CENTRO UNIVERSITÁRIO INTERNACIONAL UNINTER
ESCOLA SUPERIOR POLITÉCNICA
BACHARELADO EM ENGENHARIA ELÉTRICA COM ÊNFASE EM ELETRÔNICA
DISCIPLINA: MATERIAIS ELÉTRICOS
PRINCÍPIO DE FUNCIONAMENTO DOS TRASISTORES TBJ E MOSFET
ALUNO: ALESSANDRO SOUZA PEREIRA
PROFESSORA: ELIANE SILVA CUSTÓDIO
MACEIÓ - AL
2022
Sumário
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INTRODUÇÃO ............................................................................................................................................ 1
OBJETIVO ................................................................................................................................................... 2
FUNCIONAMENTO DOS TRANSITORES BIPOLARES DE JUNÇÃO (TBJ) ................................. 3
FUNCIONAMENTO DOS TRANSITORES MOSFET........................................................................... 5
PRINCIPAIS MATERIAIS UTILIZADOS PARA A FABRICAÇAO DOS TRANSISTORES .......... 7
APLICAÇOES DE TRANSISTORES TJB E MOSFET ......................................................................... 7
CONCLUSÃO .............................................................................................................................................. 8
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ....................................................................................................... 9
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INTRODUÇÃO
Entre os anos de 1904 e 1947 a válvula foi o dispositivo eletrônico de maior interesse e
desenvolvimento, em 1904, John Bardeen, Walter Brattain e William Shockley inventaram no
Bell Labs um pequeno dispositivo semicondutor chamado transistor e isso mudaria o mundo.
Hoje, o transistor é o componente essencial de um circuito eletrônico, desde um simples
amplificador ou oscilador até o computador digital mais elaborado. Os circuitos integrados
(CI’s), que tem substituído grande parte dos circuitos construídos a partir de transistores discretos, são eles próprios apenas matrizes de transistores e outros componentes construídos a
partir de um único chip de material semicondutor.
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OBJETIVO
Neste trabalho vamos discutir os princípios de funcionamento dos transistores bipolares de
junção e dos princípios de funcionamento do Mosfet. Vamos falar a respeito dos materiais que
são utilizados para a fabricação do transistor , e ver de fato como é o seu funcionamento.
Vamos ver como ele pode ser utilizado dentro dos circuitos eletrônicos, e explorar um
pouco das suas características.
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FUNCIONAMENTO DOS TRANSITORES BIPOLARES DE JUNÇÃO (TBJ)
Transistores de junção bipolar é um transistor bem comum, facilmente encontrado no mercado por possuir facilidade de polarização e ter uma boa durabilidade. Os primeiros tipos de
transistores a ser produzidos eram feitos de germânio e ao passar do tempo começou a ser utilizado o silício.
Existem dois tipos de Transistores bipolares, NPN e o PNP, eles são compostos por três
regiões semicondutoras (Base, Coletor e Emissor) conforme mostra a figura 1.
Figura 1- Simbologia transistor PNP e NPN
Em transistores NPN, para que a junção PN do emissor seja polarizada é necessário
aplicar uma tensão na Base superior a tensão do emissor conforme mostra a figura 2. Já o PNP
a lógica é invertida, ou seja, para polarizar o emissor é necessário aplicar uma tensão inferior
na Base conforme mostra a figura 3.
Figura 2 – Transistor NPN Polarizado
Figura 3- Transistor PNP Polarizado
Para entendermos melhor o funcionamento de um transistor podemos compará-lo com
o funcionamento de uma válvula. Conforme a figura 4 onde é a entrada de água é o coletor, o
mecanismo de abertura e fechamento é a base e o emissor a saída de água. Se a válvula estiver
fechada não há passagem de água na saída, ou seja, se o transistor não tiver polarizado o emissor
não permitirá a passagem de corrente.
Figura 4- Registro Fechado
Caso queira água fluindo na saída temos que abrir a válvula, ou seja, temos que polarizar
o transistor para a passagem de corrente no circuito.
Figura 5- Registro Totalmente Aberto
Como algumas válvulas são capazes de controlar o fluxo de água na saída, os transistores também são capazes de limitar a passagem de corrente elétrica no circuito.
