Transistores - Composição 
Autor: ELETRÔNICA DO PAPAI NOEL | Publicado: 2015-11-21T22:21:00-02:00


Missão do
Sistema SENAI



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
Contribuir para o fortalecimento da indústria e o desenvolvimento

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; pleno e
sustentável do País, promovendo a educação para o trabalho&nbsp; e&nbsp; a 

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;
cidadania, a assistência técnica e tecnológica, a produção e
disseminação
&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; de informação e a adequação, geração e
difusão de tecnologia.



O transistor bipolar é um componente eletrônico
constituído de cristais semicondutores, capaz de atuar como controlador de
corrente, o que possibilita o seu uso como amplificador de sinais ou como chave
eletrônica.



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Em
qualquer uma das duas funções o transistor encontra uma ampla gama de
aplicações, como por exemplo:



Amplificador
de sinais:
Equipamentos de som e imagem e controle industrial.



Chave
eletrônica:
Controle industrial, calculadoras e computadores eletrônicos.



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; O
transistor bipolar proporcionou um grande desenvolvimento da eletrônica, devido
a sua versatilidade de aplicação, constituindo-se em elemento chave em grande
parte dos equipamentos eletrônicos.




&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A
estrutura básica do transistor se compõe de duas camadas de material
semicondutor, de mesmo tipo de dopagem, entre as quais é inserida uma terceira
camada bem mais fina, de material semicondutor com um tipo de dopagem distinto
dos outros dois, formando uma configuração semelhante à de um “sanduíche”,
conforme ilustrado na Fig.1.









Como mostrado na Fig.2, a configuração da estrutura, em forma de sanduíche, permite
que se obtenham dois tipos distintos de transistor:



<!--[if supportFields]><span style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:
10.0pt'>SYMBOL 183 \f
&quot;Symbol&quot; \s 10 \h<![endif]--><!--[if supportFields]><span
style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt'><span style='mso-element:
field-end'><![endif]-->&nbsp;&nbsp;&nbsp; Um com as camadas externas de
material tipo p e com a camada
central formada de um material tipo n.
Esse tipo de transistor é denominado de transistor
bipolar pnp.



<!--[if supportFields]><span style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;
font-family:"Times New Roman","serif";mso-fareast-font-family:"Times New Roman";
color:black;mso-ansi-language:PT-BR;mso-fareast-language:PT-BR;mso-bidi-language:
AR-SA'>SYMBOL 183 \f
&quot;Symbol&quot; \s 10 \h<![endif]--><!--[if supportFields]><span
style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman","serif";
mso-fareast-font-family:"Times New Roman";color:black;mso-ansi-language:PT-BR;
mso-fareast-language:PT-BR;mso-bidi-language:AR-SA'><span style='mso-element:
field-end'><![endif]-->&nbsp; Outro com as camadas externas de
material tipo n e com a camada
central formada com um material tipo p.
Esse tipo de transistor é denominado de transistor
bipolar npn.





Os dois tipos de transistor podem cumprir as mesmas
funções diferindo apenas na forma como as fontes de alimentação são conectadas
aos terminais do componente.



TERMINAIS DO TRANSISTOR



Como mostrado na Fig.3, cada uma das camadas que formam o
transistor é conectada a um terminal que permite a interligação da estrutura do
componente aos circuitos eletrônicos.







Os terminais recebem uma designação que permite
distinguir cada uma das camadas:

<!--[if supportFields]><span
style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt'><span style='mso-element:
field-begin'>SYMBOL 183 \f &quot;Symbol&quot; \s 10 \h<![endif]--><!--[if supportFields]><span
style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt'><span style='mso-element:
field-end'><![endif]-->&nbsp;&nbsp;&nbsp; A camada central é denominada
de base, sendo representada pela
letra B.

<!--[if supportFields]><span
style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt'><span style='mso-element:
field-begin'>SYMBOL 183 \f &quot;Symbol&quot; \s 10 \h<![endif]--><!--[if supportFields]><span
style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt'><span style='mso-element:
field-end'><![endif]-->&nbsp;&nbsp;&nbsp; Uma das camadas externas é
denominada de coletor, sendo
representada pela letra C.

