Según tengo entendido, la corriente de difusión es causada por el cambio en la concentración de los portadores de carga en el semiconductor (electrones libres y huecos) de una región de mayor concentración a una región de menor concentración debido a la energía térmica. Sin embargo, todavía no estoy seguro de que la corriente de difusión siempre exista dentro del cristal. A medida que la concentración cae en la región superior y aumenta en la región inferior, finalmente, la concentración en todo el cristal será igual, por lo que la concentración no cambiará. ¿Seguirá existiendo la corriente de difusión después de eso?
Además, en semiconductores no dopantes (p. ej., Si puro), la densidad/cantidad de huecos y electrones es la misma, por lo que hay corriente de difusión. Supongamos que la difusión es solo de 1 dimensión y 1 dirección. Los portadores de carga que se difunden contienen tanto huecos como electrones, entonces el movimiento de carga total es cero, lo que hace que la corriente sea cero, ¿es cierto?
En un semiconductor en equilibrio térmico y difusivo, la corriente neta es cero para cada uno de los tipos de portadores, es decir, es cero para las corrientes de electrones y huecos por separado. La corriente total es la suma de la corriente de difusión (proporcional al gradiente de densidad de los portadores) y la corriente de deriva impulsada por un campo externo (el campo electrostático en la mayoría de los casos para un semiconductor). En resumen, en un semiconductor en equilibrio termodinámico, la corriente de difusión compensa la corriente de deriva para cada uno de los portadores por separado, lo que da como resultado una corriente neta cero.
Tenga en cuenta que un semiconductor intrínseco en equilibrio termodinámico puede tener corrientes de difusión y deriva diferentes de cero, pero la corriente neta total sigue siendo cero debido a la compensación de las corrientes de deriva y difusión (este sería el caso de un cristal semiconductor aislado colocado dentro de un circuito eléctrico). campo).
La corriente de difusión sirve para igualar la densidad de carga en todas partes. Pero en cualquier cristal dado a una temperatura finita por encima de 0 K, habrá algunos gradientes de concentración en alguna parte tanto para los huecos como para los electrones. Esto conduce a corrientes de difusión. Pero tenga en cuenta que la magnitud de tales corrientes es muy pequeña y es muy difícil medirlas. Lo mismo sucede también en los conductores, pero ocurre mucho más rápido que en los semiconductores.
Los semiconductores (dopados y no, ambos) tienen algunos portadores de carga. Para los semiconductores pentavalentes, son los electrones, y para los semiconductores trivalentes, son los agujeros.
Y siempre tiene lugar la difusión de los portadores de carga. Pero, el movimiento de los portadores de carga es completamente aleatorio . Y, estadísticamente, el movimiento de los portadores de carga en todas las direcciones se distribuye por igual, lo que hace que la corriente neta sea cero .
Entonces, no hay corriente neta causada por la difusión de los portadores de carga.
jon custer