no hay pd. La figura que ha mostrado es cómo se distribuye la carga en la unión PN, esto crea una barrera potencial que la carga debe superar para cruzar la barrera, no es un voltaje que pueda usarse para provocar el flujo de corriente. Por ejemplo, si tuviera que conectar los cables del diodo, no se esperaría que la corriente fluyera de la conservación de la energía.

Supongo ahora que lo que te confunde es que este no es un elemento activo, pero aun así, a partir de la imagen, asumirías que conectar los extremos del diodo crearía una corriente eléctrica debido a la diferencia de potencial que ves.

Para mí, la confusión siempre fue cómo este diodo puede "producir energía" o "corriente" de la nada.

La pista es: si conecta los dos extremos del diodo, lo mismo que sucede en la unión de la parte p y la parte n volverá a suceder: habrá una corriente de la parte p a la parte n -parte debido a la diferencia de potencial, pero al mismo tiempo habrá una corriente de difusión debido a las diferentes densidades de electrones y huecos en la parte p y n. Después de un tiempo corto, se alcanza el equilibrio y, por lo tanto, no habrá más corriente, pero seguirá siendo la misma diferencia de potencial.

Sería otro caso, si conectas ambos extremos del diodo a un material conductor. En ese caso, en los dos cruces sucederá lo mismo que sucede en el cruce pn. Esto traerá el potencial en las partes finales del conductor al mismo nivel nuevamente, y no habrá diferencia de potencial.

La separación de carga que se muestra en el diagrama es cierta, hasta donde llega. Tenga en cuenta que el diagrama muestra un diodo aislado, por lo que la resistencia entre los extremos de los diodos es infinita y no fluye corriente.

El mecanismo impulsor detrás de la separación de carga es el movimiento térmico de los electrones en el diodo. Si colocara una resistencia lo suficientemente grande entre los extremos del diodo, en principio podría obtener una corriente medible en algo así como el voltaje del diodo. ¿Movimiento perpetuo? No. El proceso de separación de las cargas hará que el material se enfríe y, si no se controla, este proceso continuará hasta que cese el movimiento térmico. en otras palabras, hay que calentar el diodo para que funcione como generador.

Y hay otra forma de acelerar el proceso: encender una luz en el diodo. Los electrones producidos por la absorción de fotones pueden, de hecho, producir cantidades útiles de energía: un diodo iluminado no es ni más ni menos que una célula solar fotovoltaica.