Como usar transistores

Se você entendeu corretamente como usar transistores em circuitos, talvez já tenha conquistado metade da eletrônica e seus princípios. Neste post, fazemos um esforço nessa direção.

Introdução

Os transistores são dispositivos semicondutores de 3 terminais que podem conduzir energia relativamente alta através de seus dois terminais, em resposta à entrada de energia significativamente baixa no terceiro terminal.

Os transistores são basicamente de dois tipos: Transistor de junção bipolar (BJT), e transistor de efeito de campo semicondutor de óxido metálico (MOSFET)

Para um BJT, os 3 terminais são designados como base, emissor, coletor. Um sinal de baixa potência através do terminal base / emissor permite ao transistor alterar uma carga de energia comparativamente alta através do seu terminal coletor.

Para MOSFETs, eles são designados como Portão, Fonte, Dreno. Um sinal de baixa potência através do terminal Gate / Source permite que o transistor altere uma carga de energia relativamente alta através de seu terminal coletor.

Por uma questão de simplicidade, discutiremos os BJTs aqui, pois seus recursos são menos complexos em comparação aos MOSFETs.

Transistores (BJTs) são os componentes de todos os dispositivos semicondutores encontrados hoje. Se não houvesse transistores, não haveria IC ou qualquer outro componente semicondutor. Até os circuitos integrados são constituídos por milhares de transistores intimamente ligados que compõem as características de um chip em particular.

Os novos entusiastas eletrônicos geralmente acham difícil lidar com esses componentes úteis e configurá-los como circuitos para a aplicação pretendida.

Aqui estudaremos as funções e a maneira de lidar e implementar transistores bipolares em circuitos práticos.

Como usar transistores como um comutador

Os transistores bipolares geralmente são um componente eletrônico ativo de três fios que funciona principalmente como um interruptor para ligar ou desligar a energia de uma carga externa ou estágio eletrônico associado do circuito.

Um exemplo clássico pode ser visto abaixo, onde um transistor é conectado como um amplificador emissor comum:

como conectar transistores bjt e mosfet com o arduino wikiutil

Este é o método padrão de usar qualquer transistor como uma chave para controlar uma determinada carga. Você pode ver que, quando uma pequena tensão externa é aplicada à base, o transistor LIGA e transporta uma corrente mais pesada através dos terminais do coletor do emissor, causando uma carga maior.

Lembre-se de que a linha negativa ou aterrada da tensão externa deve conectar-se à linha aterrada do transistor ou emissor, caso contrário, a tensão externa não terá efeito no transistor.

Usando o transistor como um controlador de relé

Eu já expliquei em um dos meus posts anteriores sobre como fazer um circuito controlador de transistor.

Basicamente, ele usa as mesmas configurações mostradas acima. Aqui está o circuito padrão para isso:

1590488702 621 como usar transistores projetos de circuitos domesticos

Se você está confuso sobre o relé, pode consultar este artigo completo, que explica tudo sobre as configurações do relé.

Usando o transistor para escurecer a luz

A configuração a seguir mostra como um transistor pode ser usado como atenuador de luz usando um circuito seguidor de emissor.

Você pode ver como a resistência variável ou o pote varia, a intensidade da lâmpada também varia. Chamamos isso de seguidor de emissor, porque a tensão no emissor ou na lâmpada segue a tensão na base do transistor.

Para ser mais preciso, a tensão do emissor estará apenas 0,7V atrás da tensão de base. Por exemplo, se a tensão de base for 6 V, o emissor será 6 – 0,7 = 5,3 V e assim por diante. A diferença de 0,7 V deve-se à classificação mínima de queda de tensão direta do transistor através do emissor base.

como usar transistores projetos de circuitos domesticos

Aqui, a resistência do pote, juntamente com a resistência de 1 K, forma uma rede divisória resistiva na base do transistor. À medida que o controle deslizante do potenciômetro é movido, a tensão na base do transistor muda, e isso altera a tensão do emissor através da lâmpada e a intensidade da lâmpada muda de acordo.

Usando o transistor como sensor

De discussões anteriores, você pode ter observado que o transistor está fazendo uma coisa crucial em todas as aplicações. Basicamente, está amplificando a tensão em sua base, permitindo que uma grande corrente se conecte através de seu emissor coletor.

Essa característica de amplificação também é explorada quando um transistor é usado como sensor. O exemplo a seguir mostra como você pode detectar a diferença na luz ambiente e ativar / desativar um relé de acordo.

1590488702 917 como usar transistores projetos de circuitos domesticos

Aqui também o LDR e o valor padrão de 300 ohm / 5 k formam um divisor de potencial na base do transistor.

Os 300 ohms não são realmente necessários. Está incluído para garantir que a base do transistor nunca seja totalmente aterrada e, portanto, nunca completamente desabilitada ou desligada. Ele também garante que a corrente através do LDR nunca possa exceder um determinado limite mínimo, independentemente da intensidade da luz no LDR.

Quando escuro, o LDR possui uma alta resistência muitas vezes maior que o valor combinado de 300 ohms e o valor padrão de 5 K.

Por esse motivo, a base do transistor obtém mais voltagem do lado terra (negativo) do que voltagem positiva, e sua condução coletor / emissor permanece desligada.

No entanto, quando luz suficiente cai no LDR, sua resistência cai para alguns kiloohms.

Isso permite que a tensão básica do transistor suba bem acima da marca de 0,7 V. O transistor agora é polarizado e liga a carga do coletor, que é o relé.

Como você pode ver, nesta aplicação também os transistores estão basicamente amplificando a pequena tensão de base, de modo que uma carga maior no seu coletor possa ligar.

O LDR pode ser substituído por outros sensores, como um termistor para detecção de calor, um sensor de água para detecção de água, um fotodiodo para detecção de feixe de infravermelho, etc.

