Así que he leído bastantes libros sobre cómo funciona BJT y todos ellos parecen pasar por alto cómo un BJT en el modo lineal con la base/emitterunión polarizada hacia adelante y la base/collectorunión polarizada hacia atrás aún puede conducir corriente desde el emisor al colector.
En esta situación, la base/emitterunión PN está polarizada de tal manera que la región de empobrecimiento es muy pequeña o insignificante. Sin embargo, la unión PN de la base/collectorregión tiene su región de empobrecimiento ensanchada por la polarización inversa; lo que te hace pensar a primera vista que no se debe permitir que conduzca ninguna corriente.
Aquí está mi opinión sobre la teoría del dispositivo de por qué todavía vemos (gran) corriente del emisor al colector para un NPN BJT en el modo Activo/Lineal. Corríjame si mi teoría es incorrecta o tiene algunos conceptos erróneos:
Dado que la base es muy delgada en relación con el colector y el emisor, y está ligeramente dopada con un material de tipo P, no hay muchos huecos disponibles para recombinarse con los electrones del emisor. El emisor, por otro lado, es un material N+ fuertemente dopado con muchos, muchos electrones en la banda de conducción. Cuando las cantidades masivas de electrones en el emisor son empujadas hacia la base por la fem de la base/emitterbatería, la gran mayoría de ellos no tienen agujeros con los que combinarse. Ahora tenemos una situación en la que tenemos una alta entropía de electrones en la base que comienzan a desactivarse en la base/collectorregión de agotamiento; dopando y reduciendo efectivamente elbase/collectorregión de agotamiento en material de tipo N. Cuando se difunden suficientes electrones, la región de agotamiento prácticamente desaparece en el material de tipo n, lo que permite que la región del colector de tipo n polarizada positivamente barra esos electrones difundidos fuera de la terminal del colector. Dado que el colector está moderadamente dopado al tipo N, los electrones difundidos pueden pasar directamente por el terminal del colector de polaridad positiva.
Entonces, ¿tengo razón acerca de que la entropía juega un papel en esto al difundir la base/collectorregión de agotamiento con electrones para convertirla efectivamente en material de tipo n?
¡Gracias!
La primera clave, según dicen, para comprender el comportamiento de BJT es comprender que está impulsado por el comportamiento de los portadores minoritarios . En un dispositivo NPN, eso significa que los electrones en la región base de tipo p controlan el comportamiento.
Creo que capturaste eso en tu descripción, pero la mayor parte del resto de lo que escribiste no se ajusta a la forma habitual de describir la física.
Dado que la base es muy delgada en relación con el colector y el emisor, ... no hay muchos huecos disponibles para recombinarse con los electrones del emisor. El emisor, por otro lado, es un material N+ fuertemente dopado con muchos, muchos electrones en la banda de conducción.
Esta es la única parte de lo que escribiste que tiene sentido. La polarización directa en la unión be crea un exceso de portadores en la región base. No hay suficientes huecos para recombinarse con esos electrones instantáneamente, por lo que la región de exceso de huecos se extiende cierta distancia desde el comienzo de la región de empobrecimiento asociada con la unión be. Si se extiende lo suficiente, alcanzará la región de agotamiento opuesta (para la unión cb). Cualquier electrón que llegue a esa región de agotamiento es barrido rápidamente por el campo eléctrico en la región de agotamiento y eso crea la corriente del colector.
OK, entonces, ¿cómo está involucrada la entropía?
Un punto clave es que la difusión del exceso de electrones lejos de la unión be se describe por difusión. Y la difusión es, en cierto sentido, un proceso que toma una situación de baja entropía (una gran cantidad de partículas segregadas en una parte de un volumen) y la convierte en una situación de alta entropía (partículas distribuidas uniformemente en un volumen).
Entonces, cuando hablas de "una alta entropía de electrones", en realidad lo tienes al revés. La difusión en realidad actúa para aumentar la entropía, no para reducirla.
La idea de que el exceso de electrones está "dopando y reduciendo efectivamente la región de agotamiento de la base/colector en material de tipo N" tampoco tiene ningún sentido. El exceso de portadores no afecta mucho a la extensión de la región de agotamiento de cb. Los electrones que alcanzan la región de empobrecimiento de cb simplemente son barridos por el campo eléctrico.
La modulación de ancho de base es de hecho un efecto, pero solo de segundo orden. La ganancia del transistor (beta) ocurre porque el tiempo de tránsito tt de los electrones inyectados a través de la base es mucho menor que el tiempo de recombinación tn de dichas elecciones dentro de la base, por lo que la mayoría de los electrones inyectados alcanzan la unión base-colector con polarización inversa y son barridos. a través de él (saliendo como corriente de colector) en lugar de salir como corriente de base. Numéricamente, beta = tn/tt.