Giải đáp: Bóng bán dẫn Transistor là gì? Cấu tạo, nguyên lý | UNIDUC

Bóng bán dẫn Transistor là gì? Nó là một thiết bị chuyển tín hiệu mạch điện tử. Để hiểu rõ hơn về nó, đồng thời nắm được kiến thức về cấu tạo, nguyên lý hoạt động của Transistor thì bài viết dưới đây sẽ cung cấp đầy đủ và chi tiết cho bạn nhé!

1. Định nghĩa bóng bán dẫn Transistor là gì?

Bóng bán dẫn hay Transistor là một thiết bị bán dẫn với nhiệm vụ chính là chuyển tín hiệu yếu từ mạch có điện trở thấp đến mạch có điện trở cao. Hiểu sâu hơn thì bóng bán dẫn là chuyển giao các thuộc tính kháng được cung cấp cho các mối nối trong hệ thống điện hiện nay. Hay có thể hiểu nó là thiết bị chuyển mạch điều chỉnh và được sử dụng cho việc khuếch đại tín hiệu điện như dòng điện hoặc điện áp của mạch.

Bóng bán dẫn sẽ bao gồm hai diode PN được kết nối trở lại với nhau và nó có 3 thiết bị đầu cuối là Collector, emitter, cơ sở. Ở giữa là một phần đến được tạo ra từ các lốp mỏng. Diode bên phải được gọi là Diode phát và bên trái được gọi là Diode Collector-base. Phần ngã ba của bóng bán dẫn được kết nối với phân cực thuận và tiếp giáp với gốc của bộ thu theo xu hướng ngược cung cấp điện trở tạo nên.

Top Hdmi To Vga tốt nhất hiện nay

Top 10 loại máy rửa mặt tốt nhất 2021

Top 4 nam châm vĩnh cửu phổ biến nhất trên thị trường

2. Cấu tạo của bóng bán dẫn như thế nào?

Trên thị trường hiện nay có 2 loại bóng bán dẫn là Transistor NPN (Đây là loại bóng bán dẫn được cấu tạo với 2 khối vật liệu bán dẫn loại N và một khối bán dẫn loại P) và Transistor PNP (Đây là loại được tạo nên bởi 2 lớp vật liệu bán dẫn loại P và một lớp bán dẫn loại N). Cụ thể thì ký hiệu của hai loại bóng bán dẫn NPN và PNP được hiển thị với hình ảnh dưới đây:

Trong hình bạn sẽ nhìn thấy chỗ mũi tên, hướng mũi tên chính là hướng của dòng chảy thông trường trong bộ phận với xu hướng thuận cho đường giao nhau tại ngã ba của cực phát đó nhé! Trên hình các bạn cũng thấy được điểm khác nhau của Transistor NPN và Transistor PNP chính là hướng dòng chảy được thể hiện thông qua chiều mũi tên hoàn toàn ngược nhau.

Các bóng bán dẫn thường có 3 thiết bị đầu cuối là Collector – bộ thu, emitter – bộ phát và Base – cơ sở. Các thiết bị đầu cuối Diode được biểu thị qua hình ảnh dưới đây như sau:

Emitter – Bộ phát chính là phần cung cấp sóng mang điện. Bộ phát được kết nối phía trước của Base- cơ sở với cách nối này bởi nhiệm vụ chính của nó là cung cấp chất mang điện tích cho phần cơ sở của dầu cuối bóng bán dẫn. Tại vị trí ngã ba của bóng bán dẫn thường phát ra điện tích với số lượng lớn, và chúng đa phần di chuyển vào Base bởi nó có kích thước tương đối và pha tạp khá nhiều.

Base – Cơ sở là phần nằm giữa của bóng bán dẫn. Cơ sở được đấu nối với hai đầu mạch vào của bộ phát Emitter và mạch đầu ra của bộ thu Collector. Mạch cơ sở trong bóng bán dẫn có xu hướng thuận với nhiệm vụ là cung cấp điện trở thấp cho toàn mạch. Tuy nhiên chỗ mối nối collector-base hay đầu thu và cơ sở nằm trong phân cực ngược với nhiệm vụ cung cấp điện trở cao cho mạch điện.

