Transistor hay còn gọi tắt là tran là một loại linh kiện bán dẫn chủ động. Thường được sử dụng như một phần tử khuếch đại hay khóa điện tử. Với khả năng đáp ứng nhanh, chính xác nên transistor được sử dụng nhiều trong ứng dụng tương tự và số như: mạch khuếch đại, điều chỉnh điện áp, tạo dao động và điều khiển tín hiệu.
Tên gọi transistor là từ ghép trong Tiếng Anh của “Transfer” và “resistor” tức là điện trở chuyển đổi. Tên gọi này được John R. Pierce đặt năm 1948 sau khi linh kiện này ra đời. Nó có ý nghĩa rằng thực hiện khuếch đại thông qua chuyển đổi điện trở.
Chúng ta có thể nói Transistor là một linh kiện bán dẫn chủ động được sử dụng trong mạch khuếch đại, đóng ngắt….Về mặt cấu tạo, Transistor được tạo thành từ hai lớp bán dẫn điện ghép lại với nhau. Như hình trên chúng ta có thể thấy có hai loại bán dẫn điện là loại p và loại n. Khi ghép một bán dẫn điện âm nằm giữa hai bán dẫn điện dương ta được Transistor loại PNP. Còn khi ghép một bán dẫn điện dương nằm giữa hai bán dẫn điện âm ta được Transistor NPN. Chính vì thế Transistor được chia ra làm 2 loại là NPN và PNP.
Khi ghép một bán dẫn điện âm nằm giữa hai bán dẫn điện dương ta được Transistor loại PNP. Còn khi ghép một bán dẫn điện dương nằm giữa hai bán dẫn điện âm ta được Transistor NPNTransistor thuận và ngược
Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N, nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận, nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược. Về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều nhau. Cấu trúc này được gọi là Bipolar Junction Transitor [BJT] vì dòng điện chạy trong cấu trúc này bao gồm cả hai loại điện tích âm và dương [Bipolar nghĩa là hai cực tính].
Cấu tạo Và nguyên lý hoạt động
Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực, lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B [Base], lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.[separator]. Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát [Emitter] viết tắt là E, và cực thu hay cực góp [Collector] viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn [loại N hay P] nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhau được.
Cách xác định chân transistor
Transistor được chia ra làm 2 loại là NPN và PNP. Mỗi loại sẽ có cách hoạt động khác nhau. Do đó, việc quan trọng khi cầm trên tay một con tranzito thì phải biết được nó là loại NPN hay PNP và thứ tự các chân của nó.
Để xác định được transistor là loại nào và thứ tự các chân thì chúng ta cần có một VOM kim để xác định. Các bước xác định như sau:
Bước 1 xác định chân B: Tiến hành các phép đo ở hai chân bất kỳ, trong các phép đo đó sẽ có 2 phép đo kim đồng hồ dịch chuyển. Chân chung cho 2 phép đo đó là chân B.
Bước 2 xác định PNP hay NPN: sau khi đã xác định được chân B, quan sát que đo nối với chân B là đỏ hay đen để xác định. Nếu chân nối với chân B là đỏ, đó là PNP và ngược lại.
Bước 3 xác định chân C và chân E: chuyển đồng hồ về đo ôm thang x100
–Đối với PNP: hãy giả thiết một chân là chân C và một chân còn lại là chân E. Đưa que đen tới chân C, que đỏ tới chân E[que đỏ nối với cực âm của pin trong đồng hồ]. Trong khi để 2 chân kia tiếp xúc như vậy, chạm chân B vào que đen, nếu kim dịch chuyển nhiều hơn so với cách giả thiết chân ngược lại thì giả thiết ban đầu là đúng, nếu không thì tất nhiên giả thiết ban đầu là sai và phải đổi lại chân.
–Đối với NPN làm tương tự nhưng với màu ngược lại
Sự khác biệt chính giữa transistor NPN và PNP
Transistor NPN có hai khối vật liệu bán dẫn loại n và một khối vật liệu bán dẫn loại p trong khi transistor PNP có một lớp mỏng vật liệu loại p và hai lớp dày vật liệu loại N.
