¿Cómo funcionan los transistores BJT en estado saturado?

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Esto es lo que sé sobre NPN BJT (Transistores de unión bipolar):

La corriente del emisor base se amplifica HFE veces en Collector-Emitter, de modo que Ice = Ibe * HFE
Vbees el voltaje entre el emisor base y, como cualquier diodo, generalmente es de alrededor de 0,65V. Sin Vecembargo, no recuerdo nada .
Si Vbees inferior al umbral mínimo, el transistor está abierto y no pasa corriente por ninguno de sus contactos. (está bien, tal vez algunos µA de corriente de fuga, pero eso no es relevante)

Pero todavía tengo algunas preguntas:

¿Cómo funciona el transistor cuando está saturado ?
¿Es posible tener el transistor en estado abierto, en alguna otra condición que no sea tener Vbeun umbral inferior?

Además, siéntase libre de señalar (en las respuestas) cualquier error que haya cometido en esta pregunta.

Pregunta relacionada:

No me importa cómo funciona un transistor, ¿cómo consigo que funcione?

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— Denilson Sá Maia
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Relacionado: electronics.stackexchange.com/questions/254880/… , electronics.stackexchange.com/questions/254391/…

— Incnis Mrsi

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La saturación simplemente significa que un aumento en la corriente de base da como resultado un aumento nulo (o muy pequeño) en la corriente del colector.

La saturación ocurre cuando las uniones BE y CB están sesgadas hacia adelante, es el estado "On" de baja resistencia del dispositivo. Las propiedades del transistor en todos los modos, incluida la saturación, se pueden predecir a partir del modelo de Ebers-Moll.

— Leon Heller
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¿por qué? ¿Fuentes?

— Kortuk

Pero cuando BE y BC tienen polarización directa ... la corriente base debe proporcionar la corriente para el colector y el emisor ... eso es Ib = Ic + Ie, por lo que el cambio en la base debe efectuar el cambio en Ic ... Cómo se aísla la base (al menos a una aproximación) del coleccionista en operación

— Wupadrasta Santosh

@Kortuk: Mira electronics.stackexchange.com/questions/254391/… por favor, está relacionado.

— Incnis Mrsi

@IncnisMrsi - Le agradezco que haya compartido. En realidad estaba tratando de presionar a Leon para que incluyera una respuesta más exhaustiva con referencias. Fue diseñado en un momento en el que estábamos tratando de mejorar la calidad de la respuesta.

— Kortuk

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Su = no es del todo correcto. Esta ecuación muestra cuál podría ser la corriente del colector si se le da suficiente voltaje al colector. La saturación ocurre cuando no le das suficiente voltaje. Por lo tanto, en saturación, . O podría verlo al revés, que es que está suministrando más corriente base de la necesaria para manejar toda la corriente del colector que puede proporcionar el circuito. Dicho matemáticamente, eso es . $I_{CE}$ $I_{BE} \times h_{FE}$ $I_{CE} \lt I_{BE} \times h_{FE}$ $I_{BE} \gt I_{CE} \mathbin{/} h_{FE}$

Dado que el colector de un NPN actuará como un sumidero de corriente y en la saturación el circuito externo no le está dando tanta corriente como podría pasar, el voltaje del colector irá tan bajo como sea posible. Un transistor saturado generalmente tiene alrededor de 200 mV CE, pero eso también puede variar mucho según el diseño del transistor y la corriente.

Un artefacto de saturación es que el transistor tardará en apagarse. Hay cargos adicionales "no utilizados" en la base que tardan un poco en agotarse. Eso no es muy científico y solo describe aproximadamente la física de los semiconductores, pero es un modelo lo suficientemente bueno como para tenerlo en mente como una explicación de primer orden.

Una cosa interesante es que el colector de un transistor saturado está realmente por debajo del voltaje base. Esto se usa con ventaja en la lógica de Schottky. Un diodo Schottky está integrado en el transistor desde la base al colector. Cuando el colector se baja cuando está casi en saturación, roba la corriente base que mantiene el transistor justo al borde de la saturación. El voltaje del estado de encendido será un poco más alto ya que el transistor no está completamente saturado. La ventaja es que hace que la transición fuera más rápida ya que el transistor está en la región "lineal" en lugar de estar en saturación.

— Olin Lathrop
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$h_{FE}$ $V_{CE}$ $V_{CEsat}$ $0.2\mathrm V$ $I_C$ $I_B h_{FE}$ $V_{CE}$ $V_{CEsat}$
¿Por qué te importa tener tu BJT en estado abierto si no hay corriente pasando por él? Es como tener el grifo abierto sin agua en la tubería: D

— stef
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¿Porqué me importa? Bueno ... estoy aprendiendo, y estoy tratando de entender cómo funcionan. :)

— Denilson Sá Maia

Por el bien de la teoría :) como SAT significa que ambas uniones están sesgadas hacia adelante, si fuerza los voltajes B, C y E para lograr tal condición, y no fuerza la corriente, tiene un SAT BJT sin corriente ... pero en la medida en que Sé que no tiene ningún tipo de aplicación ..

— stef

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La resistencia del emisor conectada significa que el transistor irá a la saturación, pero la resistencia de la base y la resistencia del colector permanecerán iguales. Si dibuja un circuito y calcula la corriente de la base, obtendrá un buen resultado.

— samir kumar sethi
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