Quais as denominações dadas aos dois tipos de transistor bipolar de junção (TBJ)? Esboce a estrutura básica de cada um e identifique seus vários portadores minoritários e majoritários. Desenhe o símbolo gráfico próximo a cada um. Alguma informação será alterada se trocarmos o transistor de silicio por um de germanio?
Passo 1
O enunciado pede para:
- Dizer as duas denominações dos transistores bipolares de junção.
- Esboçar a estrutura básica de cada um, indicando em cada região quais são os portadores majoritários e minoritários.
- Desenhar o símbolo gráfico de cada tipo.
- Discutir se algo muda ao trocar silício por germânio.
O conteúdo envolve noções de dopagem semiconductor (regiões
e
), fluxo de portadores (elétrons e lacunas) e símbolos convencionais de TBJ.
Passo 2
As duas denominações são:
– Transistor do tipo NPN, com regiões dopadas em sequência –
–
.
– Transistor do tipo PNP, com regiões dopadas em sequência –
–
.
– Transistor do tipo NPN, com regiões dopadas em sequência
– Transistor do tipo PNP, com regiões dopadas em sequência
Passo 3
Estrutura, portadores e símbolo do NPN
Estrutura lateral (vista simplificada):
Estrutura lateral (vista simplificada):
emissor base coletor
\(n^{+}\) | p | n
───────┼───┼────────────
Portadores na região emissora
:
– Majoritários: elétrons
– Minoritários: lacunas
– Majoritários: elétrons
– Minoritários: lacunas
Portadores na base
:
– Majoritários: lacunas
– Minoritários: elétrons
– Majoritários: lacunas
– Minoritários: elétrons
Portadores no coletor
:
– Majoritários: elétrons
– Minoritários: lacunas
– Majoritários: elétrons
– Minoritários: lacunas
Símbolo gráfico do NPN (seta indica a direção da corrente convencional na junção emissor-base):
C
|
┌┴┐
B──┤ │
└┬┘
E▶
A seta no emissor aponta para fora (do p para o n, corrente
saindo do emissor).
Passo 4
Estrutura, portadores e símbolo do PNP
Estrutura lateral (vista simplificada):
Estrutura lateral (vista simplificada):
emissor base coletor
\(p^{+}\) | n | p
───────┼───┼────────────
Portadores na região emissora
:
– Majoritários: lacunas
– Minoritários: elétrons
– Majoritários: lacunas
– Minoritários: elétrons
Portadores na base
:
– Majoritários: elétrons
– Minoritários: lacunas
– Majoritários: elétrons
– Minoritários: lacunas
Portadores no coletor
:
– Majoritários: lacunas
– Minoritários: elétrons
– Majoritários: lacunas
– Minoritários: elétrons
Símbolo gráfico do PNP (seta indica a direção da corrente convencional na junção emissor-base):
C
|
┌┴┐
B──┤ │
└┬┘
◀E
A seta no emissor aponta para dentro (do p para o n, corrente
entrando no emissor).
Passo 5
Efeito de trocar silício por germânio
– O funcionamento (configuração NPN/PNP, dopagens, símbolos) não muda.
– Muda apenas a tensão de barreira das junções :
em silício torna-se
em germânio.
– A mobilidade e as correntes de fuga também são diferentes (germânio tem maior corrente de fuga e menor tensão de ruptura), mas a topologia e o princípio de operação permanecem iguais.
– O funcionamento (configuração NPN/PNP, dopagens, símbolos) não muda.
– Muda apenas a tensão de barreira das junções
– A mobilidade e as correntes de fuga também são diferentes (germânio tem maior corrente de fuga e menor tensão de ruptura), mas a topologia e o princípio de operação permanecem iguais.
Resposta
Os dois tipos de TBJ são NPN
–
–
e PNP
–
–
. Em cada região, os portadores majoritários seguem o tipo de dopagem (elétrons em regiões
, lacunas em regiões
); os minoritários são os opostos. Os símbolos convencionais têm seta no emissor apontando para fora (NPN) ou para dentro (PNP). Ao trocar silício por germânio o princípio de funcionamento e os símbolos não mudam — apenas a tensão de barreira de junção
e parâmetros como corrente de fuga se alteram.