Sở gd&đt cao bằng

Trường thpt nguyên bình

transistor
(Bóng bán dẫn)

Cũng giống như Diot, Transistor được tạo thành từ 2 bán dẫn điện.
Khi ghép một bán dẫn điện âm nằm giữa 2 bán dẫn điện dương ta được 1 PNP Transistor.
A.Khái niệm
- Khi ghép một bán dẫn điện dương nằm giữa 2 bán dẫn điện âm ta được 1 NPN Transistor.
1. Đầu dẫn (Base)
* Mọi Transistor đều có 3 chân:
2. Đầu thu (Collector)
3. Đầu phát (Emitter)
Để phân biệt PNP hay NPN ta căn cứ vào ký hiệu linh kiện dựa vào mũi tên trên đầu phát.
Nếu mũi tên hướng ra thì Transistor là NPN.

Nếu mũi tên hướng vào thì Transistor là PNP.

1. Cấu tạo
Transistor gồm 3 lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành 2 mối ghép tiếp giáp P-N, nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận, nếu ghép thứ tự NPN ta được Transistor ngược. Về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với 2 Diode đấu ngược chiều nhau.
Cấu tạo Transistor
* Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối thành 2 cực:
- Cực phát Emitter viết tắt là E.
- Cực thu(Cực góp) Collector viết tắt là C.
- Ba lớp bán dẫn được nối ra thành 3 cực, lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B(Base). lớp bán dẫn rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.
* Vùng bán dẫn E & 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.
* Xét hoạt động của Transistor NPN.
2. Nguyên tắc hoạt động của Transistor
Mạch khảo sát về Nguyên tắc hoạt động
của Transistor
Giả Sử, Ta cấp nguồn 1 chiều UCE vào 2 cực C&E. Trong đó: (+) nguồn vào cực C, (-) nguồn vào cực E.
Ta cấp thêm nguồn 1 chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào 2 cực B&E. Trong đó: (+) nguồn vào chân B, (-) nguồn vào chân E.
- Khi công tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận. Do đó, có 1 dòng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối BE về cực (-) nguồn tạo thành dòng Ib.
- Khi công tắc mở, ta thấy rằng, mặc dù 2 cực C&E đã được cấp điện nhưng vẫn không có dòng điện chạy qua mối CE (lúc này dòng Ic = 0).
Mạch khảo sát về NTHĐ
của Transistor
- Ngay khi dòng Ib xuất hiện => lập tức cũng có dòng Ic chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng và dòng Ic mạnh gấp nhiều lần dòng Ib.
Trong đó:
- IC là dòng chạy qua mối CE.
- IB là dòng chạy qua mối BE.
- ? là hệ số khuếch đại của Transistor
=> Như vậy, rõ ràng dòng Ic hoàn toàn phụ thuộc vào dòng Ib và phụ thuộc theo 1 công thức: IC = ?. IB
Mạch khảo sát về NHĐ của Transistor

- Khi có điện áp UCE, nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng IBE do lớp bán dẫn P tại cực B rất mỏng & nồng độ pha tạp thấp. Vì vậy, số điện tử tự do từ lớp bán dẫn N (cực E) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P (cực B) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều, một phần nhỏ trong số các điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB, còn phần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor.
Giải thích:
Mạch khảo sát về NTHĐ
của Transistor

- Sự hoạt động của Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN, nhưng cực tính của các nguồn điện UCE & UBE ngược lại. Dòng IC đi từ E sang C còn dòng IB đi từ E sang B.
* Xét hoạt động của Transistor PNP
Mạch khảo sát về NTHĐ
của Transistor

3. Ký hiệu & hình dạng.
Loại công suất nhỏ,
Loại công suất lớn
- Hiện nay, trên thị trường có nhiều loại Transistor của nhiều nước sản xuất nhưng thông dụng nhất là các nước Nhật, Mỹ, Trung quốc
4. Ký hiệu trên thân.
Transistor Nhật Bản: Thường ký hiệu là A....,B.....,C.....D
Ví dụ: A564, B733, C828, D1555.
Trong đó:
Loại A,B là loại thuận PNP
Loại C,D là loại ngược NPN
Loại A,C thường có công suất nhỏ & tần số làm việc cao.
Loại B,D thường có công suất lớn & tần số làm việc thấp hơn.


Transistor của Trung quốc sản xuất: Bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là 2 chữ cái.
Transistor của Mỹ sản xuất, thường có ký hiệu là 2N..
Ví dụ: 2N3055, 2N4073....
Chữ cái thứ nhất cho biết loại bóng:
Chữ A & B là bóng thuận, chữ C & D là bóng ngược.

