Di Kevin Beck – Aggiornato il 30 agosto 2022
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Il termine transistor combina "trasferimento" e "varistore", riflettendo il suo ruolo iniziale nel trasferire la tensione variando la resistenza. I transistor sono gli elementi costitutivi fondamentali dell'elettronica moderna, analoghi al DNA in biologia. Sono classificati in due famiglie principali:transistor a giunzione bipolare (BJT) e transistor a effetto di campo (FET). Questo articolo si concentra sui BJT.
I BJT sono disponibili in due configurazioni di base, NPN e PNP, definite dalla sequenza di strati semiconduttori di tipo N e di tipo P. Un transistor NPN è costituito da una sottile regione P inserita tra due regioni N. Le due giunzioni PN possono essere polarizzate in avanti o inversa, conferendo al dispositivo il suo comportamento caratteristico.
Ogni BJT ha tre terminali:emettitore (E), base (B) e collettore (C). In un dispositivo NPN, il collettore è collegato a uno strato N, la base allo strato P centrale e l'emettitore all'altro strato N. La regione P è leggermente drogata, mentre lo strato N più vicino all'emettitore è fortemente drogato. Poiché i due strati N differiscono per drogaggio e geometria, non possono essere scambiati.
La modalità operativa più utilizzata è la configurazione con emettitore comune (CE). In questa configurazione, viene applicata una tensione tra la base e l'emettitore (V_BE) e tra il collettore e l'emettitore (V_CE). Il terminale dell'emettitore funge da uscita, fornendo la corrente amplificata al resto del circuito.
Le correnti di ingresso e di uscita sono collegate dal guadagno di corrente del transistor, β (beta). Matematicamente:
I_B = I_0 \frac{e^{V_{BE}/V_T}}{V_T - 1}
I_C = \beta I_B
Qui, I_B è la corrente di base, I_C la corrente di collettore, I_0 la corrente di saturazione, V_T la tensione termica e β il fattore di guadagno di corrente. Queste equazioni descrivono come una piccola corrente di base controlla una corrente di collettore maggiore.
La comprensione di questi fondamenti consente agli ingegneri di progettare stadi di amplificazione e circuiti di commutazione affidabili.
