b'\n_START_ARTICLE_\nUni\xc3\xb3n PN\n_START_PARAGRAPH_\nSe denomina uni\xc3\xb3n PN a la estructura fundamental de los componentes electr\xc3\xb3nicos com\xc3\xbanmente denominados semiconductores, principalmente diodos y transistores. Est\xc3\xa1 formada por la uni\xc3\xb3n metal\xc3\xbargica de dos cristales, generalmente de silicio (Si), aunque tambi\xc3\xa9n se fabrican de germanio (Ge), de naturalezas P y N seg\xc3\xban su composici\xc3\xb3n a nivel at\xc3\xb3mico. Estos tipos de cristal se obtienen al dopar cristales de metal puro intencionadamente con impurezas, normalmente con alg\xc3\xban otro metal o compuesto qu\xc3\xadmico. Es la base del funcionamiento de la energ\xc3\xada solar fotovoltaica.\n_START_SECTION_\nSilicio puro o intr\xc3\xadnseco\n_START_PARAGRAPH_\nLos cristales de Silicio est\xc3\xa1n formados a nivel at\xc3\xb3mico por una malla cristalina basada en enlace covalente que se producen gracias a los 4 electrones de valencia del \xc3\xa1tomo de Silicio. Junto con esto existe otro concepto que cabe mencionar: el de hueco. Los huecos, como su nombre indica, son el lugar que deja un electr\xc3\xb3n cuando deja la capa de valencia y se convierte en un electr\xc3\xb3n libre. Esto es lo que se conoce como pares electr\xc3\xb3n - hueco y su generaci\xc3\xb3n se debe a la temperatura (como una aplicaci\xc3\xb3n, al caso, de las leyes de la termodin\xc3\xa1mica) o a la luz (efecto fotoel\xc3\xa9ctrico)._NEWLINE_En un semiconductor puro (intr\xc3\xadnseco) se cumple que, a temperatura constante, el n\xc3\xbamero de huecos es igual al de electrones libres.\n_START_SECTION_\nSilicio extr\xc3\xadnseco tipo P\n_START_PARAGRAPH_\nUn Semiconductor tipo P se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado, sustituy\xc3\xa9ndole algunos de los \xc3\xa1tomos de un semiconductor intr\xc3\xadnseco por \xc3\xa1tomos con menos electrones de valencia que el semiconductor anfitri\xc3\xb3n, normalmente trivalente, es decir con 3 electrones en la capa de valencia (normalmente boro), al semiconductor para poder aumentar el n\xc3\xbamero de portadores de carga libres (en este caso positivos, huecos)._NEWLINE_Cuando el material dopante es a\xc3\xb1adido, \xc3\xa9ste libera los electrones m\xc3\xa1s d\xc3\xa9bilmente vinculados de los \xc3\xa1tomos del semiconductor. Este agente dopante es tambi\xc3\xa9n conocido como impurezas aceptoras._NEWLINE_El prop\xc3\xb3sito del dopaje tipo P es el de crear abundancia de huecos. En el caso del silicio, una impureza trivalente deja un enlace covalente incompleto, haciendo que, por difusi\xc3\xb3n, uno de los \xc3\xa1tomos vecinos le ceda un electr\xc3\xb3n completando as\xc3\xad sus cuatro enlaces. As\xc3\xad los dopantes crean los "huecos". Cada hueco est\xc3\xa1 asociado con un ion cercano cargado negativamente, por lo que el semiconductor se mantiene el\xc3\xa9ctricamente neutro en general. No obstante, cuando cada hueco se ha desplazado por la red, un prot\xc3\xb3n del \xc3\xa1tomo situado en la posici\xc3\xb3n del hueco se ve "expuesto" y en breve se ve equilibrado por un electr\xc3\xb3n. Por esta raz\xc3\xb3n un hueco se comporta como una cierta carga positiva. Cuando un n\xc3\xbamero suficiente de aceptores son a\xc3\xb1adidos, los huecos superan ampliamente la excitaci\xc3\xb3n t\xc3\xa9rmica de los electrones. As\xc3\xad, los huecos son los portadores mayoritarios, mientras que los electrones son los portadores minoritarios en los materiales tipo P. Los diamantes azules (tipo IIb), que contienen impurezas de boro (B), son un ejemplo de un semiconductor tipo P que se produce de manera natural.