Oggi presentiamo un articolo sui transistor in elettronica, e spiegheremo come funziona la polarizzazione di un transistor di amplificazione.
Un amplificatore è un dispositivo elettronico che può aumentare la potenza di un segnale, il che significa che il segnale che esce da un amplificatore ha più potenza del segnale che è stato in esso iniettato.
Ora, un amplificatore non può magicamente creare nuova potenza dal nulla, non è fisicamente possibile: dovremo ottenere tale comportamento in un’altra maniera. L’amplificatore funziona assorbendo energia elettrica da una fonte separata e quindi utilizza tale potenza per incrementare l’ampiezza della tensione o della corrente di un segnale. Esiste un’ampia varietà di progetti di circuiti amplificatori che utilizzano transistor. ma sono tutti basati su una delle tre configurazioni di base: collettore comune, base comune ed emettitore comune.
Il nome di ciascuna di queste configurazioni indica quale dei tre terminali del transistor è collegato a massa, mentre gli altri due terminali servono come ingresso e uscita dell’amplificatore. Ogni configurazione può fornire diverse quantità di tensione o guadagno di corrente e presentare caratteristiche di impedenza di ingresso e uscita diverse.
Collettore comune
Nella configurazione del collettore comune, il terminale del collettore è collegato a una tensione fissa comune mentre il segnale di ingresso viene inviato al terminale di base e l’uscita proviene dall’emettitore. Il disegno è semplificato per chiarire il concetto: in pratica, tutte queste configurazioni richiederanno componenti aggiuntivi non mostrati qui per polarizzare correttamente il transistor. In breve, occorre configurare il transistor con la corretta condizione operativa per mantenerlo nella regione attiva, in modo che possa essere utilizzato per amplificare un segnale di ingresso.
La configurazione con collettore comune viene spesso chiamata emitter follower o voltage follower poiché la tensione di uscita dall’emettitore corrisponderà approssimativamente o seguirà la tensione dell’ingresso. Questo circuito non fornisce alcun guadagno di tensione. Tuttavia, la configurazione a collettore comune può fornire un notevole guadagno di corrente, cosa che lo rende ideale per l’uso come un buffer di tensione.
Un buffer di tensione è utile per collegare una sorgente di segnale con un’alta impedenza di uscita a un circuito di carico che ha una bassa impedenza di ingresso, per impedire al carico di influenzare il comportamento della sorgente. La configurazione del collettore comune ha un’impedenza di ingresso elevata e un’impedenza di uscita bassa, cosa che gli consente di colmare la differenza di impedenza tra gli elementi del circuito.
Base comune
La configurazione a base comune è probabilmente la meno utilizzata delle tre. In essa, il terminale di base è legato a un riferimento fisso, il terminale di emettitore riceve il segnale di ingresso e il collettore riproduce l’uscita.
La configurazione a base comune ha un’impedenza di ingresso bassa e un’impedenza di uscita elevata che lo rende utile come buffer di corrente.
Può fornire una ragionevole quantità di guadagno di tensione mantenendo la corrente di uscita approssimativamente uguale alla corrente di ingresso.
Emettitore comune
La terza e ultima configurazione del transistor è l’emettitore comune. Come suggerisce il nome, l’emettitore è legato a una tensione fissa comune. Il segnale di ingresso viene applicato alla base e l’uscita viene prodotta sul terminale del collettore.
Il circuito dell’emettitore comune è il più popolare dei tre schemi a transistor perché è adatto per amplificare le tensioni. Inoltre, è in grado di fornire guadagno ben definito. L’emettitore comune ha una caratteristica: il suo segnale di uscita sarà una versione invertita o capovolta del segnale di ingresso.
Poiché l’emettitore comune è la configurazione più popolare, approfondiamo un po’ il discorso per vedere come funziona. Non mostreremo come progettare da zero un amplificatore a transistor, ma definiremo i meccanismi di base di un amplificatore a emettitore comune per offrire una descrizione ad alto livello di come funzioni.
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Luigi_Morelli
Definire ciò che si è non risulta mai semplice o intuitivo, in specie quando nella vita si cerca costantemente di migliorarsi, di crescere tanto professionalmente quanto emotivamente. Lavoro per contribuire al mutamento dei settori cardine della computer science e per offrire sintesi ragionate e consulenza ad aziende e pubblicazioni ICT, ma anche perche’ ciò che riesco a portare a termine mi dà soddisfazione, piacere. Così come mi piace suonare (sax, tastiere, chitarra), cantare, scrivere (ho pubblicato 350 articoli scientfici e 3 libri sinora, ma non ho concluso ciò che ho da dire), leggere, Adoro la matematica, la logica, la filosofia, la scienza e la tecnologia, ed inseguo quel concetto di homo novus rinascimentale, cercando di completare quelle sezioni della mia vita che ancora appaiono poco ricche.