Transistor là gì? Cấu tạo, công dụng của transistor ra sao? - The first knowledge sharing application in Vietnam

Transistor là một trong những linh kiện quan trọng góp mặt trong các thiết bị điện tử. Nhất là với các thiết bị âm thanh như amply, cục đẩy,… thì Transistor là thành phần không thể thiếu. Đối với những người trong ngành thì không còn xa lạ gì với khái niệm này. Nhưng nếu là một người chưa tìm hiểu gì về thiết bị điện tử sẽ cảm thấy khó hiểu. Hôm nay, Lạc Việt Audio xin giới thiệu tới các bạn khái niệm Transistor là gì? Cấu tạo, công dụng của Transistor, ứng dụng trong thực tế. Cùng tìm hiểu qua bài viết dưới đây nhé!

Transistor là gì? Cấu tạo, công dụng của transistor ra sao?

Transistor là gì?

Transistor hay còn được gọi với cái tên là tranzito là một loại linh kiện bán dẫn chủ động. Chúng thường được sử dụng như một phần từ khuếch đại hoặc một khóa điện tử. Transistor xuất hiện trong hầu hết các cấu trúc mạch ở thiết bị máy tính điện tử và tất cả các thiết bị điện tử khác.

Tên Transistor là từ ghép trong tiếng Anh của Transfer và Resistor dịch ra tiếng Việt nghĩa là điện trở chuyển đổi. Nó có nghĩa là linh kiện này sẽ thực hiện khuếch đại thông qua chuyển đổi điện trở. Ngày nay thì Transistor được ứng dụng nhiều trong các thiết bị quen thuộc phổ biến hàng ngày như điện thoại, tivi, loa,…

Như vậy với khái niệm Transistor là gì thì bạn có thể hiểu đơn giản chúng là một linh kiện bán dẫn chủ động được sử dụng trong mạch khuếch đại, hoặc mạch đóng ngắt,…

>>> Tham khảo thêm:

Transistor là gì?

Các khái niệm liên quan đến Transistor

Transistor mosfet là gì?

Mosfet là viết tắt của từ Metal Oxide Semicondutor Field Effect Transistor là một loại transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với loại thông thường. Loại này có khả năng đóng rất nhanh các dòng điện và điện áp khá lớn nên được sử dụng chủ yếu cho các bộ dao động tạo ra từ trường. Ngoài ra thì chúng cũng được sử dụng rộng rãi trong các bo mạch điện tử, vô tuyến, điều khiển công suất động cơ, sử dụng trong mạch chopper.

Darlington Transistor là gì?

Được phát minh vào năm 1953, Darlington Transistor sử dụng hai bóng bán dẫn Bjt tiêu chuẩn được kết nối với nhau. Chúng kết nối trong một cấu hình mà những cực E của bóng bán dẫn cung cấp dòng điện phân cực cho cực B của bóng bán dẫn kia.

Transistor Bjt là gì?

Transistor Bjt (Bipolar junction transistor) hay còn gọi là transistor lưỡng cực là loại linh kiện bán dẫn có cấu trúc 2 tiếp xúc của 3 khối bán dẫn có đặc tính dẫn điện khác nhau. Sử dụng cực nền Base ở giữa và 2 cực bên , 1 cực thu. Nhìn chung thì nó cũng không khác Transistor thông thường quá nhiều.

Transistor Bjt là loại được ứng dụng rộng rãi nhất trong các thiết bị hiện đại ngày nay.

Transistor công suất là gì?

Transistor công suất là loại được sử dụng để khuếch đại tín hiệu, khuếch đại công suất, hay chuyển mạch AC-DC, DC-DC, UPS, đóng ngắt On-off, inverter,… Nếu bạn cảm thấy nó khó hiểu thì hãy nghĩ đơn giản ngay đến chiếc micro của bạn. Nó là ví dụ tiêu biểu sử dụng Transistor công suất. Âm thanh sau khi thu vào micro sẽ được khuếch đại lên rất nhiều lần tùy vào công suất thực tế của mic.

Transistor NPN, PNP là gì?

Transistor NPN và PNP khá giống nhau. Chúng chỉ khác về cách sắp xếp 3 thành phần bán dẫu là N-P-N hay P-N-P. Trong đó cực nền nằm giữa tương ứng với bán dẫn N còn cực thu Collector và cực Emitter phát nằm hai bên (với Transistor PNP). Với loại NPN thì ngược lại.

Transistor NPN, PNP là gì?

Transistor số là gì?