\n_START_SECTION_\nSilicio extr\xc3\xadnseco tipo N\n_START_PARAGRAPH_\nUn Semiconductor tipo N se obtiene llevando a cabo un proceso de dopado a\xc3\xb1adiendo un cierto tipo de elemento, normalmente pentavalente, es decir con 5 electrones en la capa de valencia, al semiconductor para poder aumentar el n\xc3\xbamero de portadores de carga libres (en este caso, negativos, electrones libres)._NEWLINE_Cuando el material dopante es a\xc3\xb1adido, \xc3\xa9ste aporta sus electrones m\xc3\xa1s d\xc3\xa9bilmente vinculados a los \xc3\xa1tomos del semiconductor. Este tipo de agente dopante es tambi\xc3\xa9n conocido como impurezas donantes ya que cede uno de sus electrones al semiconductor._NEWLINE_El prop\xc3\xb3sito del dopaje tipo N es el de producir abundancia de electrones libres en el material. Para ayudar a entender c\xc3\xb3mo se produce el dopaje tipo N consid\xc3\xa9rese el caso del silicio (Si). Los \xc3\xa1tomos del silicio tienen una valencia at\xc3\xb3mica de cuatro, por lo que se forma un enlace covalente con cada uno de los \xc3\xa1tomos de silicio adyacentes. Si un \xc3\xa1tomo con cinco electrones de valencia, tales como los del grupo VA de la tabla peri\xc3\xb3dica (ej. f\xc3\xb3sforo (P), ars\xc3\xa9nico (As) o antimonio (Sb)), se incorpora a la red cristalina en el lugar de un \xc3\xa1tomo de silicio, entonces ese \xc3\xa1tomo tendr\xc3\xa1 cuatro enlaces covalentes y un electr\xc3\xb3n no enlazado. Este electr\xc3\xb3n extra da como resultado la formaci\xc3\xb3n de electrones libres, el n\xc3\xbamero de electrones en el material supera ampliamente el n\xc3\xbamero de huecos, en ese caso los electrones son los portadores mayoritarios y los huecos son los portadores minoritarios. A causa de que los \xc3\xa1tomos con cinco electrones de valencia tienen un electr\xc3\xb3n extra que "dar", son llamados \xc3\xa1tomos donantes. N\xc3\xb3tese que cada electr\xc3\xb3n libre en el semiconductor nunca est\xc3\xa1 lejos de un ion dopante positivo inm\xc3\xb3vil, y el material dopado tipo N generalmente tiene una carga el\xc3\xa9ctrica neta final de cero.\n_START_SECTION_\nBarrera interna de potencial\n_START_PARAGRAPH_\nAl unir ambos cristales, se manifiesta una difusi\xc3\xb3n de electrones del cristal n al p (J\xe2\x82\x91)._NEWLINE_Al establecerse estas corrientes aparecen cargas fijas en una zona a ambos lados de la uni\xc3\xb3n, zona que recibe diferentes denominaciones como barrera interna de potencial, zona de carga espacial, de agotamiento o empobrecimiento, de deplexi\xc3\xb3n, de vaciado, etc._NEWLINE_A medida que progresa el proceso de difusi\xc3\xb3n, la zona de carga espacial va incrementando su anchura profundizando en los cristales a ambos lados de la uni\xc3\xb3n. Sin embargo, la acumulaci\xc3\xb3n de iones positivos en la zona n y de iones negativos en la zona p, crea un campo el\xc3\xa9ctrico (E) que actuar\xc3\xa1 sobre los electrones libres de la zona n con una determinada fuerza de desplazamiento, que se opondr\xc3\xa1 a la corriente de electrones y terminar\xc3\xa1 deteni\xc3\xa9ndolos._NEWLINE_Este campo el\xc3\xa9ctrico es equivalente a decir que aparece una diferencia de tensi\xc3\xb3n entre las zonas p y n. Esta diferencia de potencial (V\xe2\x82\x80) es de 0,7 V en el caso del silicio y 0,3 V si los cristales son de germanio._NEWLINE_La anchura de la zona de carga espacial una vez alcanzado el equilibrio, suele ser del orden de 0,5 micras pero cuando uno de los cristales est\xc3\xa1 mucho m\xc3\xa1s dopado que el otro, la zona de carga espacial es mucho mayor.'