He pasado por muchas discusiones en foros, videos y libros, pero todos explican en términos de ecuaciones matemáticas que factorizan la entrada por un número 'mayor que 1'. ¿Qué sucede físicamente dentro?
He pasado por muchas discusiones en foros, videos y libros, pero todos explican en términos de ecuaciones matemáticas que factorizan la entrada por un número 'mayor que 1'. ¿Qué sucede físicamente dentro?
Esto está muy simplificado, pero creo que estás pidiendo una respuesta muy simple, así que tómala con el espíritu que se te ofrece.
La clave está en el hecho de que para algunos semiconductores / uniones,
a) se puede hablar de portadores de carga mayoritarios y minoritarios, aproximadamente electrones y orificios, dependiendo de si el material es de tipo p o n.
b) en una amplia gama de condiciones, el producto de los portadores minoritarios y mayoritarios permanece constante.
Esto significa que, para inyectar un pequeño número de portadores minoritarios, para una minoría minoritaria, para los materiales y las configuraciones de unión adecuadas, como un transistor de unión bipolar (BJT), se logra una gran diferencia en la población minoritaria total. Digamos que doblas la concentración minoritaria agregando algo de corriente. Dado que el producto de los portadores minoritarios y mayoritarios se mantiene constante, si duplica el número de portadores minoritarios, debe reducir a la mitad el número de portadores mayoritarios, que proporcionan corriente a las salidas del dispositivo. Dado que, por definición, los portadores minoritarios son minoritarios (y en gran medida en los dispositivos prácticos), un pequeño cambio en su concentración produce un gran cambio en la concentración de los portadores mayoritarios. En otras palabras, la corriente inyectada se amplifica.
Como dije, esta es la versión realmente simplificada, y está solo un paso más que Lies-to-Children. Si necesita detalles o una mejor comprensión, solo tendrá que aprender a leer las ecuaciones. Lo siento.
Los transistores hacen uso de semiconductores. Hoy en día significa prácticamente exclusivamente silicio. Tienes tipo N (más electrones) y tipo P (menos electrones). Cuando se juntan piezas de silicona tratadas de forma diferente, se crean uniones (uniones PN, etc.). Puede desviar (poner voltaje en) una unión, lo que la hace más conductora o menos conductora. También puede aplicar la atracción / repulsión electrostática en los electrones del silicio, lo que de nuevo cambia la conductividad (FET).
Pero como se indica en los comentarios, esto no puede encajar en una sola respuesta, es como preguntar "¿Cuál es el tema de este sitio web?"
Sugeriría comenzar con el tema de diodos .
Dudo un poco en responder a tu pregunta porque sé que algunas personas estarán muy en desacuerdo. Sin embargo, como ha preguntado "qué sucede físicamente dentro", mi respuesta es la siguiente:
El transistor bipolar es un dispositivo controlado por voltaje , lo que significa que & gt ;: la corriente Ic está determinada y controlada por el voltaje Vbe, y no por la corriente de entrada Ib. Esto es lo que dice la famosa ecuación de Shockley. Más que eso, esta opinión se confirma por escrito de las instituciones líderes en los Estados Unidos (Berkeley, Stanfore, MIT, ...). La conocida ecuación Ic = beta * Ib no puede decir nada sobre causa y resultado. Es solo una relación, nada más.
No es absolutamente necesario bajar al nivel de la portadora cargada: la función de control de voltaje se puede justificar en el nivel del circuito (comportamiento del transistor dentro de un circuito).
Y la explicación del principio de funcionamiento es relativamente simple, siempre que sepa cómo funciona un diodo pn: Por supuesto, el principio básico permanece sin cambios: el emisor emite electrones (npn caso) causados por el voltaje VBE, pero la mayoría de los electrones no van a la base, sino que son atraídos por el mayor voltaje positivo de la región del colector. Eso es todo. Esta descripción se simplifica hasta cierto punto, pero explica el principio básico.
EDITAR / ACTUALIZAR : Aquí hay algunas referencias:
Univ. de Berkeley: Ic se determina por la velocidad de inyección de electrones desde el emisor a la base, es decir, determinada por VBE. Un efecto secundario indeseable pero inevitable de la aplicación de VBE es una corriente de agujero que fluye desde la base, principalmente hacia el emisor. Esta corriente de base (entrada), Ib, está relacionado con Ic por la ganancia de corriente del emisor común,
Stanford Univ .: Vista conceptual de un transistor bipolar NPN (modo activo): el dispositivo actúa como un voltaje fuente de corriente controlada: VBE controla IC.
Misa. Inst. de tecnología (MIT) : Transistores de unión bipolar: operación básica y modelado ... ... cómo la tensión del emisor de base, VBE, controla la corriente del colector, IC: ...
Barry Gilbert (Dispositivos analógicos): BJT es una fuente de corriente controlada por voltaje; la corriente de base es puramente incidental (se ve mejor como un "defecto")
Winfield Hill (coautor de Art of Electronics): La física y las fórmulas son la clave: en el caso del transistor tenemos la física de estado sólido que resulta en las rigurosas fórmulas de Ebers-Moll, con su predicción precisa para la corriente de colector IC desde VBE. El hecho de que pueda sesgar con éxito algunos circuitos BJT con corriente no significa que sean dispositivos controlados por corriente.
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