dubbi sui transistor

[edgar]

capita spesso che l'oscillatore trovi buono ogni pretesto per non oscillare neppure a pagarlo, mentre l'amplificatore trova buono ogni pretesto per mettersi ad oscillare

[rugweri]

non ritengo gli possa far male leggere questo articolo in cui c'è un esempio pratico della applicazione dei transistor come amplificatore... e altro.

Io aspetterei: prima di vedere come si usano i transistor, dovrebbe prima capire cosa sono

P.s. Riguardo amplificatori e oscillatori, sono praticamente due facce della stessa medaglia...

Un mio conoscente una volta ebbe a dire: "lo sai che se colleghi i rami di retroazione di un oscillatore di Wien al contrario ottieni un amplificatore non invertente che non funziona?"

[Aster]

Innanzitutto grazie mille a tutti , vi giuro che non ero scomparso però ho voluto aspettare di avere un po' di tempo libero per poter leggere con calma tutte le vostre risposte e approfondire l argomento

Piercarlo e rugweri siete stati brutalmente sinceri mi va benissimo e capisco il vostro punto di vista, nel caso, se mai deciderò di approfondire l argomento, mi potreste consigliare un qualche documento da cui studiarli? possibilmente un bel pdf online gratis, non ho problemi con l inglese però vista la complessità dell argomento credo sia meglio in italiano che lo domino sicuramente meglio


IsidoroKZ devo dire che hai centrato perfettamente il punto

"stile storiella" non troppo in contrasto con la realta

non avrei potuto esprimerlo meglio.

condivido quanto detto da molti che questa spiegazione sui BJT è stupenda

Nel BJT, per convincere le cariche a lasciare l'emettitore e a raggiungere il collettore, si mettono delle cariche di segno opposto sulla base, che attirano le cariche dall'emettitore. Quando le cariche che hanno lasciato l'emettitore arrivano in base, vedono che nel collettore si sta meglio e continuano la loro corsa. Sfortunatamente le cariche di segno opposto messe in base vengono travolte dalla mandria di cariche partite dall'emettitore e bisogna ripristinarle, altrimenti il transistore si spegne. E` quini necessario fornire sempre altre cariche alla base, e quindi serve una corrente i base.

e dalla tua definizione di mosfet (credo che valga in generale per tutti i FET giusto?):

Nei transistori a effetto i campo, per preparare la strada fra source e drain, ci vogliono sempre delle cariche di segno opposto a quelle del source, ma questa volta le cariche sono diventate astute: al posto di mettersi in mezzo, facendosi travolgere, vengono messe sul gate, che e` "di lato" rispetto al passaggio delle cariche, e qualche volta sono anche isolate da dove passano le cariche da source a drain. In questo modo non vengono travolte e non si deve continuare a iniettare nuove cariche.

deduco che questi consumino meno corrente e per questo sono più utilizzati dai microcontrollisti, o sbaglio? anche se ovviamente c è da tenere conto di quando aggiunto da Piercarlo:

quando metti le cariche "di lato" hai sì il vantaggio di evitare che vengano travolte ma anche lo svantaggio che la loro azione è meno efficace, da qui la transconduttanza molto minore dei FET rispetto a quella dei transistor bipolari

anche se effettivamente non so esattamente cosa cambia


quindi ricapitolando Collettore=Drain , Emettitore=Source e Base=Gate. Nei BJT comando tramite la differenza di potenziale fra base e emettitore mentre nei MOS fra gate e source, vi prego ditemi che almeno questo è corretto


penso di aver più o meno capito come disporre correttamente i npn e i pnp sia (BJT che MOS) grazie a quanto detto da te e BrunoValente
quindi questo è relativo ai N-type

La corrente "grande" circola fra C ed E (oppure fra D e S nei MOS)

mentre l opposto vale per i P-type:

Devi far conto come se in serie all'emettitore ci sia un diodo orientato con la punta uscente negli NPN e entrante nei PNP

infatti

nei PNP invece va da E a C.

e aggiungo da S a D per i MOS (spero che il concetto logico sia applicabile anche in questo caso, vero?)

sempre da BrunoValente, confermo il suo sospetto: l avevo capito davvero malissimo, adesso è mille volte più chiaro

L'hai detta male, forse l'hai anche capita male.

Intanto va chiarito che ai fini del controllo della corrente che scorre tra C ed E quello che conta non è la tensione a cui è sottoposta la base ma la differenza di potenziale a cui è sottoposta la giunzione BE.

