Funcionamiento básico del transistor

[julian403]

La curva de salida de un transistor bjt npn tiene como variable independiente la tensión Vce. Necesariamente el colector tiene que ser mas positivo que el emisor. Desde un punto de vista constructivo el cristal semiconductor presenta dos junturas, la colectora y la emisora. La emisora se polariza directamente de modo de que el potencial de contacto disminuya una cantidad V1, de manera de que sea (Vcontacto - V1) por lo que los portadores mayoritarios puedan cruzarla por difusión. Y la juntura colectora se polariza inversamente de manera de que el potencial de contacto aumente una cantidad V2, por lo que su tensión pasa a ser (Vcontacto + V2), y los portadores mayoritarios no tengan la suficiente energía térmica para cruzarla pero si los minoritarios (que en este caso serían las cargas que inyecta el emisor).

Como tanto el colector y el emisor están dopados con impurezas donoras, el potencial de contacto está dado por iones fijos no neutralizados, que en sus zonas tienen carga positiva. ¿Es la diferencia en la concentración de iones la que crea el potencial Vce? Ya que el colector tiene una mayor cantidad de iones fijos positivos en la zona de agotamiento que el emisor.

 

[chclau]

No se si contesta a tu pregunta pero el potencial Vce no es creado por el transistor sino que es forzado desde fuera por el circuito de polarizacion. Para una tension vce y corriente ib que nosotros fijamos al transistor mediante la polarizacion, y suponiendo por ahora otros parametros (como la temperatura) constantes, el transistor lo unico que fija es la corriente ic.

 

[julian403]

La tensión Vce es la energía eléctrica sobre unidad de carga que es necesaria para cruzar el transistor (desde colector hasta emisor). La fuente de tensión del circuito externo lo que hace es dar la energía eléctrica sobre unidad de carga y esta se reparte en los componentes, como resistencias, según el trabajo que tiene que hacer el campo para llevar una carga a través de estas.

En los elementos pasivos como resistencias la caida de tensión es debido al trabajo que debe hacer el campo en llevar una carga a través de esta.

J=oE

En cambio en las junturas, la corriente que predomina no es la de corrimiento, como la anterior, sino la de difusión

J= q D grad

Que depende de la concentración de las cargas y que se separan llendo de una zona de mayor concentración a una de menor concentración. Este fenómeno es posible cuando se reduce la barrera de potencial en la juntura y esto pasa cuando se aplica una potencial
(positivo a la zona P y negativo a la zona N) de manera que el potencial de juntura vale (Vjuntura - Vaplicado). Es por esto que deduzco que Vce es la diferencia entre los potenciales de juntura.

Además puedo demostrar mi hipótesis mediante:
En el transistor bjt hay dos junturas, al la juntura emisora se la polariza directamente con Vbe, de manera de reducir el potencial de juntura y que el emisor inyecte portadores (que en el son mayoritarios) a la base. La juntura colectora debe polarizarse inversamente -Vbc de manera de aumentar el potencial de contacto y tome a los cargas que fueron inyectadas a la base (en donde pasaron a ser minoritarias) para inyectarlos al colector. De manera de que

Vce = Veb+Vcb

De esta manera queda claro que Vce depende del potencial aplicado en la juntura emisora y en la juntura colectora.

Aunque no estoy 100% seguro

 

[chclau]

v13 = v12 + v23 es cierto siempre ya sea que se trate de junturas o de resistencias... o de cualquier otro componente. En este caso es vce = vcb + vbe, o de otra forma vce = -vbc + vbe con lo que se resalta la direccion de polarizacion de las junturas

Fuera de eso es cierto que el mecanismo de caida de tension en un diodo o una juntura es muy diferente a una resistencia. En el transistor ademas se da otro efecto que es el modulacion del ancho de la base, que es la diferencia principal entre un transistor y dos diodos en antiserie.

 

[julian403]

En los transistores bjt, sin importar que sean emisor común, colector común o base común. ¿siempre la curva de salida tiene como variable independiente a la tensión Vce?

Porque pienso yo, si a la base emisor en pnp hay que polarizarlo directamente (con 0.7 generalmente basta) y es la tensión colector base la que hará que varíe la corriente, la cuál tiene que estar polarizada negativamente. Además Vcb es la que produce la modulación del ancho de base. ¿Acaso no sería mejor que la curva de salida tenga como variable independentiente a Vcb?

 

[chclau]

tanto en aplicaciones de colector comun como de emisor comun, que son con mucho las mas populares, interesa desde un punto de vista practico mucho mas vce que vcb. No se si sera es la causa principal por la que se usa vce.

Por otra parte, en aplicaciones de conmutacion la juntura cb queda polarizada en directa cuando el bjt esta saturado.