Transistor Là Gì

Transistor là gì ? Nguyên lý hoạt động của transistor như thế nào ? Làm sao để xác định chân của transistor chính xác ? Phân biệt transistor với Thyristor. Cấu tạo của transistor và phân loại. Chức năng hoạt động của transistor. Ứng dụng thực thế của transistor là gì ? Tại sao phải sử dụng transistor mà không phải là thyristor ?

Giới thiệu transistor là gì ?
Một số loại transistor thông dụng trên thị trường

Chúng ta đã từng nghe đến điện trở, biến trở, transistor, thyristor, mosfet…. Vậy các linh kiện đó là gì và chúng được sử dụng ở đâu? Đối với dân điện tử thì không ai không biết đến tranzitor, biến trở…. Nhưng hầu hết chúng ta chưa hiểu hết về các linh kiện này. Trong bài viết này, tôi sẽ giới thiệu đến các bạn tất cả kiến thức liên quan đến linh kiện bán dẫn transistor – Hay còn gọi là tran-si-to, tranzito…. Trước tiên chúng ta cùng nhau tìm hiểu tên gọi của nó nhé. Transistor là gì ?

1. Khái niệm Transistor là gì ?

Khái niệm transistor là gì
Phân biệt lớp tiếp giáp NPN và PNP

Transistor hay còn gọi là tranzito 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.

Vậy tóm lại để trả lời câu hỏi Transistor là gì ? Chúng ta có thể nói nó là một linh kiện bán dẫn chủ động được sử dụng trong mạch khuếch đại, đóng ngắt….

Transistor là gì và phân loại
Cấu tạo cơ bản của một transistor

Về mặt cấu tạo, tranzito 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 Tranzito NPN. Chính vì thế Transistor được chia ra làm 2 loại là NPN và PNP.

Trong phần đầu tiên này chúng ta đã trả lời được câu hỏi Transistor là gì ? Ở phần sau tôi sẽ trình bày cấu tạo và nguyên lý hoạt động của từng loại Tranzito.

2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của transistor

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). Transistor là gì ?

Transistor là gì và cấu tạo
Sơ đồ thể hiện cấu tạo chính xác của transistor

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.

Transistor là gì ? NPN và PNP
Nguyên lý làm việc của một transistor

Sau khi tìm hiểu cấu tạo của tranzito, chúng ta sẽ tìm hiểu nguyên lý hoạt động của nó nhé. Transistor hoạt động được nhờ đặt một điện thế một chiều vào vùng biến (junction). Điện thế này gọi là điện thế kích hoạt. Có hai cách thức hoạt động của PNP và NPN là: phân cực nghịch, phân cực thuận. Transistor là gì ?

3. Cách xác định chân cho Transistor NPN PNP

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. Trong phần này tôi sẽ hướng dẫn các bạn cách kiểm tra đơn giản nhất. Transistor là gì ?

Cách xác định chân transistor là gì ?
Xác định từng chân của transistor sao cho đúng nhất ?

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

4. Thyristor là gì ? Phân biệt Transistor với Thyristor

Transistor là gì ? Thyristor là gì ?
So sánh thyristor và transistor

Một loại linh kiện bán dẫn khác có cấu tạo tương tự như Transistor và được sử dụng khá phổ biến đó là Thyristor. Vậy Thyristor là gì và nó khác với Transistor như thế nào ? Chúng ta cùng nhau tìm hiểu sơ qua về loại bán dẫn đặc biệt này nhé. Transistor là gì ?

Thyristor hay còn gọi là chỉnh lưu silic có điều khiển là phần tử bán dẫn có bốn lớp bán dẫn. Ví dụ: P-N-P-N. Nó được dùng để chỉnh lưu dòng điện có điều khiển. Sự khác nhau cơ bản giữa Thyristor và Transistor:

  • Về lớp chất bán dẫn: thyristor có 4 lớp còn transistor có 3 lớp
  • Về công suất: thyristor có khả năng chuyển một lượng điện năng lớn hơn tranzito
  • Ứng dụng: transistor làm thiết bị chuyển mạch hoặc bộ khuếch đại còn thyristor thì không làm bộ khuếch đại được
  • Về việc duy trì dòng điện: transistor cần có dòng đầu vào liên tục còn thyristor thì không.

