É o componente que revolucionou o mundo da eletrônica. O transistor é o principal responsável por dar vida a muitos dispositivos e por permitir que muitos circuitos fossem reduzidos a escalas nanometricas. Mesmo sem querer você já deve ter usado um equipamento que possui um. Isso porque ele está presente em praticamente todo aparelho eletrônico.

Veja como usar o transistor aqui.


O que é

Como dito anteriormente, o transistor é um componente eletrônico. Ele tem duas funções principais que são: a de amplificar um sinal e a de agir como um interruptor eletrônico.Diferentes tipos de transistor

Fonte: Wikipedia

Na foto acima é possível observar os diferentes tipos de encapsulamentos (modelos) do transistor. Porém, de modo geral, ele possui três pinos (pernas): o coletor, o emissor e a base.

Obs.: Falarei sobre o transistor BJT (transistor de junção bipolar) que é o mais básico, embora exista também os unipolares.

Sem mais delongas, o transistor é um semicondutor feito principalmente de Silício (também pode ser Germânio ou Gálio). Semelhante ao diodo, o transistor recebe o silício com diferentes dopagens, a diferença é que, nesse caso, existem três camadas. Portanto, ele pode ser do tipo NPN ou PNP.

Sendo que a camada N representa o material que possui elétrons livres. E a camada P representa o material que possui lacunas (ou buracos). A montagem do transistor consiste basicamente em colocar as três camadas juntas. Os pinos emissor e coletor representam as camadas externas (N e N ou P e P) e a base representa a camada do meio (P no caso do NPN e N no caso do PNP).

Por fim, os símbolos usuais do transistor são:

Simbolo dos transistores

Fonte: Wikipedia


Funcionamento

Considerações

Como sua composição é similar a do diodo, seu funcionamento também não difere muito. Veja o post sobre efeito fotovoltaico para entender melhor.

Para a explicação, vou pegar como base um transistor comum NPN, que possui o seguinte diagrama:

Diagrama NPN
Fonte: Wikipedia

Observe que: as extremidades possuem as camadas N e o meio, a camada P. Devido a tendência natural dos elétrons (da camada N) de preencherem as lacunas (camada P), uma região de depleção é formada entre as camadas N e P. Essa é uma região sem cargas livres. E ela representa uma barreira potencial que só pode ser “quebrada” com tensões a partir de um determinado valor (0,7 para elementos de silício).

Como funciona

Agora, se o negativo de uma fonte for conectado no terminal emissor e positivo no coletor, nada ocorre. Isso porque, a fonte irá puxar os elétrons da camada N do coletor em direção ao positivo e as lacunas da base serão puxadas em sentido contrário. Com isso, a região de depleção entre essas duas camadas aumentará, já que não terá como os elétrons fluírem. E caso a fonte for invertida, o mesmo ocorre, porém com o emissor e a base.

Se na situação anterior, o terminal positivo de uma outra fonte for ligado à base do transistor, a situação muda. Nesse caso, os elétrons do emissor serão atraídos pelo positivo da fonte que está ligada na base e irão circular nesse trecho: emissor -> base -> fonte (da base) ->emissor.

Mas, alguns desses elétrons irão sobrar na base, e, como consequência, serão atraídos pelo positivo da outra fonte (que liga o emissor e o coletor). Sendo assim, irá circular uma corrente nesse trecho também: emissor -> base -> coletor -> fonte (externa) -> emissor.

Veja a imagem abaixo para entender melhor:

Funcionamento transistor
Fonte: Wikipedia

Observe que, a maior parte dos elétrons fluem no sentido emissor -> coletor e pequena parte no sentido emissor -> base. Dessa forma, uma pequena corrente de base é capaz de gerar uma alta corrente de coletor. E é assim que ele amplifica sinais e que a base atua como interruptor.

A diferença entre o transistor NPN e o PNP está no circuito e no sentido que a corrente flui. No NPN, a corrente (convencional e não real) flui do coletor para o emissor e a ligação é feita como descrito acima. Já no PNP, a corrente (convencional) flui do emissor para o coletor e a base é ligada no negativo.


Aplicações

Como mencionei, o transistor é capaz de aumentar um sinal ou então de permitir ou não a passagem de corrente no circuito. Essas duas propriedades fazem ele ser útil em muitos casos, por exemplo:

  • Circuitos de microfone: o sinal da voz precisa ser amplificado para melhor tratamento dos dados.
  • Amplificadores: o som ou sinal precisa sem amplificado por algum motivo
  • Circuitos digitais: praticamente todo circuito que usa a lógica digital faz uso do transistor. Isso inclui uma infinidade de aparelhos
    • É ele que forma as portas AND, OR, NAND, NOR etc…
    • São as portas lógicas que dão vida aos CIs, computadores, celulares e muitos outros aparelhos eletrônicos.
  • Acionar uma carga de alta corrente:
    • Existem casos que o sinal que deve comandar alguma carga não é capaz de fornecer corrente alta suficiente para acioná-la (ex: microcontrolador controlando motor). E nesse caso, é necessário fazer uma ligação para que um transistor seja responsável por permitir ou não que uma fonte externa acione esse motor.

Transistor – Como usar (circuitos)