Appunti Elettronica analogica - Modulo 2

Riepilogo del BJT:

• Funziona come transfer-resistor
• Resistenza controllabile attraverso le tensioni
• V_BE = V_B - V_E

Dispositivo a 3 terminali (b_S < b)

Trans. non in regione normale → c permette l'uscita I_C e I_A

2 funzioni k-n con la regione p in comune

N_BE ≠ N_B ≈ N_DC

Se V_BE = V_C - V_E

V_CE = V_C - V_E

V_BC = V_B - V_C = V_BE - V_CE

I_C è primaria ed è in funzione di V_BE guida con una relazione con l'esponenziale

W_B molto piccolo (~1/10) µm

Perimetro di giunzione piccolorispetto a base e collettore

Anche microelettriche esula se è inappibile un effettoavere 2^a dimensione

Le W_B piccole fa sì che le sue funzioni interagiscono tra di loroe quindi avremo le dipendenze da V_BE

Riporta nominale

→ V_BE ≈ V_BE^ON tipico del dispositivo(0,7/0,8 V)

V_BC < V_BC^ON → generalmente V_BC < 0

Le altre condizioni non servono per il funzionamento comeamplificatore dominio per il dispositivo

Il flusso + importante è quello di - , le lacune varioda B a E in parte si accumulano avanti un cammino → si attrarre me

In maggiore perciò si lo le coincide (^polyspcire)Io maggior parte da B lo le coincide le fo 3

produce bordo per lo scopo (approx. V_BE ≈ 1 V _E)

→ Modellazione onda V_BE ex. → produzione del flusso dei elettroni

V_BE estrada è nello regione inosticka → E che èfondamentale al passaggio di E dove base* el collettore * potenziali

Similitudine all meccanismo del TR (* equ. quando allí circoli

Caratteristica i-V in regione attiva diretta

V_BE è variabile ⇒ I_C = f(V_BE)

V_BE viene fatto variare da 0.5 a 10.5V (parametro fisso)

Siamo in regione normale (V_BE > V_BEon, V_BC < 0)

quindi ca. con ca. ca.

i_C ≈ I_S(e^V_BE/v_T)

Ci aspettiamo un grafico esponenziale con i_C non dipenda da altre tensioni (ad es. V_CE)

Verifichiamo con una simulazione col modello variegato ma assicurando il regime di funz. in pol. attiva diretta

Configurazione ad emettitore comune (emettitore connesso a nodo di riferimento)

In questo caso si hanno 2 porte

• BE a cui imponiamo una tensione V_BE dove scorre i_B
• CE dove imponiamo una tensione V_CE dove scorre i_C

Si nota che l'emettitore è in comune a tutte e due le porte

ULTERIORE SEMPLIFICAZIONE

Si può fare un'ulteriore semplificazione.

Al posto del DIODO a GIUNZIONE, che ha una tensione ai suoi capi quasi fissa a V_BE^ON = 0.7 V

essendo che la tensione V_BE varia poco possiamo sostituirlo il diodo con un GENERATORE di TENSIONE.

Avendo FISSATO V_BE, allora a questo punto possiamo solo dire che i_C = β i_B, ma non la relazione esponenziale.

Essendo che abbiamo un modello equivalente ad un altro modello equivalente che nulla differente fra di loro

V_BE viene fissato e quindi possiamo un'informazione di i_C

in funzione di V_BE. Sarebbe come dire che il TRANSISTOR

può emettere SOLO UN VALORE della CORRENTE i_C (Cosa NON vera).

Rimase solamente la relazione di prop. diretta con i_B.

NON BISOGNA FARE CONFUSIONE CON I MODELLI.

Nel caso di analisi di pol. costante

In questo caso bisogna fare alcune ipotesi:

• V_CE ≈ V_BE^ON = 0.7 V (Vedere più comina)
• I_C = βi_B e I_E = (β+1) i_B Ipotesi sui punti infunzione
• con I_E = I_C + i_B in regione attiva diretta

A posteriori dovremo verificare che le ipotesi sono comunque vere.

Questo verificherà che sia positiva in un'altra.

