Existem milhares de tipos diferentes de transistores à disposição dos leitores projetistas, estudantes ou reparadores. Como escolher um equivalente em caso de necessidade? Como saber quais são as características que deve ter um substituto para eventual troca? Eis alguns problemas, cuja solução nem sempre é satisfatória ou pode ser encontrada, que abordaremos neste artigo.
Normalmente, os artigos práticos que publicamos se baseiam em um número limitado de transistores, que são normalmente encontrados em nosso comércio especializado.
Com um número limitado de tipos, podemos ter uma gama de características suficientemente ampla para cobrir uma faixa muito grande de aplicações.
Normalmente fazemos uso dos seguintes tipos:
RF de baixa potência - BF494 ou BF495.
Áudio NPN de uso geral de baixa potência - BC237, BC238, BC547, BC548 ou BC549.
Áudio PNP de uso geral para baixa potência - BC557, BC558 ou BC559.
Áudio de média potência NPN - BD135, BD137, BD139 ou TlP31.
Áudio de média potência PNP - BD136, BD138, BD140 ou TIP32.
Uso geral de potência - 2N3055, TIP41, TIP42.
Entretanto, consultando revistas importadas, traduções, ou mesmo livros técnicos antigos e esquemas de aparelhos comerciais, o leitor pode perceber facilmente a existência de centenas, ou mesmo milhares de outros tipos de transistores.
Além dos transistores japoneses com nomenclaturas diferentes como 2SB, 2SC, temos também tipos americanos como os “2N", os transistores de séries especiais como os "HEP" ou “SK", muito comuns em publicações americanas, além de outros.
Como fazer para encontrar um equivalente?
Tabela de Equivalência
Os técnicos reparadores, principalmente, costumam fazer uso de manuais de transistor para substituir um que deve ser trocado.
Muitas tabelas são de fácil consulta e trazem, normalmente, a maioria dos transistores mais comuns nos aparelhos comerciais (figura 1).
Tais tabelas são formadas por uma relação de tipos de transistores com a indicação do substituto para os componentes.
No entanto, o que talvez os leitores não saibam é que não podemos realmente dizer que um transistor seja totalmente equivalente a outro. Isso não é possível.
Mesmo que o leitor pegue um lote de BC548, por exemplo, vai ver, que não existem dois transistores com as mesmas características.
Conforme podemos ver pela figura 2, num lote desses transistores, os ganhos (hFE) pode situar-se entre 110 e 800!
Não teremos, certamente, dois transistores com o mesmo ganho, de modo que já não podemos dizer a partir daí que sejam equivalentes!
Podemos citar como equivalente do BC547 ou BC548 mesmo sabendo que suas faixas de ganho são diferentes?
Na realidade, existem condições em que isso pode ser feito e condições em que isso não pode ser feito.
Vejam os leitores que muitos projetos são feitos de modo a admitir que os transistores usados tenham certas faixas de características.
Se os transistores escolhidos por um montador tiverem tais faixas de características, eles podem perfeitamente ser usados sem problemas, daí podemos citar uma relação deles em uma lista de materiais, mesmo que não tenham exatamente as mesmas faixas e nem ao menos sejam equivalentes!
Num circuito como o da figura 3, por exemplo, admite-se qualquer transistor de uso geral com ganho maior que 100.
Isso significa que podemos, numa lista de materiais para tal circuito, recomendar ao mesmo tempo o BC548 ou BC549, mas isso não significa que eles sejam equivalentes?
As tabelas de equivalência às vezes são problemáticas justamente porque tomam como referência características médias dos transistores.
Assim, pode perfeitamente ocorrer que num caso geral o substituto indicado não dê qualquer problema, mas que numa condição especial possa surgir obstáculos.
O técnico que faz uso de uma tabela, deve usá-la como guia inicial para verificar quais são os possíveis transistores substitutos próximos, mas antes de escolher um, deve conferir suas características por um manual para ver, se para aquela aplicação, o tipo indicado realmente serve.
Outro problema mais grave, constatado já em alguns manuais, é a não indicação do fabricante. Veja que dois fabricantes podem dar o mesmo nome aos seus transistores que tenham características completamente diferentes!
Damos como exemplo um caso citado num livro técnico americano, em que o autor cita a Delco fabrica um transistor tipo DS-25, que é para RF de baixa potência, operando como conversor em rádios AM.
Pois bem, existe uma outra empresa que fabrica também um transistor DS-25 que, no entanto, é um amplificador de áudio de potência.
Num manual que tivesse esses transistores sem indicação, as equivalências seriam totalmente diferentes e enganosas.
Como Escolher Equivalente
Pelo que foi visto, o melhor na escolha de equivalentes, ou melhor dizendo substitutos para transistores, seria sempre partir para o conhecimento de suas características.
Podemos dizer de um modo geral que: o substituto deve ter uma faixa de ganho semelhante ou mais ampla que o substituído.
O substituto deve ter uma capacidade de dissipação de potência igual ou maior que o substituído.
Veja aqui que a potência máxima que o transistor dissipa também é função da temperatura ambiente, conforme mostra a figura 4.
À medida que a temperatura sobe, a capacidade de dissipação torna-se bem menor!
As tensões máximas de coletor de base devem ser observadas.
Normalmente são especificadas como:
VCEO (Max) - máxima tensão entre coletor e emissor com a base aberta.
VBEO (Max) - máxima tensão entre base e emissor com o coletor aberto.
A máxima corrente de coletor é outro ponto importante. O substituto deve ter uma Icmax maior ou igual ao substituído.
Finalmente, nas aplicações que envolvem RF (altas frequências), é importante verificar que o transistor substituído pode amplificar do mesmo modo os sinais que os substituídos.
Veja que o ganho de um transistor cai acentuadamente quando as frequências se elevam.
Assim, existem diversas maneiras de se especificar a frequência limite de operação de um transistor:
A primeira maneira consiste em se especificar a frequência de transição a 1, e que portanto, é a máxima frequência que teoricamente o transistor pode produzir como oscilador ou amplificador.(figura 5).
A segunda maneira consiste em dar o produto ganho-faixa, se um transistor tem um Beta de 100 vezes e seu produto ganho-banda passante é 100 MHz, isso significa que sua frequência de corte é apenas 100M/100= 1MHz!
Se o transistor for usado numa aplicação especial como, por exemplo, a entrada de um circuito pré-amplificador em que baixos níveis de ruído são exigidos, ou na amplificação de sinais de altas frequências temos ainda de conhecer características como o nível de ruídos (se é alto ou baixo), a capacitância entre seus elementos etc.
Conclusão
Para substituir transistores não basta ter um manual de equivalência, pois as equivalências são muito relativas.
O que tais manuais trazem são realmente substitutos aproximados. A escolha deve ser feita com critério após a análise da função que exerce o transistor que deve ser substituído.
A análise deve ser tanto mais criteriosa quanto mais crítica for a função do transistor que deve ser trocado.