BJT en modo Activo / Lineal - ¿Cómo puede conducir la corriente?

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Así que he leído un buen número de libros sobre cómo funciona BJT y todos parecen pasar por alto cómo un BJT en el modo lineal con la unión base/emitter sesgada hacia adelante y la unión base/collector invertida biased todavía puede conducir la corriente desde el emisor al recolector.

En esta situación, la unión base/emitter PN está sesgada de tal manera que la región de agotamiento es muy pequeña o insignificante. Sin embargo, la unión PN de la región base/collector tiene su región de agotamiento ampliada por la polarización inversa; lo que le hace pensar a primera vista que no se debe permitir la conducción de una corriente.

Aquí está mi opinión sobre la teoría de los dispositivos de por qué todavía vemos una corriente (grande) de emisor a colector para un BJT NPN en el modo Activo / Lineal. Corríjame si mi teoría es incorrecta o tiene algunos conceptos erróneos:

Dado que la base es muy delgada en relación con el colector y el emisor, y está ligeramente dopada a un material tipo P, no hay muchos agujeros disponibles para ser recombinados con electrones emisores. El emisor, por otro lado, es un material N + fuertemente dopado con muchos, muchos electrones en la banda de conducción. Cuando las cantidades masivas de electrones en el emisor son empujadas hacia la base por la fem de la batería base/emitter , la gran mayoría de ellos no tienen agujeros para combinar. Ahora tenemos una situación en la que tenemos una alta entropía de electrones en la base que comienza a desactivarse en la región de agotamiento base/collector ; Dopado y encogimiento efectivo de la región de agotamiento base/collector en material de tipo N. Cuando se difunden suficientes electrones, la región de agotamiento casi desaparece en el material de tipo n, lo que permite que la región colectora de tipo n con polarización positiva barra esos electrones difusos del terminal colector. Debido a que el colector está dopado moderadamente al tipo N, los electrones difusos son capaces de expulsar el terminal del colector de polaridad positiva.

Entonces, ¿tengo razón en que la entropía desempeñe un papel en esto al difundir la región de agotamiento base/collector con electrones para convertirla efectivamente en material de tipo n?

Gracias!

    
pregunta SiegeX

2 respuestas

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La primera clave, según dicen, para comprender el comportamiento de BJT es entender que está impulsado por el comportamiento de minoritario portador . En un dispositivo NPN, eso significa que los electrones en la región base de tipo p controlan el comportamiento.

Creo que capturaste eso en tu descripción, pero la mayoría del resto de lo que escribiste no se ajusta a la forma habitual de describir la física.

  

Dado que la base es muy delgada en relación con el colector y el emisor, ... no hay muchos agujeros disponibles para ser recombinados con electrones emisores. El emisor, por otro lado, es un material N + muy dopado con muchos, muchos electrones en la banda de conducción.

Esta es la única parte de lo que escribiste que tiene sentido. El sesgo directo en la unión b-e crea portadoras en exceso en la región base. No hay agujeros suficientes para recombinarse con esos electrones instantáneamente, por lo que la región de agujeros en exceso se extiende a cierta distancia desde el comienzo de la región de agotamiento asociada con la unión b-e. Si se extiende lo suficiente, alcanzará la región de agotamiento opuesta (para la unión c-b). Todos los electrones que llegan a esa región de agotamiento son barridos rápidamente por el campo eléctrico en la región de agotamiento y eso crea la corriente del colector.

Bien, entonces, ¿cómo se trata la entropía?

Un punto clave es que la propagación del exceso de electrones fuera de la unión b-e se describe por difusión. Y la difusión es, en cierto sentido, un proceso que toma una situación de baja entropía (un gran número de partículas segregadas en una parte de un volumen) y la convierte en una situación de alta entropía (las partículas se distribuyen uniformemente en un volumen). / p>

Entonces, cuando hablas de "una alta entropía de electrones", en realidad lo tienes al revés. La difusión realmente actúa para aumentar la entropía, no para reducirla.

La idea de que el exceso de electrones está "dopando y reduciendo efectivamente la base de agotamiento de la base / colector en material de tipo N" tampoco tiene ningún sentido. Los portadores en exceso no afectan mucho la extensión de la región de agotamiento de c-b. Los electrones que alcanzan la región de agotamiento de c-b simplemente son barridos por el campo eléctrico.

    
respondido por el The Photon
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La modulación de ancho de base es de hecho un efecto, pero solo de segundo orden. La ganancia de transistor (beta) se produce porque el tiempo de tránsito tt de los electrones inyectados a través de la base es mucho menor que el tiempo de recombinación tn de dichas elecciones dentro de la base, por lo que la mayoría de los electrones inyectados alcanzan la unión de colector de base de polarización inversa y se barren a través de él (saliendo como la corriente del colector) en lugar de salir como la corriente base. Numéricamente, beta = tn / tt.

    
respondido por el Art Brown

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