¿Qué sucede cuando el transistor opera en la región de saturación para una fuente de corriente constante?

Estoy aprendiendo sobre las fuentes de corriente constante y encontré este video.

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Lo que no entiendo es que, cuando el voltaje directo del LED aumenta de 1,7 V a 3,3 V, y nuestro voltaje del emisor se mantiene en 2 V, el voltaje en la unión del emisor del colector disminuye. Esto hace que el transistor funcione en la región de saturación.

¿Por qué el transistor en la región de saturación no ayuda a proporcionar la corriente constante? En todos los casos mencionados en la captura de pantalla, Ie=Ve/R que siempre es 2V/100ohms, 20mA. Dado que, en todos los casos (diferente voltaje de avance del LED y el mismo voltaje de suministro de Vdd), estamos obteniendo la misma corriente de carga. Entonces, ¿qué tiene de malo que el transistor funcione en la región de saturación en este caso?

por favor aclarar si me equivoco

A medida que aumenta el voltaje del LED, el voltaje disponible para Vce y V_RE disminuye. Una vez que el transistor se satura, Vce no puede (por definición de saturación) volverse más pequeño. Cualquier intento de aumentar la corriente no puede funcionar. Entonces la saturación es un extremo del regulador.
La parte que no puedo entender es que, a medida que aumenta el voltaje del LED, entiendo que Vce disminuirá. Pero, ¿cómo disminuye el voltaje del emisor? El voltaje del emisor es siempre 0.7V o 0.6V menos que la base derecha. Entonces, mientras el voltaje del Emisor se mantenga en 2V, independientemente de si el transistor está funcionando en Activo o en saturación, es decir, Ve/Re = 20mA (2V/100Ohms), la corriente constante se mantiene, ¿verdad?
El transistor deja de funcionar como transistor una vez que entra en saturación. En saturación, puede conectar un cable de C a E con una diferencia mínima (por ejemplo, use una fuente de 0,1 o 0,2 V o lo que sea, para modelar una pequeña caída de Vsat) En esa etapa, no importa si pone más voltaje en la base: no tiene efecto. Imagina que tienes un LED que cae 3.9V a 100 mA y que el transistor tiene 0.1V Vce Vsat. | Vresistor = Vcc - V_LED - Vsat = 5 - 3,9 - 0,1 = 1v. Ires = V/R = 1 V / 100 ohmios = 100 mA. El circuito es estable con 1V en Re. No "IMPORTA" sobre Vbe si el transistor está saturado a 0.1V.
De acuerdo. Casi lo consigo. Sólo una pregunta sencilla. Encontré que su comentario y la respuesta a continuación se contradicen en un punto. Cuando el transistor está en condición de saturación, el voltaje en el emisor será de 2 V, es lo que dice la respuesta a continuación y, ¿está diciendo que el voltaje en el emisor será de 1 V?
Hace una semana más o menos escribí sobre un problema similar, intente leer este foro.allaboutcircuits.com/threads/…
Y aquí puede leer sobre la saturación electronics.stackexchange.com/questions/276146/… y en saturación Ic = beta x Ib ya no se sostiene. Lo único que es cierto en saturación es que Ie = Ib + Ic y Ve = Vb - Vbe y Vce = 0.1....0.01V. Esto significa que en saturación el voltaje Ve no será igual a 2V será menor. Cuánto más bajo dependerá del componente alrededor de los BJT.
Entonces, es la corriente base y la Beta del transistor lo que decide si el transistor opera en el modo activo o en el modo de saturación, ¿verdad?
@G36, ¿Podría escribirme una respuesta? Solo quiero entender intuitivamente. Sólo quiero aprender acerca de la diferencia. Supongamos que si se me muestra un circuito con transistor, ¿cómo analizaré si está funcionando en la saturación de la región activa? ¿Y qué determina el voltaje del emisor del transistor en ambos modos? Una respuesta intuitiva detallada, respondiendo a mis dos preguntas anteriores me ayudaría mucho. Por favor proporcione
Cuando el transistor está saturado, actúa como una pequeña caída de voltaje constante, como por ejemplo, 1 0.1V - 0.2V (típicamente) diodo zener. El voltaje base y la corriente ya no tienen (esencialmente) ningún efecto. Eso es lo que dije arriba. Eso es lo que digo ahora. Eso es lo que diré la próxima vez que alguien pregunte. Los valores de las respuestas deben tomarse en el contexto en el que se hacen.

