il transistor è un dispositivo elettronico in grado di funzionare come un interruttore e anche come amplificatore il tutto tramite un piccolo segnale elettrico e soprattutto senza delle parti in movimento meccaniche queste caratteristiche hanno fatto sì che il transistor sia diventato uno dei maggiori componenti di qualsiasi dispositivo elettronico lo troviamo ad esempio nello smartphone che utilizziamo tutti i giorni o nel computer che sto utilizzando per realizzare questo video infatti il suo processore internamente contiene milioni di transistor compagnie come amd stanno producendo transistori con una risoluzione litografica di sette nanometri questo significa che sono 20 mila volte più piccoli di un capello umano sono talmente piccoli che per la loro comparazione non si riesce a visualizzare nulla in questo video vedremo come un transistor funzione internamente quali benefici offre è un pochettino di storia per capire il funzionamento di un transistor la prima cosa da fare aveva capito bene come funziona un diodo fortunatamente abbiamo già un video fatto qualche tempo fa che vi consiglio di guardare lo ritrovate qua nelle schede ma prima di andare avanti cercherò di spiegarvi le parti essenziali se abbiamo un circuito con lampadina è una fonte di energia questa passa liberamente perché gli elettroni possono muoversi tra gli atomi del metallo senza impedimenti quando colleghiamo la fonte di energia essa spinge in maniera da far rimuovere in una determinata direzione aggiungendo un diodo al circuito in base alla sua posizione la corrente può circolare solo in un verso alchemy ti viene stoppata motivo è dovuta la sua composizione interna il diodo è un semiconduttore è fatto di silicio oltre a due tipi di materiali prendendo un pezzo di silicio puro e osservando la sua struttura atomica quello che vediamo e che ogni atomo possiede quattro elettroni i quali condividono con altri quattro atomi di silicio attorno formando una struttura cristallina con legami covalenti questi condividono gli elettroni e quindi hanno un totale di otto elettroni per atomo chiamati elettroni di valenza ciò lo fa somigliare ai gas nobili i piu stabili elementi conosciuti dall'essere umano se non ti piace la chimica non spaventarti la cosa importante è che hai capito che 8 elettroni per atomo è il numero magico che permette di connettere il tutto questa forza è talmente alta che quando nuovo elettrone vuole attraversare il silicio non si può muovere bloccando il senso della corrente flusso della corrente è possibile da variare tramite un processo che si chiama drogaggio o doping nel quale alcune impurità sono addizionate al silicio per controllare la sua conduttività e convertirlo in un semiconduttore di tipo n o del tipo p se aggiungiamo delle impurità che ha una valenza di cinque elettroni invece di quattro avremo un totale di nove elettroni visto che 8 era il nostro numero possiamo dire che un elettrone sarà di troppo e ciò lo lascerà molto più libero di prima quando andremo a collegare una fonte energia questo potrà muoversi liberamente come in un conduttore questo è conosciuto come semiconduttore di tipo n perché ha un surplus di elettroni quindi come ricordiamo ha una carica negativa dall'altra parte se realizziamo un semiconduttore inserendo un elemento con una valenza di letto nei tre avremo un totale di atomi con 7 elettroni totali questo crea un gap detta anche lacuna permettendo agli elettroni di muoversi al suo interno e generando un movimento nelle varie lacune visto che questo porta ad avere un elettrone in meno rispetto alla sua forma stabile avremo una carica generale positiva perciò il semiconduttore chiamato p ora per semplificare la visualizzazione andremo a rappresentare ogni lacuna con una carica positiva in questa maniera quando colleghiamo questi due tipi di semiconduttore avendo cariche opposte si attrarranno uno all'altro ma andiamo a vedere cosa accade applicando una fonte di energia avremo due possibili risultati nel primo caso quando collegheremo il polo positivo al conduttore di tipo n e il polo negativo al tipo p la carica del semiconduttore cercherà di muoversi nella direzione opposta impedendo il flusso della corrente questa è conosciuta come polarizzazione inversa nel secondo caso se invertiamo la polarità della sorgente il semiconduttore di tipo n avrà degli elettroni liberi che salteranno nelle lacune del semiconduttore di tipo p permettendo il passaggio della corrente aggiungo un piccolo dettaglio nel momento in cui siamo in una situazione di riposo gli atomi sono attratti dalla carica elettrica opposta ma abbiamo bisogno di un voltaggio abbastanza alto per rompere questa unione è continuare a muoversi questo voltaggio è conosciuto come barriera di potenziale e per un diodo al silicio corrisponde a 0,7 volte mentre per altri materiali ad esempio germania il suo valore di 0,3 volt ora abbiamo capito come un semiconduttore funziona possiamo capire come funziona un transistor perché basicamente un transistor è composto da due dio di fusi insieme con alcune restrizioni di cui parleremo tra poco se aggiungiamo un semiconduttore di tipo n al nostro originale diodo e riduciamo lo spessore del semiconduttore di tipo p abbiamo la base strutturale di un transistor come possiamo vedere se oscuriamo la parte sulla destra quello che abbiamo a sinistra è un diodo e se andiamo a coprire la parte a sinistra quello che abbiamo a destra è un altro diodo però invertito questo semplicemente significa che indifferentemente dalla polarizzazione del voltaggio che è collegata la corrente non è in grado di passare questo funzionerà come un interruttore aperto però ora arriva la parte interessante se vogliamo che la corrente passa attraverso il transistor non possiamo aggiungere un basso voltaggio nel semiconduttore di tipo p questo farà funzionare la sezione a destra come un diodo in diretta polarizzazione lasciando passare la corrente però non solo questo avvenne iniziato il movimento degli elettroni nel semiconduttore di tipo p gli elettroni nel tipo m sulla sinistra avranno la possibilità