Transistor số (Transistor digital) là loại có cấu tạo giống như chiếc Transistor thông thường. Chỉ khác chân B sẽ được đấu thêm với một điện trở vài chục KΩ. Với Transistor số bạn sẽ thấy các ký hiệu như DTA, DTC, KRC,…

Transistor số được ứng dụng cho các mạch công tắc, mạch logic, mạch điều khiển,…

Bóng bán dẫn Transistor là gì?

Nhiều bạn thắc mắc về khái niệm này nhưng hiểu đơn giản thì bóng bán dẫn chính là khái niệm của Transistor mà chúng tôi nhắc đến ngay từ đầu.

Cấu tạo của Transistor

Về mặt cấu tạo thì Transistor bao gồm hai lớp bán dẫn điện ghép lại với nhau. Cụ thể là lớp loại P và loại N. Tuy vào cách sắp xếp mà ta có 2 loại tranzito. Nếu xếp theo thứ tự PNP thì ta sẽ có Transistor thuận còn xếp theo thứ tự NPN ta sẽ có Transistor nghịch.

Transistor sẽ có hai đi-ốt đấu ngược chiều nhau. Còn ba lớp bán dẫn được nối thành 3 cực, lớp giữa thì được gọi là cực gốc Base (ký hiệu là B). Lớp này có nồng độ tạo chất cực thấp và chúng cũng rất mỏng. Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát Emitter ký hiệu là E và cực thu Collector viết tắt là C.

Điểm khác biệt giữa các loại Transistor là vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn nhưng chúng sẽ có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau rất nhiều. Chính vì thế mà hình thành loại tranzito khác nhau mà chúng ta không thể tự ý hoán đổi chúng cho nhau được.

Cấu tạo của Transistor

Nguyên lý hoạt động của Transistor là gì?

Đối với nguyên lý hoạt động của Transistor thì cần phân tích hai loại Transistor vì chúng có nguyên lý khác nhau.

Với Transistor NPN

Khi cấp một nguồn 1 chiều UCE vào hai cực C và E. Trong đó (+) vào cực C và (-) vào cực E.
Cấp tiếp 1 nguồn 1 chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng hai cực B và E. Trong đó cực (+) vào chân B và cực (-) vào chân E.
Thực hiện mở công tắc thì thấy rằng dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng chúng không hệ có dòng điện chạy qua. IC = 0.
Thực hiện đóng công tắc, mối P-N được phân cực thuận khi đó có nguồn (+) UBE qua công tắc tới R hạn dòng và qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng IB
Ngay sau khi dòng IB xuất hiện, lập tức dòng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng. Lúc này thì dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB.

Như vậy có thể kết luận rằng dòng IC có mối liên hệ mật thiết vào dòng IB. Có thể biểu diễn mối quan hệ này bằng công thức:

IC = β.IB Trong đó:

IC là dòng chạy qua mối CE
IP là dòng chạy qua mối BE
β là hệ số khuếch đại của transistor (β càng lớn thì khả năng khuếch đại của tranzito càng lớn và ngược lại).

Khi có hiệu điện thế UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua phần tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, nhưng cho đến khi xuất hiện dòng IBE do lớp bán dẫn P tại cực rất mỏng và nồng độ tạp pha vô cùng thấp. Vì thế số điện tử tự do từ lớp bán dẫn nhỏ trong số các điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB. Còn lại thì phần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác động của điện áp UCE tạo thành dòng ICE chạy quá Transistor.

Với Transistor PNP

Nguyên lý hoạt động của Transistor PNP khá giống với NPN chỉ khác điểm đó là cực tính xcủa các nguồn điện UCE và UBE ngược lại. Khi đó thì dòng IC cũng chạy từ E sang C còn dòng IB đi từ E sang B.

Nguyên lý hoạt động của Transistor là gì?

Phân loại tranzito

Transistor có 2 loại chính là Transistor NPN và Transistor PNP nhưng còn tùy vào cách phân loại để xác định. Ví dụ như:

Theo chức năng chúng ta chia tranzito thành:

Transistor công suất
Transistor quang
Transistor dán

Theo cấu tạo cực ta có:

Transistor Bjt
Transistor Mosfet

Theo nhà sản xuất thì ta có:

Transistor Nhật Bản
Transistor do Mỹ sản xuất
Transistor Trung Quốc

Ngoài ra thì có nhiều nơi sản xuất nữa nhưng đây là 3 nơi sản xuất tranzito phổ biến nhất.

