Descarregar extracte - e-BUC

242 Dispositius electrònics i fotònics5.1.1 Principi de funcionamentQuan el transistor es fa servir com a amplificador es polaritza el díode d'emissor en directa iel de col·lector en inversa. Aquesta polarització s'anomena activa i és la que consideraremara. Convé recordar de la teoria de la junció PN que amb una polarització directa cada regióinjecta els seus portadors majoritaris a la regió adjacent, de forma que a l'inici d'aquestasegona regió, just en la frontera amb la zona de càrrega d'espai (ZCE), la concentració delsminoritaris injectats és m 0 exp(V D /V t ), essent m o la concentració de minoritaris en aquestaregió en condicions d'equilibri tèrmic i V D la tensió de polarització de la junció. Quan unajunció es polaritza en inversa el camp elèctric a la ZCE augmenta i domina el transport deminoritaris d'una regió a l'altra. Si la polarització és prou negativa, la concentració d'aquestsa la frontera amb la ZCE s'anul·la.Analitzem ara els corrents que circulen en el transistor. Com que la junció emissora està endirecta, l'emissor N injecta electrons a la base P, i aquesta injecta forats l’emissor N. Lateoria de la junció PN mostrava que si el dopat de la regió N és molt més gran que el de laP, el corrent d'electrons a través de la ZCE de la junció serà molt més gran que el de forats.Aquesta relació entre corrents és la que es representa a la figura 5.2. Per altra banda, comque la junció col·lectora està polaritzada inversament, la concentració d'electrons a la regióP en el punt l B , frontera amb la ZCE de col·lector, serà zero. Per tant, a la regió neutra de labase P del transistor hi haurà una diferencia de concentració d'electrons entre els punts 0 B(frontera amb la ZCE d'emissor) i l B , diferència que originarà un flux d'electrons per difusiódes de la part de l'emissor cap a la part de col·lector. Quan aquests electrons arribin a laZCE del col·lector el camp elèctric present en aquesta regió els arrossegarà de la base capal col·lector. El corrent de forats en aquesta segona junció serà pràcticament nul perquèestà polaritzada inversament i no hi ha quasi forats a la part N del col·lector.Una part dels electrons que es traslladen per difusió a través de la base des de l’emissorcap al col·lector es recombinaràn. Es el corrent anomenat I r en la figura 5.2. En règimestacionari ha d'entrar pel terminal de base un corrent de forats igual al d'electrons que esrecombinen, ja que si no els forats de la base s'acabarien esgotant. Per la mateixa raó pelterminal de base han d'entrar els forats que la base injecta a l’emissor, i han de sortir-ne elspocs forats que el col·lector injecta a la base.A partir d'aquestes corrents elementals, i prenent com a positius els sentits de I E i I Crepresentats en la figura 5.2, podem escriure:IE= I + I I = I + I I = I + I − I(5.1)EnEpCCnCpBrEpCpon el subíndex E significa emissor, C col·lector i B base, i l'altre subíndex indica n percorrent d'electrons i p per corrent de forats. Si tenim en compte que en un transistor NPNnormal el corrent I En és molt més gran que I Ep i que I r , resulta que:IEEnEsVBE/ VtCCnEVBE/ VtEse≅ I = I ( e −1)I ≅ I ≅ I ≅ I(5.2)que indica que el corrent de col·lector es controla per la tensió de polarització de la juncióemissora i és independent de la polarització de la junció col·lectora, mentre el transistorestigui polaritzat a la regió activa. Aquesta propietat s'anomena efecte transistor. Noteu quesi es substitueix el transistor per dos díodes en oposició amb un tercer terminal entre els dos© Els autors, 2006; © Edicions UPC, 2006