¿La resistencia del emisor de base BJT de NPN es efectivamente cero?

Comprender los transistores es un poco como pelar una cebolla, hay muchas capas. En el nivel de señal grande más simple, puede considerar el transistor como un sumidero de corriente controlado por la corriente a través de la unión base-emisor. Este último se comporta como un diodo sesgado hacia adelante. No hay mucha corriente hasta que llegue a algunos cientos de mV, y demasiada corriente si coloca voltios en el cruce. Como usted dice, el transistor conducirá una corriente excesiva y se destruirá si simplemente conecta (digamos) 5V a la base con el emisor conectado a tierra. Esto está en marcado contraste con el comportamiento de un MOSFET.

A un nivel de comprensión más sofisticado (que se requiere si desea predecir cómo funcionan la mayoría de los amplificadores) y para señales pequeñas , la unión del emisor de base se comporta como una resistencia de Vt / Ib donde Vt es el voltaje térmico , aproximadamente 26 mV a temperatura ambiente. Entonces, si su corriente de base es de 2.5uA (digamos que la beta es de 300 y el transistor está polarizado con una corriente de colector de 0.75mA), la unión del emisor de base se parece a una resistencia de 10K para señales pequeñas . Puede considerar el transistor como un (algo imperfecto debido a r0) fuente de corriente controlada por voltaje con una resistencia de entrada de Vt / Ib. Este es el híbrido - \ $ \ pi \ $ modelo . Tenga en cuenta que la transconductancia gm (y, por lo tanto, la ganancia de voltaje en una configuración de emisor común) es una función de la corriente de polarización del colector y la temperatura y la beta no entra en absoluto en ella.

Debo enfatizar que este modelo es un modelo linealizado sobre un punto de polarización y es bastante inválido si el (voltaje de entrada) es grande (más que algunos milivoltios). En otras palabras, estamos hablando de relativamente pequeños cambios sobre un voltaje de emisor de base fijo de quizás 600 o 700 mV.

Un BJT consiste básicamente en dos uniones de diodo, una entre BC y otra entre BE. Se puede modelar crudamente como un par de diodos espalda con espalda.

No hay resistencia allí, solo los diodos.

Si se da cuenta de que la corriente a través de una simple unión pn es una función de la tensión aplicada a través de la unión (ley exponencial), es solo un pequeño paso lógico aceptar que, por supuesto, la misma regla se aplica a la unión pn. de un BJT. Eso es lo que hemos aprendido de W. Shockley y su famosa ecuación. (A este respecto, debe corregir las partes correspondientes de su texto).

Eso significa que: si realmente quiere entender cómo y por qué funciona el BJT, debe confiar en el concepto de transconductancia (fuente de corriente controlada por voltaje, transconductancia gm). Esto ya fue mencionado en S. La respuesta de Pefhanys y el modelo de pequeña señal que ha dado. Pero no solo es un "modelo" sino que refleja, de hecho, la verdad física. Hay varios circuitos, así como algunos efectos observables que no pueden explicarse utilizando el concepto de control actual.

Por favor, no me preguntes por qué algunos libros de texto hablan sobre un amplificador actual; Realmente no tengo ninguna explicación. Tal vez, porque la ecuación Ic = B * Ib se ve tan bonita y simple? Por supuesto, durante el diseño de los circuitos BJT tenemos que usar esta relación porque un Ib actual existe sin duda alguna. Pero esta ecuación no dice nada sobre causa y efecto. De hecho, la corriente Ic (y como un pequeño porcentaje de Ic) la corriente Ib ambas son causadas y controladas por el voltaje Vbe.

Volver a una de sus preguntas : observe las características de voltaje de corriente de un diodo pn. Por supuesto, en cada punto de esta curva puede definir una relación V / I (resistencia estática Rs para valores de CC) así como una relación v / i (resistencia diferencial rd para pequeñas desviaciones de señal). Lo mismo se aplica, por supuesto, para la unión pn (base-emisor) del transistor. Como parámetro de diseño importante, la resistencia de señal pequeña de la unión B-E es r, be = v, be / ib .

Debido a que esta es una cantidad diferencial, puede expresarse mediante la pendiente de las características de entrada. Al diferenciar la función exponencial se obtiene r, be = Vt / Ib = beta * Vt / Ic (Vt: voltaje de temperatura, Ib y Ic: corrientes de CC). Este valor es, como puede ver, depende del punto operativo seleccionado; se proporciona para algunos valores típicos en la hoja de datos; los valores típicos están en el rango inferior de kohm. (El parámetro h correspondiente es h11 = hie).

Comentario: la pregunta "¿BJT corriente o voltaje controlado?" Se discutió ampliamente anteriormente, también en este foro (en 2013 si no estoy equivocado).

El título en el esquema de Wikipedia dice que "[descuida] los detalles de sesgo". Esta página tiene un ejemplo de un amplificador de emisor común totalmente sesgado, incluido un esquema:

Este esquema presenta una red de resistencias para polarizar la base, así como una resistencia de emisor. La resistencia del emisor a veces se pasa por alto por un condensador para aumentar la ganancia de CA. Las resistencias base son solo una carga adicional en la fuente de la señal y no afectan la ganancia. Así que en AC, este esquema se reduce a lo que ves en Wikipedia. Desde allí, puede usar el modelo híbrido-pi como Spehro discutió.