Efecto Early

 

Efecto Early

Figura 1. Arriba 1. Arriba:: Ancho de la capa de agotamiento, colector base, de un Transistor NPN para un bajo voltaje de polarización inversa; Abajo inversa;  Abajo:: Capa de agotamiento, colector base, más amplia, debido a un voltaje de polarización inversa más elevado.

Figura 2. Voltage Early (V  (V   A) como se mostraría en una gráfica característica de un  un BJT BJT..  El Efecto Early , nombrado así en honor a su descubrimiento por  James M. Early, Early, es la variación en el grosor de la capa agotamiento (depletion (depletion regions), un transistor regions), base colector, en un  BJT  debido a la variación del voltaje de base a colector. Mientras BJT exista una mayor polarización inversa a través de la unión colectorbase la capa de agotamiento incrementará de tamaño. Disminuyendo la cantidad de los portadores de carga en la base.

 

En el Figura 1, en la zona P, la base es color verde y su capa de agotamiento es la parte verde claro rayada. Mientras que la zona N del emisor y colector son azules y sus respectivas capas de agotamiento son azules con rayas. Una vez incrementado la polarización inversa entre colector-base, la parte de abajo de la Figura 1 muestra como las capas de agotamiento de la base se expanden así como la capa N del colector. La capa de agotamiento del colector se expande aún más que la de la base, porque el colector posee menos dopaje. El principio que controla estas dos anchuras es la neutralidad de cargas. El cambio en la capa de agotamiento del colector, no es relevante, ya que el colector es mucho más grande que la base. Mientras que la unión emisor-base permanece sin cambios, debido a que el voltaje emisor-base es el mismo. El ensanchamiento en la capa de agotamiento de la base trae consigo dos consecuencias que afectan directamente directamente a la corriente:  



 



Hay menor probabilidad de recombinación con la región "pequeña" de la base. La variación de carga se incrementa a través de la base, y por consecuencia, la corriente de portadores minoritarios inyectados a través de la unión del emisor incrementa.

Estos dos factores incrementan la corriente de colector o de salida del transistor, con un incremento en el voltaje de colector. Esta incrementa la corriente mostrada en la Figura 2. Las líneas tangentes a las de corriente de base, a voltajes altos, se extrapolan o es alargan haciade atrás hasta tocar el ejese X oescribe de voltaje, esta Early intersección el Voltaje , normalmente con el símbolo VA.

Modelo a gran señal[ señal[editar ]  En la región activa directa el Efecto Early modifica la corriente de colector ( ) y la ga ganancia de de co corriente ( 12 siguientes ecuaciones ecuaciones::  

), de descritas con la las

 

  Donde:  

Es el voltaje colector-emisor. colector-emisor.

 

Es el voltaje térmico





 



 



Es el Voltaje de Early (típicamente de 15 V a 150 V; menor para equipos más pequeños) Es la ganancia de corriente en polarización cero.

 Algunos modelos modelos corrigen corrigen el factor de de corriente de colector colector en base al voltaje de colector-base V CB CB en lugar de usar el voltaje de 3 colector-emisor V CE CE.  Usando V CB CB puede ser más probable físicamente, de acuerdo al origen físico de este efecto, en el cual la anchura de la capa de agotamiento del colector-base dependen en V CB CB. Modelos computacionales como el utilizado en SPICE usa en voltaje colector-base. colector-base.4 

Modelo a pequeña señal[ señal[editar ]  El efecto Early puede ser utilizado para análisis a pequeña señal como una resistencia definida como: como:5 

Está en paralelo con la unión colector-emisor del transistor. Esta resistencia puede contar como una resistencia de salida para un espejo de corriente o un amplificador de emisor común. Recordando el modelo usado en  en SPICE SPICE,, usando resistencia está dada por:

la

esta ecuación concuerda con los resultdos de varios libros. En cualquier ecuación varía con el en polarizaci polarización ón [cita requerida] requerida] inversa en CC, como se observa en la práctica  

 

En los los  MOSFET MOSFET  la resistencia de salida está dada por el modelo de Shichman –Hodges model model6 (precisa en tecnología antigua) como:

Donde:  

= Es el voltaje Drain-Source

 

= Corriente de Drain





 



= Modulación del parámetro de longitud del canal, usualmente inversamente proporcional a la longitud de canal L. Debido a la semejanza con el resultado del BJT, la terminología del "Efecto Early" suele ser también aplicada a los MOSFET.