Cấu tạo và nguyên tắc hoạt động của transitor. 1 cấu tạo. Một bjt là một thiết bị ba thiết bị đầu cuối bán dẫn gồm hai nút pn có khả năng khuyếch đại hoặc phóng đại một tín hiệu. Nó là một thiết bị điều khiển hiện hành. Ba thiết bị đầu cuối của BJT là các cơ sở, các bộ thu và phát. Một tín hiệu của biên độ nhỏ, nếu áp dụng cho các cơ sở có sẵn trong các hình thức khuếch đại tại bộ thu của transistor. Đây là sự khuếch đại được cung cấp bởi các BJT. Lưu ý rằng nó đòi hỏi một nguồn bên ngoài cung cấp điện DC để thực hiện quá trình khuếch đại. Transitor hay còn gọi là bóng dẫn gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp PN, 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. Cấu trúc này được gọi là Bipolar Junction Transitor (BJT) vì dòng điện chạy trong cấu trúc này bao gồm cả hai loại điện tích âm và dương (Bipolar nghĩa là hai cực tính). Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B ( Base ), lớp bán dẫn B 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, 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. Các sơ đồ cơ bản của hai loại transistor nối lưỡng cực nêu trên được đưa ra dưới đây. Bipolar Junction Transistor hoặc BJT
BÁO CÁO THỰC TẬP ĐIỆN Đề tài: transitor I Cấu tạo nguyên tắc hoạt động transitor cấu tạo Một bjt thiết bị ba thiết bị đầu cuối bán dẫn gồm hai nút p-n có khả khuyếch đại "phóng đại" tín hiệu Nó thiết bị điều khiển hành Ba thiết bị đầu cuối BJT sở, thu phát Một tín hiệu biên độ nhỏ, áp dụng cho sở có sẵn hình thức khuếch đại thu transistor Đây khuếch đại cung cấp BJT Lưu ý địi hỏi nguồn bên cung cấp điện DC để thực trình khuếch đại Transitor hay cịn gọi bóng dẫn gồm ba lớp bán dẫn ghép với hình thành hai mối tiếp giáp P-N, ghép theo thứ tự PNP ta Transistor thuận, ghép theo thứ tự NPN ta Transistor ngược phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều Cấu trúc gọi Bipolar Junction Transitor (BJT) dịng điện chạy cấu trúc bao gồm hai loại điện tích âm dương (Bipolar nghĩa hai cực tính) Ba lớp bán dẫn nối thành ba cực , lớp gọi cực gốc ký hiệu B ( Base ), lớp bán dẫn B mỏng có nồng độ tạp chất thấp.Hai lớp bán dẫn bên nối thành cực phát ( Emitter ) viết tắt E, cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt C, vùng bán dẫn E C có loại bán dẫn (loại N hay P ) có kích thước nồng độ tạp chất khác nên khơng hốn vị cho Các sơ đồ hai loại transistor nối lưỡng cực nêu đưa Bipolar Junction Transistor BJT Page | Từ hình trên, thấy BJT có ba phần tên emitter, sở nhà sưu tập JE JC đại diện ngã ba phát ngã ba thu tương ứng Bây ban đầu đủ cho biết dựa đường giao phía trước thành kiến thu nút ngược lại thiên vị Các chủ đề mô tả hai loại transistor N-P-N Bipolar Junction Transistor Khi bắt đầu trước n-p-n lưỡng cực transistor p - chất bán dẫn loại nằm hai chất bán dẫn loại n sơ đồ bên bóng bán dẫn n-p-n hiển thị Bây IE, IC phát thu thập tương ứng VEB VCB phát điện áp sở điện áp