Transistor là gì? Có bao nhiêu loại transistor?

Transistor còn được gọi là tranzito, là một loại linh kiện bán dẫn chủ động. Chúng thường được sử dụng như một phần khuếch đại hay khóa điện tử.

Bài viết này sẽ trình bày chi tiết về các loại transistor để các bạn ôn lại kiến thức đã học của mình.

Transistor là gì?

Transistor còn được gọi là tranzito, là một loại linh kiện bán dẫn chủ động. Chúng thường được sử dụng như một phần khuếch đại hay khóa điện tử. Với khả năng đáp ứng nhanh lẹ và chính xác, nên transistor được ứng dụng nhiều trong các mạch như: điều chỉnh điện áp, mạch khuếch đại, tạo dao động hay điều khiển tín hiệu.

Transistor là gì
Transistor là gì

Tên gọi của transistor là từ ghép giữa 2 từ “Transfer” và “Resistor” trong tiếng Anh, có nghĩa là điện trở chuyển đổi. Tên gọi này được John R.Pieece đặt năm 1948 sau khi linh kiện này ra đời. Nó có ý nghĩa là khuếch đại thông qua chuyển đổi điện trở.

Ký hiệu transistor

Transistor có cấu tạo cơ bản như hình ảnh bên dưới, mô tả ký hiệu của hai loại transistor lớp NPN và PNP được sử dụng trong các mạch điện.

Ký hiệu transistor
Ký hiệu transistor

Cấu tạo transistor

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 .

Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực, lớp giữa gọi là vùng cơ sở (hoặc là cực gốc) ký hiệu là B (Base), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.

Cấu tạo transistor
Cấu tạo transistor

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.

Có bao nhiêu loại transistor

Trong lý thuyết có rất nhiều loại transistor, nhưng tiêu biểu và được sử dụng phổ biến nhất là các loại sau đây:

Transistor kết nối lưỡng cực (BJT)

BJT là các transistor có ba cực (Emitter, Base và Collector) và do đó có hai mối tiếp giáp: Base-Emitter và mối tiếp giáp Collector-Base. Đây là những thiết bị được điều khiển bằng dòng điện có dòng điện dẫn phụ thuộc vào cả hạt tải điện (do đó gọi là lưỡng cực).

Transistor BJT
Transistor BJT

Transistor NPN

Transistor NPN là loại transistor tiếp giáp lưỡng cực được sử dụng phổ biến nhất và được cấu tạo bằng cách đặt một chất bán dẫn loại P giữa hai chất bán dẫn loại N. Một transistor NPN có ba điểm đầu cuối – một cực thu (Collector), cực phát (Emitter) và vùng cơ sở (Base). Transistor NPN hoạt động giống như hai Diode tiếp giáp PN được kết nối ngược trở lại. Các Diode tiếp giáp PN quay ngược trở lại này được gọi là điểm tiếp giáp cực thu- vùng cơ sở và điểm tiếp giáp vùng cơ sở-cực phát.

Transistor NPN
Transistor NPN

Về ba điểm cực của transistor NPN, cực phát là một vùng được sử dụng để cung cấp các hạt mang điện cho cực thu thông qua vùng Cơ sở (B). Cực thu (C) thu thập hầu hết tất cả các hạt mang điện phát ra từ cực phát (E). Vùng cơ sở (B) kích hoạt và kiểm soát lượng dòng điện chạy qua từ cực phát đến cực thu.

Mạch tương đương của một transistor NPN được hiển thị trong hình dưới đây:

Mạch tương đương
Mạch tương đương

Trong đó, chất bán dẫn loại N là chất bán dẫn có sẵn một số lượng lớn các điện tử tự do và nó hoạt động như một chất mang điện tích. Dưới ảnh hưởng của hiệu điện thế, các electron nhận đủ năng lượng và di chuyển từ vùng hóa trị sang vùng dẫn. Do sự chuyển động của các electron, dòng điện sẽ chạy qua chất bán dẫn loại N.

Ngược lại, trong chất bán dẫn loại P, các electron không có sẵn và lỗ trống đóng vai trò là phần lớn hạt mang điện tích. Do sự chuyển động của các lỗ trống dòng điện sẽ chạy qua chất bán dẫn loại P.

Cấu tạo transistor NPN

Cấu tạo của transistor NPN như trong hình dưới đây.

Cấu tạo transistor loại NPN
Cấu tạo transistor loại NPN

Trong transistor NPN, cực phát (E) và cực thu(C) rộng hơn so với vùng cơ bản(B). Cực phát bị lẫn nhiều tạp chất. Do đó, nó có thể đưa một số lượng lớn các chất mang điện tích vào vùng cơ sở.