Phân loại tranzito

Ưu nhược điểm của Transistor

Ưu điểm

Điểm cộng của Transistor là chúng tiêu thụ lượng điện năng tương đối nhỏ. Độ trễ khởi động gần như bằng 0.
Transistor không hề chứa chất độc hại như một số linh kiện khác do chúng không có bộ phận làm nóng ca-tốt.
Kích thước siêu nhỏ nhẹ nên có thể sử dụng được cho nhiều sản phẩm, thiết bị khác nhau.
Tuy có hình dáng mi nhon là thế nhưng Transistor lại có hiệu suất hoạt động cao, tuổi thọ dài, hoạt động bền bỉ và đáng tin cậy.
Đèn chân không khi khuếch đại tạo ra rất ít nhiễu và sóng hài nên âm thanh cực sạch đây cùng là lý do khiến tranzito được sử dụng nhiều trong các thiết bị xử lý âm thanh.

Nhược điểm

Tuy là một linh kiện không thể thiếu trong các thiết bị điện tử và mang trong mình nhiều ưu điểm. Nhưng chúng cũng không tránh khỏi có những hạn chế như khả năng hoạt động có thể bị suy giảm theo thời gian.
Transistor dễ hỏng nếu bạn sử dụng thiết bị quá lâu hoặc bị sốc điện, sốc nhiệt.

Ưu nhược điểm của Transistor

Công dụng của Transistor là gì? Ứng dụng thực tế

Sau khi đã hiểu cơ bản được khái niệm Transistor là gì cũng như cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Transistor chắc hẳn bạn cũng đoán qua được công dụng của Transistor rồi đúng không? Ứng dụng của transistor rất rộng rãi trong thực thế hiện nay. Một số ứng dụng của transistor chính phải kể như:

Khuếch đại điện áp một chiều: Tranzito được sử dụng trong các mạch khuếch đại một chiều DC, khuếch đại tín hiệu AC hoặc sử dụng cho các mạch khuếch đại vi sai, mạch khuếch đại đặc biệt, mạch ổn áp.
Sử dụng làm công tắc: Các Transistor thường được sử dụng các mạch số như các khóa điện tử có thể ở trạng thái bật hoặc tắt. Sử dụng cho các ứng dụng năng lượng cao như chế độ chuyển mạch nguồn điện hay sử dụng cho các ứng dụng năng lượng thấp như các cổng logic số.
Khuếch đại công suất: Đây là phần ứng dụng của Transistor trong lĩnh vực âm thanh. Transistor xuất hiện trong hầu hết các mạch của các thiết bị âm thanh quan trọng như amply, cục đẩy công suất , loa, micro, mixer,….
Khuếch đại chuyển mạch công tắc: Ứng dụng của Transistor phổ biến nhất là điều khiển rơle chuyển mạch. Nếu bạn hiểu một chút về thiết bị âm thanh bạn sẽ thấy nó rất hay có trong các amply karaoke.

>>> Xem thêm: Sò công suất là gì? Đặc điểm, phân loại sò công suất chi tiết

Transistor sử dụng trong mạch khuếch đại amply

Cách xác định chân cho Transistor đơn giản

Nhiều bạn không biết cách xác định chân cho Transistor như thế nào và nghĩ nó sẽ rất khó thực hiện. Nhưng thực tế không phải vậy. Cách xác định chân cho Transistor không hề khó như bạn nghĩ. Để xác định được các chân của Transistor thì bạn cần đến một chiếc đồng hồ vạn năng VOM sau đó hãy thực hiện như sau:

Bước 1: Xác định chân B

Bạn sẽ tiến hành các phép đo ngẫu nhiên ở hai chân bất kỳ. Trong các lần đo chắc chắn sẽ có 2 phép đo kim đồng hồ dịch chuyển. Chân chung của hai lần đo đó chính là chân B.

Bước 2: Xác định là PNP hay NPN

Sau khi bạn đã xác định được chân B, hãy quan sát que đo nối với chân B là đỏ hay đen để xác định. Nếu chân nối với chân B là màu đỏ thì tức là PNP và ngược lại nếu là NPN.

Bước 3: Xác định chân C và E

Ở bước này, bạn sẽ phải thực hiện phức tạp hơn một chút. Chuyển đồng hồ về thanh đo Ohm x100:

Đối với PNP: Hãy coi như một chân và C và chân kia là E. Đưa que đen tới chân C, que đỏ tới chân E (que đỏ là que nối với cực âm của pin đồng hồ). Khi bạn để 2 chân kia tiếp xúc với nhau như vậy, hãy chạm chân B vào que đen. Nếu bạn thấy rằng kim dịch chuyển nhiều hơn so với các giả thiết chân ngược lại thì cách giả sử ban đầu của bạn là đúng. Nếu không thì chắc chắn nó sẽ ngược với giả thuyết ban đầu của bạn.

