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Principi di funzionamento dei transistori Bjt e Mosfet
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I transistori sono dispositivi fondamentali nell'elettronica analogica che permettono l'amplificazione del segnale; tra questi si distinguono i BJT e i MOSFET. Il testo descrive la storia della loro invenzione da parte di Bardeen, Brattain e Shockley nel 1947 per il BJT e successivamente lo sviluppo dei MOSFET negli anni Sessanta. Per quanto riguarda il funzionamento del MOSFET a canale n, l'applicazione di una tensione positiva al Gate crea un campo elettrico che inverte i portatori maggioritari generando un canale conduttivo tra Source e Drain quando si supera la soglia Vt.
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- I transistori bipolari (BJT), inventati da Bardeen e Brattain nel 1947, rappresentano il primo dispositivo a semiconduttore in grado di amplificare i segnali variando la corrente del collettore tramite quella della base.
- William Shockley ha contribuito fondamentalmente alla comprensione fisica dei dispositivi grazie allo studio dell'iniezione dei portatori minoritari e all'introduzione della rappresentazione a bande con il quasi-livello di Fermi.
- I MOSFET, inizialmente proposti da Shockley negli anni '50 ma realizzati solo dagli anni '60, operano tramite un campo elettrico verticale generato dal gate che controlla la densità dei portatori nella regione superficiale del semiconduttore.
- All'aumentare della tensione di Gate oltre il valore di soglia (VGS > VT), si forma una condizione di inversione creando un canale conduttivo tra source e drain, permettendo al dispositivo di funzionare come resistore variabile controllato elettricamente.
- Nella regione ohmica del MOSFET a canale n, la concentrazione di carica nel canale è proporzionale alla tensione in eccesso (VGS - VT), mentre il gate rimane isolato dal substrato tramite uno strato dielettrico di ossido di silicio.
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