¿Por qué puede fluir la corriente a través de la unión del colector de base polarizado en reversa (unión N-P) en un BJT con una unión del emisor de base con polarización directa?

En pocas palabras, los transistores de unión bipolar funcionan debido a la geometría física de las dos uniones. La capa base es muy delgada, y los portadores de carga que fluyen desde el emisor a la base no se recombinan de inmediato, la mayoría de ellos pasan a través de la base y entran en la región de agotamiento de la unión de colector de base con polarización inversa. Una vez que esto sucede, el campo fuerte en esta región los arrastra rápidamente hacia la terminal del colector, convirtiéndose en la corriente del colector.

En los BJT, los portadores de carga pueden cruzar la unión CB con polarización inversa porque esos portadores de carga se han colocado en el lado "incorrecto".

• Diodo normal: el lado dopado con n está lleno de electrones libres, mientras que el lado dopado con p está lleno de vacantes de banda de conducción móviles (agujeros). Campos electrónicos que obligan a las dos poblaciones a unirse, encendiendo el diodo. Un voltaje de polarización inversa los alejará uno del otro, formando una barrera potencial y apagando el diodo.

• Diodo CB del transistor: ¡la base popada está llena de electrones libres! Eso es al revés. Si permanecen allí por mucho tiempo, caerán rápidamente en los agujeros, lo que terminará produciendo una corriente base EB. Sin embargo, si primero se desplazan demasiado cerca de la unión CB debido a la difusión térmica, serán atrapados por el gran campo e dentro de la capa de agotamiento y atraídos violentamente hacia la región del colector nopada. (Los portadores de carga rápida cruzan un gran potencial, que calienta el transistor debido a Ic x Vcb).

(Ese ejemplo fue para NPN. Para un transistor PNP, revertimos las polaridades de la portadora, donde los agujeros libres se han depositado en la base n-dopada, y tienden a vagar demasiado cerca de la unión CB y se lanzan violentamente hacia la región del colector dopado.)

Conclusión: los diodos no funcionan normalmente si de alguna manera movemos algunos de los portadores de carga del lado n hacia el lado p, o viceversa. La región base extremadamente delgada en BJT permite que esto suceda. En ese caso, un diodo comienza a funcionar hacia atrás, y su voltaje de polarización inversa provoca un aumento de la corriente, no una disminución de la corriente. Sin embargo, al mismo tiempo, también funciona normalmente, ya que la unión invertida evita que los electrones libres de la región del colector se inunden en la región base.

Observe que los transportistas fuera de lugar pueden pasar fácilmente a través de la capa de agotamiento. La capa de agotamiento nunca fue en realidad un aislante; no fija las cargas en su lugar como el caucho o los plásticos. En cambio, era más como una región de vacío, con el intenso campo electrónico repeliendo a los operadores habituales, manteniéndolos en su lado correcto.

Pero cuando tenemos portadores de carga fuera de lugar en el diodo, ese campo e en la capa de agotamiento con polarización inversa ya no se comporta como una barrera potencial. En cambio, se convierte en una pistola de partículas. (Heh, vea, ¡los transistores NPN se pueden ver como tubos de vacío de triodo! Las regiones de agotamiento son el vacío, y el silicio dopado forma los electrodos. Por supuesto, la base debe ser muy delgada, ¡ya que actúa como un electrodo de rejilla perforada!)

La unión del colector de base tiene polarización inversa, lo que significa que no fluye corriente desde la recopilación a la base 3. No significa que la corriente no pueda fluir del colector al emisor. Cuando la unión del Emisor de Base PN está desviada hacia adelante, deja de actuar como un diodo y es solo un conductor, y como la región del Recopilador N-Dopado está llena de electrones y la región de Agotamiento del Emisor de Baser ya no existe. . PERO todavía hay una unión P-N con polarización inversa entre el colector y la base, por lo que no fluye corriente desde el colector a la base.

La causa principal de la corriente del colector en el caso de bjt es el tamaño de la región base. La región base es un área muy pequeña en contraste con el emisor y el colector. Tomando el transistor npn, simplemente conectamos el lado del emisor a 'x' voltios, la base a 'y' voltios y el colector a 'z'volt, donde x < y < z debe seguirse estrictamente para reenviar la región de la base del emisor y revertir la región de la base del colector. Dado que el lado del emisor es -ve con respecto a la base, el campo eléctrico se establece desde la base hasta el emisor. Así que los principales portadores de carga (electrones) se mueven hacia la base. Ahora viene el núcleo del transistor. Una vez que el electrón ingresa a la base (que es muy delgada y ligeramente dopada), muy pocos electrones (5 de 100) tienen la oportunidad de recombinarse con agujeros. Además de esto, los electrones no pueden permanecer en la región base durante mucho tiempo debido a su pequeña área. Cuando usted (electrón) viene corriendo desde el suelo (emisor) hacia el hogar (recolector), no puede permanecer en la puerta (base) durante mucho tiempo. Pasas por la puerta de inmediato. Lo mismo sucede con el electrón. Pasa a la región de agotamiento colector-base inmediatamente. Así que los portadores de carga son electrones en la región de agotamiento. El campo eléctrico establecido en esta región de agotamiento se dirige desde el colector a la base debido a un sesgo inverso. Entonces, el electrón nuevamente tiende a moverse hacia el colector dando lugar a la corriente del colector.

Si simplemente busca en la web, puede ver que la base es de tamaño pequeño como en la anterior.