Transistor là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Transistor

24

Transistor là gì? Transistor hoạt động như thế nào? Làm thế nào để đánh giá chính xác chân của transistor? Cách phân biệt Transistor và Thyristor, cấu tạo và phân loại Transistor, ứng dụng của Transistor trong thực tế, tại sao lại dùng Transistor thay cho Thyristor?

Transistor
Transistor

Mời bạn cùng Auto Detailing tìm hiểu chi tiết trong bài viết dưới đây!

Transistor là gì?

Transistor còn được gọi là tranzito, đây là một loại linh kiện bán dẫn chủ​​ động. Chúng thường được sử dụng làm bộ khuếch đại hoặc khóa điện tử. Transistor có khả năng phản ứng nhanh và chính xác và được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng kỹ thuật số như điều chỉnh điện áp, mạch khuếch đại, bộ tạo dao động hoặc điều khiển tín hiệu.

Tìm hiểu về Transistor
Tìm hiểu về Transistor

Tên của Transistor là từ ghép của từ tiếng Anh “transfer” và “resistor”, có nghĩa là điện trở chuyển đổi. Tên này được đặt bởi John R. Piece sau khi linh kiện này ra đời vào năm 1948. Transistor đại diện cho khuếch đại thông qua chuyển đổi điện trở.

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của transistor

Cấu tạo của transistor

Tranzito cấu tạo gồm ba lớp bán dẫn nối với nhau tạo thành hai lớp tiếp giáp P-N. Nếu ghép theo thứ tự PNP sẽ được tranzito thuận.Và ngược lại, nếu ghép theo thứ tự NPN ta được tranzito ngược.

Cấu tạo của transistor
Cấu tạo của transistor

Về cấu tạo, transistor tương đương với hai diode mắc ngược chiều nhau. Cấu trúc này được gọi là Bipolar Junction Transistor ( viết tắt là BJT) vì dòng điện chạy trong cấu trúc này bao gồm cả điện tích dương và điện tích âm ( Bipolar mang ý nghĩa là hai cực tính).

Ba lớp bán dẫn được nối thành ba cực, lớp B ( Base) giữ gọi là cực gốc, lớp bán B mỏng và có nồng độ tạp chất thấp. Bên ngoài là hai lớp bán dẫn được nối ra thành cực phát viết tắt là E ( Emitter). Cực thu hay cực góp là Collect​​or, viết tắt là C.

Vùng bán dẫn C và E có cùng loại bán dẫn ( P hay N), nhưng có nồng độ và kích thước tạp chất khác nhau nên không hoán đổi cho nhau được.

Nguyên lý hoạt động của transistor

Transistor hoạt động bằng cách đặt một điện áp một chiều vào junction ( vùng biến). Đây gọi là điện thế kích hoạt. Có hai chế độ hoạt động cho NPN và PNP: phân cực thuận và phân cực ngược.

Nguyên lý hoạt động của transistor
Nguyên lý hoạt động của transistor

Nguyên lý hoạt động của transistor rất đơn giản, khi đặt một điện áp DC vào chân B (thế kích hoạt), hai chân e-c được nối với nhau như dây dẫn thông thường.

Cấp ​​một nguồn một chiều UCE vào hai cực E và C trong đó (+) nguồn nối nào cực C và nguồn (-) vào cực E.

Ta cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và hạn chế dòng điện chạy qua cả hai cực B và E, trong đó cực (+) đi vào chân B và cực (-) đi vào chân E.

Khi bật công tắc ta thấy mặc dù cả hai cực C và E đều có điện nhưng vẫn không có dòng điện chạy qua CE (IC = 0)

Khi đóng công tắc, tiếp giáp P-N được phân cực thuận nên dòng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R => qua BE và về cực (-) tạo thành dòng IB.

Khi dòng IB xuất hiện ngay lập tức dòng IC chạy qua m​ối CE làm bóng đèn​​ phát sáng, dòng IC mạnh hơn nhiều l​ần dòng IB.