Figura 6- Registro Controlando
Para escolher o transistor ideal para aplicação é necessário levar alguns fatores em consideração, como a tensão de operação, corrente máxima consumida pela carga, logica que será
utilizada para o acionamento, dentre outros que deve ser avaliado de acordo com o seu projeto.
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FUNCIONAMENTO DOS TRANSITORES MOSFET
O Mosfet é um transistor de efeito de campo de metal oxido semicondutor que possui 3
camadas e quatro terminais denominados como Drains (Dreno), Source (Fonte), Gate (Porta) e
o Bulk (Substrato). Geralmente possui somente 3 terminais acessíveis pelo fato do Bulk estar
ligado diretamente no Source. O Gate tem a finalidade de alterar o canal de condução entre
Drains e Source do Mosfet assim controlando a resistência ou a corrente que passa por ele
dependendo de como é aplicado.
Eles se dividem em duas categorias, canal N e canal P, e cada categoria é subdividida em
outras duas, Mosfet de enriquecimento conforme é possível ver na figura 7 e Mosfet de depleção
que é possível ver na figura 8. Estes Mosfet são bem similar aos TBJ com duas camadas N ou
duas P.
Figura 7 Mosfet tipo Enriquecimento
Figura 8 Mosfet Tipo Depleção
Os dois Mosfet depleção e enriquecimento tem o mesmo princípio de operação a principal diferença está no canal físico do Mosfet tipo depleção enquanto no tipo de enriquecimento
o canal é virtual, criado pelo deslocamento de elétrons.
De forma simplificada para utilizarmos como chave basta controlar a tensão aplicada no
Gate para controlar a passagem de corrente entre o Drains e Source.
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PRINCIPAIS MATERIAIS UTILIZADOS PARA A FABRICAÇAO DOS TRANSISTORES
Os principais materiais utilizados para a fabricação dos transistores são o silício (SI),
germânio (Ge), Gálio (Ga) e alguns Óxidos. Na natureza o silício é um material isolante elétrico,
devido as conformações das ligações eletrônicas de seu átomo gerando uma rede eletrônica
altamente estável. Atualmente como já dito anteriormente o transistor de germânio é o menos
usado, tendo sido substituído pelo silício.
Os materiais do tipo P (contém cargas positivas) e do tipo N (contém cargas negativas) elas
são produzidas a partir do silício puro. Para produzir semicondutores do tipo P a impureza mais
usada é o bório (B), e para semicondutores do tipo N a impureza é o fósforo (Ph).
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APLICAÇOES DE TRANSISTORES TJB E MOSFET
Os transistores podem ser utilizados como interruptores de circuitos eletrônicos, amplificadores por isso é muito comum os transistores serem encontrados em circuitos integrados.
Além disso tanto os transistores bipolares quanto os transistores de efeito de campo são usados
para diversas finalidades e em locais distintos, tais como, osciladores, reles de estado solido,
portas logicas e outras aplicações.
O Mosfet comum: É muito utilizado em equipamentos eletrônicos para amplificar sinais
sendo bastante encontrado em amplificadores de áudio pois ele dá o retorno de um maior potencial para reproduzir o som além de influenciar na qualidade do áudio. Ele também evita
distorções e contribui para uma melhor eficiência sonora do aparelho. O Mosfet SMD: É muito
utilizado na construção de chips eletrônicos, com uma ampla variedade de aplicações, como
utilização em processos de amplificação e produção de sinais e em operações de chaveamento.
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CONCLUSÃO
Neste trabalho foi apresentado o princípio de funcionamento dos transistores bipolares de
junção e dos transistores Mosfet. Falamos também um pouco dos materiais utilizados para a
sua fabricação e relatamos algumas áreas que são utilizados.
Podemos perceber que o transistor é um elemento onipresente em todos os circuitos eletrônicos, então nos dias de hoje fica até difícil de imaginar como seria se não existisse o mesmo.
A descoberta do transistor possibilitou um grande avanço na eletrônica, fazendo com que
os dispositivos passaram a ser largamente empregado por circuitos eletrônicos.
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REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
TEIXEIRA, Hugo T. TAVAREZ, MARLEY F., Eletrônica Analógica. 1 ed. Londrina:S.A.,
2018.
MARQUEZ, Ângelo E. B. CRUZ, EDUARDO C. A. CHOUERI JÚNIOR, Salomão. Dispositivos Semicondutores: Diodos e Transistores. 7 ed. São Paulo: Érica, 2002.