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Equazione generalizzata per il transistor. Analogia con il fotodiodo a giunzione pn

Dicembre 10th, 2022 | by Marcello Colozzo |

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Riprendiamo l'equazione che restituisce la corrente di collettore in un transistor pnp

da cui vediamo che I_C non dipende da V_CB. Ciò non deve sorprendere perché la giunzione J_C è polarizzata inversamente. Per ricavare un'espressone analitica di I_C indipendentemente dallo stato di polarizzazione di J_C, non dobbiamo fare altro che scrivere al posto di I_C0 l'espressione della caratteristica tensione-corrente di una giunzione pn. Dobbiamo cioè eseguire la sostituzione:

ove il segno (-) si giustifica considerando come abbiamo orientato I_C0, mentre V_C è la d.d.p. tra il collettore C e la giunzione J_C. Ne segue

che si chiama equazione generalizzata per il transistor. Tale equazione esibisce un'analogia rimarchevole con quella che definisce la caratteristica tensione - corrente di un fotodiodo a giunzione . Ricordiamo brevemente che tale device è costituito da una giunzione pn inversamente polarizzata e illuminata da un flusso di fotoni:

Macroscopicamente, ciò si traduce in un incremento della corrente di saturazione inversa I₀

dove I_S misura l'incremento della corrente di saturazione inversa, dovuto al termine di sorgente (fotoni). L'energia di questi ultimi

favorisce la rottura dei legami covalenti. Più precisamente, determina una iniezione di portatori minoritari. Nell'equazione del fotodiodo V > 0 definisce uno stato di polarizzazione diretta e viceversa. Quindi, per polarizzazione inversa è I > I0. L'analogia della caratteristica tensione - corrente del fotodiodo con l'equazione generalizzata del transistor è evidente: nel fotodiodo il termine di eccitazione è la corrente I_S innescata dai fotoni; nel transistor, invece, il termine di eccitazione è la corrente I_E che circola nell'emettitore.

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