Neste post vamos conhecer o transistor como chave, vamos aprender alguns detalhes e resolver um exercício. Vamos focar no transistor bipolar do tipo NPN e PNP.

O transistor pode ser usado de dois modos distintos, como chave onde possui dois estados possíveis, e como amplificador onde o transistor funciona na região ativa.

Vamos ver o transistor como chave.

Transistor como chave

O transistor é um componente eletrônico com três terminais, base, coletor e emissor. A base é o terminal que faz o controle da corrente que circula pelo coletor e emissor do transistor.

Abaixo são mostrados alguns transistor.

O transistor como chave, ele vai funcionar como uma chave, ou seja, vai permitir ou não a passagem da corrente através do coletor e emissor dependendo das condições da base do transistor. Com isso é possível controlar cargas, como por exemplo, LEDs, lâmpadas, motores, e outros dispositivos com transistor.

Abaixo são mostradas as configurações básicas dos transistores NPN e PNP.

Observem a diferença nos símbolos utilizados para representar um transistor NPN e um PNP.

Para que o transistor seja saturado será necessário fazer algumas considerações de acordo com o ligação, vamos fazer para ligação NPN, e no caso da ligação PNP será a mesma análise, a única diferença está no fato de o transistor PNP fazer o chaveamento do sinal positivo da fonte e o NPN fazer o chaveamento do GND. Além disso o sinal para ligar a o transistor NPN é positivo para ligar o transisto PNP o sinal deve ser negativo.

Para que o transistor NPN seja polarizado de forma a entrar em saturação, devemos ter o seguinte:
* A base e o emissor devem estar polarizados diretamente, Vb > Ve;
* A base e o coletor devem estar polarizados inversamente Vb < Vc.

Para que o transistor PNP seja polarizado de forma a entrar em saturação, devemos ter o seguinte:
* A base e o emissor devem estar polarizados diretamente, Vb < Ve;
* A base e o coletor devem estar polarizados inversamente Vb > Vc.

Observem, por exemplo, se a saída do microcontrolador for de 5 V, e a minha fonte de alimentação for de 3,3 V e desejo ligar um LED o transistor não vai saturar, pode acontecer do LED acender, mas não com o brilho máximo desejado.

Outro detalhe importante para usar os transistores é observar os terminais do transistor na hora da utilização, como mostrado na figura abaixo:

Parâmetros importantes

Quando utilizamos transistores devemos nos atentar a alguns parâmetros importantes para evitar que nosso transistor se danifique. Os parâmetros mais importantes que devem ser consultados no datasheet são:
* Vce máximo, que ser refere qual tensão máximo entre coletor e emissor que o transistor suporta quando estiver aberto;
* Ic máximo, a máxima corrente que o transistor vai conduzir;
*Veb máximo, máxima tensão entre emissor e base que o transistor suporta;
* Ganho de corrente, representado por hfe do transistor, se refere a relação entre a corrente de coletor e a corrente de base, hfe = Ic / Ib.

Exemplo de projeto

Vamos fazer projeto onde será necessário ligar um LED de 12 V usando um transistor NPN, como o circuito apresentado abaixo:

O resistor R2 pode ser de 10 k, esse resistor é utilizado para garantir que o transistor será inicializado com nível lógico baixo. O valor da corrente para ligar o nosso circuito será de 10 mA. Primeiramente vamos calcular o valor do resistor R3.
R3 = (Vbat – Vled – 0,7) / Iled (Tensão do LED = 1,5 V)
R3 = 980 Ω.

E considerando um hfe = 250, e uma tensão Vbe = 4.3 V, podemos encontrar o valor do resistor R1:
Ib = 10 mA / 250 = 40 μA
R1 = (5 – 0,7) / 40 μA = 107500 Ω (Resistor de 100 k).

Abaixo é mostrado o resultado da simulação.

O resistor pode ser um pouco menor, mas tudo vai depender do projeto.

Exercício

No vídeo abaixo apresento a resolução de um exercício.

Isso é tudo pessoal, até o próximo post.