¿Cómo viaja la corriente en el transistor de unión bipolar (BJT)?

Soy completamente incapaz de entender la dirección actual en el transistor npn.Figura 1

en la figura 1, la flecha roja indica el flujo de electrones (que va desde el terminal del emisor al terminal del colector). por lo tanto, de acuerdo con la convención, el flujo de corriente es exactamente opuesto a la dirección del flujo de electrones. por lo tanto, la corriente debe fluir desde el terminal del colector al emisor en el transistor npn.ingrese la descripción de la imagen aquí

pero nada de eso sucede. en cambio, la corriente fluye desde la terminal del emisor a la terminal del colector (es decir, en la misma dirección del flujo de electrones). ¿por que es esto entonces? ¿Por qué pasó esto?

Respuestas (4)

Gracias por señalar dónde obtuvo el diagrama que agregó a su pregunta. (Probablemente ahora debería incluirlo dentro de su pregunta, en lugar de dejarlo como un comentario a otra respuesta que obtuvo). Aquí está el diagrama sobre el que estaba preguntando:

ingrese la descripción de la imagen aquí

Creo que el diagrama intentaba ilustrar el flujo de corriente convencional en el lado izquierdo y el flujo de electrones en el lado derecho. Pero cometieron un error y usaron un símbolo esquemático PNP a la izquierda cuando deberían haberse quedado con el símbolo esquemático NPN para ambos casos. Si reemplaza el PNP a la izquierda con un símbolo NPN, entonces el diagrama tiene sentido en el contexto de ilustrar direcciones de corriente convencionales en el lado izquierdo y direcciones de corriente de electrones en el lado derecho.


Es difícil pasar por alto que su pregunta ha cambiado casi por completo. Entonces, lo anterior es lo que escribí entonces para abordar la pregunta que creía que estabas haciendo en ese momento.

La nueva pregunta es diferente. Y probablemente sería mejor haberlo hecho como una nueva pregunta aquí. Cambiar la pregunta hace que las respuestas parezcan desconectadas y tal vez incluso irrelevantes y eso no ayuda a los futuros lectores que pueden ver una pregunta y luego algunas respuestas y estar completamente desconcertados.

En lo que respecta a la "dirección de la corriente", y al menos en lo que respecta al cableado de cobre (que solo tiene electrones de banda de conducción para transportar corriente, a diferencia del aluminio, que tiene un poco más de 'matices'), simplemente decide si estás o no hablando de cargas positivas en movimiento o cargas negativas en movimiento. Benjamin Franklin, siglos atrás, no sabía cómo funcionaba todo esto y tenía la misma posibilidad de "hacerlo bien". A pesar de las probabilidades del 50%, se equivocó y decidió que eran cargas positivas. Desde entonces, en parte porque la literatura anterior hizo las mismas suposiciones, nos hemos quedado atascados con ella.

Entonces. No te enredes mentalmente en esto. Dado que la mayor parte del resto del mundo ha aceptado, y está utilizando, la antigua perspectiva de Benjamin Franklin de la dirección del flujo de carga, todo lo que hará es confundirse continuamente a sí mismo y a los demás cada vez que hable con otra persona si decide que va a ser el voz aislada desafiando la convención que todos los demás están usando ahora. Claro, la realidad puede ser diferente. Pero mientras seas constante, no importa.

Entonces, la corriente fluye del colector al emisor en el NPN. Si acepta la convención, que utiliza "anti-electrones" como portador de carga. Si se niega a aceptarlo y sigue su propio camino insistiendo en usar electrones como su portador de carga, entonces seguro, va de emisor a colector. Si ayuda, cambie esto y mire el PNP. Aquí, utilizando la convención habitual de Benjamin Franklin, la corriente fluye del emisor al colector y, utilizando la convención de electrones, fluye del colector al emisor. Todo lo contrario.

Tal vez por ahora es mejor simplemente aceptar una idea diferente. Que en un BJT que opera en las regiones activas o saturadas, la corriente del emisor es la suma de las corrientes del colector y la base, independientemente de la dirección en la que usted mismo insista. La dirección que utilices para tu imaginación no importa tanto, siempre y cuando seas coherente con tu enfoque. El problema viene solo cuando quieres comunicarte con los demás. Luego, debe usar lo que sea que estén usando para comprender y comunicarse con usted. De lo contrario, la conversación se convierte en términos de debate y al final no se hace nada.

