Transistor de junção bipolar

Transistor de Junção Bipolar e Semicondutores

Os semicondutores, materiais inorgânicos ou orgânicos com capacidade única de controlar sua condução elétrica, são elementos cruciais na tecnologia moderna. Eles se situam, em termos de condutividade, entre metais como cobre e ouro e isolantes como o vidro. Com uma lacuna de energia inferior a 4eV (cerca de 1eV), os semicondutores são fundamentais na física do estado sólido. Essa lacuna de energia, ou ‘band gap’, representa um intervalo entre as bandas de valência e condução onde os estados dos elétrons são proibidos. Diferentemente dos condutores, os elétrons em semicondutores precisam de energia adicional, como a proveniente de radiação ionizante, para atravessar o ‘band gap’ e alcançar a banda de condução.

O Transistor de Junção Bipolar (BJT)

O BJT é um dispositivo eletrônico de três terminais capaz de amplificar ou alternar sinais eletrônicos. Sua estrutura é composta por três camadas de material semicondutor: uma camada do tipo n, uma do tipo p e outra do tipo n (para transistores NPN) ou p (para transistores PNP). As três regiões do BJT são denominadas emissor, base e coletor, sendo a base extremamente fina para facilitar o fluxo de portadores de carga do emissor para o coletor. O funcionamento do BJT baseia-se no controle do fluxo de portadores de carga, que é manipulado por uma pequena corrente na base. Esta corrente altera a tensão na junção base-emissor, permitindo que uma corrente maior flua do emissor para o coletor. Os BJTs são amplamente utilizados em aplicações eletrônicas, como amplificadores de áudio, receptores de rádio e circuitos lógicos digitais, sendo particularmente eficazes em aplicações de baixa tensão e baixa potência devido ao seu alto ganho de corrente e velocidades de comutação rápidas.

Tipos de Semicondutores

Os semicondutores são classificados em dois tipos principais, com base em suas propriedades eletrônicas:

• Semicondutores Intrínsecos: Compostos por um único elemento, como silício ou germânio, sem dopagem intencional com impurezas. Eles conduzem eletricidade quando aquecidos, permitindo que alguns elétrons ganhem energia suficiente para se libertar de suas ligações e tornarem-se elétrons livres na banda de condução.
• Semicondutores Extrínsecos: Estes são dopados intencionalmente para alterar suas propriedades eletrônicas, dividindo-se em:
• Semicondutores do tipo p: Obtidos pela dopagem com átomos como boro, criando “buracos” na banda de valência que agem como portadores de carga positiva.
• Semicondutores do tipo n: Obtidos pela dopagem com átomos como fósforo, criando elétrons excedentes na banda de condução que agem como portadores de carga negativa.

Propriedades dos Semicondutores