Transistor Là Gì? Cấu Tạo – Nguyên Lý – Cách Mắc - Loadcell | MV

Transistor một trong những linh kiện quan trọng được dùng nhiều nhất trong các bo mạch điện tử trong máy tính destop, laptop, tivi, điện thoại, loa… với chức năng khuếch đại, điều chỉnh tín hiệu hoặc đóng ngắt. Từ Transistor được viết tắt bởi Transfer & Resistor. Có thể hiểu đơn giản là Transisitor khuếch đại bằng sự thay đổi giá trị điện trở.

Một trong những phát minh quan trọng nhất làm thay đổi nền công nghiệp thế giới như mạng Internet, cách mạng công nghiệp. Transistor tham gia trong tất cả các hoạt động của các thiết bị điện tử từ vi xử lý, IC, các chip lập trình,… Nếu không có transistor sẽ không có các việc như tính toán, điều khiển, khuếch đại trong các thiết bị chúng ta sử dụng hằng ngày.

Khác với các kiến thức hàn lâm mà các bạn được học tại trường. Trong bài chia sẻ này tôi sẽ trả lời các câu hỏi liên quan đến transistor :

• Transistor là gì
• Transistor hoạt động như thế nào
• Cách mắc transistor
• Transistor mosfet là gì
• Phân biệt Transistor công suất là gì
• Transistor số là gì
• Và nhiều hơn hế nữa

Nếu bạn đang tìm hiểu về Transistor thì mình mong rằng các kiến thức trong bài viết này sẽ giúp ích cho các bạn.

Cùng tìm hiểu nhé.

Transistor là gì và transistor khuếch đại

Nếu một ngày đẹp trời bạn gặp một con linh kiện điện tử có 3 chân như thế này thì bạn nên nghĩ ngay tới nó là một con Transistor.

Bỏ qua các cách gọi khá phức tạp, khó hiểu trên ghế nhà trường – sách vở. Transistor là một linh kiện điện tử có khả năng sử dụng tín hiệu nhỏ đặt ở một chân và điều khiển một tín hiệu lớn hơn tại chân còn lại hoặc dùng để đóng ngắt một tín hiệu nào đó đi qua nó.

Đơn giản như thế thôi.

Nó có thể khuếch đại tín hiệu đầu ra mạnh hơn như điện áp, dòng điện tương ứng với tín hiệu đầu vào.

Chính vì thế Transisitor còn được gọi là bộ khuếch đại hay transistor khuếch đại. Ngoài ra, transisitor còn có thể được sử dụng để đóng ngắt hoặc chỉnh lưu các vi mạch điện tử.

Transistor hoạt động như thế nào?

Để tìm hiểu transisitor hoạt động thế nào chúng ta cần biết rằng Transistor có hai loại : NPN và PNP. Mỗi loại có chức năng và cách sử dụng hoàn toàn khác nhau.

Sơ đồ trên nói rõ cách thức hoạt động của Transistor NPN được dùng để đóng ngắt như một công tắc để đóng ngắt đèn LED.

Đơn giản vậy thôi & quên các kiến thức hàng lâm Vcc, Ub, Uc, Ubc …

Chúng ta cùng tìm hiểu hai loại transistor PNP and NPN cùng các chức năng riêng của từng loại.

Transistor NPN và PNP

Transistor PNP và NPN như hai anh em song sinh với nhau nhưng tính tình khác nhau hoàn toàn.

Một anh PNP thuận tay phải còn được gọi là Transistor thuận hay phân cực thuận. Còn một anh NPN thuận tay trái hay Transistor nghịch hay phân cực nghịch.

Tranzito lưỡng cực hay còn gọi là Bipolar Junction Transistor ( BJT ) có 3 cực khác nhau tương ứng với 3 chân trên Transistor.

Dù là loại Transistor NPN hay PNP đều có 3 chân E B C được viết tắt bởi : Emitter – cực phát  , Base – cực nền, Collector – cực thu.

Có khá nhiều loại Transistor khác nhau cho các chức năng riêng biệt như :

• Transistor lưỡng cực (BJT – Bipolar junction transistor)
• Transistor hiệu ứng trường (Field-effect transistor)
• Transistor mối đơn cực UJT (Unijunction transistor)

….

Nhưng hai loại cơ bản nhất là Transistor NPN và PNP sẽ được mình sẽ nói nhiều về hai loại này về các mắc transistor cũng như ứng dụng thực tế một cách đơn giản nhất.

Transistor NPN là gì

Đầu tiên chúng ta cần biết được ký hiệu của Transistor NPN:

• Base ký hiệu là B hay còn gọi là cực nền
• Emitter ký hiệu là E hay còn gọi là cực Phát
• Collector ký hiệu là C hay còn gọi là cực Thu

Transistor NPN có 3 lớp N – P – N với cực B tương ứng với P nằm ở giữa còn E và C là hai cực nằm hai bên tương ứng với N.

