Transistor de junção bipolar
O transistor bipolar de junção, TBJ,, é o tipo de transistor mais comum, devido a sua facilidade de polarização e durabilidade. Recebe esse nome porque o processo de condução é realizado por dois tipos de carga - positiva (lacunas) e negativa (elétrons).
O transistor bipolar de junção foi o primeiro tipo de transistor a ser produzido, e que valeu o Prémio Nobel, aos seus inventores. Até hoje, permanece como o único prémio Nobel a ser atribuído a um dispositivo de engenharia. Os primeiros transistores foram produzidos com Germânio e passado algum tempo começou a ser utilizado o Silício. O objetivo dos inventores foi substituir as válvulas termoiônicas, que consumiam muita energia, tinham muito baixo rendimento e funcionavam com tensões da ordem das centenas de volts.
O TBJ é um dispositivo de três terminais, sendo os quais, a Base, o Emissor (Emitter) e o Coletor (Collector). O nome de "bipolar", vem de o transporte de carga se efetuar por dois portadores, elétrons (N) e lacunas (P). O parâmetro mais importante utilizado nos modelos do TBJ é o ganho de corrente entre coletor e base, denotado por β {\displaystyle \beta } . Este está relacionado com o processo de fabrico, a tecnologia e as dimensões do dispositivo. Existem essencialmente dois tipos de TBJ: NPN (veja na imagem) e PNP. O primeiro, como o nome indica, tem semicondutor de que é feito o Coletor, a Base, e o Emissor, dopado N-P-N, respetivamente. De modo análogo se passa com o do tipo PNP.
As relações mais básicas das grandezas associadas ao dispositivo são: i E = i C + i B {\displaystyle i_{E}=i_{C}+i_{B}} v B C = v C E − v B E {\displaystyle v_{BC}=v_{CE}-v_{BE}}
CORTE
Se v B E < 0 {\displaystyle v_{BE}<0} e v B C < 0 {\displaystyle v_{BC}<0} Neste modo o transístor não tem corrente a percorrê-lo. i B = i C = 0 {\displaystyle i_{B}=i_{C}=0} Ou seja, funciona como um circuito aberto entre os seus terminais.
SATURAÇÃO
Se v B E > 0 {\displaystyle v_{BE}>0} e v B C > 0 {\displaystyle v_{BC}>0} Neste caso, o transístor conduz corrente e como a junção coletor-base é polarizada diretamente, tem-se i C < β i B {\displaystyle i_{C}<\beta i_{B}} . Considera-se que o transístor está plenamente saturado quando v C E ≈ 0.2 V {\displaystyle v_{CE}\approx 0.2V} . Deste modo, é o circuito exterior ao dispositivo que determina se está na Zona Ativa Direta ou na Saturação
MODO ATIVO DIRETO
Se v B E > 0 {\displaystyle v_{BE}>0} e v B C < 0 {\displaystyle v_{BC}<0}
