TRANSISTORES

O TRANSISTOROs transistores são dispositivos que possuem duas uniões PN (a mesma dos diodos),

capazes de controlar a passagem de uma corrente. Podem ser de dois tipos de acordo com as uniões: PNP ou NPN. Apresentam base, emissor e coletor em sua estrutura física elétrica.BASE: É a que controla a passagem de corrente; quando a base está energizada, há passagem de corrente do emissor para o coletor, quando não há sinal na base, não existe essa condução. A base esquematicamente é o centro do transistor.COLETOR: É uma das extremidades do transistor: é nele que “entra”a corrente a ser controlada. A relação existe entre o coletor e a base é um parâmetro ou propriedade do transistor conhecido com β e é diferente para cada modelo.EMISSOR: É a outra extremidade por onde sai a corrente que foi controlada. Algumas características que devemos observar nos transistores são: A tensão máxima entre base e coletor, potência máxima dissipável (no caso do seu uso para controle de potência) e frequência máxima de trabalho.

CLASSES DOS TRANSISTORES

Os transistores podem ter aparências externas completamente diferentes, dependendo da aplicação que se fará dele, por exemplo, um transistor de sinal não possui a mesma apar6encia externa de um transistor de potência, que controla grandes cargas.

O transistor bipolar é sem dúvida, um dispositivo muito usado como elemento ativo nos modernos circuitos eletrônicos. Portanto, quem começa a trabalhar com transistores, verifica logo a grande variedade de marcas e procedências que implica na existência de uma infinidade de tipos de encapsula mentos, função de diferentes tecnologias empregadas a sua fabricação.

ZONAS FUNCIONAMENTO

TRANSÍSTORESOs transistores têm três zonas de funcionamento distintas:

ATIVA: A junção base-emissor está polarizadas diretamente, enquanto a junção base-coletor esta polarizada reversamente.CORTE: As junções base-emissor e base-coletor de um transistor são ambas polarizadas reversamente.SATURAÇÃO: As junções base-emissor e base-coletor são polarizadas diretamente.

FUNCIONAMENTO

CARACTERÍSTICAS DOS

TRANSISTORES O fator de multiplicação da corrente na base (iB), mais conhecido por

Beta do transistor ou por hFE, que é dado pela expressão iC = iB x βiC: corrente de coletoriB: corrente de baseβ: beta (ganho de corrente DC)

http://www.corradi.junior.nom.br/tabeladetransistores.htm

CONFIGURAÇÕES BÁSICAS DE UM

TRANSISTOR:Existem três configurações básicas (BC, CC e EC) , cada uma com suas vantagens e desvantagens.Base comum (BC)

Baixa impedância(Z) de entrada.Alta impedância(Z) de saída.Não há defasagem entre o sinal de saída e o de entrada.Amplificação de corrente igual a um.

Coletor comum (CC)Alta impedância(Z) de entrada.Baixa impedância(Z) de saída.Não há defasagem entre o sinal de saída e o de entrada.Amplificação de tensão igual a um.

Emissor comum (EC)Média impedância(Z) de entrada.Alta impedância(Z) de saída.Defasagem entre o sinal de saída e o de entrada de 180°.Pode amplificar tensão e corrente, até centenas de vezes.

OUTRAS PARTICULARIDADE

SOs transistores possuem diversas características. Seguem alguns exemplos dos

parâmetros mais comuns que poderão ser consultadas nos datasheets dos fabricantes:Tipo: é o nome do transistor.Pol: polarização; negativa quer dizer NPN e positiva significa PNP.VCEO: tensão entre coletor e emissor com a base aberta.VCER: tensão entre coletor e emissor com resistor no emissor.IC: corrente máxima do coletor.PTOT: é a máxima potência que o transistor pode dissiparhFE: ganho (beta).Ft: frequência máxima.Encapsulamento: a maneira como o fabricante encapsulou o transistor nos fornece a identificação dos terminais.

