Transistor là gì?
Trước khi đi sâu vào đặc điểm cấu tạo của loại linh kiện điện tử này, bạn cần phải nắm được khái niệm Transistor là gì đã. Transistor hay còn được gọi với tên gọi khác là Tranzito. Đây là một trong những loại linh kiện bán dẫn chủ động, thường được ứng dụng như một phần tử khuếch đại hoặc khóa điện tử.
Đây là một trong những đơn vị cơ bản để cấu tạo nên một cấu trúc mạch trong phần cứng máy tính điện tử và các thiết bị có cấu tạo điện tử khác. Khi các linh kiện này kết hợp với nhau với số lượng lớn trong một diện tích nhỏ sẽ tạo thành một thành mạch tích hợp (IC)
Transistor là gì
Transistor là gì?
Với khả năng đáp ứng nhanh gọn với sự chính xác tuyệt đối của mình, transistor có nhiều ứng dụng trong lĩnh vực điện tử như: tạo thành mạch khuếch đại, điều chỉnh chỉ số điện áp và tín hiệu và thậm chí là tạo dao động.
Tên gọi Transistor này là kết hợp của hai từ tiếng Anh “Transfer” (chuyển đổi) và “Resistor” (cản trở) và được đặt tên bởi nhà khoa học John R. Pierce vào năm 1948. Tên gọi này đã thể hiện rõ chức năng của linh kiện này khi nó khuếch đại bằng cách chuyển đổi điện trở.
Cấu tạo của Transistor
Transistor có cấu tạo bao gồm 3 lớp làm từ hai loại chất bán dẫn khác nhau
Nguyên liệu tạo thành một Transistor bao gồm 2 chất bán dẫn P và N. Hai chất này được ghép với nhau theo cấu tạo 3 lớp và tạo thành hai mối tiếp giáp với hai thứ tự PNP hoặc NPN. Với cấu trúc PNP, ta sẽ tạo ra một Transistor thuận và ngược lại, chúng ta có một Transistor ngược nếu ghép theo thứ tự NPN.
Bản chất thì cấu tạo của Transistor chính là 2 Diode được đấu ngược chiều nhau và cấu trúc này được các nhà khoa học gọi tên là Bipolar Junction Transistor (BJT) để thể hiện dòng điện xuất hiện trong cấu trúc này là dòng di chuyển của cả hai điện tích âm và dương.
Chức năng của Transistor
Chức năng của transistor là đóng vai trò một công tắc tắt mở hoặc khuếch đại
Với transistor này ta sẽ thấy được hai chức năng chính của nó là transistor công tắc và transistor với một mục đích để khuếch đại.
Hình dạng của Transistor cũng thay đổi và phụ thuộc nhiều vào chức năng của nó. Dạng Transistor có hình dáng như hình trên thường đóng vai trò như một công tác điện tử để đóng mở chế độ bật tắt các ứng dụng cao và thấp.
Tuy nhiên chức năng được ứng dụng nhiều nhất của Transistor chính là khả năng khuếch đại. Bạn có thể bắt gặp các linh kiện này trong điện thoại và các loại điều khiển thiết bị điện tử như TV, đầu DVD nhằm mục đích điều khiển âm thanh và hình ảnh.
Ưu nhược điểm của Transistor
Ưu điểm
- Transistor có năng suất tiêu thụ điện năng tương đối tiết kiệm. Không chỉ vậy, linh kiện này luôn sẵn sàng hoạt động ngay tại thời điểm bạn kích hoạt, độ trễ gần như bằng không.
- Các nguyên liệu của Transistor thân thiện với môi trường, hoàn toàn không chứ các chất động hại vì không bao gồm bộ phận làm nóng cathode.
- Kích thước nhỏ gọn cũng là một điểm cộng lớn của Transistor. Yếu tố này giúp tối ưu hóa thiết kế và kích thước của sản phẩm rất nhiều.
- Transistor có hiệu suất làm việc rất cao và tuổi thọ dài. Giá thành rẻ và khách hàng dễ tiếp cận với nguồn hàng trong trường hợp cần thay thế sửa chữa. Bởi vậy mà Transistor rất được ưa chuộng và có mặt trong hầu hết các mạch điện tử của các thiết bị hiện đại ngày nay.
