I transitor

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I transistor Così come il carbone è stato il motore della prima rivoluzione industriale, la scoperta dei semiconduttori ha permesso il realizzarsi della “rivoluzione elettronica”. La loro caratteristica fondamentale è quella di avere un grado di resistività intermedio tra i conduttori e gli isolanti. La caratteristica che ha reso i semiconduttori elementi ideali per le applicazioni elettroniche è la possibilità di controllare il loro grado di resistività o di conduttività tramite il drogaggio, cioè l’aggiunta di impurità che modificano la composizione dell’elemento base. Il semiconduttore più utilizzato, anche perché presente in quantità quasi illimitata nella superficie terrestre, è il silicio. I semiconduttori sono infatti alla base dei transistor, i quali sono formati da due giunzioni p-n ravvicinate. Le giunzioni p-n sono formate dall’unione di due tipi di silicio drogati in maniera diversa: · Il silicio di tipo “p”, in cui l’impurità, costituita da boro e indio, rende disponibile una lacuna (portatrice di carica positiva). · Il silicio di tipo “n” in cui l’impurità, costituita da arsenico e fosforo, liberano un elettrone (particelle portatrici di carica negativa). Il fenomeno avviene perché il silicio ha 4 elettroni nella sua orbita più esterna, mentre il fosforo ne ha 5. Quindi se il silicio puro viene drogato con lo 0,001 2048i fosforo, ogni 100.000 atomi si avrà un elettrone in più di quanti se ne avrebbero se il silicio fosse stato puro. Schematicamente: Ponendo due giunzioni p-n a breve distanza si può realizzare un dispositivo che emula in qualche modo il comportamento del triodo a vuoto, che costituisce la base di circuiti amplificatori e di micro-interruttori; questo dispositivo prende il nome di transistor bipolare. Il transistor bipolare è composto da una sottile regione n inserita tra due regioni p. La regione intermedia n viene chiamata base del transistor, mentre le due regioni p vengono chiamate rispettivamente emettitore e collettore. La concentrazione di lacune nell’emettitore è maggiore della concentrazione di elettroni nella base. Se applichiamo una piccola d.d.p. tra emettitore e base in polarizzazione diretta, e una d.d.p. maggiore tra base e collettore in polarizzazione inversa, abbiamo un flusso di elettroni dalla base all’emettitore e un flusso di lacune tra l’emettitore e la base, mentre fra base e collettore non vi è passaggio di elettroni né di lacune. ( per la spiegazione di questo fenomeno rifarsi alle figure precedenti ). Tuttavia, se la base è sufficientemente sottile, nell’ordine di qualche micrometro, le lacune che vi penetrano dall’emettitore possono giungere alla seconda giunzione prima di ricombinarsi: qui passano facilmente al collettore. Quindi una piccola d.d.p. fra emettitore e base può controllare una consistente corrente fra emettitore e collettore, proprio come nel triodo a vuoto avveniva con una piccola d.d.p. tra la griglia e il catodo. Però il transistor presentava molti vantaggi rispetto alla valvola, tra i quali abbiamo: · minor costo e ingombro · maggior affidabilità · minor assorbimento di energia elettrica (segue nel file da scaricare)