Transistor Là Gì? Tìm Hiểu Về đặc điểm, Nguyên Lý Hoạt động Của ...

Transistor là gì ? Chúng chính là một trong những linh kiện vô cùng quan trọng. Đặc biệt được sử dụng nhiều nhất trong mạch điện tử. Mà phổ biến nhất là vi mạch máy tính destop, hệ thống laptop, tivi, điện thoại, loa… Chức năng chính dùng để khuếch đại, điều chỉnh tín hiệu hoặc đóng ngắt. 

Nội Dung Chính

Toggle

• Giải thích khái niệm transistor là gì ?
• Bạn biết gì về nguồn gốc của transistor
• Đặc điểm về cấu tạo của một transistor
• Transistor gồm những loại nào?
  • Dòng Transistor đến từ Nhật Bản
  • Transistor có nguồn gốc sản xuất tại Mỹ
  • Dòng Transistor do Trung quốc sản xuất
• Chi tiết về 2 dòng transistor NPN và PNP
• Transistor được tạo ra như thế nào ?
• Bật mí chi tiết về chức năng của một transistor là gì?
  • Ứng dụng của transistor trong làm công tắc
  • Ứng dụng trong làm bộ khuếch đại
  • Tìm hiểu về cách thức hoạt động của transistor
• Các xác định chân cho transistor nhanh và chính xác nhất
  • Bước 1: Xác định chân B: 
  • Bước 2: Xác định PNP và NPN chính xác
  • Bước 3: Xác định chính xác chân C và chân E
• Phân biệt transistor và thyristor như thế nào?
• So sánh transistor với đèn điện tử chân không
  • Các nhược điểm của transistor là gì ?

Giải thích khái niệm transistor là gì ?

Tên gọi khác của sản phẩm này là tranzito. Chúng được biết đến như một loại linh kiện bán dẫn. Về khả năng ứng dụng, sản phẩm thường được sử dụng để khuếch đại hoặc khóa điện tử. 

Chúng góp phần tạo thành một cấu trúc mạch ở máy tính điện tử và hệ thống thiết bị trong dãy điện tử khác. Ngoài ra, một số tính năng nổi bật có thể nhắc đến như khuếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu hoặc tạo mạch dao động. Một số khách hàng chưa biết đến khả năng kết hợp thành mạch tích hợp. Hay còn được gọi là mạch IC. Thậm chí, chúng ta  có thể tích hợp hàng nghìn, hàng tỷ transistor trên một diện tích cực nhỏ.

Bạn biết gì về nguồn gốc của transistor

Nhắc đến nguồn gốc của sản phẩm này, chúng ta không thể không kể đến nhà vật lý John Bardeen, Walter Brattain và William Shockley. Họ là những nhà khoa học lừng lẫy và nổi danh khi đã phát minh và tìm ra thành công tạo một phòng vật lý nhỏ ở New Jersey. Đó là vào năm 1947 khi cả 3 nhà vật lý người Mỹ đều còn khá trẻ. 

Lúc đó, nhóm nghiên cứu được dẫn đầu bởi Shockley. Họ đã phát triển một loại bộ khuếch đại mới cho hệ thống điện thoại Hoa Kỳ thời đó. Song những sản phẩm, thiết bị họ tìm ra lại có khả năng và sự vi diệu khi được ứng dụng vô cùng rộng rãi.

Trong đó, Bardeen và Brattain đã tạo ra Transistor đầu tiên. Lúc đó là vào thứ ba ngày 16 tháng 12 năm 1947. Tuy nhiên có một sự cố xảy ra khi Shockley – người đã đóng một vai trò lớn lại không được công nhận thành tích. Tuy nhiên, ông vẫn nỗ lực và phát triển không ngừng. Sau cùng, lý thuyết về Transistor ba ngã đã được nhà khoa học này tìm ra. Đây quả thực là một thiết bị tốt hơn nhiều so với các phát minh trước đó.