Existem também outros tipos de transistores, notadamente os de efeito de campo (transistores FET, de Field Effect Transistor); neste caso, o controle da corrente é feito por tensão aplicada à porta.

TRANSISTOR DARLINGTON

Na eletrônica, o transistor Darlington é um dispositivo semicondutor que combina dois transístores bipolares no mesmo encapsulamento (as vezes chamadopar Darlington).

A configuração (originalmente realizada com dois transistores separados) foi inventada pelo engenheiro Sidney Darlington do Bell Labs. A ideia de por dois ou três transistores em um mesmo chip foi patentada por ele, mas não a ideia de por um número arbitrário de transistores, o que originaria o conceito moderno decircuitos integrados.Esta configuração serve para que o dispositivo seja capaz de proporcionar um grande ganho de corrente (hFE ou parâmetro β do transistor) e, por estar todo integrado, requer menos espaço do que o dos transistores normais na mesma configuração. O Ganho total do Darlington é produto do ganho dos transistores individuais. Um dispositivo típico tem um ganho de corrente de 1000 ou superior. Comparado a um transistor comum, apresenta uma maior defasagem em altasfrequências, por isso pode tornar-se facilmente instável. A tensão base-emissor também é maior. consiste da soma das tensões base-emissor, e para transistores de silício é superior a 1.2V.

http://www.fairchildsemi.com/ds/TI/TIP147.pdf

SIMBOLOGIA DE UM TRANSISTOR DARLINGTON

PROCEDIMENTO DE TESTE

Um transistor para efeitos de teste não é mais que dois díodos, a verificação com o multímetro é executada em função das duas junções PN. A medição executa-se da mesma forma que num díodo normal PN.

Testar NPNO teste das junções é efetuada medindo todas as junções

Testar PNPO teste das junções é efetuada medindo todas as junções

Testar Transistor Unijunção Para testar um transístor de unijunção pode usar-se um multímetro digital na escala de OHMs.

Após verificarmos o tipo de transistor e localizar os terminaisCom o multímetro na escala de Ohm medimos a resistência entre B1 e B2,

invertemos a posição e fazemos a mesma medida: O valor, nos dois casos deve ser praticamente o mesmo, uma resistência muito elevada.

Agora medimos a resistência entre Emissor e B1, em seguida medimos Emissor e B2 (a ponta preta (-) deve estar no Emissor para os dois casos). O valor encontrado deve ser praticamente o mesmo: uma alta resistência.

Realize o mesmo teste anterior só que desta vez a ponta vermelha (+) é ligada ao emissor. O valor será uma resistência baixa tanto em emissor-B1 e emissor-B2.

Códigos, Tipos e Identificações de terminais.

Para usar um transistor é fundamental que saibamos para que serve um determinado tipo e também como identificar os seus terminais.

Procedência Americana- usam na sua codificação a sigla 2N para diferenciar dos diodos que usam 1N..Esta sigla 2N vem seguida de um numero que corresponde ao modelo, porém não serve para informar que tipo de transistor temos; se é de uso geral ou áudio, de potencia ou RF, se é NPN ou PNP, se é de silício ou germânio.Para os transistores, com indicação 2N é necessário consultar um manual, disquetes CD Rom fornecidos pelos fabricantes; ou ainda tentar encontrar essas informações na Internet.Na figura abaixo temos alguns exemplos com indicações dos terminais:

Procedência Europeia - Para esses transistores, o próprio tipo do transistor já fornece muitas informações sobre o que ele é. Assim, para a primeira letra já temos informações do material usado em sua fabricação:A = Germânio;B = Silício.Para a segunda letra temos informações se o transistor é de uso geral (áudio),Potencia ou RF:C = Uso geral ou áudio;D = Potência;F = RF.Os transistores para aplicações profissionais possuem uma terceira letra indicativa.Para os comuns temos um numero.Damos a seguir alguns exemplos:BC548 – Transistor NPN de uso geral, de baixa potencia ou áudio.BD136 - Transistor PNP de potência;BF254 - Transistor NPN de RF.Veja que esta maneira de indicar os tipos ainda não diz se ele é NPN ou PNP. O manual ainda é necessário para identificar os terminais.Na figura a seguir, mostramos alguns transistores de procedência européia com a identificação dos terminais.

