Transistor Là Gì?

Transistor là gì, transistor là một trong những linh kiện bán dẫn được sử dụng trong các bo mạch điện tử. Loại linh kiện này có chức năng khuếch đại, điều chỉnh tín hiệu đóng ngắt như một khóa điện tử. Các nội dung được đề cập ngay trong bài viết dưới đây như transistor là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động, công dụng và các loại transistor phổ biến hiện nay. Chtech sẽ giúp bạn giải đáp các thắc mắc của bạn đọc.

Xem thêm: mosfet là gì, diode là gì

Transistor-la-gi

1. Transistor là gì?

1.1 Khái niệm transistor là gì

Transistor là một từ ghép trong tiếng anh của transfer và resistor. Tạm dịch ra tiếng Việt có nghĩa là điện trở chuyển đổi. Thực chất nó là một loại linh kiện bán dẫn chủ động, thường được sử dụng như một phần tử khuếch đại hoặc một khóa điện tử.

1.2 Transistor dùng để làm gì?

• Transistor nằm trong khối đơn vị cơ bản tạo thành một cấu trúc mạch ở máy tính điện tử. Nó có mặt trong tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác. Vì đáp ứng nhanh và chính xác nên các transistor được sử dụng trong nhiều ứng dụng analog và digital. Kể đến như khuếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu và tạo dao động. Các nhà khoa học đã xây dựng các khối vi mạch bằng các bộ chuyển mạch sử dụng transistor. Chúng tạo ra các cổng logic và từ những nguyên lý này, điều khiển và các bộ vi xử lý được ra đời.
• Transistor là gì, là loại linh kiện bán dẫn cần phải có năng lượng để hoạt động. Tùy theo mục đích sử dụng mà transistor được mắc nối với các loại mạch điện khác nhau.

1.3 Ứng dụng của transistor

Transistor được ứng dụng trong nhiều mảng của thiết bị điện, điện tử. Cụ thể nó được ứng dụng để làm các việc cụ thể sau.

1.4 Công tắc transistor là gì

Các công tắc bóng bán dẫn đều sử dụng cùng một loại bóng có tiếp giáp phân cực NPN ngược. Với bóng tiếp giáp phân cực ngược này, chúng ta có thể điều khiển tại chân base và đầu ra điều khiển ở Collector. Chân Emitter (E) được giữ ở một điện áp không đổi GND.

• Chuyển mạch ở bên điện áp thấp được điều khiển bởi chân Base. Thiết bị sẽ có một cần truyền động gạt nhảy. Với vi điều khiển chân I/O giống với bộ vi điều khiển Arduino. Nó có thể lập trình theo mức độ cao hay thấp để điều khiển đèn LED bật hay tắt.
• Chuyển mạch ở điện áp cao: Tương tự như trên chân Base ở đầu vào và chân E được gắn với điện áp không đổi. Chân E gắn ở mức cao và tải được kết nối với các bóng bán dẫn khác ở mặt đất.
• Nguyên tắc hoạt động này cũng giống với NPN ở trên, nhưng điện áp cấp phải thấp. Điều này gây ra rắc rối, đặc biệt nếu điện áp cao của tải cao hơn điện áp đầu vào điều khiển. Mạch bên sẽ không thể hoạt động.

1.5 Điện trở cực gốc (Điện trở base)

• Điện trở Base trong các mạch sử dụng nhiều điện trở giữa các đầu vào điều khiển và chân Base của các bóng bán dẫn. Một bóng bán dẫn mà không có điện trở trên Base sẽ giống như LED không có điện trở hạn dòng.
• Các điện trở giữa nguồn điều khiển, chân base và hạn chế dòng tới chân base. Điện áp lý tưởng giữa chân base-emitter có giá trị khoảng 0.6V. Điện trở tiêu tốn lượng điện áp còn lại. Giá trị của điện trở và điện áp qua nó sẽ thiết lập với giá trị dòng điện.
• Các điện trở phải đủ lớn để hạn chế dòng điện hiệu quả. Nhưng phải đủ nhỏ để cung cấp đủ dòng nuôi chân base. Dòng từ 1mA đến 10mA thường sẽ là đủ lớn đủ nhỏ và điện trở base có giá trị từ 1k đến 10k. Bạn cần tra thêm bảng dữ liệu của bóng bán dẫn để lựa chọn dòng điện của bóng bán dẫn chính xác nhất.

