En un diodo, la polarización inversa se refiere a la aplicación de un voltaje a través del diodo de modo que el voltaje sea negativo en el semiconductor tipo P y positivo en el semiconductor tipo N. En condiciones normales de polarización inversa, puede fluir una pequeña corriente de fuga debido a los portadores minoritarios en el material semiconductor. Sin embargo, si el voltaje de polarización inversa excede un valor crítico conocido como voltaje de ruptura (también llamado voltaje de ruptura o ruptura), se producen cambios significativos en el comportamiento del diodo.
Con el voltaje de ruptura en polarización inversa, el campo eléctrico dentro de la región de agotamiento del diodo se vuelve lo suficientemente fuerte como para ionizar los átomos en el material semiconductor. Este fenómeno da como resultado un aumento repentino de la corriente a través del diodo, a menudo denominado ruptura de avalancha o ruptura Zener, según la construcción del diodo y el perfil de dopaje. Durante la ruptura de una avalancha, los portadores obtienen suficiente energía del campo eléctrico para generar portadores de carga adicionales a través de procesos de colisión, lo que provoca un rápido aumento en el flujo de corriente a través del diodo.
Si el voltaje de polarización inversa excede el valor de ruptura de un diodo, la corriente a través del diodo puede aumentar rápidamente, lo que podría provocar daños o destrucción del diodo debido al sobrecalentamiento. Esta condición no es deseable en la mayoría de las aplicaciones de circuitos, a menos que el diodo esté diseñado específicamente para funcionar en modo de ruptura, como los diodos Zener utilizados para regulación de voltaje o circuitos de protección. Exceder el voltaje de ruptura puede hacer que el diodo conduzca en polarización inversa más allá de su capacidad prevista, comprometiendo su funcionalidad y potencialmente afectando el rendimiento o la seguridad de todo el circuito.
Tras una caída de tensión, el comportamiento del diodo cambia significativamente. Si la falla ocurre de manera controlada, como en los diodos Zener, el diodo puede mantener un voltaje relativamente constante en sus terminales a pesar de los cambios en la corriente. Sin embargo, si la avería es involuntaria o excesiva, el diodo puede fallar por completo, provocando daños permanentes o fallas dentro del circuito. Es fundamental garantizar que los diodos funcionen dentro de sus valores nominales de voltaje especificados para evitar averías en condiciones normales de funcionamiento y mantener la integridad y confiabilidad de los circuitos electrónicos.
Cuando un diodo tiene polarización inversa, el voltaje a través de sus terminales aumenta más allá del umbral en el que fluye una corriente significativa. Inicialmente, bajo voltajes de polarización inversa bajos, solo fluye una pequeña corriente de fuga debido a los portadores minoritarios. Sin embargo, a medida que el voltaje de polarización inversa aumenta hacia el voltaje de ruptura del diodo, la corriente a través del diodo puede aumentar dramáticamente debido a mecanismos de avalancha o ruptura Zener. Esta corriente inversa puede dañar potencialmente el diodo u otros componentes del circuito si no se gestiona o protege adecuadamente. Por lo tanto, comprender las características de polarización inversa y garantizar límites de voltaje adecuados son fundamentales para mantener la confiabilidad y longevidad de los diodos en los circuitos electrónicos.