Applicazioni del BJT
Definizione BJT
Un Bipolare a Giunzione (BJT) è definito come un dispositivo semiconduttore a tre terminali utilizzato per l'amplificazione e il commutazione.
Applicazioni del Bipolare a Giunzione
Ci sono due tipi di applicazioni del bipolare a giunzione, la commutazione e l'amplificazione.
Transistor come Interruttore
Nelle applicazioni di commutazione, un transistor opera in una regione di saturazione o di interruzione. Nella regione di interruzione, il transistor agisce come un interruttore aperto, mentre in saturazione, agisce come un interruttore chiuso.
Interruttore Aperto
Nella regione di interruzione (entrambe le giunzioni sono polarizzate inversamente) la tensione tra la giunzione CE è molto alta. La tensione d'ingresso è zero, quindi le correnti base e collettore sono entrambe zero, pertanto la resistenza offerta dal BJT è molto alta (idealemente infinita).
Interruttore Chiuso
In saturazione (entrambe le giunzioni sono polarizzate direttamente), viene applicata una tensione d'ingresso elevata alla base, causando un'elevata corrente di base. Questo risulta in una piccola caduta di tensione tra la giunzione collettore-emettitore (0,05-0,2 V) e una grande corrente di collettore. La piccola caduta di tensione fa sì che il BJT agisca come un interruttore chiuso.
BJT come Amplificatore
Amplificatore CE a Singolo Stadio con Accoppiamento RC
La figura mostra un amplificatore CE a singolo stadio. C1 e C3 sono i condensatori di accoppiamento, utilizzati per bloccare la componente continua e passare solo la parte alternata, assicurano inoltre che le condizioni di polarizzazione continua del BJT rimangano invariate anche dopo l'applicazione dell'ingresso. C2 è il condensatore di bypass che aumenta il guadagno di tensione e bypassa il resistore R4 per i segnali alternati.
Il BJT è polarizzato nella regione attiva utilizzando i componenti di polarizzazione necessari. Il punto Q è stabile nella regione attiva del transistor. Quando viene applicato l'ingresso, come mostrato di seguito, la corrente di base inizia a variare su e giù, pertanto la corrente di collettore varia come IC = β × IB. Quindi, la tensione su R3 varia poiché la corrente di collettore passa attraverso di essa. La tensione su R3 è l'amplificata e si trova a 180° rispetto al segnale d'ingresso. Pertanto, la tensione su R3 è accoppiata al carico e l'amplificazione ha avuto luogo. Se il punto Q è mantenuto al centro del carico, avverrà una distorsione della forma d'onda minima o nulla. Il guadagno di tensione e di corrente dell'amplificatore CE è elevato (il guadagno è il fattore per cui la tensione o la corrente aumenta dall'ingresso all'uscita). È comunemente utilizzato nelle radio e come amplificatore di tensione a bassa frequenza.
Per aumentare ulteriormente il guadagno vengono utilizzati amplificatori multistadio. Sono collegati tramite condensatore, trasformatore elettrico, R-L o accoppiamento diretto, a seconda dell'applicazione. Il guadagno complessivo è il prodotto dei guadagni degli stadi individuali. La figura seguente mostra un amplificatore CE a due stadi.
