Neste post eu vou explicar como funciona o transistor BJT (Transistor Bipolar de Junção). Existem vários outros tipos de transistores que ficarão para outros posts. Este é um dos componentes eletrônicos mais importantes.
Estrutura
O transistor bipolar de junção (BJT) tem dois tipos de estrutura de camadas: NPN na direita e PNP na esquerda.
Conforme expliquei no post sobre diodos, a camada P é silício dopado com um elemento que tenha 3 elétrons na última camada (geralmente boro). Enquanto N é silício dopado com um elemento que tem cinco elétrons na última camada (geralmente fósforo). Para saber mais sobre diodos clique neste botão.
![Diodos](https://www.electricalelibrary.com/wp-content/uploads/2017/08/diodos-destaque.jpg)
Estes diodos não vão funcionar como transistores, pois há fio metálico entre as camadas do meio.
Representação dos BJTs em esquemáticos de circuitos, NPN à esquerda e PNP à direita.
Operação como chave
Como podem ver, a camada do meio ligada ao terminal da base é muito mais fina. O transistor precisa de dois sinais de tensão para funcionar. Vamos considerar o tipo NPN.
Quando a tensão VBE é zero, não há fluxo de corrente, pois uma junção do transistor sempre estará no modo reverso. Nesta situação diz-se que o transistor está em corte. Quando o VBE atinge uma tensão alta o suficiente para superar a barreira de potencial da junção entre a base (B) e o emissor (E), que geralmente é de 0,7 V, gera uma corrente na base (o terminal do meio). Muitos elétrons do emissor serão atraídos pelo material P do coletor.
O resultado é que uma pequena corrente na base pode controlar uma corrente maior que flui do coletor para o emissor como uma chave. A corrente do emissor (Ie) é a soma das correntes da base (Ib) e do coletor (Ic).
Ie=Ic+Ib
Quando há passagem de corrente do coletor ao emissor, diz-se que o transistor está em saturação. Se fosse do tipo PNP, o transistor ficaria em corte com a corrente na base e em saturação sem ela e o sentido da tensão VCE teria que se inverter. Na prática, este circuito abaixo é uma das formas de usar o transistor como chave.
Todo transistor BJT tem um parâmetro chamado \beta ou h_{fe} que determina o quanto a corrente de coletor é amplificada em relação a corrente de base.
\beta=\frac{Ic}{Ib}
Operação como amplificador
Existe um modo de operação do BJT além do corte e da saturação. É o chamado modo ativo, nesta região o transistor é usado para amplificar sinais sem distorção. Este gráfico mostra a típica curva característica de um transistor BJT.
Aqui é o gráfico da curva característica para um transistor bc548 NPN da Micro Electronics.
E este é do transistor bc558 PNP da Fairchild Semiconductor. Os valores variam de acordo com o fabricante e o código.
Para um transistor ser usado como amplificador, ele deve ser polarizado com resistores de forma que o Ic e a tensão entre o coletor e o emissor (Vce) fiquem na região de amplificação. As técnicas de polarização (cálculo de resistores) ficam para um outro post.
Muito bom os temas escolhidos e a forma que você explica. Fiz citação de seu site no trabalho acadêmico.
Prossiga com seu excelente trabalho.
Sucesso
Que bom que ajudei no seu trabalho. Obrigado.