Existe un método para determinar el voltaje de saturación \ $ v_ {CESAT} \ $ para una corriente dada \ $ i_B \ $. Con algunas suposiciones para la ganancia actual de avance y retroceso \ $ \ beta_F \ $ y \ $ \ beta_R \ $, podemos determinar el \ $ i_B \ $ actual a partir del voltaje de saturación \ $ v_ {CE} \ $.
He referenciado el capítulo 5 página 233 en Diseño de circuitos microelectrónicos por Jaeger y Blalock ISBN 978-0-07-319163-8
Suponga que ambas uniones están sesgadas hacia adelante. (Esto es necesario para aproximar \ $ i_B \ $ y \ $ i_C \ $ para llegar a esta ecuación).
\ $ v_ {CESAT} = V_Tln (
\ frac {1} {\ alpha_R}
\ frac {1+ \ frac {i_C} {(\ beta_R + 1) i_B}}
{1- \ frac {i_C} {\ beta_Fi_B}}) \ $ para \ $ i_B > \ frac {i_C} {\ beta_F} \ $
Esta ecuación solo es válida en la condición en que \ $ i_B > \ frac {i_C} {\ beta_F} \ $
Esta ecuación es importante y muy útil en el diseño de circuitos de conmutación digital saturados. Para un valor dado de la corriente del colector, [esto] se puede usar para determinar la corriente base requerida para lograr un valor deseado de \ $ v_ {CESAT} \ $.
Con \ $ V_ {CE} < 0.7V \ $, se puede suponer que la operación está en la región de saturación directa. Para su situación con \ $ V_ {CE} = 220.745mV \ $, podemos simplificar a
\ $ 6835 = \ frac {1} {\ alpha_R}
\ frac {1+ \ frac {i_C} {(\ beta_R + 1) i_B}}
{1- \ frac {i_C} {\ beta_Fi_B}} \ $
Pero, todavía necesitamos saber \ $ \ beta_R, \ beta_F, \ $ y \ $ \ alpha_R = \ frac {1} {\ beta_R + 1} \ $
Al elegir arbitrariamente, y dentro de lo razonable, \ $ \ beta_F = 50 \ $ y \ $ \ beta_R = 1 \ $ podemos resolver para
\ $ i_B = 0.39414mA \ $ con \ $ i_B > \ frac {i_C} {\ beta_F} = 0.39116mA \ $
Y con un \ $ \ beta_F = 100 \ $ igualmente razonable, encontramos
\ $ i_B = 0.19850mA \ $ con \ $ i_B > \ frac {i_C} {\ beta_F} = 0.19558mA \ $
Eso es genial y todo, pero ¿cómo sabemos que estos resultados tienen sentido? Si está computando \ $ V_ {CESAT} \ $, espera un valor pequeño cercano a cero, incluso \ $ 0.06V \ $ es razonable. Al volver a conectar las corrientes a la ecuación original, en ambos casos se obtiene \ $ 0.220745V \ $
Algunos métodos para verificar el trabajo no se pueden usar sin un valor para \ $ I_S \ $. También tenga en cuenta que la ecuación anterior es independiente de \ $ I_S \ $.
Nota final, el trabajo anterior se realizó suponiendo que el transistor npn , pero también se puede calcular pnp .
