UNIVERSIDAD COMPLUTENSE DE MADRID

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Efectos de la radiación sobre componentes electrónicos básicos
desplazamiento asociado, como ocurre al irradiar con protones. Fig. 3.21 muestra el daño sufrido
por varios transistores bipolares reales, obtenidos de [Dor99].
Se sabe que los transistores NPN
son mucho más sensibles que los PNP a
la radiación ionizante. La causa radica
en que el canal parásito nacido de la
acumulación de cargas debe crearse en
la zona P de la unión BE. En un
transistor PNP, la zona P es el emisor
por lo que está muy fuertemente dopado
y es difícil crear el canal. En cambio, en
un transistor NPN la zona P es la base,
en la que el dopado es mucho menor que
Fig. 3.21: Variación de la ganancia de un transistor NPN tras ser
en el colector. Por tanto, el canal sometido a radiación ionizante.
parásito se forma con mayor facilidad en
este tipo de transistores.
3.6.5 Daño acrecentado a bajas dosis de radiación ionizante (ELDR)
Una de las diferencias fundamentales entre el comportamiento de los transistores bipolares
sometidos a radiación ionizante y los que sufren daño por desplazamiento es la dependencia
entre el daño y la velocidad de irradiación.
En el caso de un transistor irradiado con neutrones, se producirán defectos en la red
cristalina de los que una fracción se recombinará y otra permanecerá indefinidamente, tal y como
se explicó en el capítulo anterior. Si un transistor recibe un flujo de neutrones de valor Φ, el
valor de la ganancia en corriente, las resistencias parásitas o la tensión de ruptura es la misma sea
cual sea la velocidad de irradiación siempre que se hayan recombinado la fracción de defectos
perecederos. En cambio, el daño de los transistores irradiados con radiación ionizante depende
tanto de la dosis final como de la velocidad de exposición.
Este fenómeno fue descubierto de forma accidental en 1991 por Enlow et alt. al estudiar la
diferencia de comportamiento de bipolares construidos en distintas tecnologías [Enl91]. Se halló
que algunos transistores sometidos a 0.011 Gy/s sufrían daños siete veces superiores a los que
recibían 3 Gy/s cuando se llegaba a la misma dosis de radiación. Este hecho resultó
especialmente significativo pues gran parte de los trabajos realizados hasta la fecha para predecir
la evolución de componentes que estarían recibiendo dosis muy bajas durante meses o años se
basaban en tests acelerados, de duración extraordinariamente corta con dosis elevadas.
Este fenómeno se denomina en inglés “Enhanced Low Dose Radiation, (ELDR)” y su
traducción es la que encabeza este apartado. El origen físico de este fenómeno es el siguiente. En
las pruebas realizadas a gran velocidad, se crea carga en el óxido de protección que afecta al
semiconductor, tal y como se explicó en el subapartado anterior. Sin embargo, estas partículas