Fenomeni di rottura delle giunzioni nel BJT In attiva, all’aumentare del modulo di VCB, si può arrivare alla rottura di tale giunzione (per valanga), riscontrabile nelle caratteristiche di uscita con un aumento della corrente oltre un certo valore della tensione di uscita Dal momento che il fenomeno si manifesta in modi diversi a seconda della configurazione di misura, è opportuno definire due diverse tensioni di rottura per il dispositivo. BVCB, e BVEC. Convenzionalmente, per caratterizzare un dispositivo, si definiscono BVCB0 come la tensione di breakdown misurata in base comune sulla curva caratterizzata da IE=0 e BVEC0 come la tensione di breakdown misurata in emettitore comune sulla curva caratterizzata da IB=0. Nel primo caso, la tensione misurata corrisponde effettivamente alla tensione di rottura della giunzione CB come se questa fosse isolata, mentre nel secondo caso, si manifesta l’effetto di accoppiamento tra le due giunzioni (effetto transistor), ovvero BVEC0 non è semplicemente pari a VEB - BVCB0. Vediamo, nel dettaglio, come ricavare BVEC0 nota BVCB0. Fenomeni di rottura delle giunzioni nel BJT Innanzitutto, è bene introdurre il concetto di fattore di moltiplicazione M per il quale risulta moltiplicata la corrente di collettore quando si manifesta l’effetto valanga in corrispondenza di una certa tensione VCB. M (VCB ) = 1 con η costante determinata empiricamente VCB η 1− ( ) BVCB 0 In condizioni di base aperta (quale quella in cui convenzionalmente viene misurata BVEC0 ) I B = 0 ⇒ I E = IC = I In presenza di moltiplicazione per valang a : I C = M (VCB )(α0 I E + I CB0 ) I = M (VCB )(α 0 I + I CB0 ) M (VCB ) ICB 0 ⇒I = 1− α 0 M (VCB ) da cui si ricava che la condizione di rottura, in emettitorecomune, è : α 0 M (VCB ) = 1 da cui : α0 1 =1 VCB η 1− ( ) BVCB 0 1−( ( VCB η ) = α0 BVCB0 VCB η ) = 1− α0 BV CB0 1 VCB η = (1 − α 0 ) BVCB0 1 da cui :VCB = BVCB 0 (1 − α 0 ) ≈ BVCB 0 β η 1 −η Tale valore di tensione differisce da BVEC0 per VEB (che però essendo la EB in diretta, è all’incirca pari a 0.5-0.7 V) Fenomeni di rottura delle giunzioni nel BJT Fenomeni di rottura delle giunzioni nel BJT Quindi valgono le relazioni : BV 0 BVEC 0 = CB 1 β e, come era stato ricavato in precedenza : I EC 0 ≅ βI CB 0 η Perciò, in emettitore comune, la tensione di breakdown misurata è molto inferiore a quella misurata in base comune, laddove la corrente misurata in emettitore comune a base aperta è molto superiore alla corrente misurata in base comune a emettitore aperto. Sono due modi in cui si manifesta l’effetto transistor! PUNCH THROUGH A causa della modulazione della larghezza della regione neutra di base dovuta alla tensione inversa della giunzione CB, può verificarsi che W à 0 In questo caso le regioni di svuotamento relative alle due giunzioni arrivano a toccarsi e perciò la base diventa nella sua interezza sede di un campo elettrico che trascina le cariche positive dall’emettitore al collettore. A questo punto le due giunzioni possono considerarsi elettrostaticamente accoppiate nel senso che un aumento di VCB può direttamente provocare un abbassamento della barriera vista dai portatori che stanno nell’emettitore e conseguentemente una forte iniezione di portatori in base, con un aumento di IC. Il fenomeno ha le stesse conseguenze, sulle curve di uscita, del breakdown a valanga della giunzione CB.