12.3 : Principio di Funzionamento del BJT

Un transistor a giunzione bipolare (BJT), in particolare un transistor PNP in una configurazione a base comune, amplifica o commuta efficacemente i segnali elettronici, controllando il flusso dei portatori di carica. Questa discussione si concentra sul suo funzionamento in modalità attiva.

Nella configurazione PNP, l'emettitore è fortemente drogato con portatori di carica positivi (lacune), mentre la base è leggermente drogata con portatori negativi (elettroni). Questa configurazione consente una polarizzazione diretta attraverso la giunzione emettitore-base, diminuendo la potenziale barriera e consentendo alle lacune di diffondersi dall'emettitore alla base. Queste lacune tentano quindi di attraversare verso il collettore. Durante questo viaggio, alcune lacune si ricombinano con gli elettroni della base, riducendo il numero di portatori che raggiungono il collettore e contribuendo alla corrente di base. Contemporaneamente, gli elettroni generati termicamente dal collettore si muovono verso la base, aumentando la corrente del collettore.

Il componente principale della corrente dell'emettitore sono queste lacune che diffondono. La corrente di base deriva dalla differenza tra la corrente dell'emettitore e la corrente del collettore, che è fondamentale per mantenere la neutralità della carica nella base. L'efficienza del transistor è misurata dal suo guadagno di corrente, che comprende due fattori critici: l'efficienza dell'emettitore e il fattore di trasporto di base. L'efficienza dell'emettitore indica la frazione di portatori iniettati dall'emettitore che contribuiscono alla corrente di uscita. Al contrario, il fattore di trasporto base, riflette la proporzione di questi vettori che raggiungono il collettore. Idealmente, entrambi i valori dovrebbero avvicinarsi all'unità, a significare un trasporto efficiente dei vettori e una ricombinazione minima.

Inoltre, l'eventuale corrente di dispersione tra collettore e base, quando la giunzione emettitore-base è aperta, è inclusa nel calcolo della corrente di collettore in termini di guadagno di corrente. Questa perdita denota un'inefficienza operativa, influenzando le prestazioni del transistor nei circuiti elettronici.