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autor desconhecido

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Eletrônicos / Peças e Componentes

O Funcionamento de um Transistor

Este artigo ensina como funciona um transistor e os tipos existentes


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Comentários: 3 comentários (Comentar)
Nota: 9 (5 votos) (Dar Nota)
Valor: 10 crédito(s)
Enviado por: krlos_souza (4)
Publicado em: 12/02/08 14:22hs.

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PNP OU NPN?
Em tręs simples passos. Aprenda se o transistor é PNP ou NPN. . . e saiba identificar  o coletor, base e emissor. . .
  Quantas vezes vocę olhou para um transistor usado em cima da mesa e desejou saber suas características, e a identificaçăo  dos terminais de COLETOR, BASE e EMISSOR ? Este artigo explica como vocę pode identificar os terminais do transistores e classificá-los como  PNP ou NPN . 
Săo apenas 3 passos e vocę só necessita de um multímetro  clássico (de ponteiro) para efetuar estes testes.
 CONSIDERAÇŐES GERAIS:

1 - Năo existe  nenhuma identificaçăo fixa para terminais  dos transistores, O que existe săo configuraçăo comum típicas para determinadas séries de transistores.
 2 - Aqui vamos tratar apenas de transistores de configuraçăo comum com tręs terminais (Base, Coletor e Emissor)  e cuja junçőes săo do tipo PNP ou NPN .
 
Outros tipos de transistores como Transistor de Junçăo Bipolar (BJT) ,Transistores de Efeito de campo (FET),  Transistores de Uni-junçăo (TUJ)  e outros serăo tratados brevemente em separado.

 Na foto abaixo mostramos alguns  dos diferente estilos de  encapsulamento inclusive em SMD.
  Os transistores do grupo TO-92 tem o encapsulamento  feito de "plástico" é pequeno e săo utilizados para sinal de baixa corrente.
O grupo TO-126 e TO-220 săo encapsulamento utilizados para transistores  de média potencia.
O grupo TO-3 e TO-66  săo transistores com encapsulamento metálico para correntes maiores , o grupo TO-66 ganhou năo tăo recentemente uma versăo plástica denominada TOP-3  que  reduziu  o custo de fabricaçăo mantendo a mesma qualidade.
Cada estilo de encapsulamento tem um numero próprio chamado  "número de JEDEC"  mas este năo é o tópico importante.
Nós estamos apenas  interessados em achar os terminais  COLETOR, BASE e EMISSOR no transistor.

Todos os transistores de PNP ou  NPN tęm o mesmo símbolo de circuito no circuito elétrico diferenciando-se apenas  um do outro  pela posiçăo encontrada na flecha do emissor que indica a direçăo da circulaçăo da corrente mas năo dăo indicaçăo física do tipo de encapsulamento dos mesmos (tamanho pequeno, médio ou grande nem o posicionamentos de seus terminais), abaixo vemos os símbolos utilizados para representar o transistor em um esquema elétrico ou diagrama de circuito :
                                                
PNP símbolo                                               NPN símbolo

Os Transistores de junçăo NPN săo mais populares em virtude de no principio de era mais fácil a fabricaçăo neste tipo de junçăo e isto o fez mais barato e  utilizado como  base da maioria dos projetos desenvolvidos.
Relembrando em ambos os casos, a seta aponta para a direçăo do fluxo da corrente (năo confundir com a direçăo do  fluxo de elétrons que é o contrario).

