Transistor NPN là gì? Cấu tạo, cách hoạt động và câu hỏi thường gặp
Transistor NPN là một khái niệm thường gặp trong lĩnh vực điện tử, kỹ thuật. Đây giống như là một thiết bị khuếch đại hoặc công tắc điện tử. Trong bài viết này, IoTZone sẽ giải thích chi tiết hơn về khái niệm Transistor NPN là gì, cấu tạo cũng như cách hoạt động của chúng.
Transistor là gì?
Transistor là một thành phần silicon, trong đó các holes (lỗ trống) và electron được dùng làm chất dẫn điện. Trong đó, các bóng bán dẫn sẽ tiếp xúc lưỡng cực, cho phép dòng điện chạy qua các cực để điều khiển dòng điện. Qua đó, chúng ta có thể ứng dụng Transitor vào làm mạch khuếch đại hoặc chuyển mạch đều được.
Hiện nay, có 2 loại Transistor chính là Transistor NPN và Transistor PNP. Trong bài viết này, mình sẽ chỉ giới thiệu chi tiết về Transistor NPN nhé!
Transistor NPN là gì?
Transistor NPN gồm 2 chất bán dẫn N bên ngoài, kẹp ở giữa là một lớp bán dẫn P. Với lại Transistor này, chất dẫn điện đa số là các hạt electronic, còn holes chỉ chiếm số ít.
Như hình minh họa mình đính kèm bên trên, bạn có thể thấy một mũi tên hướng ra ngoài (Emitter). Đây là hình giải thích minh họa về chiều của dòng điện.
Cấu tạo của Transistor NPN
Transistor loại này được tạo ra từ các vật liệu bán dẫn phổ biến như silicon hoặc là germanium, trong đó có 2 lớp n nằm bao bọc bên ngoài lớp p.
Transistor NPN gồm có 3 cực khác nhau: cực phát, cực gốc và cực thu. Bên trong Transistor là 2 đi ốt được kết nối với nhau.
Các đi ốt bên trái được gọi là đi ốt cơ sở và đi ốt giữa cực thu & cực gốc được gọi là đi ốt cực thu. Đi ốt phát được pha tạp vừa phải, còn đi ốt thu thì pha tạp nhiều hơn. Ngược lại, bộ cơ sở được pha tạp khá nhẹ, chúng có vai trò cực kỳ quan trọng trong Transistor.
Dưới đây, IoTZone có đính kèm sơ đồ mạch của bóng bán dẫn NPN để bạn tham khảo. Cực thu và phần cơ sở được kết nối với nhau theo hướng ngược, còn cực phát với phần cơ sở được kết nối theo chiều thuận.
Cực thu luôn kết nối với nguồn cung cấp, bộ phận cơ sở là nơi quan trọng để quản lý trạng thái TẮT hoặc BẬT của Transistor.
Cách mắc Transistor NPN
Transistor NPN được dùng để đóng / ngắt mạch hoặc để khuếch đại tín hiệu. Dưới đây, IoTZone sẽ hướng dẫn bạn cách mắc Transistor NPN cho 2 trường hợp phổ biến này nhé!
Mắc Transistor NPN để đóng ngắt mạch
Trong sơ đồ Transistor NPN này, chúng ta chỉ cần quan tâm đến Ic – Ib – Ie thôi nhé!
Bạn có thể kiểm tra hoạt động của mạch Transistor này bằng cách thay lc thành một đèn LED, lb thành một công tắc BẬT/TẮT và Ie thì mình nối đất. Khi đó, hoạt động của mạch sẽ như sau:
- Công tắc ở trạng thái OFF, đèn LED sẽ tắt
- Công tắc ở trạng thái ON, đèn LED sẽ bật
Mắc Transistor NPN để khuếch đại tín hiệu
Trong sơ đồ trên, mình đã minh họa rõ sự phân cực của Transistor. Hiểu nôm na thì phân cực là khi nguồn điện đi vào chân B thông qua một điện trở, cho phép Transistor hoạt động và khuếch đại các tín hiệu đầu vào hiệu quả, dù cho tín hiệu đầu vào rất thấp.
So sánh Transistor NPN và Transistor PNP
Bên cạnh Transistor NPN thì Transistor PNP cũng là một lựa chọn phổ biến của nhiều người, và chúng đều là các transistor thuộc loại lưỡng cực.
Chúng ta có thể sử dụng cả PNP lẫn NPN vào trong các ứng dụng điều khiển đóng ngắt hoặc khuếch đại mạch tín hiệu. Tuy nhiên, cả 2 loại này có một số đặc điểm khác biệt mà bạn cần lưu ý, để có thể ứng dụng vào từng trường hợp sao cho hiệu quả nhất nhé:
| Tiêu chí | NPN | PNP |
|---|---|---|
| Cấu tạo | Gồm 1 lớp N bên trong 2 lớp P | Gồm 1 lớp P bên trong 2 lớp N |
| Hướng dòng điện | Cực thu đến cực phát | Cực phát đến cực thu |
| Dòng điện | Dòng điện bên trong sẽ thay đổi tùy vào vị trí của các hạt electron Dòng điện bên ngoài sẽ thay đổi tùy vào dòng chảy của các hạt holes | Ngược lại với NPN: Dòng điện bên trong sẽ thay đổi tùy vào vị trí của các hạt holes Dòng điện bên ngoài sẽ thay đổi tùy vào dòng chảy của các hạt electron |
| Hạt mang điện chính | Electron | Holes |
| Thời gian chuyển mạch | Nhanh chóng | Chậm hơn |
| Tín hiệu nối đất | Thấp | Cao |
Nhìn chung, cả NPN và PNP đều được cấu tạo từ các vật liệu khác nhau. Do đó, dòng điện chạy bên trong chúng cũng sẽ khác.
Lời kết
Trên đây là các kiến thức cơ bản nhất về Transistor NPN là gì, cấu tạo cũng như điểm khác biệt chính giữa NPN và PNP. Hy vọng bài viết trên đã cung cấp các thông tin hữu ích cho bạn.