Chữ cái thứ 2 cho biết đặc điểm:
X & P là bóng âm tần, A & G là bóng cao tần.
Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm.
Ví dụ: 3CP25, 3AP20,.....
- Với các loại Transistor công suất nhỏ thì thứ tự chân C & B tùy theo bóng của nước nào sản xuất, nhưng chân E luôn ở bên trái nếu ta để Transistor như hình dưới:
5. Cách xác định chân E,B,C của Transistor
- Nếu là Trans do Nhật sản xuất: Ví dụ loại C828, A564 thì chân C ở giữa, chân B ở bên phải.
- Nếu Trans do Trung quốc sản xuất thì chân B ở giữa, chân C ở bên phải.
Tuy nhiên, một số Trans được sản xuất nhái thì không theo thứ tự này. Để biết chính xác ta dùng phương pháp đo bằng "Đồng hồ vạn năng".
- Với loại Trans công suất lớn thì hầu hết đều có chung thứ tự chân là:
+ Bên trái là cực B
+ ở giữa là cực C
+ Bên phải là cực E

Trans công suất lớn
- Với loại Trans công suất nhỏ thì thông thường chân E ở bên trái.
Trans công suất nhỏ
Vậy, Ta chỉ cần xác định chân B và suy ra chân C là chân còn lại.
Ta để đồng hồ thang đo x1?, đặt cố định 1 que đo vào từng chân, que kia chuyển sang 2 chân còn lại.
Nếu kim lên = nhau thì chân có que đặt cố định là chân B.
Nếu que đồng hồ cố định là que đen thì là Trans ngược, là que đỏ thì là Trans thuận.
* Đo xác định chân B & C.
- Trans khi hoạt động có thể hư hỏng do nhiều nguyên nhân, như hư hỏng do nhiệt độ, độ ẩm, điện áp nguồn tăng cao hoặc do chất lượng của bản thân Trans. Để kiểm tra ta cần nhớ cấu tạo của chúng.
6. Phương pháp kiểm tra Trans.
- Kiểm tra Trans thuận PNP, tương tự kiểm tra 2 Diode đấu chung cực Katôt, điểm chung là cực B, Nếu đo từ B =>C và B =>E(Que đỏ vào B, vì thực tế que đỏ là âm nguồn) thì tương đương như đo 2 Diode thuận chiều => Kim lên. (Tất cả các trường hợp khác không lên).
- Kiểm tra Trans ngược NPN, tương tự kiểm tra 2 Diode đấu chung cực Anôt, điểm chung là cực B, Nếu đo từ B =>C và B =>E(Que đen vào B, vì thực tế que đen là dương nguồn) thì tương đương như đo 2 Diode thuận chiều => Kim lên. (Tất cả các trường hợp khác không lên).
* Trans có thể bị hỏng ở các trường hợp sau:
- Trái với các điều trên là Trans hỏng.
+ Đo thuận chiều từ B => E hoặc từ B => C ? kim không lên là đứt BE hoặc BC.
+ Đo từ B => E Hoặc từ B=> C ? kim lên cả 2 chiều là chập hay dò BE hoặc BC.
+ Đo giữa C và E ? kim lên là bị chập CE
Phép đo cho biết Trans còn tốt.
Bước 1: Chuẩn bị đo để đồng hồ ở thang đo x1?
Bước 2 &3: Đo thuận BE&BC =>kim lên.
Bước 4 &5: Đo ngược chiều BE&BC => kim không lên.
Bước 6: Đo giữa C&E kim không lên.
Phép đo cho biết Trans bị chập BE.
Bước 1: Chuẩn bị đo để đồng hồ ở thang đo x1?
Bước 2: Đo thuận giữa B&E =>kim lên.
Bước 3: Đo ngược giữa B&E => kim lên .
Phép đo cho biết Trans bị đứt.
Bước 1: Chuẩn bị.
Bước 2&3: Đo cả 2 chiều giữa B&E => kim không lên.
Phép đo cho biết Trans bị chập CE.
Bước 1: Chuẩn bị.
Bước 2&4: Đo cả 2 chiều giữa C&E => kim lên
Trường hợp đo giữa C&E kim lên một chút là bị dò CE
- Dòng điện cực đại: là dòng điện giới hạn của Trans, vượt qua dòng giới hạn này Trans sẽ bị hỏng.
7. Các thông số kỹ thuật
- Điện áp cực đại: là điện áp giới hạn của Trans đặt vào cực CE, vượt qua điện áp giới hạn này Trans sẽ bị đánh thủng.


- Tần số cắt: là tần số giới hạn mà Trans làm việc bình thường, vượt quá tần số này thì độ khuếch đại của Trans bị giảm.
- Hệ số khuếch đại: là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE.

- Công suất cực đại: Khi hoạt động Trans tiêu tán 1 công suất P = UCE . ICE Nếu công suất này vượt quá công suất cực đại của Trans thì Trans sẽ bị hỏng.

