¿Por qué está ausente Vbc de las ecuaciones de bjt?

6

En BJT polarizando los voltajes Vbe y Vce siempre están presentes en los cálculos. ¿La tensión Vbc está ausente en alguna ecuación porque uno de los colectores, la base y el emisor están conectados a tierra o alguna otra razón relacionada con la teoría de los semiconductores?

    
pregunta arac

1 respuesta

16

Eres incorrecto en tu aserción titulada. Pero puedo adivinar de dónde viene.

La mayoría de las personas utilizan los conceptos más simples que necesitan para realizar el trabajo. Están preocupados por el voltaje directo, \ $ V_ {BE} \ $, que está algo afectado por la corriente del colector y muy afectado por la temperatura ... así que eso es importante ... y \ $ V_ {CE} \ $ es se relaciona de inmediato con si el BJT está saturado o no y esto impacta preguntas muy básicas acerca de \ $ \ beta \ $ disponibles, la posible disipación y la temperatura de operación, que también son bastante importantes. Además, si sabes \ $ V_ {BE} \ $ y \ $ V_ {CE} \ $, entonces sabes \ $ V_ {BC} \ $. Puede que también te importe eso. Por ejemplo, el efecto inicial ... Pero es de importancia secundaria.

Pero estás equivocado, de todos modos. El primer modelo del transistor para aprender es el modelo Ebers-Moll. Su modelo de nivel 1 incluye tres formas distintas de ver el BJT: transporte, inyección e híbrido-pi. Son vistas equivalentes, pero tienen diferentes áreas donde son más fáciles de aplicar.

Veamos primero el modelo de inyección (dirigiéndose a las corrientes de diodo ):

  • \$I_F=I_{ES}\cdot\left[e^{\frac{q\cdotV_{BE}}{k\cdotT}}-1\right]\$
  • \$I_R=I_{CS}\cdot\left[e^{\frac{q\cdotV_{BC}}{k\cdotT}}-1\right]\$
  • \$I_C=\alpha_F\cdotI_F-I_R\$
  • \$I_B=\left(1-\alpha_F\right)\cdotI_F+\left(1-\alpha_R\right)\cdotI_R\$
  • \$I_E=-I_F+\alpha_R\cdotI_R\$

Ahora,laversióndetransporte(quesedirigealasrecopiladascorrientes):

  • \$I_{CC}=I_S\cdot\left[e^{\frac{q\cdotV_{BE}}{k\cdotT}}-1\right]\$
  • \$I_{EC}=I_S\cdot\left[e^{\frac{q\cdotV_{BC}}{k\cdotT}}-1\right]\$
  • \$I_C=I_{CC}+\left[-\frac{1}{\alpha_R}\right]\cdotI_{EC}\$
  • \$I_B=\left[\frac{1}{\alpha_F}-1\right]\cdotI_{CC}+\left[\frac{1}{\alpha_R}-1\right]\cdotI_{EC}\$
  • \$I_E=\left[-\frac{1}{\alpha_F}\right]\cdotI_{CC}+I_{EC}\$

Finalmente,elhíbridonolineal-\$\pi\$(bueno,porquelinealizarloenelcasodeseñalpequeñaconducedirectamentealconocidohíbridolinealdeseñalpequeña-\$\pi\$modelo):

  • \$\frac{I_{CC}}{\beta_F}=\frac{I_S}{\beta_F}\cdot\left[e^{\frac{q\cdotV_{BE}}{k\cdotT}}-1\right]\$
  • \$\frac{I_{EC}}{\beta_R}=\frac{I_S}{\beta_R}\cdot\left[e^{\frac{q\cdotV_{BC}}{k\cdotT}}-1\right]\$
  • \$I_{CT}=I_{CC}-I_{EC},\rm{(generador\,\,actual)}\$
  • \$I_C=\left(I_{CC}-I_{EC}\right)-\frac{I_{EC}}{\beta_R}\$
  • \$I_B=\frac{I_{CC}}{\beta_F}+\frac{I_{EC}}{\beta_R}\$
  • \$I_E=-\frac{I_{CC}}{\beta_F}-\left(I_{CC}-I_{EC}\right)\$

Comopuedeverfácilmenteahora,\$V_{BC}\$ocupaunlugardestacadoenelmodeladoBJTmásbásicoydeprimernivel.Ynosedetieneahí.EstápresenteenEM1(perspectivaDC),EM2(DCmásprecisoscon3nuevosresistoresdevalorconstanteencadacable,modeladodeprimerordendealmacenamientodecargaparafrecuenciaytiempo),EM3(modulacióndeanchodebanda-Efectotemprano,variacióndelagananciadecorrientedirecta)concolectoractual,otrasmejorasdeCCyCA,etc.),Gummel-Poon(moddebasedebasey\$\beta\$vsI,CAyvariacionesconlatemperaturaambiente,etc.),versionesmodificadasdeesas,einclusoenlosúltimosmodelos..AúnnohasestadoexpuestoinclusoalprimerniveldemodeladoBJT.Esoestodo.Estosedebeaqueparamuchas(sinolamayoría)delasnecesidades,puedesimplificaraúnmáselmodeloBJTEM1básico,ignorarlounpocoyseguiradelante,deacuerdo.

Revelacióncompleta:lastresimágenesquesemuestranarribasetomarondirectamentede"Modeling The Bipolar Transistor" de Ian Getreau, que fue escrita originalmente en 1974 por Ian, y luego un empleado de Tektronix (que en ese momento tenía un "STS" [semiconductor división de sistemas de prueba].) Recibí mi primera copia del libro en 1979, cuando empecé como empleado de Tektronix. Ian ha obtenido los derechos de Tektronix (en 2009) y lo ha vuelto a publicar a través de Lulu. Así que todavía está disponible hoy. [Nunca he conocido a Ian ni he recibido nada de él por las ventas del libro ni por ningún otro motivo. Pero sí lo ayudé a volver a publicar porque el libro es único y necesario para volver a estar disponible.] La mitad de su libro está dedicado a varias técnicas que se pueden usar para extraer, a través de experimentos, varios valores de parámetros BJT para los modelos que documenta ( que incluyen hasta Gummel-Poon.) Ocupa un lugar único y especial en la literatura.

    
respondido por el jonk

Lea otras preguntas en las etiquetas