Descreva a estrutura básica de um transistor de junção bipolar (BJT) e a função de cada uma de suas três regiões.
Passo 1
O enunciado pede para descrever como é construído um transistor de junção bipolar (BJT) e explicar o papel de cada uma das suas três regiões. Para isso vamos falar do arranjo de dopagem que forma duas junções PN, dos nomes dessas regiões (emissor, base e coletor) e de como cada uma contribui para o funcionamento do dispositivo.
Passo 2
A estrutura básica de um BJT consiste em três camadas de material semicondutor dopado de forma alternada. Existem dois tipos principais: NPN (camada P entre duas camadas N) e PNP (camada N entre duas camadas P). As regiões são:
• Emissor – fortemente dopado, para injetar portadores majoritários (elétrons em NPN ou lacunas em PNP) com grande eficiência.
• Base – dopagem leve e espessura muito fina, posicionada entre emissor e coletor. É responsável por controlar quantos portadores injetados pelo emissor atravessam até o coletor.
• Coletor – moderadamente dopado e geometricamente maior para dissipar calor e coletar a maior parte dos portadores que vêm da base.
• Emissor – fortemente dopado, para injetar portadores majoritários (elétrons em NPN ou lacunas em PNP) com grande eficiência.
• Base – dopagem leve e espessura muito fina, posicionada entre emissor e coletor. É responsável por controlar quantos portadores injetados pelo emissor atravessam até o coletor.
• Coletor – moderadamente dopado e geometricamente maior para dissipar calor e coletar a maior parte dos portadores que vêm da base.
Passo 3
Função do emissor
O emissor tem dopagem elevada para garantir que ele injete muitos portadores majoritários na junção base-emissor. No modo ativo do transistor, aplicamos uma tensão direta nessa junção, de modo que a maioria dos portadores oferecidos pelo emissor “entrarão” na base.
O emissor tem dopagem elevada para garantir que ele injete muitos portadores majoritários na junção base-emissor. No modo ativo do transistor, aplicamos uma tensão direta nessa junção, de modo que a maioria dos portadores oferecidos pelo emissor “entrarão” na base.
Passo 4
Função da base
A base é muito fina e levemente dopada, o que faz com que apenas uma pequena fração dos portadores recombine nela. Sua tensão em relação ao emissor controla a quantidade de portadores que passam por ela em direção ao coletor. Em outras palavras, uma pequena corrente de base modula uma corrente muito maior de emissor-para-coletor.
A base é muito fina e levemente dopada, o que faz com que apenas uma pequena fração dos portadores recombine nela. Sua tensão em relação ao emissor controla a quantidade de portadores que passam por ela em direção ao coletor. Em outras palavras, uma pequena corrente de base modula uma corrente muito maior de emissor-para-coletor.
Passo 5
Função do coletor
O coletor coleta os portadores que atravessaram a base. Ele é projetado para suportar maiores tensões e dispersar potência, com dopagem moderada e área maior para melhor dissipação de calor. Assim, a corrente de coletor é praticamente igual à corrente injetada pelo emissor, menos a ínfima parte recombinada na base.
O coletor coleta os portadores que atravessaram a base. Ele é projetado para suportar maiores tensões e dispersar potência, com dopagem moderada e área maior para melhor dissipação de calor. Assim, a corrente de coletor é praticamente igual à corrente injetada pelo emissor, menos a ínfima parte recombinada na base.
Resposta
Emissor: região fortemente dopada que injeta portadores majoritários no transistor.
Base: região fina e levemente dopada que controla, por meio de pequena corrente, o fluxo de portadores do emissor para o coletor.
Coletor: região moderadamente dopada e com maior área que coleta a corrente transmitida pela base e dissipação de calor.
Base: região fina e levemente dopada que controla, por meio de pequena corrente, o fluxo de portadores do emissor para o coletor.
Coletor: região moderadamente dopada e com maior área que coleta a corrente transmitida pela base e dissipação de calor.