Trong những bài viết trước, Antshome đã đề cập đến những loại transistor thông dụng như Mosfet hay IGBT. Trong bài viết lần này, tất cả chúng ta sẽ cùng liên tục đàm đạo về một loại transistor khác đó là BJT. Vậy BJT là gì và chúng hoạt động giải trí ra làm sao ?
BJT là gì ?
BJT, viết tắt của Bipolar Junction Transistor hay còn gọi là Transistor lưỡng cực, là một loại linh phụ kiện bán dẫn ba khối gồm có hai điốt loại p và n giúp khuếch đại và phóng đại tín hiệu. Ba khối bán dẫn bên trong BJT là base ( cực gốc ), emitter ( cực phát ) và collector ( cực thu ). BJT là loại transistor sử dụng cả electrons và lỗ hổng điện từ làm hạt tải điện .
Có hai loại BJT là transistor NPN và transistor PNP. Bạn đọc hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm sơ đồ của hai loại BJT sau đây .
Từ hình trên, ta có thể thấy mỗi loại BJT đều được cấu tạo từ ba phần chính là emitter, base và collector. JEvà JC là điểm tiếp nối riêng biệt của emitter và collector. Điểm tiếp nối emitter-base phân cực thuận còn điểm tiếp nối collector-base phân cực nghịch.
NPN Transistor
ở n-p-n transistor lưỡng cực, chất bán dẫn loại p nằm giữa hai chất bán dẫn loại n như hình sau .
IE và IC tương ứng với dòng điện chạy qua emitter và collector, VEB và VCB lần lượt là điện áp giữa emitter-base và collector-base. Đối với IE IB IC, dòng điện đi vào BJT mang điện tích dương còn dòng điện đi ra khỏi BJT mang điện tích âm. Chúng ta hoàn toàn có thể lập bảng về sự khác nhau giữa những dòng điện áp trong NPN transistor như sau :
| Loại transistor | IE | IB | IC | VEB | VCB | VCE |
| n-p-n | – | + | + | – | + | + |
PNP Transistor
Ở p-n-p transistor lưỡng cực, chất bán dẫn loại n nằm giữa hai chất bán dẫn loại p như hình sau .
Với PNP transistor, dòng điện đi vào BJT trải qua emitter. Giống như bất kể loại transistor lưỡng cực khác, điểm tiếp nối emitter-base phân cực thuận còn điểm tiếp nối collector-base phân cực nghịch. Chúng ta hoàn toàn có thể lập bảng về sự khác nhau giữa những dòng điện áp trong PNP transistor như sau :
| Loại transistor | IE | IB | IC | VEB | VCB | VCE |
| p-n-p | + | – | – | + | – | – |
Tìm hiểu thêm : So sánh BJT và MOSFET
Nguyên lý hoạt động giải trí của BJT là gì ?
NPN transistor được phân cực thuận nghịch ( Active mode ), trong đó tiếp điểm emitter-base được phân cực thuận và tiếp điểm collector-base được phân cực nghịch. Chiều rộng của tiếp điểm emitter-base nhỏ hơn so với collector-base .
Sự phân cực thuận ở tiếp điểm emitter-base giúp làm giảm rào cản cho những electron hoàn toàn có thể vận động và di chuyển từ emitter đến base. Vì cực base khá mỏng dính và ít bị pha tạp nên chúng có ít lỗ hổng điện từ nhờ đó mà những electrons hoàn toàn có thể khỏa lấp lỗ trống này và chuyển dời ra khỏi cực base .
Hiện tượng này tạo nên dòng điện chạy qua cực base. Các electrons còn lại sẽ liên tục vượt qua tiếp điểm collector base được phân cực ngược và tạo nên dòng điện chạy qua cực collector. Dựa trên định luật Kirchhoff ,
IE = IB + IC
Tuy nhiên dòng điện qua cực base tương đối nhỏ nên ta hoàn toàn có thể cho rằng IE ~ IC .