di muoversi questo accade perché il semiconduttore di tipo p è molto sottile non provare a fare un transistor con due diodi uniti non funzionerà questo comportamento e specialmente utile se il voltaggio tra la sinistra e la destra è maggiore del voltaggio nella parte inferiore infatti vedete che una pila più piccola quella in basso questo significa che inviamo un segnale con basso voltaggio possiamo ottenere un servo comando miele con più alto voltaggio e per questo che il transistor funziona come un amplificatore di segnale o come uno switch che impedisce completamente il passaggio della corrente il transistor che abbiamo visto e conosciuto come transistor di unione bipolare npn e ora che abbiamo capito come funziona parliamo un po dei suoi connettori il connettore a sinistra si chiama collettore quello sulla destra emettitore tra i due esiste un'altra differenza di potenziale mentre il semiconduttore p è conosciuto come base a ricevere di un basso voltaggio è in grado di controllare se la corrente può essere trasmessa tra il collettore l'emettitore e anche in che quantità un altro modo per capire il transistor e compararlo con un rubinetto di arresto il tubo è il collettore la base la chiave che controlla flusso d'acqua l'emissione è la parte da dove esce la quantità di acqua se pensiamo con transistor sia semplicemente uno switch un amplificatore che si tratti di un componente molto banale dobbiamo ragionare sul fatto che per replicarlo abbiamo bisogno di un circuito con un potenziometro uno switch meccanico e tutto l'apparato di collegamento ci rendiamo subito conto che i benefici sono tanti funziona senza movimenti meccanici permette di avere milioni di ciclo di uso senza rompersi oltre ad avere una grande resistenza a fattori esterni come vibrazioni o colpi richiede solo una piccola quantità di semiconduttori per funzionare possono essere davvero piccole possono essere posizionate in aree molto di strette necessitano di poco materiale per essere costruiti naturalmente servono delle macchine con molta precisione che li costruiscano cosa molto importante la risposta è segnale è praticamente istantanea questo permette di essere utilizzato in amplificatore ad alta frequenza bassi voltaggi come segnali generati da microfoni o una chitarra ma ne ho parlato negli altri video che trovate comunque nelle schede e se questo non vi dovesse convincere all'importanza dei transistor vi ricordo che john martin molten blatter e willian shock lei che inventarono il transistor ricevettero il nobel in fisica nel 1956 con questa invenzione infatti hanno impattato moltissimo le nostre vite tornando al nostro transistor npn bipolare in base al voltaggio applicato ai connettori abbiamo quattro possibili situazioni per capire concettualmente di cosa parlo andremo a vedere l'analogia dal punto di vista idraulico nel primo caso ci troviamo in una situazione di restringimento dove il voltaggio della base sarà più basso degli altri due connettori quindi la reazione che permetterà il passaggio della corrente tra i due collettori ovvero tra il collettore emettitore non inizia quindi la nostra valvola rimane chiusa nel secondo caso nella regione attiva aumenteremo il voltaggio della base e gradualmente questo aumenterà il passaggio della corrente dal collettore all'emettitore in proporzione alla tensione della base in altre parole la corrente del collettore sarà uguale alla corrente della base è moltiplicata per un fattore conosciuto come guadagno questo è determinato dal produttore del transistor in questa regione il fatto di guadagno è la cosa più importante quando vogliamo utilizzare un transistor come amplificatore del terzo caso occorre quando la tensione alla base troppo alta e il transistor funziona come un semplice cavo ci troviamo in una regione di saturazione questo permette di far passare tutta la corrente dal collettore alle mentitore perdendo la qualità di amplificazione per ultimo il quarto caso è la regione attiva inversa che funziona nella stessa maniera della regione attiva diretta ma trasmettendo nell'altra direzione questo accade perché il transistor è simmetrico e quindi utilizzabile entrambe le direzioni quindi quali sono le motivazioni per mettere un nome come collettore emettitore se sono simili bene loro sono simmetrici nel senso che entrambi semiconduttori sono del tipo n però la quantità del materiale dopato che si applica nell'area di contatto con il semiconduttore di tipo p non è necessariamente simmetrica ad entrambe le parti questo produce che una parte della direzione a un guadagno più alto dell'altro ritornando all'applicazione del transistor e è comune che venga accompagnato con una resistenza in serie la funzione di questa resistenza e di limitare il voltaggio generata alla base che come ricordo ha bisogno solo di 0,7 volte per entrare nella regione attiva aumentando il voltaggio mentiamo la corrente che passa attraverso il transistor se la corrente fosse troppo alta si brucerebbe la resistenza quindi deve essere abbastanza alta per limitare il voltaggio e la corrente che raggiungono la base però se questa parte nonche molto chiara ricordati che ho fatto un video specificatamente sulla resistenza che trovi nelle schede con tutto quello che abbiamo visto dovresti essere esperto nelle operazioni di un npn bipolare però c'è una buona notizia per te ci sono molti tipi di transistor per esempio ci sono dei transistor che hanno delle unioni bipolari pnp che come immagine avendo semiconduttori invertiti funzionano in maniera differente e per altre applicazioni però ci sono altri transistor con alti guadagni e transistori di alta frequenza foto transistor mosfet finta traduttori quantici e transistori che funzionano riposizionando un unico ato non so tema il mio cervello sta esplodendo per tutte le informazioni aggiunte in questo video quindi direi di smetterla per il resto vi lascio nel prossimo video in cui ne parleremo meglio se vuoi che faccia un video specifico su un determinato tipo di transistor lasciando allo stretto nei commenti qui sotto al prossimo video ciao