¿Es útil el modelo de Gummel-Poon para explicar la amplificación del transistor de CA?

Permítanme ser claro: por amplificación me refiero al proceso de aumentar la fuerza de una señal de CA. Por lo tanto, cuando la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada es mayor que 1.

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Ahora supongamos que tenemos un amplificador Emisor común simple con una base divisora ​​de voltaje (y un voltaje de suministro de colector positivo). Un capacitor es un CA corto y un CC abierto. Ahora, cuando agregamos una señal de CA a la base, los capacitores experimentan un cambio en el voltaje y comienzan a conducir, lo que provoca que fluya una oleada de corriente desde los puntos E' a C' en el diagrama del circuito. También fluye corriente a través de C(BC'). Por lo tanto, pequeños cambios en el voltaje base (debido a la entrada) controlan cambios más grandes en la corriente del emisor-colector. Y así es como se pueden usar los transistores para aumentar la potencia de la señal de CA.

Está mezclando dos formas de analizar un circuito: el término "voltaje / corriente de CA" implica una forma de verlo de estado estable (sinusoidal / fasorial). Eso está bien, siempre y cuando todo se comporte de forma lineal (por cierto, el comportamiento de señal grande de los diodos no es lineal). Pero, por otro lado, "experimentó un cambio en el voltaje y comenzó a conducir" implica una forma de verlo con una ecuación transitoria/diferencial. Eso siempre es posible porque es la forma más general de verlo. Pero mezclar ambas formas no es útil y solo confuso.
Pero pequeños cambios en el voltaje de cualquier resistencia provocan grandes cambios en su corriente. Solo está describiendo la reactancia del capacitor para valores grandes de uF, no describiendo la amplificación. La fuente de corriente I(t) crea la amplificación, por lo que no se debe ignorar la CA producida por I(t).

Respuestas (1)

Usted dice CA e inmediatamente involucra los condensadores y eso no es estrictamente correcto y tampoco es necesario.

La amplificación de potencia en un transistor significa que un cambio en la entrada puede resultar en un cambio en la salida y los cambios son tales que el cambio (que es una señal) tiene mayor potencia en la salida que en la entrada. Estos cambios se modelan en el modelo GP y "funcionan" incluso cuando todos los condensadores tienen un valor de 0 (cero).

Lo que describo arriba es el comportamiento de una señal pequeña y eso en sí mismo no tiene nada que ver con los condensadores. Los capacitores están presentes en el modelo para modelar los capacitores que realmente están presentes en el transistor y su efecto es que limitan el ancho de banda del circuito del transistor.

A altas frecuencias, la ganancia de potencia será menor o incluso inexistente (pérdida de potencia) debido a estos condensadores.

Si lo que dice es cierto y los condensadores están involucrados en la amplificación de potencia, entonces la ganancia en CC sería imposible. Un circuito de emisor común no acoplado a CA tiene una ganancia de CC de aproximadamente gm*Rc.

Pero volviendo a tu pregunta, ¿se puede usar el modelo?

Sí, por supuesto que puede, siempre que modele el cambio en Ic debido a un cambio en Vbe (o Ib). Y ese comportamiento está incluido en el modelo. Si no se incluyera, el modelo Gummel-Poon sería "tonto" ya que no modelaría la función principal de un BJT: la ganancia de potencia.

Del esquema de Gummel-Poon, no hay camino desde el emisor al colector en este circuito equivalente excepto a través de los capacitores y el I(T)(cable de corriente de saturación). Entonces, este modelo no muestra la ruta de corriente CC. Sin embargo, muestra cómo la corriente puede ingresar al emisor y salir de la base a través de los diodos con polarización directa cuando hay un voltaje base> el potencial de barrera.
Como se explica en mi respuesta, si lo que escribe arriba en su comentario es cierto, ¿de qué sirve el modelo GP? Si no modela el modo activo donde la corriente del colector al emisor está determinada por la corriente del emisor base, ¿cuál es el punto del modelo? Sería bastante inútil o no estás de acuerdo? El hecho es que la corriente (CC) está modelada por la fuente de corriente controlada I T .
Estoy de acuerdo. Y tengo entendido que los amplificadores de transistores tienen una frecuencia de corte superior donde hay ganancia unitaria.
@Bimpelrekkie, con referencia a su comentario anterior: ¿sabe que en el modelo GP la corriente del colector al emisor NO está determinada por la corriente del emisor base, sino, por supuesto, por el voltaje del emisor base (de acuerdo con la realidad física)? (Lo siento, recién ahora he visto que este es un hilo muy antiguo).
@LvW Claro, pero el voltaje BE provoca una corriente (a través del diodo BE). Entonces diría que el voltaje y la corriente están relacionados. Entonces, si Ic está determinado por Ib o Vbe no hace una diferencia (en mi opinión) siempre que la relación Ib <=> Vbe sea clara (lo cual creo que es, ya que hay un diodo). Hay muchas discusiones interminables sobre si los BJT están controlados por corriente o por voltaje. Mi opinión es que son ambos y puedes elegir el que más te convenga.
@Bimpelrekkie... Como probablemente sepa, no estoy de acuerdo. Al transistor no le importa una u otra vista que "se adapte mejor a usted". Es muy fácil mostrar y verificar que la corriente de base (sí, sin duda, tiene una clara relación con el voltaje de BE) no es más que un subproducto que no se puede evitar pero sin ninguna función de dirección o control. ¡Eso es realmente un hecho!
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