UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

Capítulo 3
⎛ V ⎞
IS = IS0
·exp ⎜ ⎟,
1 < m < 2
(3.11)
⎝mV · T ⎠
siendo m el coeficiente de idealidad del diodo. Si m ≈ 1, el diodo es prácticamente ideal y
predominan las corrientes de difusión. En caso contrario, m ≈ 2 y predominan las corrientes de
recombinación.
Por otro lado, es necesario tener en cuenta que en las partes del diodo entre la zona de
vaciamiento y en los contactos, el transporte de corriente se realiza por arrastre y no por difusión.
Por tanto, en estas regiones se producirán caídas de tensión de origen óhmico que se modelarán
como resistencias parásitas en serie cuyo valor depende del semiconductor y del propósito del
diodo. Fig. 3.9 muestra el efecto que produce esta resistencia en la característica V-I del diodo.
C) Conducción en inversa en una unión PN: Un diodo no sólo puede conducir cuando se
aplica una tensión positiva entre la zona p y la n sino que también lo hace si ésta es negativa.
Hay que reseñar que los mecanismos de difusión siguen funcionando con tensiones negativa.
Prueba de ello es el hecho de que (3.5) no tiende a 0 cuando V -∞, sino a –IS.
Excepto en el caso del germanio, la importancia de la corriente de difusión es menor que la
componente de generación. La corriente de generación aparece en una unión PN inversamente
polarizada cuando se crea espontáneamente por agitación térmica un par electrón-hueco. En caso
de que no hubiese campo eléctrico aplicado, el par se recombinaría pero, dado que el campo
existe, el electrón y el hueco son arrastrados en direcciones opuestas. Se puede demostrar que
este fenómeno se traduce en la aparición de una corriente –IG cuyo valor coincide con (3.10). Por
esta causa, las corrientes de recombinación en directa y de generación en inversa se agrupan en
la misma expresión IR-G cuyo valor es (3.9)-(3.10).
Sin embargo, hay que tener en cuenta un hecho significativo. En primer lugar, IR-G,0
depende de la anchura de la unión W. El valor de W se recoge en (3.4) y en él se observa una
dependencia de la tensión aplicada –V. Por tanto, la corriente de generación depende de la
tensión inversa aplicada. En primera aproximación, la unión PN puede linealizarse en torno a -V0
y modelarse como el paralelo de una fuente de corriente IR-G,0(-V0) y una resistencia de valor
∂I ∂ V .
R− G,0 V=−V0 3.4.2 Rupturas por efecto Zener y por avalancha
Las corrientes descritas en ap. 3.4.1.c son, en general, muy pequeñas pero existen
mecanismos que permiten que una gran corriente atraviese un diodo polarizado en inversa. Son
los fenómenos de ruptura, de los que los más importantes son la ruptura por avalancha y la
ruptura Zener.
La ruptura por avalancha se produce cuando el campo eléctrico en la zona de vaciamiento
es tan intenso que arranca electrones que se encontraban ligados a los átomos de la red cristalina.
El campo límite se denomina “campo eléctrico de ruptura”, EBR, y es propio de cada material. Se
puede demostrar fácilmente que la tensión de ruptura, VBR, es:
42