¿Cómo funciona una 'caída de voltaje'?

Esto se debe a lo que podríamos llamar 'impedancia diferencial': el cambio en la corriente por unidad de cambio en el voltaje. La impedancia diferencial de una resistencia es lineal: por cada voltio adicional, una cantidad fija de amperios adicionales fluye a través de ella, determinada por el valor de resistencia de esa resistencia.

Los semiconductores no exhiben impedancia diferencial lineal; un cambio de unidad en el voltaje no siempre creará el mismo cambio en la corriente. Si traza el voltaje frente a la corriente para un diodo, verá algo como esto:

Estoesloquecrealacaídadetensióncaracterísticadeldiodo.Lacurvaeslosuficientementeagudacomoparaquepuedaaproximarsediciendoquetieneunacaídadevoltajeconstante,peropuedeverqueesonoescierto:lacaídadevoltajeaumentarágradualmenteconlacorriente.Estoesmásfácildeverenungráficodeescaladeregistro:

El resultado de todo esto es que en un circuito con, digamos, una resistencia y un diodo en serie, encontrarán un equilibrio, donde la corriente y el voltaje a través de cada parte forman un punto en sus respectivas curvas IV. Dado que la curva IV de un diodo es muy pronunciada, la tensión a través de ella cambia muy poco con la corriente, y la mayor parte de la tensión se reducirá a través de la resistencia.

Obviamente, en la base de un transistor hay más de una simple resistencia. La llamada caída de voltaje de 0.7V se debe a la acción similar a un diodo dentro de la conexión de la Base al Emisor.

En una aproximación parcial, la conexión de la Base al Emisor se puede ver como una pequeña batería de 0.7V y una resistencia en serie. Esta pequeña batería se opone al voltaje que está intentando encender el transistor. Cuando se dibuja como una aproximación, la dirección de la batería (orientación + y -) depende del tipo de transistor (NPN o PNP).

El valor de 0.7V se debe al potencial de banda prohibida para los materiales de silicona dentro del transistor (los transistores de germanio antiguos tienen una banda prohibida de aproximadamente 0.3V). Al igual que al atravesar físicamente una "brecha", se necesita una cierta cantidad de esfuerzo (o voltaje) para "saltar" sobre la brecha de la banda. Cuando la tensión aplicada en la Base del transistor alcance o supere esta banda, la corriente potencial comenzará a fluir.

Entonces, con la aproximación de una batería conectada en serie y una resistencia, puede comenzar a calcular algunas de las otras características de un circuito de transistor.

Otros componentes pueden aproximarse de la misma manera, por ejemplo, se puede pensar que un diodo Zener contiene una fuente de voltaje inverso igual a Vz. La compuerta de un componente Triac (simulada con dos o más transistores) puede tener un voltaje de giro de compuerta de 1.5V. La tensión directa (Vf) de un LED simple tiene un requisito similar de activación (tensión de banda) que puede ser diferente según el color del LED.

Creo que, para responder a tu pregunta, como primer paso, es importante conocer la diferencia entre las resistencias lineales y no lineales.

Por ejemplo, la resistencia del emisor de base de un BJT es fuertemente no lineal. En tal caso, siempre debemos discriminar entre (a) la resistencia ESTÁTICA Rbe (solo como una relación de valores de CC) y (b) la resistencia DINÁMICA (diferencial) r, estar en el punto de operación correspondiente (definido por los valores de CC ).

Esta dinámica o dif. La resistencia r, se define por la PENDIENTE de la característica V-I no lineal. La pendiente proporciona la conductancia de pequeña señal dIb / dVbe en este punto, y la diferencia. La resistencia r, be = dVbe / dIb es 1 / conductancia.

Volviendo a su pregunta inicial: la regla del divisor de voltaje todavía se aplica (también si está involucrada una parte no lineal):

• para valores de CC, siempre que solo tenga en cuenta la resistencia de CC R para todas las partes;

• para señales de CA, siempre que la señal pequeña difiera. las resistencias r se consideran solamente.

(Es importante saber que no debe mezclar resistencias dinámicas y resistencias estáticas; para una resistencia ohmica clásica tenemos R = r).