Un transistor reale: ST1510FX

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In questa pagina viene descritto un transistor di potenza reale. Il comportamento estremamente semplificato è stato descritto nella pagina Il transistor in ON/OFF. In questa pagina vengono approfonditi alcuni aspetti in riferimento ad un componente reale.

Innanzitutto occorre leggere i fogli tecnici del BJT. Useremo come esempio un ST1510FX, definito dal produttore come High voltage fast-switching NPN Power transistor.

Trnsistor: Absolute maximum ratings

La prima tabella mostra i valori massimi assoluti, superati i quali il costruttore non garantisce più la sopravvivenza del componente. Sono evidenziati quelli che possono essere considerati i parametri fondamentali:

La massima tensione VCE in due condizioni operative differenti (Base cortocircuitata e Base aperta); è tra le caratteristiche principali del componente e può variare di molto tra le varie sigle.
La massima corrente IC; è tra le caratteristiche principali del componente e può variare di molto tra la varie sigle.
Con temperature di giunzione TJ si intende la massima temperatura che può essere raggiunta all'interno del componente
La casella in verde indica la massima potenza che il componente può dissipare a condizione che la sua temperatura rimanga inferiore a 25 °C

In genere è bene rimanere lontani da tutti i limiti presentati.

ON / OFF

Questa tabella mostra alcuni valori "consigliati":

La tensione VCE(sat) è la tensione tra Collettore ed Emettitore quando il transistor si comporta come interruttore chiuso. Si noti che tale valore è raggiunto con una corrente di pilotaggio di ben 1,5 A (pari al 25% della corrente totale!)
La casella in verde indica i tempi necessari per "spegnere" il transistor. Si noti come tali valori siamo molto elevati (e molto maggiori di quelli, non indicati, necessari per "accenderlo")

Osservazione

I due dati appena evidenziati spiegano perché oggi i transistor occupano una posizione marginale rispetto ai MOS

Transistor: Safe operating area

L'ultimo grafico mostra l'area in cui il funzionamento del transistor risulta "sicuro": è corretto il funzionamento solo se il punto individuato da IC e VCE cade all'interno dell'area colorata. Tale area è spesso indicata come SOA.

Osservazioni

L'area è limitata sulla destra da due rette a diversa inclinazione.
Il prodotto di tensione e corrente è la potenza dissipata. Possiamo quindi comprendere perché il produttore indica tra i massimi assoluti anche un valore di potenza massima.
Nella figura sono indicate ben 5 diverse SOA, in funzione della durata per cui tensione e corrente sono applicate: per brevi istanti è possibile "uscire" dall'area indicata, purché vengano rispettati i tempi e i valori indicati nel grafico dalle altre curve.