- Khởi động bằng không khí nén: dùng cho động cơ tĩnh tại và
6- Đệm đồng; 7 Dây dẫn; 8 Vỏ; 9 Thuỷ tinh cách điện; 10 Đầu ra.
tinh cách điện; 10 Đầu ra.
5.2.2. Transitor:
Transitor là loại linh kiện bán dẫn có 3 cực. Thực chất nó là hai điốt ghép lại với nhau nh− trên hình 5.9.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
Cách chế tạo cũng th−ờng dùng ph−ơng pháp cho các giọt tạp chất thích hợp nóng chảy vào một tấm Gécmani hay Silíc chung loại n hoặc p, để tạo nên hai tiếp giáp n - p ở hai phía của tấm bán dẫn cơ sở.
Tuỳ theo cách ghép các điốt mà ta có hai loại transitor khác nhau là: p-n-p và n-p-n. Loại thứ hai rất ít gặp.
Phần chung (miếng bán dẫn) là một cực của transitor đ−ợc gọi là
Bazơ, ký hiệu là B. Một trong hai giọt tạp chất (cực thứ 2) đ−ợc gọi là cực phát hay Emitơ, ký hiệu là E. Giọt tạp chất thứ hai (cực thứ 3) đ−ợc gọi là cực góp hay Koléctơ ký hiệu là K. Các cực này đ−ợc nối với các đầu ra (các chân) để đấu transitor vào mạch điện.
Từ cấu tạo ta thấy rằng transitor là một linh kiện có tính thuận nghịch, tức là các cực Emitơ và Koléctơ có thể đổi lẫn cho nhau. Tuy vậy, do cấu trúc bất đối xứng (hình 5.10) cũng nh− sự khác nhau về vật liệu của chúng, sự làm việc của transitor theo hai chiều không hoàn toàn giống nhau.
Trên sơ đồ mạch điện các transitor đ−ợc ký hiệu nh− trên hình 5.11 và 5.12.
Hình 5.10. Cấu trúc của Transitor kiểu hợp kim khuyếch tán.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
Hình 5.12. Ký hiệu qui −ớc biểu diễn Transitor.
a- Loại p-n-p; b- Loại
Transitor cũng có thể biểu diễn d−ới dạng sơ đồ các điốt t−ơng đ−ơng nh− trên hình 5.13 (đối với loại p-n-p).
Hình 5.13. Sơ đồ nối điốt t−ơng đ−ơng với transtor loại p-n-
p.
Từ sơ đồ ta thấy rõ: tuỳ thuộc vào giá trị và cực tính điện áp đặt lên các cực mà transitor có 4 chế độ làm việc khác nhau:
+ Chế độ 1: UEB < 0 và UKB < 0: cả hai tiếp giáp điốt đều đóng nên
điện trở của transitor (REK) rất lớn và transitor ở trạng thái khoá.
+ Chế độ 2: UEB > 0 và UKB < 0: tiếp giáp điốt thứ nhất mở, còn
tiếp giáp thứ hai đóng nên điện trở của transitor (REK) giảm và transitor bắt đầu cho dòng đi qua. UEB càng lớn thì REK càng nhỏ. Nói một cách khác, transitor ở trạng thái dẫn.
+ Chế độ 3: UEB > 0 và UKB > 0: cả hai tiếp giáp điốt đều mở nên
điện trở của transitor (REK) nhỏ nhất và dòng qua transitor hầu nh− cực đại, transitor ở trạng thái bão hoà.
+ Chế độ 4: UEB < 0 và UKB > 0: hai cực E và K đổi vai trò cho
nhau: nên transitor ở trạng thái dẫn điện ng−ợc.
Nh− vậy, tuỳ thuộc vào cực tính và giá trị điện áp đặt lên các cực (hay tiếp giáp) Emitơ-Bazơ mà điện trở của transitor (REK) thay đổi trong giới hạn rất rộng: từ vài ôm đến hàng nghìn ôm và bởi vậy transitor có thể ở trạng thái dẫn hoặc khoá. Lợi dụng tính chất đó của transitor ng−ời ta sử dụng chúng để cắt nối
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
dòng điện thay cho má vít cơ học.
Việc cắt nối bằng transitor có −u là: tốc độ cắt nối nhanh và không có hồ quang.
