Transistores - Básico, Tipos e Modos de Baising

Introdução ao transistor:

Anteriormente, o componente crítico e importante de um dispositivo eletrônico era um tubo de vácuo, é um tubo de elétrons usado para controlar a corrente elétrica . Os tubos de vácuo funcionaram, mas são volumosos, requerem tensões operacionais mais altas, alto consumo de energia, têm menor eficiência e materiais emissores de elétrons catódicos são usados ​​na operação. Então, isso acabou como um calor que encurtou a vida útil do próprio tubo. Para superar esses problemas, John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley inventaram um transistor na Bell Labs no ano de 1947. Esse novo dispositivo foi uma solução muito mais elegante para superar muitas das limitações fundamentais das válvulas.

O transistor é um dispositivo semicondutor que pode tanto conduzir quanto isolar. Um transistor pode atuar como uma chave e um amplificador. Ele converte ondas de áudio em ondas eletrônicas e resistores, controlando a corrente eletrônica. Os transistores têm uma vida útil muito longa, são menores, podem operar com fontes de tensão mais baixas para maior segurança e não requerem corrente de filamento. O primeiro transistor foi fabricado com germânio. Um transistor desempenha a mesma função que um triodo de tubo de vácuo, mas usando junções semicondutoras em vez de eletrodos aquecidos em uma câmara de vácuo. É o bloco de construção fundamental dos dispositivos eletrônicos modernos e pode ser encontrado em todos os sistemas eletrônicos modernos.

Noções básicas do transistor:

Um transistor é um dispositivo de três terminais. Nomeadamente,

• Base: é responsável por ativar o transistor.
• Colecionador: Esta é a pista positiva.
• Emissor: Esta é a liderança negativa.

A ideia básica por trás de um transistor é que ele permite que você controle o fluxo de corrente através de um canal, variando a intensidade de uma corrente muito menor que está fluindo através de um segundo canal.

Tipos de transistores:

Existem dois tipos de transistores, eles são os transistores de junção bipolar (BJT) e os transistores de efeito de campo (FET). Uma pequena corrente está fluindo entre a base e o emissor e o terminal da base pode controlar um fluxo de corrente maior entre o coletor e os terminais do emissor. Para um transistor de efeito de campo, ele também tem três terminais, eles são porta, fonte e dreno, e uma tensão na porta pode controlar uma corrente entre a fonte e o dreno. Os diagramas simples de BJT e FET são mostrados na figura abaixo:

Transistor de junção bipolar (BJT)

Transistores de efeito de campo (FET)

Como você pode ver, os transistores vêm em uma variedade de tamanhos e formas diferentes. Uma coisa que todos esses transistores têm em comum é que cada um tem três terminais.

• Transistor de junção bipolar:

Um transistor de junção bipolar (BJT) tem três terminais conectados a três regiões semicondutoras dopadas. Ele vem com dois tipos, P-N-P e N-P-N.

Transistor P-N-P, que consiste em uma camada de semicondutor dopado com N entre duas camadas de material dopado com P. A corrente de base que entra no coletor é amplificada em sua saída.

É quando o transistor PNP está LIGADO quando sua base é puxada para baixo em relação ao emissor. As setas do transistor PNP simbolizam a direção do fluxo da corrente quando o dispositivo está no modo ativo de encaminhamento.

Transistor N-P-N que consiste em uma camada de semicondutor dopado com P entre duas camadas de material dopado com N. Ao amplificar a base atual, obtemos a alta corrente do coletor e do emissor.

Isso é quando o transistor NPN está LIGADO quando sua base é puxada para baixo em relação ao emissor. Quando o transistor está no estado LIGADO, o fluxo de corrente está entre o coletor e o emissor do transistor. Com base em portadores minoritários na região do tipo P, os elétrons se movem do emissor para o coletor. Ele permite maior corrente e operação mais rápida devido a este motivo, a maioria dos transistores bipolares usados ​​hoje são NPN.

• Transistor de efeito de campo (FET):

O transistor de efeito de campo é um transistor unipolar, FET de canal N ou FET de canal P são usados ​​para a condução. Os três terminais do FET são a fonte, a porta e o dreno. Os FETs básicos dos canais n e p são mostrados acima. Para um FET de canal n, o dispositivo é construído com material do tipo n. Entre a fonte e o dreno, o material do tipo then age como um resistor.

Este transistor controla as portadoras positivas e negativas em relação aos buracos ou elétrons. O canal FET é formado pela movimentação de portadores de carga positiva e negativa. O canal do FET que é feito de silício.

Existem muitos tipos de FETs, MOSFETs, JFETs, etc. As aplicações dos FETs são em um amplificador de baixo ruído, amplificador de buffer e uma chave analógica.

