¿Por qué Vbc está ausente de las ecuaciones bjt?

En la polarización de BJT, los voltajes Vbe y Vce siempre están presentes en los cálculos. ¿Está ausente el voltaje Vbc de alguna ecuación porque uno de los colectores, la base y el emisor están conectados a tierra o por alguna otra razón relacionada con la teoría de los semiconductores?ingrese la descripción de la imagen aquí

Por definición, Vbc = Vce - Vbe, pero ¿por qué importaría eso? Incluso si ninguno de los terminales BJT estuviera conectado a tierra, la relación entre Vbe e Ib y la relación entre Ib e Ic es más relevante para polarizar el transistor. En la configuración de emisor común (el emisor es señal de tierra tanto para la entrada como para la salida), la entrada es Ib o Vbe y la salida es Ic o Vce. La diferencia de voltaje Vbc se puede calcular, pero no es muy interesante porque no es ni una entrada ni una salida, solo una diferencia de voltaje irrelevante.
Porque Vbc no es (normalmente) muy interesante. (Excepto cuando se vuelve negativo o cuando le preocupa la capacitancia de Miller en aplicaciones de alta frecuencia)
En mi humilde opinión debido a la prevalencia del circuito de emisor común.

Respuestas (1)

Estás equivocado en tu afirmación titulada. Pero puedo adivinar de dónde viene.

La mayoría de las personas usan los conceptos más simples que necesitan para hacer el trabajo. Están preocupados por el voltaje directo, V B mi , que es algo afectado por la corriente del colector y muy afectado por la temperatura... así que eso es importante... y V C mi está inmediatamente relacionado con si el BJT está saturado o no y esto afecta preguntas muy básicas sobre la disponibilidad β , disipación probable y temperatura de operación, que también son bastante importantes. Además, si sabes V B mi y V C mi Entonces sabes V B C . Puede que también te importe eso. Por ejemplo, el efecto Early... Pero es de importancia secundaria.

Pero estás equivocado, de todos modos. El primer modelo del transistor que se debe conocer es el modelo de Ebers-Moll. Su modelo de nivel 1 incluye tres formas distintas de ver el BJT: transporte, inyección e híbrido-pi. Son vistas equivalentes, pero tienen diferentes áreas donde son más fáciles de aplicar.


Veamos primero el modelo de inyección (dirigiéndose a las corrientes de diodo ):inyección

  • yo F = yo mi S [ mi q V B mi k T 1 ]
  • yo R = yo C S [ mi q V B C k T 1 ]
  • yo C = α F yo F yo R
  • yo B = ( 1 α F ) yo F + ( 1 α R ) yo R
  • yo mi = yo F + α R yo R

Ahora, la versión de transporte (que se dirige a las corrientes recolectadas ):transporte

  • yo C C = yo S [ mi q V B mi k T 1 ]
  • yo mi C = yo S [ mi q V B C k T 1 ]
  • yo C = yo C C + [ 1 α R ] yo mi C
  • yo B = [ 1 α F 1 ] yo C C + [ 1 α R 1 ] yo mi C
  • yo mi = [ 1 α F ] yo C C + yo mi C

Finalmente, el hibrido no lineal π (bueno, porque linealizarlo en el caso de pequeña señal conduce directamente al conocido híbrido lineal de pequeña señal) π modelo):hibrido-pi no lineal

  • yo C C β F = yo S β F [ mi q V B mi k T 1 ]
  • yo mi C β R = yo S β R [ mi q V B C k T 1 ]
  • yo C T = yo C C yo mi C , ( gramo mi norte mi r a t o r C tu r r mi norte t )
  • yo C = ( yo C C yo mi C ) yo mi C β R
  • yo B = yo C C β F + yo mi C β R
  • yo mi = yo C C β F ( yo C C yo mi C )

Como puede ver fácilmente ahora, V B C ocupa un lugar destacado en el modelado BJT más básico y de primer nivel. Y no se detiene allí. Está presente en EM1 (perspectiva de CC), EM2 (CC más precisa con 3 nuevas resistencias de valor constante en cada cable, modelado de primer orden del almacenamiento de carga para frecuencia y tiempo), EM3 (modulación de ancho de base: efecto temprano, variación de la ganancia de corriente directa con corriente de colector, otras mejoras de CC y CA, etc.), Gummel-Poon (modificación de ancho de base y β vs I, AC y variaciones con temperatura ambiente, etc.), versiones modificadas de esos, e incluso en los últimos modelos. Todavía no ha estado expuesto ni siquiera al primer nivel de modelado BJT. Eso es todo. Esto se debe a que para muchas (si no la mayoría) de las necesidades, puede simplificar aún más el modelo BJT EM1 básico e ignorar un poco y aún así salir adelante, ¿de acuerdo?