Cách mắc Transistor NPN – Đóng / Ngắt Mạch

Để hiểu rõ hơn về mạch điều khiển chúng ta quan tâm tới các giá trị Ic – Ib – Ie. Trong đó : Ie = Ib+ ic

Để xem trạng thái hoạt động của transistor chúng ta làm như sau :

• Thay Ic thành một con LED
• Thay Ib bằng côn tắc ON-OFF
• Ie nối đất

Khi công tắc OFF tức hở mạch đèn LED tắt ( OFF ).

Khi công tắc ON tức đóng mạch thì đèn LED sáng ( ON )

Tóm lại cách hoạt động như trên thì Transistor hoạt động như một công tắc để đóng ngát9 một trạng thái nào đó trong mạch điện tử.

Mình ví dụ một cách đơn giản và dể hiển nhất mọi người hiễu được cách mắc Transistor và nguyên lý hoạt động của nó.

Cách mắc Transistor NPN – Khuếch Đại Tín Hiệu

Để sử dụng transistor làm mạch khuếch đại chúng ta xem hai sơ đồ trên hiểu rõ sự phân cực của Transitor như thế nào.

Phân cực là cách nói khi chúng ta cho một nguồn điện vào chân B qua điện trở – còn được gọi là trở phân cực. Cách làm này đưa transistor hoạt động và khuếch đại các tín hiệu đầu vào dù rất nhỏ.

Nếu không có điện trở Rdt này thì mạch có hoạt đông hay không?

Để trả lời câu hỏi này chúng ta xét hai trường hợp :

Trường hợp 1 : Hình đầu tiên không có điện trở Rdt

Tín hiệu đưa vào  cần khuếch đại có biên độ từ 0-0.5V. Khi đưa vào chân B tín hiệu này không đủ để tạo ra dòng phân cực giữa B và E.

Lưu ý rằng : điện áp đi qua B và E phải lớn hơn 0.6V mới có dòng đi qua.

Vì vậy, cũng không có dòng đi qua E và C

Điều này làm sụt áp trên Rg =0V nên điện áp ra tại chân C = Vcc

Trường hợp 2 : Hình thứ 2 bên phải có thêm điện trở Rtd

Khi có điện trở Rtd phân cực làm xuất hiện dòng giữa B và E. Cho một tín hiệu vào chân B sẽ làm cho dòng giữa B và E tăng hoặc giảm.

Điều này làm cho dòng giữa C và E cũng tăng hoặc giảm theo => sụt áp trên Rg. Sự sụt áp trên Rg chính là tín hiệu chúng ta cần quan tâm và sử dụng để khuếch đại.

Kết quả là đầu thu được một tín hiệu tương tự đầu vào nhưng có biên độ lớn hơn

Kết luận : Transistor được sử dụng để khuếch đại tín hiệu thông qua cách phân cực cho Transistor.

Transistor PNP là gì?

Xét về cấu tạo transistor PNP gồm 3 thành phần bán dẩn  P – N – P ghép với nhau. Trong đó cực Base – cực nền nằm giữa tương ứng với bán dẩn N, còn cực Collector – cực thu và cực Emitter – cực phát nằm hai bên.

Các cực Base viết tắt là B, cực Collector viết tắt là C, cực Emitter viết tắt là E. Chúng ta nên chú ý chiều của mũi tên đi vào E qua B ra C.

Bản chất C và E là cùng loại bán dẩn của P nhưng kích thước, nồng độ bán dẩn khác nhau nên không thể hoán đổi vị trí cho nhau.

Lưu ý rằng : sơ đồ chân thực tế khác so với sơ đồ nguyên lý của bóng bán dẩn transistor.

Cách mắc transistor PNP

Nguyên lý hoạt động của Transistor PNP tương tự như NPN nhưng cực tính của PNP ngược lại với NPN.

Dòng điện đi qua PNP là đi từ E sang C nhưng dòng đi qua E và B tỉ lệ nghịch với nhau.

Khi B cực đại thì E = 0 A và ngược lại E cực đại thì B = 0 A.

Cách xác định chân Trasistor NPN và PNP

Đây là cách đo con BJT loại NPN. Dùng đồng hồ VOM để thang R nhân 1, dùng que đo bất kỳ hai chân nào của transistor,nhớ đảo que đo qua lại nha , nếu thấy hai chân nào mà đảo hai đầu đo , đo vẫn không lên ( VOM chi 0 Ohm ) thì hai chân đó là CE. Chân còn lại chắc chắn là chân B. Để thang đo lên R nhân 10k , dung 2 que đo để trên chân CE , kích chân B , nếu kim lên nhiều thì que đen ở đâu , ở đó là chân C, que đỏ là chân E , nếu để que đo ở hai chân CE dùng tay chạm nhẹ chân B mà vẫn thấy kim lên ít quá , phải đảo que đo lại, làm sao khi ta dùng tay chạm nhẹ chân B của transistor kim phải lên nhiều là đúng . Động tác dùng tay kích nhẹ lên transistor là dủng để phân cực cho transistor đó . Ví dụ C1815

Đối với transistor PNP ta cũng làm y chang như vậy , nhưng kết quả chân CE có phần ngược lại với NPN , que đỏ ở đâu là chân C , đen là chân E. Ví dụ A1015

Transistor Quang

Quang – ở đây là ánh sáng nên đây là một dạng transistor ảnh hưởng bởi tác dụng bởi ánh sáng tác động vào. Hoạt động như một diot quang nhưng có cấu tạo là một transistor NPN – PNP thông thường nhưng có cực Base hở.

