Duas famílias de transistores de uso geral aparecem como grandes vedetes de todos os nossos projetos. Podemos dizer que, sem eles, não seria possível fazer nem metade do que hoje publicamos em matéria de projetos e o que já foi publicado nos últimos 30 anos. Esses pequenos dispositivos maravilhosos fazem (quase) tudo que podemos imaginar em eletrônica e é muito importante que todo montador, estudante, profissional da eletrônica conheça todas suas características e limitações. Neste artigo fazemos justamente isso: vamos ensinar como usar os semicondutores básicos de todas as nossas montagens: os transistores NPN e PNP BC548 e BC558 e seus parentes próximos os BC547, BC557, BC549 e BC559.
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Em praticamente todas as listas de materiais de nossos projetos indicamos um transistor de uso geral NPN ou PNP da série BC548 ou BC558.
A maioria dos leitores sabe como obter esses componentes e os utiliza sem maiores preocupações.
No entanto, o leitor que tem na sua caixinha de componentes diversos desses pequenos maravilhosos sabe o que eles realmente são, como funcionam e como podemos usá-los em projetos próprios?
O leitor também sabe que pode usá-los como equivalentes de centenas ou mesmo milhares de transistores que são recomendados em projetos de revistas estrangeiras ou mesmo nacionais mais antigas, sem problemas?
Conhecendo as características destes transistores o leitor pode obter muito mais deles e é justamente isso que vamos ensinar neste artigo.
TRANSISTORES DE USO GERAL
Na classificação que normalmente costuma-se fazer dos transistores, o grupo dos "transistores de uso geral" (TUG)‚ aquele mais tem mais elementos.
Este grupo é formado por transistores que têm basicamente as seguintes características:
- Trabalham com tensões na faixa de 10 a 50 volts tipicamente.
- A corrente máxima de coletor varia entre 30 e 200 mA
- O ganho é médio podendo variar entre 100 e 800.
- A faixa de freqüências de corte varia entre 10 e 100 MHz, se bem que eles sejam basicamente indicados para operar com sinais de áudio.
- A dissipação máxima está na faixa de 50 a 500 mW.
Estes transistores normalmente são encontrados em encapsulamento plástico de baixa dissipação (SOT-54 ou equivalente), conforme mostra a figura 1, e para os tipos mais antigos em encapsulamento metálico.
Conforme vemos, mesmo sendo indicados para operar com sinais de áudio e correntes cont¡nuas, estes transistores também podem oscilar em alguns casos em freqüências que chegam até a faixa de FM.
No entanto, como isso não é regra geral, se precisarmos de um para esta finalidade talvez tenhamos de experimentar diversos num mesmo lote até obter um "que funcione".
O leitor deve levar em conta que os transistores, como qualquer componente eletrônico, possuem tolerâncias.
Assim, da linha de fabricação é muito difícil que saiam dois transistores exatamente iguais, ou seja, com todas as características tendo exatamente os mesmos valores.
Para um lote de transistores que seja "carimbado" com um mesmo número, podemos ter enormes variações de ganho, conforme mostra a figura 2.
Assim, tomando como base o BC548 que é um dos tipos abordados neste artigo, seu ganho pode variar entre 75 e 800.
O leitor já pode perceber que se for feito um projeto que exija um transistor com ganho 400 para um bom funcionamento, uma parte dos BC548 funcionará e outra não, conforme o ganho esteja acima ou abaixo deste valor!
Nos nossos projetos procuramos sempre fazer o projeto com o ganho mínimo, de modo que qualquer transistor do mesmo tipo funcione, e somente quando se exige uma unidade maior é que alguma observação é feita.
No entanto, o próprio leitor ao fazer um projeto experimentalmente pode não levar isso em conta: monta-se um protótipo e ele funciona e depois as cópias, algumas sim e outras não!
De qualquer forma, mesmo levando em conta a enorme faixa de características que transistores considerados de um mesmo tipo ou família tenham, os transistores de uso geral podem ser empregados nos seguintes tipos de circuito:
* Amplificadores de áudio
Sinais de baixas intensidades podem ser amplificados por estes transistores em mixers, pré-amplificadores, circuitos de efeitos de som e mesmo amplificadores cuja potência de saía seja no máximo de 1 watt.
* Osciladores
Osciladores de áudio e mesmo de RF cujas freqüências podem chegar a algumas dezenas de megahertz podem ser elaborados com estes transistores.
* Circuitos de corrente contínua
Podemos usar estes transistores para aumentar o poder de excitação de circuitos integrados, excitando LEDs, Relés, pequenas lâmpadas e dispositivos cujo consumo não supere os 50 ou 100 mA, conforme os transistores usados.
OS BC548/BC558
Muitas famílias de transistores de uso geral surgiram nos últimos tempos.
Assim, nas publicações técnicas e manuais podemos encontrar muitos tipos, alguns dos quais evoluíram e até hoje são usados.
Temos então as famílias independentes e as famílias que foram cedendo seus lugares a tipos mais modernos.
A família que nos interessa em especial é a que começou com os transistores BC107, BC108 e BC109 e que culminou com os BC547, BC548 e BC549 para a série NPN.
Para a série PNP a família começou com os BC177, BC178 e BC179 e atualmente está nos BC557, BC558 e BC559.
Mas, afinal, o que fazem estes transistores?
Veja que numa família temos três tipos que basicamente se diferenciam pelo ganho e pela tensão máxima de trabalho (tensão máxima entre coletor e emissor quando a base se encontra desligada ou Vceo).
Assim, temos:
a) Tensão máxima entre coletor e emissor (Vceo)
NPN PNP Vceo (V)
BC547 BC557 50
BC548 BC558 30
BC549 BC559 30
b) Ganho:
NPN PNP hfe
BC547 BC557 75 - 800
BC548 BC558 75 - 800
BC549 BC559 (*) 200 - 800
(*) na verdade entre 110 e 800
A corrente máxima de coletor destes transistores é 100 mA e todos dissipam 500 mW. Além do ganho maior, os tipos de final 9 se caracterizam por terem um baixo nível de ruído.
O que ocorre é que o próprio transistor, quando usado como amplificador de sinais muito fracos introduz um ruído devido a agitação térmica dos átomos do material semicondutor.
Esse ruído implica num "chiado" semelhante ao que temos num rádio fora de estação. Os tipos de final 9 tem uma característica de menor nível deste ruído.
Para os BCs que vimos os invólucros usados são do tipo mostrado na figura 4.
OS "PARENTES"
Damos a seguir uma relação de transistores com características próximas a dos BC548/BC558.
Isso significa que, em princípio, num projeto, os transistores indicados podem ser substituídos por um correspondente das famílias BC548/BC558, sem muitos problemas.
Evidentemente, as equivalências não são totais, pois todos os componentes possuem grandes tolerâncias, mas podem servir de referência para que o leitor saiba se pode ou não usá-los num projeto:
NPN PNP Invólucro Obs:
BC107 BC177 (1) -
BC108 BC178 (1) -
BC109 BC179 (1) -
BC207 BC204 (2) -
BC208 BC205 (2) -
BC209 BC206 (2) -
BC237 BC307 (3) -
BC238 BC308 (3) -
BC239 BC309 (3) -
BC317 BC320 (4) Ic = 150 mA
BC318 BC321 (4) Ic = 150 mA
BC319 BC322 (4) Ic = 150 mA
BC347 BC350 (5) -
BC348 BC351 (5) -
BC349 BC352 (5) -
BC167 BC257 (6) Ic = 50 mA
BC168 BC258 (6) Ic = 50 mA
BC169 BC259 (6) Ic = 50 mA
BC182 BC251 (7) Ic = 200 mA
BC183 BC252 (7) Ic = 200 mA
BC184 BC253 (7) Ic = 200 mA
BC582 BC512 (8) Ic = 200 mA
BC583 BC513 (8) Ic = 200 mA
BC584 BC514 (8) Ic = 200 mA
BC413 BC415 (9) Baixo Ruído
BC414 BC416 (9) Baixo Ruído
BC437 - (10) -
BC438 - (10) -
BC439 - (10) -
CIRCUITOS
Existem diversas configurações típicas que podem ser encontradas para estes transistores. Analisemos algumas delas:
a) Excitador de LEDs
Quando tivermos uma fonte de corrente contínua de baixo nível de corrente, por exemplo, a saída de um circuito integrado CMOS, podemos usar tanto um transistor NPN como PNP para ter a excitação de um LED ou uma lâmpada de até uns 50 mA de corrente.
No circuito mostrado na figura 5(a) o LED acende quando a saída do integrado estiver no nível alto, ou seja, quando houver uma tensão positiva.
No circuito mostrado em 5(b) o LED acende quando a saída do integrado estiver no nível baixo, ou seja, for 0V.
b) Amplificador de áudio
Na figura 6 temos as duas configurações possíveis em emissor comum para amplificar sinais de áudio.
Os resistores dependem tanto da amplificação desejada como da intensidade do sinal de entrada.
Os valores mostrados dão uma amplificação típica de 10 vezes para sinais fracos obtidos de um microfone, por exemplo.
Na figura 7 temos uma etapa amplificadora de áudio para microfones de baixa impedância usando um BC549 (baixo ruído).
Esta etapa permite usar microfones de baixa sensibilidade com transmissores e amplificadores que exigem um sinal de entrada mais intenso.
c) Excitador de relés
Para excitar um relé de 6 ou 12V temos os circuitos mostrados na figura 8.
Seu princípio de funcionamento é o mesmo do caso dos LEDs.
Relés ou mesmo solenóides com correntes até uns 100 mA podem ser excitados com esses circuitos.
d) Oscilador
Na figura 9 temos diversos osciladores, de altas e baixas freqüências usando BCs como base.
As freqüências podem ficar entre alguns hertz até algumas dezenas de megahertz.
CONCLUSÃO
Os BCs podem ser usados numa infinidade de aplicações práticas.
Na nomenclatura européia para semicondutores, a letra C indica que eles são transistores de uso geral e o B indica que eles são de silício.
Cabe ao leitor fazer experiências ou montar projetos conhecidos que os utilizem. O importante é não ultrapassar seus limites.
