Polarizacin del bloque NP Naturalmente suponemos que cada uno de los bloques est inicialmente descargado (carga neta cero). Por lo tanto entre ambos bloques no hay inicialmente diferencial de potencial. En el bloque N tenemos abundancia relativa de electrones libres (-), con niveles de energa de la banda de conduccin (portadores mayoritarios en N) y escasez de huecos (+), (portadores minoritarios en N). Anlogamente en el bloque P abundan los huecos (+) (mayoritarios en P), y escasean los electrones libres (-) (minoritarios en P). Por lo dicho, tiende a producirse un fenmeno de tipo no elctrico sino termodinmico, consistente en la difusin de electrones desde donde abundan (bloque N) hacia donde escasean (bloque P), y anlogamente se difundiran los huecos desde el bloque P al bloque N. Por s sola la difusin dara lugar a una intensidad de corriente (corriente de difusin), , ID, en el sentido de P ---> N.

En cuanto hayan transcurrido unos instantes y se haya difundido una cierta cantidad de portadores, segn lo explicado antes, el bloque N, que ha perdido electrones y ha ganado huecos, va cargndose positivamente y, de la misma forma, el bloque P, que ha perdido huecos y ganado electrones, va cargndose negativamente. Por consiguiente, aparece una diferencial de potencial. Entre N y P de manera que el N que a mayor potencial respecto a P. Pero esta diferencial de potencial. Producir un arrastre de cargas negativas (electrones libres) de P--->N y positivas (huecos) de N--->P. Es decir, tiende a producirse una intensidad de corriente de arrastre, IA, que ir en el sentido de N--->P, o sea, sentido contrario a la de la corriente de difusin.

Los procesos mencionados, difusin y arrastre, son contrapuestos y llegar un momento en que ambos alcancen un equilibriodinmico de tal manera que la intensidad de corriente a travs de la unin ser: ID + IA = 0. Si suponemos que la unin entre los bloques es abrupta, una vez alcanzado el equilibrio, la difusin de portadores de cada bloque hacia el otro habr dejado en cada uno de ellos una regin prcticamente vaca de portadores. Esas dos regiones, de anchuras WN y WP (Figura 8.7), forman conjuntamente la llamada zona de deplecin de anchura WZ = WN + WP . Igualmente, al estar cargado positivamente el bloque N y negativamente el P, aparece una d.d.p. entre los bloques, distribuida en la zona de deplecin, que se denomina potencial de contacto, V0, estando a mayor potencial el bloque N que el bloque P.

Si aplicamos una diferencial de potencial. Exterior a la unin, su efecto primario ser lgicamente romper el equilibrio a favor de uno de los dos mecanismos descritos. Por lo tanto, habr dos formas de polarizar la unin, segn se favorezca uno u otro mecanismo.Polarizacin directaVamos a suponer que aplicamos por medio de una fuente de energa elctrica una d.d.p. externa de valor V voltios, de manera que el polo positivo de la fuente est ms cerca del bloque P y el polo negativo, ms cerca del bloque N.

La diferencial de potencial exterior, V, aplicada se sumar al potencial de contacto, V0, y el resultado es que el potencial total en la unin ser: VT = V0-V, considerando que V > 0. Por lo tanto el mecanismo de arrastre ser menor al ser VT N. La polarizacin directa favorece por lo tanto el paso de portadores mayoritarios de cada bloque hacia el otro (huecos de P---> N y electrones de N---> P. Cuanto mayor sea V, ms se favorece este paso de portadores mayoritarios y como estos son muy abundantes, cabe esperar que la intensidad a travs de la unin, I, sea creciente con V y que pueda alcanzar valores muy elevados. Los electrones de N pasan a P, por lo que deben ser repuestos por el circuito exterior unido al polo negativo de la fuente, lo que es coherente con el hecho de que la corriente I circule del polo positivo, a travs de la unin, hacia el polo negativo. Los electrones provenientes de N se encuentran en P con abundancia de huecos, por lo que la probabilidad de que se recombinen pares electrn-hueco ser muy elevada. As pues, en P van desapareciendo huecos, por que pasan a N y/o por que se recombinan con electrones provenientes de N. El circuito exterior unido al polo positivo se encarga de reponer huecos capturando electrones de valencia del bloque P, lo que tambin es coherente con la intensidad circulante I.La barrera de potencial, VT, disminuye respecto a V0, al igual que el campo elctrico en la unin, E y la anchura de la zona de deplecin. Tambin disminuye respecto al equilibrio la capacidad de la unin.

Polarizacin inversa. Al contrario que lo supuesto anteriormente, aplicamos, por medio de una fuente de energa elctrica, una d.d.p. externa de valor V voltios, de manera que el polo positivo de la fuente est ms cerca del bloque N y el polo negativo, ms cerca del bloque P.

Ahora tenemos que VT = V0+V, siendo V >0 y por lo tanto, al ser VT >V0, (Figura 8.12) se ve favorecido el mecanismo de arrastre frente al de difusin, lo que implica que tendremos una intensidad de corriente neta no nula, I, en el sentido del bloque N ---> P. La polarizacin inversa favorece por lo tanto el paso de portadores minoritarios de cada bloque hacia el otro (huecos de N---> P y electrones de P---> N. Cuanto mayor sea V, ms se favorece este paso de portadores minoritarios y como estos son muy escasos, cabe esperar que la intensidad a travs de la unin, I, se sature rpidamente con V creciente, sin llegar a alcanzar valores elevados. El valor de esta corriente, poco dependiente de la tensin, V, aplicada y fuertemente dependiente de la temperatura, tiene un valor muy pequeo (del orden de los A) y se denomina corriente de saturacin. La designaremos como IS.

La barrera de potencial, VT, aumenta respecto a V0, al igual que el campo elctrico en la unin, E y la anchura de la zona de deplecin. Tambin aumenta respecto al equilibrio la capacidad de la unin.