Với NPN transistor, phần nhiều những hạt tải điện là electrons. trái lại, phần đông hạt tải điện của PNP transistor là những lỗ trống điện tử ( holes electrons ). Về mặt nguyên tắc hoạt động giải trí, NPN và PNP transistor tựa như nhau. Ở BJT, chỉ một phần nhỏ dòng điện chạy qua là do hạt tải điện cơ bản ( đa phần ) và hầu hết dòng tải điện là do hạt tải điện không cơ bản ( thiểu số ) .
Đặc tính của BJT là gì ?
BJT có 3 chính sách hoạt động giải trí khác nhau là :
- Chế độ Common base (CB)
- Chế độ Common emitter (CE)
- Chế độ Common collector (CC)
Cả 3 chính sách được biểu lộ qua hình sau
Ở mỗi chính sách hoạt động giải trí có những đặc tính khác nhau .
Đặc tính Common base ( CB )
Đặc tính đầu vào
Ở PNP transistor, dòng điện đầu là dòng điện của emitter ( IE ) còn điện áp nguồn vào là điện áp của collector ( VCB ) .
Vì tiếp điểm emitter-base phân cực thuận nên mối liên hệ giữa IE và VEB cũng tương tự như như đặc tính phân cực thuận của điốt p-n. Có nghĩa là, với IE tăng lên, trong khi đó VEB cố định và thắt chặt thì VCB cũng sẽ tăng .
Đặc tính đầu ra
Dòng điện đầu ra là dòng điện của collector ( IC ) và dòng điện của emitter ( IE ) là dòng điện nguồn vào, hoạt động giải trí như một tham số trong mối liên hệ giữa dòng điện đầu ra và điện áp đầu ra. Hình sau bộc lộ đặc tính đầu ra của PNP transistor khi ở chính sách CB .
Như đã đề cập ở trên, với PNP transistor, IE và VEB mang điện tích dương còn IC, IB và VCB mang điện tích âm. Đây là 3 vùng hoạt động giải trí đặc trưng của BJT : Phân cực thuận nghịch ( Active region ), phân cực thuận ( Saturation region ) và phân cực nghịch ( Cut-off region ). Vùng phân cực thuận nghịch ( Active region ) là vùng mà BJT hoạt động giải trí thông thường .
Với điểm tiếp nối emitter được phân cực ngược, vùng phân cực thuận ( Saturation region ) là vùng mà điểm tiếp nối emitter-collector được phân cực thuận, và ở cùng phân cực nghịch ( Cut-off region ) thì điểm tiếp nối emitter-collector được phân cực nghịch .
Đặc tính Common emitter ( CE )
Đặc tính đầu vào
Ở chính sách Common emitter ( CE ), dòng điện qua cực base IB là dòng điện nguồn vào, điện áp giữa emitter-base VEB là điện áp nguồn vào. Nên đặc tính nguồn vào của chính sách này sẽ phụ thuộc vào vào mỗi liên hệ giữa IB và VEB với VCE là tham số. Bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm hình sau :
Đặc tính nguồn vào của chính sách CE tựa như như đặc tính phân cực thuận của điốt p-n. Tuy nhiên, khi VCB tăng thì chiều rộng của cực base sẽ bị thu hẹp lại .
Đặc tính đầu ra
Đặc tính đầu ra ở chính sách CE được biểu lộ qua mối liên hệ của dòng điện chạy qua collector IC và điện áp giữa collector-emitter VCE khi dòng điện qua cực base IB là tham số. Bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm hình sau :
Tương tự như đặc tính đầu ra của chính sách common base ( CB ) transistor, chính sách CE cũng có 3 vùng hoạt động giải trí đặc trưng của BJT : Phân cực thuận nghịch ( Active region ), phân cực thuận ( Saturation region ) và phân cực nghịch ( Cut-off region ). Ở vùng phân cực thuận nghịch ( Active region ), tiếp điểm collector được phân cực ngược còn tiếp điểm emitter được phân cực thuận .
