Me tomaré en serio tu pregunta experimental por un momento. El circuito sí tiene utilidad (aunque sospecho que simplemente lo ha arreglado sin un propósito específico en mente, ya que su explicación que dice "cambiar" simplemente falla).
Está suministrando a la base una fuente de voltaje, como se muestra. Así que este BJT está siendo tratado como un seguidor de emisor. Si tuviera que colocar algo de carga (como un LED) en la pata del colector, como se muestra, la variación del voltaje en la base le permite configurar la corriente del colector como \ $ I_C \ approx \ frac {V_B-V_ {BE} } {R_E} \ $. Entonces, esto podría ser un circuito que convierte una fuente de voltaje conocida en un sumidero de corriente conocido.
NO es un interruptor. A lo sumo, lo que sucede en algún momento es que a medida que aumenta el voltaje de la base y aumenta la caída de voltaje de la carga del colector, entonces \ $ V_ {CE} \ lt V_ {BE} \ $ y el BJT se mueve en diversos grados de saturación. Sin embargo, cuando esto comienza a suceder depende de los detalles de su circuito.
Puede resolver fácilmente las ecuaciones del circuito para encontrar el voltaje de base requerido, como:
$$ V_B \ approx \ frac {V_ {BE} + \ left (V_ {CC} -V_ {CE} + \ frac {R_C} {R_E} V_ {BE} \ right) \ cdot \ frac {\ beta} {\ beta + 1}} {1+ \ frac {R_C} {R_E} \ cdot \ frac {\ beta} {\ beta + 1}} \ label {sobre} \ tag {over-kill} $$
Tratar \ $ \ frac {\ beta} {\ beta + 1} \ approx 1 \ $, esto significa:
$$ V_B \ approx V_ {BE} + \ frac {V_ {CC} -V_ {CE}} {1+ \ frac {R_C} {R_E}} \ label {good} \ tag {good enough} $ $
De cualquiera de los anteriores, puede estimar que la saturación comience cuando \ $ V_ {CE} = V_ {BE} = 700 \: \ textrm {mV} \ $, o con \ $ V_ {CC} = 5 \: \ textrm {V} \ $ que tiene en su caso:
$$ V_B \ approx 1.7 \: \ textrm {V} \ tag {early sat.} $$
Con una saturación relativamente profunda en \ $ V_ {CE} = 100 \: \ textrm {mV} \ $, luego:
$$ V_B \ approx 1.84 \: \ textrm {V} \ tag {deep sat.} $$
Como se puede ver, esto prácticamente encierra la caída en la potencia BJT. La razón es bastante obvia, como muestra su gráfico. Justo en el punto en que el BJT comienza a saturarse también se encuentra exactamente en el punto en que la corriente de base comienza a aumentar muy rápidamente. Así que ahora se está agregando una disipación de emisor de base cada vez mayor y esto domina rápidamente.
Todo lo que se aprende de esto es que la disipación de potencia óptima (más baja) del BJT tiene lugar aproximadamente cuando el BJT deja de ser un amplificador con un alto voltaje de $ V _ {CE} \ $ (para algunas corrientes de colector) y comienza entrar en etapas tempranas de saturación cuando \ $ V_ {CE} \ $ simplemente comienza a ir por debajo de \ $ V_ {BE} \ $. (Técnicamente, también ocurre cuando no hay una corriente de base, por supuesto). Presionar más fuerte en la saturación solo aumenta dramáticamente la corriente de base sin aumentar la corriente de colector de manera útil y solo aumenta la disipación.
Substancialmente antes de la saturación, cuando el BJT sigue actuando con un \ $ \ beta \ $ y \ $ V_ {CE} \ ge 2 \: \ textrm {V} \ $ (más o menos) viable, sigue la disipación de potencia la curva parabólica habitual que se encuentra entre "circuito" (BJT aquí) y carga (\ $ R_E \ $ y \ $ R_C \ $ aquí.) La transferencia de potencia máxima se produce cuando la potencia en \ $ R_E \ $ y \ $ R_C \ $ es igual El poder en el BJT. Como la corriente del colector y las corrientes del emisor, en este caso, son aproximadamente iguales, entonces esto sucede cuando el voltaje se divide entre el BJT y las dos resistencias, de modo que \ $ V_ {CE} \ approx 2.5 \: \ textrm {V} \ $ en este caso. Si inserta ese valor en la ecuación \ $ \ ref {buena} \ $ de arriba, encontrará que esto sucede cuando:
$$ V_B \ approx 1.3 \: \ textrm {V} \ tag {disipación pico BJT} $$
Que también coincide con tu curva.
Todo esto se deduce de algunas ideas muy básicas y un análisis de circuito relativamente simple.
[clic izquierdo para ampliar las parcelas]