sở thu tương ứng Theo ước cho emitter, sở thu IE, IB IC vào bóng bán dẫn dấu hiệu thực tích cực từ bóng bán dẫn sau dấu hiệu lấy làm tiêu cực Page | P-N-P Bipolar Junction Transistor.Tương tự cho p - n - p lưỡng cực nối transistor nloại chất bán dẫn kẹp hai chất bán dẫn loại p Sơ đồ Đối với p-n-p bóng bán dẫn, vào bóng bán dẫn thơng qua thiết bị đầu cuối phát Giống bjt, ngã ba emitter-base phía trước thành kiến ngã ba thu-base ngược thiên vị 2Nguyên lý làm việc BJT Hình cho thấy bóng bán dẫn n-p-n thiên vị khu vực hoạt động , ngã ba BE mong thiên vị ngã ba CB đảo ngược thành kiến Chiều rộng khu vực suy giảm ngã ba BE nhỏ so với ngã ba CB Sự thiên vị phía trước ngã ba BE làm giảm tiềm rào cản làm cho electron chảy từ emitter đến sở Là sở mỏng nhẹ pha tạp bao gồm lỗ số electron từ emitter (khoảng 2%) tái tổ hợp với lỗ diện khu vực sở chảy khỏi thiết bị đầu cuối sở Điều tạo thành sở nay, chảy tái tổ hợp electron lỗ trống (Lưu ý hướng dòng chảy thường ngược lại với dòng chảy điện tử) Số lớn lại điện tử vượt qua ngã ba thu kiến ngược lại để tạo thành sưu tập Vì KCL,Các sở nhỏ so với phát thu hành Ở đây, hạt mang điện đa số điện tử Các hoạt động bóng bán dẫn p-n-p tương tự n-p-n, khác biệt hạt mang điện đa số lỗ thay điện tử Chỉ có phần nhỏ dòng điện hãng lớn hầu hết dòng điện hạt mang điện thiểu số BJT Do đó, chúng gọi thiết bị vận chuyển thiểu số Page | Mạch tương đương BJT Một ngã ba p-n đại diện diode Như bóng bán dẫn có hai nút p-n, tương đương với hai điốt kết nối trở lại Điều gọi tương tự hai diode BJT Đặc điểm Bipolar Junction Transitor Ba phần BJT thu, phát sở Trước biết đặc điểm nối transistor lưỡng cực, phải biết chế độ hoạt động cho loại bóng bán dẫn Các chế độ Cơ sở chung (CB) chế độ (CE) chế độ Emitter chung (CC) chế độ Collector chung Tất ba loại chế độ hiển thị Bây đến đặc điểm BJT có đặc điểm khác cho chế độ hoạt động khác Đặc điểm gì, hình thức đồ họa mối quan hệ biến khác điện áp bóng bán dẫn Các đặc tính cho p-n-p bóng bán dẫn đưa cho chế độ khác thông số khác Đặc điểm chung Đặc điểm đầu vào Đối với p-n-p bóng bán dẫn, đầu vào phát (IE) điện áp đầu vào điện áp sở thu (VCB) Page | Khi phát - ngã ba sở mong thiên vị, đồ thị IE Vs VEB tương tự đặc điểm phía trước p - n diode IE tăng cho VEB cố định VCB tăng.Các đặc tính đầu cho thấy mối quan hệ điện áp đầu đầu IC sản lượng thu sở điện áp phát IE đầu vào hoạt động thơng số Hình ảnh cho thấy đặc tính đầu cho bóng bán dẫn p-n-p chế độ CB Như biết cho p-n-p transitor IE VEB tích cực IC, IB, VCB tiêu cực Đây ba vùng đường cong, khu vực vùng bão hòa hoạt động khu vực cắt đứt Các khu vực hoạt động khu vực nơi bóng bán dẫn hoạt động bình thường Đây ngã ba emitter ngược thiên vị Bây vùng bão hòa khu vực mà mối nối thu phát mong Page | thiên vị Và cuối khu vực cắt đứt khu vực mà hai phát mối nối thu ngược lại thiên vị đặc điểm đầu vào IB (Base tại) đầu vào tại, VBE (Base - Emitter Voltage) điện áp đầu vào cho chế độ CE (Common Emitter) Vì vậy, đặc tính đầu vào cho chế độ CE mối quan hệ IB VBE với VCE tham số Các đặc điểm hiển thị Các đặc điểm CE đầu vào điển hình tương tự tiền đạo thiên vị p - n diode Nhưng VCB tăng chiều rộng sở giảm.