Transistores: entenda o que são e suas principais aplicações

O que é um transistor?

 

Desenvolvidos como um substituto para válvulas termiônicas, John Bardeen e Walter House Brittain em 1947, foram capazes de desenvolver um dispositivo muitas vezes menor e mais eficiente, o transistor.

 

São componentes eletrônicos da classe dos semicondutores, são utilizados em larga escala na construção de chips eletrônicos, processos de amplificação e chaveamento, além de muitos  outros.

 

Normalmente, os transistores são feitos de silício ou germânio, construídos a partir da união de três semicondutores, obtidos pela dopagem do material, criando assim uma diferença de potencial, assim como diodos.

 

Possuindo três camadas alternadas entre N e P, podemos encontrar dois tipos, com dois N e um P, ou, com dois P e um N.

 

Os transistores controlam a passagem de elétrons internamente, entretanto, cada tipo o faz de uma maneira diferente, podendo ser adequada ao sistema em que será inserido.

 

Por ter aplicações variadas, seus tipos são diversos, os principais são:

 

• Transistor bipolar de junção;
• Transistor de efeito de campo;
• Transistor bipolar de gate isolado.

 

Vamos abordar o funcionamento e as principais aplicações de cada tipo.

 

Transistor bipolar de junção

 

Recebe esse nome pois, possui duas junções combinadas, PN, existem dois tipos de transistores bipolares de junção, os NPN e PNP.

 

Os transistores NPN, possuem majoritariamente cargas negativas, portanto mais elétrons, enquanto os PNP, possuem carga positiva, que seriam lacunas gerada pela dopagem do semicondutor.

 

Com uma estrutura de três terminais, sendo chamados Base, Coletor, Emissor. A posição de cada terminal varia de acordo com a fabricante e o tipo, portanto, é essencial a consulta do datasheet.

 

A base é responsável pelo controle de condução do componente, enquanto o coletor e o emissor, são para entrada e saída de corrente, respectivamente.

 

A principal característica de um transistor bipolar de junção é que das três camadas, ele possui duas juntas, sendo, base-emissor ou base-coletor.

 

Sendo assim, ao polarizar o transistor corretamente as junções passam a ser consideradas diodos, ou seja, a junção base-emissor polarizada diretamente e base-coletor um diodo polarizado inversamente.

 

Com essas junções ocorre a possibilidade de três tipos de regiões diferentes, dependentes diretamente da polarização, sendo elas, região ativa, região de corte e região de saturação.

 

• Região ativa: Ocorre quando a junção base-emissor está diretamente polarizada e a junção base-coletor inversamente polarizada.
• Região de corte: Ocorre quando as duas junções estão inversamente polarizadas, não existindo corrente entre coletor e emissor.
• Região de saturação: Ocorre quando a junção base-emissor está diretamente polarizada e a junção base-coletor diretamente polarizada.

 

Transistor de efeito de campo

 

Também conhecido como FET (Field Effect Transistor), a principal diferença entre esse transistor e o bipolar de junção é que, enquanto o outro é controlado por corrente, o FET é controlado por tensão.

 

Assim como o outro, o FET possuí três terminais, entretanto no lugar de base coletor e emissor, possuí o gate, drain e source, sendo análogos respectivamente ao transistor bipolar, tendo a mesma função.

 

Os FET podem ser utilizados de duas outras formas, pois, por seu modo de condução ser de apenas um tipo de carga, originam-se os FET’s, sendo:

 

• JFET: transistor de junção de efeito de campo.
• MOSFET: transistor de efeito de campo de metal oxido semicondutor, da origem a outros dois tipos de condutor, sendo tipo depleção e intensificação.

 

Tanto o JFET quanto o MOSFET, são mais compactos que os transistores bipolares de junção, sendo assim sua aplicação em circuitos são mais comuns.

 

Entretanto possuem uma alta impedância de entrada, por esse motivo, não atuam em função da corrente.

 

Transistor bipolar de gate isolado

 

Construído para a utilização na eletrônica de potência, apesar de poder ser polarizado e utilizado para chaveamento.

 

Muito semelhante a um MOSFET, pois utiliza tensão para seu acionamento, possuí algumas diferenças, como sua construção, velocidade de comutação, perdas de condução, perdas de comutação e capacidade de bloqueio de tensão.

 

Onde os transistores são utilizados

 

O principal meio de utilização são em CI (circuitos integrados), e consequentemente, todos os equipamentos com qualquer parte eletrônica e digital.

 

Podem ainda serem utilizados como chaves comutadoras, para seccionar circuitos de baixa tensão e corrente.

 

Sendo assim suas aplicações são ilimitadas, pois compondo portas lógicas como os CI’s, toda a base da automação e programação, são feitas a partir deles.

 

Além disso, os controladores e processadores, são fruto da evolução dos transistores.

 

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