Um transistor bipolar é um dispositivo eletrônico de estado sólido composto por duas junções PN muito próximas uma da outra, o que permite aumentar a corrente e diminuir a tensão, além de controlar o fluxo de corrente através de seus terminais.
O nome bipolar deve-se ao fato de que a condução ocorre graças ao deslocamento de portadores de duas polaridades (buracos positivos e elétrons negativos).
É um dos componentes eletrônicos mais importantes que existe, devido ao granvde número de aplicações em que pode ser utilizado. Além disso, como resultado de sua invenção, muitos outros componentes foram criados, como circuitos integrados, como os microprocessadores que os computadores carregam, compostos por milhões de transistores.
Como é formado um transistor bipolar?
Um transistor bipolar é composto por duas junções PN em um único cristal semicondutor, separadas por uma região muito estreita. Desta forma, três regiões são formadas:
- Emissor, que difere dos outros dois por ser fortemente dopado, comportando-se como um metal. O seu nome deve-se ao facto de este terminal funcionar como emissor de transportadores de carga.
- Base , o intermediário, muito estreito, que separa o emissor do coletor.
- Colecionador, de extensão muito maior.
A técnica de fabricação mais comum é a deposição epitaxial. Em operação normal, a junção base-emissor é polarizada diretamente, enquanto o coletor de base é polarizado reversamente.
Os portadores de carga emitidos pelo emissor passam pela base, pois ela é muito estreita, há pouca recombinação de portadores, e a maioria passa para o coletor. O transistor tem três estados operacionais: estado de corte, estado de saturação e estado ativo.
Tipos de transistores bipolares
Existem dois tipos de transistor bipolar, o tipo NPN e o tipo PNP. Os símbolos para ambos os tipos são mostrados na figura.
Transistor bipolar
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Como funciona um transistor NPN e PNP?
Um transistor bipolar pode funcionar como amplificador ou como chave eletrônica (comutação). Quando o transistor é polarizado com um circuito DC, ele pode funcionar em três zonas de operação:
- Secional
- Zona activa
- em saturação
Áreas de operação dos transistores NPN e PNP
Vamos ver as três zonas de operação e os circuitos equivalentes do transistor nessas zonas de trabalho.
Transistores NPN o PNP en zona de corte
O transistor bipolar é um dispositivo controlado por corrente. Assim, com a corrente de base, podemos ligar ou desligar o transistor. A condição para isso é:
Nos transistores bipolares do tipo NPN e PNP, se a corrente de base no sentido indicado na figura for menor que zero, o transistor estará desligado, não conduzirá e todas as correntes serão zero.
Transistores NPN o PNP en zona activa
Se o transistor conduz, pode estar ativo ou em saturação. Para que funcione na zona ativa, deve-se cumprir que:
V CE > V CE sentado
Sendo a tensão coletor-emissor de saturação (VCE sat) zero no caso da primeira aproximação, e um valor dado no caso da segunda aproximação. Um valor típico para esta tensão é de 0,2 volts.
Se o transistor bipolar estiver polarizado, a equação a ser usada é:
I C = β * I B
Sendo β o ganho dc do transistor, e também cumprindo que:
I E = I C + I B
Às vezes, a corrente de base é desprezada em comparação com a corrente de coletor na equação anterior, pois a corrente de base é muito menor que a corrente de coletor.
Transistores NPN o PNP
Se o dispositivo conduzir e não estiver ativo, estará em saturação. Portanto, essas duas equações devem ser satisfeitas:
V CE < V CE sentado
I C < β * I B
É evidente que por meio da tensão coletor-emissor, a polarização do transistor pode ser controlada em ativo ou em saturação.
Vantagens de usar transistores bipolares
Os transistores bipolares têm uma série de vantagens benéficas para a vida útil dos equipamentos eletrônicos. Alguns deles são os seguintes:
- Quanto à energia, o consumo é ligeiramente baixo.
- Eles contêm a capacidade de gerar alta resistência mecânica.
- O peso e as dimensões do transistor em comparação com os tubos de vácuo são muito menores.
- Eles mantêm uma vida longa.
- Eles podem ser armazenados por um longo tempo.
- Esses transistores estão isentos de usar o tempo de aquecimento.
- Eles são capazes de gerar fenômenos. Entre os que encontramos está a fotossensibilidade.
