Transistor là gì? – Linh kiện bán dẫn chủ động điện tử

Transistor là một linh kiện điện tử quan trọng trong lĩnh vực điện tử và công nghệ. Nó thuộc loại linh kiện bán dẫn, chủ động điện tử, và được sử dụng để kiểm soát và ampli hóa tín hiệu điện.

Transistor là một thiết bị bán dẫn, có thể làm việc ở một trong ba trạng thái chính: cắt (off), bão hoà (saturation), và dẫn (on). Có hai loại transistor chính:

1. Transistor NPN: Trong transistor NPN, dòng điện chạy từ lớp N (âm) đến lớp P (dương) thông qua một cấu trúc bán dẫn bỏng nối với lớp N ở giữa. Khi điện áp được áp dụng ở cơ cấu cổng (cơ cấu điều khiển), nó có thể kiểm soát dòng điện chảy từ cơ cấu nhiệm vụ (lớp N) đến cơ cấu cộng (lớp P).
2. Transistor PNP: Trong transistor PNP, dòng điện chạy từ lớp P (dương) đến lớp N (âm) thông qua một cấu trúc bán dẫn bỏng nối với lớp P ở giữa. Khi điện áp được áp dụng ở cơ cấu cổng, nó có thể kiểm soát dòng điện chảy từ cơ cấu nhiệm vụ (lớp P) đến cơ cấu cộng (lớp N).

Transistor có nhiều ứng dụng quan trọng trong điện tử, bao gồm việc tạo ra bộ khuếch đại tín hiệu, công tắc điện tử, và các mạch điều khiển khác. Chúng được sử dụng trong việc xây dựng bộ mạch logic, ampli hiệu suất âm thanh, và nhiều ứng dụng khác.

Transistor là một trong những phát minh quan trọng trong lĩnh vực điện tử và đã có tác động sâu rộng đến sự phát triển của công nghệ hiện đại.

Transistor là gì? – Linh kiện bán dẫn chủ động điện tử

Transistor là một loại linh kiện bán dẫn chủ động, thường được sử dụng như một phần tử khuếch đại hoặc một khóa điện tử.

Transistor nằm trong đơn vị chức năng cơ bản tạo thành một cấu trúc mạch ở máy tính điện tử và tổng thể những thiết bị điện tử văn minh khác. Vì phân phối nhanh và đúng chuẩn nên những transistor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự như và số, như khuếch đại, đóng cắt, kiểm soát và điều chỉnh điện áp, điều khiển và tinh chỉnh tín hiệu, và tạo xê dịch. Transistor cũng được kết hợp thành mạch tích hợp ( IC ), có thể tích hợp tới một tỷ transistor trên một diện tích quy hoạnh nhỏ .

Cũng giống như diode, 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.

Tên gọi Transistor là từ ghép trong tiếng Anh của ” Transfer ” và ” resistor “, tức điện trở quy đổi, do John R. Pierce đặt năm 1948 sau khi nó sinh ra. [ 1 ] Nó có hàm ý rằng thực thi khuếch đại trải qua quy đổi điện trở, khác với khuếch đại đèn điện tử điều khiển và tinh chỉnh dòng qua đèn phổ cập thời kỳ đó .

Phân biệt những loại transistor PNP và NPN ngoài trong thực tiễn. Transistor Nhật Bản : thường ký hiệu là A. .., B. .., C. .., D. .. Ví dụ A564, B733, C828, D1555 trong đó những transistor ký hiệu là A và B là transistor thuận PNP còn ký hiệu là C và D là transistor ngược NPN. những transistor A và C thường có hiệu suất nhỏ và tần số thao tác cao còn những transistor B và D thường có hiệu suất lớn và tần số thao tác thấp hơn .Transistor sản xuất theo công nghệ tiên tiến của Mỹ thường ký hiệu là 2N … ví dụ 2N3055, 2N3904 vv …Transistor do Trung quốc sản xuất : Bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai vần âm. Chữ cái thứ nhất cho biết loại bóng : Chữ A và B là bóng thuận, chữ C và D là bóng ngược, chữ thứ hai cho biết đặc thù : X và P. là bóng âm tần, A và G là bóng cao tần. Các chữ số ở sau chỉ thứ tự loại sản phẩm. Thí dụ : 3CP25, 3AP20 vv ..
Cách mắc transistor lưỡng cực NPNSự hữu dụng thiết yếu của Transistor xuất phát từ năng lực sử dụng một tín hiệu nhỏ được đặt một cực của nó để điều khiển và tinh chỉnh một tín hiệu lớn hơn ở những cực còn lại. Tính chất này được gọi là Gain. Nó hoàn toàn có thể tạo ra tín hiệu đầu ra mạnh hơn, điện áp hoặc dòng điện, tỷ suất với tín hiệu nguồn vào ; Có nghĩa là, nó hoàn toàn có thể hoạt động giải trí như bộ khuếch đại. Ngoài ra, transistor hoàn toàn có thể được sử dụng để bật hoặc tắt dòng điện trong một mạch như thể một khóa điện tử .

Có hai loại transistor, có sự khác biệt nhỏ trong cách chúng được sử dụng trong một mạch. Một transistor lưỡng cực (ký hiệu BJT) có các chân Base (cực nền), Collector (cực thu) và Emitter (cực phát). Một dòng điện nhỏ được đặt vào cực Base (với transistor NPN dòng điện đi qua cực B và cực E) có thể điều khiển hoặc chuyển đổi một dòng điện lớn giữa cực Emiter và cực Collector. Đối với transistor hiệu ứng trường (FET), các chân kết nối có tên là Gate (cực cửa hay cực cổng), Source (cực nguồn) và Drain (cực máng hay cực cống). Nếu điện áp được đặt vào chân Gate có thể điểu khiển dòng điện giữa Source và Drain.

