Un transistor è un dispositivo che viene utilizzato per regolare il flusso di corrente e tensione in un circuito. Funge da interruttore o cancello per segnali elettronici. Un transistor è costituito da tre strati di materiale semiconduttore come il silicio o il germanio da tre terminali. Quando una corrente o una tensione viene applicata a una coppia di terminali a transistor, controlla la corrente attraverso l'altra coppia di terminali. Un transistor è un'unità di base in un IC.
Transistor NPN
PER Transistor a giunzione bipolare (BJT) è un tipo di transistor che utilizza elettroni e portatori di carica a lacuna mentre Field Effect Transistor (FET) utilizza un solo tipo di portatore di carica. BJT utilizza due giunzioni formate tra i semiconduttori di tipo p e di tipo n per il suo funzionamento. Questi sono disponibili in Tipi NPN e PNP . I BJT sono usati come amplificatori e interruttori nei circuiti elettronici.
Transistor NPN e PNP
Cos'è un transistor da valanga?
Un Il transistor da valanga è un transistor a giunzione bipolare . Questo opera nella regione delle sue caratteristiche di corrente di collettore o di tensione da collettore a emettitore oltre la tensione di rottura da collettore a emettitore, chiamata regione di rottura da valanga. Questa regione è caratterizzata dal fenomeno del distacco da valanghe.
Avalanche Breakdown
Quando un semiconduttore di tipo p e di tipo n entra in contatto, una regione di svuotamento si forma attorno alla giunzione p-n. La larghezza della regione di svuotamento diminuisce con l'aumento della tensione di polarizzazione di inoltro, mentre la regione di svuotamento aumenta in condizioni di polarizzazione inversa. La figura seguente mostra le caratteristiche I-V di un file giunzione p-n in condizione di polarizzazione di inoltro e polarizzazione inversa .
Avalanche Breakdown
Qui la figura dimostra che la corrente attraverso il semiconduttore aumenta con un aumento del livello di tensione nel bias di inoltro. Inoltre, vi è una certa corrente minima che scorre attraverso la giunzione p-n sotto polarizzazione inversa. Questa corrente è chiamata corrente di saturazione inversa (Is).
Nella fase iniziale la corrente di saturazione inversa Is è indipendente dalla tensione applicata, ma al raggiungimento di un punto particolare la giunzione si rompe portando al forte flusso di corrente inversa attraverso il dispositivo. Questo perché all'aumentare della tensione inversa aumenta anche l'energia cinetica del portatore di carica minoritario. Questi elettroni in rapido movimento entrano in collisione con gli altri atomi per eliminare altri elettroni da essi.
Gli elettroni così rilasciati rilasciano ulteriormente molti più elettroni dagli atomi rompendo il legame covalente. Questo processo è noto come moltiplicazione della portante e questo porta ad un notevole aumento del flusso di corrente attraverso la giunzione p-n. Questo fenomeno è chiamato Avalanche breakdown e la tensione è chiamata Avalanche breakdown voltage (VBR).
La rottura della valanga si verifica nella giunzione p-n leggermente drogata quando la tensione inversa aumenta oltre i 5V. Inoltre, è difficile controllare questo fenomeno poiché il numero di portatori di carica generati non può essere controllato direttamente. Inoltre, la tensione di rottura da valanga ha un coefficiente di temperatura positivo, il che significa che la tensione di rottura da valanga aumenta con l'aumento della temperatura di giunzione.
Generatore di impulsi a transistor da valanga
Il generatore di impulsi è in grado di generare un impulso con un tempo di salita di circa 300ps. Pertanto, è molto utile per misurare la larghezza di banda e viene utilizzato anche in progetti che richiedono un impulso con un tempo di salita rapido. È possibile utilizzare un generatore di impulsi per calcolare la larghezza di banda di un oscilloscopio. Un vantaggio del generatore di impulsi a transistor da valanga è che è un modo molto più economico rispetto all'utilizzo del metodo 3D che richiede un generatore di funzioni ad alta frequenza.