Đối với vùng phân cực nghịch ( Cut-off region ), tiếp điểm emitter chỉ hơi phân cực ngược và dòng điện qua collector không trọn vẹn bị cắt. Cuối cùng, với vùng phân cực thuận ( Saturation region ), tiếp điểm emitter và collector đều trọn vẹn phân cực thuận .
Tìm hiểu thêm: IGBT Là Gì? Kiến Thức Bạn Cần Biết Về IGBT Trong Mạch Điện
Cách xác lập chân BJT
Bạn sẽ cần dùng tới VOM * để xác lập chân của một transistor ( BJT ). Các bước làm như sau :
( * VOM : là đồng hồ đeo tay vạn năng. Đây là loại dụng cụ thống kê giám sát điện có nhiều tính năng. VOM có size nhỏ gọn dùng để kiểm tra mạch điện hoặc mạch điện tử )
- Xác định chân B: bạn làm phép đo ở hai chân bất kỳ. Trong phép đo sẽ có 02 phép đo khiến kim đồng hồ di chuyển. Chân chung cho 02 phép đo đó là chân B.
- Xác định PNP hoặc NPN: sau khi xác định chân B, theo dõi que đo nối với chân B. Nếu hiện màu đỏ thì là PNP và ngược lại, nếu màu đen thì là NPN.
Xác định chân C và E: chuyển đồng hồ về đo Ohm thang x100. Đối với PNP: hãy giả thiết một chân là chân C và một chân còn lại là chân E. Đưa que đen tới chân C, que đỏ tới chân E (que đỏ nối với cực âm của pin trong đồng hồ). Trong khi để 2 chân kia tiếp xúc như vậy, chạm chân B vào que đen, nếu kim dịch chuyển nhiều hơn so với cách giả thiết chân ngược lại thì giả thiết ban đầu là đúng, nếu không thì tất nhiên giả thiết ban đầu là sai và phải đổi lại chân.Còn đối với NPN làm tương tự nhưng với màu ngược lại là được nhé.
So sánh BJT và FET
FET là gì ?
FET là thuật ngữ viết tắt của Field-effect transistor. FET là một loại transistor mà trong đó dòng điện o / p được tinh chỉnh và điều khiển bởi điện trường. FET khác với BJT ở chỗ : FET có 03 chân là nguồn, máng và cống. Các hạt mang điện tích của FET là những lỗ trống hoặc những điện tử, đi từ cực nguồn đến cực máng qua một kênh tích cực. FET là transistor đơn cực nên chúng tương quan đến hoạt động giải trí của thành phần tải điện đơn
Cấu tạo của FET
FET được chia làm hai loại là JFET và MOSFET có nguyên tắc hoạt động giải trí gần giống nhau. Cấu tạo của JFET kênh p được hiển thị bên dưới. Trong JFET kênh p, hạt mang điện tích đa phần đi từ cực nguồn đến cực máng. Cực nguồn và cực máng được ký hiệu là S và D.
Cực cổng được liên kết ở chính sách phân cực nghịch với nguồn điện áp để hoàn toàn có thể hình thành lớp suy giảm trên những vùng của cổng và kênh mà dòng điện tích chảy qua. Bất cứ khi nào điện áp nghịch trên cực cổng được tăng lên, lớp suy giảm sẽ tăng lên. Vì vậy, nó hoàn toàn có thể ngăn dòng điện từ cực nguồn đến cực máng. Vì vậy, bằng cách đổi khác điện áp tại cực cổng, dòng điện từ cực nguồn đến cực cống hoàn toàn có thể được trấn áp .