1.7 Bộ khuếch đại dùng transistor

• Bộ khuếch đại chung cực phát (E) được thiết kế như hình bên. Khi có sự thay đổi tín hiệu điện áp ở đầu vào làm thay đổi cường độ dòng điện đi qua cực B. Với các đặc tính khuếch đại dòng điện của transistor, chỉ cần dao động nhỏ ở điện áp vào. Transistor sẽ khuếch đại sự thay đổi đó và xuất tín hiệu ra ở cực C nơi có điện áp ra. Tùy theo chức năng cụ thể của transistor mà nó có những cách mắc khác nhau phù hợp nhất. Có thể là dùng để khuếch đại dòng điện hoặc điện áp hoặc khuếch đại cả hai.

ung-dung-cua-Transistor

2. Nguyên lý và cấu tạo của transistor là gì

2.1 Cấu tạo của transistor

Hầu hết các transistor đều có cấu tạo gồm 3 lớp bán dẫn được ghép với nhau tạo thành 2 mối tiếp giáp P-N. Transistor thuận là transistor PNP, transistor nghịch là transistor NPN. Ba lớp bán dẫn này được kết nối tạo thành 3 cực với lớp giữa là cực gốc (base). Hai lớp bên ngoài được nối ra thành cực phát E (Emitter) và cực thu C (Collector).

Cấu tạo của transistor là gì tương đương với cấu tạo của 2 điốt đấu ngược nhau. Đây chính là cấu trúc BJT với 2 loại điện âm và điện dương cùng chạy.

cau-tao-cua-Transistor

2.2 Nguyên lý hoạt động của transistor

Nguyên lý hoạt động của transistor thuận và ngược là khác nhau.

Nguyên lý hoạt động của transistor NPN (nghịch)

• Cấp nguồn điện 1 chiều UCE vào hai cực C (cực dương) và E (cực âm).
• Cấp nguồn điện 1 chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B (cực dương) và E (cực âm).
• Khi công tắc mở, hai cực C và E đã được cấp nguồn nhưng dòng điện lúc này bằng 0 (IC=0). Do các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện.
• Khi công tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận nên có dòng điện từ UBE (+) qua công tắc tới R hạn dòng và qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng IB. Do lớp bán dẫn P tại cực rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp. Nên số điện tử thế vào lỗ trống tạo thành dòng điện IB.
• Ngay khi dòng IB xuất hiện, lập tức dòng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng. Khi đó dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB. Ta tìm được sự phụ thuộc của dòng IC vào dòng IB theo công thức sau: IC=β.IB

Trong đó: IC là dòng điện chạy qua mối CE, IB là dòng điện chạy qua mối B. β là hệ số khuếch đại của transistor.

Nguyên lý hoạt động của transistor PNP (thuận)

Nguyên lý hoạt động của transistor PNP tương tự như hoạt động của transistor NPN. Nhưng cực tính của các nguồn điện UCE và UBE ngược lại. Dòng IC từ cực E sang cực C. Dòng IB từ cực E sang cực B.

