Dispositivos semicondutores - Potencial de barreira

Os materiais do tipo N e P são considerados eletricamente neutros antes de serem unidos em uma junção comum. No entanto, depois que a difusão ocorre instantaneamente, conforme os elétrons cruzam a junção para preencher os buracos, fazendo com que os íons negativos surjam no material P, essa ação faz com que a área próxima da junção assuma uma carga negativa. Os elétrons que partem do material N fazem com que ele gere íons positivos.

Todo esse processo, por sua vez, faz com que o lado N da junção assuma uma carga líquida positiva. Esta criação de carga específica tende a forçar os elétrons e buracos restantes para longe da junção. Essa ação torna um tanto difícil para outros portadores de carga difundir através da junção. Como resultado, a carga aumenta ou o potencial de barreira emerge na junção.

Conforme mostrado na figura a seguir. O potencial de barreira resultante tem uma pequena bateria conectada na junção PN. Na figura dada, observe a polaridade desta barreira potencial em relação ao material P e N. Essa tensão ou potencial existirá quando o cristal não estiver conectado a uma fonte externa de energia.

O potencial de barreira do germânio é de aproximadamente 0,3 V e do silício é de 0,7 V. Esses valores não podem ser medidos diretamente e aparecem na região de carga espacial da junção. Para produzir a condução de corrente, o potencial de barreira de uma junção PN deve ser superado por uma fonte de tensão externa.