Concepto de "resistencia" y "disipación de potencia" en un transistor - ¿Explicación?

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Bien, tengo mucha más experiencia con mosfets que con BJT. Me había acostumbrado mucho a la idea de que los mosfets tuvieran una resistencia 'on' específica, lo que me permitiría calcular la generación de calor real y las condiciones operativas del mosfet con bastante facilidad.

Entiendo que un BJT no tiene un estado real de "encendido". En cambio, tiene una ganancia decreciente a medida que aumenta la corriente base más y más lejos. Lo que me pregunto es cómo tener una idea de cuánta resistencia hay en un BJT, o cuánto se calentará cuando lo opere en varias condiciones. Supongo que si tengo una carga resistiva que permite 5 amperios (por ejemplo) y lo estoy cambiando con un BJT, entonces la polarización del BJT lo más alta posible minimizará el calor generado en el BJT porque abre el canal como lo más amplio posible. Pero lo que me parece extraño es el hecho de que la ganancia se aproxima a cero una vez que se supera un cierto "área gris". Entonces, ¿cómo puedo averiguar qué es práctico? ¿Tengo que mirar los gráficos de la curva de ganancia en la hoja de datos y elegir un rango razonable?

    
pregunta JamesHoux

2 respuestas

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Para calcular la disipación de potencia en un transistor bipolar, solo necesita conocer el voltaje del colector al emisor cuando pasa la corriente que desea controlar. Esto se puede denominar saturación \ $ V_ {CE} \ $ en la hoja de datos, y normalmente será menor que 1 V, quizás tan bajo como 0,3 V (suponiendo que proporcione suficiente corriente de base para que el transistor esté conduciendo realmente bien). Multiplique ese voltaje por la corriente que se está cambiando y tendrá su disipación de energía.

Solo para tu información, no hay "canal" en un BJT. Los transistores bipolares funcionan por un mecanismo completamente diferente al de los transistores de efecto de campo. Además, la noción de una resistencia de fuente a drenaje fija para un FET es un modelo altamente simplificado y en realidad es solo una aproximación del verdadero comportamiento.

    
respondido por el Joe Hass
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La potencia en el circuito eléctrico de cualquiera es el producto de la corriente y el voltaje:

$$ P = IE $$

Esto es válido para cualquier componente individual (resistencias, MOSFET, BJT) o circuitos completos (teléfonos celulares, radios, computadoras). En el caso de las resistencias, o cosas que parecen lo suficientemente cercanas a las resistencias (como los canales MOSFET), el voltaje y la corriente están relacionados por una constante (la resistencia), por lo que podemos calcular una de la otra, por lo que solo necesitamos saber cualquier dos de la tensión, la corriente y la resistencia:

$$ P = IE = I ^ 2 R = E ^ 2 / R $$

Para todo lo demás, necesitamos conocer tanto la corriente como el voltaje, o tener alguna otra función que nos permita calcular una de la otra. Sin embargo, la potencia sigue siendo solo el producto de la corriente y el voltaje.

Para los BJT, generalmente podemos descuidar la potencia de la corriente base porque es mucho más pequeña que la corriente del colector. Si es así, lo único que nos importa es el voltaje del colector-emisor \ $ V_ {ce} \ $ y el colector actual \ $ I_c \ $.

La hoja de datos proporcionará los detalles sobre cómo \ $ V_ {ce} \ $ se relaciona con \ $ I_c \ $. Aquí está BC547:

Puede ver que si mantiene constante la base actual, entonces \ $ V_ {ce} \ $ no es una función lineal de \ $ I_c \ $, como lo sería si el colector-emisor fuera una resistencia. También puede ver que si mantiene \ $ I_c \ $ constante, el aumento de la corriente base puede hacer que \ $ V_ {ce} \ $ sea menor, hasta cierto punto.

Por ejemplo, digamos que nuestra corriente base es \ $ 50 \ mu A \ $, por lo que usamos la línea más baja. Digamos que el colector actual es \ $ 10mA \ $. Parece que esas líneas se intersecan a aproximadamente \ $ 0.25V \ $, por lo que el poder es:

$$ 0.25 V * 10mA = 2.5mW $$

    
respondido por el Phil Frost

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