Veja que esta maneira de indicar os tipos ainda não diz se ele é NPN ou PNP. O manual ainda é necessário para identificar os terminais.Na figura a abaixo, mostramos alguns transistores de procedência europeia com a identificação dos terminais.

Procedência Japonesa- Utilizam a sigla 1S o restante das informações é idêntica ao Americano, ou seja, tem que consultar o manual.

Exemplos de siglas de alguns fabricantes .a) Siemmes-BC, BCX,BCU, BD, BF, BFN, BFR, BS, BU, BUW, BCY.b) Texas- 2N, 3N(MOSFETT), TIS, IN, MN, NP.c) Motorola- 2N, NJ, MIE, MTN, TIP.d) Philco- AO, BO, BD, PA, PB, PC, PE.e) Hitachi-2SA, 2SD.

Transistores de uso geral.

são transistores destinados a gerar ou amplificar sinais de pequena intensidade e de frequência relativamente baixa.

Os tipos mais comuns desses transistores são: BC548, BC558, BC107, 2SB75, OC74, 2N2222, 2N107 etc.

Transistores de Potência

são transistores destinados a operar com correntes intensas mais ainda com sinais de baixas frequências.

Os tipos mais comuns desses transistores são: TIP31, TIP32, 2N3055. BD135, BD136,AD142, BU205 etc

Transistores de RF (Radiofrequência)

são transistores destinados a amplificar ou gerar sinais de frequências elevadas, mais com pequenas intensidades de correntes.

Os tipos mais comuns desses transistores são: os BD494, BF254, 2N2218 etc

Classificação quanto à potência de Dissipação

Ainda se costuma classificar os transistores quanto a sua potencia de dissipação; nessa classificação os transistores podem ser:

Baixa potenciaex: BC548;

Média potenciaex: BD137, BD135, BD139

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/fairchild/BD137.pdf

Alta potenciaex TIP120 , TIP121, TIP122, ZN3055, BU205 etc.

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheets/150/128424_DS.pdf

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/fairchild/TIP122.pdf

Invólucros dos transistores bipolares características identificadoras.

Certos transistores de germânio, utilizados em circuitos de radio frequência- R.F., possuem um quarto terminal, identificado pela letra S de “Shields” (blindagem).Esse terminal encontra-se conectado internamente ao invólucro metálico(TO-7) e, quando ligado à massa, atua como proteção contra campos eletro magnéticos. Exemplos deste tipo são: TO-71, TO 72, AF116, AF117.Veja a figura a seguir:

Para identificar o terminal S, na ausência de informações, basta verificar via teste de continuidade, qual dos quatro terminais tem R= 0Ω em relação à carcaça metálica. Nos transistores de potência com invólucro plástico,TO126 por exemplo, o coletor normalmente é o terminal do centro.Para o BD139, BD140 etc., o coletor está ligado eletricamente à uma lâmina metálica que existe em uma de suas faces. Veja a figura a seguir:

Á no SOT-93, TIP 30, tip31 etc., existe uma alça metálica a qual também está conectado o coletor.Figura acima.Em ambos os casos, a identificação do coletor é feita verificando-se qual dos terminais apresenta uma resistência nula( R=0Ω) em relação a lâmina ou à alça metálica, via teste de continuidade.

