2 giunzioni pn, 'back to back':

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Gina Milani
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1 Transistor ipolare a Giunzione (ipolar Junction Transistor JT; Transistor Transfer esistor) Dispositivo a 3 terminali (cfr. diodo: 2 terminali) 2 tipi: NPN, PNP 2 giunzioni pn, 'back to back': Tuttavia: Non equivalente a 2 diodi collegati insieme! Utile come modello circuitale per alcuni scopi, ma con 2 diodi non si fa un transistor.. 2 giunzioni, e : ognuna in polarizzazione diretta/inversa 4 possibili modi di funzionamento On / Off On / On Zona lineare Saturazione Off / Off Off / On Interdizione Zona lineare inversa N Zona lineare inversa: Ottenibile in principio per scambio ostruzione del JT non simmetrica Non utilizzabile/usata

2 No polarizzazione quilibrio: Zona attiva:

3 ffetto transistor: Zona lineare Giunzione di emettitore On / Giunzione di collettore Off Giunzione : T I = IS e 1 ontributi alla corrente, es npn: I = I + I Se drogaggio di drogaggio di, I Movimento di e da a dominante dinamicamente ricca di e e h e I h ( ) Se geometria di adatta sottile, ben circondata da Diffusione di e da a strato di svuotamento di giunzione facile Giunzione : polarizzata inversamente per h provenienti da (normali = maggioritari) ( ) 'polarizzata direttamente' come se per e provenienti da tramite (minoritari) Sistema di 2 giunzioni (opportunamente costruite, in zona lineare): Frazione elevata (>90%, vicina al 100 % tipicamente) della corrente 'maggioritaria' di e nella giunzione scorre come corrente 'minoritaria' nella giunzione Quindi: I = I + I I = α I I I I,I orrente di collettore orrente di emettitore

4 D'altra parte: I controlla iniezione di e da a oncentrazione di e in I Fissati geometria e drogaggio: 1 α I = α I I = ( 1 α ) I I = I I = α I = I 1 α 1 α α, α 0. 9( tipico) 10 1 α 100 tipico I = I (Forte) Amplificazione di corrente Morale: Sistema di 2 giunzioni opportunamente realizzate > Somma delle sue parti Nuova proprieta' utilizzabile per amplificazione di segnali ( es da antenne adio, T) ariazione della corrente di base: δ I ariazione della corrente di collettore: δ I Input Output parametro caratteristico di ogni tipo di JT: Guadagno di corrente a emettitore comune Dipende da geometria e concentrazioni Tradizionalmente (tempo dei componenti discreti): ontrollo del processo limitato Forti fluttuazioni in geometria, concentrazioni non costante da un esemplare all'altro Non usare come parametro di progetto Principio salutare, anche se oggi meno importante (costruzione JT sui circuiti integrati meglio controllata)

6 aratteristiche di uscita: I vs, a step di I ircuito 'teorico' per la misura delle caratteristiche di collettore: aratteristiche di ingresso: I vs. Pochissimo dipendente da

7 onfigurazione a emettitore comune: contatto in comune fra in e out I vi = = I + I vi = I = = I = ( v ), v>, < i i

8 Insoddisfacente quando usato per applicazioni lineari perche': Guadagno dipendente Facile finire in saturazione/interdizione Soluzione: entraggio su punto medio della retta di carico

9 Transistor deve essere polarizzato (bias) Schema piu' semplice: = I + I = I = I = retta di carico punto di lavoro (quiescente) Insoddisfacente perche' fissato da : = I + I = I = ariabile da esemplare a esemplare T -dipendente

10 Schema migliorato: Assunzione di progetto (non sempre valida): o quiescente a meta' range o = 2 I I = I = = 2 2 quivalente di Thevenin del partitore di base alimentato da : =, =

11 Punto di lavoro (= quiescente): = I + + I ( 1 ) ( 1) ( 1) I = I I = + I = I I = + + ( 1) + I ( + 1) ( ) ( + 1) ( + 1) s: = 10 I ( ) 1+ = I I = I + I + ( ) ( I, ) Punto di lavoro ( = ): Indipendente da, purche' 1 Indipendente da esemplare Indipendente da T

12 Guadagno (piccoli segnali): Transistor in zona lineare: orrenti/tensioni corrispondenti al punto di lavoro prescelto Segnali di ingresso/uscita: incrementi/decrementi rispetto al punto di lavoro Legge di Kirchoff per le maglie di ingresso e di uscita, applicata agli incrementi di tensione: v= i + v + i i + i i b be i + v + i = 0 = cost vi i i =, i = ( + 1) i ( ) i + v i = 0 vo i i = = v v i + i i i cost ( 1) ( 1) ( 1) i Guadagno di tensione a bassa frequenza per piccoli segnali o i = i + i + vo i = = v i + i v v i +, indipendente da etc

13 Osservazione: v = i o vi i i =, i = ( + 1 ) i, i = i + 1 i= i v i v = i = i o vo v v i i i v = = o + 1 v v vo= i o v o 1+ ( + 1) = vo = v i 1+ ( + 1) Sistema controreazionato: A A A ( open loop) ( closed loop) ( closed loop) ( closed loop) AOL= v i AOL = = A 1+ ( + 1) 1 AOL = 1 A OL A OL OL + 1 OL A 1 AOL 1 1 AOL A

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