12.3 : Princípio de funcionamento do BJT

Um transistor de junção bipolar (BJT), especificamente um transistor PNP em uma configuração de base comum, amplifica ou comuta efetivamente sinais eletrônicos, controlando o fluxo de portadores de carga. Esta discussão centra-se no seu funcionamento no modo ativo.

Na configuração PNP, o emissor é fortemente dopado com portadores de carga positivos (buracos), enquanto a base é levemente dopada com portadores negativos (elétrons). Esta configuração permite uma polarização direta através da junção emissor-base, diminuindo a barreira de potencial e permitindo que os buracos se difundam do emissor para a base. Esses buracos tentam então atravessar em direção ao coletor. Durante essa jornada, algumas lacunas se recombinam com os elétrons da base, reduzindo o número de portadores que chegam ao coletor e contribuindo para a corrente de base. Simultaneamente, os elétrons gerados termicamente pelo coletor movem-se em direção à base, aumentando a corrente do coletor.

O principal componente da corrente do emissor são esses orifícios difusores. A corrente de base surge da diferença entre a corrente do emissor e a corrente do coletor, o que é crucial para manter a neutralidade de carga na base. A eficiência do transistor é medida pelo seu ganho de corrente, que inclui dois fatores críticos: a eficiência do emissor e o fator de transporte de base. A eficiência do emissor indica a fração de portadoras injetadas do emissor que contribuem para a corrente de saída. Em contraste, o factor de transporte base reflecte a proporção destes transportadores que chegam ao colector. Idealmente, ambos os valores deveriam aproximar-se da unidade, significando transporte eficiente de transportadores e recombinação mínima.

Além disso, qualquer corrente de fuga entre o coletor e a base quando a junção emissor-base está aberta é incluída no cálculo da corrente do coletor em termos de ganho de corrente. Esse vazamento denota uma ineficiência operacional, influenciando no desempenho do transistor em circuitos eletrônicos.