¿Cómo funcionan los transistores BJT en un estado saturado?

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Esto es lo que sé sobre los BJT de NPN (transistores de unión bipolar):

  • La corriente del Emisor Base se amplifica los tiempos de HFE en el Colector-Emisor, de modo que Ice = Ibe * HFE
  • Vbe es el voltaje entre el emisor de base y, como cualquier diodo, generalmente es de alrededor de 0,65V. Sin embargo, no recuerdo sobre Vec .
  • Si Vbe es más bajo que el umbral mínimo, entonces el transistor está abierto y ninguna corriente pasa a través de ninguno de sus contactos. (bueno, quizás unos pocos µA de corriente de fuga, pero eso no es relevante)

Pero todavía tengo algunas preguntas:

  • ¿Cómo funciona el transistor cuando está saturado ?
  • ¿Es posible tener el transistor en estado abierto, bajo alguna condición que no sea Vbe más bajo que el umbral?

Además, siéntase libre de señalar (en las respuestas) cualquier error que haya cometido en esta pregunta.

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4 respuestas

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La saturación simplemente significa que un aumento en la corriente de base da como resultado ningún aumento (o muy poco) de la corriente de colector.

La saturación se produce cuando las uniones B-E y C-B tienen polarización directa, es el estado "On" de baja resistencia del dispositivo. Las propiedades del transistor en todos los modos, incluida la saturación, se pueden predecir a partir del modelo Ebers-Moll.

    
respondido por el Leon Heller
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Tu \ $ I_ {CE} \ $ = \ $ I_ {BE} \ veces h_ {FE} \ $ no está del todo bien. Esta ecuación muestra cuál podría ser la corriente de colector podría si se le da suficiente voltaje de colector. La saturación ocurre cuando no le das suficiente voltaje. Por lo tanto, en saturación, \ $ I_ {CE} \ lt I_ {BE} \ times h_ {FE} \ $. O puede verlo al revés, es decir, que está suministrando más corriente de base de la necesaria para manejar toda la corriente de colector que el circuito puede proporcionar. Dicho matemáticamente, es \ $ I_ {BE} \ gt I_ {CE} \ mathbin {/} h_ {FE} \ $.

Dado que el colector de un NPN actuará como un sumidero de corriente y en saturación el circuito externo no le dará tanta corriente como podría pasar, el voltaje del colector bajará tanto como sea posible. Un transistor saturado generalmente tiene alrededor de 200 mV C-E, pero eso también puede variar mucho según el diseño del transistor y la corriente.

Un artefacto de saturación es que el transistor tardará en apagarse. Hay cargos adicionales "no utilizados" en la base que tardan un poco en drenarse. Eso no es muy científico y solo describe la física de los semiconductores, pero es un modelo lo suficientemente bueno como para tenerlo en cuenta como una explicación de primer orden.

Una cosa interesante es que el colector de un transistor saturado está realmente por debajo del voltaje base. Esto se utiliza para ventaja en la lógica de Schottky. Un diodo Schottky está integrado en el transistor desde la base hasta el colector. Cuando el colector se agota cuando está casi en saturación, roba la corriente base que mantiene el transistor justo en el borde de la saturación. El voltaje de estado activado será un poco más alto ya que el transistor no está completamente saturado. La ventaja es que acelera la transición, ya que el transistor está en la región "lineal" en lugar de en la saturación.

    
respondido por el Olin Lathrop
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  1. Cuando está saturado, la corriente del recopilador ya no es \ $ h_ {FE} \ $ la corriente de la base. Es menos, cuánto, depende del resto del circuito (estoy hablando del modelo más simple que se pueda imaginar). En saturación, el voltaje \ $ V_ {CE} \ $ puede considerarse más o menos constante y puede llamarlo \ $ V_ {CEsat} \ $, digamos alrededor de \ $ 0.2 \ mathrm V \ $. TYour BJT está saturado cuando sus uniones BE y BC están activas. Eso limita la \ $ I_C \ $ actual a menos de \ $ I_B h_ {FE} \ $ y fija la caída de voltaje de \ $ V_ {CE} \ $ a \ $ V_ {CEsat} \ $.

  2. ¿Por qué te importa tener tu BJT en estado abierto si no hay ninguna corriente en proceso? Es como tener el grifo abierto sin agua en la tubería: D

respondido por el stef
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La resistencia del emisor conectada significa que el transistor llegará a la saturación, pero la resistencia de la base y la resistencia del colector seguirán siendo las mismas. Además de dibujar un circuito y calcular la corriente de la base, obtendrás un buen resultado.

    
respondido por el samir kumar sethi

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