Projeto 4 – O transistor como chave (KIT001-004)

Um componente fundamental nos projetos eletrônicos é o transistor. É a base da eletrônica moderna. Para entender circuitos e equipamentos você precisa saber como ele funciona. No link temos uma explicação completa, mas basicamente para fazer experimentos e montagens com eles você deve saber inicialmente que ele pode controlar correntes ou amplificar correntes e sinais. É, portanto, o que denominamos de componente ativo.

Nesse projeto vamos usá-lo como um controle ou uma chave que pode ligar ou desligar alguma coisa e que tem muitas utilidades práticas. Veja mais nos links.

Explicação

Para funcionar um transistor precisa ser polarizado. Ou seja, devemos aplicar tensões nos seus terminais de uma forma determinada para que ele funcione.

Inicialmente vamos fazer uma polarização que nos permite apenas estudar o seu funcionamento. Na prática, existem diversas outras maneiras de polarizar o transistor. Ligando um resistor de valor elevado na base do transistor, circula uma corrente muito pequena, que seria insuficiente para acender o LED.

No entanto, o transistor amplifica essa corrente e obtém-se em seu coletor uma corrente maior, suficiente para que o LED acenda normalmente. Veja que a corrente na base de um transistor NPN deve ir do positivo para a base. Num transistor PNP seria o contrário.

Montagem

Montaremos um circuito que mostra como o transistor funciona como chave, polarizando-o com um resistor. O transistor usado em todos os projetos é o BC548. O circuito que montaremos é mostrado na figura 1.

Nota: você deve se familiarizar com os símbolos usados para os componentes e representação dos diagramas.

Figura 1 – O transistor como chave

No coletor do transistor temos um LED e o resistor que limita a corrente. Na base temos um resistor de valor muito maior que a polariza.

Assim, quando encostamos o fio desse resistor no positivo da alimentação, circula uma corrente muito pequena pela base do transistor, determinada pelo resistor de maior valor. O transistor amplifica essa corrente, aumentando-a de 100 vezes, e ela pode acender o LED.

Na verdade, o transistor utilizado amplifica de 100 a 800 vezes a corrente. No nosso caso, o resistor de polarização determina o ganho em 100 vezes. Na figura 2 temos o circuito montado na matriz.

Figura 2 – Montagem do circuito na matriz de contatos | Clique na imagem para ampliar |

Para acessar a simulação feita no Tinkercad, acesse https://www.tinkercad.com/things/0LcapbMxDTp-p04-transistor-como-chave

Na montagem observe a posição do LED e também do transistor, com o lado chato na posição indicada na figura. Se ele for invertido, o circuito não funciona.

Para os resistores, observe seus valores pelas faixas coloridas, conforme a lista de material.

Um pedaço de fio com as pontas descascadas será usado para ligar o circuito encostando no ponto A.

Procedimento

Montando o circuito, e ligando as pilhas o LED permanece apagado. Quando tocamos com o fio no ponto A, o LED acende, indicando que o transistor está controlando a corrente nele.

Lista de Material

Q1 – BC548 - transistor NPN
LED - LED comum
B1 – 4 pilhas
R1 – 1 k ohms – resistor – marrom, preto, vermelho
R2 – 100 k ohms – resistor – marrom, preto, amarelo
R3 – 22 ohms – resistor – vermelho, vermelho, preto
Diversos: Matriz de contatos, suporte de pilhas, fios, etc.

Questionário

- O que ocorre se encostar os o fio que vai à base do transistor (através do resistor) no negativo e não no positivo da alimentação?

- O que acontece com o LED se diminuirmos o valor do resistor?

- Por que o transistor não pode ser invertido?

Observação sobre R3 – Nas nossas aulas, verificamos que a inexperiências dos alunos faz com que eventualmente circulem correntes de base muito intensas o que causa a queima do transistor. Para evitar este problema, acrescentamos este componente que, mais adiante não será mais usado.