O transistor bipolar é o transistor mais importante do ponto
de vista histórico e o de utilização mais corrente. O material semicondutor
mais usado na fabricação de transistores é o silício. Contudo, o primeiro
transistor foi fabricado em germânio. O silício é preferível porque possibilita
o funcionamento a temperaturas mais elevadas (175 ºC, quando comparado com os
~75ºC dos transistores de germânio) e também porque apresenta correntes de fuga
menores.
O transistor bipolar é formado por duas junções p-n em
série, podendo apresentar as configurações p-n-p e n-p-n. Os transistores n-p-n
são os mais comuns, basicamente porque a mobilidade dos elétrons é muito
superior à das lacunas, isto é, os elétrons movem-se mais facilmente ao longo
da estrutura cristalina, o que traz vantagens significativas no processamento
de sinais de alta frequência. E são mais adequados à produção em massa. No
entanto, deve-se referir que, em várias situações, é muito útil ter os dois
tipos de transistores num circuito. O transistor de junção bipolar é um dos
componentes mais importantes na Eletrônica. É um dispositivo com três
terminais. Num elemento com três terminais é possível usar a tensão entre dois
dos terminais para controlar o fluxo de corrente no terceiro terminal, i.e.,
obter uma fonte controlável. O transistor permite a amplificação e comutação de
sinais, tendo substituído as válvulas termo-iónicas na maior parte das
aplicações. Dependendo da polarização de cada junção (direta ou inversa), o
transistor pode operar no modo ativo/linear, estar em corte ou em saturação. Um
transistor bipolar (com polaridade NPN ou PNP) é constituído por duas junções
PN (junção base-emissor e junção base-coletor) de material semicondutor
(silício ou germânio) e por três terminais designados por Emissor (E), Base (B)
e Coletor (C).
Um transistor funciona como amplificador, quando a corrente
de base oscila entre zero e um valor máximo. Neste caso, a corrente de coletor
é um múltiplo da corrente de base. Se aplicarmos na base do transistor um
sinal, vamos obter uma corrente mais elevada no coletor proporcional ao sinal
aplicado:
O ganho é uma característica do transistor. É o fator de
multiplicação da corrente de base (Ib)ou Beta ß ou hfe
do transistor.
Na eletrônica, o transistor Darlington é um dispositivo
semicondutor que combina dois transistores bipolares no mesmo encapsulamento. 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
altas frequências, por isso pode tornar-se facilmente instável. A tensão
base-emissor também é maior, pois consiste da soma das tensões base-emissor, e
para transistores de silício é superior a 1.2V.
Transistor Darlington:
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