Transistor de junção bipolar

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O transístor (ou transistor) de junção bipolar, TJB, (bipolar junction transistor, BJT, em inglês), é o tipo de transístor mais comum, devido sua facilidade de polarização e durabilidade. Recebe este nome porque o processo de condução é realizado por dois tipos de carga - positiva (lacunas) e negativa (electrões).

História[editar | editar código-fonte]

O transístor de junção bipolar foi o primeiro tipo de transistor a ser produzido, e que valeu o Prémio Nobel, aos seus inventores.

Até hoje, permanece como o único prémio Nobel a ser atribuído a um dispositivo de engenharia.
Os primeiros transístores foram produzidos com Germânio e passado algum tempo começou a ser utilizado o Silício.

O objetivo dos inventores foi substituir as válvulas termoiónicas, que consumiam muita energia, tinham muito baixo rendimento e funcionavam com tensões da ordem das centenas de volts.

Estrutura do TJB[editar | editar código-fonte]

TJB do tipo NPN

O TJB é um dispositivo de três terminais, sendo os quais, a Base, o Emissor (Emitter) e o Coletor (Collector). O nome de "bipolar, vem de o transporte de carga se efetuar por dois portadores, eletrões e buracos. O parâmetro mais importante utilizado nos modelos do TJB é o \beta. Este está relacionado com o processo de fabrico, a tecnologia e as dimensões do dispositivo.

Existem essencialmente dois tipos de TJB, o do tipo NPN (ver imagem) e PNP. O primeiro, como o nome indica, tem semicondutor de que é feito o Coletor, a Base, e o Emissor, dopado N-P-N, respetivamente. De modo análogo se passa com o do tipo PNP.

Modos de Funcionamento[1] [editar | editar código-fonte]

Corte transversal da estutura de um TJB

As relações mais básicas das grandezas associadas ao dispositivo são:

Da lei dos nós:

i_E = i_C + i_B

Da lei das malhas:

v_{CB} = v_{CE} - v_{BE}

CORTE[editar | editar código-fonte]

Se v_{BE} < 0 e v_{CB} < 0

Neste modo o transístor não tem corrente a percorrê-lo.

i_B = i_C = 0

Ou seja, funciona como um circuito aberto entre os seus terminais.

Tem aplicação em Circuitos Digitais.

SATURAÇÃO[editar | editar código-fonte]

Se v_{BE} > 0 e v_{CB} > 0

Neste caso, o transístor conduz corrente e como a junção coletor-base é polarizada diretamente, tem-se i_C < \beta i_B.

Considera-se que o transístor está plenamente saturado quando v_{CE} \approx 0.2V.

Deste modo, é o circuito exterior ao dispositivo que determina se está na Zona Ativa Direta ou na Saturação

Aplicação em Circuitos Digitais

ZONA ATIVA DIRETA[editar | editar código-fonte]

Se v_{BE} > 0 e v_{CB} < 0

Aplicação em Circuitos Analógicos

Estrutura do dispositivo com as tensões e correntes convencionais
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  1. de Medeiros Silva, Manuel. Circuitos com Transístores Bipolares e MOS. [S.l.: s.n.], 2013.