UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

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Efectos de la radiación sobre componentes electrónicos básicos
en uno real, I > IDIF a causa de la presencia de las corrientes de generación-recombinación. En
cualquier caso, esta capacidad es función de la tensión aplicada.
3.4.4 Efectos del daño por desplazamiento en las uniones PN
En el primer capítulo se mostró que los semiconductores sufrían los siguientes efectos al
sufrir daño por desplazamiento:
a) Disminución del tiempo de vida media de portadores minoritarios
b) Eliminación de portadores
c) Inversión n → p
d) Aumento de la resistividad
Tras repasar la exposición teórica anterior, se descubre que prácticamente todos los
parámetros físicos van a ser afectados. Sin embargo, la degradación predominante es producida
por la disminución del tiempo de vida media de los portadores minoritarios. La causa está en
que el valor de este parámetro es del orden de 10 -6 -10 -8 s en el silicio por lo que, aplicando (2.3),
y tomando Kτ = 1.5·10 5 n·cm -2 /s, se concluye que es necesario una dosis de neutrones del orden
de 10 11 -10 13 para reducir el tiempo a la mitad del inicial. En cambio, si el dopado es del orden de
10 15 cm -2 , se necesita una dosis del orden de 10 16 n·cm -2 para reducir el número de portadores a
la mitad, como puede deducirse de (2.7) y (2.8). En general, la eliminación de portadores sólo es
importante en diodos muy poco dopados, como los diodos de potencia y los detectores de
partículas [RD483], en los que se puede producir incluso inversión n → p.
Entre los parámetros más afectados por la disminución de la vida media de los portadores
minoritarios, destacan los valores de la corrientes de difusión y la de recombinación, cuyo valor
se encuentra en (3.5), (3.6) y (3.8). Se puede comprobar que, según la geometría del diodo, o
bien la corriente de difusión es proporcional a τ -1/2 , o bien no tiene dependencia y que, en
cambio, la corriente de recombinación es proporcional a τ -1 . Una consecuencia inmediata es que
IS e IG-R,0 aumentan por lo que la corriente de fuga de un diodo polarizado en inversa debe
aumentar considerablemente al sufrir daño por desplazamiento.
Una consecuencia secundaria de este hecho es la disminución de la caída de la tensión en
directa de un diodo a bajas corrientes. En estas condiciones, la caída de tensión en las
resistencias parásitas es despreciable. Imaginemos que la caída de tensión en un diodo no
irradiado es V0 cuando lo atraviesa una corriente I0. Cuando se ha irradiado el diodo, la caída en
tensión es entonces VF cuando lo atraviesa idéntica corriente. Centrémonos en el caso de un
diodo largo, que es un caso intermedio de dependencia con τ. Se va a cumplir que:
⎛V⎞ ⎛ 0
V ⎞ F
I0 = IS,0 ·exp ⎜ ⎟= IS,
F·exp⎜
⎟
⎝VT ⎠ ⎝VT ⎠
(3.18)