Gracias por el A2A.
El ancho de la región de agotamiento no se reduce a cero durante la polarización directa.
Primero, analicemos cómo se forma una región de agotamiento, en primer lugar.
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Bajo ninguna condición de sesgo, hay una difusión de agujeros desde el lado p y electrones desde el lado n a través de la unión hacia el otro lado. Como resultado, al principio, algunos agujeros desde el borde del lado p se mueven hacia la unión y luego son barridos a través de ella.
Del mismo modo, los electrones del borde del lado n experimentan el mismo proceso. Además, los agujeros y electrones de las otras partes del semiconductor también avanzan, dejando atrás los átomos receptores y donadores respectivamente en sus átomos progenitores.
Dado que el gradiente de concentración de carga para cada uno de los electrones y agujeros es máximo en el borde de la unión, la unión se caracteriza por una región de agotamiento con átomos aceptores en el lado p y átomos donadores en el lado n.
Ahora, estos iones a ambos lados de la región de agotamiento crean un potencial de barrera para evitar una mayor difusión de agujeros y electrones a través de él. El proceso de difusión continúa hasta que el potencial de barrera no puede evitar la fuerza de difusión, y se detiene una vez que el potencial de barrera (Vbi) se vuelve apreciable para evitar una mayor difusión.
Ahora, llegando a tu pregunta:
Entonces, mediante la aplicación de una polarización directa a través de la unión (Vf), si la fuerza que impide la difusión de electrones y agujeros a través de la unión se reduce a (Vbi-Vf), los electrones y los agujeros pueden superar la fuerza de retardo y difundirse a través de la unión .
Entonces, el punto básico de la discusión es que, una vez que comienza la difusión, se forma una región de agotamiento de cierto ancho. Sin embargo, los portadores de difusión pueden superar el potencial de retardo inicialmente para moverse a regiones de menor concentración, que es su tendencia natural. Pero, después de una acumulación de una gran cantidad de iones cerca de la capa de difusión, los portadores no pueden superar la fuerza de retardo apreciablemente grande y se frustra la difusión adicional.
Por lo tanto, el propósito básico de la polarización directa es reducir el potencial de retardo a un nivel que permita la difusión de portadores de carga mayoritarios a través de la unión, y no eliminarlo. En el momento en que se reanuda la difusión, los portadores se difunden a través de la unión que conduce al mantenimiento de la región de agotamiento, pero de tal manera que el potencial de barrera neta no impide la difusión.
Para resumir, la polarización directa asegura que (Vbi-Vf) no sea lo suficientemente fuerte como para evitar la difusión de portadores de carga mayoritarios a través de la unión, a diferencia de Vbi. El ancho de la región de agotamiento nunca puede ser 0, ya que se forma debido a la conducción de la corriente de difusión y, en polarización directa, nuestro objetivo principal es garantizar un flujo continuo de corriente de difusión, que nuevamente forma la región de agotamiento. Entonces, tenemos una relación dependiente de bucle cerrado entre la corriente de polarización directa y la formación de la región de agotamiento, y la existencia de una corriente directa asegura también la existencia de una región de agotamiento.