Rõ ràng, dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ thuộc vào một công thức sau:

IC = β.IB

Trong đó:

  • IC là dòng chạy qua mối CE
  • IB: dòng chạy qua mối BE
  • β: hệ số khuếch đại của Transistor

Giải thích:

Khi có điện áp UCE nhưng các electron và lỗ trống không thể đi qua tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng điện IBE, do lớp bán dẫn P ở cực B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp.

Do đó, số điện tử tự do từ lớp N ( cực E) vượt tiếp giáp sang lớp P ( cực B) lớn hơn số lượng lỗ trống nhiều hơn, một phần nhỏ trong số các điện tử đó thay thế v​ào lỗ trống tạo thành IB, còn phần l​ớn số điện tử bị hút về cực C dưới tác dụng của điện áp UCE tạo thành ICE chạy transistor.

​​Cách xác định chân cho Transistor

Transistor được chia thành 2 loại PNP và NPN. Mỗi loại đều có hoạt động khác nhau. Do đó, điều quan trọng ở đây là chúng ta phải phân biệt được đâu là kiểu NPN, đâu là kiểu PNP và thứ tự các chân.

Transistor là gì
Transistor là gì

Để xác định được transistor loại nào và thứ tự các chân, trước tiên bạn cần có một VOM kim.

Các bước xác định chân cho Transistor như sau:

  • Bước 1: Xác định chân B sau đó tiến hành đo hai chân bất kỳ. Trong các phép đo này sẽ có 2 phép đo là sự chuyển động của các kim đồng hồ và chân chung cho 2 phép đo này là chân B.
  • Bước 2: Xác định NPN hoặc PNP. Sau khi xác định được chân B, quan sát que đo nối với chân B có màu đen hay đỏ để xác nhận. Nếu chân kết nối với B có màu đen đó là NPN và chân kết nối với B có màu đỏ sẽ là PNP.
  • Bước 3: Kiểm tra xác định chân C và chân E rồi chuyền đồng hồ về đo ôm thang x100.

PNP: Lấy giả thiết rằng một chân là chân C và một chân là chân E. Nối que đen vào chân C, que đỏ vào chân E (que đỏ cắm vào cực âm của pin đồng hồ). Chạm chân B vào que đen trong khi 2 chân còn lại đang tiếp xúc.

Nếu cường độ chuyển động của kim nhiều hơn cường độ giả định ở chân ngược lại, thì giả thuyết ban đầu là đúng. Nếu không, thì tất nhiên giả định ban đầu là sai và phải đổi chân.

NPN: Làm tương tự như PNP nhưng ngược màu lại

Cách phân biệt Transistor với Thyristor

Thyristor l​à một linh kiện bán dẫn khác có cấu tạo tương đồng như Transistor được sử dụng khá phổ biến. Vậy có sự khác biệt nào giữa Transistor và Thyristor không? Mời bạn cùng tìm hiểu trong phần tiếp theo của bài viết!

Thyristor hay còn gọi là bộ chỉnh lưu silic là một linh kiện bán dẫn có bốn lớp bán dẫn. Ví dụ: P-N-P-N. Được dùng để chỉnh lưu có kiểm soát dòng điện.

Cách phân biệt Transistor và Thyristor:

Transistor Thyristor
Lớp chất bán dẫn 3 lớp 4 lớp
Công suất Khả năng chuyển lượng điện năng thấp Khả năng chuyển lượng điện năng lớn
Ứng dụng Có thể được sử dụng làm cả thiết bị chuyển mạch và bộ khuếch đại Chỉ có thể làm thiết bị chuyển mạch
Duy trì dòng điện Cần có ​​dòng đầu vào liên tục Không cần dòng đầu vào liên tục
Qua những chia s​ẻ v​ề transistor bạn đã hiểu hơn về cấu tạo và nguyên lý hoạt động của linh kiện này. Hy vọng sẽ giúp bạn có thêm nh​​ững kiến thức bổ ích trong quá trình học tập và làm việc.

AutoDetailing.vn – Blog chia sẻ, đánh giá phụ kiện ô tô cũng như chia sẻ các thông tin hữu ích về thị trường ô tô, cách tự chăm sóc chiếc xe ô tô giúp người dùng trải nghiệm nhiều hơn trên chiếc xe của mình.

Tìm kiếm AutoDetailing.vn qua: