Il transistor

Il transistor è il componente principe dell’elettronica, grazie ad esso è partita una vera e propria rivoluzione, praticamente è utilizzato ovunque, sempre meno come componente singolo ma come circuito integrato, che altro non è che tanti transistor aggregati e circuitati in vario modo per ottenere effetti o funzioni di ogni tipo. Basta pensare che qualcosa di sofisticatissimo come il processore del nostro computer è fatto di milioni di transistor ma anche una semplice radio.
Facendo un parallelo idraulico, che farà inorridire non pochi ingegneri, possiamo paragonare il transistor ad una sorta di rubinetto, che fa passare più o meno corrente in base a quanto è aperto, il controllo dell’apertura avviene con un’altra corrente.
Gli utilizzi principali sono due: modulatore di segnali, interruttore. Come modulatore di segnali l’impiego più conosciuto è l’amplificatore.
Utilizzando il transistor come interruttore possiamo riprodurre a livello di segnale elettrico la logica binaria 0/1 che è alla base dell’informatica per come la conosciamo.
Prima di spiegare come sia fatto bisogna aprire una piccola parentesi per spiegare alcuni principi fondamentali:
Cariche dello stesso tipo si respingono (elettroni) cariche di segno diverso si attraggono (elettroni-lacune).
La corrente elettrica è costituita da elettroni in movimento, la carica dell’elettrone è negativa pertanto una zona con eccedenza di elettroni viene detta zona N.
Una lacuna è una sorta di spazio vuoto che può essere occupato da un elettrone, in pratica lo attira viene pertanto intesa come un portatore di carica positiva, una zona con presenza di lacune di è detta P
Una giunzione P-N è l’accostamento di due zone con carica diversa, la zona di contatto chiamata depletion zone è vuota di cariche pertanto è isolante.
La tensione può essere applicata in due modi ai due capi di una giunzione: diretta polo positivo con zona P (lacune) e negativo con N (elettroni) o inversa
Nella polarizzazione diretta gli elettroni vengono respinti così pure le lacune, la depletion zone si assottiglia fino a tal punto che gli elettroni riescono a “saltare” dalla parte N a quella P e quindi abbiamo un passaggio di corrente, se applichiamo la tensione al contrario (Polarizzazione inversa) la depletion zone si allarga e la corrente non passa, questo è esattamente il meccanismo di funzionamento dei diodi.

Il transistor è fatto di due giunzioni, possiamo quindi avere PNP o NPN.Nei circuiti viene indicato con i simboli in figura.

La zona centrale molto sottile è detta base le altre due emettitore e collettore, la giunzione base-emettitore va polarizzata direttamente mentre quella base-collettore inversamente e con tensione più alta, in questo modo da un lato abbiamo cariche che tendono a passare dall’emettitore alla base dall’altra cariche che vengono “portate via” dal collettore, quello che accade è che a causa delle dimensioni ridotte della base e del fatto che la polarizzazione del collettore è più alta allora le cariche saltano direttamente al collettore stabilendo una corrente tra emettitore e collettore.
La corrente collettore-base è inferiore di quella collettore-emettitore ma la prima influenza la seconda quindi con una corrente bassa possiamo modularne una più alta, quello che accade è che la corrente di base viene amplificata, agendo al contrario possiamo abbassare la corrente fino ad azzerarla avendo così un interruttore.
Il corpo dei transistor ha diverse forme in base al produttore o alle applicazioni a cui è destinato, ad esempio alcuni hanno delle linguette per dissipare calore o attaccare hanno sempre e comunque tre piedini: emettitore, base, collettore.

Nel caso di corpo cilindrico e metallico troviamo un puntino o un linguetta che indica l’emettitore.
Quelli in plastica cilindrici con un bordo smussato hanno l’emettitore sulla destra della faccia smussata, in quelli piatti l’emettitore si trova a destra o è indicato da un puntino colorato.
Conviene sempre fare riferimento al foglio informativo (data sheet) oppure utilizzare il provatransistor di cui dispone un qualsiasi tester.
Il datasheet descrive tutti i parametri di un transistor come la massima tensione applicabile, la massima corrente, la massima temperatura di esercizio e la dimensione di eventuali alette di raffreddamento o le curve caratteristiche che descrivono il variare di correnti o tensioni.
Esistono decine di tipi di transistor ognuno con le sue caratteristiche, i suoi impieghi, metodi e materili id costruzione, questo articolo vuole solo presentare in maniera un po genralista questo componente base di ogni apparecchio elettronico.