Công nghệ thông tin

Tìm hiểu về transistor

Tìm hiểu về transistor để hiểu thêm về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của transistor và phân loại các transistor qua bài viết sau đây.

1. Transistor là gì?
 

Transistor là một linh kiện thiết bị điện tử quan trọng được dùng nhiều trong các bo mạch điện tử trong máy tính, laptop, tivi, điện thoại,…với chức năng khuếch đại, điều chỉnh tín hiệu hoặc đóng ngắt. Chúng là một thiết bị bán dẫn truyền tín hiệu yếu từ mạch điện trở thấp tới mạch điện trở cao.

Transistor được viết tắt bởi hai từ Transfer (chuyển giao) và Resistor (điện trở), có thể hiểu đơn giản là transistor khuếch đại bằng sự thay đổi giá trị điện trở.

Ký hiệu của Transistor

Trên thị trường hiện nay có rất nhiều quốc gia sản xuất Transistor thành ra chúng có rất nhiều loại, nhưng thông dụng nhất chắc chắn phải kể đến Nhật Bản, Trung Quốc, Mỹ.

Transistor Nhật Bản: ký hiệu thông thường là A…, B…., C….,D…,… trong đó A và B ký hiệu cho Transistor thuận PNP còn C và D ký hiệu cho Transistor ngược NPN. Ví dụ: A564, B733, C828, D1555,…
Transistor Trung Quốc: tất cả sẽ bắt đầu bằng số 3, tiếp đến là hai chữ cái với A và B là bóng thuận, C và D là bóng ngược, X và P là bóng âm tần. A và G bóng cao tần. Ví dụ: 3CP25, 3AP20,…
Transistor Mỹ: ký hiệu bắt đầu bằng 2N + số hiệu sản phẩm. Ví dụ: 2N3055, 2N4073,…

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Transistor
Cấu tạo:

Trong transistor gồm có 3 lớp bán dẫn loại P và N được ghép lại với nhau, có cấu tạo tương đương với diode. Transistor có 3 cực là cực gốc, cực thu và cực phát.

Cực phát: cung cấp một lượng lớn điện tích, được nối với cực gốc và cung cấp cho cực gốc các phần tử mang điện tích. Đoạn nối giữa hai cực sẽ cung cấp một lượng lớn các phần tử mang điện tích vào cực gốc.
Cực thu: là phần thu lượng lớn các phần tử mang điện cung cấp bởi cực phát chính vì thế chúng có kích thước lớn hơn các cực còn lại.
Cực gốc: là phần nằm ở giữa transistor có kích thước mỏng và nhẹ tạo thành 2 mạch là mạch đầu vào với cực phát có trở kháng thấp và mạch đầu ra đối với cực thu có trở kháng cao.

Nguyên lý hoạt động:
Transistor hoạt động như 1 công tắc điện tử để bật tắt dòng điện tựa như 1 chiếc rơ le nhưng không có bộ phận chuyển động. Chúng hoạt động nhờ vào vật liệu bán dẫn, dòng điện khi đi từ cực gốc đến cực phát sẽ cho phép 1 dòng điện khác đi từ cực thu đến cực phát.

Bạn có thể tham khảo nguyên lý hoạt động giống hình dưới đây:

Khi có dòng điện một chiều UCE cấp vào hai cực thu và cực phát, C và E. Nguồn + vào cực C và nguồn – vào cực E.
Nguồn 1 chiều UBE đi qua công tắc, trở hạn vào cực + chân B và cực – vào chân E.
Khi công tắc mở, dòng IC = 0, khi đóng công tắc 1 dòng điện trong mối P-N chạy từ cực dương vào nguồn UBE qua công tắc. Sau đó đi qua R và qua mối BE về cực âm thành dòng IB.
Dòng IB xuất hiện làm dòng IC chạy qua mối CE làm sáng bóng đèn.
Dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB. Trong đó IC, IB lần lượt là dòng chạy qua mối CE và BE.

3. Phân loại Transistor

Có nhiều loại Transistor được sản xuất trên thị trường, mỗi loại đều có những đặc điểm khác nhau, ứng dụng cũng sẽ khác nhau. Dưới đây là một trong những loại hay được phổ biến nhất.

Transistor lưỡng cực (BJT): gồm có 3 cực lần lượt là cực gốc B, cực phát E, cực thu C, được ứng dụng để kiểm soát dòng điện.

Transistor hiệu ứng trường (FET): được tạo thành từ 3 cực là cực cổng G, cực nguồn S, cực thoát D được ứng dụng kiểm soát điện áp.

Transistor lưỡng cực chuyển tiếp dị thể (HBT): được ứng dụng cho vi sóng kỹ thuật số và analog với tần số cao.

Transistor Darlington: là một mạch transistor được tạo thành từ 2 transistor, được ứng dụng cho các bộ khuếch tán đại âm thanh hoặc trong đầu dò đo các dòng điện nhỏ đi qua.

Transistor Schottky: là sự kết hợp giữa 1 transistor và 1 diode schottky ngăn sự bão hòa bằng cách chuyển hướng dòng đầu vào cực đoan.

4. Ứng dụng của Transistor trong cuộc sống
Ứng dụng transistor làm công tắc:

Các công tắc bóng bán dẫn đều sử dụng một loại bóng có tiếp giáp với phân cực NPN ngược. Đối với loại bóng này ta có thể điều khiển một LED công suất cao. Đầu vào điều khiển tại chân Base và đầu ra ở Collector, chân Emitter giữ ở một điện áp không đổi GND.
Chuyển mạch được điều khiển bởi chân base, thiết bị được trang bị một cần truyền động gạt nhảy. Vi điều khiển chân I/O giống với chân Arduino.
Mạch ở trên chỉ là chuyển mạch bên thấp vì có chứa transistor – chuyển mạch ở bên điện áp thấp. Chúng ta có thể làm một bóng bán dẫn PNP để tạo một bộ chuyển mạch ở điện áp cao.
Chuyển mạch ở điện áp cao: Tương tự như trên, chân Base ở đầu vào và E gắn với điện áp không đổi. Tuy nhiên chân E gắn ở mức cao và tải được kết nối với các bóng bán dẫn ở mặt đất.

Ứng dụng điện trở Base (điện trở cực gốc):

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 ko có điện trở trên Base sẽ giống như LED ko có điện trở hạn dòng.
Một bóng bán dẫn cần một cặp diopde nối liền, phân cực thuận tiếp xúc diode Base – Emitter để bật tải. Các điện trở giữa nguồn điều khiển và chân base hạn chế dòng tới chân base. Tiếp giáp base-emitter có mức điện áp rơi lý tưởng vào khoảng 0.6V, và điện trở tiêu tốn lượng điện áp còn lại.

Tham khảo: Thyristor là gì? Công dụng và các loại Thyristor

Back to top button