Transistores

Um dos principais componentes da eletrônica, revolucionou a eletrônica a partir de sua invenção no ano de 1947 nos Laboratórios da Beel Telephone. Sendo utilizado em larga escala até hoje em circuitos para as mais diversas aplicações, isso mesmo apos as invenções dos circuitos integrados e dos microprocessadores, sendo que muitos destes novos CI nada mais são que milhoes de milhares de transistores trabalhando para as mais diversas aplicações.

O nome transistor foi derivado de suas propriedades intrínsecas "resistor de transferência", em inglês: (TRANsfer reSISTOR). Sendo um componente que apresenta uma resistência (impedância) variável entre dois terminais, sendo esta resistência controlada por um terceiro terminal.

O transistores é capaz de atuar como controlador de corrente, o que lhe possibilita ser utilizado como amplificações de sinais em equipamentos de som e imagem, ou como chave eletrônica para processamento de sinais em controles industriais, calculadoras, maquinas, computadores entre outros.

Os transistores são divididos basicamente e trés grupos:
• Transistores Bipolares: São divididos entre NPN e PNP. Será o grupo de transistor abordado nesta pagina.
• Transistores Unipolares: Transistor de unijunção (UJT)
• Transistores de Efeito de campo: São divididos entre FET e MOSFET (Metal Oxide Semicondutor Field Effect Transistor).

Transistor Bipolar

Tambem conhecido como BJT (Bipolar Junction Transistor) ou TJB (Transistor de Junção Bipolar) e o transistor bipolar é o mais comum e mais utilizado.
O BJT é composto por duas pastilhas de material semicondutor, de mesmo tipo, entre as quais é colocada uma terceira pastilha mais fina e de um material semicondutor diferente. Formando uma configuração parecida com um sanduíche de materiais. A partir desta configuração do transistor bipolar é possível dividir este tipo de transistor em dois tipos distintos de BJT: NPN e PNP. Na Figura abaixo podemos ver a estrutura do BJT NPN e o BJT PNP.

Terminais do transistor bipolar

As pastilhas que formam o conjunto recebem terminais para que possa ser ligados aos circuitos eletrônicos onde o transistor será implementado, estes terminais recebem denominações para que possamos destingir cada uma das pastilhas.
A pastilha central é denominada Base, representada pela letra B.
Uma das pastilhas externas é denominada de Coletor representada pela letra C.
Já a outra pastilha externa recebe o nome de Emissor representada pela letra E

Embora as pastilhas externas estejam dopadas do mesmo material, não é possível trocar as ligações de um terminal com o outro nos circuitos eletrônicos, porque existe diferença de volume de material semicondutor e de intensidade de dopagem entre as pastilhas.

Simbologia

A figura abaixo mostra o símbolo dos transistes NPN e PNP, indicando os terminais e suas nomenclaturas. Podemos observar na figura que a única diferença entre os dois símbolos é o sentido da seta que está no terminal do emissor.

Parâmetros do Transistor Bipolar

• Corrente de Base (I_B): É provocada pela tensão aplicada entre a base e o emissor do transistor (V_BE) Esta corrente é muito pequena porque se deve a recombinação de portadores na base.

• Corrente de Coletor: É provocada pelas lacunas que atingem o coletor, estas lacunas são provenientes do emissor que não se recombinam, atingindo a junção base-coletor e passando ao coletor. A corrente de coletor tem valores muito maiores que a corrente de base, porque a grande maioria das lacunas que partem do emissor não se recombinam, sendo absorvidas pelo coletor.

• Corrente de Emissor: É a soma das correntes do transistor, tanto a corrente de base como a corrente de coletor provêm do emissor. Desta forma podemos afirmar que:

I_E = I_B + I_C

• Ganho do transistor (β ou hFE): O ganho do transistor indica quantas vezes a corrente de coletor (I_C) é maior que a corrente de base (I_B).

Através da equação do ganho podemos deduzir outras duas equações relacionadas as correntes e o ganho:

Importante destacar que o fato do transistor permitir o ganho de corrente entre a base e o coletor não significa que as correntes sejam geradas no seu interior. Estas correntes são fornecidas das fontes de alimentação conectada ao circuito eletrônico, a transistor apenas faz o controle destas correntes.

• Ganho de emissor para coletor (α): Representa a razão entre a corrente de coletor para o emissor. Como I_E > I_C, o valor de α sempre será menor que 1.

Só ressaltando que tanto o ganho de corrente do transistor (β ou hFE) quanto o ganho do emissor para o coletor (α) são valores adimensionais.