Sommario. Cos è il BJT? Come funziona il BJT? Concetti di base sulla fisica dei Semiconduttori

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1 l BJ

2 Sommario Cos è il BJ? Conctti di bas sulla fisica di Smiconduttori Com funziona il BJ? gioni di funzionamnto Modllo di Ebrs-Moll Piccoli Sgnali

3 Struttura dl NPN 3 rminali: Bas(P), Emttitor(N+) Collttor(N) 2 Giunzioni PN: B-E, B-C Divrs Polarizzazioni => divrs modalità oprativ

4 Struttura dl PNP 3 rminali: Bas(N), Emttitor(P+) Collttor(P) 2 Giunzioni PN: B-E, B-C Divrs Polarizzazioni => divrs modalità oprativ

5 NPN gion Normal BE BC 0 0 Giunzion B-E Accsa Giunzion B-C Spnta Corrnti diffusiv grandi (trasc. Drift)

6 NPN gion Normal Corrnt Collttor: ccsso di minoritari (n) inittati da E a B (vrso corrnt girato : carich -) B E c s B E Corrnt Bas: ccsso di minoritari (p) inittati da B a E ricombinazion di n inittati E con p in Bas B E B E s b co n

7 NPN gion Normal Corrnt Emttitor: pr Kirckoff è la somma dll altr du B E s c b

8 NPN gion Normal C c b B s B E s B E Gnrator di corrnt controllato in tnsion non-linar!!! E Corrnt di saturazion quivalnt

9 NPN gion Normal C c B B b Gnrator di corrnt controllato in corrnt non-linar!!! s B E E Corrnt di saturazion quivalnt

10 NPN gion Normal nvrsa B C s B C E c b c Gnrator di corrnt controllato in corrnt Corrnt di saturazion invrsa quivalnt

11 NPN Ebrs-Moll B C D C s C D mttndo insim N dirtta N invrsa B C E c b B E D E s E D

12 NPN Ebrs-Moll C D E D C E D E D C D E D C B E C Un solo gnrator B b C c DC DC DC C DE DC DE DC DE DE DE E DE DC DE DC E

13 NPN Ebrs-Moll B C E c b BC BE DE DC S BE s DE BC DC s Un solo gnrator

14 NPN gioni di unzionamnto gion Normal Dirtta s BCJ Off BEJ On 0 t DE DC b bc b bc 0 0 cb b c 0

15 NPN gioni di unzionamnto gion Normal nvrsa s BCJ On BEJ Off 0 t DE DC b bc b bc 0 0 cb b c 0

16 NPN gioni di unzionamnto gion Saturazion s BCJ On BEJ On b bc S K S K b bc bc b c K ln K 35 c K K 0 csat ln ln m m csat 35

17 NPN gioni di unzionamnto gion Normal Dirtta s BCJ Off BEJ On b X bc b c t S S ; S b b b c

18 NPN gioni di unzionamnto b gion Normal Dirtta s BCJ Off BEJ On B C c c b E s b c

19 5mA NPN Carattristich c ( b ) 4mA c 3mA c > csat : N 2mA ma b 0.8

20 NPN Carattristich c(c) c 4.0mA b=40 A 2.0mA b=20 A b=0 A.0 csat 2.0 c>csat: gion Normal 3.0 c

21 b in + cc c Esrcizio (.cir) cc =6; c =4kOHM; b =0kOHM; =0.4kOHM; S =fa; =00; =25m. Sia inop =: calcolar cop dtrminar il valor di in ch rnd saturo il transistor supponndo csat =0.2. rificar i risultati con Pspic.

22 Soluzion c b in b b b b c b c b ; c b cop 0.6mA; b OP ln 0 c OP itrando: 636µA; 3.20 csat cc csat β + c β cop cop cc c cop cop β k mA; bsat ln csat insat b bsat csat 0k 3.2µ m=.36 β β

23 Efftto Early c 4.0mA 2.0mA n rgion normal c non è indipndnt da c ma un poco crscnt: fftto Early. c

24 Efftto Early Modllo matmatico C s BE CE A ntrszion ass ordinat C CE 0 s BE ntrszion ass asciss C CE A 0

25 Piccoli Sgnali - EE Polarizzazion Piccoli Sgnali C S BE CE A C, gs C v BE

26 Piccoli Sgnali - EE Gn. Corrnt controllato in tnsion i v, v g v c b c m b g m b OP c c OP c OP S b A OP b OP c S r c OP c c A A c OP r c OP A c OP A c OP v r c c c OP

27 Piccoli Sgnali - EE sistnza Bas-Emttitor b b A c OP OP B i v, v c OP A b OP b S c OP A r r b b b c S BE v r b b A c OP

28 Piccoli Sgnali - EE Gn. Corrnt controllato in tnsion r c i v i v, v b c b c m b g b ; m c, v g r c OP A c OP A c OP b c OP c OP A v v r b b v r c c r b g m vb r c

29 Piccoli Sgnali - EE Gn. Corrnt controllato in corrnt OP β i i c i, v b c v g v g g r β 0 b m b m m b 0 b 0 β c cop β 0 β ; β0 β s si trascural ' fftto Early b A i b v r i b c c

30 Piccoli Sgnali - EE Gn. Corrnt controllato in corrnt i c v i, v r i i b b c b b b, v β c 0 i b v r c c r b i 0 b rc r c cop β0 β A ; r A cop A cop b cop c OP A

31 Ossrvazion rascurando sia l'fftto Early ch la corrnt di bas, il modllo dl BJ si riduc a un transistor idal: 0; b c S b r ; r ; ; g c b 0 m cop