Tanto per intenderci: se la base si trova a 2V rispetto al riferimento del circuito e l'emettitore si trova a 1.4V sempre rispetto al riferimento del circuito, allora la tensione che sta agendo sul comando del transistor è di 0.6V (2V-1.4V=0.6V) con la base positiva rispetto all'emettitore, quindi, se è un NPN, in queste condizioni sta conducendo corrente tra C ed E perché grosso modo 0.6V è la soglia di conduzione (silicio).

Se la tensione della base fosse stata di 50V e quella di emettitore di 49.4V il transistor, per quanto riguarda il controllo, si sarebbe comportato identicamente, lui non è in grado di capire a che valore di tensione sono i suoi piedini ma è in grado di capire solo quanto vale la differenza di potenziale tra i suoi piedini.

Così, se la massima tensione tra C ed E sopportabile da un 2N2222 è di 30V puoi anche farlo lavorare con una tensione di 1000V al collettore, a patto che quella di emettitore non scenda mai sotto 970V.

Quindi un transistor inizia a condurre se la differenza di potenziale tra base ed emettitore, grosso modo, raggiunge 0.6V, negli NPN con la base positiva rispetto all'emettitore, nei PNP con la base negativa rispetto all'emettitore.

però questo purtroppo, se non ho frainteso, vale solo per i BJT, per i MOS vale un principio simile?

anche questo:

Non è come le resistenze, devi tener conto del diodo in serie all'emettitore che deve trovarsi orientato correttamente ed inoltre devi anche considerare che la tensione di controllo, quella che va applicata tra base ed emettitore, a seconda dei casi può trovarsi con il meno in comune al meno del circuito oppure no...e le cose possono complicarsi per comandarlo correttamente.

credo di averlo capito correttamente o almeno si a livello logico, sarebbe perfetto se ci fossero degli esercizi da completare tipo bambini

a proposito di datasheet ho capito che è quasi meglio non capire, giusto per curiosità sempre sull esempio del 2n2222a ho cercato il gain h(fe) e ho visto che può variare per frequenza, corrente e temperatura (ci sono altre grandezze in gioco?). Se mi fossi limitato al valore riportato avrei un gain di 50 ma in condizioni reali (temperatura 25-30C, 1-100mA) è di almeno 300, avrei sbagliato di ben 6 volte!
questo valore di gain o h(fe) come lo devo utilizzare? V(input) x h(fe) = V(emettitore/source)?

per quanto riguarda le sigle sono ancora un po' confuso ma già li sto iniziando a mettere a fuoco: sono tutti transistor, i più semplici sono i BJT. Sia questi che i FET sono stati spiegati perfettamente dal "gattone" e i mosfet sono un tipo di fet e penso che non mi sia richiesto andare a capirne esattamente il funzionamento

claudiocedrone confermo che ancora non me la sento di provare quei circuiti ma inizierò d aqualcosa di più elementare, un led mi andrà benissimo

una nuova domanda: se volessi amplificare un segnale in maniera non 0/1 ma intermedia posso comandare la tensione gate-source per i MOS (o emettitore-base per i BJT) tramite per esempio un impulso PWM (faccio il caso sono a corto di DAC) oppure il BJT/mosfet è così veloce che anche dal transistor uscirebbe un impulso PWM e non "omogeneo"?

[faberz]

una nuova domanda: se volessi amplificare un segnale in maniera non 0/1 ma intermedia posso comandare la tensione gate-source per i MOS (o emettitore-base per i BJT) tramite per esempio un impulso PWM (faccio il caso sono a corto di DAC) oppure il BJT/mosfet è così veloce che anche dal transistor uscirebbe un impulso PWM e non "omogeneo"?

Se tu mandassi un'onda quadra sulla base/gate di un transistor, otterresti in uscita un'onda quadra con dei fronti di salita e discesa meno squadrati. Per dirti, non riusciresti ad ottenere una forma d'onda che ricorda una sinusoide (solo come forma d'onda, non come segnale). Il ritardo che il transistor introdurrebbe su ogni fronte del PWM che ha in ingresso sarebbe solo di qualche decina di nanosecondi, ovvero il tempo che impieghi a riempire/svuotare la giunzione base-emettitore del BJT o le capacità parassite del MOSFET. Il fronte avrebbe un andamento simil-esponenziale dovuto alle capacità parassite da caricare/scaricare del transistor.

