Se bem que muitos multímetros comuns tenham a função para medir o ganho de transistores, se o leitor não tem um instrumento desse tipo pode montar o seu próprio medidor. O circuito é simples e bastante útil, principalmente na comparação de ganhos para se obter um par casado.
Uma característica importante de um transistor é o seu ganho estático de corrente, também chamado de beta ou hFE.
Esta grandeza nos diz qual é o fato de amplificação de sinal de um transistor, ou quantas vezes a corrente de coletor é maior que a corrente de base.
Mas, por que precisamos conhecer o ganho de um transistor?
Mesmo sendo fabricados num processo único, os transistores de um mesmo tipo e de um mesmo lote não são exatamente iguais apresentando pequenas diferenças de características, dentre elas o ganho.
Assim, pegando diversos BC548, por exemplo, verificaremos que seus ganhos podem variar entre 125 e 800 vezes, o que é uma faixa muito grande de valores, mas prevista pelo fabricante.
Normalmente, quando fazemos um projeto, utilizamos em nossos cálculos os valores menores, de modo que, com qualquer valor acima dele o circuito funcionará.
No entanto, podem ocorrer situações em que será interessante escolher num lote de transistores aquele que tenha maior ganho, pois a diferença de ganhos influirá no desempenho do circuito, conforme mostra a figura 1.
Para esta finalidade é interessante ter um instrumento que seja capaz de medir o ganho do transistor, como o que propomos neste artigo.
Ganho e Fuga
Um transistor é um amplificador de corrente.
Na sua configuração básica, mostrada na figura 2, quando ocorre uma variação da corrente de base (Ib) temos uma variação correspondente maior da corrente de coletor (Ic).
O ganho de corrente é indicado por hFE e corresponde a quantas vezes a corrente varia para uma determinada corrente de base ou:
hFE = Ic/Ib
Transistores comuns apresentam ganhos de corrente que podem variar entre 5 e 900 enquanto que os transistores Darlington podem ter ganhos de 500 a 20 000, conforme mostra a figura 3.
No entanto, sem corrente alguma de base não deve também circular corrente alguma entre o coletor e o emissor.
Por diversos motivos, entretanto, uma pequena corrente pode fluir nestas condições e se o transistor apresentar algum problema essa corrente pode ser maior.
Dizemos nestas condições que o transistor apresenta uma corrente de fuga, normalmente abreviada por ICEO.
Essa corrente deve ser no máximo da ordem de alguns microampères, pois se for maior o funcionamento do transistor estará comprometido.
O aparelho que descrevemos neste artigo também detecta fugas de transistores.
Como Funciona
A base de nosso projeto é um medidor de corrente sensível, um microamperímetro de 200 µA, no entanto, na sua falta pode ser usada a escala de corrente mais baixa de um multímetro comum.
Se o instrumento possuir uma escala linear de 0 a 20 será mais fácil de fazer sua calibração e seu uso.
É claro que podemos fazer uma escala, conforme mostra a figura 4.
Para verificar se o transistor tem fugas, basta aplicar uma tensão entre o coletor e o emissor e conectar o instrumento indicador em série que ele se encarregará de medir a corrente.
Na figura 5 temos a configuração básica para medida de fugas.
Para verificar o ganho, o que fazemos é ligar o instrumento em série com o coletor e aplicar à base uma corrente de intensidade conhecida, através de um resistor.
Medimos então a corrente de coletor e como conhecemos a corrente de base, podemos calibrar a escala do instrumento diretamente em termos de ganho.
Na figura 6 temos a configuração para a medida de ganho.
No nosso caso temos uma chave que permite usar duas correntes de base conforme o transistor testado tenha um ganho maior ou menor.
Temos ainda uma chave que inverte o sentido de circulação de corrente, de modo a podermos testar tanto transistores NPN como PNP.
Montagem
O diagrama completo do medidor de ganho é mostrado na figura 7.
A montagem pode ser feita numa pequena placa de circuito impresso com o desenho mostrado na figura 8.
O instrumento pode ser um VU-meter de aparelho de som antigo ou outro, devendo ser observada sua polaridade na conexão.
Para fundos de escala diferentes, basta fazer uma calibração apropriada.
Os demais componentes são comuns e a caixa pode ser a sugerida na figura 9.
Os trimpots de calibração são comuns.
O interruptor de pressão NF faz o teste de fugas, sendo do tipo usado em portas de geladeira que desliga quando pressionamos.
Prova e Uso
Para calibrar, basta ter um transistor cujo ganho exato seja conhecido e ajustar os trimpots conforme o valor para a indicação correta.
Para usar, é preciso saber se o transistor é NPN ou PNP e fazer a conexão correspondente, colocando também a chave seletora na posição certa.
Depois é preciso conectar o transistor às garras, conhecendo a sua disposição de terminais.
Com S1 fechada temos o teste de transistores comuns de menor ganho e com S1 aberta temos o teste de transistores de alto-ganho.
Pressionando-se S3 verificamos as fugas do transistor em teste.
B1 – 3 V – duas pilhas pequenas
M1 – 0-200 µA – microamperímetrro
P1 – 47 k Ω – trimpot
R1 – 10 k Ω x 1/8 W – resistor – marrom, preto, laranja
R2 – 2,2 M Ω x 1,8W – resistor – vermelho, vermelho, verde
R3 – 10 M Ω x 1/8 W – resistor – marrom, preto, azul
S1 – Interruptor simples
S2 – Chave 2 x 2
S3 – Interruptor de pressão NF
Diversos:
Placa de circuito impresso, suporte de pilhas, caixa para montagem, garras, fios, etc.
