Diodi-BJT-Operazionali

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corrente Ib (ci spostiamo a destra di A). Diminuendo Vcc e quindi Vce ci sposteremo a sinistra di A. Avremo ancora Ic = 4 mA finché il valore troppo basso di Vce non farà si che la giunzione BC non sarà più polarizzata inversamente. Da questo punto, in cui inizia la zona di saturazione, non si avrà più Ic = HFE∙IB e diminuendo ulteriormente Vce anche la corrente Ic comincerà a scendere fino al punto in cui avrà Vce = 0 e Ic = 0. Ripetendo le medesime operazioni, avendo prima diminuito Vbb in modo tale da avere ad es. Ib = 20 µA, si avrà una curva simile alla prima ma con Ic = HFE∙IB = 2 mA nel tratto al di fuori della zona di saturazione. Diminuendo ulteriormente Vbb ad un certo punto si avrà che la giunzione BE non sarà più in conduzione e si avrà IB = 0 e IC 0 (zona di interdizione). Riassumendo, si hanno le seguenti tre situazioni giunz. BE giunz. BC Zona Lineare Polarizzata direttamente (in conduzione) Polarizzata Inversamente SI Saturazione Polarizzata direttamente (in conduzione) Polarizzata Direttamente NO Interdizione Polarizzata inversamete (non in conduzione) Polarizzata Inversamente NO E’ necessario osservare che Ic non si mantiene perfettamente costante, ma aumenta leggermente Ic = HFE∙Ib Ib=0; Ic=0 all’aumentare di Vce. Tale variazione può essere spiegata in questo modo: l’aumento di Vce e quindi della polarizzazione inversa della giunzione BC, provoca l’estensione della zona di svuotamento all’interno della base; la larghezza della base, utile per le ricombinazioni, risulta di fatto ridotta e ne consegue un aumento di Ic (effetto Early). Appunti di elettronica Rev. 1.0, Pag.12 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
Polarizzazione e stabilizzazione dei BJT Polarizzare un BJT significa fare in modo che le tensioni e le correnti del Punto di riposo, (Ib, Ic, Vce, Vbe) siano quelle volute dal progettista. La polarizzazione é ottenuta tramite particolari reti elettriche che sono dette reti di polarizzazione. In un BJT i fattori che influenzano il punto di lavoro o punto di riposo sono principalmente: l'invecchiamento dei dispositivi e la forte dispersione delle caratteristiche, ovvero la forte variabilità delle caratteristiche da BJT a BJT, anche se nominalmente sono dello stesso tipo. Dal motivo che il punto di riposo può variare nasce la necessità di stabilizzare il punto di riposo. Le reti di polarizzazione devono garantire che il punto di riposo si sposi il meno possibile e comunque entro limiti prefissati. Fra i coefficienti di stabilizzazione si elenca: il coefficiente di stabilità in corrente: S ≈ ΔI esso C I ΔI CB0 rappresenta la variazione della corrente Ic dovuta alla Icbo. Icbo varia al variare della temperatura. Zone di funzionamento del BJT In estrema sintesi il BJT puo operare in tre diverse regioni di funzionamento: - Regione attiva, in cui il BJT si comporta da amplificatore di corrente, ossia in cui la corrente di uscita, Ic, e proporzionale alla corrente d'ingresso, Ib. - Regione di saturazione, in cui il BJT si comporta come un interruttore chiuso i cui estremi sono collettore ed emettitore. - Regione di interdizione, in cui il BJT si comporta come un interruttore aperto i cui estremi sono collettore ed emettitore. Amplificatore a BJT: generalità Interessandoci gli amplificatori e evidente che il BJT dovrà essere innanzitutto polarizzato in regione attiva e per far ciò sarà necessario ricorrere ad un opportuno circuito di polarizzazione. Si dovrà anche garantire che il punto di lavoro del BJT rimanga il più possibile fisso nella posizione imposta dal progettista, per evitare che spostandosi si posizioni in una zona in cui il BJT non opera più da amplificatore. B R1 R2 RC RE Q Fig.3 rete di autopolar. Rb Vb Rc Re Fig.4 circuito equivalen. con conseguente diminuzione della Ic. Circuito di polarizzazione automatica a partitore di tensione Tra i vari circuiti di polarizzazione adottati, il più usato nei circuiti a componenti discreti e il circuito di polarizzazione automatica a partitore di tensione, la cui struttura si può vedere in Fig. 3. L'effetto di stabilizzazione del punto di lavoro e prevalentemente dovuto alla resistenza Re presente sull'emettitore. Infatti si supponga un aumento della corrente di collettore Ic, di conseguenza aumenterà la tensione VRE; ma dato che il nodo B é potenziale fisso (dato dal partitore R1-R2) la VBE tenderà a diminuire. Una diminuzione della VBE porterà ad una diminuzione della Ib Applicando il teorema di Thevenin fra la base del bjt e la massa il circuito diventa quello di Fig.4, in cui: Appunti di elettronica Rev. 1.0, Pag.13 PDF created with pdfFactory trial version www.pdffactory.com
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