đặc tính đầu cho chế độ CE đường cong đồ thị thu hành (IC) thu - emitter (VCE) sở IB tham số Các đặc tính thể hình vẽ Cũng giống đặc tính đầu chung - sở chế độ transistor CE có ba vùng tên (i) khu vực hoạt động, (ii) vùng cắt, (iii) vùng bão hòa Các vùng hoạt động có vùng thu đảo Page | ngược thành kiến ngã ba phát phía trước thành kiến Đối với khu vực cắt ngã ba emitter đảo ngược thành kiến nhà sưu tập khơng hồn tồn cắt-off Và cuối cho vùng bão hòa thu ngã ba chụp sáng phía trước thành kiến Ứng dụng BJT: BJT sử dụng mạch rời rạc thiết kế có sẵn nhiều loại, rõ ràng transconductane cao kháng đầu tốt so với MOSFET BJT thích hợp cho ứng dụng tần số cao có Đó lý chúng sử dụng tần số vô tuyến điện cho hệ thống không dây Một ứng dụng khác BJT nêu khuếch đại tín hiệu nhỏ, kim loại gần bào quang điện, vv Bipolar Junction Transistor Amplifier Để hiểu khái niệm Bipolar Junction Transistor Amplifier, nên xem xét thơng qua sơ đồ bóng bán dẫn p-n-p Bây điện áp đầu vào thay đổi chút, nói ΔVi điện áp emitter-base thay đổi chiều cao hàng rào phát ΔIE thay đổi phát phát triển ΔVO điện áp thả RL kháng tải, đâu, ΔVO = - RLΔIC ΔVO cho điện áp đầu khuếch đại Có dấu hiệu tiêu cực nhà sưu tập đưa điện áp thả RL với cực đối diện với cực tham khảo Việc đạt điện áp AV cho khuếch đại đưa tỷ lệ sản lượng điện áp ΔVO với điện áp đầu vào ΔVi, vậy, Page | ΔIC / ΔIE = AI gọi tỷ lệ tăng bóng bán dẫn Từ sơ đồ hình thấy gia tăng điện áp phát làm giảm thiên vị phía trước ngã ba phát làm giảm thu hành Nó điện áp đầu điện áp đầu vào giai đoạn Cuối quyền lực đạt Ấp bóng bán dẫn tỷ số công suất đầu công suất đầu vào Mạch khảo sát nguyên tắc hoạt động transistor NPN Ta cấp nguồn chiều UCE vào hai cực C E (+) nguồn vào cực C (-) nguồn vàocựcE Cấp nguồn chiều UBE qua công tắc trở hạn dòng vào hai cực B E , cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E Khi công tắc mở , ta thấy rằng, hai cực C E cấp điện khơng có dịng điện chạy qua mối C E ( lúc dòng IC = ) Khi cơng tắc đóng, mối P-N phân cực thuận có dịng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua cơng tắc => qua R hạn dịng => qua mối BE cực (-) tạo thành dòng IB Page | Ngay dòng IB xuất => có dịng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, dịng IC mạnh gấp nhiều lần dịng IB Như rõ ràng dịng IC hồn tồn phụ thuộc vào dịng IB phụ thuộc theo cơng thức IC = β.IB Trong IC dòng chạy qua mối CE IB dòng chạy qua mối BE β hệ số khuyếch đại Transistor Giải thích : Khi có điện áp UCE điện tử lỗ trống vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, xuất dòng IBE lớp bán dẫn P cực B mỏng nồng độ pha tạp thấp, số điện tử tự từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn số lượng lỗ trống nhiều, phần nhỏ số điện tử vào lỗ trống tạo thành dòng IB phần lớn số điện tử bị hút phía cực C tác dụng điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor Sự hoạt động Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN cực tính nguồn điện UCE UBE ngược lại Dòng IC từ E sang C dòng IB từ E sang B II Các ký hiệu hình dạng transitor BJTs JFETs Page | MOSFETs Depletion Type Enhancement Type Power MOSFETS UJTs Page | 10 Phototransistors transistor juction lưỡng cực (BJTs) transistor điều khiển dòng bao gồm tối đa thiết bị đầu cuối: sở, thu, máy phát NPN BJTs transistor nối lưỡng cực bao gồm nút N-vật liệu ngã ba P-vật liệu PNP BJTs transistor nối lưỡng cực bao gồm nút P-vật liệu ngã ba N-vật liệu Điều khác biệt thành phần NPN PNP transistor cho họ hoạt động khác điều khiển chúng transistor JFET đứng cho transistor hiệu ứng trường giao JFETs transistor điều khiển điện áp gồm thiết bị đầu cuối: cổng, cống nguồn JFETs N-kênh tạo thành từ phần lớn điện tử, JFETs P-kênh tạo thành từ phần lớn lỗ khác biệt thành phần nội khác hoạt động MOSFET transistor đứng cho oxit kim loại transistor hiệu ứng trường Có chủ yếu loại MOSFETs: tăng cường loại loại suy kiệt Cả hai đưa N-kênh hình thức P-kênh Power MOSFETs thấp thiết kế để xử lý tải điện lớn nhiều (hiện điện áp) MOSFETs thường xuyên MOSFETs điện trở N-kênh loại kênh P transistor Unijunction (UJTs) transistor ba dẫn mà hành động độc quyền công tắc điều khiển điện; chúng không sử dụng khuếch đại Unijuction transistor N-kênh kênh P loại Phototransistors bóng bán dẫn bật vận hành ánh sáng Khi có đủ ánh sáng để sở bóng bán dẫn, tiến hành thiết bịđầu cuối emitter-collector.Phototransistors đến giống NPN PNP III.Kiểm tra Transitor Transistor hoạt động hư hỏng nhiều nguyên nhân, hỏng nhiệt độ, độ ẩm, điện áp nguồn tăng cao chất lượng thân Transistor, để kiểm tra Transistor bạn nhớ cấu tạo chúng Kiểm tra Transistor ngược NPN tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Anôt, điểm chung cực B, đo từ B sang C B sang E ( que đen vào B ) tương đương đo hai diode thuận chiều => kim lên , tất trường hợp đo khác kim không lên Page | 11 Kiểm tra Transistor thuận PNP tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Katôt, điểm chung cực B Transistor, đo từ B sang C B sang E ( que đỏ vào B ) tương đương đo hai diode thuận chiều => kim lên , tất trường hợp đo khác kim không lên.[separator] Trái với điều Transistor bị hỏng Transistor bị hỏng trường hợp * Đo thuận chiều từ B sang E từ B sang C => kim không lên transistor đứt BE đứt BC * Đo từ B sang E từ B sang C kim lên hai chiều chập hay dò BE BC * Đo C E kim lên bị chập CE * : Cách kiểm tra Transitor thông dụng (Dùng loại PNP) : Khi transitor ta đa biết chân ( trên) Việc kiểm tra có sống hay chết làm theo sau : + : Phép đo cho biết Transistor tốt ( Để đồng hồ kim đo thang 1K