Funcionalidade básica de um transistor PNP
A conexão básica de um transistor PNP é mostrada na figura a seguir.
Vejamos aqueles Princípio de funcionamento do transistor Efeito na conexão emissor-base. Isso é voltado para a frentee se o coletor flutuando para a esquerda, A maioria dos portadores (buracos) do emissor se difundem para a base, e a maioria dos portadores (elétrons) da base se difundem para o emissor.
Agora, se o coletor base estiver polarizado inversamente e o emissor permanecer flutuando, a largura da camada de depleção na junção coletor-base aumenta; portanto, não há fluxo de acionistas majoritários. No entanto, há fluxo de corrente devido a portadoras minoritárias geradas termicamente.
Consideremos agora a operação de um transistor PNP cuja junção base-emissor é polarizada diretamente e sua junção base-coletor é polarizada inversamente. Muitos portadores majoritários (buracos, digamos X no emissor e elétrons, Y na base) se difundem através da junção pn polarizada diretamente.
Portanto, a corrente total que flui através desta conexão é a soma da corrente de difusão de buracos e da corrente de difusão de elétrons. Esta corrente total é chamada de corrente do emissor e é denotada por I.E,
Corrente do emissor IE= euP(x) + euN(J)
Como a área central, ou seja, a base, é muito fina e levemente dopada, a maioria dos portadores de carga que emanam do emissor têm poucas chances de se recombinarem na base e atingirem o coletor através da área da base. Apenas alguns portadores de carga majoritários (x) são perdidos por recombinação. Na prática, cerca de 2% dos portadores de carga majoritários se difundem na base e se recombinam com os elétrons.
A perda total do número de elétrons (Y+y) é o fluxo de um número igual de elétrons do terminal negativo de uma bateria DC VEE na base. A base através de tais elétrons forma a corrente de base IbPortanto, a magnitude da corrente de base IB é muito pequena e é da ordem de microamperes.
Se X(=y) for o número de lacunas que se combinam com os elétrons, então a perda do número total de lacunas no emissor é (X+x). Esta perda envolve o fluxo de um número igual de elétrons do emissor para o terminal positivo da bateria DC VEE. Esses elétrons vão do emissor para o terminal positivo da bateria DC VEE. Esses elétrons são liberados das ligações covalentes dos átomos do cristal no emissor e um número igual de lacunas é criado.
O potencial VCCC na seção direita é tal que os portadores que chegam a esta seção são ligeiramente atraídos quando a corrente começa a fluir. Esta corrente é chamada de corrente de coletor Ic e é quase igual à corrente de emissor.
A corrente do coletor também possui um segundo componente de corrente. Esta corrente é devida a portadores minoritários chamados de corrente de saturação reversa; O ICBO flui através de um diodo coletor com polarização reversa. Portanto, a corrente de coletor IC é a soma da corrente de fuga ICBO, e corrente restante do emissor (=IE(Xy))
= euC(Xy) + euCBO
Quanto mais portadoras do emissor para o coletor, maior será o ganho de potência do dispositivo. A base deve ser muito fina e a interface base-coletor grande. A corrente do coletor é, portanto, apenas ligeiramente superior à corrente do emissor.
Se aplicarmos a lei das correntes de Kirchhoff ao transistor, obteremos
Funcionalidade básica do transistor NPN
A figura acima mostra o transistor NPN com polarização direta na conexão base-emissor e polarização reversa na conexão base-coletor. A tensão de polarização direta VEE faz com que os portadores majoritários (elétrons) no emissor do tipo n se difundam para a base e os orifícios se difundam da base para o emissor.
O fluxo de cargas majoritárias forma a corrente do emissor. À medida que esses elétrons fluem através da base do tipo p, eles tendem a se combinar com buracos. Como a base é levemente dopada e fina, apenas alguns elétrons se combinam com lacunas. Como a base é levemente dopada e fina, apenas alguns elétrons se combinam com buracos e formam a corrente de base Ib.
Os elétrons restantes entram na região do coletor e formam a corrente IC. Essa corrente de coletor também é chamada de corrente injetada porque é gerada por elétrons injetados da região emissora.
A corrente do emissor é a soma da corrente do coletor e da corrente de base.
Pontos para lembrar
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A corrente de emissor de um transistor consiste em dois componentes: corrente de base e corrente de coletor.
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A corrente de base é uma pequena fração da corrente do emissor, cerca de 2% da corrente do emissor, e a corrente do coletor é cerca de 98%.
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A corrente do coletor surge principalmente de elétrons injetados (portadores majoritários) do emissor. A corrente do coletor também possui um segundo componente devido aos portadores minoritários gerados termicamente, denominado corrente de saturação reversa.
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A conexão emissor-base é sempre polarizada diretamente e a conexão coletor-base é polarizada inversamente.
Conclusão
Em resumo, a forma como os transistores PNP e NPN funcionam está no cerne dos circuitos eletrônicos. Esses dispositivos nos permitem controlar e amplificar sinais elétricos, tornando-os essenciais na tecnologia moderna. Seja amplificando sinais de áudio em seus fones de ouvido ou processando dados em seu computador, os transistores são os heróis anônimos da era digital. Compreender os princípios descritos neste artigo irá ajudá-lo a compreender melhor a magia que acontece dentro dos seus dispositivos eletrônicos.
Perguntas frequentes
Qual é a principal diferença entre os transistores PNP e NPN?
A principal diferença está nos materiais semicondutores de que são feitos. Os transistores PNP usam material do tipo P para o emissor e coletor, enquanto os transistores NPN usam material do tipo N para essas áreas.
Por que a corrente de base nos transistores é tão baixa?
A corrente de base é intencionalmente mantida pequena para garantir que a maioria dos portadores majoritários (elétrons ou lacunas) fluam do emissor para o coletor, permitindo a amplificação. Apenas uma pequena parte destes portadores forma a corrente de base.
O que causa a corrente de coletor em um transistor?
A corrente do coletor consiste principalmente de elétrons injetados do emissor, a maioria dos quais são portadores. Além disso, existe um componente menor, a chamada corrente de saturação de bloqueio, que resulta de portadoras minoritárias geradas termicamente na conexão coletor-base.