Ký hiệu của transistor NPN và PNP gần như giống nhau, điểm khác biệt duy nhất giữa chúng là hướng của mũi tên dựa trên cực phát. Trong transistor NPN, đầu của mũi tên di chuyển ra ngoài cực gốc và trong PNP mũi tên di chuyển vào trong.
- Trong transistor NPN, dòng điện chạy từ cực góp đến cực phát do nguồn dương được cấp cho cực gốc, trong khi trong transistor PNP, dòng điện chạy từ cực phát đến cực góp.
- Transistor NPN bật khi điện tử đi vào cực gốc trong khi transistor PNP bật khi các lỗ trống đi vào cực gốc.
- Dòng điện bên trong transistor NPN tạo thành do vị trí khác nhau của các electron trong khi trong transistor PNP dòng điện bên trong là do vị trí của các lỗ trống thay đổi.
- Trong transistor NPN, dòng điện đầu ra tồn tại do các dòng chảy của các lỗ trống và trong PNP, nó được tạo thành do các dòng chảy của các electron.
- Trong transistor NPN, hạt mang điện đa số là electron trong khi trong transistor PNP lỗ trống là hạt mang điện đa số.
- Hạt mang điện thiểu số của transistor NPN là lỗ trống và trong transistor PNP nó là các electron.
- Thời gian chuyển mạch của transistor NPN nhiều hơn so với transistor PNP vì hạt mang điện đa số của transistor NPN là điện tử.
- Mối nối cực phát cực gốc của cả transistor NPN và PNP được kết nối theo phân cực thuận.
- Mối nối cực góp cực gốc của transistor NPN và PNP được kết nối theo phân cực ngược lại.
- Transistor NPN bật khi dòng điện nhỏ chạy từ cực phát sang cực gốc, trong khi để bật transistor PNP, dòng điện nhỏ chạy từ cực gốc đến cực phát.
- Tín hiệu ground của transistor PNP được giữ ở mức thấp, trong khi ở bóng bán dẫn PNP, tín hiệu ground ở mức cao.
Tín hiệu NPN và PNP có gì khác nhau?
Đối với những người học chuyên ngành điện – điện tử thì khái niệm tín hiệu NPN và PNP có lẽ đã không còn xa lạ. Tuy nhiên, với những ai mới chân ướt chân ráo vào nghề thì việc “nằm lòng” những kiến thức cơ bản như tiếp điểm NPN, PNP là gì? cách phân biệt 2 loại tín hiệu này như thế nào? là vô cùng quan trọng. Trong phần chia sẻ này, HopLongTech sẽ giải đáp chi tiết các băn khoăn trên cho bạn đọc tham khảo,
Tín hiệu NPN và PNP có gì khác nhau?
+ Tín hiệu NPN được hiểu là tải được nối giữa 1 cực là dương nguồn với 1 cực là đầu ra của cảm biến.
+Tín hiệu PNP được hiểu là tải được nối giữa 1 đầu ra của cảm biến và 1 cực âm nguồn.
Thường gặp tiếp điểm NPN và PNP trong trường hợp nào? Tiếp điểm NPN và PNP thường được bắt gặp trong các loại cảm biến báo mức hoặc cảm biến tiệm cận. Trong đó, tiếp điểm PNP thường được sử dụng phổ biến hơn tiếp điểm NPN. Vậy lý do tại sao tiếp điểm PNP lại được sử dụng phổ biến hơn NPN? Mời bạn đọc xem tiếp chia sẻ ngay bên dưới.
Cách phân biệt tín hiệu NPN và PNP
- Giống nhau: đều được dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều
- Khác nhau: điốt tiếp mặt không có điều khiển còn tirixto chỉnh lưu có điều khiển.
Chắc hẳn, đối với dân kỹ thuật công nghệ thì không còn xa lạ với các linh kiện như điện trở, biến trở, tranzito, thyristor,…Đặc biệt trong số đó phải nhắc đến “tranzito”- một linh kiện bán dẫn không thể thiếu đối với thiết bị điện tử hiện nay. Vậy tranzito là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của nó như thế nào? Hãy cùng chúng tôi tìm hiểu qua bài viết bên dưới nhé!
