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I TRANSISTOR sono dispositivi a semiconduttore largamente impiegati sia nell’elettronica analogica che digitale.
Essi sono la base della moderna elettronica e sono essenziali per il controllo di moltissimi circuiti o interi processori.
Al centro di uno smartphone, o di un computer infatti, si trova la CPU, ovvero l’unità di elaborazione centrale. Solo questo elemento è costituito da miliardi di transistor, una cifra che secondo la legge di Moor, raddoppia ogni 18 mesi.
Un transistor dunque è un componente elettronico molto piccolo onnipresente in ambito informatico.
Jaes, impegnata da oltre 10 anni nel settore delle forniture industriali, offre nel suo catalogo ogni tipo di scheda elettronica, PCB (Circuito stampato), PLC (Controllore logico programmabile),e DCS (Sistema di controllo distribuito), per poter realizzare sistemi di controllo industriale.
Ma che cos’è un transistor? E a che cosa serve?
Un transistor può operare in elettronica digitale, come banale interruttore, oppure può essere utilizzato in elettronica analogica per amplificare un segnale debole in ingresso in un segnale più forte in uscita.
In questo video ci concentreremo sul funzionamento del transistor a giunzione bipolare, che come potete notare, è dotato di 3 terminali, ovvero: l’EMETTITORE, la BASE e il COLLETTORE.
Esistono due tipologie di transistor bipolare: gli NPN e i PNP. La differenza richiede polarità opposte per i tre elettrodi (emettitore, base e collettore), quindi il meccanismo è contrario, ma svolgono la stessa funzione, molto utile in tanti circuiti.
Osserviamo che nel transistor, un sottile strato P leggermente drogato, si trova tra due strati N più ampi.
Si può affermare che il transistor sostanzialmente è formato dall’unione di due diodi, connessi tra loro in configurazione opposta.
In questo modo, indipendentemente da come la batteria viene collegata, uno dei due diodi si trova in una condizione di polarizzazione inversa, bloccando il flusso di corrente. Non essendoci un flusso di corrente il transistor è spento.
Ma se proviamo a connettere una seconda batteria come mostrato, con una tensione sufficiente a superare la prima barriera, otteniamo un diodo in polarizzazione diretta.
Anche in questo caso una grande quantità di elettroni migrerà dal lato N per andare ad occupare le lacune del lato P.
Proprio come in un diodo gli elettroni, una volta occupate le prime lacune, continueranno ad occupare le lacune successive grazie all’attrazione del polo positivo della batteria, permettendo così il flusso di corrente attraverso il circuito elettrico.
In questo caso però, il lato P è molto piccolo, e ben due fonti di alimentazione sono connesse all’EMETTITORE del lato N. Questo comporta che la parte P si troverà con un eccesso di elettroni, questi, non riuscendo a essere catturati tutti dal terminale positivo della seconda batteria (cioè la BASE), verranno attratti da polo positivo della prima batteria e fluiranno dal COLLETTORE chiudendo in circuito.
Guardando l’insieme, possiamo affermare che una corrente di base viene amplificata generando una corrente di collettore più elevata.
E se la corrente di base viene incrementata, la corrente di collettore aumenterà in modo proporzionale, assistiamo così ad un caso di amplificatore di corrente.
Questo tipo di transistor è chiamato transistor a giunzione bipolare, della variante NPN.
È possibile aumentare ulteriormente l'amplificazione della corrente aggiungendo in cascata altri transistor.
Il terminale base di questo transistor è connesso con il terminale emettitore dell’altro.
Un simile circuito può essere utilizzato ad esempio da un microfono, il cui segnale viene amplificato dal transistor per poter essere riprodotto da un altoparlante.
Un altro aspetto degno di nota in questi semplici circuiti è la capacità del transistor di fungere da interruttore. Infatti, a seconda se il valore di tensione della base è sufficiente o meno, il transistor può trovarsi in uno stato acceso o spento.
Per tutti questi motivi il transistor è enormemente sfruttato nel mondo dell'elettronica. I transistor mosfet, in particolare, sono il componente fondamentale per la realizzazione dell'unità centrale di elaborazione, quella che noi tutti conosciamo come CPU. Guarda il nostro video per conoscerne il funzionamento.