Por lo que entiendo, en el modo de saturación del transistor NPN, las uniones EB y CB están polarizadas hacia adelante. Ahora, si el voltaje a través de CB hace que sea polarizado hacia adelante, ¿cómo fluye la corriente en la dirección opuesta al voltaje aplicado? - Es decir, del colector al emisor. ¿Cómo puede una unión PN desviarse hacia delante mientras permite que una corriente de dirección opuesta fluya a través de ella?
Respuesta corta: ¡Por la misma razón que el diodo BC con polarización inversa severa pasa corrientes grandes a pesar de tener polarización inversa cuando la npn está en modo activo (y los diodos polarizados en reversa deberían tener una corriente despreciable)!
Respuesta larga: imagine el mismo transistor npn en la configuración del emisor común, el emisor está conectado a tierra, el colector a Vcc = 10V a través de una resistencia R y la base a una fuente de voltaje variable. Cuando Vb está por debajo del voltaje de umbral Vt, digamos 0.5 V, el transistor está apagado, por lo tanto, Ic = Ie ~ 0 y no hay caída de voltaje en la resistencia R, por lo tanto, Vc ~ Vcc ~ 10V. Luego, aumente gradualmente Vb, el diodo BE se desvía hacia adelante y, asumiendo que los dispositivos controlados por electrones, BE extrae una gran cantidad de electrones del suelo (que van en dirección opuesta a la dirección convencional de la corriente) y los proporciona al extremo p de la BC diodo, que actualmente está polarizado inversamente. Sin embargo, BC no es un diodo aislado aquí, por lo tanto, no espere que actúe como tal. El campo de unión en el BC barre todos los electrones provistos a través de la unión, generando una gran corriente descendente de colector-descendente, mientras que el BC tiene polarización inversa. Obviamente, esto es contrario a lo que debería hacer un diodo normal, pero nuevamente BC no es un diodo normal; Se puede pensar que es "hackeado" en cierto sentido. Para mayor claridad, el campo E en el diodo BC es siempre de n (recopilador) a p (base).
Aún en la misma historia, al aumentar Vb, aumenta Ic, la caída de voltaje en R aumenta, lo que hace que Vc disminuya hasta que alcance Vb desde arriba. Ahora esperaría que Ic fuera cero, porque la diferencia potencial entre CB es cero, pero nuevamente, estamos tratando con un diodo pirateado. El mismo campo E a través de su unión (que también se reduce pero nunca cambia de dirección) barre todos los electrones provistos, manteniendo continuamente la corriente descendente.
Continuando, un aumento aún mayor en Vb arrastra a Vc por debajo de Vb, pero el campo E interno aún no cambia de dirección (aunque disminuye en magnitud), actuando como si fuera arriba. La imagen de diodo consecutivo nunca debe tomarse literalmente, es decir, no puede hacer un transistor conectando dos diodos discretos uno contra otro, porque no puede mantener la naturaleza bipolar de los portadores de carga (electrones y orificios) usando componentes discretos (todos los agujeros y los electrones se convertirán en electrones cuando se transmitan por el cable que conecta los diodos).
En cuanto a la corriente que fluye en dirección opuesta a la tensión, aquí se trata de dispositivos activos en lugar de pasivos. Los dispositivos activos pueden exhibir conductancias negativas.
Obviamente estás confundido porque hay, por ejemplo, 0,3 V en el colector, pero 0,7 V en la base y aún la corriente fluye desde el colector a la base para que se hunda a GND a través del emisor.
Esto realmente parece ser una contradicción. La explicación viene del pequeño grosor de la base. Los transportistas tienen un movimiento aleatorio térmico mucho más amplio que el ancho de la base. Entonces, no es un problema para ellos penetrar a través de un muro de potencial estrecho. La difusión debido al movimiento térmico es el mecanismo clave que hace posible los transistores.
En los transistores NPN, el dopaje del emisor es mucho más alto que el dopaje de la base = > + el voltaje en la base causa esencialmente una corriente de electrones, menos una corriente de agujero. Esos electrones se difunden principalmente al colector debido a su gran área en comparación con el cable de conexión de la base. Eso hace que el colector sea más negativo que la base si hay suficiente resistencia entre el colector y el suministro de voltaje.
La corriente fluye desde la base hasta el emisor. Eso es sencillo. La corriente también fluye desde la base hasta el colector. Con suerte, eso también es sencillo. En ambos casos, la corriente fluye a través de una unión sesgada hacia adelante cuando el transistor está en saturación.
Debido a la acción del transistor, la corriente también fluye desde el colector al emisor. Si has estudiado transistores, ya lo sabes. Esto es un poco más complicado de explicar, y ni siquiera lo intentaré. Pero es la característica definitoria de un transistor de unión bipolar (BJT). De todos modos, el flujo de corriente NETO es del colector al emisor. El voltaje del emisor en esta situación será menor que el voltaje del colector.
Otra forma de verlo. Los cargos que ingresan a la base pueden llegar a GND por dos rutas diferentes. La ruta 1 es directamente al emisor. La ruta 2 es primero el colector, luego el emisor.
Por lo tanto, en ningún caso la corriente fluye en dirección inversa de baja a alta tensión, ni fluye a través de una unión de diodo polarizada inversa.
Espero que ayude. Los transistores pueden regular el flujo de corriente, pero no pueden hacer que la corriente fluya de un voltaje bajo a uno alto. Para hacer algo así se requiere un regulador de conmutación, una bomba de carga o algo así.
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