Respostas

1. Com que finalidade são utilizados os transistores de potência?

   São utilizados como chave de alta frequência de chaveamento.

2. Qual a diferença entre o funcionamento do diodo e do transistor de potências como chave?

   O diodo conduz apenas quando polarizado corretamente e se a tensão for superior a tensão de barreira, cortando caso sua polarização seja invertida ou a tensão caia abaixo da tensão de barreira. O usuário não tem controle sobre como e quando ocorrera esse chaveamento. Já o transistor de potência conduz apenas quando polarizado corretamente e se houver uma tensão aplicada a sua base (ou gate), podendo ser cortado com a remoção de tal tensão a qualquer momento, permitindo ao usuário realizar o controle de quando ele está conduzindo.

3. Qual a diferença no funcionamento dos transistores tipo PNP e NPN?

   A diferença entre os dois tipos de transistores, PNP e NPN está na polaridade, com o sentido da corrente entre coletor e emissor. Isso implica também na mudança da polaridade da tensão aplicada na base do transistor. Enquanto no transistor NPN, a tensão de base e coletor são positivas e o emissor é o terra, no transistor PNP a tensão de base e coletor são negativas em relação ao emissor (terra).

4. Quais as regiões de operação que são utilizadas no funcionamento do transistor como chave?

   A região de corte (chave aberta) e a de saturação (chave fechada).

5. Como devem ser os sinais aplicados aos transistores para que possamos usá-los como chave?

   Utilizando um transistor NPN como exemplo, a tensão aplicada a base do transistor deve ser nula ou tão pequena que gera uma corrente insuficiente para colocá-lo em modo de condução. Nesse caso ele estará na região de corte. Se a tensão aplicada a base for muito elevada, fazendo surgir uma corrente de base elevada, isso provocará uma corrente muito maior entre o emissor e o coletor, fazendo a tensão entre esses dois terminais ser tão pequena que parecerá um curto-circuito. Assim, o transistor estará na região de saturação.

6. Quando se deve usar um MOSFET de potência ao invés de um IGBT? E o contrário?

   A utilização de um MOSFET deve ser recomendada nos casos em que a frequência seja muito elevada (acima de 100 kHz), sob pena de permitir uma potência menor (1 kV e até 100A). Mas se a necessidade for frequências na faixa de 1 kHz até 100 kHz e potências mais elevadas (até 3 kV e até 1 kA) os IGBTs são as melhores escolhas.