* Transistor số(Digital Transistor): Có cấu tạo như loại thường, nhưng chân B được đấu thêm một điện trở vài trục K?.
8. Một số Trans đặc biệt.
* Transistor số thường được sử dụng trong các mạch công tắc, logic, điều khiển, khi hoạt động người ta có thể đưa trực tiếp áp lệch 5V vào chân B để điều khiển đèn ngắt mở.
* Thường có ký hiệu là DTA, KRA, RN22...(đèn thuận), DTC, KRC, RN12, ....(đèn ngược)
* Ký hiệu của Transistor số (Digital Transistor)
Ví dụ: DTA132, DTC124.....
- Trans công suất lớn thường được gọi là sò. Sò dòng, sò nguồn...các sò này được thiết kế để điều khiển bộ cao áp hoặc biến áp nguồn xung hoạt động, chúng thường có điện áp hoạt động cao và cho dòng chịu đựng lớn. Các sò công suất dòng(Ti Vi màu) Thường có đấu thêm các Diode đệm ở trong song song với cực CE.
* Transistor công suất dòng(Công suất ngang)
Sò công suất dòng
trong ti vi màu
a. ứng dụng.
9. Cấp nguồn và định thiên cho Trans.
- Thực ra 1 thiết bị không có Trans thì chưa phải là thiết bị điện tử. Vì vậy Trans có thể xem là một linh kiện quan trọng nhất trong các thiết bị điện tử, các loại IC thực chất là các mạch tích hợp nhiều Transtrong 1 linh kiện duy nhất trong mạch điện. Trans được dùng để khuếch đại tín hiệu Analog, chuyển trạng thái của mạch Digital, sử dụng làm các công tắc điện tử, làm các bộ tạo dao động.v.v..
- Để sử dụng Trans trong mạch ta cần phải cấp cho nó một nguồn điện tùy theo mục đích sử dụng mà nguồn điện được cấp trực tiếp vào Trans hay đi qua điện trở, cuộn dây... Nguồn Vcc cho Trans được quy ước là nguồn cấp cho cực CE.

b. Cấp điện cho Trans (Vcc - Điện áp cung cấp)


Cấp nguồn Vcc cho Trans ngược và thuận
* Ta thấy rằng: Nếu Trans là ngược NPN thì Vcc phải là nguồn (+), Nếu Trans là thuận PNP thì Vcc là nguồn (-).
* Định thiên: Là cấp một nguồn điện vào chân B(qua trở định thiên) để đặt Trans vào trạng thái sẵn sàng hoạt động, sẵn sàng khuếch đại các tín hiệu cho dù rất nhỏ.
c. Định thiên (phân cực) cho Trans.
? Tại sao phải định thiên cho Trans nó mới sẵn sàng hoạt động?
ở trên là 2 mạch sử dụng Trans để khuếch đại tín hiệu, một mạch chân B không được định thiên & một mạch chân B được định thiên thông qua Rđt
Các nguồn tín hiệu đưa vào khuếch đại thường có biên độ rất nhỏ( từ 0,05 => 0,5) khi đưa vào chân B ( đèn chưa có định thiên) các tín hiệu này không đủ để tạo ra dòng IBE ( đặc điểm mối P-N phải có 0,6V mới có dòng chạy qua). Vì vậy, cũng không có dòng ICE => sụt áp trên Rg = 0V & điện áp ra chân C = Vcc.
* ở sơ đồ thứ 2: Trans có Rđt định thiên => có dòng IBE, khi tín hiệu nhỏ vào chân B => làm cho dòng IBE tăng hoặc giảm => dòng ICE cũng tăng hoặc giảm, sụt áp trên Rg cũng thay đổi => và kết quả đầu ra ta thu được một tín hiệu tương tự đầu vào nhưng có biên độ lớn hơn.
* Định thiên (hay phân cực) nghĩa là tạo 1 dòng điện IBE ban đầu, một sụt áp trên Rg ban đầu để khi có một nguồn tín hiệu yếu đi vào cực B, dòng IBE sẽ tăng hoặc giảm => dòng ICE cũng tăng hoặc giảm => dẫn đến sụt áp trên Rg cũng tăng hoặc giảm => và sụt áp này chính là tín hiệu ta cần lấy ra.
Kết luận.
* Mạch định thiên dùng 2 nguồn điện khác nhau.
d. Một số mạch định thiên khác
* Mạch định thiên có điện trở phân áp.
- Để có thể khuếch đại được nhiều nguồn tín hiệu mạnh yếu khác nhau, thì mạch định thiên thường sử dụng thêm điện trở phân áp Rpa đấu từ B xuống Mass.
Mạch định thiên có điện trở phân áp Rpa
- Là mạch có điện trở định thiên đấu từ đầu ra (cực C) đến đầu vào (cực B) mạch này có tác dụng tăng độ ổn định cho mạch khuếch đại khi hoạt động.
* Mạch định thiên hồi tiếp.
Xin cảm ơn sự chú ý theo dõi của các thầy giáo cô giáo! Các em học sinh !