Acción de transistor, transistor como amplificador

La ganancia de corriente de un transistor de unión bipolar (BJT) (uno que tiene colector, base y emisor) es la relación entre la corriente de colector (Ic) y la corriente de base (Ib) cuando no está saturada. Para la mayoría de los BJT, varía lo suficientemente lento con la corriente que vale la pena darle el nombre 'ganancia actual'. También se llama beta, y hFE.

Para BJT típicos, el beta es sustancialmente constante (dentro de un factor de 2 o más) en un amplio rango de Ic de alrededor de 0.1% a 10% de Ic nominal, en otras palabras, el rango de operación útil o deseado de cualquier transistor. Tiende a caer rápidamente en la década superior de Ic nominal. También hay una fuerte dependencia de la temperatura de la versión beta de la temperatura del dispositivo.

No es 100% claro lo que quieres decir con "base R". Pero las características de impedancia de entrada de la base no cambian mucho en absoluto. La corriente que fluye hacia la base programa la relación de voltaje / corriente del colector / emisor. Así que diría que la versión beta se aplica cambiando las características del colector a emisor. No haciendo nada a la base.

La corriente de base es como el pedal del acelerador en tu auto. Cuando subes una cuesta, el pedal no empuja más contra tu pie. El pedal está a cargo, y cuando lo presionas hacia abajo, el auto se acelera.

Consideremos un transistor que opera en estado estable con 1 mA de corriente de base y 100 mA de corriente de colector (Beta = 100). Si intenta aumentar la corriente de base a 1.1 mA, encontrará que esto es muy fácil de hacer y no cambiará la tensión de la base en absoluto. Sin embargo, el voltaje en el colector bajará rápidamente hasta que la corriente del colector aumente a 110 mA, o hasta que el voltaje del colector sea más bajo que la base. Lo que sea que venga primero. Casi nada en electrónica es más sensible que un BJT que opera en su región lineal de esta manera.

Pero si intenta aumentar la corriente del colector a 110 mA, la tensión del colector aumentará muy rápidamente y la base nunca notará la diferencia. Por así decirlo. (Estoy ignorando el efecto Miller que puedes aprender más adelante).

Entonces, la corriente de base es como un servocontrol que te permite cambiar una corriente mucho más grande con autoridad de comando impresionante.

Si desea comprender cómo funciona exactamente un BJT, debe considerarlo como una fuente de corriente controlada por voltaje, no como una fuente controlada de corriente.

Esto significa que el voltaje del emisor de base es lo que determina la corriente del colector. La corriente básica es solo una desviación de ser ideal. La corriente de base no es lo que determina la corriente del colector. Como se mencionó anteriormente.

No puede depender de esta relación Ic = HF * Ib. Al diseñar amplificadores de transistores, cualquier diseño que dependa principalmente de Beta no es bueno. Ya que HF está lejos de ser constante. Depende de muchos parámetros como la temperatura, la corriente del colector , voltaje colector-emisor y así sucesivamente.

Una razón para convencerse de que Beta no es bastante constante es mirar la hoja de datos de BJT. Lo que encontrará es que Beta se administra a varias corrientes de colector y supone una cierta temperatura (generalmente de 25 grados) y un colector fijo. -tensión del emisor.

Más que eso si todos los parámetros anteriores concuerdan con lo que se da en la hoja de datos, Beta se da como un rango, no como un solo valor, ya que varios transistores del mismo tipo tendrán diferentes valores beta.

Entonces, uno puede preguntar "Entonces, si la ganancia de corriente DC es bastante impredecible. ¿Por qué es tan importante el parámetro BJT?"

Como se dijo en las respuestas anteriores, la mayoría de los parámetros de los dispositivos electrónicos no pueden asumirse de manera confiable como constante a lo largo de un amplio rango de variaciones en el entorno y los parámetros del circuito. Pero siempre que podamos diseñar circuitos que reduzcan la dependencia de estos parámetros y siempre que Podemos hacer buenas aproximaciones. Podemos depender de ellas pero con algunas limitaciones y precauciones para evitar comportamientos extraños.