<!--[if supportFields]><span
style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt'><span style='mso-element:
field-begin'>SYMBOL 183 \f &quot;Symbol&quot; \s 10 \h<![endif]--><!--[if supportFields]><span
style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt'><span style='mso-element:
field-end'><![endif]-->&nbsp;&nbsp;&nbsp; A outra camada externa é
denominada de emissor, sendo
representada pela letra E.





&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; A Fig.4 mostra os dois tipos de
transistor, com a identificação dos terminais.







Embora as camadas referentes ao coletor e ao emissor de um transistor
tenham o mesmo tipo de dopagem, elas diferem em dimensão geométrica e no grau
de dopagem, realizando portanto funções distintas quando o componente é
conectado a um circuito eletrônico.&nbsp;




SIMBOLOGIA



A Fig.5 &nbsp;apresenta os símbolos utilizados na
representação de circuito dos transistores npn
e pnp. Como pode ser aí observado, os
dois símbolos diferem apenas no sentido da seta entre os terminais da base e do
emissor.







Alguns transistores são dotados de blindagem. Essa blindagem consiste de
um encapsulamento metálico envolvendo a estrutura semicondutora, com o fim de
evitar que o funcionamento do componente seja afetado por campos
eletromagnéticos no ambiente. Esses transistores apresentam um quarto terminal,
ligado à blindagem para que esta possa ser conectada ao terra do circuito
eletrônico. A representação de circuito desses transistores está ilustrada na Fig.6.







ASPECTO REAL DOS TRANSISTORES



Os transistores podem se apresentar em diversos
encapsulamentos, que variam em função do fabricante, do tipo de aplicação e da
capacidade de dissipar calor.&nbsp; A Fig.7 ilustra os aspectos de alguns
encapsulamentos.





Fig.7 Encapsulamentos típicos de
um transistor.





&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Devido à variedade de configurações, a identificação dos
terminais de um transistor deve sempre ser feita com auxílio do folheto de
especificações técnicas do componente.



Teste de transistores



Existem instrumentos sofisticados destinados especificamente
ao teste das condições de operação de um transistor. No entanto, o uso de um
multímetro também permite detectar possíveis defeitos no componente. 

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; &nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; 

&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Como
no teste de diodos com o uso de um multímetro, o teste de transistores pode não
fornecer um resultado definitivo, e o uso do multímetro serve apenas para
detectar os defeitos mais comuns nos transistores e diodos. 



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; No
caso do diodo, são os seguintes os defeitos de detecção imediata com o uso de
um multímetro:



<!--[if supportFields]><span style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:
10.0pt'>SYMBOL 183 \f
&quot;Symbol&quot; \s 10 \h<![endif]--><!--[if supportFields]><span
style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt'><span style='mso-element:
field-end'><![endif]-->&nbsp;&nbsp;&nbsp; Junção pn em curto.



<!--[if supportFields]><span style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:
10.0pt'>SYMBOL 183 \f
&quot;Symbol&quot; \s 10 \h<![endif]--><!--[if supportFields]><span
style='font-size:14.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt'><span style='mso-element:
field-end'><![endif]-->&nbsp;&nbsp;&nbsp; Junção pn em aberto.



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Como
descrito em fascículos anteriores, o teste de qualquer junção pn com o uso de um multímetro é feito em
duas etapas:



Etapa 1: Realiza-se&nbsp; inicialmente a
identificação da polaridade real das pontas de prova do multímetro.

Etapa 2: Após a identificação de polaridade, realiza-se o teste do diodo, que
consiste em detectar a existência de baixa e alta resistências ao se
intercambiarem os dois contatos entre as pontas de prova e os terminais da
junção pn.



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Conforme ilustrado na Fig.8, a estrutura de um transistor consiste
em uma junção pn entre a base e o
coletor e de uma segunda junção pn entre
a base e o emissor.







