Transistor là gì? Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Transistor

Transistor là gì? Có vai trò như thế nào, cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của transistor chắc chắn sẽ là những khó khăn cho các bạn đang cần tìm hiểu về các loại linh kiện điện tử. Bài viết dưới đây sẽ giải đáp những thắc mắc giúp các bạn hiểu hơn về transistor.

1. Transisror là gì?

Trong điện tử transistor là một linh kiện bán dẫn, khi hoạt động trong mạch điện tử, transistor có vai trò như một cái van cách li điều chỉnh dòng điện, điện áp trong mạch. Nhờ vai trò quan trọng này transistor được ứng dụng rộng rãi.

2. Về cấu tạo Transistor

Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mỗi 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 cấu tạo, transistor tương đương với hai diode đấu ngược chiều nhau.

Cấu tạo Transistor

Theo hình trên ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực, cực gốc ký hiệu là B, lớp bán dẫn B có rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.

Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát Emitter viết tắt là E, cực thu hay cực góp viết tắt là C (collector) viết tắt là C. vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn nhưng kích thước và nồng độ tạp chất lại khác nhau nên chúng không thể hoán đổi vị trí cho nhau.

3. Về nguyên lý hoạt động của Transistor

Transistor ngược hay thuận có hoạt động khác nhau, khi xét về hoạt động của transistor NPN theo sơ đồ:

Nguyên lý hoạt động của Transistor

  • Ta cấp một nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E. Trong đó (+) là nguồn vào cực C, (-) là nguồn vào cực E.
  • Cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B và E, trong đó cực (+) vào chân B và cực (-) vào chân E.
  • Khi công tắc mở, ta thấy rằng mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng vẫn không có dòng điện chạy qua, lúc này dòng IC = 0.
  • Khi công tắc đóng, mối P – N được phân cực thuận khi đó có dòng điện chạy từ nguồn (+) UBE qua công tắc tới R hạn dòng và qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng IB.
  • Ngay khi dòng IB xuất hiện, lập tức dòng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, khi đó dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB.
  • Như vậy rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB, khi đó có công thức

IC = β.IB

Trong đó:

  • IC là là dòng chạy qua mối CE
  • IP là dòng chạy qua mối BE
  • βLà hệ số khuếch đại của transistor

Khi có điện 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 rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy 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 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.

Đối với hoạt động của PNP:

Transistor PNP có hoạt động tương tự transistor NPN nhưng cực tính của các nguồn điện UCE và UBE ngược lại. Dòng IC từ E sang C còn dòng IB đi từ E sang B.

Bài viết tìm hiểu điện cơ bản:

  1. Ý nghĩa tụ điện và cách đọc trị số

  2. Điện trở là gì?

  3. Nhiệt điện trở Thermistor