hay đồng hồ điện tử để thang đo diode) Để que đỏ vào chân B cho que đen vào hai chân lại C E Nếu đo BC BE mà kim lên ==> Transitor dùng + : Phép đo bóng chập BE Cũng chuần bị que đo lần trước Để xác định có chập BE hay khơng ta cần đo B E kim ôm ok Ta cần cho que đỏ vào B , đen vào E ngược lại kim ôm ==> chập BE = > CŨng không dùng + : Phép đo bóng đứt BE Cũng tương tự bạn chập BE thơi mà kim khơng lên đâu! + : Chập CE : Cũng chuẩn bị phép đo lần trước (1k) đo qua lại C E kim số chập CE => không dùng phải mua mới! Qua giới thiệu với bạn cách đo Transitor sống chết Chú ý : Đồng hồ sử dụng đồng hồ kim đồng hồ số IV.Bảo trì transitor Page | 12 Bóng bán dẫn gồ ghề dự kiến tương đối rắc rối miễn phí Đóng gói lớp phủ bảo giác kỹ thuật sử dụng hứa hẹn tuổi thọ dài Về lý thuyết, bóng bán dẫn nên kéo dài vơ thời hạn Tuy nhiên, transistor phải chịu tải nay, mối nối bị hư hỏng chí bị phá hủy Ngoài ra, ứng dụng điện áp vận hành cao gây thiệt hại phá hủy nút giao thông qua hồ quang dòng ngược mức Một mối nguy hiểm lớn bóng bán dẫn nhiệt, mà gây dòng điện mức tiêu hủy cuối bóng bán dẫn Để xác định xem transistor tốt hay xấu, bạn kiểm tra với Ơm kế thử bóng bán dẫn Trong nhiều trường hợp, bạn thay bóng bán dẫn biết đến tốt cho vấn đề xác định tình trạng bóng bán dẫn bị nghi ngờ Phương pháp thử nghiệm xác đơi nhanh nhất, nên sử dụng sau bạn chắn khơng có dị tật mạch mà làm hỏng bóng bán dẫn thay Nếu có nhiều bóng bán dẫn bị lỗi có thiết bị mà rắc rối địa hoá, phương pháp thử nghiệm trở nên cồng kềnh, nhiều bóng bán dẫn phải thay trước rắc rối sửa chữa Để xác định giai đoạn thất bại transistor khơng bị lỗi, tất bóng bán dẫn loại bỏ phải kiểm tra Xét nghiệm thực cách sử dụng Ôm kế Hải quân chuẩn, transistor thử nghiệm, cách quan sát xem liệu thiết bị hoạt động xác bóng bán dẫn bị xóa lồng vào vào thiết bị Một lời cảnh báo thay-bừa bãi bóng bán dẫn mạch quan trọng cần phải tránh Khi bóng bán dẫn hàn vào thiết bị, thay thực hiện; nói chung mong muốn thử nghiệm bóng bán dẫn mạch họ V.Thận trọng Bóng bán dẫn, nói chung gồ ghề ống điện tử, dễ bị tổn thương tải điện, nhiệt độ, độ ẩm, xạ Thiệt hại thiên nhiên thường xảy bóng bán dẫn phục vụ cách áp dụng điện áp phân cực khơng xác cho mạch thu điện áp mức để mạch đầu vào kỹ thuật hàn bất cẩn mà nóng bóng bán dẫn biết gây thiệt hại đáng kể Một nguyên nhân thường gặp thiệt hại cho bóng bán dẫn điệnchảy từ thể người thiết bị xử lý Bạn tránh thiệt hại trước bắt đầu sửa chữa cách xả tĩnh điện từ thể bạn vào khung chứa bóng bán dẫn Bạn làm điều cách chạm vào khung xe Do đó, điện chuyển từ thể bạn vào khung trước bạn xử lý bóng bán dẫn.