Tudo sobre o Transistor Bipolar
Aprenda o que é e quais as funções de um Transistor Bipolar nos circuitos eletroeletrônicos
Por Arthur Andrade | 13 de Dezembro de 2022
Este artigo tem como objetivo elucidar e esclarecer ao leitor a construção física, a funcionalidade e a importância dos transistores bipolares nos circuitos elétricos.
Em 1951, um grupo de pesquisadores, na Bell Telephone, apresentou um dispositivo formado por três camadas de material semicondutor com tipos alternados, um dispositivo com duas junções. O dispositivo veio ao mercado para substituir as válvulas por não precisarem se aquecer, consumindo menos potência, ocupando pouco espaço e possuindo uma vida útil muito maior que a vida da válvula eletrônica.
O dispositivo recebeu o nome de transistor, que funciona por elétrons e lacunas conhecido como transistor bipolar.
Sumário
Características Construtivas
O transistor pode controlar a corrente, ele é montado numa estrutura de cristais semicondutores, formando duas camadas de um tipo (N) e no meio delas o outro cristal tipo (P). Cada uma dessas camadas recebe um nome em relação à sua função na operação do transistor.
O emissor: tem a propriedade de emitir portadores de carga.
A base: é muito fina, não consegue absorver todos os portadores emitidos pelo emissor.
O coletor: é a maior das camadas, sendo o responsável por fazer a coleta dos portadores vindos do emissor.
Transistor Não Polarizado
Tem três regiões dopadas, podendo ser do tipo: NPN ou PNP. Possui duas junções, como se fossem diodos, diodo emissor e diodo coletor. Assim como nos diodos os elétrons livres da região “N” tendem a se recombinar com as lacunas da região “P”. No transistor isso cria duas camadas de depleção cada uma criando uma barreira de potencial próprio (0,7V – silício).
Transistor Polarizado
Elétrons no Emissor:
O emissor é mais fortemente dopado que o coletor. A base além de ser fracamente dopada ainda possui área menor que o emissor e coletor. Nesse viés, quando polarizado (NPN), os elétrons livres do emissor passam para a base e os sobressalentes são “coletados” pelo coletor.
Elétrons na Base:
Se a tensão que alimenta a base (Vbb), da figura acima, for maior que a barreira de potencial do diodo emissor, os elétrons do emissor passarão pela base. Em seguida, os elétrons terão dois caminhos: base para fonte ou base para o coletor.
A maioria dos elétrons vai para o coletor. Pois, a base é estreita e fracamente dopada. Com isso, os elétrons demoram para achar uma lacuna para se recombinar, sendo mais fácil seguir para o coletor.
Elétrons no Coletor:
Os elétrons que passaram para o coletor, próximo a 95%, são atraídos pela fonte Vcc. Por recombinações eles passam pelo coletor, depois pelo resistor do coletor (Rc) e chegam na fonte. Como podemos ver no exemplo do circuito abaixo:
Correntes no Transistor
A corrente no emissor (Ie) é a maior das três, sendo que a corrente no coletor (Ic) é quase igual a do emissor, pelo fato da maior parte dos elétrons vindos do emissor, passarem por ele.
Segundo a lei de Kirchhoff para corrente temos:
Sendo o ganho de corrente a relação entre a corrente alta no coletor e a corrente baixa na base.
Conclusão
Esse artigo buscou explicar as características construtivas, quais as principais funções, modo de operação e os cálculos de corrente dos transistores bipolares. Com esse conhecimento já é possível ao leitor entender, analisar e interpretar como os transistores podem operar nos circuitos eletroeletrônicos e quais os caminhos ele deve tomar para calcular corretamente as correntes de base, do emissor e do coletor dos transistores.
Referência:
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