Generatore di impulsi a transistor da valanga
Il circuito sopra è uno schema per il generatore di impulsi a transistor da valanga. Questo è un circuito sensibile e ad alta frequenza con chip LT1073 e transistor 2N2369. Questo circuito utilizza la proprietà di rottura del transistor.
Chip normali come Chip di 555 ore oppure le porte logiche non possono produrre impulsi con un tempo di salita veloce. Ma un transistor da valanga aiuta a produrre tali impulsi. Un transistor da valanga necessita di un convertitore da 90 V supportato dalla circuiteria LT1073. Il 90V è alimentato al resistore 1M che collega il transistor 2N2369.
Il transistor è collegato a un resistore da 10K, quindi 90V non può attraversarlo direttamente. La corrente viene quindi immagazzinata nel condensatore 2pf. Il transistor ha una tensione di rottura di 40 V mentre è alimentato a 90 V CC. Pertanto il transistor si romperà e la corrente dal condensatore si scaricherà nel collettore di base. Questo crea un impulso con un tempo di salita molto veloce. Questo non dura a lungo. Il transistor si riprende molto rapidamente e diventa non conduttivo. Il condensatore si caricherà di nuovo e il ciclo si ripete.
Multivibratore monostabile
PER multivibratore monostabile ha uno stato stabile e uno quasi stabile. Quando un trigger esterno viene applicato al circuito, il multivibratore salterà da uno stato stabile a uno stato quasi. Dopo un periodo di tempo, tornerà automaticamente a uno stato stabile senza alcun trigger esterno. Il periodo di tempo necessario per tornare allo stato stabile dipende dagli elementi passivi come resistori e condensatori utilizzati nel circuito.
Multivibratore monostabile
Funzionamento del circuito
Quando non vi è alcun trigger esterno al circuito, un transistor Q2 sarà in stato di saturazione e l'altro transistor Q1 sarà in stato di interruzione. Q1 è posto a potenziale negativo fino a quando non interviene il trigger esterno. Una volta alimentato il trigger esterno all'ingresso, Q1 si accenderà e quando Q1 raggiunge la saturazione il condensatore che è collegato al collettore di Q1 e alla base di Q2 farà spegnere il transistor Q2. Questo è uno stato di spegnimento del transistor Q2 chiamato astable o quasi-state.
Quando il condensatore si carica da Vcc, il Q2 si accenderà di nuovo e automaticamente Q1 si spegnerà. Quindi, il tempo impiegato dal condensatore per caricarsi attraverso il resistore è direttamente proporzionale allo stato stabile del multivibratore quando viene applicato un trigger esterno.
Caratteristiche del transistor da valanga
Il transistor da valanga ha caratteristiche di guasto quando azionato in polarizzazione inversa, questo aiuta nella commutazione tra i circuiti.
Applicazioni del transistor da valanga
- Il transistor da valanga viene utilizzato come interruttore, amplificatore lineare nei circuiti elettronici.
- La principale applicazione dei transistor da valanga è la generazione di impulsi con tempi di salita molto rapidi, che vengono utilizzati per generare l'impulso di campionamento in un oscilloscopio di campionamento commerciale.
- Una possibilità interessante è un'applicazione come file amplificatore in classe C. . Ciò comporta la commutazione del funzionamento di un transistor da valanga e dovrebbe utilizzare l'intero intervallo di tensione del collettore piuttosto che solo una piccola parte di esso.
Quindi, tutto questo riguarda le caratteristiche dei transistor Avalanche e le sue applicazioni. Ci auguriamo che tu abbia una migliore comprensione di questo concetto. Inoltre, eventuali dubbi in merito a questo concetto o da attuare progetti di elettronica per favore, dai i tuoi preziosi suggerimenti commentando nella sezione commenti qui sotto. Ecco una domanda per te, Cos'è un transistor da valanga?
