Transistores

Explicamos o que é um transistor, como é composto e suas várias funções. Além disso, suas características gerais, classificação e muito mais.

Transistores são a capacidade de amplificar um sinal elétrico. 

O que são transistores?

Transistores são dispositivos eletrônicos semicondutores , responsáveis ​​por transmitir um sinal de saída (saída) na presença de um sinal de entrada (entrada), como parte de um circuito eletrônico de algum tipo. O termo “transistor” vem do inglês resistor de transferência ( resistor de transferência ), e inicialmente eles foram projetados para modular a corrente elétrica .

Os transistores, nesse sentido, cumprem funções de amplificação, oscilação, chaveamento ou retificação do sinal elétrico dentro de um determinado circuito, e são utilizados em grande parte dos circuitos integrados de dispositivos eletrônicos contemporâneos.

Os primeiros transistores operacionais foram desenvolvidos em 1955 , apesar de sua composição ter sido estudada praticamente desde o início do século, em busca de métodos para melhorar a condução elétrica e eletrônica. O princípio de operação dos transistores (o chamado “efeito transistor”) foi descoberto pelos americanos John Bardeen, William Shockley e Walter Houser Brattain em 1948 e lhes rendeu o Prêmio Nobel de Física em 1956.

Veja também: Hardware

Componentes do transistor

A base do transistor modula o fluxo entre o emissor e o coletor. 

Os transistores são constituídos essencialmente por três pinos ou cabos, cada um encarregado de uma tarefa diferente e que são chamados de:

  • Transmissor. De onde o fluxo elétrico entra no interior encapsulado do transistor.
  • Base. Aquele que modula o fluxo entre emissor e coletor.
  • Múltiplo. Por onde flui a corrente uma vez modulada pela base.

Operação de transistores

Os transistores funcionam como pedágios ou alcabalas no fluxo elétrico , permitindo aumentar, diminuir ou modular sua intensidade de acordo com três posições possíveis dentro de um circuito:

  • Em ativo. Permite a passagem de mais ou menos corrente (modulada) em direção ao coletor e, portanto, de volta ao circuito.
  • Secional. Impede a passagem de toda a corrente.
  • Em saturação. Permite a passagem total da corrente.

Funções de transistor

Um transistor permite que o fluxo elétrico seja conduzido da maneira desejada. 

As funções de um transistor como parte de um circuito elétrico podem ser basicamente duas:

  • Como um switch. Ele corta o fluxo elétrico de um pequeno sinal de comando.
  • Como amplificador. Ele recebe um pequeno sinal elétrico que, ao sair do transistor, ficará maior.

Porém, os transistores também podem atuar como oscilador, interruptor ou retificador, o que permite que o fluxo elétrico no circuito seja conduzido da maneira desejada .

Materiais de um transistor

Os transistores são feitos aproveitando a semicondutividade de certos materiais , como o germânio (Ge) ou o arsenieto de gálio (GaAs). Atualmente, o material preferido para isso é o silício (Si) , um metalóide abundante na crosta terrestre.

Código binário

Em um transistor switch, 0 significa “sem corrente” e 1 “ativo”.

Os transistores têm muito a ver com o desenvolvimento do código binário computacional (composto de uns e zeros), pois cada número indica uma posição do transistor chave : ativo ou inativo, permitindo a passagem da eletricidade ou não: 0 = sem corrente; 1 = com corrente.

Usando um transistor

Em aparelhos contemporâneos, equipados com complexos circuitos integrados, transistores abundam aos milhares. Desde relógios, televisores , rádios , computadores, telefones celulares , tomógrafos, tocadores de música e até lâmpadas fluorescentes são possíveis graças a esta tecnologia de acionamento elétrico.

Tipos de transistores

Os fototransistores podem ser operados por meio de um modo de iluminação. 

Existem vários tipos de transistor, dependendo de sua fabricação e de suas capacidades:

  • Transistor de contato pontual. O primeiro tipo de transistor inventado e capaz de gerar ganhos, embora fosse frágil e difícil de fabricar. Consistia em duas pontas de metal sobre uma base de germânio, baseadas em efeitos de superfície. Hoje ele desapareceu.
  • Transistor de junção bipolar. É fabricado à base de material semicondutor (intermediário entre o condutor e o isolador) comumente silício, no qual está localizado um substrato de cristal que é polarizado por meio de elementos doadores de elétrons, como arsênio ou fósforo. Esses pólos constituem o emissor e o coletor.
  • Transistor de efeito de campo. É constituída por uma barra de material semicondutor em torno da qual é gerado um campo elétrico, a fim de controlar o fluxo de energia através de um único pólo (por isso são chamados de unipolares).
  • Fototransistor. Eles operam como transistores normais, mas sendo sensíveis à radiação eletromagnética perto da luz visível, eles podem ser operados por meio de um modo de iluminação: quando a luz atua como base de corrente.

Vantagens dos transistores

O uso de transistores representou um salto em relação às técnicas usuais de manuseio elétrico , que consistem em válvulas termiônicas. Não só porque permitiu maximizar o potencial dos dispositivos em tamanhos bem menores que os iniciais, mas também facilitou a construção de dispositivos capazes de suportar muito mais tensões, permitindo sua utilização em condições de alta potência elétrica.

Além disso, os transistores são relativamente baratos, consomem pouca energia , fornecem muitas horas de uso e podem permanecer armazenados por muito tempo sem quebrar.

IGBT

Os IGBTs podem amplificar correntes elétricas de 1000 amperes.

IGBTs são modelos avançados de transistores que, agrupados em torno de um circuito comum, podem amplificar correntes elétricas de 1000 amperes até tensões de vários milhares de volts, permitindo assim o controle da potência de vários dispositivos eletrônicos, incluindo os motores dos automóveis modernos e desfibriladores médicos , usado para reanimação de pacientes falecidos recentemente.

Atividade do transistor

Ao contrário de outros elementos que intervêm nos circuitos eletrônicos, como resistores, capacitores e indutores, que neles desempenham um papel passivo, os transistores têm um papel ativo dentro do circuito , uma vez que não só garantem a estabilidade e preservação do mesmo, mas fazem parte de sua estrutura funcional.

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