Ladireccióndelacorrientedelcolectorpermaneceigualtantoenelestadoactivocomoeneldesaturación,dondeelprimerocolocalaunióndelcolectordebasepolarizadaensentidoinversoylaúltimaponelaunióndelcolectordebasepolarizadahaciaadelante.¿Cómoesposible?
Preguntainspiradaen
El modelo Ebers-Moll realmente considera este problema.
Habiendo notado que no es realmente posible modelar un transistor como dos diodos, es posible modelarlo como dos funciones del mismo transistor.
Si deseas una respuesta canónica completa, puedo proporcionarla, pero intentaré ser intuitiva en este punto.
Comience en el modo de operación normal, donde \ $ V {bc} \ $ es \ $ \ le \ 0 \ $ (sesgo inverso) y \ $ V_ {be} \ $ está presente y supera el umbral; por lo tanto, la ganancia actual está en la región activa.
Ahora invierta la situación de manera que \ $ V_ {bc} \ $ esté presente (base de colector sesgada hacia adelante) y \ $ V_ {be} \ $ sea 0. Esto invierte el transistor y intercambia el emisor y el colector, pero debido a Los niveles de dopaje de un transistor estándar, la ganancia de corriente es mucho menor en este modo. (La ganancia es proporcional a los niveles de dopaje y el emisor está más dopado que el colector)
Al superponer las ganancias, la ganancia hacia adelante normal sigue siendo mayor que la ganancia de corriente inversa y, por lo tanto, la ganancia actual global todavía está en el signo del modo de avance normal, pero a un valor mucho más bajo (por lo que \ $ \ beta \ $ es muy bajo en \ $ V_ {ce} \ $ y por lo tanto, por lo que \ $ I_c \ $ es muy bajo en \ $ V_ {ce} \ $; esto implica que \ $ V_b \ is \ gt V_c \ $ para un dispositivo NPN).
La ganancia general de corriente de señal grande (y, por lo tanto, la dirección efectiva de la corriente) viene dada estrictamente por:
Elprimertérminodescribelaprimerasituación(sesgodirectonormalfueradelasaturación)yelsegundotérminolasituacióninversa(recopilador>baseparaNPN);\$\beta_R\$eslagananciaactualinversa.
Hayunexcelente
En resumen, hay muchas definiciones de "saturación" con diferentes parámetros e incluso signos de \ $ I _ {\ mathrm C} \ $. Se refieren a todas las vastas regiones que no son utilizables para un amplificador ni son un corte.
El on-on region (cuando ambas uniones están activadas), denominado hard saturation por Ramshaw, es un modo que rara vez se usa en la práctica (excepto en algunos circuitos de conmutación). Cumple con la definición de saturación de la Wikipedia en inglés. No se muestra en la gráfica.
Un caso más relevante en la práctica es cuasi-saturación , donde ya no hay más aumento en \ $ I _ {\ mathrm C} \ $ cuando \ $ I _ {\ mathrm B} \ $ aumenta. Se caracteriza por un bajo \ $ V _ {\ mathrm {BC}} \ $, pero la unión base-colector todavía tiene polarización inversa. No es una saturación como la Wikipedia en inglés (texto) lo entiende y se ajusta a su "activo".
La región de bajo voltaje inmediatamente anterior a la activación es "saturación" incluso por la definición basada en voltaje de Wikipedia, pero tiene corrientes similares a las activas hacia adelante (consulte el comentario de @The Photon). Al igual que la región on-on, ambas uniones están sesgadas hacia adelante, aunque la del colector es solo un poco. Pero, a diferencia de la región de encendido, la unión del colector no es en realidad en ya que no se alcanza su voltaje de rodilla. Si el voltaje C – B es solo ligeramente hacia adelante, entonces todavía hay una zona de agotamiento a lo largo de la unión, y muy pocos colectores o portadores de base se filtran a través de ella. Pero, si el E – B está abierto, los portadores del emisor se inyectan en la base como en un modo activo directo hacia adelante, y una parte de ellos abre camino al colector a través de la difusión. Por lo tanto, la corriente del colector se dirige de la misma manera que en un activo hacia adelante habitual (es decir, β > 0). Este modo rara vez se considera debido a su baja ganancia de corriente. Posiblemente sea lo que se denota como "saturación" en el gráfico, ya que \ $ V _ {\ mathrm {CE}} \ $ todavía está por encima de cero. En esa imagen se puede ver dónde desaparece la corriente del colector (desafortunadamente, el encendido) la región no se muestra).
Nota: Ī̲ a veces se usa una terminología casera y probablemente no estándar, pero parece que los libros de texto de electrónica no establecieron una buena porque descuidaron los modos de operación marginales.
Lea otras preguntas en las etiquetas transistors pn-junction bjt analog
