Electrónica: ¿Cuál es la diferencia entre un contacto óhmico y un contacto rectificador?

Answer 1

Cuando crea una unión entre un metal y un semiconductor, pueden suceder algunas cosas interesantes. Un contacto óhmico es una unión de metal-semiconductor que permite que la corriente fluya en ambos sentidos aproximadamente por igual dentro del rango de funcionamiento normal del dispositivo, con una relación voltaje-corriente (curva IV) que se acerca a la de una resistencia (de ahí el nombre “ohmic”) . Un contacto rectificador solo permite que la corriente fluya en una dirección, con una curva IV que se parece mucho a un diodo; de hecho, generalmente se conoce como diodo Schottky. (De ahí el nombre “rectificador”, como en un circuito rectificador para convertir CA a CC).

Esto sucede debido a la forma en que la estructura de banda electrónica se alinea en la unión. Si el nivel de Fermi está lejos del borde de la banda, tendrá un contacto Schottky, y si está cerca, tendrá un contacto óhmico. Alternativamente, es posible tener un desajuste en el borde de la banda, pero si el semiconductor se dopa con suficiente fuerza, formará una barrera potencial lo suficientemente corta como para que los electrones tengan una alta probabilidad de atravesar el túnel.

Answer 2

La principal diferencia: si el metal toca una superficie de silicio contaminada, ** no se forma diodo **. Solo obtenemos un contacto estándar, muy parecido a soldar dos metales diferentes. Estos se denominan contactos semiconductores “óhmicos”. Son la conexión entre su dispositivo de silicio y los terminales metálicos del mundo exterior.

Después de todo, no queremos formar diodos cada vez que conectamos silicio a un metal.

Sin embargo, si colocamos metal contra una superficie de silicio adecuadamente dopada (tipo p o tipo n), aparece una capa de agotamiento en la unión. Siempre se forma un diodo. Una “unión rectificadora”.

Tenga en cuenta que estas no son las uniones PN de William Shockley, y no se requieren “agujeros”. En cambio, son lo mismo que el primer transistor de Bell Labs de Bardeen y Brattain: el transistor de punto de contacto. También son los mismos que los antiguos diodos de bigotes de gato utilizados en la era de la radio antes de los tubos de vacío. Son diodos Schottky, diodos de contacto metálico.

Entonces, ¿cómo se crean las uniones óhmicas versus rectificadoras? ¿Cuál es el problema con la contaminación de la superficie? Bueno, si dopamos un poco de silicio muy fuertemente, entonces actúa como un metal. Recuerde que el silicio con dopaje normal está lleno de carga móvil, pero las cargas son extremadamente escasas como un gas a baja presión. Solo habrá unos pocos portadores libres por millón de átomos en el cristal. Como un gas, se comportan “comprimibles”. Pero, si dopamos fuertemente el semiconductor, entonces el “mar de carga móvil” es denso como un líquido, similar a los electrones móviles en los metales. Exprímalos con un voltaje y no serán barridos del silicio. Incompresible. Y lo mejor de todo, no podemos hacer transistores o diodos con silicio que se comporte como un metal. No se formarán regiones de agotamiento. (*) Después de todo, los dispositivos semiconductores requieren silicio sin dopar ultra puro con cantidades precisas extremadamente pequeñas de dopante agregado.

Para atornillar una unión de diodos metálicos, simplemente dope fuertemente la superficie. Verá esto en los diagramas como dopaje p ++ o n-dopaje.

Entonces, si queremos colocar un contacto de aluminio contra silicio tipo p, primero “contamine” la superficie para convertirla en p ++, luego coloque el aluminio y listo.

(*) En realidad se formará una zona de agotamiento extremadamente delgada. Pero esta zona es tan delgada que la mecánica cuántica y la naturaleza ondulatoria de los electrones son importantes, y el diodo formado es un diodo de túnel. Los diodos de túnel se descomponen a baja tensión en reversa, igual que los diodos Zener. Pero el diodo Tunnel del contacto Ohmic se descompone en milivoltios, por lo que básicamente es invisible para el resto de los circuitos. Cuanto más pesado es el p ++ o n-dopaje, menor es el voltaje de ruptura inversa y más invisible es la unión.