Đặc điểm về cấu tạo của một transistor

Về cấu tạo, transistor được tạo nên từ 3 lớp ghép lại với nhau. Chúng có 2 đầu mối nối tiếp theo giáp P – N. Transistor thuận có thứ tự ghép là PNP. Và ngược lại, transistor ngược có cấu trúc là NPN. Chúng được ví như 2 đi ốt ghép lại nhưng có dấu ngược chiều lại. Đây là một cấu trúc điểm hình của BJT. Cụ thể hơn, chúng có đặc điểm bởi hai loại điện tích cùng chạy trong mạch ( cả âm và điện tích dương).

Các lớp bán dẫn được nối và liên kết với nhau thành 3 cực chính. Riêng lớp ở giữa được gọi là cực gốc. Chúng được ký hiệu là B (Base). Lớp này khá mỏng và nồng độ tạp chất không cao. Các lớp bên ngoài được ký hiệu là E và C. Chúng có cùng loại bán dẫn. Tuy nhiên có sự khác biệt bưởi kích thước và phần trăm nồng độ của tạp chất bên trong đó. 

Transistor gồm những loại nào?

Về phân loại, transistor có 2 loại cơ bản và thường được ứng dụng nhiều đó là dạng PNP và NPN. 

Một cách phân loại khác dựa trên nguồn gốc và xuất xứ của đất nước sản xuất.

Dòng Transistor đến từ Nhật Bản

Chúng thường được ký hiệu bởi các chữ cái in hoa như A…, B…, C…, D… Chẳng hạn: A564, B733, C828, D1555. Quy ước hiện nay là transistor ký hiệu là A và B là transistor thuận PNP. Và ngược lại, ký hiệu C và D là transistor ngược NPN. 

Dòng A và C có công suất khá nhỏ trong khi B và D có công suất vô cùng lớn. 

Transistor có nguồn gốc sản xuất tại Mỹ

Chúng thường được ký hiệu là 2N…Ví dụ như tên 2N3065, 2N3904,…

Dòng Transistor do Trung quốc sản xuất

Tương tự, sẽ có một loại ký hiệu để nhận biết sản phẩm. Chẳng hạn, chúng sẽ sẽ bắt đầu bằng số 3 và tiếp theo là hai chữ cái. Chữ cái thứ nhất thể hiện và cho biết loại bóng. Chẳng hạn, A và B là ký hiệu của bóng thuận. Còn chữ C và D là ký hiệu thể hiện bóng ngược. Chữ thứ hai thể hiện đặc điểm của sản phẩm. Trong đó, X và P là bóng âm tần còn A và G là bóng cao tần. Và các con số theo sau sẽ phản ánh thứ tự sản phẩm. Chẳng hạn minh họa là: 3CP25, 3AP20 vv..

Chi tiết về 2 dòng transistor NPN và PNP

Về cơ bản, Transistor PNP và NPN có khá nhiều đặc điểm giống nhau và có cac đặc trưng của một transistor cơ bản. Tuy nhiên, tính chất cũng có nhiều điểm khác nhau hoàn toàn.

Transistor PNP thuận tay phải có tên gọi khác là transistor thuận hoặc phân cực thuận. Trong khi đó, NPN thuận tay trái sẽ được gọi là transistor nghịch hoặc phân cực nghịch đảo. 

Điểm giống nhau, Transistor NPN hay PNP đều có 3 chân E B C thể hiện cho các đặc điểm chính sau:

• Emitter nghĩa là cực phát.
• Base nghĩa là cực nền.
• Collector đại diện cho cực thu.

Một số loại transistor khác có thể nhắc đến như sau:

• Transistor lưỡng cực ký hiệu thường là BJT – Bipolar junction transistor.
• Transistor hiệu ứng trường ký hiệu thường là Field-effect transistor.
• Transistor mối đơn cực ký hiệu thường là UJT – Unijunction transistor.

Transistor được tạo ra như thế nào ?

Nguyên liệu sản xuất ký hiệu thường là là silicon. Ngoài ra, chúng ta cũng có thể pha tạp silicon với một số nguyên tố khác như boron, gali và nhôm. Ở trong transistor, Silicon sẽ có khá ít electron “tự do”. Đây là các silicon loại P (loại dương).

