Como usar o Transistor PNP

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:

$Ic \text{(Corrente de coletor)}=5V/80=0,625 A=62,5 mA$

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:

$Ib \text{(Corrente da base)}=\frac{Ic \text{(Corrente de coletor)}}{Ganho}=\frac{62,5mA}{120}=520 uA$

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:

$V_{Rb}=V_{CC}-V_{EB}=6-0,85V$

$V_{Rb}=5,15V$

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:

$\text{Resistor de Base}=\frac{V_{Rb}\text{(Tensao do Resistor de Base)}}{Ib\text{(Corrente de base)}}= \frac{5,15V}{0,000520 A}=9903 \Omega$

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.

$\text{Potencia do Coletor}=1V*62,5 mA=62,5mW$

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.

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Como usar o Transistor PNP por Rodolpho Chrispim de Oliveira. Esta obra está licenciado com uma Licença Creative Commons Atribuição-CompartilhaIgual 4.0 Internacional.