Os transistores, embora altamente versáteis e fundamentais na eletrônica moderna, apresentam diversas limitações. Uma limitação significativa é a sua capacidade máxima de manipulação de energia. Os transistores só podem lidar com uma quantidade limitada de energia antes de superaquecerem ou sofrerem danos. Isto limita seu uso em aplicações de alta potência, como amplificadores de potência ou circuitos de controle de motores, onde estão envolvidas correntes ou tensões mais altas. Mecanismos de resfriamento ou configurações paralelas são frequentemente empregados para mitigar essas limitações.
Os BJTs (transistores de junção bipolar), um tipo de transistor, apresentam limitações específicas devido à sua construção e operação. Uma limitação são os requisitos básicos de corrente, que podem levar a ineficiências no consumo de energia, especialmente em correntes mais altas. Além disso, os BJTs são mais suscetíveis à fuga térmica em comparação com outros tipos de transistores, como os MOSFETs (transistores de efeito de campo semicondutores de óxido metálico), o que pode limitar sua confiabilidade em algumas aplicações sem gerenciamento térmico adequado.
As limitações de alta frequência dos transistores estão relacionadas à sua capacidade de comutar ou amplificar sinais em frequências mais altas. Embora os transistores modernos possam operar na faixa de frequência de micro-ondas e além, eles podem apresentar ganho reduzido, aumento de ruído ou comportamento não linear em frequências muito altas. Isto limita a sua eficácia em aplicações como telecomunicações, sistemas de radar e processamento de dados de alta velocidade, onde são necessários requisitos de desempenho rigorosos.
Os transistores superaram várias limitações em comparação com os tubos de vácuo, seus antecessores na eletrônica. Uma limitação importante dos tubos de vácuo era seu grande tamanho, alto consumo de energia e suscetibilidade a falhas mecânicas devido a componentes internos frágeis. Os transistores, sendo dispositivos de estado sólido, são muito menores, mais confiáveis e consomem menos energia. Eles também operam em tensões mais baixas, o que contribui para melhorar a eficiência e a longevidade dos circuitos eletrônicos.
As falhas dos transistores podem ocorrer devido a vários motivos, incluindo sobrecarga elétrica, sobrecarga térmica, defeitos de fabricação e fatores ambientais, como umidade e contaminação. A sobrecarga elétrica, onde o transistor é submetido a tensões ou correntes além de suas especificações nominais, pode levar à falha imediata ou à degradação ao longo do tempo. A sobrecarga térmica ocorre quando o transistor superaquece, causando potencialmente danos internos às junções semicondutoras ou camadas de metalização. Projeto adequado, dissipador de calor e circuitos de proteção são essenciais para minimizar o risco de falhas de transistores em sistemas eletrônicos.