Tranzito là gì?
Định nghĩa Tranzito
Tranzito hay còn được biết đến với cái tên như transistor là một loại linh kiện bán dẫn chủ động, thường được dùng như một phần tử khuếch đại hoặc khóa điện tử. Đồng thời, đây cũng là một đơn vị chính để cấu tạo nên cấu trúc mạch trong phần cứng máy tính điện tử và những thiết bị có cấu tạo điện tử khác. Khi số lượng lớn các linh kiện kết hợp với nhau ở một diện tích nhỏ sẽ tạo nên một thành mạch tích hợp [IC].
Với khả năng thích ứng nhanh, chính xác nên tranzito được ứng dụng phổ biến trong lĩnh vực điện tử như tạo mạch khuếch đại, điều khiển điện áp và tín hiệu, tạo dao động.
Cái tên “tranzito” là sự kết giữa 2 từ tiếng Anh “Transfer – chuyển đổi” và “Resistor – cản trở”, có nghĩa là điện trở chuyển đổi. Nó được đặt bởi nhà khoa học John R.Pierce vào năm 1948, thể hiện rõ chức năng khuếch đại thông qua cách thức chuyển đổi điện trở.
Cấu tạo của Tranzito
Transistor được hình thành từ 3 lớp bán dẫn, ghép với nhau để tạo thành 2 mối tiếp giáp P-N. Nếu ghép theo trình tự PNP, ta sẽ được Tranzito thuận và ngược lại nếu ghép theo thứ tự NPN thì sẽ thu được Tranzito ngược.
Cấu tạo của Tranzito
Về bản chất, Tranzito có cấu tạo là 2 Diode đấu ngược chiều nhau và cấu trúc này có tên khoa học là Bipolar Junction Transistor [BJT] để thể hiện cho dòng điện chạy trong cấu trúc bao gồm cả điện tích âm và điện tích dương.
Nguyên lý hoạt động của Tranzito
Thông thường, 3 lớp bán dẫn sẽ được nối thành 3 cực. Trong đó, lớp giữa gọi là cực gốc có tên là Base và ký hiệu B, lớp này có đặc điểm rất mỏng và có nồng độ chất thấp. Còn lại 2 lớp bán dẫn bên ngoài được nối để tạo thành cực phát Emitter có ký hiệu là E, và cực thu [hay cực góp] Collector viết tắt là C. Hai vùng bán dẫn này có cùng loại bán dẫn [N hoặc P] thường có kích thước và nồng độ chất khá phức tạp nên không hoán đổi vị trí cho nhau được.
Cách thức hoạt động của 1 Tranzito đóng ngắt mạch điều khiển
Khi đó, nguyên lý hoạt động của chúng cơ bản như sau:
- Thực hiện dẫn nguồn điện một chiều UCE vào 2 cực C và E, lần lượt đấu cực dương với C và cực âm với E. Khi mở công tắc, dòng điện xuất hiện chạy qua hai cực C và E nhưng phạm vi giữa 2 cực vẫn chưa có dòng điện chạy qua. Bởi vậy, lúc này giá trị IC=0.
- Đóng công tắc, mối tiếp giáp giữa P-N bị phân cực và đưa dòng điện đi từ C qua công tắc để tới R và cực E tạo thành dòng điện IB. Khi IB được hình thành, dòng điện IC sẽ chạy qua CE và khiến bóng đèn phát sáng. Bắt đầu tiến hành đo cường độ dòng điện của IC được khuếch đại gấp nhiều lần so với IB. Chúng ta có công thức tính IC như sau:
IC=β.IB
Trong đó:
- IC gọi là cường độ dòng điện tại cực C
- IB là cường độ dòng điện tại cực B
- β chính là hệ số khuếch đại của Tranzito
Khi đưa dòng điện U vào hai cực CE, chúng sẽ bị chặn bởi mối tiếp giáp P-N. Do đó, sự chênh lệch về hệ số dẫn điện của hai hợp chất bán dẫn có dòng điện chạy qua sẽ được khuếch đại cường độ, từ IC thành IB và đưa tới cực dẫn E.
