Transistor

Un transistor è un dispositivo a stato solido formato da semiconduttori. In questo corso non si affronterà la struttura interna di un transistor, ma solo gli effetti che la sua presenza provoca in una rete elettrica. Un transistor è composto di tre parti fondamentali: una Base, un Collettore e un Emettitore. In una rappresentazione fisicamente più facilmente analizzabile, detta di Ebers-Moll, il transistor viene assimilato a due Diodi in parallelo.

Le correnti all'interno del transistor sono, in generale,

$I_{B}=I_{s}{\frac {X_{be}}{\beta _{f}}}+I_{s}{\frac {X_{bc}}{\beta _{r}}}$

$I_{C}=I_{t}-I_{s}{\frac {X_{bc}}{\beta _{r}}}$

$I_{E}=I_{t}+I_{s}{\frac {X_{be}}{\beta _{f}}}$

con

$I_{t}=I_{s}(X_{be}-X_{bc})$

$X_{\alpha \beta }=e^{\frac {V_{\alpha \beta }}{V_{T}}}-1$

Questo può variare però in funzione di come sono le tensioni all'interno del transistore.

OFF

In questo stato tutte le tensioni relative alla base sono nulle. In particolare, se si ha

$V_{be}<V_{\gamma be}$

$V_{bc}<V_{\gamma bc}$

si ricava che

$I_{E}=I_{B}=I_{C}=I=0$

poiché le tensioni ai capi dei dipodi sono insufficienti per causare il passaggio della corrente.

Regione Normale Diretta

Nellal Regione Normale Diretta solo il diodo inferiore è attivo, ovvero si ha che

$V_{be}>V_{\gamma be}$

$V_{bc}<V_{\gamma bc}$ ==> $X_{bc}=0$

da cui si ricavano le equazioni relative alle correnti

$I_{B}=I_{s}{\frac {X_{be}}{\beta _{f}}}$

$I_{C}=I_{s}{X_{be}}$

$I_{E}=I_{t}+I_{s}{\frac {X_{be}}{\beta _{f}}}=I_{t}=I_{s}X_{be}+I_{s}{\frac {X_{be}}{\beta _{f}}}=I_{s}X_{be}{\frac {\beta _{f}+1}{\beta _{f}}}$

Il rapporto fra le correnti è fondamentale, in quanto motivo per cui vengono utilizzati i transistor

$I_{C}=\beta _{f}I_{B}$

Mentre il coefficiente $\alpha ={\frac {\beta _{f}}{\beta _{f}+1}}$ viene detto guadagno di base comune, poiché non dipende dalla base.

Saturazione (ON)

In particolari condizioni, ovvero quando la tensione del Diodo superiore lo rende attivo, mentre il diodo inferiore è ancora attivo, si ha la cosiddetta saturazione. In questo caso si ha che

$V_{ce}=V_{ce-sat}$