tutto sui transistor BJT

[condors94]

salve a tutti, sono nuovo di questo bellissimo forum che ho appena scoperto .... sono ancora solo un ragazzo che studia elettrotecnica a scuola, con la passione per questa materia...e da un po' in classe ci stiamo soffermando sui transistor (BJT) di tipo NPN e in minor modo di tipo PNP ma putroppo per vari motivi che non sto qui a spiegare non sto riuscendo praticamente a capire nulla su questo argomento e il libro mi sta aiutando ben poco, vi chiedo quindi non di darmi delle lucidazioni voi stessi su questo argomento veramente ampio e forse con le poche informazioni da me date troppo generico ma per lo più di darmi una qualche fonte (che non sia wikipedia )da cui poter studiare questi componenti e da cui imparare anche ad utilizzarli praticamente.... mi rendo conto di come io dovrei essere chissà quanto informato in questo settore dato che è da ormai due anni che studio elettrotecnica a scuola ma credetemi ragazzi oramai si fa poco e nulla e quindi ho deciso di dare una svolta e cercare di applicarmi un po' di più soprattutto ora che le cose qui in Italia si mettono veramente male soprattutto per noi giovani.... grazie a tutti anche a coloro che non riterranno opportuno aiutarmi

[Piercarlo]

La cosa migliore che puoi fare è continuare a usare il libro... e postare qui domande sulle cose che non capisci in modo da poterti dare una mano dove serve!

Ciao
Piercarlo

PS - Elettronica ed elettrotecnica sono due materie "cugine" che hanno molto in comune ma in genere non si occupano delle stesse cose. Le leggi fisiche fondamentali che usano sono comunque le stesse per cui studiatele bene!

[condors94]

allora se proprio devo entrare nello specifico... vorrei capire per bene quali sono le tensioni che ruotano intorno alla base,l'emettitore e il collettore inoltre vorrei capire nel vero senso della parola (quando usato sotto forma di amplificatore) il transistor come faccia ad amplificare un segnale infine vorrei capire cosa è in pratica il parametro hfe e come si determina il cosidetto "punto di lavoro del transistor" insomma ripeto mi servirebbe un qualcosa che mi facesse acquisire le nozioni principali,così da poter migliorare le mie conoscenze tramite il libro... il problema è che il mio libro vero e proprio di elettronica spiega le cose in modo pessimo mentre gli altri libri (elettrotecnica,TDP ecc..)le spiegano ma naturalmente non in modo cosi approfondito


PS:non metto in dubbio che preferisco di gran lunga l'elettrotecnica all'elettronica e conosco abbastanza bene le differenze principali tra le due materie nell'altro post ho parlato di elettrotecnica più che altro per fornire una decente presentazione di me stesso

[g.schgor]

Come auito alla comprensione, posso segnalarti questi video:


Questi programmi erano stati pensati come aiuto agli insegnanti
per facilitare l'esposizione della materia, con simulazioni in
particolare del funzionamento dei transistor.
Il primo mostra la differenza fra impiego del transistor come
interruttore (base per le porte logiche) e come amplificatore.
Il secondo mostra l'importanza della determinazione del "punto di lavoro"
cioè il significato delle caratteristiche del transistor.

Data la breve durata dei video, non possono essere esaurienti,
ma se c'è qualcosa in particolare che non è chiaro, chiedi pure.

[Piercarlo]

insomma ripeto mi servirebbe un qualcosa che mi facesse acquisire le nozioni principali,così da poter migliorare le mie conoscenze tramite il libro... il problema è che il mio libro vero e proprio di elettronica spiega le cose in modo pessimo mentre gli altri libri (elettrotecnica,TDP ecc..)le spiegano ma naturalmente non in modo cosi approfondito

Onestamente non so quanto possa far schifo il tuo libro di testo ma quello che chiedi sono cose solo in apparenza semplici e, se cominciano proprio dall'inizio, andiamo avanti per anni... Comunque ci provo a buttare qualche sasso in acqua per vedere che effetto fa.

Il primo punto da chiarire quando si ha a che fare con i transistori ma anche con i MOSFET (o, per i vecchietti come me, anche i JFET e i tubi elettronici) è capire cosa fanno veramente e come questo viene sfruttato. Il cosa fanno veramente è piuttosto semplice: controllano tramite un elettrodo apposito (la base) la corrente che scorre - in una sola direzione: i transistori di per sè funzionano SOLO in corrente continua - tra altri due elettrodi (dall'emettitore al collettore). La virtù principale del transistor come di tutti gli altri dispositivi attivi è quella di attuare il controllo di tale corrente con una potenza molto piccola, in genere di gran lunga inferiore a quella che viene gestita, tramite appunto il controllo della corrente che scorre tra loro, da emettitore e collettore. Tutte le "magie", amplificazione compresa (o meglio amplificazioni: ce ne sono di diversi tipi), che si ottengono con i transistori e con i dispositivi attivi in genere derivano da questa loro proprietà fisica.