Un buen modelo de CC para el BJT se llama modelo Ebers-Moll. Si está interesado, mire esta respuesta de EE.SE que le di . Allí, puede ver el modelo BJT (DC) más simple que existe. (Falta una ecuación que describe la variación de las corrientes de saturación sobre la temperatura, pero por lo demás está completa). Allí se presentan tres modelos BJT completamente equivalentes e idénticos . No hay diferencia entre ellos excepto por su formulación matemática y qué perspectiva mental se elige para ser enfatizada por el modelo. Creo que si te esfuerzas mentalmente por adquirir esos modelos equivalentes, verás por qué tu debateEsto es bastante menor en el esquema más amplio de las cosas y por qué es mejor si solo aprende a usar los términos como otros los usan y sigue adelante.

No te estoy diciendo que olvides la física, como el hecho de que los electrones son nuestra creencia actual sobre los portadores de carga (la física siempre es tentativa y nunca absoluta en sus proclamaciones de hecho). Es bueno tener en cuenta la idea de que los electrones agitados térmicamente se mueven fácilmente de las bandas de valencia a la banda de conducción en los metales y que el modelo de nube de electrones funciona razonablemente bien para explicar toda una gama de comportamientos observados de flujo de corriente, trayectoria libre media, velocidad media, etc., en metales (y otros materiales, también.) Y eso explica por qué los conductores nunca son transparentes, también. Un montón de cosas buenas llegan de conocer ese detalle. pero no esEs importante en las discusiones sobre electrónica que te mantengas firme e insistas en que el flujo de corriente se trata de electrones. También puede decir que se debe a los antielectrones y ser igualmente capaz de explicar y diseñar circuitos.

Por lo tanto, realmente necesita dejarse llevar por este tema e ir con el enfoque convencional. (O de lo contrario, siempre estará nadando contra la corriente de la convención).


Las corrientes dentro de un BJT son un poco más complicadas de lo que parece en el exterior, donde se conectan los cables. Consulte el siguiente diagrama de la página 61, sección 3-2, de "Microelectrónica" de Jacob Millman, 1979. (El diagrama muestra un transistor PNP). Pero nada de esto se aplica cuando se conecta un BJT a un circuito, como tales detalles. están ocultos para ti.

Página 61, Sección 3-2, Jacob Millman, "Microelectrónica", 1979

para evitar confusiones en el OP, se debe decir que Millman usa una convención en la que las corrientes (convencionales, no de electrones) son positivas cuando ingresan al dispositivo, pase lo que pase. Así, en el funcionamiento normal del PNP anterior en modo activo, Ie sería positivo (es decir, dirigido como la flecha) mientras que Ib e Ic serían negativos (es decir, dirigidos en sentido contrario a sus respectivas flechas).
@SredniVashtar, esa convención es muy común. No debería ser necesario mencionarlo especialmente. Se llama convención de signos pasivos y también se ha preguntado aquí varias veces.
Sí, pero el OP estaba luchando por comprender el flujo de corriente, lo que significa que asumía que la corriente (absoluta) en realidad fluía en el sentido indicado por la flecha. Vale la pena mencionar que la imagen que publicaste usaba otra convención.
gracias compañero por darme una idea clara sobre las convenciones.
@SaadAnwar Ninguna de mis adiciones tenía la intención de confundir al OP, ni tenía la intención de indicar direcciones, convencionales o de otro tipo, de corrientes. Solo tenía la intención de hacer que el OP fuera consciente del hecho de que, al discutir los BJT, el OP podría ocasionalmente encontrar discusiones sobre corrientes minoritarias y mayoritarias y quería asegurarme de que el OP se diera cuenta de que estas son discusiones "técnicas internas" y no impactan cosas una vez que se alcanza la metalización/cobre. Solo una nota para la conciencia, es todo. No explicación. (Además, esto vino de la "física", por lo que un guiño aquí parecía apropiado).
@SaadAnwar Veo que ha actualizado/cambiado la pregunta.
@SaadAnwar Así que actualicé mi respuesta para ti.
@jonk, mi comentario no pretendía ser una crítica, sino una adición. Como el OP estaba confundido acerca de las convenciones, agregué una explicación sobre esta otra convención. Eso es todo.
@SredniVashtar Gracias. (¡También veo que dirigí mi comentario en la dirección equivocada! El 'autocompletar' de EE.SE y mi falta de conocimiento al respecto). Ahora lamento advertir al OP con ese bit adicional, porque ha resultado en demasiado aquí sobre algo que realmente no importa para el interés del OP.