Polarização do transistor de junção bipolar

Os transistores são os dispositivos semicondutores ativos mais importantes, essenciais para quase todos os circuitos. Eles são usados ​​como interruptores eletrônicos, amplificadores, etc. em circuitos. Os transistores podem ser NPN, PNP, FET, JFET, etc, que têm funções diferentes em circuitos eletrônicos. Para o bom funcionamento do circuito, é necessário polarizar o transistor usando redes de resistores. O ponto operacional é o ponto nas características de saída que mostra a tensão Coletor-Emissor e a corrente do Coletor sem sinal de entrada. O ponto operacional também é conhecido como ponto de polarização ou Q-Point (ponto quiescente).

A polarização é referida para fornecer resistores, capacitores ou tensão de alimentação, etc. para fornecer características operacionais adequadas dos transistores. A polarização DC é usada para obter a corrente do coletor DC em uma tensão de coletor particular. O valor desta tensão e corrente são expressos em termos do Q-Point. Em uma configuração de amplificador de transistor, o IC (máx.) É a corrente máxima que pode fluir através do transistor e VCE (máx.) É a tensão máxima aplicada ao dispositivo. Para funcionar o transistor como um amplificador, um resistor de carga RC deve ser conectado ao coletor. A polarização define a tensão e a corrente de operação DC no nível correto para que o sinal de entrada AC possa ser amplificado adequadamente pelo transistor. O ponto de polarização correto está em algum lugar entre os estados totalmente LIGADO ou totalmente DESLIGADO do transistor. Este ponto central é o ponto Q e se o transistor estiver propriamente polarizado, o ponto Q será o ponto central de operação do transistor. Isso ajuda a corrente de saída a aumentar e diminuir conforme o sinal de entrada oscila por todo o ciclo.

Para definir o ponto Q correto do transistor, um resistor de coletor é usado para definir a corrente de coletor para um valor constante e estável, sem qualquer sinal em sua base. Este ponto de operação DC constante é definido pelo valor da tensão de alimentação e o valor do resistor de polarização de base. Os resistores de polarização de base são usados ​​em todas as três configurações de transistor, como base comum, coletor comum e configurações de emissor comum.

Modos de polarização:

A seguir estão os diferentes modos de polarização da base do transistor:

1. Polarização atual:

Conforme mostrado na Fig.1, dois resistores RC e RB são usados ​​para definir a polarização da base. Esses resistores estabelecem a região operacional inicial do transistor com polarização de corrente fixa.

O transistor polariza com uma voltagem de polarização de base positiva através de RB. A queda de tensão do emissor de base direta é de 0,7 volts. Portanto, a corrente através de RB é I_B= (V_DC- V_ESTAR) / EU_B

2. Polarização de feedback:

A Fig.2 mostra a polarização do transistor pelo uso de um resistor de feedback. A polarização da base é obtida a partir da tensão do coletor. O feedback do coletor garante que o transistor esteja sempre polarizado na região ativa. Quando a corrente do coletor aumenta, a tensão no coletor cai. Isso reduz a unidade de base que, por sua vez, reduz a corrente do coletor. Esta configuração de feedback é ideal para projetos de amplificadores de transistor.

3. Polarização de feedback duplo:

A Fig.3 mostra como a polarização é obtida usando resistores de feedback duplo.

Ao usar dois resistores RB1 e RB2 aumente a estabilidade em relação às variações de Beta, aumentando o fluxo de corrente através dos resistores de polarização de base. Nesta configuração, a corrente no RB1 é igual a 10% da corrente do coletor.

4. Polarização de divisão de tensão:

A Fig.4 mostra a polarização do divisor de tensão na qual dois resistores RB1 e RB2 são conectados à base do transistor formando uma rede divisora ​​de tensão. O transistor obtém polarizações pela queda de tensão em RB2. Este tipo de configuração de polarização é amplamente utilizado em circuitos de amplificadores.

5. Polarização de base dupla:

A Fig.5 mostra feedback duplo para estabilização. Ele usa feedback de base do emissor e do coletor para melhorar a estabilização controlando a corrente do coletor. Os valores do resistor devem ser selecionados para definir a queda de tensão no resistor do emissor em 10% da tensão de alimentação e na corrente em RB1, 10% da corrente do coletor.

Vantagens do transistor:

1. Sensibilidade mecânica menor.
2. Menor custo e menor em tamanho, especialmente em circuitos de sinal fraco.
3. Baixas tensões de operação para maior segurança, menores custos e folgas mais estreitas.
4. Vida extremamente longa.
5. Sem consumo de energia por um aquecedor de cátodo.
6. Troca rápida.

Pode apoiar o projeto de circuitos de simetria complementar, algo que não é possível com tubos de vácuo. Se você tiver alguma dúvida sobre este tópico ou a elétrica e projetos eletrônicos deixe os comentários abaixo.