2 09 ET TRANSISTORES

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Eletrônica Básica 
Vinicius de Melo Puglia 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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2. TRANSISTORES 
Apresentação 
Neste bloco será apresentado tudo o que cerca os transistores. Desde sua aplicação, 
funcionalidade e os tipos usados atualmente. Veremos também o funcionamento dos 
SCR e Triacs, auxiliando a introdução deste componente importante no conhecimento 
do profissional da área. 
2.1. Transistores: Funcionamento 
De modo rude e fácil compreensão, podemos relacionar um transistor como uma 
válvula eletrônica. Pois, além de servir como amplificador de corrente, também pode 
ser usado em circuitos que ocupam apenas duas posições extremas: totalmente 
fechado ou totalmente aberto. 
O transistor foi fabricado em 1948 sob a pesquisa conjunta de três físicos John Barding, 
Walter Bratton e William Shockley. Em 1956, eles receberam o Prêmio Nobel de Física 
por suas realizações. Sua composição é formada por partículas de material 
semicondutor, como o silício. Esta, por sua vez, teve adicionada a ela um pequeno 
número de tipos específicos de impurezas, como o germânio. A este pequeno 
dispositivo são ligados três terminais que recebem o nome de “emissor”, “coletor” e 
“base”. Na imagem a seguir podemos ter a real dimensão de seus aspectos. 
Figura 2.1 - Exemplo de um transistor 
 
Fonte: VERTULO, S.D. 
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Os transistores são fabricados de maneiras diferentes, mas, em sua maioria, eles são 
fabricados com três terminais ou "pinos" diferentes. Em suas características 
determinamos o terminal “C” como Coletor, o terminal positivo do transistor; o 
terminal “B” como Base, principal responsável pela ativação do transistor; e por fim o 
terminal “E”, Emissor, sendo o terminal negativo do transistor. 
Quando um transistor é ativado por uma tensão de alimentação, seu princípio de 
funcionamento básico é permitir que a corrente passe por um resistor em sua base, 
alimentando assim o próximo componente do circuito. Para este fim, o transistor deve 
receber uma tensão em sua base, e normalmente um resistor é responsável pela 
proteção do transistor contra sobretensão e corrente excessiva. 
2.2 Tipos de Transistores 
Os transistores são usados em circuitos eletrônicos e geralmente atuam como 
amplificadores para sinais de tensão. Porém existem vários tipos de transistores e cada 
um deles tem diferentes aplicações e características operacionais. 
Certos tipos de transistores são usados em sua essência na finalidade de uma chave. 
Enquanto outros podem ser usados como interruptores ou para amplificação. Alguns 
também pertencem ao seu próprio grupo dedicado, como os fototransistores, que 
respondem à quantidade de luz que incide sobre eles para gerar corrente. Dentre os 
transistores usados comumente podemos citar: 
Transistor bipolar de junção: Existem dois tipos principais de transistores de junção 
bipolar, nomeadamente NPN e PNP. Os transistores NPN são aqueles nos quais a 
maioria dos elementos transportados são elétrons. Os elétrons que fluem do emissor 
para o coletor formam a base para a maior parte da corrente que flui através do 
transistor. O outro tipo de carga é oco, o que representa uma minoria. O transistor 
PNP é o oposto. Neles, a maior parte da carga transportada são orifícios. 
 
 
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Transistor de efeito de campo: Eles consistem em três áreas: portas, fontes e drenos. 
Ao contrário dos transistores bipolares, os FETs são dispositivos controlados por 
voltagem. A tensão colocada na porta controla o fluxo de corrente da fonte para o 
dreno do transistor. A alta impedância de entrada significa que a corrente que flui 
através deles é pequena. Portanto, esses tipos de transistores buscam muito pouca 
corrente da fonte de alimentação do circuito. Isso é ideal porque eles não interferem 
nos componentes de alimentação do circuito original conectado a eles. Eles não irão 
sobrecarregar a fonte de alimentação 
Transistor de comutação pequeno: são transistores usados principalmente como 
interruptores, mas também podem ser usados como amplificadores. O valor típico de 
hFE de um pequeno transistor de comutação varia de 10 a 200, e o valor máximo de Ic 
é de cerca de 10 a 1000 mA. Eles são fabricados como NPN e PNP. 
Seu uso na prática funciona como interruptores. Embora possam ser usados como 
amplificadores, seus valores de hFE mudam apenas cerca de 200mA, o que significa 
que eles não podem amplificar sinais, dessa forma amplificam um transistor 500mA. 
Transistores de pequenos sinais: Eles são transistores usados sobretudo para 
amplificar sinais de baixo nível, mas também podem ser usados como interruptores. 
Um transistor carrega um valor que indica como ele amplifica o sinal de entrada. O 
valor típico de hFE de um pequeno transistor de sinal varia de 10 a 500, e o valor 
máximo de Ic (corrente de coletor) é cerca de 80 a 600 mA. Eles têm estruturas NPN e 
PNP. A frequência máxima de operação varia entre 1 e 300 MHz. 
Transistor de alta frequência: Eles são usados para pequenos sinais que operam em 
altas frequências em aplicações de comutação de alta velocidade. Eles devem ser 
capazes de abrir e fechar em alta velocidade. Os transistores de alta frequência são 
usados em amplificadores MATV, CATV, VHF, UHF, e HF e aplicações de oscilação. Sua 
frequência máxima é de cerca de 2000 MHz, e sua corrente Ic máxima é de 10 a 600 
mA. Eles estão disponíveis nas versões NPN e PNP. 
 