Để tránh làm hỏng bóng bán dẫn tránh điện giật, bạn nên quan sát biện pháp phòng ngừa sau bạn làm việc với thiết bị bán dẫn: Page | 13 Thiết bị hàn thử cần kiểm tra để chắn khơng có rị rỉ từ nguồn lượng Nếu rò rỉ phát hiện, biến áp cách ly nên sử dụng Luôn kết nối mặt đất thiết bị kiểm tra mạch trước cố gắng để tiêm theo dõi tín hiệu Đảm bảo điện áp đo kiểm không vượt điện áp cho phép tối đa cho thành phần mạch bóng bán dẫn Ngồi ra, khơng kết nối đầu thiết bị kiểm tra trực tiếp đến mạch bán dẫn Dãy Ơm kế địi hỏi phải có nhiều milliampere mạch thử nghiệm không nên sử dụng cho transistor thử nghiệm eliminators Pin không nên sử dụng để cung cấp điện cho thiết bị bán dẫn, họ có điều chỉnh điện áp và, có thể, điện áp cao gợn Các nhiệt áp dụng cho bóng bán dẫn, kết nối hàn yêu cầu, nên giữ mức tối thiểu cách sử dụng công suất thấp hàn sắt nhiệt shunts, kìm mũi dài, dẫn transistor Khi trở nên cần thiết để thay transistor, không nâng lên bóng bán dẫn để nới lỏng chúng từ bảng mạch in Tất mạch cần kiểm tra khuyết tật trước thay bóng bán dẫn Các quyền lực phải loại bỏ khỏi thiết bị trước thay bóng bán dẫn xác định Transistor dẫn đóng vai trị quan trọng việc bảo trì transistor; vì, trước bóng bán dẫn kiểm tra thay thế, dẫn thiết bị đầu cuối phải xác định Vì khơng có phương pháp tiêu chuẩn để xác định tiềm bóng bán dẫn, hồn tồn nhầm lẫn đội khác Vì vậy, bạn thay bóng bán dẫn, bạn nên ý tới cách bóng bán dẫn gắn kết, đặc biệt transistor hàn trong, bạn không thực sai lầm bạn cài đặt bóng bán dẫn Khi bạn kiểm tra thay bóng bán dẫn Tuy nhiên, số mơ hình nhận dạng điển hình mà hữu ích việc xử lý cố transistor Các chương trình thể hình 2-17 Trong trường hợp bóng bán dẫn hình bầu dục quan điểm A, dẫn đầu thu xác định khơng gian rộng dẫn sở Xa dẫn từ nhà sưu tập, dòng dẫn phát VI Các nguyên tắc hoạt động transistor Page | 14 Trong chế độ tuyến tính, cịn gọi chế độ khuyếch đại, Transitor khuếch đại yếu tố Ic dòng lần β đường sở (dòng điều khiển), n yếu tố khuếch đại Ic = βIB Quá trình chuyển đổi transistor PNP Chế độ chuyển đổi transistor chủ yếu phụ thuộc vào tụ ký sinh BE liền kề BC VII Tài liệu tham khảo http://www.physlink.com/Education/Askexperts/ae430.cfm http://www.rfcafe.com/references/electrical/NEETS-Modules/NEETS-Module-07-2-31-2-40.htm https://www.google.com.vn/search?q=testing+transistor&tbm=isch&imgil=sSvzeytLyThJM%253A%253Bb1PY64JBQnp2gM%253Bhttp%25253A%25252F%25252Fdarcy.rsgc.on.ca%25252FACE S%25252FTEL3M%25252FTransistorTesting.html&source=iu&pf=m&fir=sSvzeytLyThJM%253A%252Cb1PY64JBQnp2gM%252C_&usg= tePMlSXI2ENM0uSewCnwHxjWDHY%3D&biw=128 4&bih=645&ved=0ahUKEwiv6YCPzdrPAhWFW5QKHf0ZD2AQyjcIOg&ei=ovgAWKQKYW30QT9s7yABg#q=testing%20transistor&tbm=isch&tbs=rimg%3ACXxY0gLSyuW9IjhwSK_1FsHFPpC 9Ga4tdvsnY0q00ReUJzKDPUHXKagkdOxvDbKEHYpej4SVlqsUI1PZS38QvPE6PVCoSCXBIr8WwcUkETEKCLmI9YMfKhIJL0Zri12ydgRENSVfXsDVuUqEgnSrTRF5QnMoBE4M25c141WGioSCc9QdcpqCR07ESyNdOLVXdtDKhIJG8NsoQdil6 MRmgAyC-0oqIcqEgnhJWWqxQjU9hFlvqkudM1xtCoSCVLfxC88To9UEd-t2NHsBHOQ http://www.electrical4u.com/bipolar-junction-transistor-or-bjt-n-p-n-or-p-n-p-transistor/ http://www.learningaboutelectronics.com/Articles/Transistor-schematic-symbols.php Page | 15