Transistor a giunzione bipolare

Транскрипт

1 Transistor In elettronica, il transistor a collettore comune è una configurazione del transistor a giunzione bipolare usata comunemente come buffer di tensione. In tale dispositivo il nodo di collettore del transistore è connesso all'alimentazione (un generatore di tensione), il nodo di base fa da ingresso mentre il nodo di emettitore fa da uscita. Il nodo di emettitore "insegue" il potenziale applicato all'ingresso, da cui il nome inseguitore di emettitore (in inglese emitter follower), usato di solito per riferirsi a questa configurazione. L'equivalente a FET del collettore comune è il drain comune.

2 Transistor a giunzione bipolare In elettronica, il transistor a giunzione bipolare (abbreviazione comunemente utilizzata: "BJT")è una tipologia di transistor largamente usata nel campo dell'elettronica analogica principalmente come amplificatore e interruttore. Esso è composto da tre strati di materiale semiconduttore drogato, solitamente silicio, in cui lo strato centrale ha drogaggio opposto agli altri due, in modo da formare una doppia giunzione p-n. Ad ogni strato è associato un terminale: quello centrale prende il nome di base, quelli esterni sono detti collettore ed emettitore. Il principio di funzionamento si fonda sulla possibilità di controllare la conduttività elettrica del dispositivo, e quindi la corrente elettrica che lo attraversa, mediante l'applicazione di una tensione tra i suoi terminali. Tale dispositivo coinvolge sia i portatori di carica maggioritari che quelli minoritari, e pertanto questo tipo di transistore è detto bipolare. Costituisce la famiglia più diffusa in elettronica insieme al transistor ad effetto di campo rispetto a cui è in grado di offrire una maggiore corrente in uscita con lo svantaggio tuttavia di non avere il terminale di controllo isolato (gate). Il transistor a giunzione bipolare può essere usato classicamente in tre configurazioni diverse dette a base comune, a collettore comune o a emettitore comune: questi termini si riferiscono al terminale privo di segnale (di solito perché collegato a massa, direttamente o tramite un condensatore di bypass).

3 Transistor schottky Il transistor Schottky è un tipo di transistore bipolare che si ottiene inserendo un diodo Schottky tra la base e il collettore (anodo alla base e catodo al collettore nel caso di un transistore di tipo npn). In questa maniera si evita che il dispositivo vada in saturazione e si rende più veloce la commutazione; la presenza del diodo impedisce infatti che la tensione diretta applicata alla giunzione base-collettore superi il potenziale di accensione.

4 Transistor a effetto di campo Il transistor a effetto di campo, anche conosciuto con l'abbreviazione FET, è una tipologia di transistor largamente usata nel campo dell'elettronica digitale e diffusa, in maniera minore, nell'elettronica analogica. Si tratta di un substrato di materiale semiconduttore drogato, solitamente il silicio, al quale sono applicati quattro terminali: una porta, una sorgente, un pozzo ed un substrato; quest'ultimo, se presente, è generalmente connesso alla sorgente e se non presente è connesso al terminale esterno della porta. Il principio di funzionamento del transistor a effetto di campo si fonda sulla possibilità di controllare la conduttività elettrica del dispositivo, e quindi la corrente elettrica che lo attraversa, mediante la formazione di un campo elettrico al suo interno. Il processo di conduzione coinvolge solo i portatori di carica maggioritari, pertanto questo tipo di transistore è detto unipolare. La diversificazione dei metodi e dei materiali usati by realizzazione del dispositivo ha portato alla distinzione di tre principali famiglie di FET: JFET, MESFET e MOSFET. Il JFET, abbreviazione di Junction FET, è dotato di una giunzione p-n come elettrodo rettificante; il MESFET, abbreviazione di Metal Semiconductor FET, una giunzione Schottky raddrizzante metallo-semiconduttore ed il MOSFET, abbreviazione di Metal Oxide Semiconductor FET, genera il campo elettrico grazie ad una struttura metallica esterna, separata dalla giunzione da uno strato di dielettrico. Il transistor a effetto di campo è stato inventato da Julius Edgar Lilienfeld in 1925, ma i primi dispositivi costruiti, i JFET, risalgono 1952, quando fu tecnologicamente possibile realizzarli. Il Fet più diffuso è il MOSFET, realizzato da Dawon Kahng e Martin Atalla nel 1959 presso i Bell Laboratories.Insieme al transistor a giunzione bipolare, il FET è il transistor più diffuso in elettronica: a differenza del BJT esso presenta il vantaggio di avere il terminale porta di controllo isolato, nel quale non passa alcuna corrente; mentre ha lo svantaggio di non essere in grado di offrire molta corrente in uscita. In genere i circuiti con transistor FET hanno infatti una alta impedenza di uscita, erogando quindi correnti molto deboli.

5 Transistor 3D Con il termine 3D transistor si indica una particolare evoluzione dei transistor tradizionali che non prevede un progetto planare ma tridimensionale. Lo sviluppo di transistor con struttura tridimensionale è stato portato avanti da diverse società e gruppi di ricerca (tra questi uno dei più attivi è sempre stata Intel) e la caratteristica peculiare di tali soluzioni è quella di contenere non uno, ma 3 "gate". Nel 2007 Intel aveva annunciato che questo tipo di transistor avrebbe potuto debuttare nel 2009 nei futuri processori basati sulle architetture Westmere e Sandy Bridge costruiti con processo produttivo a 32 nm, ma successivamente non si hanno più avuto conferme in tal senso ed è apparso quindi probabile uno slittamento di tale rivoluzione ai processi produttivi ancora più evoluti. Tale fatto è poi stato confermato da Intel nel corso del 2011, avendo annunciato l'impiego di tale tecnologia nei futuri processori a 22 nm basati su architettura Ivy Bridge.

6 Transistor emettitore comune In elettronica, il transistor a emettitore comune è una configurazione del transistor a giunzione bipolare, usata comunemente come amplificatore. In tale dispositivo, l'emettitore è collegato direttamente a massa, mentre la base si trova alla tensione. La è la tensione di alimentazione del circuito ed è la resistenza di carico. La giunzione di emettitore risulta polarizzata direttamente e quella di collettore inversamente, nella "regione attiva" del transistor.

7 Il transistor a collettore comune In elettronica, il transistor a collettore comune è una configurazione del transistor a giunzione bipolare usata comunemente come buffer di tensione. In tale dispositivo il nodo di collettore del transistore è connesso all'alimentazione (un generatore di tensione), il nodo di base fa da ingresso mentre il nodo di emettitore fa da uscita. Il nodo di emettitore "insegue" il potenziale applicato all'ingresso, da cui il nome inseguitore di emettitore (in inglese emitter follower), usato di solito per riferirsi a questa configurazione. L'equivalente a FET del collettore comune è il drain comune.

8 Ricerca sul transistor Matteo curzi 2d