En este apartado se presenta en primer lugar el proceso de formación de los diodos de
semiconductores para pasar después a exponer el comportamiento eléctrico y las desviaciones
con respecto al comportamiento ideal.
2.1 Formación de la unión PN
Supongamos que se dispone de un monocristal de silicio puro, dividido en dos zonas con una
frontera nítida, definida por un plano. Una zona se dopa con impurezas de tipo P y la otra de tipo
N (Figura 4). La zona P tiene un exceso de huecos, y se obtiene introduciendo átomos del grupo
III en la red cristalina (por ejemplo, boro). La zona N dispone de electrones en exceso,
procedentes de átomos del grupo V (fósforo). En ambos casos se tienen también portadores de
signo contrario, aunque en una concentración varios órdenes de magnitud inferior (portadores
minoritarios).
Figura 4: Impurificación del silicio para la obtención de diodos PN
En cada zona la carga total es neutra: por cada electrón hay un ion positivo, y por cada hueco
un ion negativo, es decir, no existen distribuciones de carga neta, ni campos eléctricos internos.
En el momento mismo de crear dos zonas de diferente concentración de portadores, entra en
juego el mecanismo de la difusión. Como se recordará, este fenómeno tiende a llevar
partículas de donde hay más a donde hay menos. El efecto es que los electrones y los huecos
cercanos a la unión de las dos zonas la cruzan y se instalan en la zona contraria, es decir:
Electrones de la zona N pasan a la zona P.
Huecos de la zona P pasan a la zona N.
Este movimiento de portadores de carga tiene un doble efecto. Centrémonos en la región de la
zona P cercana a la unión:
1. El electrón que pasa la unión se recombina con un hueco. Aparece una carga negativa,
ya que antes de que llegara el electrón la carga total era nula.
2. Al pasar el hueco de la zona P a la zona N, provoca un defecto de carga positiva en la
zona P, con lo que también aparece una carga negativa.
El mismo razonamiento, aunque con signos opuestos puede realizarse para la zona N. En
consecuencia, a ambos lados de la unión se va creando una zona de carga, que es positiva en la
zona N y negativa en la zona P (Figura 5).