Transistor là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của transistor như thế nào? Tất cả sẽ được Blogthietbidien.com chia sẻ đầy đủ trong nội dung bài viết này.
Có thể bạn chưa biết thì transistor là một linh kiện quan trọng đóng góp một vai trò tạo nên sự đột phá cho sự phát triển của các thiết bị công nghệ điện tử. Tuy nhiên, nhiều người vẫn còn còn mơ hồ không biết transistor là gì và công dụng thật sự của linh kiện này ra sao.
Chính vì thế, nội dung sau đây được Blog Thiết Bị Điện chia sẻ sẽ giúp cho bạn có được cái nhìn tổng quan nhất về transistor, cùng tham khảo để biết thêm chi tiết nhé.
Transistor là gì?
Transistor hay bóng bán dẫn là một loại linh kiện bán dẫn chủ động nằm trong khối đơn vị cơ bản xây dựng nên cấu trúc mạch máy tính và các thiết bị điện tử khác. Do tính chất nhanh và chính xác nên transistor được ứng dụng rộng rãi hầu hết các thiết kỹ thuật điện tử, kỹ thuật số tương tự.
Cấu tạo của transistor
Transistor có cấu tạo gồm 3 lớp bán dẫn ghép lại với nhau hình thành nên hai mối tiếp giáp P – N, nếu ghép theo thứ tự PNP ta được transistor thuận, còn ghép theo thứ tự NPN thì ta có transistor ngược. Xét theo phương diện cấu tạo thì Transistor tương đương với hai đầu Diode đấu ngược chiều nhau.
Với 3 lớp bán dẫn của transistor thì được nối ra thành 3 cực:
- Lớp cực giữa: ký hiệu là B (Base), thường rất mỏng và có nồng độ tạp chất cao;
- Lớp cực phát (Emitter), ký hiệu là E
- Lớp cực thu (Collector), ký hiệu là C.
Ngoài ra còn có vùng bán dẫn E và C cùng loại bán dẫn với loại (N hay P) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhau.
Nguyên lý hoạt động của transistor
Cách thức hoạt động của transistor được xét theo hai dạng: xét theo NPN và PNP. Cụ thể và chi tiết của hai dạng sẽ được chúng tôi chia sẻ ngay đây.
Xét theo hoạt động của transistor NPN
Cấp cho nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E, trong đó chiều dường (+) nguồn vào cực C và chiều âm (-) nguồn vào cực E. Tiếp đến cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B và E, trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E.
Khi mở công tắc mở, bạn có thể thấy mặc dù cực C và E đã được cấp điện nhưng không có dòng điện chạy qua mối C E (lúc này dòng IC = 0), còn khi tắt công tắc thì mối P – N được phân cực thuận.
Từ nguồn (+) UBE qua công tắc sẽ có một nguồn điện chạy qua -> đi đến R hạn dòng -> qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng IB -> sau khi dòng IB xuất hiện thì lập tức dòng IC cũng chạy qua mối CE -> làm cho bóng đèn phát sáng và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB.
Từ những giả thuyết trên, dòng IC phụ thuộc hoàn toàn vào dòng IB, từ đó ta có công thức như sau:
IC = β.IB
Trong đó:
- IB là dòng chạy qua môi BE;
- β là hệ số khuếch đại của transistor.
Giải thích: khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối tiếp giáp P – N, để có thể tạo thành dòng điện thì khi xuất hiện dòng IBE thì số điện tử tự do từ lớp bán dẫn N (cực E) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P (cực B) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều, một phần nhỏ khác thế vào lỗ trống để tạo thành dòng IB, còn phần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE -> tạo thành dòng ICE chạy qua transistor.
Xét theo hoạt động của transistor PNP
Transistor PNP có nguyên lý hoạt động tương tự NPN, tuy nhiên cực tính của các nguồn điện UCE và UBE ngược nhau, dòng IC đi từ E sang C, còn dòng IB đi từ E sang B.
Ký hiệu và hình dạng của transistor
Transistor từ Nhật, Mỹ, Trung Quốc là các loại được sử dụng phổ biến nhất với các ký hiệu như sau:
Transistor Nhật Bản: ký hiệu thường là A, B, C, D,…. Ví dụ như A564, B773, C828, D1555. Trong đó:
- Transistor thuận PNP: ký hiệu là C;
- Transistor ngược NPN: ký hiệu là D.
