Como funciona um transistor e qual a sua aplicação?

O transistor surgiu com o intuito de substituir as antigas válvulas eletrônicas, que serviam para regular o fluxo dos elétrons. Sendo assim, a descoberta dos transistores possibilitou a criação dos mais diversos dispositivos avançados que temos atualmente, como por exemplo  vídeo game, celulares, computadores e outra infinidade de equipamentos eletroeletrônicos. A descoberta dos transistores mudou o modo de vida da nossa sociedade moderna e a elétrica que conhecemos. Tamanho a importância deste dispositivo que iremos mostrar o que é um transistor, os tipos de transistores, as aplicações para os transistores e as principais características dos transistores.

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O que é transistor?

De maneira simples, os transistores são considerados como uma espécie de interruptor. Isso mesmo,  em sua configuração mais básica o transistor opera como chave, mas que pode trabalhar de diversas maneiras, o que vai depender de sua configuração. Estes dispositivos são de extrema importância para eletrônica, podemos destacar os dois tipos principais e mais conhecidos os transistores de sinal NPN e PNP.

Transistores PNP são os que operam com valores positivo – negativo – positivo, são transistores que na saída eles conduzem um sinal positivo, ou seja, o transistor é alimentado com sinal de tensão positivo e negativo para funcionamento do circuito interno, e na saída emite um sinal positivo. Transistores NPN – Negativo – Positivo -Negativo – tem o funcionamento similar ao PNP, porém tem sinal negativo na sua saída, existem centenas de tensões de trabalho e aplicações para os transistores, mas em sua maioria eles trabalham de modo NPN.

Simbologia do transistor NPN e transistor PNP.

Os transistores são fabricados de diferentes formas, mas a maioria deles são fabricados apresentando três terminais ou “pernas” diferentes, sendo elas:

• B = Base, principal responsável pela ativação do transistor.
• C = Coletor, terminal positivo do transistor.
• E = Emissor, Terminal negativo do transistor.

O princípio de funcionamento básico de um transistor, quando o mesmo é acionado através da tensão de alimentação, é permitir que passe uma corrente por um resistor em sua base, desta forma o próximo componente do circuito é alimentado. Para que isso aconteça o transistor necessariamente deve receber uma tensão em sua base, o resistor citado está presente para proteger o transistor de correntes e tensões de surto.

Os transistores são utilizados em circuitos eletrônicos e muitas vezes são aplicados como amplificadores de um sinal de tensão. Existem vários tipos de transistores, cada um deles varia em aplicação e características de trabalho, alguns são utilizados como uma simples chave ou amplificador por exemplo.

Também podemos usar o transistor em paralelo com as cargas que demandam uma corrente elétrica alta, evitando que a esta corrente percorra componentes eletrônicos mais sensíveis. Além disso existem transistores sensíveis à luz, denominados de foto transistores, eles são utilizados em circuitos de iluminação pública, realizando a ligação das luminárias somente no período noturno por exemplo.

Transistor de efeito de Campo:

O transistor de efeito de campo é constituídos por três terminais, sendo uma porta, uma fonte e um dreno. Este transistor é controlado pela tensão elétrica, essa tensão quando colocada na porta faz com que uma corrente elétrica flua da fonte para o dreno do transistor. Este transistor também pode ser encontrado no modo  NPN ou PNP.

Os transistores de efeito de campo possuem uma impedância de entrada muito alta, sendo que está alta impedância de entrada faz com que eles tenham muito pouca corrente correndo através deles. Assim esses tipos de transistores buscam pouca corrente da fonte de alimentação em um circuito. Isto é ideal porque não perturbam os elementos de potência do circuito original aos quais estão ligados.

Transistor Bipolar de Junção:

O transistor bipolar de junção (TBJ) possui em sua forma construtiva três terminais, sendo eles a base, o coletor e o emissor. Ao contrário dos transistor de efeito de campo, os TBJ são dispositivos controlados pela corrente elétrica, ou seja, uma pequena corrente na base provoca um fluxo de corrente muito maior no emissor. Assim com o transistor de efeito de campo também pode ser encontrado transistor bipolar de junção no tipo NPN ou PNP.

Esses transistores são os únicos que são ativados pela entrada de corrente em sua base. A baixa impedância (ou resistência) permite que a corrente flua através da base do transistor. Devido a esta baixa impedância também estes transistores tem a maior amplificação de todos. A desvantagem deles é ter baixa impedância de entrada, e poderem extrair corrente significativa de um circuito, perturbando assim a fonte de alimentação.

Transistores de pequenos sinais:

Os transistores de pequenos sinais são transistores usados principalmente para amplificar sinais de baixo nível, mas também podem funcionar bem como interruptores. Os pequenos transistores podem amplificar os sinais de entrada. Os valores típicos de hFE (ganho do transistor) para transistores de sinal pequeno variam de 10 a 500, com valores máximos de Ic (corrente de coletor) de cerca de 80 a 600 mA. Podem ser encontrados em construção NPN e PNP. Estes transistores são excelentes para aplicação como amplificador de sinais pequenos.

Transistores de comutação:

Os pequenos transistores de comutação são transistores usados principalmente como comutadores, mas que também podem ser usados como amplificadores. Os valores típicos de hFE para pequenos transistores de comutação variam de 10 a 200, com valores de Ic máximos de cerca de 10 a 1000 mA. Por amplificarem o sinal com menor intensidade do que outros modelos não são muito utilizados para amplificação de sinal, por terem baixa capacidade de amplificação em relação aos transistores de pequenos sinais. Trabalham como interruptores e comutadores, além de ser encontrados tanto como NPN quanto PNP.

No vídeo abaixo falamos detalhadamente o que hFE do transistor, para que ele serve e principalmente como descobrir o hFE de um transistor na prática.

Transistores de força:

Transistor de força é muito utilizado em circuitos de correntes altas, onde muita energia está sendo usada (corrente e tensão). O coletor do transistor é conectado a uma base de metal que atua como um dissipador de calor para dissipar o excesso de energia.

Os transistores de potência podem ser encontrados em estruturas NPN e PNP. São muito utilizados em paralelo com circuitos mais sensíveis, de forma a permitir a passagem de corrente pelo transistor, aliviando o circuito eletrônico.

Foto transistores:

O foto transistor é sensíveis à luz, um tipo comum de foto transistor assemelha-se a um transistor bipolar com o seu chumbo da base removido e substituído por uma área sensível à luz. É por esse motivo que um foto transístor tem apenas dois terminais em vez de três. Quando a região sensível a luz é exposta a uma intensidade luminosa o mesmo passa a conduzir corrente elétrica, no caso contrario o mesmo se comporta como uma chave aberta.

Finalizamos aqui este artigo e esperamos ter ajudado a tirar todas as dúvidas sobre os transistores! Se ainda tiver restado alguma dúvida ou curiosidade sobre este assunto, deixe nos comentários que iremos responder.

Sobre o autor

Eletricista desde 2006, Henrique Mattede também é autor, professor, técnico em eletrotécnica e engenheiro eletricista em formação. É educador renomado na área de eletricidade e um dos precursores do ensino de eletricidade na internet brasileira. Já produziu mais de 1000 videoaulas no canal Mundo da Elétrica no Youtube, cursos profissionalizantes e centenas de artigos técnicos. O conteúdo produzido por Henrique é referência em escolas, faculdades e universidades e já recebeu mais de 120 milhões de acessos na internet.

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