Vùng cơ sở pha tạp chất nhẹ và rất mỏng so với hai vùng còn lại. Nó chuyển hầu hết tất cả các hạt mang điện tới cực thu được phát ra bởi cực phát.

Cực thu được pha tạp chất vừa phải và thu thập các hạt mang điện tích từ vùng cơ sở.

Transistor PNP

Transistor PNP là transistor tiếp giáp lưỡng cực được cấu tạo bằng cách đặt một chất bán dẫn loại N giữa hai chất bán dẫn loại P. Một transistor PNP có ba điểm cực – một cực thu (C), cực phát (E) và vùng cơ sở (B). Transistor PNP hoạt động giống như hai Diode tiếp giáp PN được kết nối ngược trở lại.

Transistor PNP là gì
Transistor PNP là gì

Các Diode tiếp giáp PN quay ngược trở lại này được gọi là điểm tiếp giáp cực thu- vùng cơ sở và điểm tiếp giáp vùng cơ sở-cực phát.

Về ba điểm cực của transistor PNP, cực phát là một vùng được sử dụng để cung cấp các hạt mang điện cho cực thu thông qua vùng Cơ sở. Cực thu thu thập hầu hết tất cả các hạt mang điện phát ra từ cực phát. Vùng cơ sở kích hoạt và kiểm soát lượng dòng điện chạy qua cực phát đến cực thu.

Mạch tương đương của một transistor PNP được hiển thị trong hình dưới đây:

Mạch tương đương PNP
Mạch tương đương PNP

Cấu tạo transistor PNP

Cấu tạo của transistor PNP rất giống với cấu tạo của transitor NPN. Trong một transistor NPN, một bán dẫn loại P được đặt bởi hai bán dẫn loại P. Và trong transistor PNP, một chất bán dẫn loại N được đặt bởi hai chất bán dẫn loại P như hình bên dưới:

Sơ đồ khối của transistor PNP

Cấu tạo của transistor PNP
Cấu tạo của transistor PNP

Trong chất bán dẫn loại P, hạt mang điện tích đa số là lỗ trống. Do đó, trong transistor PNP, sự hình thành dòng điện là do sự dịch chuyển của các lỗ trống.

Lớp giữa (lớp kiểu N) được gọi là vùng cơ sở – Base terminal (B). Lớp loại P bên trái hoạt động như một thiết bị cực Phát (E) và lớp loại P bên phải hoạt động như một cực Thu (C).

Cực Phát và cực Thu (loại P) được pha tạp nhiều so với vùng Cơ sở (loại N). Do đó, vùng suy giảm ở cả hai điểm giao nhau sẽ thâm nhập nhiều hơn vào vùng Cơ sở. Diện tích của cực Phát và cực Thu nhiều hơn so với vùng Cơ sở.

Trong chất bán dẫn loại N có sẵn một số lượng lớn các electron tự do. Tuy nhiên, chiều rộng của lớp giữa rất nhỏ và nó được pha tạp nhẹ. Vì vậy, các điện tích tự do ít hiện diện trong vùng Cơ sở.

Ký hiệu của transistor PNP như trong hình bên dưới. Đầu mũi tên cho thấy dòng điện sẽ chạy qua cực phát đến cực thu.

Ký hiệu transistor PNP
Ký hiệu transistor PNP

Transistor công suất

Transistor công suất được sử dụng làm bộ khuếch đại công suất trong các ứng dụng công suất cao và có thể là transistor npn hoặc pnp hoặc Darlington.

Trong đó, sử dụng nhiều nhất là dạng transistor MOSFET (hay còn gọi là Power MOSFET). Power MOSFET là một loại transistor được thiết kế đặc biệt để xử lý các mức công suất cao. Chúng thể hiện tốc độ chuyển mạch cao và có thể hoạt động tốt hơn nhiều so với các transistor thông thường khác trong trường hợp mức điện áp thấp.

Tuy nhiên, nguyên tắc hoạt động của nó tương tự như bất kỳ transistor khác. Power MOSFETs được sử dụng rộng rãi nhất là chế độ Nâng cao kênh n hoặc chế độ Nâng cao kênh p hoặc chế độ tiết kiệm kênh n về bản chất.

