Un transistor de avalancha es un tipo de transistor de unión bipolar(BJT), el cual opera en la región de su corriente de colector o las características de voltaje de colector a emisor; más allá del voltaje de ruptura de colector a emisor, llamado región de ruptura de avalancha. La operación en la región de ruptura de avalancha le da una capacidad a los transistores de avalancha de conmutar corrientes elevadas; en menos de un nanosegundo para los tiempos de subida y bajada en la transición. Esta región se caracteriza por el fenómeno de ruptura de avalanchas.
Características del transistor de avalancha
El transistor de avalancha tiene características de ruptura cuando se opera en polarización inversa, esto puede ayudar a cambiar entre los circuitos.
Desglose por avalancha
Cuando los semiconductores del tipo p y del tipo n entran en contacto, se forma una región de agotamiento alrededor de la unión pn. El ancho de la región de agotamiento disminuye con el aumento de voltaje de polarización de reenvío; mientras que la región de agotamiento aumenta en condición de polarización inversa. La siguiente imagen muestra este efecto de unión pn en condición de polarización. Aquí en la imagen de la gráfica muestra el efecto de corriente a través del semiconductor; con un aumento en el nivel de voltaje en la polarización de reenvío. Además, hay una cierta corriente mínima que fluye a través de la unión pn bajo polarización inversa. Esta corriente se llama corriente de saturación inversa (Is).
En la etapa inicial, la corriente de saturación inversa Is es independiente de la tensión aplicada; pero al llegar a un punto en particular, la unión se rompe, lo que provoca un fuerte flujo de corriente inversa a través del dispositivo. Esto se debe a que a medida que aumenta el voltaje inverso, también aumenta la energía cinética del portador de carga minoritario. Estos electrones de movimiento rápido chocan con los otros átomos para expulsar algunos electrones más de ellos.
Los electrones así liberados liberan aún más electrones de los átomos al romper el enlace covalente. Este proceso se conoce como multiplicación de portadores; esto conduce a un aumento considerable en el flujo de corriente a través de la unión pn. Este fenómeno se llama ruptura de avalancha y el voltaje se llama voltaje de ruptura de avalancha (VBR).
La ruptura por avalancha ocurre en la unión pn ligeramente dopada cuando el voltaje inverso aumenta más allá de 5V. Además, es difícil controlar este fenómeno ya que el número de portadores de carga generados no puede controlarse directamente. Además, el voltaje de ruptura de avalancha tiene un coeficiente de temperatura positivo; lo que significa que el voltaje de ruptura de avalancha aumenta con el aumento de la temperatura de la unión.
Aplicaciones del transistor de avalancha
- El transistor de avalancha se utiliza como interruptor, amplificador lineal en circuitos electrónicos.
- La principal aplicación que tienen los transistores de avalancha es pueden generar pulsos con tiempos de subida muy rápidos; que son utilizados para generar pulso de muestreo.
- Una posibilidad interesante es una aplicación como un amplificador de clase C . Esto implica cambiar el funcionamiento de un transistor de avalancha y debe utilizar todo el rango de voltaje del colector en lugar de solo una pequeña parte del mismo.
