BJT - TRANSISTOR BIPOLARI

 

 CORRENTE DI BASE

Tutti i transistor al silicio vantano una caratteristica comune: il valore nominale di 0,7 V rilevabile fra gli elettrodi di base ed emittore e che, come segnalato nello schema di figura 7, si identifica con quello di barriera di un diodo.

  

Fig. 7 - La giunzione base-emittore, internamente al transistor, è assimilabile ad un diodo a semiconduttore (disegno a destra), sui cui elettrodi si misura sempre la tensione nominale di 0,7 V.

La giunzione base-emittore, infatti, si comporta come un diodo al silicio polarizzato direttamente che, pur lasciandosi attraversare dalla corrente, provoca la caduta di tensione di 0,7 V, se la corrente è debole e di 0,8 V se è più forte, mentre lo stato elettrico del collettore, in tale fenomeno, non introduce alcuna influenza. Tenendo conto della caduta di tensione di 0,7 V, appena menzionata, si valuti ora la corrente di base del transistor TR montato nel circuito di figura 6. Nel quale la tensione di base, essendo quella di alimentazione di 9 V, diminuita di 0,7 V, cioè 9 V - 0,7 V = 8,3 V, provoca, attraverso la resistenza Rb da 82.000 ohm, in accordo con la legge di Ohm: Vb : Rb = Ib

il flusso di corrente di:           8,3 V : 82.000 ohm = 0,1 mA circa

Si può così affermare che la corrente di base. nel circuito di figura 6, assume il valore di 0.1 mA.

COEFFICIENTE DI AMPLIFICAZIONE

II risultato scaturito dai precedenti calcoli conduce alla seguente considerazione: la corrente di collettore le, valutata in sede sperimentale attraverso il circuito di figura 6 nella misura di 17 mA, è di molto superiore a quella individuata matematicamente sulla base, che è di 0,1 mA. In ciò consiste l'effetto di amplificazione del transistor nel quale, una debole corrente di base, provoca una forte o, come si suol dire, una amplificata corrente di collettore.

Dividendo fra loro i valori delle due correnti, si ottiene:

Ic : Ib = 17 mA : 0,1 mA = 170

Ebbene, il valore di 170 assume il nome di "coefficiente di amplificazione del transistor".

Esso viene comunemente menzionato con la lettera alfabetica greca beta (b ).
I limiti di amplificazione di un transistor possono variare, per quanto detto in precedenza, fra un modello e l'altro pur dello stesso tipo. Nell'esperimento di figura 6, infatti, si era constatato che la corrente di collettore le poteva variare fra 10 e 20 mA per il transistor 2N1711. In questo caso, dunque, i limiti del coefficiente di amplificazione si estendono fra 100 e 200, perché: 10 mA: 0,1 mA = 100 e 20 mA : 0,1 mA = 200. Si può pertanto concludere dicendo che l'amplificazione di un qualsiasi transistor dello stesso tipo può variare notevolmente. Il modello 2N1711, ad esempio, è un transistor a medio guadagno, con coefficiente beta medio di 150.
Le varie industrie, nel qualificare i propri prodotti, citano dei valori tipici per i coefficienti di amplificazione beta. Per esempio:

Transistor

Beta Tipico

2N3055

2N1711

BC 107

BC 109

20

150

300

500

In ogni caso, il coefficiente di amplificazione beta varia col variare della corrente che fluisce attraverso la base del transistor, con la conseguenza che, ad una maggiore corrente di base, corrisponde un coefficiente di amplificazione minore e quindi un più basso potere di amplificazione del transistor e viceversa. Ma tutto ciò può essere agevolmente e rapidamente constatato con il circuito sperimentale di figura 6, mutando in questo, ovviamente, i valori ohmmici. Per esempio, diminuendo quello della resistenza di base, come accade nello schema di figura 8, in cui la Rb vale 41.000 ohm, ossia la metà del valore della resistenza Rb del circuito di figura 6. Con questa variante, infatti, la corrente di base raddoppia nella misura di 0,2 mA e raddoppia pure la corrente di collettore le, che diventa ora di 34 mA. In tal caso, la corrente che attraversa 1'emittore, che è data dalla somma di quella di base e quella di collettore (le = Ib + le), vale 0,2 mA + 34 mA = 34,2 mA.

Fig. 8 - Con questo circuito si interpreta il comportamento delle correnti di base e di collettore e, conseguentemente, quella di emittore, al variare del valore ohmmico della resistenza Rb di base.