12.1 : Transistor de Junção Bipolar

Transistores de Junção Bipolar (BJTs) são elementos essenciais em circuitos eletrônicos, desempenhando um papel crucial na funcionalidade de amplificadores, memórias e microprocessadores. Esses transistores podem ser projetados como NPN ou PNP com base em seus padrões de dopagem. Eles consistem em três camadas: emissor, base e coletor. A configuração dessas camadas e seus respectivos níveis de dopagem – com impurezas tipo N ou tipo P – definem o tipo do transistor e suas características operacionais.

A estrutura de um BJT envolve duas junções pn, formando uma configuração tipo sanduíche onde o emissor é fortemente dopado para injetar transportadores na base, que é moderadamente dopada e muito fina. Este design garante um transporte eficiente da transportadora em todo o dispositivo. O coletor, sendo levemente dopado e mais largo, coleta esses transportadores. Este design em camadas e a estratégia de dopagem são cruciais para a funcionalidade do transistor, permitindo-lhe amplificar ou comutar sinais elétricos de forma eficiente.

O termo 'bipolar' refere-se ao uso de elétrons e lacunas como portadores de carga na operação desses transistores, em contraste com dispositivos unipolares que dependem apenas de um tipo de portador de carga. Este mecanismo de portadora dupla aumenta a flexibilidade dos BJTs em uma ampla gama de aplicações eletrônicas.

Em circuitos digitais, os BJTs são frequentemente empregados como interruptores para ligar ou desligar o fluxo de corrente. Sua capacidade de amplificar sinais em circuitos analógicos os torna amplificadores inestimáveis. A direção do fluxo de corrente em um BJT, indicada por uma seta no símbolo do circuito, distingue ainda sua configuração NPN ou PNP, destacando a condição de polarização direta necessária para sua operação. O transistor de junção bipolar continua a ser um componente vital na eletrônica moderna, com suas aplicações abrangendo desde amplificação de sinal até comutação digital.