12.1 : Transistor a Giunzione Bipolare

I transistor a giunzione bipolare (BJT) sono elementi essenziali nei circuiti elettronici e svolgono un ruolo cruciale nella funzionalità di amplificatori, memorie e microprocessori. Questi transistor possono essere progettati come NPN o PNP in base ai loro schemi di drogaggio. Sono costituiti da tre strati: emettitore, base e collettore. La configurazione di questi strati e i rispettivi livelli di drogaggio, con impurità di tipo N o di tipo P, definiscono il tipo di transistor e le sue caratteristiche operative.

La struttura di un BJT prevede due giunzioni p-n, formando una configurazione a sandwich in cui l'emettitore è fortemente drogato per iniettare portatori nella base, che è moderatamente drogata e molto sottile. Questo design garantisce un trasporto efficiente del supporto attraverso il dispositivo. Il raccoglitore, essendo leggermente drogato e più largo, raccoglie questi portatori. Questo design a strati e la strategia di drogaggio risultano cruciali per la funzionalità del transistor, consentendogli di amplificare o commutare i segnali elettrici in modo efficiente.

Il termine "bipolare" indica l'utilizzo sia di elettroni che di lacune come portatori di carica nel funzionamento di questi transistor, a differenza dei dispositivi unipolari che si basano esclusivamente su un tipo di portatore di carica. Questo meccanismo a doppia portante migliora la flessibilità dei BJT in un'ampia gamma di applicazioni elettroniche.

Nei circuiti digitali, i BJT vengono spesso utilizzati come interruttori per accendere o spegnere il flusso di corrente. La loro capacità di amplificare i segnali nei circuiti analogici, li rende amplificatori preziosi. La direzione del flusso di corrente in un BJT, indicata da una freccia sul simbolo del circuito, ne distingue ulteriormente la configurazione in NPN o PNP, evidenziando la condizione di polarizzazione diretta necessaria al suo funzionamento. Il transistor a giunzione bipolare, continua a essere un componente vitale nell'elettronica moderna, con le sue applicazioni che vanno dall'amplificazione del segnale alla commutazione digitale.