¿Cómo puede un transistor perder su ganancia?

Puede haber diferentes causas según el tipo y la construcción del transistor, y cualquier estrés ambiental al que haya estado expuesto. Estos pueden incluir la difusión de átomos en el semiconductor, la electromigración de la metalización, la contaminación por agua u oxígeno, voltaje o corriente excesivos y tensión mecánica o térmica.

No pude encontrar ninguna información relacionada con este modo de falla en los transistores de germanio, pero encontré un artículo sobre la degradación de los transistores de silicio, que dice esto:

La ganancia de corriente de los transistores bipolares disminuye fuertemente cuando se daña el óxido sobre la unión emisor-base. Esto puede ocurrir en condiciones normales de operación ya que, cuando la unión base-emisor está polarizada inversamente, se crean portadores calientes...

la unión base-colector no se degrada por la tensión.

Los gráficos adjuntos muestran una reducción drástica de la ganancia,

pero una acción de diodo Base-Emisor relativamente normal.

Puede ser que los transistores de germanio ahora estén envejeciendo lo suficiente como para mostrar signos de degradación durante el uso normal, sin embargo, las fallas de este tipo con las que me he encontrado fueron transistores de silicio que estaban sobrecargados por sobrevoltaje.

Sí, esto también puede suceder (como descubrí) si un transistor que ha sido polarizado inversamente, es decir, para usar como "Negistor", nunca volverá a funcionar bien. Incluso si solo se ha dejado durante unas pocas horas, habrá una reducción en la ganancia. Sin embargo, parece ser una forma efectiva de ajustar la ganancia y funciona muy bien si el transistor ya está dañado o es de mala calidad, como era bastante común con los de la era Sinclair.

La ruptura secundaria es un proceso de fuga térmica en el que el calor adicional provoca una conductividad adicional debido a la movilidad adicional del portador de carga. Esto concentra el calor en un canal que se estrecha y que se deteriora o incluso se derrite o se quema. Si este proceso perdura o se repite con suficiente frecuencia sin perder los cables de conexión, termina destruyendo particularmente aquellas áreas del transistor que son responsables de la ganancia de corriente, por lo que terminará con diodos independientes de dudosa calidad.

Las hojas de datos para las variantes más nuevas de 2N3055 (un transistor de potencia clásico originario de RCA) tienden a tener diagramas de segundo desglose elaborados que brindan la sincronización del problema para varios voltajes y corrientes. La razón es que cuando las variantes más nuevas cambiaron a un proceso epitaxial, la homogeneidad del chip enormemente aumentada acomodó el proceso de fuga térmica que convergía en un pequeño canal de conductividad, y se tuvieron que tomar medidas específicas para recuperar parte de la robustez perdida.

Dado que la ruptura secundaria afecta específicamente a aquellas áreas que transportan la corriente resultante de la ganancia, es probable que contribuya a que los transistores terminen sin ganancia útil debido a la sobrecarga persistente.