Transistor là gì? Có mấy loại? Các chế độ làm việc của transistor

Transistor là linh kiện quan trọng trong bo mạch điện tử của máy tính, laptop, tivi, điện thoại… Hãy cùng tìm hiểu transistor là gì và những thông tin liên quan trong bài viết dưới đây nhé!

Transistor là gì?

bóng bán dẫn là một thiết bị điện tử có khả năng lấy một tín hiệu nhỏ được đặt ở một chân và điều khiển tín hiệu lớn hơn ở chân kia hoặc ngắt tín hiệu đi qua nó.

Mục đích của bóng bán dẫn là khuếch đại tín hiệu đầu ra mạnh hơn (điện áp, dòng điện) tương ứng với tín hiệu đầu vào. Do đó, bóng bán dẫn còn được gọi là bộ khuếch đại. Hoặc bóng bán dẫn cũng được sử dụng để đóng cắt hoặc chỉnh lưu mạch điện tử.

Cấu tạo Transistor

Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép lại với nhau tạo thành hai lớp tiếp giáp PN. Nếu ghép theo thứ tự PNP sẽ là Transistor thuận, nếu ghép theo thứ tự NPN sẽ là Transistor nghịch.

• Ba lớp bán dẫn được nối thành ba cực, với lớp ở giữa là cực bazơ, ký hiệu là B (Base), rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.
• Hai lớp bán dẫn ngoài cùng được nối với nhau để tạo thành vùng phát (Emitter), ký hiệu là E và vùng thu hay cực góp (Collector) ký hiệu là C. Vùng bán dẫn C và E có cùng loại bán dẫn (loại N hoặc loại P). nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không thay thế được cho nhau.

Nguyên lý hoạt động của Transistor

Xét hoạt động của Transistor NPN

• Cấp nguồn DC UCE vào hai cực E và C, trong đó: (+) là nguồn vào cực C, (-) là nguồn vào cực E.
• Nguồn UBE DC đi qua công tắc và giới hạn dòng điện vào 2 cực E và B, trong đó: cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E.
• Khi công tắc mở, mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng không có dòng điện chạy qua mỗi CE (dòng điện IC = 0)
• Khi công tắc đóng, mỗi PN được phân cực thuận nên sẽ có dòng điện chạy từ nguồn (+) UBE qua công tắc => R hạn dòng => cực BE về cực (-) và tạo thành dòng IB.
• Dòng IB xuất hiện => tạo thành dòng IC chạy qua CE làm bóng đèn phát sáng, dòng IC mạnh hơn dòng IB nhiều lần.

Như vậy dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB theo công thức sau:

IC = β.IB

Trong đó:

• IC là dòng điện chạy qua mỗi CE
• IB là cường độ dòng điện chạy qua BE
• β là độ lợi của Transistor

Xét hoạt động của Transistor PNP

Nguyên tắc hoạt động của bóng bán dẫn PNP tương tự như của NPN, nhưng cực của nguồn điện UCE và UBE là ngược lại. Dòng IB đi từ E đến B và dòng IC đi từ E đến C.

3 cách phổ biến để kết nối bóng bán dẫn

Loại E thông thường

Loại kết nối này thường được sử dụng trong các mạch điện tử.

đặc trưng:

• Mạch khuếch đại E chung thường được phân cực sao cho điện áp UCE vào khoảng 60% ÷ 70% Vcc.
• Biên độ tín hiệu ra lớn gấp nhiều lần biên độ tín hiệu vào tạo thành mạch khuếch đại điện áp.
• Dòng tín hiệu đầu ra lớn hơn một chút so với dòng tín hiệu đầu vào.
• Tín hiệu ra lệch pha với tín hiệu vào.

Loại C phổ biến

Kiểu kết nối này được sử dụng phổ biến trong các mạch khuếch đại Damper và ổn áp nguồn. Trước khi chia tín hiệu thành nhiều nhánh, hãy sử dụng mạch Damper để khuếch đại tín hiệu mạnh hơn.

đặc trưng:

• Tín hiệu đầu vào tại thiết bị đầu cuối B và đầu ra trên thiết bị đầu cuối E
• Biên độ bằng nhau của tín hiệu đầu vào và đầu ra
• Tín hiệu đầu ra và đầu vào cùng pha
• Cường độ tín hiệu đầu ra mạnh gấp nhiều lần cường độ tín hiệu đầu vào

Loại B phổ biến

Mô hình này hiếm khi được sử dụng trong thực tế.

đặc trưng:

• Tín hiệu được đưa vào ở chân E và lấy ra ở chân C, chân B được xả mass qua tụ.
• Khuếch đại điện áp và không khuếch đại dòng điện

Sự khác biệt giữa các bóng bán dẫn PNP và NPN là gì?

