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Il transistor in ON/OFF

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Un transistor è un dispositivo elettronico a tre terminali: Base, Collettore ed Emettitore. Sinonimi di transistor sono BJT oppure transistor bipolare a giunzione.

Il simbolo di un transistor NPN

Il transistor ha schematicamente due modalità di funzionamento: come amplificatore lineare e come interruttore ma qui verrà esaminato solo quest'ultima (sinonimi: funzionamento ON/OFF, in commutazione, switching...).

Esistono due tipologie principali di transistor: NPN e PNP ma qui verrà descritta solo la prima, decisamente più utilizzata in applicazioni ON/OFF.

Il funzionamento

Il funzionamento (come interruttore) è il seguente:

Osservazioni

Applicazione

Accensione di una lampadina (100W, 100V, quindi 1 A) comandata da una porta logica. Si ricordi che una porta logica fornisce in uscita al massimo 10-20 mA.

Accendere una lampadina con un transistor

Se l'uscita della porta logica è alta (tensione VH, per esempio 5 V) allora nella resistenza e quindi nella Base abbiamo una corrente; dall'equazione di Kirchhoff:

VH – RIB – 0,7 = 0    → IB = (VH - 0,7) / RB

Se questa corrente è "sufficiente" (per esempio, in questo caso, > 10 mA), il transistor si comporta come un interruttore chiuso e nella lampadina passa corrente (è quindi accesa).

Se l'uscita della porta logica è bassa (tensione VL, per esempio 0 V) allora nella resistenza e quindi nella Base non abbiamo alcuna corrente; dall'equazione di Kirchhoff:

VL – RB·IB – 0,7 = 0    (attenzione IB sempre ≥ 0 )

Quindi il transistor si comporta come un interruttore aperto e nella lampadina non passa corrente (è quindi spenta).

Attenzione: questo circuito è solo di principio. Nella realtà è spesso più complesso per garantire sicurezza alle persone e alle apparecchiature (per esempio: non è saggio collegare direttamente una batteria dal 100 V ad un PC)

Per le situazioni intermedie è possibile usare la Pulse Width Modulation

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