Hình ảnh cạnh bên mô tả một mạch điện sử dụng transistor lưỡng cực NPN. Điện tích sẽ lưu chuyển giữa các cực Emitter và Collector và phụ thuộc vào dòng điện đặt vào ở cực Base. Bởi vì kết nối giữa base và emitter hoạt động giống như cách mắc 2 diode, do đó Vout luôn phụ thuộc vào Vin.

Transistor làm công tắc nguồn[sửa|sửa mã nguồn]

Transistor ( BJT ) được dùng làm công tắc nguồn điện tử, Cực phát ( Emitter ) được nối với đấtCác transistor thường được sử dụng trong những mạch số như những khóa điện tử hoàn toàn có thể ở trạng thái ” bật ” hoặc ” tắt “, cho cả những ứng dụng nguồn năng lượng cao như chính sách chuyển mạch nguồn điện và cho những ứng dụng nguồn năng lượng thấp như những cổng logic số. Các thông số kỹ thuật quan trọng cho ứng dụng này gồm có chuyển mạch hiện tại, điện áp giải quyết và xử lý, và vận tốc quy đổi, đặc trưng bởi thời hạn của sườn lên và sườn xuống .

Transistor dùng để khuếch đại[sửa|sửa mã nguồn]

Mạch khuếch đại tín hiệu chung emiter, điện trờ R1, R2 dùng để chia điện áp phân cực cho transistor

Bộ khuếch đại chung cực phát hay chung emiiter được thiết kế như hình bên. khi có một sự thay đổi tín hiệu điện áp ở

V

i
n

{\displaystyle V_{in}}

, làm thay đổi cường độ dòng điện đi qua cực B; Với các đặc tính khuếch đại dòng điện của transistor, chỉ cần dao động nhỏ ở

V

i
n

{\displaystyle V_{in}}

transistor sẽ khuếch đại sự thay đổi đó và xuất tín hiệu ra ở cực C hay

V

o
u
t

{\displaystyle V_{out}}

.

Mỗi transistor hoàn toàn có thể có nhiều cách mắc khác nhau, tùy thuộc vào tính năng như dùng để khuếch đại dòng, khuếch đại điện áp hay cả hai .Từ đài Radio, điện thoại di động đến TV, hầu hết những loại sản phẩm đều có bộ khuếch đại âm thanh, hình ảnh, truyền dẫn vô tuyến, và giải quyết và xử lý tín hiệu. Bộ khuếch đại âm thanh tín hiệu rời rạc tiên phong chỉ phân phối vài trăm miliwatts, nhưng hiệu suất âm thanh từ từ ngày càng tăng lên với chất lượng và cấu trúc transistor tốt hơn .Ngày nay, transistor bán dẫn có hiệu suất lên đến vài trăm watt và giá cũng rẻ hơn trước .

Phương thức hoạt động giải trí[sửa|sửa mã nguồn]

• Transistor hoạt động được nhờ đặt một điện thế một chiều vào vùng biên (junction). Điện thế này gọi là điện thế kích hoạt (bias voltage)
• Mỗi vùng trong transistor hoạt động như một diode. 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.

So sánh với đèn điện tử chân không[sửa|sửa mã nguồn]

Trước khi transistor ra đời, đèn điện tử chân không là linh kiện chính dùng để khuếch đại tín hiệu

Với những ưu điểm sau transistor đã từ từ sửa chữa thay thế đèn điện tử trong hầu hết những ứng dụng :

• Không có bộ phận làm nóng cathode, giảm điện năng tiêu thụ, loại bỏ độ trễ khi chờ đèn khởi động, không chứa chất độc ở cathode.
• Kích thước và trọng lượng nhỏ giúp giảm kích cỡ sản phẩm.
• Transistor có thể được thu nhỏ cỡ nano mét và được tích hợp trong IC hay các vi mạch.
• Hoạt động ở mức điện áp thấp có thể sử dụng với pin tiểu
• Hiệu suất cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng ít năng lượng.
• Độ tin cậy và tuổi thọ cao, transistor có tuổi thọ hơn 50 năm. không giống như đèn chân không hiệu suất giảm dần theo thời gian.
• Linh kiện bán dẫn được thiết kế linh động, nhỏ gọn
• Ít bị sốc, vỡ khi rơi hoặc va chạm.

• Transistor vẫn có thể bị “già” và hoạt động kém đi theo thời gian.
• Khi hoạt động ở công suất lớn và tần số cao thì đèn chân không tốt hơn transistor bán dẫn.
• Do transistor làm từ chất bán dẫn nên rất dễ “chết” do sốc điện, sốc nhiệt
• Transistor nhạy cảm với tia bức xạ và tia vũ trụ (Phải dùng kèm chip bức xạ đặc biệt cho các thiết bị tàu vũ trụ);
• Đèn chân không khi khuếch đại tạo ra rất ít nhiễu và sóng hài, tạo ra âm thanh “sạch” khi nghe nhạc nên được rất nhiều người chơi âm thanh ưa chuộng.

1. ^ ” Transistor “. American Heritage Dictionary ( 3 rd ed. ). Boston : Houghton Mifflin. 1992 .

Liên kết ngoài[sửa|sửa mã nguồn]

Source: https://dichvubachkhoa.vn
Category: Linh Kiện Và Vật Tư