pregunta básica sobre los transistores, el voltaje me confunde

No son preguntas tontas, pero el concepto no es demasiado difícil de entender.

Algunas notas:

• La unión del emisor de base aparece como un diodo.
• En la conducción hacia adelante a corrientes moderadas, se dejan caer aproximadamente 0,7 V a través de la unión.
• La corriente de base aumenta exponencialmente con el voltaje del emisor de base, por lo que necesitamos limitar este voltaje aplicado.

^{simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab}

Figura 1. Varios arreglos de transistores NPN.

En (a) no hay limitador de corriente en la base. Podemos encender el transistor aplicándole aproximadamente medio voltio o más, pero leves variaciones en el voltaje causarán grandes variaciones en la corriente a través de R1. Esto hace que sea muy difícil de controlar. Si el voltaje de la base aumenta demasiado, el transistor se destruirá.

En (b) hemos agregado una resistencia limitadora de corriente a la base. Ahora podemos aplicar, por ejemplo, 5 V a NODE1 y con una resistencia de 1k, asegúrese de que un máximo de casi 5 mA fluirá hacia la base.

En (c) podemos aplicar un voltaje a NODE1 y la corriente fluirá hacia la base al encender el transistor. La corriente fluirá a través de R3 causando una caída de voltaje a través de ella y la tensión del emisor aumentará a aproximadamente 0.7 V por debajo de NODE1.

(a) y (b) son el modo de emisor común ya que sus emisores están conectados a un voltaje fijo. (c) es una disposición de colector común y también se denomina "seguidor del emisor" ya que el voltaje del emisor sigue el voltaje de la base (con la caída de 0.7 V).

Para responder a sus preguntas:

  

La base es más positiva, ¿está diciendo que la base tiene más agujeros?

No. Y pensar en agujeros y electrones no ayuda mucho. Solo piensa en voltajes y corrientes.

  

¿Y qué significa que la base sea 0.6 voltios más positiva?

Explicado arriba.

  

También dice: Vb = Ve + Vbe.

Solo dice que cuando calcules voltajes en cualquier punto de los circuitos de arriba, puedes considerar que el voltaje de la base será de 0.6 o 0.7 V por encima del voltaje del emisor (cuando la corriente fluye hacia la base).

Figura2.HorowitzyHill,TheArtofElectronics."Transistor Man" mira la corriente en la base y la ajusta en el colector para que sea un múltiplo de la corriente base.

La imagen de la Figura 2 puede ayudar un poco.

Esto se puede reducir simplemente a su problema habitual de análisis de voltaje / circuito. No hay necesidad de pensar en electrones / agujeros.

Reorganizar la ecuación Vb = Ve + Vbe sería Vbe = Vb - Ve, que es la ecuación de voltaje típica y se aplica a casi cualquier cosa, no solo a la tensión del emisor de base de un transistor.

Esta ecuación le dice que la diferencia de voltaje entre la base y el emisor debe ser igual al voltaje en la base (en referencia a tierra) menos el voltaje en el emisor (en referencia a tierra). Por lo general, Vbe en un BJT es un fijo voltaje alrededor de 0,6 V - 0,8 V cuando se opera en la región activa hacia adelante (que es la suposición habitual cuando se aprende por primera vez sobre los transistores BJT)

Por ejemplo, digamos que su emisor está directamente conectado a tierra (Ve = 0V). Suponiendo que el transistor está operando en la región activa hacia adelante, Vbe = 0.6V. Si se conecta a la ecuación de voltaje que tiene, Vb = 0.6

  

no puede pasar una tensión entre los terminales del emisor de base, porque fluirá una corriente enorme si la base es más positiva que el emisor en más de aproximadamente 0,6 a 0,8 voltios.

La relación entre \ $ I_C \ $ y \ $ V_ {BE} \ $ se conoce como la ecuación de Ebers-Moll, y se da \ $ I_C = I_S .e ^ {\ frac {V_ {BE}} { V_T}}. \ $ En esta ecuación \ $ I_S \ $ es la corriente de saturación del transistor particular (por ejemplo, para 2N3904 es \ $ \ approx10 ^ {- 14} \ $). \ $ V_ {BE} \ $ es el voltaje a través de la unión base-emisor. Para BJT de silicio, este valor está entre \ $ 0.6 \ $ a \ $ 0.8 \ $ Volts, pero para los transistores de germanio puede ser tan bajo como \ $ 0.3V \ $. \ $ V_T \ $ viene dado por \ $ \ frac {k (T + 273 ^ {\ circ} C)} {q} \ $, donde \ $ k \ $ es la constante de Boltzman y q la carga del electrón. T es la temperatura y se da en unidad de grados Celsius. A temperatura ambiente, se trata de \ $ 25mV \ $ pero aumenta a medida que aumenta la temperatura.

De acuerdo con la ecuación de Ebers-Moll, \ $ V_ {BE} \ $ se puede escribir \ $ V_ {BE} = V_T. \ ln \ frac {I_C} {I_S} \ $. En esta ecuación, \ $ V_T \ $ tiene un tempco positivo, pero la dependencia más fuerte de la temperatura de \ $ I_S (T) \ $, que aparece en el denominador del término logarítmico, casi domina y causa un total de \ $ - \ frac {2.1 mV} {\ ^ oC} \ $ cambio en \ $ V_ {BE} \ $ (para un colector fijo actual). Esto sugiere que la tensión del emisor de base \ $ V_ {BE} \ $ aumenta \ $ 60mV \ $ por década de la corriente del colector, o la corriente del colector se duplica por cada \ $ 18mV \ $ cambio en \ $ V_ {BE} \ $ . La ecuación de Ebers-Moll también sugiere que en \ $ V_ {BE} \ $ la corriente del colector se duplica para un aumento de \ $ 8 ^ oC \ $.

Entonces, un pequeño cambio en \ $ V_ {BE} \ $ provoca un cambio enorme en la corriente del colector. Esta es la razón por la que dice que no se puede colocar un voltaje en la unión del emisor de la base y estar contento con eso.