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Quatro Circuitos Para Saber Como Funciona um Transistor (ART1698)

Os transistores estão em toda parte, consistindo no componente ativo mais utilizado em todos os projetos eletrônicos. Saber como funciona este componente faz parte do currículo de todos os cursos de eletrônica. Veja neste artigo como podemos saber mais sobre este componente com quatro projetos práticos.

Obs.: muitos projetos mais podem ser encontrados na seção Mini Projetos neste site.

Os transistores são os elementos ativos dos circuitos eletrônicos pois, como apresentam ganho de corrente podem gerar ou amplificar sinais.

Vejamos então como funciona um transistor, para depois passarmos a alguns projetos práticos.

 

 

O que é um transistor (veja nota)

(*) Muito mais sobre este componente pode ser aprendido no nosso Curso de Eletrônica – Eletrônica Básica.

Três pedaços de materiais semicondutores de polaridade diferente P e N, como o germânio e atualmente mais usado, o silício, são colocados de forma alternada, como mostra a figura 1.

 

   Figura 1 – A estrutura do transistor
Figura 1 – A estrutura do transistor

 

Como temos duas disposições possíveis, existem dois tipos de transistores dados pelas polaridades dos materiais: NPN e PNP.

Conforme mostra a figura os símbolos são diferentes (seta para fora no NPN e seta para dentro no PNP) e os terminais recebem os nomes de emissor, coletor e base.

Os dois tipos de transistores podem ser usados basicamente conforme os circuitos mostrados na figura 2.

 

   Figura 2 – As maneiras de se usar os transistores
Figura 2 – As maneiras de se usar os transistores

 

O circuito que será controlado, chamado de “carga”, normalmente é ligado ao coletor e o sinal de controle é aplicado à base.

Este sinal, conforme mostra a mesma figura, consiste numa fraca corrente que será amplificada pelo transistor.

Assim, se um transistor tiver um ganho 100, isso significa que ele pode aumentar em 100 vezes esta corrente.

Com 1 mA de corrente, teremos então a possibilidade de controlar uma carga de 100 mA.

Se o que aplicarmos na base do transistor for um sinal de áudio, por exemplo, o som de um microfone, ele será amplificado 100 vezes.

Veja que os sentidos da corrente ao diferentes para os transistores NPN e PNP.

Podemos controlar um circuito com um transistor PNP simplesmente aterrando sua base, conforme mostra a figura 3.

 

   Figura 3 – Usando um transistor PNP
Figura 3 – Usando um transistor PNP

 

 

O Transistor Como Chave

O primeiro circuito que apresentamos, dado na figura 4, mostra como usar um transistor como uma chave.

 

Figura 4 – O transistor como chave
Figura 4 – O transistor como chave

 

Quando não há corrente na base do transistor, ele permanece “desligado”, ou seja, não circula corrente alguma entre seu coletor e seu emissor.

A carga está desativada e no nosso caso, o LED permanece apagado.

Se interligarmos os pontos X encostando um fio no outro ou no ponto indicado na ponte de terminais, uma corrente circula pela base do transistor e ele “liga”, fazendo com que o LED acenda.

Veja na figura 5 como montar este circuito numa matriz de contatos ou numa ponte de terminais.

 

   Figura 5 – Montagem do circuito
Figura 5 – Montagem do circuito

 

O valor do resistor é calculado de modo que a corrente que circula pela base, multiplicada pelo ganho do transistor, resulte na corrente que o LED precisa para acender.

Os cálculos destes circuitos são ensinados em cursos técnicos de eletrônica, envolvendo diversos tipos de procedimentos matemáticos.

Neste circuito operamos com o transistor saturado, ou seja, com uma corrente que aplicada à base leva à condução máxima do transistor.

Uma outra modalidade de operação, faz com que o transistor opere na chamada região linear ou de operação analógica, onde ele funciona como amplificador.

Na figura 6 mostramos a curva característica do transistor com as duas regiões de operação.

 

   Figura 6 – As regiões de operação do transistor
Figura 6 – As regiões de operação do transistor

 

 

Provador de Continuidade

O segundo projeto que apresentamos é de um provador de continuidade ou teste de componentes, mostrado na figura 7

 

   Figura 7 – Provador de continuidade
Figura 7 – Provador de continuidade

 

A montagem deste circuito é dada na figura 8.

 

   Figura 8 – Montagem do provador de continuidade
Figura 8 – Montagem do provador de continuidade

 

Este circuito, cuja utilidade está explorada em nossa série de livro “Como Testar Componentes” em 4 volumes e no livro “Conserte Tudo”, verifica se um componente está bom pela passagem de corrente através dele.

Se a corrente passar o transistor é polarizado, conduzindo a corrente, e com isso o LED acende.

O brilho do LED dependerá da corrente que passa através do circuito.

 

Reostato

Este circuito tem por finalidade mostrar a operação do transistor na sua região linear.

Com ele podemos modificar o brilho de um LED atuando sobre um potenciômetro ligado à base do transistor, conforme mostra a figura 9.

 

   Figura 9 – Ligação do potenciômetro
Figura 9 – Ligação do potenciômetro

 

Quando giramos o potenciômetro, sua resistência se altera e com isso a corrente de base do transistor.

O resultado é uma alteração da corrente de coletor, com a modificação do brilho do LED.

Na figura 10 temos o diagrama para o reostato.

 

   Figura 10 – Diagrama do reostato
Figura 10 – Diagrama do reostato

 

Na figura 11 temos a sua montagem numa matriz de contatos e também numa ponte de terminais.

 

   Figura 11 – Montagem do reostato
Figura 11 – Montagem do reostato

 

Para fazer demonstração, gire o potenciômetro, obtendo assim o controle de brilho do LED.

 

Timer

Nosso quarto projeto consiste num timer ou temporizador simples, usando apenas um transistor.

Seu circuito é dado na figura 12.

 

  Figura 12 – Circuito do timer
Figura 12 – Circuito do timer

 

A montagem utilizando uma matriz de contatos ou ponte de terminais é mostrada na figura 13.

 

   Figura 13 – Montagem em matriz e ponte
Figura 13 – Montagem em matriz e ponte

 

Quando tocamos com o fio do ponto X no capacitor, ele se carrega com a tensão de alimentação e então começa a descarregar através da base do transistor segundo uma curva de descarga, mostrada na figura 14.

 

  Figura 14 – Descarga do capacitor
Figura 14 – Descarga do capacitor

 

Enquanto a corrente de descarga for suficiente para manter o transistor em condução, o LED permanece aceso.

Depois de certo ponto, ele começa a enfraquecer com a redução da corrente de base na região linear da característica, até apagar completamente.

Veja que ele apaga quando a tensão cai abaixo de 0,6 V, que é o ponto em que o transistor começa a conduzir.

 

Conclusão

Muitos outros circuitos simples que mostram como um transistor funciona podem ser encontrados no site e em nossos livros como da série Banco de Circuitos.

 

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