TRANSISTOR BJT
Il transistor BJT è un componente elettronico che viene prodotto in forma discreta, come componente singolo o in forma integrata, cioè all'interno di circuiti integrati utilizzando per la sua costruzione il silicio, noto come materiale semiconduttore. Viene anche chiamato BJT (Bipolar junction transistor) perchè in esso, il processo di conduzione coinvolge portatori di carica di entrambe le polarità, positiva e negativa
FUNZIONAMENTO
I transistor bipolari sono costituiti da due giunzioni PN ottenute dal cristallo di un semiconduttore drogato in modo opportuno. Se ne realizzano due configurazioni: NPN e PNP. La zona di semiconduttore comune è denominata base (B), le altre due zone sono chiamate rispettvamente emettitore (E) e collettore (C)
Il processo di conduzione è principalmente dovuto al flusso dei portatori minoritari attraverso entrambi le giunzioni
Quando la giunzione è polarizzata direttamente, le cariche maggioritarie delle due zone tendono a diffondere tramite essa. L e lacune presenti nella zona di emettitore vengono iniettate nella base dove sono minoritarie.
La base è estremamente sottile, per cui solo una parte delle lacune, che in questa zona sono minoritarie, si ricombina: quasi tutte giungono nella zona della giunzione di collettore. Li il campo elettrico è favorevole a movimento delle lacune, che vengono iniettate nella zona di collettore.
Se la giunzione di collettore è polarizzata inversamente non si ha iniezione dei portatori maggioritari, e la corrente di collettore è dovuta alle sole lacune. La corrente di collettore è quindi controllata dalla tensione diretta fra base ed emettitore, che determina la polarizzazione diretta sulla giunzione di emettitore.
E' stato realizzato per la prima volta nel laboratori Bell nel 1948, inizialmente usando come materiale di costruzione un altro materiale semiconduttore: il germanio. Da quel momento e per i successivi decenni il suo utilizzo ha subito incrementi impressionanti giustificato anche dalla messa a punto di tecniche di miniaturizzazione applicate per la sua produzione.
CARATTERISTICHE DI INGRESSO/USCITA
INGRESSO
TRANSISTOR COME INTERUTTORE
USCITA
Rappresentano l'andamento della corrente IB in funzione della VBE quindi ci si riferisce alla giunzione Je fra base ed emettitore, polarizzata direttamente; la caratteristica è inevitabilmente quella di un diodo con tensione di soglia Vγ =0,5V, per un funzionamento normale si assume un valore VBE=0,7 V
Rappresentano l'andamento della corrente IC in funzione della VCE per valori costanti di IB.
Si tratta dunque, di una famiglia di curve. L'intersezione fra la retta di carico e la caratteristica di uscita individua il punto di lavoro del transistor che raggiunto quello stato si dice polarizzato.
Quando il transistor viene usato come interruttore, il dispositivo viene usato facendolo commutare fra la zona di saturazione e la zona di interdizione.
STATO OFF
ZONA ATTIVA
STATO ON
Quando viene portato in zona di saturazione, il transistor presenta una VCE molto bassa: esso viene considerato un interruttore chiuso
Lo stato aperto OFF si ottiene portando il transistor in interdizione , in questo caso infatti IC come pure IB, sono considerate nulle.
ZONA DI INTERDIZIONE
In questa zona, la giunzione base-emettitore, risulta polarizzata direttamente con una tensione tipica di 0,7V, mentre la giunzione base-collettore è polarizzata inversamente.
ZONA DI SATURAZIONE
Diminuendo il valore di IB il punto di funzionamento P si sposta verso valori di IC sempre più bassi, finché non giunge nella zona di interdizione. Per ottenere ciò si deve avere IB ≅ 0 . In pratica VBE<Vγ la giunzione base-emettitore deve essere polarizzata negativamente . Quindi per interdire un transistor, si porta VBE a 0 o ad un valore leggermente negativo.
Aumentando il valore di IB si vede come il punto P si sposta verso l'alto, il valore di IC aumenta, mentre VCE diminuisce fino a raggiungere la zona di saturazione indicata.