Os transistores bipolares ou transistores comuns são formados por três pedaços ou regiões de materiais semicondutores diferentes montadas numa estrutura conforme a mostrada na figura 1.
Apesar de esta estrutura ser equivalente a diodos montados de costas ou em oposição ela apresenta propriedades especiais que tornam o transistor um componente extremamente importante para as aplicações eletrônicas.
Observe que, de acordo com as estruturas temos dois tipos de transistores: NPN e PNP.
A cada estrutura associamos três terminais denominados emissor (E), coletor (C) e base (B).
O sentido da corrente através do transistor depende do seu tipo.
Um transistor é capaz de amplificar uma corrente que circule entre a base e o emissor (Ib) de modo que ela apareça aumentada entre o coletor e o missor (Ic) , conforme mostra a figura 2.
Em outras palavras, uma pequena variação de corrente de base num transistor provoca uma variação maior da corrente de coletor.
Se uma corrente de base de apenas 1 mA provoca uma corrente de base de 100 mA dizemos que o ganho do transistor ou hFE é 100.
Dependendo da aplicação podemos encontrar transistores de diferentes tamanhos e formatos com ganhos que vão de 5 a 10 000.
Essa capacidade de amplificação nos permite classificar os transistores no grupo dos componentes ativos.
Existem milhões de tipos de transistores que são identificados por códigos de fábrica, o que significa para que conhecer suas especificações é preciso consultar os manuais dos próprios fabricantes.
No entanto, existem 100 a 200 tipos de uso muito comum que têm características que podem substituir a maioria dos tipos especiais encontrados em muitos equipamentos eletrônicos.
Tipos
Na figura 3 mostramos os seus principais aspectos.
O tamanho do transistor está ligado à intensidade da corrente que ele pode controlar e, portanto, a potência que ele pode dissipar.
Os transistores que devem dissipar altas potências normalmente são dotados de recursos para montagem em radiadores de calor, conforme mostra a figura 4.
O maior problema que o praticante da eletrônica vai encontrar quando trabalhando com transistores está na identificação dos seus terminais (emissor, coletor e base).
Existem diversos códigos adotados pelos fabricantes de modo que somente conhecendo o tipo específico é possível saber como deve ser feita a sua ligação. Observamos que nem sempre o terminal do meio é a base!
Especificações:
Os transistores encontrados nos equipamentos eletrônicos podem ser separados em três grandes categorias de acordo com suas especificações:
a) Uso geral
São transistores de pequenas dimensões projetados para trabalhar com sinais de baixas frequências e corrente contínua com correntes de até uns 200 mA no máximo. Estes transistores amplificam sons em rádios, intercomunicadores, alarmes, porteiros eletrônicos e outras aplicações.
b) Potência
São transistores que operam com sinais de baixas frequências mas de intensidade elevada, ou seja, envolvendo altas correntes ou tensões. Estes componentes são dotados de recursos para montagem em radiadores de calor e podem dissipar potências de 5 a 200 Watts tipicamente. As correntes de coletor máxima pode chegar aos 15 ampères. Encontramos estes transistores em fontes de alimentação, amplificadores e no controle de motores, relês e solenóides.
c) Alta freqüência ou RF
São transistores de pequena potência mas que podem operar com sinais de altas frequências chegando a mais de 1000 MHz. Estes transistores são usados em transmissores e receptores como amplificadores de sinais.
Outras especificações:
Um problema que os praticantes da eletrônica vão encontrar ao trabalhar com transistores é encontrar um substituto para um determinado tipo que tenha problemas e que não possa ser encontrado facilmente.
De posse do número original pode-se chegar as especificações e com isso sair em busca de um que seja considerado equivalente. As principais especificações dos transistores são:
a) Tensões máximas
Vce(max) é a tensão máxima entre coletor e emissor; Vcb(max) é a tensão máxima entre coletor e base; Vbe(max) é a tensão máxima entre base e emissor.
Quando acrescentamos o "o" ele indica que o terceiro terminal está desligado.
Exemplo: Vceo(max) é a tensão máxima entre coletor e emissor com a base desligada (aberta). Em alguns casos pode ser indicada a tensão absoluta, como Vc, Vb e Ve.
b) Correntes máximas
As correntes máximas são indicadas pelos terminais. Por exemplo, Ic(max) é a corrente máxima de coletor de um transistor.
c) Potências máximas
É a máxima potência que o transistor pode dissipar sendo indicada como Ptot ou Pmax ou ainda Pt.
d) Ganho
O ganho do transistor pode ser dado como beta (β) ou como hFE e pode variar entre 5 e 10 000 conforme o tipo de transistor. Em alguns casos os fabricantes dão para determinado tipo a faixa de ganhos que uma unidade pode ter. Por exemplo, o BC548 pode ter ganhos entre 125 e 800.
e) Frequência de transição
É a máxima frequência em que o transistor ainda pode funcionar como amplificador e portanto como oscilador. Esta frequência é dada em Hertz (quilo ou mega) e varia bastante conforme o tipo de transistor.
Conforme explicado no livro Curso Básico de Eletrônica de Newton C. Braga
Ver também:
• Semiconductores (175)
• Silício (73)
• Germânio (177)
• hFE (52)
• Beta (54)
• Alfa (50)
• Conversão Alfa X Beta (188)