COMO O MULTÍMETRO ENXERGA UM TRANSISTOR PARA TESTAR?
Como provador de transistor podemos utilizar um multímetro análogo simples (aquele com ponteiro) para fazer o teste devemos inicialmente colocar o multímetro na escala alta de ohms. O motivo da escolha da escala alta de ohms se dá por tornar mais fácil identificar um transistor com fuga entre as junçőes ao mesmo tempo em que se faz o teste .
Antes de nós falarmos sobre o teste, vamos expor primeiramente como um multímetro "vę" um transistor.
O multímetro enxerga o transistor como um par de diodos unidos pelo catodo  ou pelo anodo e é esta forma de uniăo que nos permitira identificar  se ele é PNP ou NPN. Na figura baixo vemos a ilustraçăo desta uniăo feito de forma bem clara como podemos observar na figura abaixo.                PODEMOS USAR UM MULTÍMETRO DIGITAL PARA O TESTE?
Sim mas todo o artigo foi descrito em cima de um multímetro analógico com 4 escalas de Ohms bem simples e de baixo custo, Mas a maioria dos multímetros digitais podem trabalhar como um provador de transistor e tem até uma escala especifica para isso mas outros que năo possuem esta escala que é representada como um símbolo de diodo năo conseguem efetuar o teste pois năo fornecem tensăo suficiente para ultrapassar a queda de voltagem que uma junçăo exige para começar a conduzir que é em torno de 0,7 volts dependendo do material utilizado nas junçőes dos transistor. Outros  multímetros digitais alem desta escala tęm um provador de transistor incorporado neles  que permitem até selecionar o ganho HFE do transistor.
Mas isso é matéria para um próximo artigo. QUAL ESCALA DE OHMS DEVEMOS UTILIZAR NO MULTÍMETRO ?
Todo multímetro tem uma ou mais  escala para leitura de Ohms.
A mais baixa escala normalmente efetua a medida no valor de unidade de "Ohms" e no multímetro analógico (de ponteiro) essa escala é normalmente comprimida no final de escala, sendo assim a medida năo segue linearmente desta forma a primeira escala X1 que efetua medida de 0 a 500 ohms em 95% de sua escala ainda nos permite visualizar de 500 Ohms ao infinito em menos de 5 % da escala e quando vamos para a escala superior X10 medimos de 0 a 5000 Ohms  e é esta escala que utilizamos para os testes exemplificados.Convęm ainda explicar e esclarecer que dentro do multímetro encontra-se uma fonte de energia normalmente através de baterias de 1,5 volts , 3 volts  e 9 volts que através da ligaçăo de um jogo de resistores provęem a energia para mover o ponteiro do multímetro e um ponto muito importante a ser exaltado é que a sonda vermelha de um multímetro analógico sempre é conectada internamente ao pólo negativo da bateria  e a sonda preta do multímetro sempre é conectada internamente  ao pólo  positivo da bateria . Portanto quando a sonda preta é conectada ao ânodo de um diodo e a sonda vermelha ao cátodo, como mostrado na animaçăo abaixo, a agulha se move aproximadamente 90%  na escala. (E só năo move completamente porque o multímetro está percebendo uma queda de tensăo da ordem de 0.7v no diodo em teste,   mas este é um ponto técnico nós discutiremos depois).    
Estas săo as duas condiçőes  que  precisamos nos lembrar quando medimos um Diodo: Quando a sonda vermelha é conectada ao ânodo e a sonda preta ao cátodo, a agulha năo move  na escala.Quando a sonda preta é conectada ao ânodo e a sonda vermelha ao cátodo, a agulha  move em até 90% de sua escala.O ponteiro do multímetro indica claramente estes dois estados.  E isto  também é  explicado tecnicamente:No primeiro caso o diodo năo conduz porque esta sendo inversamente polarizado portando năo existira nenhum fluxo de corrente.No segundo caso o diodo conduz porque  é diretamente polarizado o que ocasiona a deflexăo do ponteiro por cerca de 90% de sua escala e só năo vai até 100 % da escala porque temos uma queda de tensăo em torno de 0,7 volts na junçăo. Estas săo as duas condiçőes das que nós năo podemos esquecer para poder medir um diodo.  

Nota: o multimetro está na escala  "x1k"está  animaçăo mostra o teste em um diodo.     Agora que nós sabemos como um multímetro reage a um diodo no conceito diretamente polarizado e inversamente polarizado, nós podemos testar um transistor, determinar o terminal de base e identificar se é PNP ou NPN, e isto pode nos levar a no Maximo de 6 alternativas de teste para uma resposta decisiva. COMO FAZER:1ş.Ache a identidade do transistor (se é PNP ou NPN).  IDENTIDADE DO TRANSISTOR PNP  Ligue a sonda PRETA em qualquer terminal do transistor. Coloque a sonda VERMELHA em cada um dos outros terminais do transistor, ou o ponteiro move para os outros dois terminais ou năo move para nenhum dos dois.  neste ponto já temos a identidade do transistor pois estando fora do contesto o transistor é NPN ou defeituoso.A BASE:  também está identificada e é a sonda preta  fixa no terminal que permite a conduçăo para os dois outros terminais 
 