Bật mí chi tiết về chức năng của một transistor là gì?

Chức năng cơ bản và quan trọng nhất của transistor nằm ở khả năng sử dụng một tín hiệu nhỏ được đặt một cực. Từ đó, có thể điều khiển một tín hiệu lớn hơn ở các cực còn lại. Đây là tính chất có tên là Gain. Chúng giúp tạo ra tín hiệu đầu ra mạnh hơn. 

Dưới đây là 2 ứng dụng khá nổi bật của dòng sản phẩm này:

Ứng dụng của transistor trong làm công tắc

Hiện nay, sản phẩm được dùng trong các mạch số. Chúng phổ biến nhất là mạch khóa điện tử. Chúng ứng dụng năng lượng khá cao ở cả hai trạng thái bật và tắt. Một số thông số quan trọng gồm có chuyển mạch hiện tại, điện áp xử lý, và tốc độ chuyển đổi. Đặc biệt được đặc trưng bởi thời gian của sườn lên và sườn xuống.

Ví dụ, một chip bộ nhớ cần sự hiện diện của nhiều transistor. Và chúng có thể được bật hoặc tắt hoạt động riêng lẻ. Với hàng tỷ Transistor, khả năng lưu trữ là vô cùng lớn.

Ứng dụng trong làm bộ khuếch đại

Transistor là một bộ phận và thành phần quan trọng trong bộ khuếch đại của sản phẩm. Nếu có một sự thay đổi tín hiệu điệp áp, cường độ dòng điện đi qua từ cực B của bộ khuếch đại cũng sẽ đổi theo. Một dao động và thay đổi nhỏ ở transistor hoàn toàn có thể phát tín hiệu ở cực C. Hiện tại, transistor có nhiều cách mắc khác nhau. Chúng thường chịu sự chi phối bởi mục đích sử dụng là khuếch đại dòng hay khuếch đại điện áp.

Bộ khuếch đại là thiết bị cần thiết đối với Radio, điện thoại và tivi. Chúng giúp xử lý âm thanh, dữ liệu tốt hơn. Hiện tại, bộ khuếch đại âm thanh tín hiệu hiện nay thường cung cấp vài trăm miliwat. Nhưng công suất âm thanh sẽ gia tăng lên với chất lượng và cấu trúc tốt hơn. Điều đó đóng vai trò quan đối với máy trợ thính. 

Tìm hiểu về cách thức hoạt động của transistor

Để sản phẩm hoạt động, bạn cần đặt một điện thế một chiều vào vùng biên. Điện thế này có tên gọi là điện thế kích hoạt. Hiện tại, mỗi vùng trong transistor hoạt động tương tự như một Đi-ốt. Thông thường, mỗi transistor sẽ có hai vùng. Chúng có thể kích hoạt với một điện thế thuận hoặc nghịch. Hiện tại có một chế độ phân cực như sau:

• Phân cực thuận nghịch tên tiếng Anh: The Active mode dùng cho việc khuếch đại điện thuận
• Phân cực nghịch thuận tên tiếng Anh Reverse-Active dùng cho việc khuếch đại điện nghịch. 
• Vùng phân cực (The Cut-Off) and (Saturation) modes dùng như công tắc. Chúng biểu hiện trạng thái 1,0 trong điện số.

Các xác định chân cho transistor nhanh và chính xác nhất

Đồng hồ vạn năng là dụng cụ, thiết bị để xác định chân của một transistor. Cách thực hiện được tiến hành bởi các bước như sau:

Bước 1: Xác định chân B: 

Đầu tiên, bạn tiến hành đo ở hai chân bất kỳ. Sử dụng phép đo đồng hồ dịch chuyển. Chân B sẽ là chân cho phép đo này.

Bước 2: Xác định PNP và NPN chính xác

Sau bước xác định chân B là đến bước quan sát que đó là que màu gì. Hiện tại có hai màu chính là đỏ và đen. Lúc này, bạn nối chân B với chân đỏ và ngược lại.

