9-Explique COMO a largura da camada de depleção está relacionada com a dopagem feita nas
regiões que formam a junção P-N
Em primeiro lugar, precisamos entender que a Camada de depleção é formada quando os
portadores majoritários do lado N se difundem nas lacunas do lado P originando assim uma
diferença de concentração chamado de difusão, originando uma região onde os portadores livres
realizam a recombinação, criando uma região com ausência de portadores livres devido que o
processo de difusão gera uma ionização dos íons das impurezas, formando a camada de
depleção com íons dopantes.
A largura da Camada de Depleção está diretamente ligada com o nível de dopagem que é
aplicada na junção, ou seja, quanto maior for a dopagem maior será a concentração dos íons, ou
seja quando a concentração de íons dopantes é maior, há uma maior presença de íons
disponíveis fazendo a neutralização da carga oposta na junção, fazendo que a camada de
depleção entre em equilíbrio com uma largura menor. Quando a dopagem for menor a camada
de depleção precisa ser maior para conseguir o equilíbrio devido a pouquíssima presença de íons
disponíveis. Essa explicação pode ser resumida matematicamente pela seguinte equação:
Onde:
ℇ - Permissividade elétrica do material
q- carga elétrica elementar
Na – Concentração de dopantes na região P
Nd – Concentração de dopantes na região N
Vb – Barreira de Potencial de Junção.
Observando a equação concluímos que quanto maior for permissividade do material e a tensão
de barreira de potencial maior vai ser a camada de depleção. Para uma grande concentração de
dopantes nas regiões P e N a largura da camada de depleção será menor devido à grande
concentração de íons em um volume menor é necessário para o equilíbrio das cargas. Já para
uma concentração a largura da faixa será maior devido a pequenas concentrações de dopantes
e com isso é necessário um maior volume para haver equilíbrio das cargas. É importante frisar