Divulgación completa: las tres imágenes que se muestran arriba fueron tomadas directamente de "Modeling The Bipolar Transistor" de Ian Getreau, que fue escrito originalmente alrededor de 1974 por Ian, entonces un empleado de Tektronix (que en ese momento tenía un "STS" [sistemas de prueba de semiconductores] división.) Recibí mi primera copia del libro en 1979, cuando comencé como empleado en Tektronix. Desde entonces, Ian obtuvo los derechos de Tektronix (en 2009) y lo volvió a publicar a través de Lulu. Así que todavía está disponible hoy. [Nunca he conocido a Ian ni recibo nada de él por la venta del libro o por cualquier otra razón. Pero lo ayudé a volver a publicarlo porque el libro es único y necesitaba volver a estar disponible]. La mitad de su libro está dedicada a varias técnicas que uno puede usar para extraer, a través de experimentos,

Excelente respuesta Seguramente están sucediendo muchas cosas detrás de escena en casi todo más allá de los modelos más simples y fáciles de calcular a mano.
De hecho, trabajé con Ian Getreu (él es local para mí) para volver a publicar su libro sobre el BJT. Es único, nada más desde entonces puede reemplazar tener una copia. Fue publicado originalmente (y distribuido gratuitamente) por Tektronix, en 1976, cuando Tek tenía su división STS (sistemas de prueba de semiconductores). El título es "Modelado del transistor bipolar". Personalmente, creo que es un libro imprescindible y de obligada lectura. Realmente te ayuda a entender las cosas. Después de la teoría y los detalles prácticos, la segunda mitad también cubre muchas, muchas formas de configurar y extraer detalles de parámetros de un BJT. Nada parecido.
Fantasía. Si hiciera muchas más cosas analógicas, definitivamente querría una copia. Particularmente si trabajé en la parte de la empresa de prueba y medición que construye sistemas STS. Sin embargo, estoy (felizmente) en el lado digital del desarrollo que se encuentra en un área de aplicación bastante diferente.
¡No es un libro popular! ;) Y no creo que la mayoría de la gente realmente necesite saber mucho sobre un BJT para poder salir adelante en la vida. Pero al menos Lulu lo tiene disponible, ahora. (No tengo ningún interés financiero en el libro; Ian se queda con todo). Fue unobtainium durante unas décadas antes. Gracias por el amable comentario, también.
Por supuesto, puede escribir Vbc en términos de Vbe y Vce... Vbc generalmente se omite porque solo necesita dos voltajes diferenciales para conocer los tres.
@ jbord39: En mi primer párrafo, ya se menciona el hecho de que solo necesita dos para determinar el otro.
Esta es una respuesta demasiado compleja que no contiene parámetros de diseño útiles sobre impedancia, ganancia, no linealidad, oscilación de salida máxima o valores de polarización óptimos. Optó por no incluir la corriente de saturación de transporte (IS), el coeficiente de emisión de fugas (NC) de BC, pero no indicó nada útil sobre el diseño.
@ TonyStewartEE75 Es la única respuesta aquí que proporciona los tres modelos Ebers-Moll equivalentes al nivel 1 original. Hago referencia a esto, con frecuencia, ahora. No me lo quitaré por amor ni por dinero.
@ TonyStewartEE75 Es académico. De hecho, Ebers-Moll es inherentemente académico. Casi por definición. Y esto proporciona el segue en el híbrido- π modelo, en sí mismo, que con frecuencia se "linealiza" en la versión de modelo pequeño que la mayoría de la gente identifica con híbrido- π . No puedes entender híbrido- π , o su versión linealizada de modelo pequeño, sin comprender primero estos enfoques. es vital Como dije, esto se queda. Es demasiado importante. (No necesito profundizar en si el OP lo prefiere o no. Lo seleccionaron. Así que eso está dicho y hecho).
sí, el modelo híbrido-π no lineal es lo que finalmente cuenta, donde finalmente aparece el Vbc y el parámetro sensible "Is" y el modelo de CA con Miller Capacitance también están relacionados con Vbc
@jonk cuál es el valor de α F y α R ?