Answer 3

La altura de barrera de Schottky es un desajuste de banda asintótica entre un metal y un semiconductor.

La palabra “asimétrica” ​​significa que la altura de la barrera es la diferencia entre dos niveles de banda de energía específicos (en masa) en dos ubicaciones espaciales.

Las barreras Schottky tienen características de rectificación, adecuadas para su uso como diodos.

Estas características de rectificación dependen del ancho de la zona de agotamiento en el semiconductor.

Si uno comienza a aumentar el nivel de dopaje de semiconductores (y disminuye el ancho de la zona de agotamiento), la barrera de Schottky se convierte en túnel transparente.

El contacto transparente de túnel de Schottky es contacto óhmico.

Entonces, la diferencia es: ¿podrían o no los transportistas penetrar la barrera de Schottky?

Answer 4

En caso de contacto óhmico, cualquier material semiconductor está conectado con una pieza metálica delgada que actúa como fuente libre de electrones libres y los electrones pueden atravesar el metal en ambos sentidos. Entonces, básicamente, dos hechos ocurren cuando se hace un contacto óhmico, 1. No se formará ninguna estructura similar a la unión (generalmente formada en estructuras de unión pn). 2. El electrón puede moverse en ambos sentidos a través del contacto. Básicamente, los contactos metálicos están hechos para obtener estructuras similares a las de las sondas y, dado que el metal tiene una cantidad infinita de fuente de carga, la conductividad será alta y la carga puede moverse a través del metal en poco tiempo en comparación con el incidente que ocurre en el semiconductor. Por lo tanto, la reacción será significativamente menor. Nuevamente, no habrá ninguna región de agotamiento para el contacto óhmico y para esta rectificación del flujo del portador a través de la unión no es posible. Por lo tanto, los contactos óhmicos se utilizan básicamente en dispositivos de conmutación. Y los contactos rectificadores se usan para formar diodos, pero etc., donde la dirección del flujo del portador está restringida por algunas restricciones.

Answer 5

Hace mucho tiempo y lejos, podía recibir señales de radio de la mañana usando el bigote de un gato. Lo lograste conectando un trozo fino de cable a un cristal que formó una conexión con una impedancia diferente en un sentido del otro. Un contacto rectificador. Saltar arriba y abajo causó que el bigote se moviera y tu abuelo te enseñó rápidamente en anglosajón básico, pero si estabas lo suficientemente cerca de una estación de radiodifusión no necesitabas pilas. simplemente una tierra decente y una antena apropiada.
Muchos son los niños que escucharon el programa de matones en ese dispositivo debajo de las sábanas, junto con Radio Luxemburgo. Después de todo, ¿de qué más se hablaría en la escuela al día siguiente?
Podrías encontrar trozos de cuarzo en la canaleta, que funcionó muy bien como un cristal, y te dio un rectificador efectivo.
Los contactos óhmicos son su contacto normal, sujetos a la misma ley de ohmios en ambas direcciones.

Answer 6

En la tecnología de fabricación de semiconductores, un contacto óhmico es un contacto (o conexión) de metal a semiconductor de muy baja resistencia que es independiente del voltaje aplicado (es decir, la corriente a través de ese contacto sigue la Ley de Ohm), mientras que un contacto rectificador permite que fluya una corriente alta. (es decir, tiene baja resistencia) cuando el voltaje fluye en una dirección, y baja corriente para fluir (alta resistencia) al voltaje que fluye en la dirección opuesta, comportándose así como un diodo.

Para obtener un contacto óhmico, la unión debe construirse de modo que no haya barrera entre el metal y el semiconductor, o cualquier barrera que esté presente sea tan delgada que los portadores de carga puedan atravesarla fácilmente.