Transistor là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động

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 ?

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 ?

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….

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. Transistor ? Cấu tạo Và nguyên lý hoạt động của nó

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 ?

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.

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 ? Transistor là gì ?

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 ?

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