Vin + VR1 + VD = 0

che porta così una C.D.T. sul top:

V1 > -VD_ON → OFF. → I_D ≅ 0 → V_R1 ≅ 0 → Vin ≅ V_D^ON

V1 < -VD_ON → ON → I_D ≫ 0 → V_D ≅ VD_ON^* = V_out

Oppure

Se casualità Vin > V_D2^ON allora il primo diodo D1 è ON ma s'incanala e il diodo D2 è interdetto

Analogamente, se Vi < V_D2^ON allora D1 è INTERDETTO

Un diodo limita i livelli positivi ai uscita mentre l'arm i livelli negativi

C.O.T.

eq.ne dei diodi:

se Vin > V_D1^ON → D1 ON, D2 OFF

i_di = Vin - V_D1 - V_i

→ V_out = V_D1^ON + V_i

→ Vin = VB&sub2;V_in Vin < V_out→ Vin = V_in

Si ha I_c = I_g e^V_CE/V_T(1+V_CE/V_A)

Si nota come, per V_BE = V_AE la corrente I_c si ANNULLI

In realtà si definisce β_F in relazione a V_CE e quindi β_F = β_FO(1+V_CE/V_A)

Oppure β_F rappresenta l'espressione LINEARE di I_c/I_B rispetto V_CE

Si nota però che I_B diventa INDIPENDENTE da V_CE

I_B = I_C/β_F = I_S e

Nel caso in cui elaboriamo BJT 2N2222 A V_AE = 24V Tradizionalmente operiamo voi alto perche lo CARATTERISTICA

diventano PIATTA

β_FO è invece 200

Per circuiti ad alta frequenza entrano in gioco altri effetti

Processo di Fabricazione GIUNZIONE PN

Si parte da un wafer a dopaggio N

• Crescita di SiO₂
• Fotoresist
• Applicazione di una maschera a mezzo di una regione e le prenette cui illuminare il resist
• Si toglie la maschera e si usa una solvente per togliero il resine e si le aperte una finestra su SiO₂
• Attacco Acido per rimuovere SiO₂
• Si rimuove tutto il fotoresist
• Si introducono più atomi atomi altre tipo
• che differiscono abbastanza alle alte prof

questa vasca risolvato di B_LBL che per di jars guinea Si piscina _P il bono principale insieme (il banco soprastato e il barvo o una fascia a dopaggio P sul wafer

Abbiamo quindi realizzato UNA GIUNZIONE (ad es. CE)

Si accende quindi la J_BC e la V_CE SATURA ad un valore quasi nullo.

Ulteriori incrementi di V_BE non fanno altro che spingere ancora il BJT in regime di saturazione.

Per applicazioni di amplificazione devi reperire sino che l’amplificazione è "h_FB = β". V_BE è la tensione continua RISPETTO al punto di riposo.

Il punto di riposo RICHIEDE corrisponde con un VALORE INTERMEDIO tra il valore di SPEGNIMENTO e il valore di SATURAZIONE.

Per V_CE scegliere il punto di riposo per es. 5V.

Se vogliamo una relazione LINEARE dobbiamo stare in un intervallo MOLTO RISTRETTO di V_BE in cui la relazione tra V_BE e V_CE è QUASI LINEARE.

ESEMPIO: circuito di polarizzazione

Analisi del circuito di polarizzazione (non ci sono CAP).

Partiamo da una ipotesi (per fare calcoli a mano):

• V_BE = 0.7V (nel caso di BJT usato per ampl.) ai FINI DI una
• V_CE < V_BE < V_RE + V_EE = 0

Qui possiamo dire che I_C < I_Se^V_BE/V_T e I_C = βI_B

Assegnare dei parametri al modello

• I_S = 2FA = 2(10^-15 αe Concentrazione Clonazionale)
• βF = 85 (nominal valore tra 70 e 100) → plausibile per circ. init.

Per studiare il circuito a riposo useremo il modello non linea

• Usiamo es. oltre es. ai Kirchhoff delle tensioni
• modo di polar. rete eventi.

V_I - R_IB - V_BE - R_IE - V_EE = 0