Collector – Bộ thu là phần thu thập sóng mang điện do bộ phát của bóng bán dẫn cung cấp. Vị trí của nó nằm sau cơ sở và luôn nằm trong phân cực ngược để thực hiện nhiệm vụ loại bỏ phần lớn điện tích ra khởi đường cắt nhau với đề của Transistor. Bộ thu được pha tạp ở mức độ vừa phải, nhưng nó lại được thiết kế với kích thước lớn nhằm mục đích thu thập được hầu hết các hạt mang điện được cung cấp bởi Emitter.

Ngoài ra, phần đế của Transistor – bóng bán dẫn được pha tạp ở mức nhẹ và có độ dày nhỏ để tạo nên lớp cực mỏng. Bởi vậy mà nó cung cấp chất mang điện tích khá nhiều cho đế.

Bạn có thể xem thêm thông tin:

Top các loại IGBT thông dụng nhất

Top các dòng Raspberry thông dụng nhất trên thị trường

Top 5 mỏ hàn chì bán chạy và thương hiệu uy tín trên thị trường

3. Transistor hoạt động với nguyên lý như thế nào?

Thông thường thì bóng bán dẫn Transistor được chế tạo bởi silicon chịu được điện áp cao và dòng điện lớn, đồng thời nó chịu được độ nhạy nhiệt độ thấp hơn so với nhiều vật liệu khác. Phần Base – cơ sở phát ra được giữ lại ở phía trước để tạo ra một dòng cơ sở chạy qua vùng này và độ lớn của nó là cực nhỏ. Chính dòng cơ sở này đã khiến cho các điện tích di chuyển vào vùng Collector – phần thu và sau đó nó sẽ khiến vùng Base có một lỗ hổng khi các điện tích di chuyển sang bộ thu.

Tại phần cơ sở của Transistor rất mỏng và có mức độ pha tạp nhẹ chính vì thế mà nó có số lượng điện tích ít hơn so với Emitter – bộ phát. Một số điện tích trong vùng bộ phát sẽ thực hiện việc kết hợp với lỗ hổng của base, hay nói cách khác điện tích trong bộ phát sẽ di chuyển vào bộ cơ sở để lấp lỗ hổng. Số điện tích còn lại tiếp tục di chuyển về vùng Collector và nó tạo thành dòng thu. Như vậy, có thể nói là việc thay đổi vùng cơ sở tạo ra dòng thu lớn.

Không chỉ có vậy, để bóng bán dẫn có thể hoạt động cần đáp ứng các điều kiện nhất định. Khi giao nhau với bộ phát và đường giao nhau với bộ thu khiến nó tạo ra một vùng hoạt động. Các Transistor sẽ có hai mối nối và được thiên vị theo cách khác nhau. Để giúp bạn hiểu rõ hơn về cách làm việc thì các bạn có thể quan sát bảng dưới đây:

Giải thích chi tiết ý nghĩa của bảng trên như sau:

• FR – Đây là trường hợp mà đường giao nhau của Base và bộ phát được kết nối theo xu hướng thuận. Tại ngã ba cơ sở – bộ thu được kết nối với xu hướng ngược. Bóng bán dẫn nằm trong vùng hoạt động và dòng thu sẽ phụ thuộc vào dòng phát. Đặc biệt Transistor được dùng trong khu vực này với nhiệm vụ là khuếch đại.
• FF – Đây là điều kiện mà cả hai điểm nổi đều bị lệch về phía trước. Các bóng bán dẫn đang ở trạng thái bão hòa và dòng thu trở nên độc lập với dòng base trước nó. Lúc này, bóng bán dẫn hoạt động dưới vai trò là một công tác thực hiện nhiệm vụ đóng.
• RR – Đây là điều kiện trong trường hợp cả hai hiện đại là thiên vị ngược. Hiểu đơn giản thì bộ phát không cung cấp chất mang điện đa số cho base và dòng mang điện không được thu bởi bộ collector. Lúc này cũng khiến cho bóng bán dẫn hoạt động như công tác đóng.
• RF – Tại khu vực ngã ba Cơ sở – bộ phát theo xu hướng ngược, còn tại ngã ba của vùng Cơ sở – Bộ thu được để ở phân cực thuận. Trong khi đó, bộ thu thường được pha tạp nhẹ hơn so với đường giao của Emitter, chính vì thế mà nó không cung cấp chất mang điện tích đa số cho Base. Lúc này hoạt động của Transistor là đạt được.

4. Vật liệu cấu tạo nên bóng bán dẫn có gì?

Bóng bán dẫn Transistor chính là một thiết bị điều chỉnh dòng điện, điện áp và nó hoạt động giống một công tắc cho tín hiệu điện tử. Các Transistor hiện nay được tạo nên từ 3 lớp vật liệu bán dẫn. Mỗi lớp bán dẫn sẽ có khả năng mang dòng điện hoàn toàn khác nhau.

