Transistores

Transistores

1. Transistor bipolar de junção (BJT)

   • Ambos, elétron e buraco, são portadores importantes nesse dispositivo.
   • Linha de carga
     • Quando este dispositivo (BJT) é polarizado com uma combinação simples de bateria-resistor, valores estacionário de Id e Vd são alcançados.
     • Quando a corrente iT (corrente do terceiro terminal) é aumentada resulta numa família de curvas id-vd, dependendo da escolha de iT (Gráfico da figura 5.2)
     •  Para qualquer valor da corrente de controle iT no terceiro terminal, os valores Id e Vd (valores DC) são obtidos da linha de carga (gráfico da figura 5.2)
   • Amplificação
     • Se uma fonte AC é adicionada à corrente de controle, podemos alcançar variações de iD (corrente total) com pequenas mudanças em iT (corrente de controle)
   • Chaveamento
     • Um transistor bipolar de junção (BJT) pode operar como chave eletrônica, bastando para tal polarizá-lo de forma conveniente: corte ou saturação.  
     • Cutoff
       • Quando está no corte, opera como um circuito aberto (chave aberta) entre o coletor e o emissor, de forma que Vd ≅ VCC.
     • Saturação
       • Quando um transistor está saturado opera como um curto (chave fechada) entre o coletor e o emissor de forma que Vd ≅ 0V
   • Transporte de carga no BJT
     • (PNP) Um dispositivo de injeção de buracos eficiente é uma junção p+n diretamente polarizada.
     • (PNP) Se fizermos o lado n de uma junção polarizada diretamente  ser o mesmo que o lado n de uma junção polarizada reversamente, obteremos um bon transistor pnp. Com esta configuração, a injeção de buracos de p+n no centro da região n, fornece os portadores minoritários buracos para participar na corrente reversa através da junção pn
     • (PNP) A região n deve ser feita muito estreita se comparada ao comprimento de difusão dos buracos (caso do pnp), e o tempo de vida do buraco deve ser longo: Wb << Lp
     • (PNP) A corrente IE que atravessa a junção emissor-base deve ser composta quase inteiramente de buracos injetados na base, em vez de elétrons que cruzam da base para o emissor. Essa condição é satisfeita dopando-se levemente a base em relação ao emissor p+n.
     • (PNP) A corrente Ib é formada por 3 mecanismos dominantes: 1. Recombinação na base 2.Elétrons sugados para a base através da junção coletora reversamente polarizada 3. Elétons injetados na região emissora *Os efeitos 1 e 3 podem ser reduzidos através do design apropriado do dispositivo.
   • Amplificação com BJT
     • A ideia basica da amplificação com BJTs é a existência de uma neutralidade elétrica na região da base:  - Se aumentarmos o fluxo de elétrons na base o fluxo de buracos no emissor ( e por isso no coletor) deverá aumentar para manter a neutralidade de cargas. O mesmo acontecerá se diminuirmos o fluxo de elétrons na base.
     • A corrente no coletor é inteiramente composta pelos buracos injetados do emissor que não são perdidos pela recombinação.
     • Para um transistor eficiente B ( fator de transporte da base) e Gama (eficiência de injeção do emissor) devem ser próximos de 1.
   • Portadores minoritários e correntes no BJT
     • Equação de difusão na região da base
       • Determinação das correntes nos terminais
   • Modelo do diodo acoplado

2. Transistor efeito de campo de junção (JFET)

   • o JFET é formado por três terminais: - Fonte: por onde os elétrons entram; - Dreno: de onde os elétrons saem; - Porte: faz o controle da passagem de elétrons.
   • Envolve somente um tipo de portador majoritário (UNIPOLAR)
   • Pinch-off e Saturação
   • Controle pela porta
   • Característica corrente-voltagem

3. Transistor efeito de campo Metal-Isolante-Semicondutor (MISFET)

   • Operação básica
   • Capacitor MOS ideal
   • Efeitos da superfície real
     • Diferença na função trabalho
     • Cargas na interface
   • Potencial limite

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