So sánh BJT và FET
Bạn hoàn toàn có thể tìm hiểu thêm bảng thông tin dưới đây để thuận tiện so sánh :
| BJT | FET |
| BJT là viết tắt của transistor lưỡng cực, vì vậy nó là một linh kiện lưỡng cực | FET là viết tắt của transistor trường, vì vậy nó là transistor đơn cực |
| BJT có ba chân là cực gốc, cực phát và cực góp | FET có ba chân là cực máng, cực nguồn và cực cổng |
| Hoạt động của BJT chủ yếu phụ thuộc vào hạt mang điện đa số cũng như thiểu số | Hoạt động của FET chủ yếu phụ thuộc vào các hạt mang điện đa số là lỗ trống hoặc electron |
| Trở kháng đầu vào của BJT dao động từ 1K đến 3K, rất nhỏ | Trở kháng đầu vào của FET rất lớn |
| BJT là thiết bị điều khiển dòng điện | FET là thiết bị điều khiển bằng điện áp |
| BJT có độ nhiễu | FET ít nhiễu |
| Sự thay đổi tần số của BJT sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của nó | Đáp ứng tần số cao |
| Phụ thuộc vào nhiệt độ | Độ ổn định nhiệt tốt hơn |
| Rẻ tiền | Đắt tiền |
| Kích thước lớn hơn | Nhỏ hơn |
| Có điện áp offset | Không có điện áp offset |
| Độ lợi nhiều hơn | Độ lợi ít hơn |
| Trở kháng đầu ra cao do độ lợi cao | Trở kháng đầu ra ít do độ lợi ít |
| So với cực phát, cả hai cực của BJT là cực gốc và cực góp đều dương hơn. | Cực máng là dương và cực cổng là âm so với cực nguồn. |
| Cực gốc là âm so với cực phát. | Cực cổng là âm hơn đối với cực nguồn. |
| Có độ lợi điện áp cao | Độ lợi điện áp thấp |
| Có độ lợi dòng điện thấp | Độ lợi dòng cao |
| Thời gian chuyển đổi của BJT là trung bình | Thời gian chuyển đổi của FET nhanh |
| Phân cực BJT đơn giản | Phân cực FET khó |
| BJT sử dụng ít dòng điện hơn | FET sử dụng ít điện áp hơn |
| BJT phù hợp ứng dụng dòng điện thấp | FET phù hợp ứng dụng điện áp thấp |
| BJT tiêu thụ công suất cao | FET tiêu thụ công suất thấp |
| BJT có hệ số nhiệt độ âm | FET có hệ số nhiệt độ dương |
Nên sử dụng BJT hay FET ?
Thông thường, BJT sẽ tương thích hơn với tinh chỉnh và điều khiển LED hiệu suất thấp hoặc những thiết bị từ MCU vì BJT quy đổi nhanh hơn so với MOSFET. Lý do vì BJT có dung điện thấp trên chân điều khiển và tinh chỉnh .
Ứng dụng của BJT là gì ?
BJT thường được sử dụng trong các mạch điện rời vì chúng có khả năng dẫn điện tốt, chúng phù hợp với các ứng dụng sử dụng mạch điện có tần số cao. Đó là lý do vì sao BJT được dùng làm tần số vô tuyến ở các hệ thống không dây. Ngoài ra, chúng còn được sử dụng trong việc khuếch đại tín hiệu.
Mong là bài viết này đã giúp bạn hiểu rõ hơn về BJT và những khái niệm tương quan khác. Đừng ngại cho Antshome một nhìn nhận hoặc phản hồi bên dưới nếu bạn thấy hữu dụng nhé !
Tài liệu tìm hiểu thêm : Electrical4U
Với đội ngũ sửa chữa điện nước, điện lạnh lành nghề chuyên nghiệp xuất thân từ các dự án thầu resort, khách sạn, Antshome sẽ hỗ trợ bất kỳ vấn đề kĩ thuật nào của bạn. Hãy liên hệ chúng tôi ngay để được tư vấn sửa chữa tận tâm, nhanh chóng!
GỌI THỢ NGAY
ĐẶT LỊCH HẸN
5/5 – ( 1 bầu chọn )