Hơn nữa, có rất nhiều cấu trúc transistor công suất như MOS khuếch tán dọc (VDMOS) hoặc MOS khuếch tán kép hoặc DMOS, UMOS hoặc rãnh-MOS, VMOS,…

Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kênh n – Transistor công suất
Sơ đồ nguyên lý hoạt động của kênh n – Transistor công suất

Transistor quang – Phototransistor

Transistor quang là các thiết bị bán dẫn quang điện, thiết bị bán dẫn dạng 3 điểm cực (emitter, base và collector) hoặc dạng hai điểm cực (emitter và collector) có vùng cơ sở nhạy cảm với ánh sáng. Mặc dù tất cả các transistor đều thể hiện bản chất nhạy cảm với ánh sáng, nhưng transistor quang được thiết kế đặc biệt và tối ưu hóa cho các ứng dụng tiếp xúc ánh sáng. Chúng được làm bằng cách khuếch tán hoặc cấy các ion và có cực thu và cực gốc lớn hơn nhiều so với các transistor thông thường. Các transistor này có thể có cấu trúc đồng nhất hoặc cấu trúc không chức năng:

Transistor cấu trúc đồng nhất (a) và không đồng nhất (b)
Transistor cấu trúc đồng nhất (a) và không đồng nhất (b)

Trong trường hợp các transistor quang đồng nhất, toàn bộ thiết bị sẽ được làm bằng một loại vật liệu duy nhất silicon hoặc germani. Tuy nhiên, để tăng hiệu quả của chúng, các transistor quang có thể được làm bằng các vật liệu không giống nhau (vật liệu Nhóm III-V như GaAs) ở hai bên của đường giao nhau pn dẫn đến các thiết bị không kết nối. Tuy nhiên, các transistor quang dạng kết nối đồng nhất thường được sử dụng hơn so với các loại kết nối khác nhau vì tính kinh tế cao hơn.

Transistor dán

Transistor dán là loại transistor gắn trên bề mặt hoặc transistor dạng SMT là một linh kiện điện tử SMD được tạo thành từ vật liệu bán dẫn như silicon hoặc germani. Có 2 loại transistor dán:

    • Loại NPN
    • Loại PNP

Transistor dán kỹ thuật số

Trong transistor dán kỹ thuật số, điện trở được tích hợp trong đế và ampe kế. Transistor này còn được gọi là RET (Transistor mang điện trở). Loại transistor này được sử dụng trong điện thoại di động để giảm mức tiêu thụ hiện tại.

Transistor dán SMD
Transistor dán SMD

Giải thích một số cách đọc mã transistor dán:

Bảng chữ cái đầu tiên:

    • A = Germanium
    • B = Silicon
    • C = Gali Arsenide
    • D = Indi Antimide

Bảng chữ cái thứ hai:

    • C = Bộ khuếch đại tần số âm thanh
    • D = Bộ khuếch đại công suất tần số âm thanh
    • F = Bộ khuếch đại tần số vô tuyến công suất thấp
    • P = Bộ khuếch đại tần số vô tuyến công suất cao

Do đó, nhận dạng của một transistor được đánh dấu bằng mã – BC486 sẽ là:

    • B = Silicon
    • C = Bộ khuếch đại tần số âm thanh

Các ví dụ khác:

    • BD 187 = B cho Silicon, D cho Bộ khuếch đại công suất tần số âm thanh
    • AD 486 = A cho Germanium, D cho Bộ khuếch đại công suất tần số âm thanh
    • AC 140 = A cho Germanium, C cho Bộ khuếch đại tần số âm thanh

Transistor hiệu ứng trường – Field-effect transistor (FET)

Đây là các transistor được điều khiển bằng điện áp, có ba điểm cực, trong đó điểm cuối – Cổng điều khiển dòng điện giữa các đầu nối – Nguồn và điểm cuối – Xả.

Chúng còn được gọi là transistor đơn cực vì dòng điện dẫn của chúng chỉ do các hạt mang điện tích mà theo đó chúng có thể là kênh N (hạt mang điện đa số là electron) FET hoặc kênh P (hạt mang điện đa số là lỗ trống).

Transistor trường
Transistor trường

Các kiểu FET kết nối (JFET):

    • FET bán dẫn oxit kim loại (MOSFET) hoặc FET cổng cách điện (IGFET)
    • Cổng kép MOSFET (DGMOSFET)

Chúng đặc biệt hữu ích trong các ứng dụng RF và có hai điều khiển cổng nối tiếp.

Transistor dùng để làm gì

Transistor được ứng dụng rất nhiều trong các thiết bị điện, điện tử phục vụ cho đời sống và trong ngành công nghiệp. Cụ thể hơn, chúng ta xem ứng dụng của một số model transistor trong thực tế nhé!

