O transistor é um dos componentes eletrônicos mais importantes já inventados, e um dos mais essenciais em nossa vida cotidiana. Mas você já se perguntou o que é um transistor e como ele opera?
Se você chegou até aqui a partir de um dispositivo eletrônico, muito provavelmente ele tenha pelo menos um transistor.
Afinal, eles estão nos nossos smartphones, computadores, telas inteligentes, projetos eletrônicos e até mesmo nos satélites que orbitam a Terra. Na verdade, sem eles, a revolução digital seria apenas um sonho distante.
Em termos simples, um transistor pode ser descrito como um interruptor eletrônico, capaz de controlar o fluxo de corrente elétrica em circuitos. Como é de se imaginar, esse é um fator essencial para o funcionamento de dispositivos eletrônicos de forma eficaz.
Para você compreender melhor o que é um transistor, seu funcionamento, os diferentes tipos e aplicações, preparamos esse guia completo com todas essas informações! Vamos lá?
O que é um transistor e para que serve?
Essencialmente, um transistor é um dispositivo semicondutor, um componente elementar nos circuitos eletrônicos devido à sua habilidade de amplificar ou regular a corrente elétrica.
Uma curiosidade é que, antes da invenção do semicondutor, os materiais geralmente eram condutores ou isolantes. Ou seja, tinham uma função ou a outra.
Então, um semicondutor fica no meio do caminho, e essa habilidade confere ao transistor essa característica de, em um momento passar (condutor) a corrente elétrica, e em outro não passar (isolante).
Enquanto um resistor normal tem 2 pinos, a maioria dos transistores possuem três “pinos”, ou terminais de ligação, que são conhecidos como: base, emissor e coletor.
Então, podemos dizer que o transistor é como um resistor, só que este terceiro pino pode controlar se o resistor passa ou não a corrente.
Um exemplo prático é observar um registro de água em um cano: se o registro estiver aberto, permite a passagem da água, mas se estiver fechado, obviamente, vai impedir.
Os transistores são usados em microchips e circuitos integrados, com funções vitais em computadores, microprocessadores e outros dispositivos eletrônicos.
Qual a função de um transistor?
O transistor tem duas funções principais: amplificar e bloquear, como uma chave, a passagem de corrente elétrica:
- Amplificação: aumenta um sinal de corrente ou de tensão, permitindo que sejam amplificados;
- Chaveamento: controla o fluxo da corrente, abrindo ou fechando um circuito como uma chave liga/desliga.
Como ele funciona?
Quando atuam como amplificadores, os transistores recebem uma corrente elétrica de entrada baixa e a amplificam, o que gera uma corrente de saída mais intensa.
Por exemplo, em microfones, o som captado gera uma corrente fraca que passa por transistores, resultando em um sinal elétrico forte o suficiente para acionar alto-falantes.
Esses componentes também funcionam como interruptores, controlando o fluxo de corrente em um circuito. Inclusive, os modelos modernos são capazes de amplificar e atenuar a corrente elétrica em alta velocidade, em pelo menos alguns bilhões de vezes por segundo.
Uma grande vantagem é que, quando combinados, os transistores geram lógica – a base da computação moderna.
Um circuito lógico pode gerar:
- circuitos com lógica E;
- circuitos com lógica OU;
- ou lógica INVERSA (quando altera o estado atual para o estado oposto).
Então, é a lógica encadeada em sequência que permite cálculos, e também permitiu a ideia de computador.
Assim, se os computadores traduzem sequências de 0s e 1s em letras, palavras e imagens, isso é graças aos transistores.
Uma curiosidade é que os processadores atuais podem ter mais de um bilhão de transistores em uma única placa de silício. Já os chips modernos podem conter de 5 a 30 bilhões de transistores.
Qual a origem dos transistores?
O transistor surgiu em 1947, quase por acaso, quando três cientistas norte-americanos descobriram um cristal de semicondutores.
Eles perceberam que esse material tinha a capacidade de amplificar correntes elétricas, semelhante ao funcionamento das válvulas de triodo.
Essa descoberta foi o marco de uma nova era na eletrônica, substituindo os tubos de vácuo por dispositivos menores, mais eficientes e duráveis.
Por esse motivo, os cientistas que descobriram o transistor receberam o Prêmio Nobel de Física no ano de 1956.
Quais são os tipos de transistores?
Existem dois tipos principais de transistores que são muito utilizados em circuitos eletrônicos: o transistor bipolar de junção (BJT) e o transistor de efeito de campo (FET). Saiba mais sobre eles:
Transistor bipolar de junção (BJT)
É um tipo de transistor mais comum, que envolve o controle da corrente, que flui através de dois tipos de materiais semicondutores, o tipo P (positivo) e o tipo N (negativo).
Os BJTs são divididos em NPN (negativo/positivo/negativo) e PNP (positivo/negativo/positivo), justamente conforme a configuração dessas camadas semicondutoras.
Eles são caracterizados por uma alta eficiência na amplificação de corrente e são acionados pela corrente de entrada (base).
Transistor de efeito de campo (FET)
Por outro lado, o transistor de efeito de campo (FET) é acionado pela tensão aplicada entre suas terminações, que são conhecidas como gate (porta), source (fonte) e drain (dreno).
Existem várias categorias de FETs, incluindo o MOSFET (transistor de efeito de campo MOS), um dos mais populares devido à sua alta eficiência e resposta a tensões muito baixas.
Os FETs são conhecidos por seu consumo de energia relativamente menor em comparação com os BJTs, em por isso são ideais para uso em aplicações onde a eficiência energética é crítica.
Também são muito mais rápidos, e são usados para chaveamento rápido como eletrônica digital.
Qual a diferença entre um transistor NPN e um transistor PNP?
A principal diferença entre transistores NPN e PNP está na direção do fluxo de corrente: nos transistores NPN, ela vai do coletor para o emissor, enquanto nos PNP, o fluxo é inverso, passando do emissor para o coletor.
Um transistor NPN é formado por uma camada de material tipo P (positivo) entre duas camadas de material tipo N (negativo). Enquanto isso, um transistor PNP tem uma camada N entre duas camadas P.
Onde os transistores são aplicados?
Além dos dispositivos que usamos diariamente, os transistores podem ser aplicados em:
- Circuitos integrados;
- Amplificadores de áudio e sinal;
- Osciladores;
- Relés de estado sólido;
- Portas lógicas em sistemas computacionais;
- Circuitos de comutação e regulação de tensão;
- Fontes de alimentação;
- Equipamentos de rádio e telecomunicação;
- Sensores e dispositivos de medição;
- Controles de motor e atuadores.
Conclusão
Com esse artigo, nosso objetivo era explicar o que é um transistor: um componente eletrônico semicondutor, que revolucionou a tecnologia moderna.
A capacidade desse componente de amplificar e chavear correntes elétricas o tornou a base da eletrônica, e da maioria dos dispositivos eletrônicos que usamos no dia a dia.
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