Transistor NPN và PNP giống như cặp song sinh nhưng tính cách trái ngược nhau. PNP thuận tay phải được gọi là bóng bán dẫn phân cực thuận hoặc phân cực thuận. NPN thuận tay trái được gọi là Transistor phân cực ngược hoặc phân cực ngược.

Một số loại Transistor khác

• Transistor tiếp giáp lưỡng cực – Transistor BJT
• Transistor hiệu ứng trường (hay còn gọi là mosfet…)
• Transistor đơn tiếp giáp (UJT)

Cấu trúc BJT, NPN hay PNP đều có 3 chân EBC: Emitter – bộ phát, Base – cực nối đất, Collector – cực thu.

Chức năng của tranzito là gì?

Các chế độ hoạt động của bóng bán dẫn bao gồm: chế độ khuếch đại và chế độ bão hòa.

Sử dụng bóng bán dẫn làm công tắc

Các bóng bán dẫn thường được sử dụng trong các mạch kỹ thuật số như khóa điện tử ở trạng thái Bật-Tắt trong các ứng dụng công suất cao (cung cấp năng lượng chuyển đổi) và công suất thấp (cổng logic kỹ thuật số).

Ví dụ, một con chip nhớ chứa hàng trăm triệu, thậm chí hàng tỷ bóng bán dẫn, có thể được bật hoặc tắt riêng lẻ và lưu trữ hai số khác nhau là 0 và 1. Như vậy, một con chip có khả năng lưu trữ các hàng. tỉ số 0 và 1 và các số, chữ cái thông dụng khác.

Sử dụng bóng bán dẫn làm bộ khuếch đại

Mỗi bóng bán dẫn có hệ thống dây điện khác nhau tùy thuộc vào chức năng như khuếch đại dòng điện, khuếch đại điện áp hoặc cả hai.

Hầu hết các thiết bị điện tử như tivi, điện thoại di động và radio đều có bộ khuếch đại để xử lý âm thanh, video, truyền và xử lý tín hiệu.

Các bộ khuếch đại âm thanh riêng biệt đầu tiên chỉ cung cấp vài trăm milliwatt (mW), nhưng công suất âm thanh ngày càng tăng do chất lượng tốt hơn, cấu trúc bóng bán dẫn tốt hơn.

Máy trợ thính là một trong những ứng dụng đầu tiên của bóng bán dẫn. Trong thiết bị này có một micro nhỏ để thu âm thanh từ bên ngoài và biến nó thành dòng điện dao động. Chúng được đưa vào một bóng bán dẫn để khuếch đại và cấp nguồn cho loa nhỏ, cho phép bạn nghe được phiên bản âm thanh lớn hơn.

Hiện nay, các bóng bán dẫn bán dẫn có công suất lên tới vài trăm oát (W) có giá thành rẻ hơn rất nhiều.

Hướng dẫn cách xác định chân cắm cho bóng bán dẫn

Thiết bị cần có: Đồng hồ vạn năng VOM.

Quy trình hoạt động cụ thể như sau:

• Xác định chân B: tiến hành đo tại 2 chân bất kỳ, trong đó có 2 lần đo kim đồng hồ đang chuyển động. Chân chung của hai phép đo là chân B.
• Xác định PNP hay NPN: quan sát đầu dò nối với chân B có màu đen hay đỏ, nếu màu đỏ là PNP và ngược lại.
• Xác định chân C và E: chuyển đồng hồ VOM đo Ohm thang x100:

– Đối với PNP: giả sử một chân là chân C và một chân là chân E. Đưa que đỏ vào chốt E (que đỏ nối cực âm của pin đồng hồ) và que đen vào chốt C, đồng thời cho chân B chạm vào que đen. Nếu kim di chuyển nhiều hơn giả thuyết chân đối diện thì giả định ban đầu là đúng, ngược lại giả định ban đầu là sai và thay đổi chốt.

– Đối với NPN: hoạt động tương tự nhưng với màu sắc đối diện.

Ứng dụng của Transistor trong thực tế

• bộ khuếch đại điện áp một chiều

Transistor được ứng dụng trong các mạch khuếch đại một chiều (DC), khuếch đại tín hiệu (AC), vi sai, đặc biệt là mạch ổn áp…

• khuếch đại điện áp xoay chiều

Tín hiệu AC được sử dụng trong mạch.

• Bộ khuếch đại công suất

Dùng trong hệ thống âm thanh, hệ thống điều khiển. Loại mạch này thường hoạt động với điện áp cao và dòng điện lớn.

• Bộ khuếch đại công tắc

Ứng dụng trong điều khiển rơle đóng ngắt, kể cả các BJT là một công tắc.

Trên đây là tổng hợp kiến ​​thức liên quan đến bóng bán dẫn, chắc hẳn các bạn đã biết bóng bán dẫn là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động ra sao? Hy vọng những chia sẻ trong bài viết đã giúp bạn nắm bắt và vận dụng đúng linh kiện điện tử quan trọng này!