Để tạo điện áp giữa E và B có thể dùng nguồn riêng (hình 5.14a) hoặc thông qua điện trở RB - gọi là điện trở tạo thiên áp (hình 5.14b). Điện trở này còn có tác dụng hạn chế dòng qua tiếp giáp EB (dòng cực gốc) để đảm bảo tuổi thọ của transitor.
Để đảm bảo cho UEB t−ơng đối ổn định ng−ời ta dùng hai điện trở để phân áp (hình 5.14c).
Bằng cách điều chỉnh thế hiệu UEB ta có thể điều khiển cho transitor nối hoặc cắt mạch điện.
Hình 5.14. Các sơ đồ tạo thiên áp. a- Dùng nguồn riêng; b- Dùng điện trở tạo thiên áp; c- Dùng 2 điện trở để phân áp.
Transitor còn có một tính chất nữa là: nếu đ−a một điện áp thay đổi nào đó (còn gọi là tín hiệu) vào cực gốc B thì se làm UEB thay đổi, do đó IB cũng thay đổi theo một l−ợng ΔIB, IB thay đổi kéo theo IK thay đổi một l−ợng ΔIK.
Tỷ số 1 I I K B K I >> Δ Δ
= có thể tới 60...70, tức là transitor có khả năng khuyếch đại tín hiệu, còn KI đ−ợc gọi là hệ số khuyếch đại dòng. Tính chấy này của transitor đ−ợc sử dụng trong các hệ thống đánh lửa bán dẫn có tiếp điểm.
Đặc tính Vôn-Ampe của transitor nh− trên hình 5.15.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
144 Vù
Hình 5.16. Quan hệ giữa dòng điện ng−ợc của transitor và U
- Góc phần t− bên phải: biểu diễn quan hệ IK=f(UEK) với IB là tham số;
Trên đặc tính có thể thấy 3 vùng ứng với 3 chế độ làm việc của transitor:
+ Vùng 1 là vùng dẫn: lúc này tiếp giáp Emitơ-Bazơ mở (UEB > 0), tiếp giáp Koléctơ-Bazơ đóng (UKB < 0). Vùng này đ−ợc sử dụng khi transitor làm việc ở chế độ khuyếch đại;
+ Vùng 2 là vùng ngắt (khoá): tiếp giáp Emitơ-Bazơ đóng (UEB < 0), tiếp giáp Koléctơ-Bazơ đóng (UKB < 0);
+ Vùng 3 là vùng bão hoà: sự tăng IB lúc này không làm thay đổi rõ rệt IK --> transitor mở hết: tiếp giáp Emitơ-Bazơ mở (UEB > 0), tiếp giáp Koléctơ-Bazơ mở (UKB > 0);
- Góc phần t− phía trên bên trái: biểu diễn quan hệ IK=f(IB), độ dốc của đặc tính chính là hệ số khuyếch đại dòng (KI=tgϕ);
- Góc phần t− phía d−ới bên trái: là đặc tính vào của transitor, biểu diễn quan hệ IB=f(UEB). Tỷ lệ xích trên hình 5.15 không cho phép biểu diễn đặc tính ở vùng khoá nên vùng này đ−ợc vẽ tách riêng với tỷ lệ xích lớn hơn nh− trên hình 5.16:
+ Khi tiếp giáp E-B đóng (UEB < 0), thì các dòng ng−ợc hầu nh−
không phụ thuộc vào gía trị của UEB.
Các thông số cơ bản của transitor cũng t−ơng tự nh− điốt, bao gồm:
- Dòng điện góp định mức: là dòng IK cho phép liên tục qua tiếp giáp EK (mạch góp);
- Điện áp UEK cực đại cho phép ([UEKmax]); - Dòng điện cực gốc cực đại cho phép: [IBmax]; - Nhiết độ làm việc lớn nhất cho phép: [tOC].
Ký hiệu quy −ớc của transitor (theo Liên xô cũ):
- Chữ cái hay chữ số thứ nhất chỉ vật liệu chế tạo; - Chữ cái thứ hai chỉ tên linh kiện: T - Transitor;
- Chữ số tiếp theo chỉ công dụng hay đặc tính điện (tra theo bảng), nh−: công suất, tần số làm việc, ...;
- Chữ số thứ t− chỉ loại A hay B.
Trang bị điện và điện tử trên ôtô Biên soạn : TS. Nguyễn Hoàng Việt
Trên hình 5.17 là kết cấu thực tế của transitor P4-B.
Hình 5.17. Transitor P4-B.