Ứng dụng transistor
Ứng dụng transistor

Transistor c1815

C1815 là transistor NPN tiếp giáp lưỡng cực được sử dụng rộng rãi trong các dự án thương mại và giáo dục. Nó được sử dụng để khuếch đại âm thanh và bộ tạo dao động tần số cao (OSC). Nó có thể dễ dàng được sử dụng trong các mạch sử dụng dưới 50V DC vì điện áp gốc bộ thu của transistor này là 50V.

Dòng thu của transitor này là 150mA, đó là cách nó có thể điều khiển tải dưới 150mA. C1815 là transistor lý tưởng để sử dụng trong khuếch đại âm thanh vì tiêu tán công suất bộ thu và giá trị khuếch đại dòng điện một chiều là rất tốt. Hơn nữa, nó cũng có thể được sử dụng như một công tắc để điều khiển tải dưới 150mA.

Transistor C1815
Transistor C1815

C1815 bao gồm 3 chân:

    • Cực thu – Collector
    • Cực phát – Emitter
    • Vùng cơ sở – Base

Bạn có thể thay thế C1815 bằng các transistor sau (cấu hình chân khác nhau, vì vậy vui lòng kiểm tra các chân trước khi thay thế bằng các transistor này: 2SC1815, C945, BC547, BC548, 2N2222A, 2SC3918, 2SC2458, 2SC3198, 2SC3920, 2SC3199, 2SC3916, 2SC3917, 2SC3919, 2SC3921, 2SC3922, 2SC3923, KSC1815, KSC945C, KTC3198.

Transistor a1050

Ứng dụng chính của transistor A1015 là cho các ứng dụng khuếch đại âm tần. Nó cũng có thể được sử dụng cho mục đích chuyển mạch giống như các transistor PNP khác. Khi được sử dụng như một bộ khuếch đại đa năng tần số âm thanh, có thể hoạt động trong vùng hoạt động.

Transistor A1015
Transistor A1015

Transistor này được chia thành bốn nhóm theo độ lợi dòng điện một chiều, O, Y, G và L và có độ lợi dòng điện một chiều 140, 240, 400 và 700 Hfe tương ứng.

Group DC current gain (hfe)
O 140
Y 240
G 400
L 700

Hệ số khuếch đại thường được xác định theo công suất, để tính toán độ lợi hiện tại sử dụng công thức:

Gain (hfe) = IC / IB

Trong đó, IC là dòng thu và IB là dòng cơ bản của mạch.

Transistor này bao gồm 3 chân:

    • Cực thu – Collector
    • Cực phát – Emitter
    • Vùng cơ sở – Base

Bạn có thể thay thế A1050 bằng các transistor sau (cấu hình chân khác nhau, vì vậy vui lòng kiểm tra các chân trước khi thay thế bằng các transistor này: NTE290A, 2SA495, 2SA561, 2SA564A, 2SA573, 2SA675, 2SA705, 2SA850, 2SA999, KTA1015, BC212, BC257, BC307, BC557, 2N3494, 2SA781, KT3108A

Transistor c2383

C2383 là một transistor silicon Epitaxial NPN, nó được sản xuất cho truyền hình màu để điều khiển việc truyền âm thanh. Nó là một thiết bị hoạt động trên điện áp cao, giá trị của VCEO là 160 volt. Tần số chuyển đổi của nó là 100 MHz.

Symbols Value                                         Parameters
VCBO 160 V Điện áp trên cực thu và vùng cơ sở.
VCEO 160 V Điện áp trên cực phát và cực thu.
VEBO 6 V Điện áp trên cực phát và vùng cơ sở.
IC 1 C Dòng điện tiêu thụ tại cực thu.
IB 0.5 A Dòng điện tại vùng cơ sở
Pc 900 mW Công suất tiêu tán ở cực thu.
TJ 150C Nhiệt độ đường giao nhau.
Tstg -55 to 150 C Phạm vi nhiệt độ lưu trữ.

Transistor này bao gồm 3 chân:

    • Cực thu – Collector
    • Cực phát – Emitter
    • Vùng cơ sở – Base
Transistor C2383
Transistor C2383

Bạn có thể thay thế C2383 bằng các transistor sau (cấu hình chân khác nhau, vì vậy vui lòng kiểm tra các chân trước khi thay thế bằng các transistor này: C100, C1000, C1000GTM, C1001, C1002, C1003, C1003A, C1004, C1004A, C1005, C3228, C2383 hoặc C3228.

Thiết bị bơm đã chia sẻ đến bạn thông tin chi tiết về transistor và các loại của chúng. Các bạn có đóng góp ý kiến hãy để lại bình luận ngay bên dưới nhé!

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *

error: Content is protected !!