Transistor - substituto ou equivalente (ART274)

 

Um grande problema que os técnicos encontram quando vão reparar algum equipamento é encontrar um equivalente ou substituto para um componente queimado. O caso se complica quando o equipamento é importado ou ainda quando o componente usado tem uma marcação específica da fábrica. Veja neste artigo como proceder nestes casos.

Os semicondutores, principalmente transistores, são fabricados com milhares de especificações diferentes o que leva a milhões de tipos disponíveis que são encontrados na maioria dos equipamentos eletrônicos.

Muitos técnicos possuem volumosos manuais de "substituição ou equivalentes" em que tipos e tipos de transistores comuns têm os substitutos indicados.

No entanto, além desses manuais não cobrirem todos os tipos existe ainda um problema a ser considerado: a equivalência nem sempre é válida.

 

EQUIVALÊNCIA

Dizemos que um transistor é equivalente a outro quando ele pode funcionar nos mesmos circuitos com o mesmo desempenho.

A substituição de transistores seria muito simples se isso fosse comprido com facilidade pelos tipos que em manuais ou tabelas são indicados como "equivalentes".

Na verdade o que ocorre é que os transistores variam muito de características mesmo quando têm o mesmo tipo, o que significa que não existem dois transistores exatamente iguais mesmo quando têm a mesma marcação!

 

Quando os projetistas criam um equipamento eletrônico normalmente eles admitem que os transistores usados possam ter determinadas características dentro de uma faixa de valores.

Isso significa que, em princípio, se tivermos transistores que tenham essas características nas mesmas faixas eles podem ser considerados substitutos ou equivalentes e funcionar do mesmo modo.

Ocorre, entretanto que essas faixas mudam conforme a aplicação. Assim, um transistor que opera num circuito de RF tem faixas de características de operação diferente do que quando ele opera como comutador de alta velocidade.

O deslocamento dessas características pode levar a um problema muito importante que deve ser previsto pelos técnicos: um transistor que substitui outro numa aplicação pode não funcionar em outra!

 

Dois transistores que tenham mesmo ganho, mesma tensão de trabalho mas frequências de corte diferentes podem ser usados igualmente num circuito de áudio mas não num oscilador quando um pode funcionar e outro não!

 

 

A SENSIBILIDADE DO TÉCNICO

O técnico que trabalha com a reparação de equipamentos eletrônicos não deve apenas contar com um manual de equivalências ou ainda informações básicas sobre alguns transistores mais usados.

Deve antes de tudo ter a capacidade de analisar o circuito em que ele se encontra para saber se um transistor indicado como substituto pode realmente ser usado.

 

E, o que o técnico deve olhar?

a) Tensão entre coletor e emissor

Esta característica não é muito crítica já que, desde que o transistor substituto ou escolhido como tal suporte uma tensão maior ou igual que o original, em princípio ele pode ser usado.

O técnico deve apenas ter o cuidado de observar se a tensão máxima entre o coletor e o emissor é especificada nos dois tipos sob as mesmas condições.

Assim, se o VCE(max) de um transistor é 50 V e de outro temos VCEO(max) = 50 V, eles não são iguais pois a tensão num é absoluta e no segundo é dada para a base aberta!

 

b) Potência

Esta especificação é importante quando o transistor trabalha com correntes mais intensas como por exemplo em amplificadores de potência, fontes, circuitos de controle, etc.

O transistor substituto deve ter uma potência igual ou maior do que a do original e ainda condições de ser montado no mesmo radiador de calor quando usado, conforme mostra a figura 3.

 

c) Ganho

O ganho é muito importante na maioria das aplicações. Um transistor menor do que o especificado para o original pode trazer problemas de funcionamento como por exemplo a não excitação dos circuitos. O técnico deve estar atento para que o substituto tenha ganho igual ou maior que o original.

