Chào các bạn, hôm này mình chia sẻ đến các bạn một loại linh kiện điện tử được dùng nhiều hiện nay, đó là Transistor. 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. Show
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 Dung sẽ trả lời các câu hỏi liên quan đến transistor :
Nếu bạn đang tìm hiểu về Transistor thì Dung mong rằng các kiến thức trong bài viết này sẽ giúp ích cho các bạn. Transistor viết tắt của chữ gì?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. Transistor là gì & Transistor khuếch đại 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 là gì?Nói theo đầy đủ sách vở thì Transistor hay còn gọi là tranzito ( bóng bán dẫn): là một loại linh kiện bán dẫn chủ động, được sử dụng như một phần tử khuếch đại hoặc một khóa điện tử. Transistor nằm trong khối đơn vị cơ bản tạo thành một cấu trúc mạch ở máy tính điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác. Vì đáp ứng nhanh và chính xác nên các transistor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu, và tạo dao động. Transistor cũng được kết hợp thành mạch tích hợp (IC), có thể tích hợp tới một tỷ transistor trên một diện tích nhỏ. Cũng giống như điốt thì transistor được tạo thành từ hai chất 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. Các chế độ làm việc của Transistor như thế nàoĐể tìm hiểu các chế độ làm việc của bóng bán dẫn 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. Nói cách khác, Transistor hoạt động được nhờ đặt một điện thế một chiều vào vùng biên (junction) và điện thế này gọi là điện thế kích hoạt (bias voltage). Mỗi vùng trong transistor hoạt động như một Đi-ốt. Vì mỗi transistor có hai vùng và có thể kích hoạt với một điện thế thuận hoặc nghịch. Có tất cả bốn cách thức (mode) hoạt động cho cả hai PNP hay NPN Transistor. Phân cực thuận nghịch (The Active mode) dùng cho việc khuếch đại điện thuận. Phân cực nghịch thuận (Reverse-Active) dùng cho việc khuếch đại điện nghịch. Vùng (The Cut-Off) and (Saturation) modes dùng như công tắc (switch) và biểu hiện trạng thái 1,0 trong điện số. Đơn giản vậy thôi và 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. Cấu tạo Transistor – Transistor NPN và PNPTransistor PNP và NPN như hai anh em song sinh với nhau nhưng tính tình khác nhau hoàn toàn. PNP thuận tay phải còn được gọi là Transistor thuận hay phân cực thuận. Còn 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:
…. 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. Ký hiệu TransistorKý hiệu ( trên thân Transistor ): Hiện nay trên thị trường có nhiều loại Transistor của nhiều nước sản xuất nhưng thông dụng nhất là các transistor của Nhật bản, Mỹ và Trung quốc.
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.
Ví dụ: 2N3055, 2N4073 vv…
Ví dụ: 3CP25 , 3AP20,… Transistor NPN là gìĐầu tiên chúng ta cần biết được ký hiệu của Transistor NPN:
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 MạchĐể 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 :
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 HiệuĐể 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: 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 ( bóng bán dẫn) 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. Các bạn nên chú ý chiều của mũi tên đi vào E qua B ra C. Bản chất C và E là cùng loại bán dẫn của P nhưng kích thước, nồng độ bán dẫn khác nhau nên không thể hoán đổi vị trí cho nhau. Lưu ý: sơ đồ chân thực tế khác so với sơ đồ nguyên lý của bóng bán dẩn transistor. Cách mắc transistor PNPNguyên 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 PNPĐây 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 các bạn. 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 , dùng 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 dùng để phân cực cho transistor. Ví dụ: C1815 Đối với transistor PNP ta cũng làm giống 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 Cách để phân biệt transistor và thyristorChúng ta có một loại linh kiện điện tử có cấu tạo khá giống với transistor đó chính là thyristor và nó cũng được sử dụng khá phổ biến hiện nay. 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 và nó được dùng để chỉnh lưu dòng điện có điều khiển. Sự khác nhau cơ bản giữa Thyristor và Transistor là:
Transistor quangQuang – 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 quangDùng 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 suấtCó 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 gìTransistor 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 dễ 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 lớnNếu 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 dễ 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 DánNếu 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 trườngTransistor 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 dẫn có tiết diện dẫn 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 dẫn này chính là kênh dẩn điện. Điểm khác biết giữa FET và BJT chính là FET chỉ có một loại hạt tham gia dẫn điện. 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. Trước khi có transistor thì việc khuếch đại tín hiệu chúng ta sẽ thường dùng đến đèn điện tử chân không. Tuy nhiên vì chúng không đáp ứng tốt các tính năng cũng như các nhu cầu cần thiết nên chúng ta buộc phải thay thế chúng bằng transistor. Và cụ thể thì chúng ta sẽ có các ưu nhược điểm của transistor so với đèn điện tử chân không như sau: Ưu điểm của transistor là gì?
Nhược điểm của transistor là gì?
Lời kết:Như vậy Dung đã chia sẻ kiến thức cơ bản về linh kiện điện tử Transistor (BJT), Transistor là gì. Hy vọng bài viết sẽ cần thiết cho những bạn đang cần tìm hiểu. Vì là kiến thức cá nhân và thu thập được trên các trang mạng nên không thể tránh khỏi sai sót, rất mong được sự đóng góp của các bạn để bài viết được hoàn hảo hơn. Đây là bài viết chia sẻ kiến thức, bên Dung không kinh doanh mặt hàng này. Xin cám ơn! |