Đối với NPN: Ta chỉ cần là y hệt ngược lại tức là làm màu ngược lại là được.

Cách xác định chân cho Transistor đơn giản

Cách đo kiểm tra Transistor sống hay chết

Transistor khi sử dụng lâu, ví dụ trong các thiết bị âm thanh thì chúng có thể “chết” vì nhiều nguyên nhân khác nhau. Vậy cách đo kiểm tra tranzito sống chết như thế nào?

Transistor có thể bị hỏng với các trường hợp cụ thể như:

Đo thuận chiều từ B sang E hoặc từ B sang C => kim không lên nghĩa là transistor bị đứt BE hoặc đứt BC

Đo từ B sang E hoặc từ B sang C. nếu kim lên cả hai chiều là bị chập hay dò BE hoặc BC.

Đo giữa C và E nếu kim lên là bị chập CE.

Phép đo cho biết Transistor còn tốt, hoạt động bình thường

Trước hết nhìn vào ký hiệu ta biết được Transistor trên là bóng ngược, và các chân của Transistor lần lượt là ECB (dựa vào tên Transistor)

Bước 1: Chuẩn bị đo, bạn hãy để đồng hồ ở thang x1Ω

Bước 2 và bước 3: Đo thuận chiều BE và BC => nếu kim lên

Bước 4 và bước 5: Đo ngược chiều BE và BC => nếu kim không lên

Bước 6: Đo giữa C và E nếu thấy kim không lên

=> Bóng tốt.

Cách đo kiểm tra Transistor sống hay chết

Phép đo cho biết Transistor bị chập BE

Bước 1: Chuẩn bị giống phần trên

Bước 2: Đo thuận giữa B và E nếu kim lên = 0 Ω

Bước 3: Đo ngược giữa B và E nếu kim lên = 0 Ω

=> Bóng đã bị chập BE

Phép đo cho biết bóng bị đứt BE

Bước 1: Chuẩn bị trước khi đo giống hai phép đo phía trên

Bước 2 và 3: Đo cả hai chiều giữa B và E nếu bạn thấy kim không lên.

=> Bóng đã bị đứt BE

Phép đo cho thấy bóng bị chập CE

Bước 1: Chuẩn bị trước khi tiến hành đo

Bước 2: Đo cả hai chiều giữa C và E nếu kim lên = 0 Ω

=> Bóng đã bị chập CE

Trường hợp đo giữa C và E mà bạn chỉ thấy kim lên một chút là bị dò CE

Phân biệt Transistor với Thyristor

Chúng ta đã hiểu cơ bản được Transistor là gì cũng như các khái niệm liên quan. Nhưng vấn đề bây giờ là rất nhiều người nhầm lẫn Transistor và thyristor. Vậy Thyristor là gì? Làm sao để phân biệt Transistor với Thyristor?

Bạn có thể hiểu Thyristor hay còn được gọi là chỉnh lưu silic có điều khiển là một phần tử bán dẫn có 4 lớp bán dẫn. Về cấu tạo thì chúng khá giống với Transistor. Nhưng thay vì 3 thì chúng có 4 lớp bán dẫn. Ví dụ như N-P-N-P. Tuy nhiên nếu xét kỹ ra thì vẫn sẽ thấy chúng có nhiều điểm khác hẳn nhau như:

Về việc duy trì dòng điện: Transistor cần cung cấp một dòng đầu vào liên tục khi hoạt động còn thyristor thì không cần.
Về công suất: Khả năng chuyển một lượng điện năng lớn của thyristor tốt hơn so với người anh em Transistor của nó.
Số lớp bán dẫn: Thyristor có 4 lớp bán dẫn thay vì 3 như Transistor.
Ứng dụng: Khác với Transistor, Thyristor không được sử dụng trong các mạch khuếch đại.

Trên đây là bài viết giới thiệu về khái niệm Transistor là gì cũng như các kiến thức liên quan về Transistor. Mong rằng với những thông tin mà Lạc Việt Audio chia sẻ sẽ giúp bạn hiểu hơn về linh kiện này. Theo dõi chúng tôi để biết thêm thật nhiều thông tin bổ ích nhé! Hẹn gặp lại các bạn vào những bài viết sau.

duyshinota

Là người kinh doanh trong lĩnh vực âm thanh hơn 15 năm qua ,tôi hiện là giám đốc tại Lạc Việt Audio -nhà phân phối thiết bị âm thanh số 1 Việt Nam.Chúng tôi chuyên cung cấp và setup các sản phẩm thiết bị và hệ thống âm thanh chuyên nghiệp có chất lượng tốt nhất cùng mức giá cạnh tranh hàng đầu tại thị trường trong nước