Lectura Transistores..

222 Fundamentos de microelectrónica, nanoelectrónica v fotónica
+W+
+ +
w'
a)
b)
Figura 9.12. a) Disminución de la anchura de la base en un trans¡stor p-n-p polarizado en la reg¡ón
activa. b) Efecto de perforación de la base al unirse las regiones de carga
espacial de las dos uniones del transistor.
Según vimos en el Capítulo 4, la anchura de la zona de carga espacial a cada lado de la unión varía
inversamente con la concentración de impurezas del semiconductor (ecuación 4. ll). Además, la
anchura total aumenta o disminuye con la tensión aplicada a la unión en inverso o en directo, respectivamente
(ecuación 4. 16). Así pues, la reducción de la anchura de la base será mayor en la unión de
colector ya que ésta se encuentra polarizada en inversa, generalmente con potenciales más elevados.
El aumento del factor de transporte debido a la disminución de n'origina un aumento de la
corriente de colector ya que se inyectan más huecos en el colector. El efecto es particularmente
notable en las curvas I-V de salida en la configuración de emisor común, aunque también afecta al
resto de las características. En la Figura 9.10 puede observarse cómo, en efecto, existe un ligero
aumento de Ira medida que aumenta Vuren la región activa. En las curvas de salida de la configuración
de base común, Figura 9.8, el efecto no es tan aparente ya que las curvas están trazadas
para I E= cte. La imposición de 1u constante, siendo la corriente de emisor la principal contribución
a la corriente de colector, hace que 1. sea prácticamente constante con Vur.
A medida que la tensión inversa aplicada a la unión de colector aumenta, la reducción de la
anchura de la base es cada vez mayor de forma que existirá un cierto voltaje para el cual la región
de carga espacial de la unión de colector entra en contacto directo con la que existe en la unión de
emisor (Figura 9.12b). Este fenómeno, que da lugar a un aumento considerable de la corriente de
colector, se denomina perforoción cle la base. Según se aprecia en el esquema de bandas de energía
de la Figura 9.13 para un transistor p-rt-p, la reducción a cero de la anchura de la base oligina
una eliminación de la banera de potencial para la corriente de huecos del emisor. En estas condiciones
los huecos pasan directamente de emisor a colector atraídos por la polarización negativa del
colector, con el consiguiente aumento de 1..
Superpuesto al efecto de perforación de base puede existir otro de avalancha de los portadores
minoritarios moviéndose a través de la unión de colector polarizada en inverso. Este fenómeno, ya
estudiado en el Capítulo 4, aparece a tensiones de polarización inversa elevadas, y da lugar también
a un aumento muy apreciable de la corriente a través de la unión. Ambos fenómenos, el de
perforación y el de avalancha, pueden coexistir en la región de voltajes elevados de las curvas
características, predominando aquel que aparezca a tensiones más bajas.
La Figura 9. l4 muestra de forma esquemática el efecto de aumento de la corriente 1. en la
región de voltajes elevados de las curvas características de salida como consecuencia de estos dos
fenómenos. Generalmente se define r.rn voltaje de ruptura, Vn, como el voltaje umbrai a partir del
cual se inicia un aumento apreciable de 1. en la curva característica correspondiente a 1¡. = 0 (en la