Xem thêm: Điện trở là gì

3. Các loại transistor phổ biến hiện nay

3.1 Transistor NPN là gì?

• Transistor NPN là thiết bị ba cực, ba lớp có thể hoạt động như bộ khuếch đại hoặc công tắc điện tử. Các transistor trong đó một nguyên liệu loại p được đặt giữa hai vật liệu loại n, nên được gọi là NPN. Transistor NPN khuếch đại tín hiệu yếu đi vào base (B) và tạo ra tín hiệu khuếch đại mạnh ở đầu thu (C). Trong bóng bán dẫn NPN, hướng chuyển động của một electron là từ vùng phát (E) đến vùng thu (C). Do đó dòng điện cấu thành trong bóng bán dẫn. Loại bóng bán dẫn như vậy chủ yếu được sử dụng trong mạch. Vì các hạt mang điện đa số là các electron có độ linh động cao so với lỗ trống.

3.2 Transistor PNP là gì?

• Transistor PNP được cấu tạo từ vật liệu n đi kèm với 2 vật liệu loại p, nên nó được gọi là PNP. Một lượng nhỏ dòng cơ sở kiểm soát cả bộ phát và dòng thu. Transistor NPN có hai đi ốt tinh thể được kết nối trở lại. Phía bên trái của đi ốt được gọi là điốt phát cơ sở. Phía bên phải của đi ốt được gọi là điốt Collector-base.

3.3 Các xác định chân transistor NPN và PNP

• Transistor có thể là NPN hoặc PNP, thông tin chân có trên vỏ nhựa hoặc vỏ kim loại của nó. Trên vỏ nhựa của transistor là gì sẽ có 1 bên phẳng chính là mặt trước. Ở mặt này các chân được sắp xếp theo thứ tự. Để xác định các chân, giữ mặt trước hướng về phía bạn và đếm các chân từ trái qua là một, hai, ba. Ở hầu hết các transistor NPN, nó sẽ là 1 (Collector), 2 (Base) và 3 (Emitter). Như vậy thứ tự là CBE. Nhưng ở transistor PNP thì trình tự sẽ ngược lại là EBC. Bằng cách này ta có thể xác định chân C và E của transistor.

3.4 Transistor nghịch và thuận

Transistor nghịch và thuận bản chất là transistor phân cực nghịch và phân cực thuận. Lần lượt tương ứng là transistor NPN và transistor PNP.

3.5 Transistor quang là gì?

• Transistor quang (Phototransistor) là một linh kiện bán dẫn ba lớp có vùng cực gốc (B) nhạy cảm với ánh sáng. Phần cực nền (cực B – Base) cảm nhận ánh sáng và chuyển nó thành dòng điện chạy giữa vùng thu (cực C – Collector) và vùng phát (Cực E -Emitter).
• Cấu tạo của transistor quang tương tự như transistor là gì thông thường, ngoại trừ cực B. Trong transistor quang, cực B không được nối với mạch điện. Thay vì dòng điện, năng lượng ánh sáng được lấy làm đầu vào.

3.6 Transistor công suất là gì?

• Transistor công suất hay còn được gọi là transistor khuếch đại công suất. Theo đó, loại transistor công suất được sử dụng để khuếch đại tín hiệu, khuếch đại công suất. Chuyển đổi mạch AC-DC, DC-DC, ups, inverter, converter, đóng ngắt ON-OFF…
• Transistor công suất mà chúng ta thường thấy nhất là trong amply karaoke. Người ta thường gọi Tranzito này là sò âm thanh. Tùy thuộc vào các thiết bị khác nhau, sẽ có sự lắp đặt Tranzito phù hợp nhằm đảm bảo hoạt động của thiết bị luôn tốt nhất.

Hi vọng, qua bài viết trên, bạn đã hiểu được transistor là gì và những thông tin liên quan. Nếu bạn có nhu cầu sử dụng các dịch vụ tại Chtech, bạn vui lòng liên hệ trực tiếp theo:

Công Ty Cổ Phần Cơ Điện Chtech

• Địa chỉ: 344 Khương Đình, Thanh Xuân, Hà Nội
• Hotline: 034 360 5292
• Website: chtech.vn
• Email: chtechkd@gmail.com