» Esercizi svolti di Matematica e Fisica

Rappresentazione a base comune. Caratteristiche statiche di uscita e di ingresso

Dicembre 12th, 2022 | by Marcello Colozzo |

---

Introduzione

Ciò che abbiamo visto finora costituisce la cosiddetta rappresentazione a base comune di un transistor pnp/npn. Tale locuzione si riferisce alla circostanza secondo cui le reti di ingresso e di uscita (i.e. emettitore e collettore) condividono il terminale di base. Riguardo alla convenzione dei segni di correnti e tensioni, nel caso specifico di un transistore pnp guardiamo lo schema di fig. 1a. Assumendo convenzionalmente I_E > 0, si ha necessariamente I_C, I_B < 0. Se la giunzione J_E} è polarizzata direttamente, è V_EB > 0. Idem per la giunzione J_C per cui nel caso di fig. 1a è V_CB < 0. Nel caso di un transistor npn si procede per dualità, cioè invertendo i segni di correnti e tensioni.

Caratteristiche statiche di uscita e di ingresso

Riprendiamo l'equazione generalizzata per il transistor (sempre nel caso pnp)

che applicata alla schema di fig. 1a implica V_C=V_BC < 0. Ne segue
avendo assunto V_CB,I_E come variabili indipendenti. Più specificatamente, assumendo la corrente di emettitore I_E come parametro, si ha

per cui ci aspettiamo una famiglia di salite esponenziali rovesciate, come illustrato in fig. 1b. Le curve ottenute costituiscono le caratteristiche statiche di uscita.

Di contro, le caratteristiche statiche di ingresso coinvolgono la differenza di potenziale V_EB tra emettitore e base, che costituisce appunto l'ingresso, in funzione della tensione tra collettore e base, e della corrente di emettitore, cioè delle stesse variabili indipendenti considerate in precedenza. Scriviamo

Trattando V_CB alla stregua di un parametro, si ottiene una famiglia di curve (i.e. le caratteristiche statiche di ingresso). Per poterle graficare consideriamo il circuito equivalente a un transistor pnp può essere simulato immaginando due giunzioni pn in contrapposizione (cioè il catodo della prima è collegato in serie all'anodo della seconda), come illustrato in fig.

Nella rappresentazione a base comune, D_in è nello stato di polarizzazione diretta per cui con ovvio significato dei simboli:

da cui l'andamento plottato in figura dove notiamo la presenza di una tensione di offset esattamente come per il diodo a giunzione:

Gli stati di polarizzazione di emettitore e collettore nella rappresentazione a base comune, definiscono diverse regioni. Precisamente, la regione attiva che vede J_E polarizzata direttamente e J_C polarizzata inversamente. La regione di saturazione quando entrambe le giunzioni sono polarizzate direttamente. Ne segue che per la corrente di collettore

Quindi la corrente di collettore varia violentemente in funzione di V_CB a causa dell'andamento esponenziale. Infine, la regione di interdizione è definita dall'interruzione di corrente di collettore, cioè quando l'emettitore è a circuito aperto.

Articoli correlati