¿Qué es la saturación de transistores?

¿Qué es la saturación de transistores?

En el post anterior aprendimos Sesgo BJT , en este artículo aprenderemos qué es la saturación de transistores o BJT y cómo determinar el valor rápidamente mediante fórmulas y evaluaciones prácticas.

¿Qué es la saturación de transistores?

El término saturación se refiere a cualquier sistema donde los niveles de especificación han alcanzado el valor máximo.

Se puede decir que un transistor está operando dentro de su área de saturación, cuando el parámetro actual alcanza el valor máximo especificado.



Podemos tomar el ejemplo de una esponja completamente húmeda, que puede estar en su estado saturado cuando no hay espacio en ella para contener más líquido.

El ajuste de la configuración puede resultar en un cambio rápido del nivel de saturación del transistor.

Dicho esto, el nivel máximo de saturación será siempre según la corriente máxima del colector del dispositivo, como se describe en la hoja de datos del dispositivo.

En las configuraciones de transistores normalmente se asegura que el dispositivo no alcance su punto de saturación, ya que en esta situación el colector base deja de estar en modo polarizado inverso, provocando distorsiones en las señales de salida.

Podemos ver un punto operativo dentro de la región de saturación en la figura 4.8a. Observe que es esa región específica donde la unión de las curvas características con el voltaje de colector a emisor es menor que VCEsat o al mismo nivel. Además, la corriente del colector es comparativamente alta en las curvas características.

Cómo calcular el nivel de saturación del transistor

Al comparar y promediar las curvas características de la figura 4.8ay 4.8b, posiblemente podamos lograr un método rápido para determinar el nivel de saturación.

En la figura 4.8b vemos que el nivel de corriente es relativamente más alto mientras que el nivel de voltaje es de 0V. Si aplicamos la ley de Ohm aquí, podemos calcular la resistencia entre los pines colector y emisor del BJT de la siguiente manera:

En la figura 4.9 a continuación se puede ver una implementación de diseño práctica para la fórmula anterior:

Esto implica que siempre que se requiera evaluar rápidamente la corriente de colector de saturación aproximada para un BJT dado en un circuito, simplemente puede asumir un valor de cortocircuito equivalente en el emisor del colector del dispositivo y luego aplicarlo en la fórmula para obtener el valor aproximado corriente de saturación del colector. En pocas palabras, asigne VCE = 0V y luego podrá calcular VCEsat fácilmente.

En circuitos con configuración de polarización fija, como se indica en la figura 4.10, se podría aplicar un cortocircuito, que puede resultar en un voltaje en RC igual al voltaje Vcc.

La corriente de saturación que se desarrolla en la condición anterior podría interpretarse con la siguiente expresión:

Resolviendo un ejemplo práctico para encontrar la corriente de saturación de un BJT:

Si comparamos el resultado anterior con el resultado que obtuvimos al final de esta publicación , encontramos que el resultado CQ = 2,35 mA es mucho más bajo que los 5,45 mA anteriores, lo que sugiere que normalmente los BJT nunca funcionan en el nivel de saturación en los circuitos, sino a valores mucho más bajos.




Anterior: polarización de CC en transistores - BJT Siguiente: Ley de Ohm / Ley de Kirchhoff usando ecuaciones diferenciales lineales de primer orden