Os transistores de potência com invólucro metálico (TO-3, TO-66 por exemplo), possuem apenas dois terminais típicos: emissor (E) e base (B), como indicador. O terceiro terminal (coletor) é o próprio invólucro metálico.Veja figura abaixo:

FototransístorUm fototransistor é um transistor bipolar encapado em uma capa

transparente que permite que luz possa atingir a base coletora da junção. O fototransistor funciona de maneira similar a um fotodiodo, apresentando uma sensitividade muito maior à luz, pois os elétrons gerados pelos fótons na junção da base-coletora são aplicados na base do transistor, e sua corrente é então amplificada pela operação do transistor. O fototransistor apresenta um tempo de resposta maior do que o fotodiodo.

SIMBOLOGIA

São usados para acionar, dispositivos eletroeletrônicos como controles remotos, alarmes, trancas elétricas, portas, circuitos eletrônicos de partida.

Com a ausência de luz e inversamente polarizadas, as junções não conduzem corrente elétrica( resistência elétrica"infinita"). Se incidirmos luz nestas junções, a sua resistência elétrica diminui muito, havendo condução intensa de corrente elétrica.- Para acionar o fototransistor, isto é, para fazê-lo conduzir, é necessário incidir luz ou radiação infra-vermelha sobre ele, produzida por um Led(do inglês: light emissor diode), ligado em série com um resistor, aos pinos 5(terra) e 9(+5 V) do conector DB15 da placa de som, ou por uma lâmpada de lanterna, nos dois casos alimentados por uma bateria externa.

O manuseio e soldagem do foto transistor devem ser cuidadosos, pois, o aquecimento excessivo e a inversão de seus conectores podem inutilizá-lo completamente, além da necessária polarização do foto transistor no circuito.

O optoacoplador permite que dois circuitos façam a troca de sinais e ainda permanecem isoladas eletricamente, ou seja, são dispositivos que fazem a transferência de sinais de um circuito para outro através de luz (visível ou infravermelha). O padrão de projeto de circuitos optoacoplador usa um LED (emissor) que “aciona” um foto transistor (sensor). O sinal é aplicado no LED, que então produz uma luz modulada, a qual é recebida pelo sensor. Dessa forma, o sensor produz um sinal que corresponde à modulação aplicada ao emissor. Como não existe um contacto elétrico entre os dois dispositivos internos ao acoplador, o isolamento do sinal é total. Esses dispositivos são bastante rápidas podendo operar com sinais de frequências elevadas. Exemplos deste uso são as conexões de circuitos lógicos a circuitos de potência, e de transmissores a extensas linhas de transmissão e etc.Um acoplador óptico na figura abaixo:

OPTOACOPLADOR

FUNCIONAMENTO BÁSICO

MODELOS DE OPTOACOPLADORESOs optoacopladores seu formato mais usual é o DDI, e pode vir em grupos de

4, 2 ou 1. O uso mais comum é para isolar circuitos e reduzir o ruído de linha. Basear a sua operação sobre a utilização de um feixe de infravermelhos para passar os sinais a partir de um circuito para outro, sem a ligação elétrica. Estes são muito úteis quando usadas por exemplo, Microprocessadores ou Microcontroladores PICs. A vantagem sobre os relês é a falta de ressaltos e velocidades de comutação mais elevadas. Outra vantagem seria a transmissão de sinais analógicos entre circuitos eletricamente separado com isso é impossível, porque o relê funciona para abrir ou contacto fechado.

Vários tipos de acopladores ópticos cuja diferença não depende de os dispositivos de saída, que são inseridos no componente. Seriam classificados como se segue:

Fototransistor: consiste de um acoplador óptico com um estágio de saída formado por um transistor BJT. Os mais comuns são o 4N25 e 4N35.Optotransistor na configuração de Darlington.

Phototriac: consiste de um acoplador óptico com um estágio de saída formado por um triac.

Zero crossing Phototriac: saída Optoacoplador momento em que se é um triac cruzando zero. Interno interruptores de circuito para o triac de cruzamento zero só passagem no zero da corrente alternada. Por exemplo MOC3041.

Optotiristor: Projetado para aplicações requerem isolamento do sinal entre a lógica ea rede

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