[Piercarlo]

Mi potreste consigliare un qualche documento da cui studiarli? possibilmente un bel pdf online gratis, non ho problemi con l inglese però vista la complessità dell argomento credo sia meglio in italiano che lo domino sicuramente meglio

Ti consiglio di dare una grossa sbirciata al sito di introni dove sono reperibili diversi testi piuttosto stagionati ma molto più adatti ai principianti di quelli moderni (dove molte cose sono date troppo per scontate). Il percorso è http://www.introni.it ->vecchie riviste -> transistori. Sono comunque tutti testi, sia in Italiano che in inglese, abbastanza impegnativi (cioè non per principanti nudi e crudi) per cui ti conviene provarli tutti finché non ne trovi uno che ti vada bene (sono tutti gratis!)

anche se effettivamente non so esattamente cosa cambia

Se usi i transistori come interruttori non cambia quasi nulla. Invece come amplificatori sono proprio due situazione completamente differenti, soprattutto come quantità di amplificazione ottenibile da ogni singolo dispositivo

Una nuova domanda: se volessi amplificare un segnale in maniera non 0/1 ma intermedia posso comandare la tensione gate-source per i MOS (o emettitore-base per i BJT) tramite per esempio un impulso PWM (faccio il caso sono a corto di DAC) oppure il BJT/mosfet è così veloce che anche dal transistor uscirebbe un impulso PWM e non "omogeneo"?

Se vuoi amplificare un segnale modulato in PWM lo devi integrare prima di darlo in pasto a un transistor, altrimenti questo te lo ributta fuori tale e quale, con la sola polarità invertita (cioè ci realizzi soltanto un invertitore di fase o una funzione logica "NOT"). Peraltro anche l'uscita di un DAC va comunque integrata o ti esce un segnale a gradini (già amplificabile ma non al meglio).

[BrunoValente]

L'hai detta male, forse l'hai anche capita male.

Intanto va chiarito che ai fini del controllo della corrente che scorre tra C ed E quello che conta non è la tensione a cui è sottoposta la base ma la differenza di potenziale a cui è sottoposta la giunzione BE.

Tanto per intenderci: se la base si trova a 2V rispetto al riferimento del circuito...

però questo purtroppo, se non ho frainteso, vale solo per i BJT, per i MOS vale un principio simile?

Questo non vale solo per i BJT o i MOS ma vale per tutto.

Tutti i componenti elettrici, di qualsiasi tipo essi siano, attivi, passivi ecc. vedono solo due cose: la differenza tra le tensioni ai loro piedini e le correnti che entrano o escono dai piedini.

Dietro a questo ci sono i concetti di base: legge di Ohm e principi di Kirchhoff che prima di tutto dovrai andarti a studiare e che dovrai digerire davvero e fare tuoi, altrimenti ti sarà preclusa ogni possibilità di arrivare a comprendere il funzionamento dei circuiti.

Se credi di conoscerli già ti sbagli, i tuoi dubbi sulle cose appena scritte ne sono la prova evidente... se può consolarti è un fatto che capita a molti.

[DeltaElectronics]

DISCLAIMER: non sono uno studente di nessun tipo di ingegneria, sono semplicemnte un ragazzo appassionato di elettronica

Salve a tutti come potete leggere sopra sono semplicemente un curioso che fin ora si è concentrato più sulla parte software ("programmo" avr e stm32) e vorrei capirne di più di hardware senza scendere troppo nello specifico

Intanto:
Esistono due tipi di particelle che trasportano carica:
-) elettroni nella banda di conduzione (nel caso dei semiconduttori liberati dalle impurità droganti
-) lacune, corrispondono a 'buchi' in banda di valenza; cioè elettroni, in banda di valenza, che vengono catturati dalle impurità droganti e quindi corrispondono a portatori positivi di carica.

Quando la conduzione è dovuta a elettroni si hanno transistor di tipo n
Quando la conduzione è dovuta a lacune si hanno transistor di tipo p

Poiché le lacune hanno una inerzia maggiore degli elettroni, i transistor di tipo p risultano essere meno 'efficienti'.

La distinzione principale come il transistor viene controllato:
FET sta per Field Effect Transistor (come i MOS).... i.e. lo controlli in tensione.
Nei MOS, la tensione di GATE crea dalla parte opposta dell'ossido (o Si poly+) uno sottilissimo strato di cariche (elettroni nel caso di nMOS, lacune nel caso di pMOS) tra Suorce e Drain; aumentando la ddp tra gate e source, aumenta questo strato di carica e quindi aumenta la corrente fino ad un certo limite oltre il quale il MOS va in saturazione
Drain ---- > terminale dal quale escono i portatori di carica
Source --- > terminale dal quale entrano i portatori di carica
Si ha quindi che la corrente va da D--- >S negli nMOS e da S--- >D nei pMOS.. alcuni testi assumono la corrente sempre da Drain --- > Source e conseguente nei pMOS avrai correnti negative

