12.5 : Modalità di Funzionamento del BJT

Un transistor a giunzione bipolare (BJT) è un componente versatile in elettronica, che funziona in quattro modalità distinte in base alla polarizzazione delle sue giunzioni: modalità attiva, saturazione, interruzione e invertita.

Modalità attiva: la modalità più comune per l'amplificazione, la modalità attiva, presenta una giunzione emettitore-base con polarizzazione diretta e una giunzione base-collettore con polarizzazione inversa. Questa configurazione consente di iniettare gli elettroni dall'emettitore alla base, bloccando i portatori maggioritari sul collettore. Il risultato è un’amplificazione significativa, con una piccola corrente di base che manipola una corrente di collettore considerevolmente più grande.

Modalità di saturazione: in questa modalità, le giunzioni emettitore-base e base-collettore, sono polarizzate direttamente. La modalità di saturazione è analoga a un interruttore chiuso, con polarizzazione di tensione minima e uscita di corrente massima. Questa modalità è tipica nelle operazioni di commutazione, in cui il transistor deve condurre una corrente elevata attraverso i suoi terminali.

Modalità di interruzione: in questo caso, entrambe le giunzioni sono polarizzate inversamente, arrestando di fatto qualsiasi flusso di corrente attraverso il transistor, in modo simile a un interruttore aperto. Questa modalità interrompe il flusso di corrente, che è fondamentale nei circuiti digitali per rappresentare uno stato "spento".

Modalità invertita: non comune nella maggior parte delle applicazioni, la modalità invertita prevede una giunzione emettitore-base, con polarizzazione inversa e una giunzione collettore-base con polarizzazione diretta. Questa disposizione inverte i ruoli del collettore e dell'emettitore. La modalità invertita è caratterizzata da un guadagno di corrente inferiore, principalmente a causa della minore efficienza del collettore, che funge da emettitore a causa dei suoi livelli di drogaggio inferiori rispetto alla base.

Ciascuna modalità operativa consente al BJT di eseguire varie funzioni nei circuiti elettronici, dall'amplificazione in modalità attiva, alle funzioni di commutazione in modalità saturazione e interruzione, evidenziando così l'adattabilità e l'importanza del componente nella progettazione e funzionalità elettronica.