Como funciona um transistor?

Neste artigo, irei utilizar como base da explicação os transistores NPN. Eles não são idênticos aos computadores atuais, porém são parecidos.

Na lógica, um transistor funciona da seguinte maneira: temos as trilhas do coletor, da base e do emissor. O emissor possui a maior dopagem de todas, funcionando como um estoque massivo de elétrons. O coletor possui uma dopagem média e está submetido a um potencial (DDP) muito maior que o da base. A base, por sua vez, possui a menor dopagem e a menor espessura de todas as camadas.

Quando o transistor está em repouso, cria-se uma zona de depleção (barreira) na base que repele os elétrons do emissor, impedindo que eles fluam para o coletor. Esse processo ocorre porque as poucas ‘vagas’ (lacunas) da base na região da fronteira já foram preenchidas pelos elétrons que migram do emissor e do coletor, criando um campo de repulsão que impede a passagem de novas cargas.

Quando uma tensão positiva é aplicada na base, esse diferencial elétrico remove a repulsão. Os elétrons acumulados no emissor passam de maneira muito rápida em direção à base. Devido à alta DDP do coletor e à finíssima espessura da base, não há tempo para que esses elétrons se recombinem nos átomos da base ou fluam pelo seu fio metálico; eles são ‘sugados’ quase integralmente pelo coletor. Assim, a base atua como um controle de fluxo, permitindo criar portas lógicas complexas aplicando-se apenas uma mínima corrente de controle.