Appunti sul Transistor

Introduzione al Transistor

• Il transistor è un dispositivo elettronico che funge da interruttore e amplificatore.
• Funziona attraverso segnali elettrici e senza parti meccaniche mobili.
• È un componente fondamentale in quasi tutti i dispositivi elettronici, come smartphone e computer.
• Le compagnie, come AMD, producono transistor con risoluzione litografica di 7 nanometri.

Funzionamento del Diodo

• Prima di comprendere il transistor, è necessario conoscere il diodo.
• Un circuito con una lampadina e una fonte di energia permette agli elettroni di muoversi liberamente.
• Un diodo, essendo un semiconduttore (silicio), consente il passaggio della corrente solo in una direzione.
  • La corrente è bloccata dalla composizione interna del diodo.
• Struttura atomica del silicio:
  • Ogni atomo di silicio ha 4 elettroni di valenza, formando legami covalenti.
  • Per stabilità, ogni atomo dovrebbe avere 8 elettroni (completa configurazione elettronica).

Drogaggio del Silicio

• Il drogaggio (doping) introduce impurità nel silicio per controllarne la conduttività:
  • Semiconduttore di tipo N: Aggiunta di impurità con 5 elettroni; surplus di elettroni e carica negativa.
  • Semiconduttore di tipo P: Aggiunta di impurità con 3 elettroni; creazione di lacune e carica positiva.

Comportamento dei Semiconduttori

• Colleghiamo semiconduttori di tipo N e P:
  • Cariche opposte si attraggono, permettendo il passaggio della corrente se applicato il giusto voltaggio.
  • In polarizzazione inversa, la corrente non passa; in diretta, gli elettroni si muovono verso le lacune.
• Barriera di potenziale: per il silicio è di 0,7 volt, per il germanio 0,3 volt.

Struttura e Funzionamento del Transistor

• Il transistor è composto da due diodi fusi insieme: un semiconduttore N e uno P.
• I connettori del transistor:
  • Collettore: A sinistra.
  • Emettitore: A destra.
  • Base: Controlla il flusso di corrente fra collettore ed emettitore.
• Funziona come un rubinetto per il flusso di corrente:
  • Una piccola tensione alla base controlla una grande corrente tra collettore ed emettitore.

Tipologie di Transistor

• Transistor Bipolare NPN: Permette il passaggio della corrente in base al voltaggio.
  • Quattro situazioni del voltaggio:
    1. Ristretto: Voltaggio base più basso; valvola chiusa.
    2. Attivo: Aumento del voltaggio base; passaggio della corrente.
    3. Saturazione: Tensione base troppo alta; il transistor si comporta come un cavo.
    4. Attivo inverso: Funziona nell'altra direzione.
• È comune usare resistenze in serie per limitare il voltaggio alla base.
  • Resistenza serve a prevenire il surriscaldamento del transistor.

Varianti e Applicazioni

• Esistono diversi tipi di transistor: PNP, MOSFET, foto transistor, ecc.
• Importanza dei transistor nella tecnologia moderna:
  • Inventori: John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley; Nobel in Fisica nel 1956.
• Potenziale per argomenti futuri su specifici tipi di transistor.

Conclusione

• Riflessione sull'importanza dei transistor e il loro impatto nella tecnologia moderna.