La dirección de la flecha en el símbolo del transistor (entre la base y el emisor) le indica la dirección de la corriente:

Transistores PNP y NPN

Tenga en cuenta que la "corriente de electrones" es la dirección opuesta a la "corriente convencional"

¿Quizás el sitio que utilizó (¿puede compartir un enlace?) estaba hablando de las direcciones en las que fluyen los electrones?

allaboutcircuits.com/textbook/semiconductors/chpt-4/… este es el enlace del sitio al que me refería. el sitio no hablaba del flujo de electrones sino del flujo de corriente.
exactamente esa es mi pregunta, ¿por qué la corriente convencional es opuesta a la corriente de electrones? ¿Cuál es la razón detrás de esto?
@SaadAnwar, esa pregunta ha sido respondida (por mí y por otros) muchas veces. Ver, por ejemplo, esta respuesta
gracias compañero por la ayuda. realmente me confundió, al menos ahora sé la diferencia entre la corriente convencional y la corriente de electrones.
@SaadAnwar lamentablemente allaboutcircuits.com enseña numerosos 'conceptos erróneos técnicos'. Si tiene la intención de dedicarse a la ingeniería como carrera, lo mejor es mantenerse alejado de los sitios que utilizan la simplificación excesiva y "Mentiras para los niños". En su lugar, muerda la bala y obtenga las cosas reales de los sitios web de física, sitios de nivel universitario y textos de ingeniería y semiconductores. Los conceptos de transistores y semiconductores son bastante difíciles de entender, sin tener que desaprender un conjunto completo de ideas erróneas. (En otras palabras, si se siente confundido, el problema real podría ser los sitios web que usan explicaciones incorrectas).

simplemente sustituya la palabra "convencional" por la palabra "incorrecto" y tendrá su respuesta. Los agujeros no se mueven, los electrones sí, no dejes que te confundan.

Alguien te ha transmitido con éxito una deformación total.

Todo no es una mierda. Tu esta imagen.

ingrese la descripción de la imagen aquí

muestra las direcciones de flujo de los electrones y también muestra qué bucle tiene una tasa de flujo de electrones por segundo más alta, si el transistor se usa normalmente (= la corriente base controla la corriente del colector)

Pero la dirección de la corriente es la opuesta a la de tus flechas.

El acuerdo general sobre "la corriente tiene la dirección opuesta al flujo de electrones" también debe usarse aquí. Ese acuerdo se hizo cuando no había evidencia de la existencia de los llamados electrones. En cambio, la corriente eléctrica parecía transportar metal a través de líquidos. Ese fenómeno era bastante creíble, por lo que la dirección de la corriente resultó ser la opuesta a la dirección de los electrones. Cuando finalmente se aceptaron los electrones debido a las nuevas medidas precisas y teorías plausibles, la industria eléctrica ya era tan masiva que la convención de dirección actual se había vuelto intocable.

La flecha en el emisor indica la dirección actual. Es de esperar que haya notado que las corrientes en el transistor provienen de fuentes externas. El transistor es solo una forma de llegar a esas corrientes, aunque es bastante complejo en comparación con los cables o las resistencias.

¿Tiene a mano una referencia para el origen de la convención de signos? Con "parecía transportar metal a través de líquidos", supongo que te refieres a iones en una solución. Tengo curiosidad acerca de qué fueron estos primeros experimentos y quién los hizo (¿Faraday, tal vez?).
@SredniVashtar Sin referencia única. La mayoría de los conceptos básicos tardaron mucho tiempo en estabilizarse. Las direcciones opuestas de la corriente y el movimiento de los electrones en realidad fueron causados ​​por Benjamin Franklin, quien seleccionó + y -. Hizo algunos experimentos plausibles. Hicieron creíble que la carga eléctrica puede ser algo extra (+) o la falta de ese algo (-). Seleccionó arbitrariamente cuál es + y cuál - por los materiales que utilizó para producir la electricidad friccional. Una vez aceptado, se quedó. Los experimentos de Faraday con electrólisis encajaban perfectamente, pero la base era de Franklin.