Comportamento de entrada e saída de transistores NPN de emissor comum:uma visão geral técnica
Por Kevin Beck – Atualizado em 30 de agosto de 2022
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O termo transistor combina “transferência” e “varistor”, refletindo seu papel inicial na transferência de tensão enquanto varia a resistência. Os transistores são os blocos de construção fundamentais da eletrônica moderna, análogos ao DNA na biologia. Eles são classificados em duas famílias principais:transistores de junção bipolar (BJTs) e transistores de efeito de campo (FETs). Este artigo se concentra nos BJTs.
Tipos de transistores de junção bipolar
Os BJTs estão disponíveis em duas configurações básicas, NPN e PNP, definidas pela sequência de camadas semicondutoras tipo N e tipo P. Um transistor NPN consiste em uma região P fina imprensada entre duas regiões N. As duas junções PN podem ser polarizadas diretamente ou reversamente, dando ao dispositivo seu comportamento característico.
Nomeação e estrutura do terminal
Cada BJT possui três terminais:emissor (E), base (B) e coletor (C). Em um dispositivo NPN, o coletor está conectado a uma camada N, a base à camada P intermediária e o emissor à outra camada N. A região P é levemente dopada, enquanto a camada N mais próxima do emissor é fortemente dopada. Como as duas N camadas diferem em dopagem e geometria, elas não podem ser trocadas.
Configuração de Emissor Comum
O modo de operação mais utilizado é a configuração de emissor comum (CE). Nesta configuração, uma tensão é aplicada entre a base e o emissor (V_BE) e entre o coletor e o emissor (V_CE). O terminal emissor serve como saída, entregando a corrente amplificada para o resto do circuito.
Relações Elétricas
As correntes de entrada e saída são ligadas pelo ganho de corrente do transistor, β (beta). Matematicamente:
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Aqui, I_B é a corrente de base, I_C a corrente do coletor, I_0 a corrente de saturação, V_T a tensão térmica e β o fator de ganho de corrente. Estas equações descrevem como uma corrente de base pequena controla uma corrente de coletor maior.
A compreensão desses fundamentos capacita os engenheiros a projetar estágios de amplificação e circuitos de comutação confiáveis.