Bước 3: Xác định chính xác chân C và chân E

Bạn sử dụng đồng hồ sau đó chuyển để đo Ohm thang một cách chính xác.

• Đối với cực PNP: Bạn đưa que đến một chân (giả thiết cực này là chân C); cực còn lại là chân E. Sau đó, để 2 chân còn lại tiếp xúc lại với nhau. Khách hàng chạm chân B vào que màu đen. Khi bạn dịch chuyển mà kim dịch chuyển nhiều với giả thuyết trước đó thì giả thuyết ban đầu là chính xác. Ngược lại bạn cần có phương án điều chỉnh phù hợp.
•  Đối với NPN khách hàng tiến hành làm tương tự. Tuy nhiên, bạn dùng màu cực ngược lại so với thực hiện ở trên nhé.

Phân biệt transistor và thyristor như thế nào?

Khách hàng đôi khi còn nhầm lẫn giữa transistor và thyristor. Vậy thực chất liệu có cách nào để phân biệt hai thiết bị này hay không? Theo đó, thyristor được gọi với tên gọi khác là chỉnh lưu silic. Chúng có thể điều khiển các phần tử bán dẫn. Chẳng hạn, P-N-P-N. Và nó được dùng để chỉnh lưu dòng điện trong trường hợp có điều khiển.

Một số điểm khác nhau có thể kể đến giữa transistor và thyristor là:

• Số lớp chất bán dẫn khác nhau: Thyristor sẽ có 4 lớp còn transistor chỉ có 3 lớp
• Về công suất sử dụng: thyristor có khả năng chuyển một lượng điện năng lớn hơn transistor nhiều lần.
• Ứng dụng cụ thể: Transistor có thể làm thiết bị chuyển mạch hoặc bộ khuếch đại còn thyristor thì không có khả năng này.
• Trong việc duy trì dòng điện: Transistor cần có dòng đầu vào hoạt động liên tục còn thyristor thì không nhất thiết phải vậy. 

So sánh transistor với đèn điện tử chân không

Trước đây, chúng ta hay sử dụng đèn điện tử chân không để khuếch đại tín hiệu. Sau đó với sự xuất hiện của các công nghệ tiên tiến, transistor được phát minh ra. Dưới đây là các ưu điểm nổi bật cho sự thay thế này:

• Sản phẩm không có bộ phận làm nóng cathode. Nhờ đó, chúng giảm điện năng tiêu thụ. Đặc biệt, loại bỏ độ trễ khi chờ đèn khởi động. Đặc biệt không chứa chất độc ở cathode nên an toàn đối với người sử dụng.
• Đặc biệt, chúng có thể hoạt động ở mức điện áp cực thấp. Do đó bạn có thể sử dụng pin tiêu để vận hành sản phẩm.
• Hiệu suất sử dụng cao. Đặc biệt, chúng thường được sử dụng trong các ứng dụng ít năng lượng.
• Sản phẩm có kích thước và trọng lượng nhỏ giúp giảm kích cỡ và khối lượng sản phẩm.

Các nhược điểm của transistor là gì ?

Cũng tương tự như một số sản phẩm khác, Transistor cũng có các nhược điểm của riêng nó. Dưới đây là một số điểm hạn chế mà khách hàng có thể phát hiện ra trong quá trình dùng sản phẩm.

Đầu tiên, chúng tạo ra âm thanh khá “lọc sạch”. Điều này được cho là không phù hợp với nhiều người ưa âm nhạc và ưa chuộng âm nhạc. 

Sản phẩm có thể hoạt động kém và độ bền giảm dần theo thời gian.

Chúng khá nhạy cảm với các tia bức xạ và tia vũ trụ.

Là sản phẩm làm từ chất bán dẫn, do đó chúng khá nhạy cảm và dễ bị Shock dõ điện hoặc nhiệt. 

Hy vọng các chia sẻ này sẽ giúp khách hàng định hình transistor là gì và tự giải thích một số vấn đề liên quan đến sản phẩm như khái niệm, công dụng và chức năng.