Bóng bán dẫn là thiết bị được phát minh vào năm 1947 bởi 3 nhà khoa học tại phòng thí nghiệm Bell. Sau khi nó được công bố ra ngoài thì đã nhanh chóng chiếm lĩnh thị trường và thay thế cho ống chân không trong việc điều chỉnh tín hiệu điện tử.

Thông thường thì chất bán dẫn để tạo nên Transistor được sử dụng với các vật liệu như Gecmani và Silic dẫn điện theo cách “bán nhiệt tình”. Hiểu đơn giản thì nó là chất nằm giữa vật dẫn điện như đồng và một chất cách điện được pha trộn với nhau theo một tỷ lệ nhất định.

Vật liệu bán dẫn được tạo nên từ các tính chất đặc biệt trong quá trình hóa học được gọi với tên là Doping. Việc pha tạp các chất với nhau hình thành nên một vật liệu có thêm các điện tích bổ sung vào vật liệu và thường được gọi là vật liệu bán dẫn loại N cho các hạt với điện tích âm. Nó cũng có thể tạo ra những lỗ trống trong cấu trúc của vật liệu bán dẫn và được gọi là vật liệu bán dẫn loại P bởi các hạt mang điện tích lớn hơn.

Trong cấu trúc 3 lớp của Transistor chứa 1 lớp bán dẫn loại N và 2 lớp loại P tạo thành cấu hình PNP. Còn chưa một lớp bán dẫn loại P và 2 loại N tạo thành cấu hình NPN.

Ở lớp bán dẫn bên trọng có một thay đổi nhỏ trong dòng điện hoặc điện áp khiến nó hình thành lên những thay đổi lớn và nhanh chóng cho dòng điện đi qua toàn bộ thành phần của Transistor. Nhờ đó mà bóng dẫn điện có thể hoạt động như một công tắc với nhiệm vụ đóng và mở các cổng điện tử nhiều lần trong thời gian 1 giây.

Hiện nay, khi công nghệ ngày càng phát triển, các máy tính thường dùng mạch được chế tạo từ chất bán dẫn oxit kim loại có bổ sung thêm CMOS. CMOS được dùng với 2 Transistor cho một cổng tương ứng với một vật liệu bán dẫn loại N và một vật liệu bán dẫn loại P. Bóng bán dẫn gần như không cần đến nguồn điện khi nó đang duy trì trạng thái Logic.

Các Transistor là thành phần cơ bản trong các mạch tích hợp IC với số lượng lớn các bóng bán dẫn được kết nối với mạch và được chế tạo thành một vi mạch silicon duy nhất.

5. Chia sẻ về một số ứng dụng thực tế của bóng bán dẫn

Hiện nay bóng bán dẫn trong thực tế được ứng dụng rất đa dạng. Cụ thể như sau:

• Transistor được dùng để chuyển đổi và điều khiển rơ le, đèn hoặc động cơ.
• Sử dụng Transistor ở trạng thái lưỡng cực để biến chúng thành những công tắc ở trạng thái “bật hoàn toàn” hoặc “tắt hoàn toàn”. Đối với các bóng bán dẫn “bật hoàn toàn” được cho là nằm trong vùng “Bão hòa” của chùng. Còn Transistor “tắt hoàn toàn” được nằm trong vùng cắt.
• Sử dụng bóng bán dẫn làm công tắc với dòng cực B nhỏ điều khiển cho dòng tải bộ thu lớn hơn nhiều.
• Trong trường hợp sử dụng Transistor để chuyển đổi tải cảm ứng của điện trở và Rơ le thì phải dùng thêm Diode nhánh.
• Sử dụng Transistor Darlington để điều khiển dòng điện hoặc điệp áp lớn trong mạch.

Như vậy, bạn đã hiểu bóng bán dẫn Transistor là gì rồi đúng không? Những kiến thức về bóng bán dẫn trong bài viết này sẽ giúp bạn ứng dụng nó vào thực tế một cách hiệu quả nhất đó nhé!

Chúc bạn thành đạt trong công việc và hạnh phúc trong cuộc sống !

Hotline / Zalo: 086 567 7939

-////-////-

HUMANOID ROBOT CỦA CÔNG TY UNIDUC SẢN XUẤT PHÁT TRIỂN.