Fatti sul transistor a giunzione bipolare: modalità e caratteristiche

• Definizione BJT
• Tipi di BJT
• Configurazioni
• Applicazioni
• Vantaggi e svantaggi
• Modalità e caratteristiche diverse.

Definizione di un transistor a giunzione bipolare:

Un transistor a giunzione bipolare (noto anche come BJT) è un tipo speciale di dispositivo a semiconduttore con tre terminali costituiti da giunzioni pn. Sono in grado di amplificare un segnale e controllano la corrente, ovvero sono chiamati dispositivi controllati in corrente. I tre terminali sono Base, Collettore ed Emettitore.

Tipi di BJT:

Esistono due tipi di BJT:

• Transistor PNP.
• Transistor NPN.

Il BJT ha tre parti denominate emettitore, collettore e base. Qui, le giunzioni basate sull'emettitore sono polarizzate in avanti e le giunzioni basate sul collettore sono polarizzate inversamente.

Transistor a giunzione bipolare PNP:

Questi tipi di transistor hanno due regioni p e una regione n. La regione n è inserita tra due regioni p.

Transistor a giunzione bipolare NPN:

"Il transistor NPN è un tipo di transistor a giunzione bipolare (BJT) costituito da tre terminali e tre strati e funziona sia come amplificatore che come interruttore elettronico."

NPN BJT con giunzione E – B a polarizzazione diretta e giunzione B – C a polarizzazione inversa

Cos'è il punch through breakdown nel BJT?

Nella configurazione di polarizzazione inversa, la giunzione del collettore viene aumentata, la regione di base effettiva diminuisce. Ad una certa polarizzazione inversa della giunzione del collettore, la regione di svuotamento copre la base riducendo la larghezza effettiva della base a zero. Quando la tensione del collettore penetra nella base e la potenziale barriera alla giunzione dell'emettitore viene ridotta. Di conseguenza, scorre una corrente di emettitore eccessivamente grande. Questo fenomeno è noto come Punch Through.

Applicazioni del transistor bipolare a giunzione:

Ci sono così tante applicazioni di un BJT, alcune di loro sono-

• Nei circuiti logici viene utilizzato BJT.
• Bipolare transistor di giunzione viene utilizzato come amplificatore.
• Questo tipo di transistor utilizzato come interruttori.
• Per progettare un circuito di clipping, il transistor a giunzione bipolare è preferito per i circuiti a forma d'onda.
• In demodulazione circuiti, vengono utilizzati anche i BJT.

Vantaggi e svantaggi di un transistor a giunzione bipolare:

Un BJT è un tipo di transistor di potenza. Viene utilizzato negli amplificatori, multivibratori, oscillatori ecc. Un BJT ha anche alcuni svantaggi oltre ai suoi vantaggi, sono:

Vantaggi -

1. BJT ha un guadagno di tensione migliore.
2. BJT ha un'alta densità di corrente.
3. Larghezza di banda maggiore
4. BJT offre prestazioni stabili alle frequenze più alte.

Svantaggi-

1. Il transistor a giunzione bipolare ha una bassa stabilità termica.
2. Di solito produce più rumore. Quindi circuito incline al rumore.
3. Ha una piccola frequenza di commutazione.
4. Il tempo di commutazione del BJT non è molto veloce.

Caratteristiche del transistor a giunzione bipolare:

Caratteristiche del transistor

Modalità transistor:

Le tre modalità di un transistor sono

• CB (Comune -Base)
• CE (Common-Emmitter)
• CC (Collezionista comune)

CB-Common Base, CE-Common Emitter e CC-Common Collector Mode di PNP e NPN Transistor sono stati discussi come segue:

Caratteristiche di ingresso:

Ingresso caratteristiche di un transistor viene disegnato tra la corrente dell'emettitore e la tensione di base dell'emettitore con la tensione di base del collettore come costante.

Caratteristiche di uscita:

Le caratteristiche di un transistor sono disegnate tra la corrente del collettore e la tensione di base del collettore con la corrente dell'emettitore come costante.

Le caratteristiche di output sono distribuite in diverse sezioni:

La regione attiva -

In questa modalità attiva, tutte insieme le giunzioni sono in polarizzazione inversa e nessuna corrente passa attraverso i circuiti. Pertanto, il transistor rimane in modalità OFF; funzionare come un interruttore aperto.

La regione di saturazione -

In questa modalità di saturazione, entrambe le giunzioni sono polarizzate in avanti e la corrente passa attraverso il circuito. Quindi, il transistor rimane in modalità ON; funziona come un interruttore chiuso.

Regione di cut-off -

In questa modalità Cut-off, una delle giunzioni è polarizzata in avanti e l'altra è collegata in polarizzazione inversa. Questa modalità Cut-off viene utilizzata per lo scopo di amplificazione corrente.

CB (base comune)

Nel funzionamento in modalità Common Base, la base è collegata a terra. La giunzione EB è collegata a polarizzazione diretta durante il funzionamento standard; le caratteristiche di ingresso sono analoghe al diodo pn. io_E aumentare con l'aumento di | V_CB|. Se la tensione funzionale a | V_CB| aumenta, la dimensione della regione di svuotamento in corrispondenza della giunzione CB viene ingrandita, riducendo così l'effettiva regione di base. La "variazione della larghezza di base effettiva" dalla tensione applicata nel terminale del collettore è definita come effetto iniziale.

Dall'analisi nodale sappiamo,

I_E=I_B+I_C

Ora, α = il rapporto di I_C & IO_E

Quindi, α = I_C/I_E

       I_C=αI_E

       I_E=I_B+αI_E

      I_B=I_E (1-α)

Caratteristica di ingresso transistor al silicio a base comune:

Caratteristica di uscita transistor al silicio a base comune:

CE (emettitore comune)

In modalità CE, l'emettitore è collegato a terra e la tensione di ingresso viene applicata tra emettitore e base e l'uscita viene misurata dal collettore e dall'emettitore.

β = rapporto tra I_C & IO_B

β = I_C/I_B

I_C= I_B

I_E=I_B+ Io_B

I_E=I_B (1+ )

Nella modalità Common Emitter, l'emettitore è comune all'ingresso e all'uscita del circuito. La corrente di ingresso I_B  è tracciato alla tensione V_BE con tensione di uscita V_CE in questo momento. Ciò è dovuto al fatto che la larghezza della regione di esaurimento in corrispondenza della giunzione dell'emettitore del collettore aumenta. Questo è chiamato Effetto precoce.

Ingresso caratteristico transistor al silicio a emettitore comune

Caratteristica di uscita transistor al silicio a emettitore comune

CC (Collezionista comune)

In modalità CC o Common Collector, il collettore deve essere messo a terra e l'ingresso è applicato dal collettore di base e l'uscita è presa dal collettore all'emettitore.

Il rapporto, I_E/I_B = I_E/I_C.I_C/I_B

O io_E/I_B = β / α

Sappiamo α = β (1- α)

                 β = α β + α

               I_E=I_B (1+ )

Relazione tra α e β: -

Sappiamo,

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Soumali Bhattacharya

Ciao, sono Soumali Bhattacharya. Ho fatto il Master in Elettronica.
Attualmente sono investito nel campo dell'elettronica e della comunicazione.
I miei articoli si concentrano sulle principali aree dell'elettronica di base in un approccio molto semplice ma informativo.
Sono uno studente brillante e cerco di mantenermi aggiornato con tutte le ultime tecnologie nel campo dei domini dell'elettronica.

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