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Transistor de força: Eles são apropriados para efeitos que usam grandes quantidades 
de energia, seja como corrente ou tensão. O coletor do transistor é conectado a uma 
base metálica, que atua como dissipador de calor para dissipar o excesso de energia. A 
faixa de potência típica é de 10 a 300 W e a frequência está entre 1 e 100 MHz. O valor 
máximo de Ic varia de 1 a 100 A. Os transistores de potência adotam estruturas NPN, 
PNP e Darlington (NPN ou PNP). 
Transistor de unijunção: Eles são transistores de três pinos e são usados 
exclusivamente como chaves de controle elétrico. Eles não são usados como 
amplificadores. É diferente de outros modelos que fornecem funções de interruptor e 
amplificador. Os transistores de junção única não podem fornecer nenhuma 
amplificação decente devido à forma como são construídos. Ele simplesmente não foi 
projetado para fornecer tensão suficiente ou pulsos de corrente. 
Fototransistor: São transistores com sensibilidade à luz. Normalmente o fototransistor 
é semelhante a um transistor bipolar, e seu chumbo da base foi removido e substituído 
por uma área fotossensível. É por isso que o fototransistor tem apenas 2 terminais em 
vez dos 3 terminais usuais. Quando a superfície permanecer escura, o dispositivo será 
desligado. Na verdade, nenhuma corrente flui do coletor para a área do emissor. No 
entanto, quando a área fotossensível é exposta à luz, uma corrente de base muito 
pequena será gerada e esta corrente de base controlará uma corrente coletora de 
emissor maior. 
2.3 Aplicações do transistor bipolar: transistor como chave e amplificação de sinais 
Um transistor que atua como chave é aquele que age nas regiões de saturação e corte, 
dessa forma se torna um elemento de controle condutor ou não condutor. 
Podemos usar o sistema de um transistor bipolar como chave, o seu circuito de 
polarização utilizado é o de corrente de base com duas fontes de energia. Na verdade, 
a fonte básica de polarização é um sinal de entrada que controla o transistor para 
desligá-lo ou saturá-lo. A seguir, podemos ver o funcionamento deste circuito. 
 
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Figura 2.2 - Exemplo de um transistor bipolar chaveado 
 
Fonte: Fundação Universidade Federal de Rondônia, S.D. 
Um transistor atua como um amplificador, quando a corrente de base oscila entre zero 
e máximo. Na função de amplificador, o transistor é alimentado por uma corrente de 
entrada baixa e a amplifica para produzir uma corrente de saída mais alta. Diante 
disso,a corrente de coletor é um múltiplo da corrente de base. Se um sinal for 
aplicado à base do transistor, uma corrente mais alta proporcional ao sinal aplicado 
será obtida no coletor. 
O transistor, por si, não amplifica propriamente o sinal original. O sinal original é 
inserido na base do transistor e, conforme muda, permite que outra fonte de energia 
conectada ao coletor mude. Essa energia mais poderosa muda proporcionalmente do 
coletor para o transmissor e pode ser considerada uma "imagem de lupa" em relação 
ao sinal original. 
Os amplificadores são geralmente divididos em várias categorias que consideram as 
características operacionais do estágio de saída e incluem a eficiência em termos de 
potência e qualidade. 
Os amplificadores Classe A são aqueles que têm as melhores características lineares 
porque podem fornecer sinais sem distorção na saída. Este tipo de amplificador 
polarizou a corrente dos transistores, tornando-os sempre ligados a qualquer sinal de 
entrada. 
 
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Em um amplificador classe B, o circuito básico consiste em 2 transistores 
complementares, que são ligados a cada ciclo do sinal de entrada, onde Q1 leva a um 
sinal positivo e Q2 leva a um sinal negativo e, na ausência de um sinal de entrada, 
todos os transistores são sem condução. O que acontece nessa configuração é uma 
perda de linearidade, pois o transistor precisa de pelo menos 0,5 V para ligar, então 
sua curva de transmissão ficará distorcida (distorção cruzada). O desempenho teórico 
máximo de um amplificador Classe B é de 50%. Veja figura a seguir: 
Figura 2.3 - Amplificador de sinal classe B 
 
