I.P.S.I.A. Di BOCCHIGLIERO Caratteristiche Statiche a emettitore comune ---- Materia: Tecnica professionale. Flotta Saverio - Pugliesi Bruno

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1 I.P.S.I.A. Di BOCCHIGLIERO a.s. 21/211 -classe II- Materia: Tecnica professionale ---- Caratteristiche Statiche a emettitore comune ---- alunni Flotta Saverio - Pugliesi Bruno prof. Ing. Zumpano Luigi

2 Caratteristiche statiche a emettitore comune il comportamento elettrico dei transistor si può determinare graficamente con l'impiego di curve rilevatore sperimentalmente, come già abbiamo fatto per il diodo. Lo schema di principio del circuito per il rilievo delle caratteristiche del transistor.dal momento che i rilievi vengono eseguiti in corrente continua, le curve sono indicate come curve caratteristiche statiche e sono fornite dal costruttore nei data sheet del transistor. A 1 B c VBB A 1 E V 1 vcc V 1 L'andamento delle caratteristiche è diverso a seconda della configurazione. Naturalmente si potrebbero rilevare, ad esempio, anche le caratteristiche della configurazione a base comune, ma ciò non è indispensabile perchè quelle a emettitore comune forniscono da sole già tutte le informazioni necessarie sul funzionamento dell BJT. Le caratteristiche statiche di maggior interesse per l 'analisi dell comportamento delle BJT sono le caratteristiche di ingresso e le caratteristiche di uscita. Consideriamo dunque il BJT npn nella configurazione a emettitore comune: esso si presenta come un doppio bipolo. V BE B C + I C V CE USCITA hfe I C E I C = hfe Alunni-Flotta S. - Pugliesi B. classe II anno scolastico pag 2 di pag 5

3 curve caratteristiche di ingresso 8 7 V CE V V BE V Le caratteristiche di ingresso rappresentano l'andamento della corrente di base lb (corrente di ingresso) al variare della tensione V BE fra base ed emettitore ( tensione di ingresso), per valori costanti della tensione di uscita V CE. Hanno andamento del tutto simile alla caratteristica diretta di un diodo,con tensione di soglia V=,5 v e sono modestamente influenzate dalla tensione V CE. Una polarizzazione inversa troppo elevata della giunzione base emettitore porta alla rottura (breakdouwn) della giunzione. La tensione di rottuira normale e di 5 7V. Alunni-Flotta S. - Pugliesi B. classe II anno scolastico pag 3 di pag 5

4 Curve caratteristiche di uscita Le caratteristiche di uscita rappresentano l' andamento della corrente di collettore lc ( corrente di uscita ) in funzione della tensione fra collettore ed emettitore Vce (tensione di uscita ), per valori costanti della corrente di ingresso Lb. Si tratta di una famiglia di curve,ciascuna traccia per un determinato valore di Lb, fortemente di una famiglia di curve, ciascuna tracciata per un determinato valore di Lb fortemente influenzate dalla corrente Lb. Lc (ma) Zona di saturazione Tj =25 C Lb (ua ) Zona attiva ,5 12,5 Vce (v) Zona d'interdiziome Dall'osservazione delle curve si vede che il valore di tensione corrispondente al ginocchio è piccolissimo. Dopo che Vce ha raggiunto un certo valore (in pratica superiore =,5 ) le caratteristiche appaiono ben distinte e, in prima approssimazione,possono essere considerate orizzontali, parallele ed equidistati per uguali variazioni di Lb all'aumentare di Vce, se la corrente di base non cambia, la corrente Lc resta praticamente costante. Dato a Lb un nuovo valore, ad esempio in aumento,anche la corrente Lc in uscita aumenta, perchè la caratteristica d'uscita trasla verso l'alto : la base funziona come terminale di controllo della corrente di uscita. Nella realtà le curve tendono ad addensarsi sia per valori molto bassi che per valori molto alti di Vce,e nel campo intermedio, su ciascuna caratteristica, Lc cresce lentamente con Vce Nel piano delle caratteristiche esterne, si riconoscono tre zone ben distinte del funzionamento del transistor: --ZONA DI SATURAZIONE :il transistor si comporta come un interruture chiuso,per piccoli valori di Vce (in pratica al di sotto di,5 v ) si hanno valori di Lc relativamente grandi.valori tipici della tensione di saturazione per un transistor al silicio di piccola potenza (transistor di segnale ) sono --ZONA D'INTERDIZIONE : il transistor si comporta come un interruttore aperto,per valori Alunni-Flotta S. - Pugliesi B. classe II anno scolastico pag 4 di pag 5

5 di Lb molto bassi e al di sotto della caratteristica a Lb = la Lc è molto piccola. La(14.3 ) perde valore e risulta --ZONA ATTIVA:è la zona centrale,dove gli andamenti della caratteristiche sono lineari, come abbiamo già osservato,per puo essere considerata direttamente proprozionale a per cui il rapporto.iltransistor si comporta da amplificatore. La temperatura influisce sulla giunzione polarizzata inversamente (base-collettore),perchè fa variare il valore della corrente inversa di saturazione. La conseguenze e che la corrente I C aumenta con l'aumentare della temperatura e tutte le caratteristiche di uscita traslano verso l'altra. IPERBOLE DI MASSIMA DISSIPAZIONE La posizione del punto di lavoro nel piano delle caratteristiche di uscita,oltre che dal tipo di impiego e determinata anche da considerazioni energetiche.infatti, è sempre indispensabile che la potenza dissipata dal transistor,data dal prodotto V CE I C sia minore della potenza che il transistor è in grado di dissipare. Diversamente il transistor si distrugge. Perciò il punto di lavoro. Di coordinate V CE e I C deve mantenersi sempre al disotto della curva : V CE e I C =P Dmax La (14.9) è l'equazione di un iperbole equilatera (xy=k), che viene detta iperbole di massima dissipazione. Anche l'iperbole di massima dissipazione dipende dalla temperatura :infatti la capacità del transistor di dissipazione potenza diminuisce a crescere della temperatura ambiente. Per consentire lo smaltimento di calore, i transistor possono essere dotati di piastre o dì alette di raffreddamento. In realtà la potenza dissipata dal transistor e data dalla somma della potenza dissipata nel circuito di uscita V CE I C più l potenza dissipata nel circuito di ingresso V BE. Tuttavia, dato il piccolo valore di, quest'ultima è trascurabile rispetto alla prima e i costruttori assegnano come limite la massa potenza dissipabile nel circuito collettore emettitore.in pratica, se ad esempio un transistor è a potenza massima 1w, ciò significa che il prodotto V CE I C qualunque sia il reggime di funzionamento non deve mai essere maggiore di 1w limite di saturazione 5 1 zona attiva Tj =25 C Lb (ua ) iperbole dimassima dissipazione 2 Pdmax= LC VCE lb = 5 1 7,5 12,5 limite di intenzione Vce (v) Alunni-Flotta S. - Pugliesi B. classe II anno scolastico pag 5 di pag 5