Phân loại Tranzito
Tranzito được chia thành 2 loại dựa theo cấu tạo bên trên là PNP [Tranzito thuận] và NPN [Tranzito ngược] như sau:
Hai loại Tranzito NPN và PNP
Tranzito NPN
Đây là loại Tranzito ngược, có cấu tạo từ việc nối tiếp một bán dẫn dương nằm ở giữa hai bán dẫn âm theo cấu trúc tiêu chuẩn NPN. Loại này được ứng dụng phổ biến cho việc khuếch đại và dẫn điện trong những lĩnh vực công nghiệp điện tử. Tuy nhiên, điều kiện để sử dụng loại này là phải tiến hành cung cấp thêm một lượng điện thế nhất định để kích hoạt vận hành.
Tranzito PNP
Hay còn được gọi là Tranzito thuận hoặc Tranzito lưỡng cực, là sự kết hợp của 2 chất bán dẫn điện sẽ dẫn với cấu trúc PNP. Khi đó, để kích hoạt sử dụng chỉ cần cung cấp đủ nguồn năng lượng được nối ở cực góp và cực phát tiếp nối với đất là được.
Tiến hành xác định chân Tranzito NPN hay PNP
Khi sử dụng Tranzito, người dùng có thể căn cứ vào thứ tự các chân để phân biệt chính xác loại Tranzito. Do đó, hãy chuẩn bị trước 1 VOM kim để tiến hành các bước xác định:
Quy trình xác định chân Tranzito NPN và PNP
Bước 1: Tiến hành các phép đo cho 2 chân bất kỳ, khi đó 2 phép đo làm kim đồng hồ dịch chuyển chính là chân chung B.
Bước 2: Sau khi xác định được chân B, quan sát que đo nối với chân B là đỏ hay đen. Nếu là đỏ thì là PNP, còn đen thì là NPN.
Bước 3: Xác định chân C và chân E bằng cách chuyển đồng hồ để đo ôm thang x100.
- Đối với Tranzito PNP: Đặt giả thiết 1 chân là C và 1 chân là E, khi đó tiến hành đưa que đen tới chân C và que đỏ tới chân E. Lưu ý, que đỏ phải được nối với cực âm của pin đồng hồ. Rồi chạm chân B vào que đen, nếu kim đồng hồ dịch chuyển nhiều hơn so với giả thiết [chân ngược lại] thì giả thiết ban đầu là chính xác. Còn nếu không thì chứng tỏ giả thiết lúc đầu là sai và phải tiến hành đổi lại chân.
- Đối với NPN: Làm tương tự cách trên, nhưng với màu ngược lại.
Phân biệt Tranzito và Thyristor
Thyristor là một linh kiện bán dẫn có cấu tạo tương tự như Tranzito, nó còn biết đến với tên gọi chỉnh lưu Silic có điều khiển cho khả năng điều chỉnh phần tử bán dẫn với 4 lớp bán dẫn. Cấu trúc dễ nhận diện nhất chính là P-N-P-N, ứng dụng để chỉnh lưu dòng điện điều khiển. So với Tranzito thì chúng có những khác biệt cơ bản như sau:
Sự khác nhau cơ bản giữa Tranzito và Thyristor
- Lớp chất bán dẫn: Tranzito có 3 lớp, còn Thyristor có 4 lớp.
- Công suất hoạt động: Thyristor có thể chuyển một lượng điện năng lớn hơn nhiều so với Tranzito.
- Ứng dụng chủ yếu: Tranzito làm cho thiết bị chuyển mạch hoặc khuếch đại còn Thyristor lại không làm bộ khuếch đại được.
- Tính năng duy trì dòng điện: Tranzito NPN cần điện năng kích thích, còn Thyristor thì không.
Như vậy, bài viết trên đây chúng tôi đã cung cấp đến bạn nội dung về Tranzito cùng với đó là cách nhận biết các loại Tranzito. Đây được xem là kiến thức cơ bản hàng ngày, bởi chúng là các linh kiện điện tử vô cùng thông dụng trong đời sống hàng ngày. Do đó, hãy truy cập website maygiattham.com chính thức của chúng tôi mỗi ngày để cập nhật thêm các thông tin hữu ích hơn nữa nhé!