BÀI 8: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC (BJT)

1. Cấu tạo và Ký hiệu của Transistor lưỡng cực

• Cấu tạo: BJT (Bipolar Junction Transistor) gồm 3 lớp bán dẫn ghép lại với nhau, tạo thành hai tiếp giáp P-N.

  • Loại NPN: Lớp bán dẫn P nằm giữa hai lớp bán dẫn N.

  • Loại PNP: Lớp bán dẫn N nằm giữa hai lớp bán dẫn P.

• Các cực: * E (Emitter - Cực phát): Pha tạp rất đậm để cung cấp hạt dẫn.

  • B (Base - Cực nền): Rất mỏng và pha tạp rất ít để hạt dẫn dễ dàng đi qua.

  • C (Collector - Cực thu): Vùng thu nhận hạt dẫn từ E chuyển qua.

• Ký hiệu: * Mũi tên luôn đặt ở cực E và hướng theo chiều dòng điện (từ P sang N).

  • NPN: Mũi tên hướng ra ngoài (Không Phải Nào - hướng ra).

  • PNP: Mũi tên hướng vào trong (Phải Nộp Pin - hướng vào).

2. Các ứng dụng của Transistor

2.1. Transistor làm việc như một công tắc (Switch)

• Trạng thái đóng (ON): Khi cấp dòng điện đủ lớn vào cực B, Transistor dẫn bão hòa, cho phép dòng điện chảy từ C sang E (giống như một công tắc đóng lại).

• Trạng thái ngắt (OFF): Khi không có dòng vào cực B, Transistor ngắt hoàn toàn, không có dòng chảy qua C-E (giống như công tắc mở ra).

• Ứng dụng: Điều khiển đèn, rơ-le, motor hoặc trong các cổng logic của máy tính.

2.2. Transistor dùng để khuếch đại tín hiệu

• Nguyên lý: Một dòng điện nhỏ tại cực B có thể điều khiển một dòng điện lớn chạy qua cực C.

• Đặc điểm: Tín hiệu ra (ở cực C) sẽ có hình dạng giống tín hiệu vào (ở cực B) nhưng có biên độ lớn hơn nhiều lần.

• Ứng dụng: Khuếch đại âm thanh (Amply), khuếch đại tín hiệu vô tuyến (Radio/TV).

3. Nguyên lý hoạt động của BJT (Xét loại NPN)

Để BJT hoạt động, ta phải phân cực cho nó:

1. Tiếp giáp B-E: Được phân cực thuận (Cần khoảng $0.6V - 0.7V$).

2. Tiếp giáp B-C: Được phân cực ngược ($V_C > V_B$).

• Quá trình: * Do B-E phân cực thuận, electron từ E tràn vào B.

  • Vì lớp B rất mỏng và điện thế cực C rất cao, đại đa số electron này không bị tái hợp tại B mà bị "hút" mạnh về phía cực C.

  • Chỉ một lượng rất nhỏ electron (khoảng 1%) thoát ra ở cực B tạo thành dòng $I_B$.

• Công thức dòng điện: $I_E = I_C + I_B$. Vì $I_B$ rất nhỏ nên $I_E \approx I_C$.

4. Các thông số cơ bản của Transistor

• Hệ số khuếch đại dòng điện ($\beta$ hoặc $h_{FE}$): Tỉ số giữa dòng cực C và dòng cực B ($\beta = I_C / I_B$). Thông số này thường từ vài chục đến vài trăm.

• $V_{CEO}$: Điện áp cực đại giữa C và E khi cực B hở. Nếu vượt quá, Transistor sẽ bị đánh thủng.

• $I_C$ max: Dòng điện cực đại mà cực C có thể chịu đựng.

• $P_C$ max: Công suất tiêu tán cực đại ($P_C = V_{CE} \cdot I_C$). Nếu quá mức, linh kiện sẽ nóng chảy.