BJT
Tipo n --- > portatori di carica elettroni.
NPN; cioè due zone esterne (Emettitore e Collettore) di Si drogato di tipo N e una zona centrale (Base di tipo P); le zone CB e BE formano due giunzioni PN con catodo in comune.
Immagina di avere il collettore collegato ai 5V per il tramite di una resistenza e l'emettitore collegato a massa.
Se la ddp BE < 0,7V la giunzione BE è interdetta e il transistor risulta spento
Polarizzi ora la base a 0,7V la giunzione BE è accesa e il transistor risulta anche esso risulta essere acceso,
Il controllo ora avviene tramite la corrente di base cioè la corrente entrante nell'emettitore risulta essere un fattore b (solitamente elevato) della corrente di base; ne segue che la corrente uscente dall'emettitore sarà uguale a (b+1)Ibase.
La corrente di collettore darà origine ora ad una caduta di potenziale sull'emettitore --- > aumentando la corrente di pilotaggio (dalla base) la caduta sarà sempre più elevata fintantoché Ve = 0,7V
Ne consegue ora che VCE = 0 ed il transistor entra in saturazione; in questa fase il rapporto bIb/Ic<1.
In realtà, a causa di disimmetrie tra le giunzioni BC e BE, il transistor entra in saturazione quando VBC = 0,5V, cioè VCE = 0,2V e si ha che la VBE sale a circa 0,8V
Un primo (molto grossolano) metodo di pilotaggio consiste nel collegare il terminale di base ad una tensione superiore a 0,7V, supponiamo 1V, tramite una resistenza di base Rb --- > la giunzione BE è allora polarizzata in diretta (a 0,7V se il transistor non è ancora saturo) e calcolare la Ib = 0,3/Rb --- > Variando la tensione alla base, vari la corrente di pilotaggio.
Ti suggerisco, nel caso avessi questa possibilità, di fare questo esperimento; con un tester misuri la corrente di base e con l'altro quella di collettore; poi calcoli e verifichi quando entra in saturazione.
Duale è il discorso per il transistor PNP; solo che qui le lacune sono i portatori di carica e quindi la corrente fluisce da Emitter a Collector.
Spero di esserti stato di aiuto.

[Aster]

grazie Piercarlo per il sito spero di guardarlo in futuro

perfetto quindi sull esempio del PWM avevo intuito giusto anche se (sempre l esempio del 2n2222a) ha un tempo di accensione buono cioè 35ns ma è abbastanza lento a spegnersi 300ns! è una caratteristica di tutti i transistor il tempo di turn-off molto più lungo rispetto all eccitazione?

Questo non vale solo per i BJT o i MOS ma vale per tutto.

BrunoValente intendevo: "visto che i fet hanno un principio fisico di costruzione differente (e considerando anche quanto detto da piercarlo al post 9) posso usare la stessa logica sui fet? oppure devo tenere in conto qualche accorgimento particolare?"

Esistono due tipi di particelle che trasportano carica:

DeltaElectronics devo ammettere che ho avuto un leggero infarto quando ho letto che le lacune trasportano carica poi wikipedia mi ha chiarito il dubbio

0.6V come ddp è un valore "sicuro" per eccitare il transistor o è meglio "stare un po' più larghi"?

[AjeieBrazov]

Aster sei un bravo ragazzo, ti voglio bene e tu sai che ti tratto come un figlio. Per questo voglio confidarti un segreto.
Ho iniziato a pacioccare con l'elettronica più di 40 anni fa, avevo 10 anni.
Facevo cose, ma non sapevo cosa stavo facendo, o meglio, di quello che facevo non ne conoscevo minimamente il funzionamento.
Ma amavo l'elettronica. A dire il vero amavo di più i "cervelli elettronici" ma allora erano un miraggio e si vedevano solo nei film di fantascienza.
La mia infanzia prima, e la mia giovinezza poi, sono state tremende perché non sapevo come funzionavano i transistor.
Poi, all'istituto tecnico (c'ero finalmente arrivato!) li ho studiati e mi si è aperto un mondo: finalmente ho capito, ho toccato con mano, potevo calcolare il funzionamento dei transistor!
Mi sento di suggerirti di prenderti del tempo per lo studio, uno studio abbastanza serio.
Ti prometto che non te ne pentirai.
Soddisfatto o rimborsato!

[IsidoroKZ]

...0.6V come ddp è un valore "sicuro" per eccitare il transistor o è meglio "stare un po' più larghi"?

Qui, e nelle domande precedenti, sei arrivato al capolinea. Questi argomenti sono fuori dell'ambito delle storielle, bisogna studiare partendo dalle basi, che sono molto piu` "a monte", inclusa elettrotecnica e fisica.

Per capire perche' un transistore bipolare si accenda in generale piu` velocemente di quanto si spenga, oppure perche' un MOS sia molto piu` rapido, bisogna conoscere i fenomeni che avvengono nei semiconduttori. Segui il consiglio di AjeieBrazov!