Uma dúvida muito comum entre alguns iniciantes, e até mesmo veteranos, com projetos eletroeletrônicos é a diferença entre os transistores NPN e PNP. Onde aplica-los? Qual seu funcionamento? A seguir, vamos sanar essas dúvidas e aprender sobre esses componentes tão fundamentais para algumas situações no mundo da eletroeletrônica, desta vez aplicando o transistor PNP.
Antes de argumentarmos, vamos conhecer as diferenças entre os transistores NPN e PNP. São constituídos, fisicamente, por junções de cristais, os quais são dopados, alterando suas características elétricas para atender o funcionamento desejado.
O transistor NPN possui suas junções NP uma voltada contra a outra, com o cristal P (positivo) para as costas da outra junção, formando, então, o transistor de junção bipolar (TJB) NPN. Esse é acionado com carga positiva em relação ao emissor.
O transistor PNP possui suas junções PN uma voltada contra a outra, com o cristal N (negativo) para as costas da outra junção, formando, então, o transistor de junção bipolar (TJB) PNP. Esse é acionado com carga negativa em relação ao emissor.
No circuito a seguir, podemos observar a aplicação correta de um transistor PNP, podendo ser aplicada a qualquer utilização no dia-a-dia, até mesmo em um sistema de automação residencial utilizando-se uma placa Arduino, por exemplo. Segue o passo-a-passo.
1° Passo: Ic (Corrente da Carga)
A carga mencionada no exemplo será um RELÉ, cuja bobina é de 5V, ou seja, ele necessita de uma tensão de 5V para que seus contatos NF (normalmente fechado) e NA (normalmente aberto) comutem. Também necessita de uma corrente mínima (Ic: corrente de coletor) para gerar um campo magnético em sua bobina, e assim obter o funcionamento desejado. Calculamos da seguinte maneira:
[latex]Ic \text{(Corrente de coletor)}=5V/80=0,625 A=62,5 mA[/latex]
Isso indica que para acionar a carga o circuito precisará utilizar de um transistor que tenha o valor “Corrente de Coletor” (encontrado em seu datasheet) superior a 62,5 mA. Selecionamos então o transistor BC558.
2° Passo: Ib (Corrente da Base)
A corrente da base é imprescindível no momento de executar um projeto utilizando transistor, pois é essa corrente que determina o modo de operação do transistor, se vai estar saturado ou em corte. Quem vai definir isso na prática é um componente muito importante no circuito de acionamento de um transistor, o Resistor de Base. Segue o cálculo a ser feito para localizar Ib:
3° Passo: Tensão do Resistor de Base
Para calcularmos o Rb (Resistor de base) precisamos descobrir primeiro a tensão desse resistor da base (VRb). A tensão do VRb é calculada da seguinte maneira:
[latex]V_{Rb}=V_{CC}-V_{EB}=6-0,85V[/latex] [latex]V_{Rb}=5,15V[/latex]O valor VEb é encontrado no datasheet do transistor, neste caso em 0,85V, média entre 0,7V e 1V. Observe um fragmento do datasheet para melhor entendimento.
4° Passo: Resistor de Base
Logo, o Resistor da Base do Transistor (Rb) é calculado seguindo a equação:
[latex]\text{Resistor de Base}=\frac{V_{Rb}\text{(Tensao do Resistor de Base)}}{Ib\text{(Corrente de base)}}= \frac{5,15V}{0,000520 A}=9903 \Omega[/latex]Na prática, devido aos valores comerciais de resistores, utilizaremos o resistor de 10kΩ.
5° Passo: Pc (Potência do coletor)
O Transistor BC558, que foi o selecionado para nossa aplicação, suporta 625 mW de potência. Para descobrirmos se o consumo da carga aplicada se enquadra nas características, realizamos a seguinte equação:
Temos então a seguinte equação, aderindo os valores:
Utilizando uma fonte de 6VCC e uma carga de 5V (Bobina do Relé), utilizamos o valor VEC (Tensão Coletor – Emissor) de 6V – 5V da carga, ou seja o valor de VEC na prática será de 1V.
[latex]\text{Potencia do Coletor}=1V*62,5 mA=62,5mW[/latex]Enquadra-se perfeitamente dentro das condições de funcionamento do nosso transistor, agora vamos analisar o circuito na prática.
Condição 01, com a chave aberta (poderia ser também a saída de um microcontrolador ou outro sistema de comando), temos corrente circulando no contato NF (normalmente fechado) do relé. O transistor encontra-se em condição de corte (chave aberta), não havendo a passagem de corrente pela base, logo sem corrente entre coletor-emissor.
Condição 02, com a chave fechada (poderia ser também a saída de um microcontrolador ou outro sistema de comando), temos corrente circulando no contato NA (normalmente aberto) do relé. O transistor encontra-se em condição de saturação (chave fechada), havendo a passagem de corrente pela base, logo também há circulação de corrente entre coletor-emissor.
Quer saber mais sobre o funcionamento do Transistor PNP projetando com o datasheet e sua aplicabilidade em Eletrônica Digital? Não perca a vídeo aula abaixo feita pelo Canal Eletrônica Fácil através do Professor Rodolpho Chrispim de Oliveira.
Aproveite e se inscreva no canal Eletrônica Fácil e fique por dentro de todos os assuntos do mundo da eletroeletrônica.
oi… vc não colocou resistor de defesa entre base do transistor e tensão positiva . porque ?
gostaria que me exlicasse o uso do transistor sem a base. como é possível? Qual a explicação?
Rodolpho Chrispim, tenho uma dúvida, a fonte de tensão 5v que alimenta meu microcontrolador pode ser a mesma fonte de tensão para ligar no emissor de um transistor pnp que acenderá 20 led,s de 2v a 40mA cada.
Parabéns, Ótimo artigo!
Rapaz, O que seria este 80 na seguinte forma? aonde encontrou ele?
Ic(Corrente de coletor)=5V/80=0,625A=62,5mA
Obrigado.
Cara é o valor da resistência da bobina do rele!
Ia perguntar a mesma coisa, haha. Só pra corrigir um erro de digitação: não é 0,625A e sim 0.0625A 😉
Muito obrigado Josué. Os 80 Ohms estão na bobina do relé ok, você encontrará esta resistência no datasheet do relé e também medindo na prática a resistência entre A1 e A2.