Transistor là gì? Cấu tạo, nguyên lý hoạt động và chức năng

Transistor là gì?

Transistor (tranzito) là một loại linh kiện bán dẫn chủ động, thường được làm khóa điện tử hoặc sử dụng trong mạch khuếch đại.

Ra đời từ năm 1947, tranzito được ghép bởi “Transfer” và “resistor” tức là điện trở chuyển đổi.

=> 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.

Kí hiệu transistor

Có 2 loại Transistor:

Các loại transistor

• Transistor Nhật bản : thường ký hiệu là A..., B..., C..., D... Ví dụ A564, B733, C828, D1555 trong đó các Transistor ký hiệu là A và B là Transistor thuận PNP còn ký hiệu là C và D là Transistor ngược NPN. các Transistor  A và C thường có công xuất nhỏ và tần số làm việc cao còn các Transistor B và D thường có công xuất lớn và tần số làm việc thấp hơn.
• Transistor do Mỹ sản xuất. thường ký hiệu là 2N... ví dụ 2N3055, 2N4073 vv...
• Transistor do Trung quốc sản xuất : Bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai chũ cái. Chữ cái thức nhất cho biết loại bóng : Chữ A và B là bóng thuận , chữ C và D là bòng ngược, chữ thứ hai cho biết đặc điểm : X và P là bòng âm tần, A và G là bóng cao tần. Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm. Thí dụ : 3CP25 , 3AP20 vv..

Xem thêm: Các loại transistor

Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

Tranzito được cấu tạo từ hai lớp bán dẫn điện, Khi ghép một bán dẫn điện âm nằm giữa hai bán dẫn điện dương ta được một PNP Transistor. Khi ghép một bán dẫn điện dương nằm giữa hai bán dẫn điện âm ta được một NPN Transistor. Về cơ bản thì tranzito tương đương với 2 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)

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.

Nguyên lý hoạt động của Transistor khá đơn giản, khi đặt điện thế 1 chiều vào chân B (điện thế kích hoạt) thì 2 chân E-C thông nhau như một dây dẫn bình thường.

• Ta cấp một nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó (+) nguồn vào cực C và (-) nguồn vào cực E.
• Cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B và E , trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E.
• Khi công tắc mở , ta thấy rằng, mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng vẫn không có dòng điện chạy qua mối CE ( lúc này dòng  IC = 0 )
• Khi công tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận do đó có một dòng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng IB
• Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dòng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB
• Như vậy rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ thuộc theo một công thức.

IC = β.IB

• Trong đó IC là dòng chạy qua mối CE
• IB là dòng chạy qua mối BE
• β là hệ số khuyếch đại của Transistor

Giải thích : Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng IBE do lớp bán dẫn P tại cực B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số điện tử tự do từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều, một phần nhỏ trong số các điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB còn phần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor.

Thông số kĩ thuật cần lưu ý của transistor

Dòng điện cực đại : Là dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới hạn này Transistor sẽ bị hỏng.

Điện áp cực đại : Là điện áp  giới hạn của transistor đặt vào cực CE , vượt qua điện áp giới hạn này Transistor sẽ bị đánh thủng.

Tấn số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt quá tần số này thì độ khuyếch đại của Transistor bị giảm .

Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE 

Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán một công xuất P = UCE . ICE  nếu công xuất này vượt quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor sẽ bị hỏng

Cách phân biệt Transistor thuận và Transistor nghịch

2 loại transistor PNP và NPN có chức năng tương đương nhau nhưng cách hoạt động lại ngược nhau. Vì vậy cầm trên tay con transistor thì bạn cần phải phân biệt Transistor thuận hay nghịch để sử dụng. Có 3 bước khá đơn giản để xác định:

Bước 1: Xác đinh chân B

Transistor có 3 chân, bạn tiến hành đo 2 chân bất kì, trong đó sẽ có 2 phép thử làm kim đồng hồ dịch chuyển.  Từ đó bạn xác đinh được chân chung (chân B)

Bước 2: Xác định Transistor thuận – nghịch

Đặt que đo 1 vào chân B đã xác định và que còn lại vào 1 trong 2 chân bất kì.

• Nếu que đo 1 là đỏ thì suy ra đó là Transistor loại NPN
• Nếu que đo 1 là màu đen thì suy ra Transistorđó là loại PNP

Bước 3: Xác định chân E-C

Chấm que (+) vào chân mà mình nghi ngờ là chân C, que (-) nối vào chân E (chân còn lại là chân B đã xác định ở trên), dùng ngón tay nối B và C lại,thấy kim lên thì đó chính là chân C, nghi ngờ đúng. nếu kim không lên thì nghi ngờ sai,thử lại.

Datasheet của Transistor

Để tra cứu bất cứ datasheet của Transistor nào một cách chính xác, bạn truy cập đường link:  https://alltransistors.com/ và gõ chính xác tên Transistor mà bạn cần tìm.

Xem sản phẩm cùng loại tại đây

Nếu bạn đang muốn tìm datasheet hay linh kiện khách thay thế hoặc có bất kì thắc mắc nào cần giải đáp hãy liên hệ ngay với kĩ thuật của chúng tôi theo hotline trên đầu website (Mr.Dũng).