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BJT polarizzati inversamente

MessaggioInviato: 7 set 2014, 22:07
da StefDrums
Buonasera Forum,
riguardando il mio libro di elettronica, nella parta riguardante i BJT ho letto che talvolta, in casi molto particolari e particolari configurazioni, sono utilizzati in polarizzazione BE inversa.
Il mio libro poi glissa su questa parte, e continua a parlare della polarizzazione diretta.
Sono però rimasto molto incuriosito. Quali circuiti utilizzano un BJT con polarizzazione inversa?

Re: BJT polarizzati inversamente

MessaggioInviato: 8 set 2014, 1:59
da banjoman
Quello che tu intendi si chiama inverted mode (o reversed mode) e sostanzialmente consiste nell'invertire i terminali di collettore ed emettitore.

Teoricamente non vi dovrebbe essere differenza se il BJT fosse costruito con una serie di layer simmetrici. Di fatto però la geometria realizzativa fa sì che il funzionamento non sia simmetrico in ambo i modi.
In reversed mode i valori di \alpha e \beta sono molto minori, cosicché non vi sarebbe un vantaggio evidente nell'utilizzare tale configurazione.

In realtà esistevano applicazioni dei BJT in reversed mode che sfruttavano una peculiarità, ovvero che quando un BJT è spinto fortemente in saturazione, la tensione collettore-emettitore di saturazione è differente per i due modi di funzionamento, diretto e inverso.

Senza addentrarci in particolari, nel funzionamento diretto la V_{CEsat} assume valori che possono raggiungere un minimo di soli 60 mV.
In funzionamento inverso, la V_{CEsat} può assumere valori molto più piccoli, compresi tra 0.25 e 2.5 mV.
Questo rendeva il BJT ideale per realizzare switch analogici per sample/hold, charge pump eccetera. Parliamo degli anni '50- '60 del secolo scorso, prima che i JFET prima e i MOSFET poi divenissero la scelta ovvia per la realizzazione di tali switch.

Il modo di funzionamento inverso balza subito all'occhio se si è in possesso di un tracciacurve in grado di visualizzare sia il primo che il terzo quadrante contemporaneamente delle caratteristiche di uscita dei BJT.
In tal modo si vedrebbe che, oltre alla famiglia di curve Ic-Vce che usualmente risiedono nel primo quadrante (Ic e Vce positive, per i BJT NPN) apparirebbero anche delle curve simili, ma meno evidenti e con spaziatura molto minore, che risiedono nel terzo quadrante (Ic e Vce negative), che mostrano appunto il BJT in funzionamento inverso.

Se si vuole sperimentare con i BJT in reverse mode, occorre ricordarsi però della tensione massima di reverse breakdown della V_{BE}, che notoriamente si aggira su pochi volt: 6V circa per il 2N3904, 5V per il BC548. Quindi occhio... ;-)

Re: BJT polarizzati inversamente

MessaggioInviato: 8 set 2014, 9:44
da simo85
StefDrums ha scritto:Quali circuiti utilizzano un BJT con polarizzazione inversa?

Le porte logiche TTL sono un esempio.

In questo circuito:



Quando sull' emettitore di Q1 si ha lo stato logico alto (5 V), lo stesso transistore lavora in attiva inversa.

Re: BJT polarizzati inversamente

MessaggioInviato: 8 set 2014, 9:57
da StefDrums
Perfetto, vi ringrazioo per l'accurata spiegazione e l'esempio fornitomi.

Re: BJT polarizzati inversamente

MessaggioInviato: 8 set 2014, 11:18
da banjoman
simo85 ha scritto:
StefDrums ha scritto:Quali circuiti utilizzano un BJT con polarizzazione inversa?

Le porte logiche TTL sono un esempio.
Quando sull' emettitore di Q1 si ha lo stato logico alto (5 V), lo stesso transistore lavora in attiva inversa.


E' vero accidenti! Come ho fatto a non ricordarmelo! #-o :evil: ||O
In quel modo di funzionamento il transitor Q1, quando in ingresso vi è il livelo logico 1 offre un carico minimo.
Quando Q1 va in saturazione (ingresso a 1) circa il 2% della corrente di base viene fornita dal pilotaggio, il restante 98% dalla resistenza R1.

Re: BJT polarizzati inversamente

MessaggioInviato: 9 set 2014, 14:13
da BrunoValente
simo85 ha scritto:..Le porte logiche TTL sono un esempio..

Cavolo!! ricordo che da ragazzino mi scervellai a cercare di capire il perché di quel collegamento strampalato di Q1 senza riuscire a spiegarmelo..ora grazie a te, dopo 40 anni, è arrivata la risposta e adesso è ovvia :-)
Grazie Foto Utentesimo85

Re: BJT polarizzati inversamente

MessaggioInviato: 9 set 2014, 14:24
da DarwinNE
Questa discussione è interessantissima :ok:

Se riesco, stasera o domani posto qualche curva di transistor recenti o d'epoca.

Re: BJT polarizzati inversamente

MessaggioInviato: 10 set 2014, 2:38
da claudiocedrone
:-) Peraltro, nello specifico della tensione di saturazione BE citata da Banjoman, ricordo che l'argomento venne spiegato da IsidoroKZ in un thread (non lo ho cercato, ma non dovrebbe essere difficile ritrovarlo... ) in cui si chiedevano proprio delucidazioni riguardo la "strana" polarizzazione invertita di un transistor (il che pareva all'inizio un errore... ) e se la memoria non mi inganna troppo, tale proprietà di questa particolare configurazione viene sfruttata per la realizzazione di circuiti oscillatori... :roll: (ma ripeto, al riguardo potrei ricordare male ;-) ); comunque sono certo che la questione del "transistor capovolto" è già stata sommariamente affrontata sul forum. O_/

Re: BJT polarizzati inversamente

MessaggioInviato: 10 set 2014, 13:56
da BrunoValente
claudiocedrone ha scritto:.. comunque sono certo che la questione del "transistor capovolto" è già stata sommariamente affrontata sul forum. O_/

Sì, ricordo anch'io, fu Isidoro che ci spiegò come funzionava, fu allora che ne sentii parlare per la prima volta, ma non collegai la cosa al transistor di ingresso dei TTL.

Re: BJT polarizzati inversamente

MessaggioInviato: 10 set 2014, 14:04
da BrunoValente
Eccola qua, l'ho trovata.