Phần thu nhận ánh sáng là một thấu kính trong suốt để tập trung ánh sáng vào N-P.

Ứng dụng cho loại Transistor quang này dùng để đóng ngắt mạch hoặc đóng mở đèn cũng có thể ứng dụng cho các mạch tự động tắt – mở đèn khi trời sáng – tối.

Ngoài ra transistor quang còn được dùng để đo cường độ ánh sáng

Transistor công suất

Có rất nhiều loại transisitor có trong điều khiển với nhiều ứng dụng khác nhau. Tương ứng với một điều kiện sử dụng chúng ta phải chọn một loại Transistor tương ứng cho phù hợp.

Cùng tìm hiểu tiếp về loại transistor công suất là gì nhé.

Transistor công suất là gì?

Transistor công suất được sử dụng để khuếch đại tín hiệu, khuếch đại công suất, chuyển đổi mạch AC-DC, DC-DC, ups, inverter, converter, đóng ngắt ON-OFF…

Trong đó transistor dạng Mosfet được sử dụng rất nhiều so với BJT bởi nó hoạt động dựa vào nguyên tắc hiệu ứng từ trường.

Ứng dụng dể hiểu nhất của việc sử dụng Transistor công suất chính là cái Micro mà chúng ta thường sử dụng. Âm thanh thu vào micro sẽ được phóng đại lên rất nhiều lần tuỳ theo công suất của Micro.

Công suất lớn hay nhỏ, trầm hay bổng phụ thuộc rất nhiều vào mạch điều khiển. Trong đó, vai trò của Transistor chiếm vai trò trung tâm.

Một số Transistor công suất khuếch đại có khả năng chịu dòng 10A cho đến hàng trăm Ampe với điện áp đánh thủng từ 50V cho đến 400V.

Việc chọn một transistor công suất phù hợp cần phải có kinh nghiệm hoặc chọn theo thông số mạch thiết kế để đảm bảo sử dụng đúng mục đích.

Bởi vì

Có thể hai con transistor có thông số gần như giống nhau nhưng lại áp dụng cho một ứng dụng khác nhau. Việc sử dụng tương đương hoàn toàn có thể nhưng không điều chế ra được kết quả như mong muốn.

Transistor công suất lớn

Nếu một ngày đẹp trời bạn nhìn thấy một bo mạch có một tấm nhôm rất to trong bo mạch thì đó là vị trí tản nhiệt của các thiết bị hoặc mạch công suất.

Transistor công suất có đặc điểm rất dể nhận biết chính là có một tấm tản nhiệt phí sau Mosfet bởi nhiệt độ ảnh hưởng tới hiệu suất làm việc và tuổi thọ của transitor công suất.

Transistor Dán

Nếu bạn có cơ hội mở ra các bo mạch của máy tính PC hoặc tivi chúng ta sẽ hoàn toàn không thấy các linh kiện điện tử như lúc đi học, tìm hiểu, làm mạch.

Mà chỉ thấy các linh kiện siêu nhỏ trên các bo mạch của hãng tích hợp trên main. Các linh kiện này phần lớn là các linh kiên dán.

Transistor cũng phải theo công nghệ dán để đảm bảo thẩm mỹ và độ mỏng của sản phẩm. Transistor trên các bo mạch này gọi là transistor dán.

Transistor hiệu ứng trường

Transistor trường hay Tranzito trường được viết tắt là FET với hai loại chính JFET và IGFET ( MOSFET và MESFET ).

Transistor trường hoạt động dựa trên nguyên tắc dòng điện đi qua trường bán dẩn có tiết diện dẩn điện, điện trở suất, nồng độ hạt thay đổi dưới tác dụng của điện trường. Dòng điện này đi qua vuông góc với lớp bán dẩn do đó điều khiển được dòng điện đi qua nó.

Lớp bán dẩn này chính là kênh dẫn điện. Điểm khác biết giữa FET và BJT chính là FET chỉ có một loại hạt tham gia dẩn điện.

Lời kết: 

Ứng dụng của Transistor trường phù hợp cho các mạch có biên độ tín hiệu nhỏ như khuếch đại, trộn sóng, khuếch đại cao tần, các giao động. Một số transistor trường có thể thoát dòng lớn lên tới vài chục ampe và công suất lên tới vài chục Watt.