Nota:  o multímetro esta na escala  "x1k"Medindo um transistor PNP em bom estado.    IDENTIDADE DO TRANSISTOR NPN  Ligue a sonda VERMELHA em qualquer terminal do transistor. Coloque a sonda PRETA em cada um dos outros terminais do transistor, ou o ponteiro move para os outros dois terminais ou năo move para nenhum dos dois.neste ponto já temos a identidade do transistor.  neste ponto já temos a identidade do transistor pois estando fora do contesto o transistor é PNP ou defeituoso.A BASE: também está identificada e é a sonda preta  fixa no terminal que permite a conduçăo para os dois outros terminais 
 
Nota:  o multímetro esta na escala  "x1k"medindo um transistor NPN em bom estado.   DEFEITOS:
Se a agulha năo mover para os dois outros terminais, o transistor está defeituoso. "ESTA  ABERTO".  
Se a agulha se  mover para TODOS os terminais, o transistor está defeituoso. "ESTÁ EM CURTO."
Se a agulha mover ligeiramente para um dos testes onde năo deveria se mover, o transistor esta "COM FUGA".
  ACHANDO O COLETOR E O EMISSOR:
Para achar o coletor e emissor do transistor  nós criamos o AMPLIFICADOR mais SIMPLES NO MUNDO. Consiste no "transistor que esta em  teste" , um multímetro analógico na escala de  1k  e SEU DEDO!
Nós daremos como  exemplo o transistor  NPN por este tipo ser mais comum.
Veja na animaçăo abaixo como o transistor NPN é conectado.
Ao fazer o teste, vocę năo deve tocar o terceiro terminal com qualquer parte de seu corpo porque isto modificará a leitura no multímetro. 
Para fazer este teste vocę já sabe que o transistor é NPN e também já identificou o terminal de base.
Conecte o multímetro aos dois terminais  que năo săo a base, năo importa o posicionamento destas sondas uma vez que  o circuito só moverá a agulha do multímetro quando estiver na posiçăo correta. Aperte com o dedo ÚMIDO entre a base e o coletor e o ponteiro subira a  quase 80% de sua escala, quanto mais firme voçe apertar estes dois terminais, mais o ponteiro se movera pela escala.
Isto acontece porque o  transistor está amplificando  a corrente que vocę está entregando ŕ base em  aproximadamente 100 vezes fazendo fluir no circuito coletor emissor.. 
Este fluxo de corrente reduz a resistęncia efetivamente entre os dois terminais e o multímetro indica o resultado. Vocę criou o circuito amplificador dos  mais simples do mundo.
Veja na animaçăo abaixo a conexăo dos terminais de coletor, emissor e ligaçăo do multímetro.   Nota: o multímetro esta na escala  "x1k"Está é a forma de identificar o coletor em um transistor NPN   Animaçăo do Exemplo de ligaçăo com transistor PNP: Nota:  o multímetro esta na escala  "x1k" Está é a forma de encontrar o coletor no transistor PNP  
OUTRAS FALHAS NĂO AVALIADAS:
Este é só um teste simples para transistores.
Outras falhas ou defeitos  intermitente também podem acontecer. Vocę pode precisar de uma lata de aerossol  "congelante" e  um soprador de ar quente (pode ser o secador de cabelos)  para simular o efeito de esfriar e aquecer.Os testes realizados com multímetro năo permitem detectar alteraçőes das características do transistor que o torna impróprio para o uso no circuito mas sem duvida nenhuma resolve mais de 90% dos problemas. 
 
Espero que eu lhe tenha sido útil com este artigo feito especialmente para vocę que está se iniciando nesta área de conhecimento.
Agora faça o teste no link abaixo para ver se aprendeu 100%:  Responda as perguntas ao computar para fazer uma avaliaçăo de seu aprendizado.Espero que vocę tire uma boa nota. Seu instrutor José Carlos Miranda.

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COMENTÁRIOS:

jtmendes O funcionamento de um transistor     12/11/2009 14:40hs.
Gostei das explicações. São muito claras. Pena que, mesmo depois de cadastrado, não tive acesso às simulações.
ALYSSON030     30/10/2008 09:31hs.
Também gostei da explicação, só lamento não ter acesso às figuras.
abraao     11/09/2008 07:45hs.
Sensacional.Uma explicação clara e simples para qualquer um entender.

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