¿Cómo está este BJT en saturación?

Simulé este circuito usando Qucs:

Con Vin = 5V, VB = 0.746Vy VC = 0.024Vlo que significa que el BJT está operando en la región de saturación. Pero no entiendo por qué. Vcc = 5Vy Vin = 5V. RB = RC = 1k ohm. Así que espero que VB = VCla unión base-colector tenga polarización inversa, lo que significa que el BJT está en la región activa hacia adelante. ¿Qué tiene de malo mi análisis? y ¿hay algún "truco" que pueda usar para determinar el modo de operación de un BJT?

¿Calculó (o midió) la corriente base?
¿Qué significa saturación? ¿Y cómo mediría usted esto? ¿Su circuito sería muy diferente si Vin fuera de 4V, 3V...?
@RespawnedFluff No. No sé cómo, pero se puede calcular. IB = (5-0,764)/1K = 4,236 mA. ¿Entonces?
@GeorgeHerold VB y VC permanecen aproximadamente iguales para Vin=4,3,2,1. ¡Esto lo hace más ilógico para mí!
¿Por qué crees que VB = VC?
@Austin Vcc = 5V y Vin = 5V. RB = RC = 1k ohmios. Entonces espero que VB = VC. Esto podría ser estúpido porque tal vez ignora la naturaleza del transistor. no se como
VB=Vin-RB*IB y VC=Vcc-RC*IC, por lo que parece que está asumiendo que IB e IC son lo mismo, lo cual no es cierto.

Respuestas (3)

En saturación tendrás I C < β I b . Así que calcula I b como (5-0.7)/1k=4.3mA. Suponiendo una beta de 100 (o incluso 10), tendrá una β I b en el rango de 43-430mA. Pero a través del colector solo puede tener como máximo 5 mA debido a R C limitando la corriente. Entonces el transistor está en saturación.

Si de alguna manera no supuso que esta desigualdad se mantendría y quisiera demostrar que el transistor está en la región activa, entonces tendría que probar que Vce>0.7V (de modo que Vcb>0). Si Vce>0,7, entonces la corriente del colector es como máximo de 4,3 mA. Entonces, la corriente base [bajo el supuesto de región activa] está por debajo de 0,43 mA (o incluso por debajo de 0,043 mA) por división con beta (de 10 o 100). Pero esto es inconsistente con el valor calculado directamente para Ib de 4.3mA. Así que este es básicamente el mismo argumento que hicimos para probar la saturación, pero a la inversa (en lugar de p=>q hemos mostrado no q => no p).
Gracias. ¿Puedes echar un vistazo a este enlace de preguntas ? Para Rcp=100, Rc=3.6K y RBP=1.5K, Qp no puede estar en saturación. ¿Bien?. Aquí está mi trabajo: enlace .
Por el comentario anterior, el caso es cuando Vin=0.
@ammarx: ¿Por qué no editar esos datos en su otra pregunta? Muchos más podrán responder de esa manera. Además, no tengo el libro [y parece que mi biblioteca tampoco lo tiene], así que no podré comentar mucho sobre eso.
No. Esa pregunta era para un caso general. Mi pregunta anterior fue para ciertos valores de las resistencias. Mi trabajo se basó en su respuesta aquí. Creo que no necesitas el libro. Considérelo como un ejemplo BJT (mi trabajo fue para la segunda figura en esa pregunta). Gracias.
@ammarx: la proporción de Ic/Ib en su último ejemplo es 58. Para algunos transistores (por ejemplo, con beta de 100) eso sería una saturación [suave/cuasi], para otros (beta más alta) incluso sería una saturación dura/profunda, y para algunos transistores de potencia podría no serlo; así que sí, para valores como ese también depende del transistor. Además, he respondido a su otra pregunta con más detalle. Sin embargo, me pregunto si no ha encontrado ninguna respuesta [a cualquiera de sus preguntas, no solo a las que respondí] lo suficientemente satisfactoria como para aceptarla.

Para una persona experimentada, es obvio de un vistazo que el transistor estará muy saturado.

No estoy seguro exactamente de dónde te desviaste. Pero me doy cuenta de que en su pregunta, establece dos cosas que son mutuamente excluyentes. Usted afirma que VB = VC, y también afirma que VB = 0,746 y VC = 0,024. Esa es una falacia obvia en tu pregunta.

Conceptualmente, una NPN configurada de esta manera (que es muy común) se satura a medida que aumenta la corriente de base. En términos generales (suponiendo que el suministro base y el suministro del colector sean los mismos), cuando RB/RC = beta, el transistor está cerca del comienzo de la saturación. A medida que RB se hace más pequeño, se satura cada vez más.

En este caso, RB/RC = 1, por lo que sabe que el transistor está muy saturado. También puede ver esto por la caída muy baja del colector al emisor, que es otro sello distintivo de la saturación.

Cuando se usa un transistor como un interruptor saturado, la relación de Ic a Ib es más baja que la hoja de datos beta. La relación de las corrientes reales a veces se denomina "beta forzada". Los valores típicos de "beta forzada" son de 10 a 20. Cuando la base y el colector tienen el mismo voltaje, puede usar una regla de 10: 1 donde la resistencia base es 10 veces la resistencia del colector.

Cuando el sistema no es tan simple, puede calcular aproximadamente la beta forzada asumiendo valores realistas para Vbe y Vce y estimando las corrientes.

Estoy tratando de presentarles un marco intuitivo y práctico en lugar de un enfoque de libro de texto. Espero que ayude.

@RespawnedFluff Gracias. ¿Puedes echar un vistazo a este enlace de preguntas ? Para Rcp=100, Rc=3.6K y RBP=1.5K, Qp no puede estar en saturación. ¿Bien?. Aquí está mi trabajo: enlace .

Supongamos que el BJT está en régimen activo y analicémoslo. Luego revisaremos nuestra suposición y veremos qué podría causar que se sature.

Ve = 0y si el BJT está funcionando en el modo activo, Vb = 0.7. Entonces podemos encontrar eso Ib = (5-0.7)/1 = 4.3mA.

Todavía suponiendo que estamos en el régimen activo, la corriente en el colector Ic = beta*Ib, que podemos usar para encontrar el Vc. Vc = 5 - beta*4.3.

Ahora, para que la suposición activa sea cierta, debemos comprobar que (1) la corriente de base es positiva y (2) Vc > 0.7.

Como ya estableció que el BJT está funcionando en saturación, (1) o (2) no deben ser ciertos. (1) es cierto por inspección, por lo que solo puedo suponer que el valor de betaes demasiado pequeño.

Si ya ha establecido que el BJT está saturado, entonces, ¿por qué diablos verifica si está en la región activa (último párrafo)? -1 Si desea refutar que está en la región activa, debe hacerlo mediante el análisis del circuito, no asumiendo que ya está saturado. Su prueba es circular/trivial: asume "no x" y prueba "no x", donde x significa "el transistor está en la región activa".
¿Cómo está este BJT en saturación?
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