La retta di carico di un transistor bipolare

Nei circuiti elettronici, l'equazione della retta e la sua rappresentazione grafica si applica nel calcolo della retta di carico di un transistor. In questa trattazione non trattiamo della parte elettronica, che è approfondita nella sezione di elettrotecnica, ma usiamo il problema come banco di prova per le competenze di geometria analitica

 

Consideriamo un transistor bipolare NPN, per esempio il 2N2222 , mettiamolo in configurazione emettitore comune nel circuito seguente, in cui V_cc=2V

 

Per la seconda legge di Kirchkoff, l'equazione alla maglia del circuito di collettore è

V_CC = R_C I_C + V_CE + R_E I_E

Consideriamo il sistema di riferimento cartesiano (0,V_ce,I_c,1 ma,0,2 V). nel primo quadrante

Riscriviamo l'equazione come

R_C I_C + V_CE + R_E I_E-V_CC=0

e otteniamo la forma implicita dell'equazione di una retta, chiamata retta di carico. Rappresentiamo questa retta sul piano cartesiano. Questa retta interseca l'asse x nel punto le cui coordinate sono soluzioni del sistema

ovvero

da cui, isolando a sinistra V_CE

ma in un transistor, se si annulla la corrente di collettore, è nulla la corrente di base e quindi è nulla la corrente di emettitore, quindi

Ne segue che il primo punto cercato è (V_CC;0) ovvero A(2;0).

Per calcolare le coordinate del secondo punto, dobbiamo risolvere il seguente sistema di equazioni

 

che diventa

siccome la corrente di collettore è uguale a quella di emettitore

da cui, raccogliendo a fattor comune I_C

portando a destra V_CC

e quindi

infine, sostituendo

quindi I_C= 12 mA e il sistema che restituisce il punto B(0;1,2)

a questo punto per disegnare la retta di carico del transistor è sufficiente unire i due punti A e B con un segmento

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Ultima modifica, 7 agosto 2015 ore 17:10