Respuestas (2)

cuando el voltaje directo del LED aumenta de 1,7 V a 3,3 V, y nuestro voltaje del emisor se mantiene en 2 V ...

En la saturación, β se reduce a cero a medida que V CE llega a cero, por lo que la Base consume más corriente. En su circuito, eso causará una mayor caída de voltaje en R B1 , por lo que el voltaje del emisor no se mantendrá en 2V. En cambio, bajará, lo que provocará que la corriente del colector también baje. El LED obtendrá 3,3 V, pero con una corriente más baja.

Este es el resultado de simular su circuito en LTspice , con un voltaje de LED que varía de 1,7 V a 4,5 V:

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Entre 1,7 V y 2,9 V, el transistor hace un buen trabajo al mantener constante la corriente del LED (línea roja).

Por encima de 2,9 V, el transistor se satura cuando el voltaje entre el colector (línea verde) y el emisor (línea azul) cae por debajo de 0,2 V, lo que hace que β se reduzca y requiera más corriente de base (línea magenta) para mantener la corriente a través de RE . Pero la corriente base más alta también reduce el voltaje base, ya que atrae más corriente a través de R B1 , lo que a su vez reduce el voltaje del emisor. Con menos voltaje a través de R E (así como más corriente proveniente de la Base en lugar del Colector), la corriente del Colector también se reduce. En esta región, el transistor actúa más como una resistencia que como una fuente de corriente constante.

Si el divisor de voltaje fuera "más rígido" y mantuviera constante el voltaje de la base a pesar del aumento de la corriente de la base, entonces el transistor entraría en una saturación fuerte, con la base suministrando suficiente corriente del emisor para mantener la V E cerca de 2 V, incluso si la corriente del colector cayera a cero . . Con un suministro de 5 V y el emisor a 1,8 V, no quedaría suficiente voltaje para encender un LED de 3,3 V.

Gracias por la respuesta detallada. Pero quiero entender 2 cosas en general. Disculpen si es demasiado básico. 1. En el circuito mencionado en la pregunta, ¿cómo calcular la corriente base? No tenemos una resistencia base, ¿verdad? 2. Y, cuando dice: "La corriente del colector cayó a cero y el emisor a 1,8 V" en el último párrafo, ¿cómo llegó al valor del emisor a 1,8 V? Me podrías explicar estas dos preguntas

Lo que falta en tu descripción es que V C mi en realidad no irá a -0.3 V. Si lo hiciera, eso significaría que el transistor está generando energía y entregándola al circuito de alguna manera.

En cambio, V C mi se atascará en el voltaje de saturación, que normalmente se toma como ~ 0,2 V más o menos. Eso significa que el cátodo del LED estará a ~2,2 V, dando solo 2,8 V a través del LED, por lo que no producirá mucha corriente y no se iluminará visiblemente.

Entonces, lo que está diciendo es que la corriente en el lado del emisor del colector siempre será la misma 2V / 100ohms = 20mA incluso en saturación, pero el voltaje directo del LED será solo 2.8V, que podría ser suficiente para encender el LED ENCENDIDO
La corriente siempre se decide por el valor de la resistencia del emisor y el voltaje del emisor, ¿verdad? ¿Y mi comprensión del comentario anterior es correcta?
En saturación, el voltaje base en realidad caerá un poco, pero dejé ese efecto para simplificar las cosas.
De acuerdo. ¿Podría editar su respuesta para explicarlo mejor con el ejemplo, por favor? realmente me ayudaría
¿Qué sucede cuando el transistor opera en la región de saturación para una fuente de corriente constante?
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