Portanto, para a detecção de defeitos, o transistor
pode ser considerado como composto de dois diodos conectados nas formas
ilustradas na Fig.9.







A detecção de defeitos no transistor consiste em
verificar a existência de curto ou de circuito aberto entre os pares de
terminais BC, BE e CE.



&nbsp;TESTE COM O USO DO MULTÍMETRO




O procedimento de teste das junções base-coletor e
base-emissor é descrito a seguir tomando como exemplo o caso de um transistor npn.&nbsp;






DETECÇÃO DE DESCONTINUIDADES NAS JUNÇÕES



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Com o
potencial positivo da ponta de prova aplicado à base do transistor e o
potencial negativo aplicado ao coletor ou ao emissor, como ilustrado na Fig.10, as junções correspondentes
ficam polarizadas diretamente. 



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Na ausência de defeitos, o instrumento deverá indicar baixa
resistência das junções BC e BE. &nbsp;Se houver uma junção em aberto, o instrumento
fornecerá a indicação de uma resistência altíssima quando essa junção estiver
sendo testada.






DETECÇÃO DE CURTOS NAS JUNÇÕES



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Para
este teste as pontas de prova devem ser conectadas conforme mostrado na Fig.11. 












&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Com a
ponta de prova negativa conectada à base, a segunda ponta de prova polariza
inversamente a junção BC ou BE. Na ausência de defeitos, o
multímetro deverá fornecer a indicação de altas resistências nas junções. Se
houver uma junção em curto o instrumento indicará uma baixa resistência naquela
junção.







DETECÇÃO DE CURTO-CIRCUITO ENTRE COLETOR E EMISSOR



&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Para
completar os testes deve-se ainda verificar a condição elétrica entre os
terminais do coletor e do emissor. 












&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp;&nbsp; Com o
terminal da base em aberto, o circuito equivalente entre os terminais B e C
corresponde a dois diodos em série conectados inversamente. Dessa forma o
multímetro deverá fornecer uma indicação de altíssima resistência para as duas
possibilidades de conexão das pontas de prova mostradas na Fig.12.









Para o caso de um transistor pnp
os testes podem ser conduzidos seguindo o procedimento descrito anteriormente,
exceto que as pontas de prova devem ser invertidas com relação às configurações
ilustradas nas Figs.10 a 12.



Todos os testes devem ser realizados com o seletor do multímetro
posicionado na escala R<!--[if supportFields]><b
style='mso-bidi-font-weight:normal'><span
style='font-size:16.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman","serif";
mso-fareast-font-family:"Times New Roman";color:black;mso-ansi-language:PT-BR;
mso-fareast-language:PT-BR;mso-bidi-language:AR-SA'><span style='mso-element:
field-begin'>SYMBOL 180 \f &quot;Symbol&quot;<![endif]--><!--[if supportFields]><b
style='mso-bidi-font-weight:normal'><span
style='font-size:16.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman","serif";
mso-fareast-font-family:"Times New Roman";color:black;mso-ansi-language:PT-BR;
mso-fareast-language:PT-BR;mso-bidi-language:AR-SA'><span style='mso-element:
field-end'><![endif]-->10 ou R<!--[if supportFields]><b
style='mso-bidi-font-weight:normal'><span
style='font-size:16.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman","serif";
mso-fareast-font-family:"Times New Roman";color:black;mso-ansi-language:PT-BR;
mso-fareast-language:PT-BR;mso-bidi-language:AR-SA'><span style='mso-element:
field-begin'>SYMBOL 180 \f &quot;Symbol&quot;<![endif]--><!--[if supportFields]><b
style='mso-bidi-font-weight:normal'><span
style='font-size:16.0pt;mso-bidi-font-size:10.0pt;font-family:"Times New Roman","serif";
mso-fareast-font-family:"Times New Roman";color:black;mso-ansi-language:PT-BR;
mso-fareast-language:PT-BR;mso-bidi-language:AR-SA'><span style='mso-element:
field-end'><![endif]-->100 e com o transistor desconectado de qualquer
circuito externo