Uma pergunta para voce: O que acontece se a posição do LDR e o valor padrão de 300/5 K forem trocados?

Pacotes de transistor

Os transistores são normalmente reconhecidos por seu pacote externo no qual o dispositivo específico pode ser integrado. Os tipos mais comuns de pacotes que incluem esses dispositivos úteis são o T0-92, TO-126, TO-220 e TO-3. Vamos tentar entender todas essas especificações de transistor e também aprender como usá-las em circuitos práticos.

Entendendo os transistores de sinal pequeno TO-92:

Transistores como BC547, BC557, BC546, BC548, BC549, etc., se enquadram nessa categoria.

Estes são os mais elementares do grupo e são usados ​​para aplicações que envolvem baixas tensões e correntes. Curiosamente, essa categoria de transistores é usada mais amplamente e universalmente em circuitos eletrônicos devido a seus parâmetros versáteis.

Símbolo do transistor NPN BJT

Normalmente, esses dispositivos são projetados para lidar com tensões entre 30 e 60 volts através do coletor e do emissor.

A tensão de base não é superior a 6, mas eles podem ser facilmente ativados com um nível de tensão tão baixo quanto 0,7 volts em sua base. No entanto, a corrente deve ser limitada a aproximadamente 3 mA.

Os três fios de um transistor TO-92 podem ser identificados da seguinte maneira:

Mantendo o lado impresso voltado para nós, o cabo do lado direito é o emissor, o centro é a base e a perna do lado esquerdo é o coletor do dispositivo.


ATUALIZAR: Você quer saber como usar transistores com o Arduino? Leia aqui


Como configurar um transistor TO-92 em projetos práticos

Os transistores são principalmente de dois tipos, um tipo NPN e um tipo PNP, ambos são complementares entre si. Basicamente, ambos se comportam da mesma maneira, mas em direções e referências opostas.

Por exemplo, um dispositivo NPN exigirá um gatilho positivo em relação ao solo, enquanto um dispositivo PNP exigirá um gatilho negativo referente a uma linha de suprimento positiva para implementar os resultados especificados.

Os três cabos do transistor explicados acima devem ser atribuídos com entradas e saídas especificadas, a fim de trabalhar para uma aplicação específica que obviamente altera um parâmetro.

Os cabos devem ser atribuídos com os seguintes parâmetros de entrada e saída:

a O emissor de qualquer transistor é a pinagem de referência do dispositivo., o que significa que a referência de suprimento comum especificada deve ser atribuída para que os dois cabos restantes possam operar com referência a ele.

Um transistor NPN sempre precisará de um suprimento negativo para referência, conectado ao seu cabo emissor para uma operação adequada, enquanto que para um PNP, será a linha de suprimento positivo para o seu emissor.

O coletor é o fio de carga de um transistor e a carga a ser alterada é alimentada no coletor de um transistor (veja a figura).

Detalhes da fiação do transistor NPN, PNP

A base de um transistor é o terminal de gatilho que deve ser aplicado em um nível de baixa tensão, para que a corrente através da carga possa passar pela linha do emissor, completando o circuito e operando a carga.

A remoção do suprimento de gatilho para a base desliga imediatamente a carga ou simplesmente a corrente através dos terminais do coletor e do emissor.

Compreendendo os transistores de potência TO-126, TO-220:

Estes são transistores de potência de tipo médio usados ​​para aplicações que exigem a troca de cargas, transformadores, lâmpadas etc. de potência relativamente poderosa. e para a condução de dispositivos TO-3, os egs típicos são BD139, BD140, BD135 etc.

Diagrama de pinagem BD139 e TIP32

Identificar pinagens de BJT

Os pinos são identificados da seguinte maneira:

Segurando o dispositivo com a superfície impressa voltada para você, o cabo do lado direito é o emissor, o cabo central é o coletor e o cabo do lado esquerdo é a base.

O princípio de operação e ativação são exatamente semelhantes aos explicados na seção anterior.

O dispositivo opera a 100 mA com cargas de 2 A através do seu coletor ao emissor.

O gatilho básico pode ser de 1 a 5 volts com correntes que não excedam 50 mA, dependendo da potência das cargas a serem comutadas.

Compreendendo os transistores de potência TO-3:

Eles podem ser vistos em embalagens metálicas, como mostrado na figura. Exemplos comuns de transistores de potência TO-3 são 2N3055, AD149, BU205, etc.

Detalhes da base do emissor do coletor de pinagem TO3 2N3055

Os leads de um pacote TO-3 podem ser identificados da seguinte maneira:

Segurando o lado do cabo do dispositivo em sua direção, de modo que a parte metálica ao lado dos cabos com uma área maior seja mantida (veja a figura), o cabo do lado direito é a base, o cabo do lado esquerdo é o emissor enquanto o corpo metálico do dispositivo forma o coletor da embalagem.

A função e o princípio de funcionamento são quase os mesmos que os explicados para o transistor de sinal pequeno, no entanto, as especificações de potência aumentam proporcionalmente como abaixo:

A tensão coletor-emissor pode estar entre 30 e 400 volts e a corrente entre 10 e 30 amperes.

O gatilho de base deve ser ideal em torno de 5 volts, com níveis de corrente de 10 a 50 mA, dependendo da magnitude da carga a ser acionada. A corrente do inversor base é diretamente proporcional à corrente de carga.

Você tem perguntas mais específicas? Pergunte-lhes através de seus comentários, estou aqui para resolvê-los todos para você.



FONTE

Nota: Este foi traduzido do Inglês para português (auto)

Pode conter erros de tradução

Olá, se tiver algum erro de tradução (AUTO), falta de link para download etc…

Veja na FONTE até ser revisado o post.

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