LE RETI DI POLARIZZAZIONE DI UN
TRANSISTOR
a cura del Prof. Chirizzi Marco
www.elettrone.altervista.org
2010/2011
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[LE RETI DI POLARIZZAZIONE DI UN TRANSISTOR]
Reti di polarizzazione di un transistor
Rete di polarizzazione di base con due alimentazioni
Le reti di polarizzazione, se opportunamente dimensionate, permettono al transistor di funzionare
correttamente nella zona attiva. In figura 1 è riportato il circuito di polarizzazione di base per
transistor npn, alimentato da due generatori.
Figura 1. Circuito di polarizzazione di base per transistor npn con due alimentazioni.
Mediante le equazioni di Kirchhoff applicate alla maglia d’ingresso e alla maglia d’uscita, si
ricavano le espressioni matematiche per il dimensionamento dei resistori
. Partendo
dall’analisi matematica della maglia d’ingresso, in cui compaiono il generatore di tensione
resistore
dove
e la giunzione base – emettitore del BJT, si può scrivere l’equazione:
, sono rispettivamente la corrente di base e la tensione tra base ed emettitore del BJT.
Supponendo di conoscere il valore di
2
(
), dall’equazione scritta sopra si ottiene:
il
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La maglia d’uscita è composta di un generatore di tensione
, di un resistore
e di una
giunzione collettore – emettitore del BJT. Dall’equazione di Kirchhoff
si ricava l’espressione per il dimensionamento del resistore
dove
, ossia:
sono rispettivamente la corrente di collettore e la tensione tra collettore ed emettitore
del BJT.
Rete di polarizzazione di base con una alimentazione
Un modo più conveniente di realizzare la polarizzazione di base del BJT è quello di alimentare il
circuito ricorrendo ad un solo generatore di tensione ( vedi figura 2 ).
Figura 2. Circuito di polarizzazione di base per transistor npn con una alimentazione.
Come si può notare, le due maglie elettriche hanno in comune il resistore
e la tensione
Applicando il secondo principio di Kirchhoff, si ha:
Da cui si ricavano le formule per il dimensionamento della rete di polarizzazione di base, ossia:
3
.
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La rete di autopolarizzazione
La rete di autopolarizzazione ( vedi figura 3 ), a differenza della rete di polarizzazione di base,
permette di stabilizzare il punto di lavoro del BJT. Il principio di funzionamento si spiega come
segue: se la temperatura del BJT aumenta, inevitabilmente il guadagno statico di corrente
tende ad aumentare. In zona attiva vale la relazione:
pertanto aumenta anche l’intensità della corrente di collettore. Essendo la corrente di collettore
circa uguale alla corrente di emettitore
resistore
, anche il valore di quest’ultima e della tensione ai capi del
sono destinati ad aumentare. In base al secondo principio di Kirchhoff applicato alla
maglia composta dagli elementi
giunzione base – emettitore del BJT, si deduce che la
somma algebrica delle tensioni ivi impresse è uguale a zero. Siccome la tensione
può che diminuire la tensione
in moto tale che la somma delle tensioni
uguale a zero.
Figura 3. Circuito di autopolarizzazione.
4
aumenta, non
sia
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Facendo riferimento alla curva caratteristica d’ingresso del BJT ( vedi figura 3 ), si può capire quale
sia la conseguenza della diminuzione di
corrente di base
, ossia diminuisce anche il valore dell’intensità della
con conseguente diminuzione dell’intensità della corrente di collettore
.
Diminuisce
Diminuisce
Figura 4. Curva caratteristica d’ingresso del BJT.
Riassumendo, se la temperatura aumenta,
diminuisce assumendo il valore iniziale.
5
tende ad aumentare ma immediatamente dopo