Transistor Mỹ: có ký hiệu 2N. Ví dụ: 2N3055 2N4073,…;
Transistor Trung Quốc: bắt đầu bằng con số 3, tiếp đến là chữ cái. Ví dụ như: 3CP25, 3AP20,… Trong đó:
- Ký hiệu A và B dành cho transistor PNP thuận;
- Ký hiệu C và D dành cho transistor NPN ngược.
Các thông số kỹ thuật của transistor
Một vài thông số đáng chú ý ở transistor cụ thể như sau:
- Dòng điện cực đại: dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới hạn này, transistor sẽ bị hỏng;
- Điện áp cực đại: là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE, vượt qua điện áp này, transistor sẽ bị thủng;
- Tần số cắt: là tần số giới hạn mà transistor làm việc bình thường, vượt qua tần số này, độ khuếch đại của transistor sẽ bị giảm;
- Hệ số khuếch đại: tỉ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE;
- Công suất cực đại: khi transistor tiêu tán một công suất P = UCE x ICE nếu công suất này vượt quá công suất cực đại của transistor thì transistor sẽ bị hỏng.
Cách xác định chân E, B, C của transistor
Với các loại transistor có công suất nhỏ thì thứ tự chân C và B sẽ tùy theo bóng bán dẫn của nước sản xuất:
- Transistor của Nhật: transistor C828, A564 thì chân C ở giữa, chân B ở bên phải;
- Transistor của Trung Quốc: chân B ở giữa, chân C ở bên phải;
- Các transistor công suất lớn: chân B bên trái, chân C ở giữ và chân E bên phải;
- Với transistor công suất nhỏ: thì chân E ở bên trái, chân B và C bên phải.
Cách đo và kiểm tra transistor
Để có thể kiểm tra được transistor có bị hỏng hay không, bạn có thể áp dụng các cách sau:
- Kiểm tra transistor ngược NPN: giống với cách kiểm tra hai Diode đấu chung cực Anôt, điểm chung là ở cực B. Nếu đo từ B -> C và B -> E (que đen vào B) thì giống như đo 2 diode thuận chiều -> thì kim lên, cách trường hợp khác không lên.
- Kiểm tra transistor thuận NPN: tương tự cách kiểm tra hai Diode đấu chung cực Katot, điểm chung là đầu cực B. Nếu đo từ B -> C, và B -> e (que đỏ vào B) thì giống như đo hai diode thuận chiều -> kim lên tất cả, các trường hợp đo khác không lên.
Các trường hợp đo khác không lên bao gồm:
- Đo thuận chiều từ B -> E hoặc B -> C => kim không lên do transistor đứt BE hoặc đứt BC;
- Đo từ B -> E hoặc từ B -> C, kim lên cả hai chiều do chập BE hoặc BC;
- Đo giữa C và E, kim lên là bị chập CE.
Phân cực cho transistor
Có 2 cách phân cực chính dùng cho transistor, cụ thể như sau.
Cấp điện cho transistor
Để sử dụng transistor trong mạch, bạn cần phải cấp cho mạch nguồn điện, tùy theo mục đích sử dụng mà nguồn điện được cấp trực tiếp vào hay đi qua điện trở, cuộn dây,… nguồn điện VCC cho transistor được quy ước là nguồn cấp cho cực CE.
Nếu transistor là ngược NPN thì VCC phải là nguồn dương (+), nếu transistor là thuận PNP thì VCC phải là nguồn âm (-).
Định thiên
Là cấp nguồn điện vào chân B (qua điểm trở định thiên) để có thể đặt transistor vào trạng thái sẵn sàng hoạt động hoặc khuếch đại các tín hiệu nhỏ nhất.
Ứng dụng của transistor
Một số ứng dụng tiêu biểu mà transistor có thể làm đó làm:
- Khuếch đại điện áp xoay chiều;
- Khuếch đại công suất;
- Khuếch đại chuyển mạch công tắc;
- Khuếch đại điện áp một chiều.
Như vậy, vừa rồi Blogthietbidien.com vừa chia sẻ cho bạn tất tần tật thông tin liên quan đến transistor nhằm giải thích cho thắc mắc transistor là gì. Nếu cảm thấy bài viết này bổ ích, hãy để lại một lượt chia sẻ đến với nhiều đọc giả khác bạn nhé.