Fonte: Campos, S.D. 
Os amplificadores de Classe AB são muito semelhantes em estrutura aos 
amplificadores de Classe B, mas eles têm uma pequena corrente de polarização 
constante, não importa qual seja o sinal de entrada, ele continuará a fluir e pode quase 
eliminar a distorção de crossover de Classe B 
A principal característica dos amplificadores Classe D é que operam por modulação por 
largura de pulso (PWM-Pulse Width Modulation), de forma que os transistores 
funcionam ligados ou desligados e nunca "no meio", ou seja, conduzem alguma 
corrente. Este tipo de amplificador é denominado amplificador de "chaveamento", 
devido a essas características, a eficiência energética da classe D é de cerca de 80%, 
mas a eficiência de qualidade não é muito boa, e a distorção produzida é maior do que 
nos amplificadores classe AB. 
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Já os amplificadores de classe T apresentam uma operação semelhante aos de classe 
D, entretanto usam algoritmos e técnicas de processamento digital de potência 
(DPPTM) em vez de PWM. Esses algoritmos e técnicas levam em consideração as 
características do transistor para evitar distorção. 
2.4 Outras aplicações com SCR, Triacs 
Quando falamos do SCR e Triacs, nos referimos ao Tiristor. Dispositivo que possui 
quatro camadas, sendo um componente da família dos semicondutores, onde possui 
dois estados de funcionamento estáveis: a corrente em um estado é aproximadamente 
igual a zero e o outro é quando a corrente é alta, limitando-a pela resistência externa. 
Tiristores podem ser considerados uma chave de um sistema de uma direção apenas, 
que podem substituir de maneira mais eficaz, relés de elevada capacidade e 
contatores por exemplo. 
O SCR funciona como uma chave eletrônica e pode, de maneira simples, exceder seu 
desempenho mecânico devido à sua velocidade, sensibilidade e capacidade de 
trabalhar sob alta tensão e alta corrente. Não há limite para o número de aplicações 
práticas que podem utilizá-lo, tornando-o seu princípio de funcionamento, limitações e 
suas principais aplicações fundamentais para seu uso correto. 
O SCR possui uma estrutura que apresenta características elétricas e pode ser utilizado 
em aplicações diversas. Diferenciando SCR em relação a outros componentes comuns, 
como diodos retificadores e transistores, é que sua estrutura lhe confere 
características bem definidas, exemplificados como um componente de acionamento 
de circuitos eletrônicos, relés de estado sólido, osciladores de alta potência, circuitos 
CA e controle de energia em circuitos inversores. 
A seguir, vemos na imagem sua simbologia, assim como sua respectiva camada: 
 
 
 
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Figura 2.4 - Tiristor SCR 
 
Fonte: Pereira, S.D. 
Já o Triac é outro integrante do grupo dos tiristores, do qual pode ser visto como um 
componente obtido pela conexão de dois SCRs opostos, sua semelhança se dá pelo 
eletrodo de gatilho em comum, também conhecido como “gate”. 
Os SCRs que compõe um Triac possuem uma função já conhecida, portanto podemos 
projetá-los como algo similar a um "interruptor bidirecional", conduzindo corrente em 
ambas as direções, para que possam acionar um sinal aplicado ao seu elemento de 
pressão. 
Quanto a sua simbologia, estrutura e aparência conferimos na imagem a seguir: 
Figura 2.5 - Tiristor Triac 
 
Fonte: Pereira, S.D. 
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TRIAC é usado em circuitos AC conectado em série com a carga. Para acioná-lo, uma 
tensão positiva ou negativa deve ser aplicada ao seu gate para que possa ser acionado 
em qualquer circuito CA de meio ciclo. A tensão de disparo deste componente é de 
cerca de 2 V. Dependendo da potência do componente, uma corrente típica na faixa 
de 10 mA a 200 mA pode ser identificada. 
2.5 Experiência: transistor como chave 
Dizemos que um transistor funciona como chave quando ele está saturado, dessa 
forma, ele funciona como um curto, ou seja, chave fechada, assim quando estiver no 
corte, podemos dizer está com o circuito aberto, chave aberta. Este transistor 
chaveado poderá operar somente com tensão contínua ou sinais. 
Usaremos um transistor no funcionamento de uma lâmpada, trabalhando como uma 
chave. Ao ligar a chave, a lâmpada acenderá. Com isso a tensão em Vab = 0. Já com o 
circuito aberto a chave está desligada, consequentemente a lâmpada se apagará, 
portanto Vab = Vcc. 
Se trocarmos a chave por um transistor NPN, poderemos realizar a mesma função, 
veja: 
 
No intuito da lâmpada acender por meio do transistor, Vce = Vab. Valores estes que 
devem estar próximos de zero. Tendo como base o transistor BC 548, sua saturação 
deve ser Vbe e Vce . Acesso em: 17 nov. 2020. 
FUNDAÇÃO UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA. Transistor bipolar com chave. 
Disponível: . Acesso em: 17 nov. 2020. 
PEREIRA, J. Tiristores. IF-RN, S.D. Disponível em: . Acesso 
em: 17 nov. 2020. 
VERTULO, R. O que é um Transistor: Parte 1. Laboratório de Eletrônica, S.D. Disponível 
em:>. Acesso em: 17 nov. 2020.