Melhor resposta
Presumo que você está se referindo a um transistor bipolar. Descreverei a operação de um transistor bipolar do tipo NPN. Para um PNP basta inverter as polaridades. Minha descrição será tão simples e básica quanto possível. Depois de ter a ideia básica, você pode se aprofundar e obter um melhor entendimento da ciência subjacente que explica como ele funciona.
Um transistor pode ser usado como um amplificador ou como uma chave.
As três conexões com o transistor são chamadas de base, coletor e emissor.
Se o emissor estiver conectado ao terminal negativo tge de uma bateria, e o coletor tiver o terminal positivo conectado a ele , mas através de um resistor para limitar o fluxo de corrente, na verdade nenhuma corrente fluirá. O caminho através do coletor e do emissor é equivalente a dois diodos, um na direção reversa do outro. (Um diodo é um retificador e conduz apenas em uma direção.)
No entanto, se outra bateria for aplicada em um resistor variável com o limpador indo para a base e o lado negativo conectado ao emissor, então , conforme o resistor variável é girado para aumentar gradualmente a tensão na base, uma pequena corrente fluirá para a base.
Em conseqüência, a operação do transistor fará com que uma corrente muito maior flua da primeira bateria e o caminho do coletor-emissor.
A proporção da corrente maior para a corrente menor é o ganho do amplificador.
Agora, se o resistor variável for girado para frente e para trás para modular o a corrente de entrada na base, então a corrente do coletor irá variar de forma semelhante, mas de forma amplificada. *
Se o resistor variável for enrolado, as correntes de base e coletor podem ser reduzidas a zero. Se for enrolado para frente, o transistor pode ser totalmente “ligado”, sem nenhum aumento na corrente do coletor. Isso é chamado de “saturação”. Os dois estados, ligado e desligado, são como uma chave sendo ligada e desligada, e isso é representativo de um transistor usado como uma chave.
Nota: Indo além, devo acrescentar que também se pode deixar o resistor variável em uma configuração que fornece cerca de metade da tensão disponível no coletor em relação ao emissor. Este ajuste é geralmente descrito como “ajuste do bias”. Para um amplificador de áudio, digamos, uma entrada de áudio pode ser aplicada à base usando um capacitor ou um pequeno transformador de áudio. Da mesma forma, uma saída de áudio pode ser extraída usando um transformador de áudio em série com o coletor ou um capacitor conectado a ele.
Resposta
Diodos Vamos falar sobre diodos primeiro porque eles são os mais simples. Eles são essencialmente válvulas unidirecionais para corrente.
Uma aplicação muito simples é a proteção de polaridade reversa. Você projetou um dispositivo que usa baterias AA. Infelizmente, ele explodiria se o usuário colocasse a bateria ao contrário. Isso é indesejável.
Você pode corrigir isso adicionando um diodo em linha com a bateria, para que se a bateria for inserida ao contrário, não haverá fluxo de corrente e seu dispositivo não será danificado.
(PS. Este é apenas um exemplo. Na verdade, existem maneiras mais eficientes de implementar a proteção contra polaridade reversa usando MOSFETs – Página em ti.com )
Outra aplicação muito comum é o retificador. Você tem uma tensão CA. Você quer transformá-lo em DC. Como você faz isso?
Bem, a primeira etapa é cortar as partes negativas, de modo que sua voltagem fique assim –
(Imagem de Melhorando um circuito retificador de meia onda existente no gerador )
Você pode fazer isso simplesmente ter um diodo em série com a tensão de entrada (como para proteção contra polaridade reversa).
Se você usar 4 diodos, poderá criar um retificador melhor (chamado retificador de onda completa, se quiser pesquisá-lo ) que também podem usar as partes negativas dos ciclos.
Transistores Os transistores são o bloco de construção de muitas coisas. Por exemplo, tenha em mente que os amplificadores operacionais são feitos de transistores.
Eles podem ser usados para amplificação, mas deixaremos isso para depois. Falaremos sobre como escolhemos os amplificadores operacionais em vez de usar transistores diretamente.
O uso mais comum de um transistor é como uma chave controlada eletricamente.
Por exemplo, você tem um pequeno microcontrolador com saída de 5 V, que pode fornecer no máximo 50mA. Como você pode usá-lo para controlar um motor de 50 V que consome 20 A?
É para isso que servem os transistores. Eles permitem que você controle uma grande corrente com uma pequena corrente (no caso de BJTs). “É o que as pessoas querem dizer quando dizem que os transistores amplificam. Obviamente, os transistores não podem quebrar as leis da física e fornecer mais energia do que você gasta, mas o que eles podem fazer é permitir que você controle grandes correntes com pequenas correntes (e tensões).
Existem muitas outras maneiras de usar transistores, mas como uma chave é de longe a mais comum.
Amplificadores operacionais Os amplificadores operacionais são dispositivos muito mais complicados compostos de muitos transistores, capacitores e resistores. Eles estão todos embalados em pequenos pacotes convenientes.
Os amplificadores operacionais também podem ser usados para muitas coisas, mas o uso principal é quando você precisa fazer cálculos precisos com sinais.
Por exemplo, você tem um sinal minúsculo de 10mV de um microfone e deseja amplificá-lo para 1V para um alto-falante. Você pode usar um amplificador operacional configurado como um amplificador.
Você também pode usar facilmente amplificadores operacionais para construir circuitos que adicionam, subtraem, subtraem e depois multiplicam, comparam, oscilam e até mesmo diferenciam (consulte Aplicações de amplificadores operacionais ).
Eles também podem ser usados quando você deseja controlar uma grande tensão / corrente de uma pequena tensão (como com um transistor) , mas você deseja que o dimensionamento seja preciso. Por exemplo, como amplificadores de áudio.
Você também pode usar transistores diretamente para fazer muitas dessas coisas; no entanto, os transistores têm muitas não-idealidades. Os amplificadores operacionais estão muito mais próximos dos amplificadores ideais do que os transistores. Eles são projetados por engenheiros maravilhosos da TI e AD etc, cujo trabalho é combinar vários (às vezes, muitos) transistores para criar esses amplificadores quase ideais. Normalmente, quando precisamos fazer uma amplificação precisa, usamos apenas esses chips, em vez de projetar amplificadores diretamente de transistores.