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Diodos e Transistores: – Por que tantos diferentes?

Parte II – Transistores: bipolares e fets

Antes de tratar dos parâmetros dos transistores, bipolares e fets, utilizados em fontes chaveadas, saída horizontal e inverters vou complementar algumas informações sobre diodos “especiais” que não foram abordadas na parte I.

Basicamente temos quatro tipos de diodos utilizados nestes circuitos, a saber, retificadores (“comuns”), fast (rápidos), ultra fast (ultra rápidos) e schottky (que “esqueci” de mencionar na primeira parte).

A primeira coisa que você precisa estar atento quando vai fazer a substituição, caso não encontre o diodo igual ao utilizado no circuito, é procurar o data sheet do dito cujo na Internet e ver em qual destes quatro tipos ele se enquadra.

Se for um retificador “comum”, que são os diodos utilizados na entrada da fonte, ou seja, a etapa linear (não chaveada) basta se preocupar com a tensão de pico inverso e a corrente direta.

Entretanto, se for um dos outros três tipos você terá que se preocupar também com tempos de chaveamento já abordados na parte I deste post.

Diodo Schottky?  O que é isso?

Se o nome é uma novidade para você saiba que eles existem há mais de 25 anos, mas ficaram muito na moda, principalmente, com as fontes chaveadas e os inverters.

Você sabe que todo diodo de sílicio apresenta uma queda de tensão entre ânodo e cátodo quando polarizado diretamente cujo valor fica entre 0,6 e 0,7V. Este é valor é aquele que aparece no display do multímetro digital quando você usa a função diodo para testá-lo.

Pois bem, técnicas especiais de fabricação que não nos interessam tratar aqui, permitem baixar esta queda de tensão para valores aproximados entre 0,15 e 0,45V, similar aos antigos diodos e germânio.

Se você não estiver bem informado quanto a esta diferença vai achar que o “coitadinho” está defeituoso e, na verdade está bom, pois se tratar de um diodo Schottky.

Diodo Schottky

Diodo Schottky

Agora sim, vamos tratar dos “tempos” dos transistores.

Quando um transistor é utilizado como chave e tem que sair da condição de corte para saturação (e vice-versa) o ideal seria que a corrente de coletor ou dreno (dependendo se é um bipolar ou um mosfet) assumisse o valor máximo (saturação) ou mínimo (corte) instantaneamente.

Entretanto, na prática existem dois “tempinhoss” para isto acontecer.

Um deles que é chamado de delay time(td) que se traduz por tempo de retardo ocorre quando o transistor é levado do corte para a saturação.

Decorrido este tempo a corrente de coletor ou dreno começa a subir. O tempo gasto para corrente sair de zero e chegar a 90% do valor final é denominado rise time (tr) que significa tempo de subida.

Somando-se  delay time com o rise time, aí sim temos o tempo de condução ou ton.

Uma vez que o transistor esteja conduzindo e a excitação da base ou do gate seja removida o mesmo será levado ao corte e mais uma vez isto não ocorrerá instantaneamente como seria o ideal.

O tempo para a corrente cair a 90% do valor da corrente de condução (saturação) , após iniciado o corte, é denominado storage time (tstg) ou tempo de armazenamento.

A partir daí a corrente vai diminuído cada vez mais e o tempo gasto para chegar a 10% do valor de condução recebe o nome de fall time (tf) ou, traduzindo, tempo de queda.

O tempo de corte (toff) será a soma do storage time com o fall time.

Ufa! Ficou cansado? Então, “dê um tempo” e leia tudo de novo acompanhando pelo gráfico abaixo e vai ver que é muito fácil de entender e até intuitivo depois que você sabe o significado de cada um destes tempos.

Gráfico com tempos de chaveamento dos transitores

Gráfico com tempos de chaveamento dos transitores

E para quê você precisa saber isto?

Estas informações volto a repetir serão extremamente úteis quando você precisar substituir um transistor destes e não encontrar o original.

O recurso, mais uma vez, é ver o que o mercado oferece para aplicações semelhantes e antes de acreditar no vendedor que lhe diz “esse serve e até melhor, porque é mais forte” faça um “pedido” a São Google que, geralmente, realiza “milagres”.

Mas você não vai querer o milagre assim de graça. Tem que agradar ao “santo”, acender umas velas, fazer umas preces!

Então, a “oração” eu já dei agora é a sua vez de rezar!

De brinde vou lhe “dar” dois links para você começar a praticar preenchendo a tabela abaixo.

http://pdf.datasheetcatalog.com/datasheet/panasonic/2SC5243.pdf

http://www.semicon.panasonic.co.jp/ds4/2SC5244_E_discon.pdf

Tabela para comparação de transistores

Tabela para comparação de transistores

É claro que sua pesquisa deve e precisa incluir outros parâmetros do transistor como mostrados na tabela que você deve utilizar sempre quiser descobrir qual a melhor opção para a substituição.

Na primeira coluna você coloca os dados do transistor original e nas demais (tantas quantas necessárias) você vai preenchendo com os dados do que existe no comércio até chegar a uma conclusão satisfatória.

Este “método” é muito útil principalmente para quem está fora dos grandes centros comerciais e tem que recorrer a compras pela Internet.

Uma última dica.

Se os tempos citados forem menores para o substituto do que para o original melhor ainda.

Com a proliferação de códigos de diodos e transistores que temos hoje no mercado o técnico precisa saber pesquisar se não quiser arriscar e sair comprando componentes que não atendem as características do circuito  e findar por arranjar confusão (prejuízo) em vez de solução (dinheiro).

Qual é a saída?

Existem duas. Uma é desistir.

A outra é manter-se atualizado e não desistir nunca.

Ouvi alguém dizer uma vez  “não é porque uma coisa é difícil que não devemos ousar”. É isso que eu faço todo dia. Começo de novo.

Até sempre.

Técnico em eletrônica formado em 1968 pela Escola Técnica de Ciências Eletrônicas, professor de matemática formado pela UFF/CEDERJ com especialização em física. Atualmente aposentado atuando como técnico free lance em restauração de aparelhos antigos, escrevendo e-books e artigos técnicos e dando aula particular de matemática e física.

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