Per sfruttare questa loro caratteristica - controllare una corrente che scorre tra due elettrodi (emettitore e colletore) tramite una corrente molto minore che viene estratta (se si usano transistori NPN) o iniettata (se si usano transistori PNP) in un terzo elettrodo (la base) occorre polarizzare quest'ultimo in modo che il transistor si trovi a lavorare a partire da un punto di lavoro ben definito (detto "punto di riposo") che si decide di volta in volta a seconda di cosa si vuol far fare al transistor e in che modo.
Per il "cosa far fare" significa definire se il transistor deve funzionare da controllore lineare della corrente che lo attraversa (ovvero la corrente di uscita tra emettitore e collettore viene controllata in modo continuo e proporzionale, tra un valore minimo e massimo, dalla corrente e dalla tensione applicata alla base - in realtà si applicano sempre tutte e due ma, a seconda dei casi, si da a una delle due grandezze la priorità sul controllo dell'uscita lasciando che l'altra si adegui di conseguenza) oppure deve funzionare semplicemente come un interruttore.
In entrambi i casi i transistori rimangono sempre transistori ma cambia completamente la gestione del loro funzionamento: nel primo caso si cerca di mantenere tra ingresso e uscita la maggior proporzionalità possibile in modo da avere una distorsione quanto più ridotta possibile; nel secondo caso invece ci si preoccupa solamente di mandare in base una corrente sufficiente a far sì che, in base alle caratteristiche del circuito di uscita, il transistore vada in saturazione (cioè conduca tutta la corrente che gli viene richiesta di condurre con il minimo di caduta di tensione tra emettitore e collettore) nel modo più deciso possibile. La prima situazione la si vuole quando si deve amplificare un segnale analogico che varia con continuità nel tempo, mentre la seconda la si vuole quando si deve "solo" accendere e spegnere qualcosa (un relé, un segnale luminoso. Almeno per sommi capi perché oggigiorno in cui è stato ormai digitalizzato di tutto e di più, la seconda condizione, pur di per sé molto più elementare da definire rispetto alla prima, in realtà può farte di un contesto che include e soppianta largamente la prima... ma tutto questo al tempo.

Quale che sia il ruolo che si vuole far giocare al transistor (amplificatore o interruttore), la chiave che definisce il suo modo di lavorare è data sempre e soltanto dalla natura del circuito di uscita (ovvero dalla natura del suo carico) con cui il transistor ha a che fare, e dalla sua polarizzazione che altro non è che il meccanismo con cui, tra quelle rese possibili dal carico, gli si impone una condizione di lavoro corrispondente all'assenza di un segnale da amplificare oppure, se usato come interruttore, di un segnale rispetto al quale commutare da spento ad acceso oppure (meno spesso) da acceso a spento.

Per il momento mi fermo qua che vado a mangiare!

CIao
Piercarlo

[condors94]

grazie a entrambi per le risposte! ho letto il post di percarlo e domani mi preoccuperò di guardarmi i video (stasera sono veramente troppo stanco per mettermi a fare qualcosa di serio )
comunque se non mi sarà ancora chiaro qualcosa cercherò di farmi sentire al più presto... comunque ve lo dico di nuovo, bel forum e soprattutto cosa molto importante vedo che è molto attivo... credo che mi ci stabilirò

[ClaudioC]

Ciao condors94,

per vari motivi recentemente mi sono trovato nella tua stessa situazione.
Posso darti qualche consiglio per affrontare la cosa dal verso giusto, per me sta funzionando.

La prima cosa per comprendere il transistor dal punto di vista fisico è quella di non avere dubbi sulla giunzione P-N e conseguentemente sul funzionamento del diodo con polarizzazione in diretta ed in inversa.

Poi considera il BJT indipendentemente dal mondo esterno e comprendi bene le tre zone (base, collettore, emettitore) ed il motivo per il quale sono drogate (tipo e concentrazione) in maniera diversa.
Applica i concetti che hai imparato dalla polarizzazione del diodo alle giunzioni base-collettore e base-emettitore.
Cosa succede se la giunzione b-c è polarizzata direttamente/inversamente, cosa succede per b-e ?
Come devo polarizzare le giunzioni per avere amplificazione, come per interdizione, come per saturazione e perché ?
Prova a progettare attorno al transistor un circuitino per ciascuna delle configurazioni, non importa che sia perfetto, l'importante è il concetto.

Considera poi il comportamento in amplificazione. Come puoi determinare il punto di riposo del circuito?
In questa modalità non confondere mai il funzionamento del transistor per il grande segnale e per il piccolo segnale. Che caratteristica dovrà avere il punto di riposo scelto per lavorare poi decentemente con il piccolo segnale ? Ricordati del diodo, anche per esso puoi descrivere un comportamento al piccolo segnale.

Quando avrai copreso bene questi punti puoi applicarti sulle reti di polarizzazione per i BJT (emettitore comune, base comune, collettore comune e le loro varianti).

L'importante, secondo me, è di non mettere troppa carne al fuoco tutto in una volta.
Spero di esserti stato minimamente di aiuto.

ClaudioC.