De la característica I / V anterior podemos concluir (y esto es lo que dicen los libros) que durante la saturación del colector la corriente es muy limitada y tiende a cero. ¿Cómo es eso posible si durante tal condición hay una corriente significativa que fluye desde la base hasta el colector? Así que no puede ser cero de ninguna manera.
Solo para tomar notas sobre mis suposiciones antes de hablar:
Entonces, tu pregunta es cómo interpretar lo que ves allí.
¿Cómo se rechaza \ $ V_ \ text {CE} \ $?
Sospecho que imagina que hay un suministro de corriente constante en la base y que también hay un suministro de voltaje en el banco donde alguien simplemente gira una perilla en el suministro de voltaje para cambiar el voltaje en \ $ V_ \ text { CE} \ $, trazando la corriente que informa el suministro de voltaje (o un medidor).
Supongo que uno podría intentarlo de esa manera. Pero no te ayuda a entender lo que está pasando tan bien como a pensar de manera diferente. Así que te lo pondré de una manera diferente y veré si eso ayuda, mejor.
Supongamos que, en lugar de variar una fuente de voltaje conectada directamente a través del emisor y el colector, todavía existe esa fuente de corriente constante en la base, pero ahora hay un valor de suministro de tensión fija (por ejemplo, \ $ 10 \: \ text {V} \ $) está configurado y hay una resistencia variable utilizada entre esta fuente de voltaje y el colector. (Si es NPN, el emisor está conectado a tierra; o en el riel de suministro negativo).
El valor de \ $ V_ \ text {CE} \ $ se mide con un voltímetro conectado adecuadamente, ya que el valor del resistor varía. Suponiendo que \ $ \ beta \ $ se arregle aproximadamente cuando está en el modo activo, el valor de \ $ I_ \ text {C} \ $ no debe cambiar ya que la resistencia varía. Pero \ $ V_ \ text {CE} \ $ variará porque la resistencia bajará un voltaje que varía con su resistencia. Entonces, esto significa que todavía podemos trazar \ $ I_ \ text {C} \ $ vs \ $ V_ \ text {CE} \ $.
Esperamos ver:
$$ V_ \ text {CE} = 10 \: \ text {V} - R_ \ text {POT} \ cdot I_ \ text {C} $$
Pero, ¿qué sucede cuando esta resistencia variable es tan grande que el segundo término en la ecuación anterior, \ $ R_ \ text {POT} \ cdot I_ \ text {C} \ $, está cerca de \ $ 10 \: \ text {V} \ $? Ciertamente, no puede ser posible que \ $ V_ \ text {CE} \ $ se vuelva negativo, ¡de acuerdo! No hay forma de que eso suceda.
Lo que comienza a suceder es que \ $ V_ \ text {CE} = 10 \: \ text {V} - R_ \ text {POT} \ cdot I_ \ text {C} \ $ se aproxima al voltaje en la base ( que probablemente se encuentre en algún lugar entre \ $ 600 \: \ text {mV} \ $ y \ $ 900 \: \ text {mV} \ $ para un dispositivo de señal pequeño.) Como la caída de voltaje representada en el segundo término obliga a \ $ V_ \ texto {CE} \ $ por debajo de la tensión de base, la unión del colector de base se desvía hacia delante y comienza a conducir una importante corriente propia, que puede llegar a ser bastante grande a medida que la tensión del colector se aproxima mucho a la tensión del emisor.
Tenga en cuenta que estamos usando una fuente actual en la base. Por lo tanto, esta corriente de polarización directa de colector base de nuevo desarrollo no se agrega a la corriente base. Es importante que tengas ese hecho en tu mente. Hay una fuente actual allí, así que eso no es posible cambiar de ninguna manera. En su lugar, esta corriente de colector de base con polarización progresiva de nuevo desarrollo quita de la corriente de recombinación necesaria para permitir que la corriente de colector fluya.
La corriente de base que se está suministrando ahora se ha fracturado en dos partes significativas: (1) \ $ I _ {\ text {F} _ \ text {BC}} \ $, la corriente de diodo BC con polarización directa ; y, (2) \ $ I _ {\ text {F} _ \ text {RECOMB}} \ $, la corriente de recombinación necesaria para permitir que las corrientes de colector fluyan .
Ahora \ $ I_ \ text {B} = I _ {\ text {F} _ \ text {RECOMB}} + I _ {\ text {F} _ \ text {BC}} \ $, así que obviamente:
$$ I _ {\ text {F} _ \ text {RECOMB}} = I_ \ text {B} -I _ {\ text {F} _ \ text {BC}} $$
O, dicho de otra manera, la corriente de diodo base-colector con polarización progresiva que se está desarrollando recientemente quita a la corriente de recombinación disponible que permite que la corriente de colector fluya. Por lo tanto, la corriente del colector disminuye como resultado.
Y cuanto mayor sea esta corriente de diodo de colector de base polarizada en avance (cuanto mayor sea el voltaje de colector de base de polarización progresiva), más profundo será saturation el transistor a medida que la corriente de recombinación restante disminuye rápidamente. "Saturación superficial" significa que la corriente del diodo base-colector con polarización directa es solo una pequeña parte de la corriente base total. "Saturación profunda" significa que la corriente del diodo de colector de base con polarización directa es una gran parte de la corriente de base total.
(Esto también sucede si aplica esa fuente de voltaje directamente a través del colector y el emisor, ya que también significa que hay una corriente de diodo de colector de base con polarización directa que se está restando de la base disponible actual.)
Cuando el transistor se satura al comienzo de la ganancia actual, Beta cae hacia el 10% de Max Beta. Esto se especifica en la hoja de datos como Vce (sat) @ Ic / Ib = 10. Así que puedes ver que la beta se ha reducido a 10 a la tensión de saturación nominal desde la cual podemos calcular el Rce = Vce (sat) / Ic efectivo.
Tanto Beta max como Ic max afectan a Rce, que puede variar de 10 mohms a 10 ohms para clasificaciones Pmax de transistores de 100W a 100mW
Esta corriente de BC es cuando se desvía hacia adelante como un interruptor para acercarse a la caída de voltaje BE con una relación de corriente de 10 a 20 y en casos raros Vce (sat) @ Ic / Ib = 50 de tipos como Diodes Inc y otros .
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