É preciso também tomar cuidado para a forma como o ganho é especificado. Normalmente é dado pelo Beta, mas podem ocorrer casos em que tenhamos ganho Alfa e mesma hFE.

 

d) Frequência de corte ou transição

O ganho de um transistor cai rapidamente quando a frequência do sinal que ele deve gerar ou amplificar aumenta.

Isso significa que dois transistores que tenham o mesmo ganho com sinais de frequências baixas (áudio) podem não ter ganhos iguais para um valor de frequência mais alto, por exemplo em 20 MHz.

Isso quer dizer que num circuito que trabalhe nesta frequência mais alto um transistor não substitui o outro, apresentando assim problemas para o técnico que pretende fazer a troca.

Os transistores para uma determinada aplicação de alta frequência principalmente ou ainda de comutação devem ter frequências de cortes semelhantes.

Deve-se também observar que as capacitâncias internas dos transistores influem no modo como eles operam com sinais de altas frequências.

Assim existem casos específicos em que os transistores são projetados para operar com um determinado tipo de sinal.

É o que ocorre com os chamados transistores para comutação que são criados com características que possibilitam sua operação com sinais retangulares ou de variação muito rápida como os encontrados em fontes chaveadas e circuitos digitais.

Um transistor deste tipo não pode ser substituído por outro mesmo que tenha as mesmas características básicas como frequência de operação máxima e ganho, se não for indicado para comutação.

A frequência máxima de operação de um transistor é normalmente especificada como "frequência de transição" ou fT.

Trata-se da frequência em que o ganho do transistor cai até a unidade conforme mostra a figura 5.

 

Isso significa que, acima desta frequência a intensidade de um sinal obtido na saída será menor que a do sinal aplicado na entrada, ou seja, ele não amplifica mais.

 

e) Ruído

Os transistores geram ruídos quando funcionam. Estes ruídos dependem da intensidade da corrente e também de suas características construtivas.

Dependendo da aplicação o ruído pode ser importante quando se pretende fazer a substituição de um transistor.

Um exemplo disso ocorre com circuitos de áudio que operam com sinais de muito baixa intensidade como por exemplo pré-amplificadores.

Um transistor de alto ganho e baixo ruído como o BC549 deve ser usado em muitos casos. Este transistor garante que os sinais fracos recebam grande amplificação sem que haja a introdução de ruído (que aparece na forma de chiado).

Se esse transistor for substituído por um BC548, mesmo que tenha o mesmo ganho, o aparelho funcionará, mas o nível de ruído pode aumentar e aparecer na saída com um acréscimo no chiado.

Isso ocorre porque os transistores BC548 e BC549 mesmo que tendo as mesmas características gerais são transistores diferentes quanto ao ruído. O BC549 é um transistor de baixo ruído e o BC548 não.

 

O TESTE DE TRANSISTORES

Um equipamento de grande ajuda para os técnicos é o teste de transistores que possibilita selecionar num lote de determinados tipos os que tenham maior ganho ou mesmo conferir o estado de um transistor de um equipamento suspeito.

Testes de transistores são relativamente baratos e ajudam muito na oficina do reparador de equipamentos eletrônicos.

 

 

CONCLUSÃO

O técnico deve estar preparado [para fazer a substituição de transistores em muitos casos por equivalentes ou outros cujas características estejam próximas dos originais por não dispor dos originais.

No entanto é preciso ter muito cuidado ao fazer isso. Não basta ter um manual ou lista para se tentar fazer a troca com garantia de sucesso.

É preciso também analisar o circuito onde o transistor funciona e mesmo assim estar preparado para fazer algumas tentativas no sentido de encontrar o substituto ideal para uma aplicação.

 

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Uma palavra muito em moda nos nossos meios, principalmente os políticos é “avanço”, se bem que dependendo da maneira como ela seja colocada, pode significar realmente um retrocesso. Nos meios tecnológicos, como o nosso o avanço é perceptível, constante e muito mais forte em sua penetração a ponto de pouco ser contestado.

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