Transistores BJT:uma introdução ao projeto de equipamentos eletrônicos leves

Um estudo sobre a história da eletrônica apontará que a invenção dos transistores foi crucial para a humanidade. Transistores estão disponíveis para substituir tubos de vácuo volumosos, com uso intensivo de energia e baixa eficiência.

Atualmente, usamos transistores para amplificação ou comutação em circuitos eletrônicos.

Confira este artigo para saber mais sobre transistores de junção bipolar, suas configurações e aplicações.

O que é um transistor BJT?

Fig 1:Um transistor de potência NPN

Um transistor de junção bipolar (BJT) é um dispositivo semicondutor controlado por corrente que compreende duas junções n-p.

Possui três terminais; a base, o emissor e o coletor. Dependendo do arranjo n-p, um BJT usa as lacunas ou os elétrons como portadores de carga primários.

A aplicação de um sinal no terminal base sofre amplificação no terminal coletor do transistor. No entanto, requer alguma energia CC para amplificar o sinal.

Configuração de transistores BJT

Fig 2:Componentes eletrônicos em uma placa de circuito

Um BJT é um dispositivo de comutação ou amplificação de três terminais crítico em circuitos eletrônicos. Dependendo do portador de carga primário, é possível desenvolver duas configurações de transistor de junção bipolar.

Portanto, em transistores de junção bipolar, temos duas entradas, mas é impossível ter duas saídas, pois é um dispositivo de três terminais.

Um dos terminais é comum para entrada e saída para superar um terminal de saída extra.

As três seguintes são as configurações possíveis do BJT.

Transistores BJT: A configuração do emissor comum

Aqui, aplicamos o sinal de entrada entre a junção base-emissor e a saída da junção coletor e emissor. Portanto, o emissor inverte o sinal de entrada.

Transistores BJT: A configuração comum do coletor

Esta configuração aplica a entrada entre a junção base-coletor enquanto obtém a saída do canto coletor-emissor.

A configuração de base comum

A configuração de base comum usa o terminal de base para sinais de entrada e saída. A configuração básica padrão tem apenas ganho de tensão, mas nenhuma receita de corrente.

Características do BJT

Fig 3:Um diagrama de circuito com transistores

As três configurações de BJT resultam em circuitos diferentes com características diferentes. As características mais importantes incluem impedâncias de entrada e saída, ganhos de corrente e tensão.

Características	Base Comum	Emissor Comum	Coletor Comum
Ganho de potência	Baixo	Muito alto	Médio
Ganho atual	Baixo	Médio	Alto
Ganho de tensão	Alto	Médio	Baixo
Ângulo de fase	0°	180°	0°
Impedância de saída	Muito alto	Alto	Baixo
Impedância de entrada	Baixo	Médio	Alto

A configuração padrão do emissor é a configuração BJT mais comum. Portanto, seus bons ganhos de potência, tensão e corrente melhoram a amplificação do circuito.

Tipos de transistor BJT

Fig 4:Um técnico verificando uma placa de circuito eletrônico

Os transistores de junção bipolar são classificados de acordo com os principais portadores de carga em sua estrutura. Como resultado, temos

• PNP BJTs- Transistores com furos como principais portadores de carga
• NPN BJTs- Transistores que usam elétrons como os principais portadores de carga.

Os transistores NPN são mais populares que os PNPs, pois oferecem melhor amplificação. Os transistores NPN têm mais elétrons em sua estrutura e os elétrons têm maior mobilidade do que os buracos.

Transistores BJT:Transistores de junção bipolar PNP

Um transistor PNP é um transistor de junção bipolar que envolve a dopagem de um material do tipo N entre dois materiais semicondutores do tipo P. O emissor fornece os portadores de carga positiva nos transistores PNP, que passam pela base e chegam ao coletor.

Desta forma, a base controla o número de portadores de carga que passam do emissor para o coletor.

Transistores de junção bipolar NPN

Um transistor NPN é um transistor de junção bipolar que envolve a dopagem de um material semicondutor do tipo P entre dois materiais do tipo N. Neste caso, a maioria dos portadores de carga são elétrons livres.

Os portadores de carga negativa se movem da valência para as bandas de condução quando estão suficientemente excitados. Consequentemente, haverá algum fluxo de corrente através da região semicondutora do tipo N.

A área de trabalho do transistor BJT

Fig 5:Uma placa de circuito eletrônico

Os transistores atuam tecnicamente como interruptores ou dispositivos de amplificação em circuitos eletrônicos. Os transistores de junção bipolar são dispositivos ativos de três terminais que podem conduzir ou não, dependendo da polarização da porta.

Portanto, vamos olhar para as áreas de trabalho de um BJT

Região ativa

Aqui, o transistor funciona como um amplificador.

Ic =𝞫.Ib

𝞫 é a razão entre as correntes do coletor e da base e fornece o ganho de corrente para um transistor emissor comum.

Região de saturação

O transistor está totalmente LIGADO, com suas junções coletor-base e emissor-base no modo de polarização de encaminhamento.

Ic =I(Saturação)

Região de corte

Aqui, o transistor está totalmente desligado, com sua tensão de base sendo menor que as tensões do coletor e do emissor.

Ic=0

Transistores BJT:Aplicações de BJTs

• Em primeiro lugar, os transistores de junção bipolar funcionam como demoduladores ou detectores
• Em segundo lugar, usado em circuitos amplificadores como amplificadores ou usados ​​como moduladores
• Além disso, eles operam osciladores e multivibradores
• Além disso, eles são circuitos de recorte críticos para modelagem de ondas
• Além disso, os BJTs também são críticos em circuitos de atraso de tempo
• Finalmente, os BJTs operam em circuitos de comutação eletrônica

Conclusão

Os transistores de junção bipolar são componentes eletrônicos críticos que requerem uma compreensão profunda de um circuito. Como resultado, você pode tê-los visto, mas não entendido como eles funcionam.

Esperamos que este artigo tenha esclarecido alguns mistérios em torno dos BJTs e aberto as portas para você prosseguir com seu projeto.

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