5. Có tất cả bao nhiêu loại transistor trên thế giới ?

phân loại transistor đầy đủ nhất
Bảng tổng hợp đầy đủ các loại transistor trên thế giới

Khi nhắc đến transistor chắc hẳn chúng ta sẽ nghĩ ngay đến transistor NPN và transistor PNP. Tuy nhiên trên thực tế còn rất nhiều loại transistor khác nhau và chúng được phân loại như hình trên. Tổng quát thì transistor sẽ được chia ra làm 3 nhóm là:

  • Point Contact Transistor
  • BIJ (Transistor lưỡng cực)
  • FET (Transistor hiệu ứng trường)

Trong đó BIJ và FET là hai loại đang lưu hành nhiều nhất trên thị trường và chúng ta tiếp xúc nhiều nhất. Tuy nhiên trong phần này tôi sẽ chia sẽ những kiến thức liên quan đến cả ba loại trên để giúp các bạn dễ hình dùng nhất.

♥ Point Contact Transistor

point contact transistor
Hình minh họa cấu tạo của Point Contact Transistor

Đây là loại transistor đầu tiên được phát mình và nó sử dụng Germanium làm chất bán dẫn cùng với hai sợi dây dẫn Phốt pho đồng. Các xung dòng điện cao được sử dụng để nung chảy dây dẫn và làm cho phốt pho khuếch tán từ dây vào Germanium. Điều đó tạo thành các vùng loại P xung quanh các điểm. Cấu trúc PNP được hình thành.

Hiện nay chúng ta không còn sử dụng loại transistor này mà thay vào đó là loại BJT và FET.

♥ BJT Transistor

bjt transistor
Các loại transistor BJT

Loại transistor này được sử dụng phổ biến nhất hiện nay. Chúng ta hay gọi NPN hoặc PNP transistor thay vì gọi là BJT. Chúng ta hay gọi BJT transistor là transistor lưỡng cực vì chúng được cấu tạo từ 2 đi ốt. Chữ P và N trong BJT transistor dùng để chỉ điện tích của Silicon bán dẫn pha tạp là âm hay dương. 

Ở phần trên tôi đã trình bày về cấu tạo, nguyên lý hoạt động, cách xác định từng chân nên trong phần này tôi sẽ không nhắc lại nữa. Các bạn có thể kéo lên để xem lại ở trên nhé.

♥ FET Transistor

fet transistor
Transistor hiệu ứng trường – FET

Một loại transistor khác cũng được sử dụng khá phổ biến là FET. Hay còn gọi với tên khác là transistor hiệu ứng trường. Không giống như BJT, FET hầu như không yêu cầu dòng đầu vào (tín hiệu hoặc dòng phân cực). Điều này làm cho nó có một trở kháng ngõ vào vô cùng lớn. Đây là ưu điểm mà trên BJT sẽ không có. Transistor hiệu ứng trường được chia ra làm hai loại là: JFET và MOSFET

  • JFET: là loại bóng bán dẫn hiệu ứng trường đơn giản nhất. Không giống như transistor lưỡng cực, JFET sử dụng điện áp đặt vào cực Gate để điều khiển dòng điện chạy qua cực Gate và cực Source. Do đó dòng điện đầu ra sẽ tỷ lệ với điện áp đầu vào. Loại JFET này được sử dụng nhiều trong các mạch khuếch đại, công tắc điện tử. Trong JFET cũng được chia ra làm 2 loại nhỏ là JFET kênh n và JFET kênh p
  • MOSFET: là linh kiện bán dẫn bốn cực được chế tạo bởi quá trình oxy hóa có kiểm soát của Silicon. MOSFET có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng trường để tạo ra dòng điện. Đây là linh kiện bán dẫn có trở kháng đầu vào lớn và thích hợp để khuếch đại các nguồn tín hiệu yếu. MOSFET có khả năng đóng nhanh với dòng điện, điện áp lớn nên nó được sử dụng nhiều trong các bộ dao động tạo ra từ trường. Chúng ta có thể bắt gặp MOSFET trong các mạch điều khiển điện áp cao và nguồn xung.

Qua bài viết này, tôi đã giải quyết được câu hỏi transistor la gi ?. Hy vọng với những chia sẻ của tôi sẽ giúp được các bạn trong quá trình học tập và làm việc. Mọi thắc mắc các bạn có thể liên hệ:

Hotline/Zalo: 0868 31 39 86 (Mr. Dương)

Website: thietbigiare.net

Sản phẩm bán chạy

Bộ chuyển đổi mV ra 4-20mA

Màn hình hiển thị nhiệt độ