IL BJT ON-OFF

C
C
IL BJT ON-OFF
B
PNP
NPN
B
E
COLLETTORE
Il BJT è un componente elettronico
formato da due giunzioni “P-N” che
separano tre zone di silicio drogate
di tipo N e di tipo P. Possiamo avere
due tipi di BJT, il “PNP” e l’“NPN”
a seconda di come sono drogate le
tre zone che prendono il nome di ;
“Base” quella centrale, “Collettore”
e “Emettitore” le altre due.
K
N
D1
JBC
BASE
A
P
A
JEB
E
D2
N
K
EMETTITORE
Prendiamo in esame la configurazione più utilizzata che è quella denominata “ad
VCC
emettitore comune” :
Rc
Ic
COLLETTORE
VCC
N
Rc
C
Vbb
Rb
JBC
Vbb
Rb
BASE
P
JEB
B
NPN
Ib
N
E
Ie
EMETTITORE
L’emettitore è sempre collegato a massa mentre la base ed il collettore tramite due
resistenze vanno collegati a due generatori di tensione di valori diversi.
Si avranno tre correnti diverse dette:
• Corrente di Base
• Corrente di Emettitore
• Corrente di Collettore
Queste correnti hanno i versi convenzionali indicati in figura.
Agendo sul valore della corrente
di BASE e quindi dimensionando
opportunamente i generatori e le
resistenze, si può far lavorare il
BJT
in tre zone distinte:
“SATURAZIONE”,
“INTERDIZIONE” e “ZONA
ATTIVA”. In tali zone il BJT
lavora
rispettivamente
come
interruttore ON, come interruttore
OFF o come amplificatore.
Nel funzionamento ON-OFF il BJT è molto simile ad un relè ma la sua velocità di commutazione e la sua sensibilità sono
notevolmente più elevate . Chi controlla la chiusura o l’apertura dell’interruttore è la corrente di base.
C
C
B
NPN
B
E
E
VEDIAMO IL COMPORTAMENTO DEL COMPONENTE IN
SITUAZIONE ON-OFF
INTERDIZIONE - OFF
In interdizione il BJT si comporta come un interruttore aperto, dovuto al fatto che non
passa corrente dall’emettitore al collettore, questo si ottiene fornendo una tensione
negativa alla base o lasciando la base scollegata . In tal modo si forzano le due
giunzioni JBC e JEB a portarsi entrambe in polarizzazione inversa. Nel componente
pertanto passa solo una corrente dovuta alle cariche minoritarie, quindi una corrente
molto piccola, dell’ordine del μA.
I c ≅ I cb0 (corrente piccolissima)
Vcc
Ic
C
N
Icbo
_+_+_+_+_ +_ +_ +
_ _+ _+ _+_+_+
JBC
INVERSA
Rb
-Vbb
B
VBE
VCE
P
_____________
++++++++++++
-e
JEB
INVERSA
N
E
Quindi in tal caso il componente è come un interruttore aperto.
Zona di saturazione - ON
Nella situazione di saturazione le tensioni applicate sono:
VBEsat= 0.8 volt
VCEsat= 0.2 volt
Vcc
Ic
C
N
_+_+_+_+_ +_ +_ +
_ _+ _+ _+_+_+
DIRETTA
JBC
Rb
Vbb
B
VBE
VCE
P
_____________
++++++++++++
-e
JEB
DIRETTA
N
E
Con tali tensioni applicate entrambe le giunzioni risultano polarizzate direttamente,
per cui gli elettroni presenti nell’emettitore attraversano la giunzione JEB, grazie alla
polarizzazione diretta della giunzione, come corrente di diffusione, arrivati nella base
diventano cariche minoritarie ma non riescono ad attraversare la giunzione JBC,
perchè anch’ essa è polarizzata direttamente e si fermano quindi in base saturandola
(da qui il nome zona di saturazione) di cariche minoritarie.
Quindi tra base e collettore passa una corrente piccolissima ma il transistor saturo
viene utilizzato come interruttore chiuso (on), come è possibile??????
A tale proposito il BJT viene fatto lavorare in un punto a cavallo tra la zona di
saturazione e la zona attiva, chiamato punto di ginocchio, dove la giunzione JBC
lentamente passa da polarizzata direttamente a polarizzata inversamente favorendo il
passaggio degli elettroni nel collettore.
In tale punto la devo ASSOLUTAMENTE avere
VCEsat= 0.2 volt
se la tensione viene diminuita passa pochissima corrente se viene aumentata
cado in zona attiva dove il BJT amplifica .