Nhược điểm
- Tuy có tuổi thọ dài nhưng Transistor cũng không thể đảm bảo được 100% năng suất hoạt động trong suốt thời gian sử dụng. Năng suất hoạt động của Transistor sẽ bị hao mòn theo thời gian nên sẽ gây ra một số bất tiện trong quá trình sử dụng.
- Transistor chỉ tối ưu với tần suất nhỏ. Nếu bạn muốn sử dụng với tần số cao và công suất lớn thì cần phải tìm đến những linh kiện khác.
- Transistor tương đối dễ hỏng bởi vật liệu làm nên linh kiện nay rất nhạy cảm với bức xạ, nhiệt và sốc điện.
Nguyên lý hoạt động của Transistor
Transistor được phân thành 2 loại là Transistor NPN và Transistor PNP và có nguyên lí hơi khác nhau nhưng về cơ bản thì vẫn tuân theo nguyên lí hoạt động được thể hiện ở sơ đồ dưới:
Nguyên lí hoạt động của một Transistor
Dẫn nguồn điện một chiều UCE vào 2 cực C và E với lần lượt cực dương đấu với C và cực âm đấu với E.
Khi công tắc được mở lên, dòng điện chạy qua hai cực C và E nhưng giữa 2 cực C và E vẫn không có điện chạy qua. Bởi vậy mà lúc này giá trị của IC = 0.
Ta tiến hành đóng công tắc, mối tiếp giáp P – N sẽ phân cực lại đưa dòng điện từ C đi qua công tắc tới R và tới cực E tạo thành dòng điện IB.
Khi dòng IB được hình thành, dòng IC sẽ chạy qua CE và khiến bóng đèn phát sáng. Tiến hành đo cường độ dòng điện của IC sẽ được khuếch đại nhiều lần so với IB.
Qua phân tích nguyên tác hoạt động của Transistor, chúng ta có thể xác định được cường độ dòng điện IC bằng công thức sau:
IC = β.IB
Trong đó:
IC là cường độ dòng điện tại cực C
IB sẽ cường độ dòng điện tại cực B
β là hệ số khuếch đại của Transistor
Khi dòng điện U được đưa vào hai cực CE sẽ bị chặn lại bởi mối tiếp giáp P-N. Sự chênh lệch về hệ số dẫn điện giữa hai hợp chất bán dẫn khi dòng điện được dẫn qua sẽ được khuếch đại cường độ lên từ IC thành IB và đưa tới cực E.
Phân loại
Cũng như các loại linh kiện điện tử khác, Transistor được phân loại thành 2 loại Transistor dựa theo cấu tạo của nó là PNP (Transistor thuận) và NPN (Transistor ngược)
Transistor NPN
Cấu tạo Transistor NPN
Transistor NPN hay còn gọi là Transistor ngược. Loại transistor này được cấu tạo từ nối ghép một bán dẫn dương nằm ở giữa hai bán dẫn điện âm đúng theo cấu trúc NPN. Cấu trúc này khiến NPN thường được ứng dụng để khuếch đại và dẫn điện trong ngành công nghiệp điện tử.
Tuy nhiên loại Transistor này yêu cầu cung cấp thêm một lượng điện thế xác định để có thể kích hoạt sử dụng.
Transistor PNP
Cấu tạo Transistor PNP
PNP còn được gọi là Transistor thuận hay Transistor lưỡng cực. Linh kiện này là sự kết hợp của hai chất bán điện dẫn với cấu trúc PNP. Transistor PNP chỉ cần một nguồn năng lượng được nối với cực góp và cực phát được nối với đất là có thể hoạt động bình thường.
Như vậy, bài viết trên đây đã đem đến cho bạn một số thông tin về Transistor là gì và cấu tạo cũng như nguyên lí của linh kiện điện tử vô cùng thông dụng trong đời sống sinh hoạt này. Hãy tiếp tục theo dõi website của chúng tôi để cập nhật thêm những kiến thức bổ ích liên quan tới lĩnh vực điện tử hiện đại nhé!
Nguồn: https://chuthapdoquangninh.org.vn/
Xem thêm:
- Máy biến dòng là gì? Cách chọn biến dòng CT
- Adapter là gì? Chức năng của bộ nguồn Adapter
- Module là gì? Ứng dụng của Module trong các lĩnh vực
- Encoder là gì? Nguyên lý và cấu tạo hoạt động
- Động cơ điện là gì? Cấu tạo và ứng dụng của động cơ điện
