[Elettronica] Diodo: diffusione delle cariche attraverso la giunzione

[vitoge478]

Appena si affiancano le due zone P ed N di un diodo non mi è chiaro quello che accade.

Nella zona P c'è un eccesso di lacune.
Nella zona N c'è un eccesso di elettroni.

Perchè, quando affianco le due zone, "per diffusione" ci sono alcune lacune che passano dalla zona P alla N?
E perchè, sempre "per diffusione", ci sono degli elettroni che passano dalla zona N alla P?

Qual è il fenomeno che spinge questi movimenti?
Il prof. durante la lezione ha lasciato intendere che sia la differenza di concentrazione ma non ne sono sicuro.
Potete darmi qualche spiegazione?
Grazie.

[Flamber]

Per avere un'idea generale, secondo me ti è sufficiente guardare su wikipedia:

" La regione di confine tra i blocchi di tipo P e di tipo N è detta zona/regione di carica spaziale (o di svuotamento); in questo volume i portatori, rispettivamente del lato p e del lato n, di fronte al forte gradiente dovuto al diverso tipo di drogaggio, diffondono nel semiconduttore adiacente (generando una corrente di diffusione), lasciando non compensati gli atomi ionizzati dei droganti, i quali a loro volta genereranno una differenza di potenziale, un campo elettrico e, spostando i portatori, una corrente di trascinamento che si oppone a quella di diffusione "

Il fenomeno della diffusione elettrica ha luogo, in un semiconduttore, a causa di un gradiente di concentrazione dei portatori di carica. Consiste in un moto di cariche che si spostano da una regione dove sono in eccesso verso zone a minore densità di concentrazione, indipendentemente dall'eventuale presenza di campi elettrici.

Questo moto di cariche si traduce in una corrente, chiamata corrente di diffusione, che ha la stessa direzione del gradiente di concentrazione dei portatori di carica, ma verso opposto poiché, in generale, è un fenomeno atto a ristabilire lo stato di equilibrio del materiale.

Detto questo, per arrivare a capire nella sua completezza il concetto, non ci sono "similitudini" abbastanza convincenti da rispondere a tutte le tue domande (di solito si fa il classico parallelo con un flusso idraulico), nè ci sono video e appunti che tengano. Concetti del genere, a mio modestissimo parere, vanno studiati su un libro, su un buon libro. Ti consiglio "Dispositivi a Semiconduttore" - S. Sze ( https://www.libreriauniversitaria.it/di ... 8820318505 ) o la sua versione inglese "Physics of semiconductor devices", davvero un testo eccezionale.

[vitoge478]

Anche Wikipedia, come il libro che sto usando , Millman-Grabel (https://www.amazon.it/Microelettronica- ... 8838606781) parla di differenza (o gradiente) di concentrazione.

Il dubbio rimane: perchè una differente concentrazione di elettroni o lacune porta al movimento di essi?

[RenzoDF]

"franco11":... perchè una differente concentrazione di elettroni o lacune porta al movimento di essi?

Ti ricordo che elettroni e lacune sono già in movimento per conto loro, a causa dell'agitazione termica, analogamente a quanto avviene per un qualsiasi gas, ne segue che questa "agitazione" porterà statisticamente a cercare di uniformare la concentrazione dei portatori nel volume disponibile.

[marcopittu]

E' una tendenza naturale che vale anche per le molecole quella di uniformare la concentrazione