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Solución:
La respuesta de Oli es buena sobre la mecánica de lo que sucede: sin el diodo, a medida que aumenta la corriente de base, el transistor se vuelve más fuerte, el transistor Vce cae por debajo de Vbe, hasta que el transistor se satura en Vce = 0.2 o incluso 0.05V.
Y con el diodo presente, a medida que Vce cae por debajo de aproximadamente 0,45 V (0,7 V menos el voltaje directo de 0,25 V del diodo), el diodo comenzará a robar la corriente base, evitando que el transistor se sature. (No estoy seguro de por qué Oli dice que esto ocurre en Vce = 0.7V, tal vez estaba usando un “diodo ideal” en su simulación).
Pero lo que falta es el por qué:
Cuando un transistor se satura, la región de la base está inundada de portadores adicionales y prácticamente no hay potencial de colector (Vce cercano a 0) para atraerlos fuera de la base. Por lo tanto, cuando apaga la corriente de base, el transistor permanece conduciendo durante un período de tiempo apreciable antes de apagarse.
Evitar que se sature de esta manera (eliminando el exceso de corriente de base) significa que puede apagarse mucho más rápido, sin afectar el tiempo de encendido.
Agregar este truco a la lógica de la serie 74 básicamente triplicó su velocidad (74S) por la misma potencia, o permitió una potencia significativamente menor (74LS) por el mismo rendimiento.
Lo que sucede es:
A medida que aumenta el voltaje base, el transistor comienza a encenderse y el voltaje del colector cae (suponiendo que tenga una resistencia de colector o un elemento limitador de corriente similar)
Normalmente, el voltaje de saturación de un transistor bipolar típico es de alrededor de 200 mV o menos. Cuando el voltaje del colector, Vce cae por debajo de Vbe – Sin embargo, Vschottky, el schottky comienza a conducir (ahora está polarizado hacia adelante) y la corriente base comienza a fluir a través de él hacia el colector. Esto “roba” corriente de la base, evitando que el transistor se encienda más y que el colector alcance su voltaje de saturación.
El sistema alcanzará un estado de equilibrio, ya que el transistor ya no puede encenderse sin que su corriente de base caiga (podría verlo como una forma de retroalimentación negativa) y se asentará alrededor de Vbe-Vschotkky (por ejemplo, ~700mv-450mV a diferencia de ~200mV)
Entonces, para aclarar las cosas, la fórmula para Vce es:
Vce = Vbe – Vschottky
Si tenemos este circuito y aplicamos un voltaje en rampa de 0-2V:
Obtenemos resultados de simulación como este:
Tenga en cuenta que cuando Vcollector cae por debajo de ~700mV, el Schottky comienza a conducir y el voltaje del colector se nivela en alrededor de 650mV.
Si eliminamos el Schottky, entonces:
Podemos ver que el colector cae hasta 89 mV (utilicé el cursor porque es difícil de ver en el gráfico)
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