Amplificazione di tensione nel transistor

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Amplificazione di tensione nel transistor

domenica, Dicembre 11th, 2022

Consideriamo lo schema di fig. 1. In tale configurazione l'emettitore può essere considerato alla stregua di un terminale di ingresso. Se ΔV_in è la variazione della tensione tra emettitore e base, si ha con ovvio significato dei simboli:

dove il parametro

ci ricorda il parametro α (amplificazione di corrente per ampi segnali) introdotto in un numero precedente. Precisamente:

per cui in α gli incrementi sono calcolati rispetto al valore di interdizione per il collettore e al valore nullo dell'emettitore (circuito aperto). Ne segue

Definiamo l'amplificazione di tensione:

Il problema che si apre consiste nel calcolare le variazioni di tensione che compaiono a secondo membro. Per quanto riguarda l'uscita osserviamo preliminarmente che

ove la comparsa del segno (-) è dovuta all'orientazione di I_C rispetto a V_out. Per la tensione di ingresso, rammentiamo la definizione di resistenza differenziale di una giunzione, in particolare della J_E:

Quindi, a meno di infinitesimi di ordine superiore o ciò che è lo stesso, per escursioni del potenziale non troppo ampie:

Finalmente

Un valore tipico di α è 0.9 per cui

mentre per r_e ricordiamo dalla teoria del diodo a giunzione la relazione approssimata

(altro…)

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Potenziale di contatto (di giunzione) in un transistor pnp

domenica, Dicembre 11th, 2022

Esaminiamo da un punto di vista per così dire microscopico, quanto esposto nei numeri precedenti. Per essere più specifici, consideriamo un transistor pnp nelle due configurazioni 1) assenza di polarizzazione; 2) polarizzazione diretta della giunzione J_E, polarizzazione inversa della giunzione J_C.
Nel caso 1, come sappiamo dalla teoria della giunzione, a cavallo di J_C si stabilisce una d.d.p. di contatto V0 che ha (con buona approssimazione) un andamento a gradino come illustrato in fig.

dove consideriamo giunzioni simmetriche i.e. di pari dimensione fisica e concentrazione del drogaggio.
Siamo dunque in presenza di una cosiddetta barriera di potenziale che abbiamo già trattato nella nostra piattaforma, sia a livello di meccanica classica che a livello di meccanica quantistica. Di seguito alcuni link di approfondimento:

Nelle regioni E e C le cariche libere non hanno energia sufficiente per attraversare la barriera. Cioè eB. Nel caso 2 la configurazione di polarizzazione è schematizzata in fig. 1. Ciò determina una rottura di simmetria della barriera di potenziale di contatto. Precisamente, per x=0 la barriera è abbassata di |V_EB}|, mentre per x=0 risulta alzata di |V_CB}|. L'andamento del potenziale è in fig. 2.
Discutiamo le singole regioni:

per cui un numero macroscopico di lacune ha energia sufficiente per attraversare la barriera in corrispondenza della giunzione J_C. Il campo elettrico è ovviamente