BJT - TRANSISTOR BIPOLARI - 5

Fra tutti i circuiti fin qui pubblicati ed analizzati per lo studio del comportamento del transistore, quello di figura 9 è certamente il più importante.

Fig. 9 - Circuito di prova sperimentale per l'esame di comportamento del transistor al variare della tensione di base applicata tramite il potenziometro P1. Con le sigle PR e PN sono indicati i due puntali ROSSO e NERO del tester. II puntale ed il corrispondente conduttore (PR), segnalati con linee tratteggiate, suggeriscono l'intervento strumentale per la seconda prova circuitale, quella della valutazione delle tensioni fra gli elettrodi di base e di emittore.

Il tester, in questa occasione commutato nella funzione di voltmetro per tensioni continue e nella scala delle poche unità di volt, non superiore comunque ai 10 V, dato che la tensione di alimentazione è derivata da una pila da 9 V, viene applicato, con i suoi puntali, agli elettrodi di collettore e di emittore del transistor TR. Il puntale positivo rosso (PR) va applicato sull'elettrodo di collettore, perché su questo è presente la tensione positiva, quello negativo, nero (PN) sul reoforo di emittore, dove è collegato il morsetto negativo della pila da 9 V, cioè dell'alimentatore VCC.

L'esperimento di figura 9 consiste nel valutare i diversi valori di tensione, rilevati sulla scala del tester, al mutare della posizione del cursore del potenziometro, di tipo a variazione lineare e del valore complessivo di 50.000 ohm, denominato P1. Il che equivale ad una attenta osservazione del comportamento del transistor TR in corrispondenza dei successivi e diversi valori delle tensioni di polarizzazione di base via via applicati su questo elettrodo del semiconduttore. Cominciamo, dunque, con il cursore di P 1 completamente posizionato sulla parte iniziale della resistenza, che sullo schema teorico di figura 9 abbiamo indicato con il numero 0. Ebbene, in tali condizioni circuitali, il transistor non può funzionare, perché essendo di tipo NPN necessita di una tensione di polarizzazione di base positiva, non di quella negativa ora applicata. Il tester, infatti, segnala il valore di tensione di 9 V, ovvero non indica alcuna caduta di tensione circuitale, testimoniando in tal modo l'assenza di scorrimento di corrente elettrica. Si suole dire che il transistor TR, non essendo percorso da corrente, si trova all'interdizione. Ecco perché, in corrispondenza del primo tratto resistivo del potenziometro P1 è stata apposta la dicitura INTERD. Procedendo ora con lo spostamento del cursore di P1 verso i numeri più alti, ci si accorgerà che i valori di tensione, segnalati dal tester, cominciano a diminuire, con l'evidente conseguenza di un iniziale passaggio di corrente attraverso il circuito. Una corrente che provoca, lungo il percorso, qualche lieve caduta di tensione.
Più precisamente, finché la tensione di polarizzazione di base rimane al di sotto del valore della tensione di barriera della giunzione di silicio di 0,7 V, il transistor TR conserva lo stato di interdizione. Non appena questa tensione supera lo 0,7 V, il transistor accenna il movimento elettronico.
Quando il cursore di P1 raggiunge il valore 4, la tensione rilevata dal tester, che viene chiamata tensione di collettore e indicata con la sigla Vc, si assesta intorno ai 4,5 V, ma diventa di soli 0,1 V con il cursore di P1 posizionato sul valore 7 e rimane ancora di 0,1 V anche salendo fino alla posizione 8 di P1. Ciò significa che, dalla posizione 7 in poi, la base del transistor rimane correttamente polarizzata e TR diviene conduttore. La corrente ora scorre agevolmente attraverso la resistenza di collettore Rc e fra gli elettrodi di collettore ed emittore di TR.
Si suole dire che, in queste condizioni elettriche, il transistor raggiunge la saturazione. Sulla zona corrispondente del potenziometro (7 - 8), infatti, è stata riportata la dicitura SATUR.
Attraverso l'esperimento così condotto, il transistor TR si è trovato nelle sue tre zone principali di comportamento:

INTERDIZIONE (Vc = 9 V)

CONDUZIONE (Vc < 9 V)

SATURAZIONE (Vc = 0,1 V)  

Una seconda, interessante prova, consiste nell'applicare i puntali del tester fra base ed emittore di TR, come suggerito tramite l'indicazione punteggiata in figura 9, ovvero collegando il puntale positivo rosso (PR) sulla base e mantenendo ancora quello negativo nero (PN) sulla linea di alimentazione negativa. Il tester, per questo ulteriore esame del transistor, va commutato sulla scala di 2 V f.s. Ovviamente, il cursore di P1 va riportato sulla posizione 0 e poi lentamente spostato verso i valori più alti. Il risultato è il seguente: l'indice dello strumento si sposta da 0 V verso 0,6 V assai rapidamente, per rimanere poi immobile fra i valori di 0,7 V e 0,8 V. Altra prova, da effettuare con il progetto di figura 9, consiste nel sostituire la resistenza di collettore Rc con una lampadina a filamento da 12 V - 0,1 A, per constatare come varia la luminosità di questa durante gli spostamenti del cursore del potenziometro P1. Concludiamo ricordando che la resistenza R1 assume la funzione di elemento di limitazione della corrente di base, quando il cursore di P1 è completamente spostato verso la posizione 8. In questa posizione del cursore del potenziometro la corrente di Ib vale:

9 V : 820 ohm = 10 mA circa