Bipolar junction transistor (noto Anche come Bjt) può essere utilizzato come un amplificatore, filtro, raddrizzatore, oscillatore, o anche un interruttore, che copriamo un esempio nella prima sezione. Il transistor funzionerà come un amplificatore o altro circuito lineare se il transistor è polarizzato nella regione lineare. Il transistor può essere utilizzato come interruttore se polarizzato nelle regioni di saturazione e cut-off., Ciò consente alla corrente di fluire (o meno) in altre parti di un circuito.
Poiché la corrente del collettore di un transistor è proporzionalmente limitata dalla sua corrente di base, può essere utilizzata come una sorta di interruttore controllato dalla corrente. Un flusso relativamente piccolo di elettroni inviati attraverso la base del transistor ha la capacità di esercitare il controllo su un flusso molto più grande di elettroni attraverso il collettore.
Usare un BJT come interruttore: Un esempio
Supponiamo di avere una lampada che volevamo accendere e spegnere con un interruttore. Tale circuito sarebbe estremamente semplice, come nella figura seguente (a).,
A titolo illustrativo, inseriamo un transistor al posto dell’interruttore per mostrare come può controllare il flusso di elettroni attraverso la lampada. Ricorda che la corrente controllata attraverso un transistor deve passare tra collettore ed emettitore.
Poiché è la corrente attraverso la lampada che vogliamo controllare, dobbiamo posizionare il collettore e l’emettitore del nostro transistor dove si trovavano i due contatti dell’interruttore., Dobbiamo anche assicurarci che la corrente della lampada si muova contro la direzione del simbolo della freccia dell’emettitore per garantire che il bias di giunzione del transistor sia corretto come nella figura seguente (b).
(a) interruttore meccanico, (b) interruttore a transistor NPN, (c) Interruttore a transistor PNP.
Un transistor PNP potrebbe anche essere stato scelto per il lavoro. La sua applicazione è mostrata nella figura sopra (c).
La scelta tra NPN e PNP è davvero arbitraria., Tutto ciò che conta è che le direzioni di corrente corrette siano mantenute per il corretto biasing della giunzione (flusso di elettroni che va contro la freccia del simbolo del transistor).
Nelle figure precedenti, la base di entrambi i BJT non è collegata a una tensione adatta e nessuna corrente scorre attraverso la base. Di conseguenza, il transistor non può accendersi. Forse, la cosa più semplice da fare sarebbe quella di collegare un interruttore tra i fili di base e collettore del transistor come nella figura (a) qui sotto.
Transistor: (a) cutoff, lampada spenta; (b) saturo, lampada accesa.,
Cutoff vs Transistor saturi
Se l’interruttore è aperto come in figura (a), il filo di base del transistor sarà lasciato “galleggiante” (non collegato a nulla) e non ci sarà corrente attraverso di esso. In questo stato, si dice che il transistor sia tagliato.
Se l’interruttore è chiuso come in figura (b), la corrente sarà in grado di fluire dalla base all’emettitore del transistor attraverso l’interruttore. Questa corrente di base consentirà un flusso di corrente molto più grande dal collettore all’emettitore, illuminando così la lampada., In questo stato di corrente massima del circuito, si dice che il transistor sia saturo.
Naturalmente, può sembrare inutile usare un transistor in questa capacità per controllare la lampada. Un normale interruttore sarà sufficiente la funzione invece di un transistor.
Perché usare un transistor per controllare la corrente?
Qui si possono fare due punti. Il primo è il fatto che quando viene utilizzato in questo modo, i contatti dell’interruttore devono gestire solo la poca corrente di base necessaria per accendere il transistor; il transistor stesso gestisce la maggior parte della corrente della lampada., Questo può essere un vantaggio importante se l’interruttore ha una bassa corrente nominale: un piccolo interruttore può essere utilizzato per controllare un carico di corrente relativamente elevato.
Ancora più importante, il comportamento di controllo della corrente del transistor ci consente di utilizzare qualcosa di completamente diverso per accendere o spegnere la lampada. Si consideri la figura seguente, dove una coppia di celle solari fornisce 1 V per superare la tensione di base-emettitore 0,7 V del transistor per causare flusso di corrente di base, che a sua volta controlla la lampada.
Cella solare serve come sensore di luce.,
Oppure, potremmo usare una termocoppia (molti collegati in serie) per fornire la corrente di base necessaria per accendere il transistor nella figura seguente.
Una singola termocoppia fornisce meno di 40 mV. Molti in serie potrebbero produrre in eccesso rispetto al transistor VBE da 0,7 V per causare il flusso di corrente di base e la conseguente corrente del collettore alla lampada.,
Anche un microfono (vedere la figura sotto) con sufficiente tensione e corrente (da un amplificatore) uscita potrebbe girare il transistor, a condizione che la sua uscita è rettificato da AC a DC in modo che l’emettitore-base giunzione p-n all’interno del transistor sarà sempre avanti-biased:
Amplificato il segnale del microfono è rettificato per DC bias base del transistor, fornendo una più grande corrente di collettore.
Il punto dovrebbe essere abbastanza evidente ormai., Qualsiasi fonte sufficiente di corrente continua può essere utilizzata per accendere il transistor e tale fonte di corrente deve essere solo una frazione della corrente necessaria per eccitare la lampada.
Qui vediamo il transistor funzionare non solo come un interruttore, ma come un vero amplificatore: usando un segnale di potenza relativamente bassa per controllare una quantità relativamente grande di potenza. Si prega di notare che la potenza effettiva per illuminare la lampada proviene dalla batteria a destra dello schema., Non è come se la piccola corrente di segnale proveniente dalla cella solare, dalla termocoppia o dal microfono si trasformasse magicamente in una maggiore quantità di energia. Piuttosto, quelle piccole fonti di energia stanno semplicemente controllando la potenza della batteria per accendere la lampada.
Il BJT come interruttore RECENSIONE:
- Transistor possono essere utilizzati come elementi di commutazione per controllare l’alimentazione DC ad un carico. La corrente commutata (controllata) va tra emettitore e collettore; la corrente di controllo va tra emettitore e base.,
- Quando un transistor ha corrente zero attraverso di esso, si dice che sia in uno stato di cutoff (completamente non conduttivo).
- Quando un transistor ha la massima corrente attraverso di esso, si dice che sia in uno stato di saturazione (completamente conduttore).
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