I Transistor
L' argomento transistor è molto vasto, servirebbe un intero libro per spiegarne tutte le sue funzionalità, quindi mi limiterò a trattare l'argomento in maniera superficiale, cercando di dare comunque delle indicazioni base per capirne il funzionamento
Il transistor si presenta come un componente con 3 piedini denominati Base, Emettitore e Collettore.
I transistor si dividono in 2 grandi famiglie transistor NPN e transistor PNP , quindi è ovvio che esistono 2 simboli molto simili ma differenti tra di loro, proprio per identificare i 2 tipi di transistor.
Date queste sue caratteristiche, il transistor trova utilizzo all'interno di un circuito elettrico come amplificatore o come interruttore.
Nel primo caso, sfruttando le proprietà fisiche dei materiali semiconduttori, può trasformare la corrente (o la tensione) in ingresso in un segnale dotato di maggior potenza. Un esempio pratico del loro utilizzo lo possiamo osservare nella sezioni di preamplificazione o amplificazione delle nostre care elettroniche HI-FI .
La freccia rivolta verso l'emettitore, indica che il transistor è un npn, mentre invece la freccia rivolta verso il collettore indica un transistor pnp.
Inutile dire che la lettera B indica la base, la lettera C il collettore e la lettera E l'emettitore.
Il transistor si presenta sotto diverse forme, o meglio con diversi contenitori o package, forse è il componente che ha la maggior varietà di package.
Purtroppo, non è sempre possibile identificare la corrispondensa dei 3 piedini : occorre fare riferimento al foglio dati rilasciato dal costruttore, comunemente chiamato DataSheet.
Abbiamo visto nell'articolo riguardante il diodo, come quest'ultimo sia formato da una giunzione P-N, o N-P ovvero formato da due parti dello stesso materiale ad esempio il silicio, a cui sono state apportate delle modifiche a livello molecolare, drogando, e quindi aggiungendo atomi di altro materiale, in modo da ottenere una parte di silicio, con un numero maggiori di cariche positive detta P, e un altra parte di silicio con un numero maggiore di cariche negative detta N.
Queste 2 parti dello stesso materiale, se unite tra di loro, formano la famosa giunzione P-N o N-P, che sta alla base di tutti i semiconduttori, e di cui abbiamo visto il suo funzionamento nell'articolo sul diodo.
Se adesso prendiamo 2 giunzioni P-N e N-P e le colleghiamo assieme, otteniamo un unica giunzione P-N-P, se invece colleghiamo assieme 2 giunzioni N-P e P-N, otteniamo un unica giunzione N-P-N
Questi 2 tipi di giunzioni rappresentano il transistor, o meglio le 2 grandi famiglie di transistor, infatti quest'ultimi si dividono proprio in transistor NPN e transistor PNP.
In particolare la sottile parte di materiale che si viene a trovare nel mezzo, viene chiamata base del transistor, le altre 2 parti di materiale che si vengono a trovare ai lati della giunzione, sono rispettivamente chiamate emettitore e collettore del transistor.
Una giunzione P-N è in grado di condurre corrente solo se polarizzata direttamente, ovvero con una tensione positiva collegata sulla parte P, o una tensione negativa collegata sulla parte N.
Quindi in un transistor ad esempio NPN, se noi applichiamo a sinistra(emettitore) il negativo e a destra(collettore) il positivo, la prima giunzione (N-P) lascerà tranquillamente passare corrente da sinistra verso destra, in quanto polarizzata direttamente, ma la seconda giunzione (P-N), bloccherà il passaggio di corrente, perché si verrà a trovare polarizzata in modo inverso, ovvero con il positivo collegato alla sua parte N.
In questa situazione, il transistor non è in grado di condurre, si comporta come un isolante o circuito aperto.
Se però adesso applichiamo una piccola tensione positiva sulla base, poiché la tensione è applicata nel senso giusto, (positivo su base P e negativo su emettitore N), si stabilirà una corrente attraverso la giunzione P-N tra base ed emettitore, detta corrente di base.
Grazie a questa corrente, si crea un movimento di cariche elettriche all'interno della base, e dato che la base è piccolissima, questo movimento si ripercuote anche sulla giunzione N-P collettore-base, infatti molti elettroni riescono a superare la giunzione N-P e a scappare verso il collettore.
Questo determina un movimento di cariche anche nella giunzione N-P, ed è questo movimento di cariche che rompe gli equilibri.
In pratica grazie a questa piccola tensione di base, si riesce a far condurre la giunzione N-P emettitore base, anche se si trova polarizzata inversamente, e quindi si riesce a creare un collegamento e quindi un passaggio di corrente tra emettitore e collettore.
Questo è l'effetto transistore, semplificando di molto, possiamo vedere il transistor come un interruttore aperto, che si chiude nel momento in cui viene applicata una piccola corrente sulla base, nella realtà poi questo è pure uno dei tanti utilizzi del transistor, ovvero un interruttore, in grado di chiudere il collegamento tra emettitore e collettore, e quindi far condurre correnti nell'ordine anche degli ampere o decine di ampere, con una piccola corrente nell'ordine di qualche milliampere fornita sulla base.