Quadripoli

QUADRIPOLI

Si dice quadripolo un circuito a quattro morsetti, di cui due vengono usati per l'ingresso del segnale e due per l'uscita, come nel seguente schema:

Schema a blocchi di un quadripolo

Indichiamo con v_i la tensione applicata in ingresso; con i_i la corrente di ingresso; con v_u la tensione di uscita; con i_u la corrente di uscita.

Si dice guadagno di tensione il rapporto tra tensione di uscita e tensione di ingresso; il guadagno di tensione lo indichiamo col simbolo A_v; la formula è la seguente:

A_v = v_u / v_i

Il guadagno di tensione è un numero senza dimensioni, cioè senza unità di misura e ci indica di quanto una tensione viene amplificata; esempio A_v = 100 vuol dire che la tensione di uscita è 100 volte più grande della tensione di ingresso.

Si dice guadagno di corrente il rapporto tra corrente di uscita e corrente di ingresso; il guadagno di corrente lo indichiamo col simbolo A_i; la formula è la seguente:

A_i = i_u / i_i

Il guadagno di corrente è un numero senza dimensioni, cioè senza unità di misura e ci indica di quanto una corrente viene amplificata.

Poiché in elettronica i circuiti vengono di solito applicati, come si dice, in cascata, cioè collegati in modo che l'uscita di un circuito sia collegata all'ingresso di un altro, occorre conoscere la resistenza di ingresso e di uscita dei quadripoli, con lo scopo di fare l'adattamento di impedenza.

Si dice resistenza di ingresso di un quadripolo il rapporto tra tensione di ingresso e corrente di ingresso; la resistenza di ingresso la indichiamo col simbolo R_i; la formula è la seguente:

R_i = v_i / i_i

La resistenza di ingresso si misura in W .

Si dice resistenza di uscita di un quadripolo il rapporto tra tensione di uscita e corrente di uscita; la resistenza di uscita la indichiamo col simbolo R_u; la formula è la seguente:

R_u = v_u / i_u

La resistenza di uscita si misura in W .

Quando si collegano tra di loro due quadripoli, come nel seguente schema:

Due quadripoli collegati in cascata

occorre fare in modo che la resistenza di uscita del primo quadripolo R_u1 sia uguale alla resistenza di ingresso del secondo quadripolo R_i2, in tal modo si ottiene il massimo trasferimento di potenza, cioè tutta la potenza disponibile sull'uscita del primo quadripolo la ritroviamo in ingresso sul secondo quadripolo.

IL BJT

Il transistor BJT è un componente che viene utilizzato come amplificatore. Si dice amplificatore di tensione un circuito che dà in uscita una tensione più grande di quella di ingresso. Si dice amplificatore di corrente un circuito che dà in uscita una corrente maggiore di quella di ingresso.

Il simbolo elettrico del transistor è il seguente:

Simbolo del transistor NPN e PNP

Nello schema vediamo che il transistor ha tre morsetti; un morsetto di ingresso, detto base; un morsetto di uscita, detto collettore; un morsetto comune sia all'ingresso che all'uscita, detto emettitore.

Vi sono due tipi di transistor: transistor NPN, rappresentato nella schema a sinistra; e transistor PNP, rappresentato nello schema a destra, la freccia indica il percorso della corrente. NPN vuol dire che l'emettitore è drogato di tipo N, la base di tipo P, il collettore di tipo N. PNP vuol dire che l'emettitore è drogato di tipo P, la base di tipo N, il collettore di tipo P.

Nella seguente foto, possiamo vedere l'esterno di alcuni transistor:

Transistor commerciali

Ai tre morsetti esterni corrispondono tre parti interne del BJT, cioè base, emettitore, collettore.

Consideriamo ora un transistor NPN e guardiamo il seguente schema:

Schema di un transistor, adatto per la comprensione del funzionamento

La parte superiore, chiamata collettore, simbolo C, è drogata di tipo N, cioè possiede elettroni liberi. La parte centrale, detta base, simbolo B, è drogata di tipo P, cioè possiede lacune, che possiamo considerare come cariche elettriche positive, però la base è drogata più fortemente del collettore, infatti si ha un drograggio crescente dall'alto verso il basso; inoltre la dimensione della base è molto piccola, cioè la base è sottile. Ricordiamo che si dice zona di svuotamento di una giunzione PN la zona della giunzione PN in cui non sono presenti cariche libere, cioè non vi sono né elettroni né lacune, ma solo cariche fisse, che sono negative nella zona di tipo P e positive nella zona di Tipo N.