SEMICONDUCTORES CARACTERÍSTICA Y TIPOS DE RUPTURA DE LA UNIÓN P-N

Siguiendo el estudio iniciado en anteriores publicaciones, vamos a ver la característica de la unión P-N y los diferentes tipos de ruptura que pueden producirse en dicha unión.

Característica de la unión P-N

La ecuación de la curva se demuestra que es la siguiente:

Ecuación de la curva característica de la unión P-N

Donde los términos son:

I ---- Corriente que circula
Is --  Corriente inversa de saturación
E --  Carga del electrón
K -- Constante de Boltman ( 1,38 x 10 elevado a menos 16 erg/ ºK )
e --- Número e = 2,71828
T -- tª absoluta en ºK

Para valores de V elevados en sentido directo:

Fórmula unión P-N en sentido directo

Para valores de V elevados en sentido inverso:

                                                           I =  - Is

Curva característica unión P-N polarizada directa e inversamente

En la práctica se puede idealizar la característica de un diodo haciéndola recta, siendo Vy la tensión necesaria para que el diodo conduzca.

Definición de tensión umbral: es la mínima tensión necesaria para que los portadores mayoritarios tengan energía suficiente para superar la barrera de potencial.

Vy = 0,2 V para el germanio

Vy = 0,6 V para el silicio


Tipos de ruptura de la unión P-N

Al aplicar una tensión inversa de pequeño valor se tiene en el diodo una Is que se considera constante para una temperatura determinada.

Así pues existen estos diferentes tipos de rupturas:

• Ruptura térmica. Si por falta de refrigeración aumenta la temperatura en la unión, puede llegarse al extremo de comunicar energía a un mayor número de electrones que pasan a la banda de conducción, con lo que se provoca un gran aumento de Is produciéndose la ruptura o avalancha.

• Ruptura Zener. Al aumentar la tensión inversa puede llegar un aumento en que la corriente inversa aumente bruscamente.

Este hecho se explica porque llega un aumento en que la tensión aplicada es capaz de romper los enlaces covalentes de los átomos de cristal, produciendo un número elevado de portadores.

• Ruptura por avalancha. Los portadores generados térmicamente adquieren, por la tensión aplicada, energía suficiente para producir nuevos portadores por choque, que a su vez serán acelerados, produciéndose una reacción en cadena y un efecto de multiplicación por avalancha. 

Bueno, hasta aquí damos por concluida la explicación del fenómeno de la unión P-N. En la próxima entrada trataremos el estudio del diodo semiconductor, ya que es muy importante el conocer su funcionamiento para poder desempeñar correctamente nuestro trabajo de técnicos en electrónica.
¡ Les esperamos !.