Come funzionano i transistor BJT in uno stato saturo?

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Questo è quello che so sui NPN BJT (transistor a giunzione bipolare):

La corrente dell'emettitore di base viene amplificata nei tempi HFE in Collector-Emitter, quindi Ice = Ibe * HFE
Vbeè la tensione tra Base-Emitter e, come qualsiasi diodo, è generalmente intorno a 0,65 V. Non mi ricordo Vec, però.
Se Vbeè inferiore alla soglia minima, il transistor è aperto e nessuna corrente passa attraverso nessuno dei suoi contatti. (va bene, forse qualche µA di corrente di dispersione, ma non è rilevante)

Ma ho ancora alcune domande:

Come funziona il transistor quando è saturo ?
È possibile avere il transistor in stato aperto, in una condizione diversa dall'avere Vbeinferiore alla soglia?

Inoltre, sentiti libero di indicare (nelle risposte) eventuali errori che ho fatto in questa domanda.

Domanda correlata:

Non mi interessa come funziona un transistor, come posso farlo funzionare?

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

— Incnis Mrsi,

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La saturazione significa semplicemente che un aumento della corrente di base comporta un aumento (o molto poco) della corrente del collettore.

La saturazione si verifica quando entrambe le giunzioni BE e CB sono polarizzate in avanti, è lo stato "On" a bassa resistenza del dispositivo. Le proprietà del transistor in tutte le modalità, inclusa la saturazione, possono essere previste dal modello Ebers-Moll.

— Leon Heller
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perché? Fonti?

— Kortuk,

Ma quando sia BE che BC sono polarizzati in avanti ... la corrente di base deve fornire la corrente per il collettore e l'emettitore ... cioè Ib = Ic + Ie, quindi il cambiamento nella base deve influenzare il cambiamento in Ic ... Come la base viene isolata (al limite di un'approssimazione) da Collezionista in operazione

— Wupadrasta Santosh

@Kortuk: guarda electronics.stackexchange.com/questions/254391/… per favore, è correlato.

— Incnis Mrsi,

@IncnisMrsi - Apprezzo la tua condivisione. In realtà stavo cercando di spingere Leon a includere una risposta più completa con riferimenti. Era previsto in un momento in cui stavamo cercando di migliorare la qualità della risposta.

— Kortuk,

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$I_{CE}$ $I_{BE} \times h_{FE}$ $I_{CE} \lt I_{BE} \times h_{FE}$ $I_{BE} \gt I_{CE} \mathbin{/} h_{FE}$

Dal momento che il collettore di un NPN si comporterà come un dissipatore di corrente e in saturazione il circuito esterno non gli fornisce tutta la corrente che potrebbe passare, la tensione del collettore diminuirà il più possibile. Un transistor saturo in genere ha circa 200 mV CE, ma anche questo può variare molto in base alla progettazione del transistor e della corrente.

Un artefatto della saturazione è che il transistor sarà lento a spegnersi. Ci sono cariche extra "non utilizzate" nella base che impiegano un po 'di tempo per esaurirsi. Non è molto scientifico e descrive solo approssimativamente la fisica dei semiconduttori, ma è un modello abbastanza buono da tenere a mente come una spiegazione del primo ordine.

Una cosa interessante è che il collettore di un transistor saturo è in realtà al di sotto della tensione di base. Questo è usato per trarre vantaggio dalla logica di Schottky. Un diodo Schottky è integrato nel transistor dalla base al collettore. Quando il collettore si abbassa quando è quasi in saturazione, ruba la corrente di base che mantiene il transistor proprio al limite della saturazione. La tensione dello stato di accensione sarà leggermente superiore poiché il transistor non è completamente saturo. Il vantaggio è che rende più rapida la transizione off poiché il transistor si trova nella regione "lineare" anziché in saturazione.

— Olin Lathrop
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$h_{FE}$ $V_{CE}$ $V_{CEsat}$ $0.2\mathrm V$ $I_C$ $I_B h_{FE}$ $V_{CE}$ $V_{CEsat}$
Perché ti preoccupi di avere il tuo BJT in stato aperto se non c'è corrente che lo attraversa? È come avere il rubinetto aperto senza acqua nel tubo: D

— stef
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Perché me ne importa? Beh ... sto imparando e sto cercando di capire come funzionano. :)

— Denilson Sá Maia,

Per amor di teoria :) poiché SAT significa che entrambe le giunzioni devono essere polarizzate in avanti, se forzate le tensioni B, C ed E per raggiungere tale condizione e non forzate corrente, avete un SAT BJT senza corrente .. ma per quanto riguarda So che non ha nessun tipo di applicazione ..

— stef

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La resistenza dell'emettitore collegata significa che il transistor andrà in saturazione, ma la resistenza di base e la resistenza del collettore rimarranno le stesse. Battere si disegna un circuito e si calcola la corrente di base, quindi si otterrà un buon risultato.

— samir kumar sethi
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