¿Por qué puede fluir corriente a través de la unión del colector de base con polarización inversa (unión NP) en un BJT con una unión de emisor de base con polarización directa?

En los BJT, los portadores de carga pueden cruzar la unión CB con polarización inversa porque esos portadores de carga se han colocado en el lado "incorrecto".

• Diodo normal: el lado dopado con n está lleno de electrones libres, mientras que el lado dopado con p está lleno de vacantes de banda de conducción móvil (agujeros). "en." Un voltaje de polarización inversa los separará entre sí, formando una barrera potencial y apagando el diodo.

• Diodo transistor CB: ¡ la base dopada p está llena de electrones libres! Eso es al revés. Si permanecen allí por mucho tiempo, caerán rápidamente en los agujeros, lo que termina produciendo una corriente de base EB. Sin embargo, si primero vagan demasiado cerca de la unión CB debido a la difusión térmica, serán atrapados por el gran campo electrónico dentro de la capa de agotamiento y atraídos violentamente hacia la región del colector dopado con n. (Los portadores de carga rápidos cruzan un gran potencial, que calienta el transistor debido a Ic x Vcb).

(Ese ejemplo fue para NPN. Para un transistor PNP, invertimos las polaridades del portador, donde los agujeros libres se han depositado en la base dopada n, y tienden a deambular demasiado cerca de la unión CB y ser arrojados violentamente al p- región colectora dopada).

Conclusión: los diodos no funcionan normalmente si de alguna manera movimos algunos de los portadores de carga del lado n hacia el lado p, o viceversa. La región base extremadamente delgada en los BJT permite que esto suceda. En ese caso, un diodo comienza a funcionar al revés, y su voltaje de polarización inversa provoca un aumento de la corriente, no una disminución de la corriente. Sin embargo, al mismo tiempo también funciona normalmente, con la unión inversa evitando que los electrones libres de la región del Colector inunden la región de la Base.

Tenga en cuenta que los portadores fuera de lugar pueden pasar fácilmente a través de la capa de agotamiento. La capa de agotamiento nunca fue realmente un aislante; no fija las cargas en su lugar como lo hacen la goma o los plásticos. En cambio, era más como una región de vacío, con el intenso campo electrónico repeliendo a los portadores habituales, manteniéndolos en su lado correcto.

Pero cuando tenemos portadores de carga fuera de lugar en el diodo, ese campo electrónico en la capa de agotamiento con polarización inversa ya no se comporta como una barrera potencial. En su lugar, se convierte en un cañón de partículas. (Je, mira, los transistores NPN pueden verse como tubos de vacío de triodo. Las regiones de agotamiento son el vacío, y el silicio dopado forma los electrodos. Por supuesto, la base debe ser muy delgada, ¡porque actúa como un electrodo de rejilla perforada!)

En pocas palabras, los transistores de unión bipolar funcionan debido a la geometría física de las dos uniones. La capa base es muy delgada y los portadores de carga que fluyen desde el emisor a la base no se recombinan de inmediato; la mayoría de ellos atraviesan la base por completo y entran en la región de agotamiento de la unión base-colector de polarización inversa. Una vez que esto sucede, el fuerte campo en esta región los barre rápidamente el resto del camino hacia la terminal del colector, convirtiéndose en la corriente del colector.

La unión del colector base tiene polarización inversa, lo que significa que no fluye corriente desde el colector a la base3. No significa que la corriente no pueda fluir del colector al emisor. Cuando la unión PN del emisor base está polarizada hacia adelante, deja de actuar como un diodo y es solo un conductor, y dado que la región del colector N-Doped está llena de electrones y la región de agotamiento del emisor base ya no existe, la corriente fluye del colector al emisor. . PERO todavía hay una unión PN con polarización inversa entre el colector y la base, por lo que no fluye corriente del colector a la base.

La causa principal de la corriente de colector en el caso de bjt es el tamaño de la región base. La región base tiene un área muy pequeña en contraste con el emisor y el colector. Tomando el transistor npn, simplemente conectamos el lado del emisor a 'x' volt, la base a 'y' volt y el colector a 'z'volt, donde x < y < z debe seguirse estrictamente para polarizar hacia adelante la región emisor-base y polarización inversa de la región de la base del colector. Dado que el lado del emisor es -ve con respecto a la base, el campo eléctrico se establece desde la base hasta el emisor. Entonces, los principales portadores de carga (electrones) se mueven hacia la base. Ahora viene el núcleo del transistor. Una vez que el electrón ingresa a la base (que es muy delgada y ligeramente dopada), muy pocos electrones (5 de 100) tienen la oportunidad de recombinarse con los huecos. Además de esto, los electrones no pueden permanecer en la región base por mucho tiempo debido a su pequeña área. Cuando usted (electrón) viene corriendo desde el suelo (emisor) hacia el hogar (colector), no puede permanecer en la puerta (base) por mucho tiempo. Pasas por la puerta inmediatamente. Lo mismo sucede con el electrón. Pasa inmediatamente a la región de agotamiento de la base del colector. Entonces, los portadores de carga son electrones en la región de agotamiento. El campo eléctrico establecido en esta región de agotamiento se dirige desde el colector a la base debido a la polarización inversa. Entonces, el electrón nuevamente tiende a moverse hacia el colector dando lugar a la corriente del colector. Pasa inmediatamente a la región de agotamiento de la base del colector. Entonces, los portadores de carga son electrones en la región de agotamiento. El campo eléctrico establecido en esta región de agotamiento se dirige desde el colector a la base debido a la polarización inversa. Entonces, el electrón nuevamente tiende a moverse hacia el colector dando lugar a la corriente del colector. Pasa inmediatamente a la región de agotamiento de la base del colector. Entonces, los portadores de carga son electrones en la región de agotamiento. El campo eléctrico establecido en esta región de agotamiento se dirige desde el colector a la base debido a la polarización inversa. Entonces, el electrón nuevamente tiende a moverse hacia el colector dando lugar a la corriente del colector.

Si simplemente busca en la web, puede ver que la base es de tamaño pequeño como en la de arriba.