Trợ Thủ Số 1 Cho Ngôi Nhà Bạn!

Danh mục Thông Tin Kiến Thức Về Điện

BJT Là Gì? Những Điều Bạn Cần Biết Về BJT

Trong các bài viết trước, Antshome đã đề cập đến các loại transistor phổ biến như Mosfet hay IGBT. Trong bài viết lần này, chúng ta sẽ cùng tiếp tục thảo luận về một loại transistor khác đó là BJT. Vậy BJT là gì và chúng hoạt động ra sao?

BJT là gì?

BJT, viết tắt của Bipolar Junction Transistor hay còn gọi là Transistor lưỡng cực, là một loại linh kiện bán dẫn ba khối bao gồm 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 có thể tham khảo sơ đồ của hai loại BJT sau đây. 

BJT là gì?

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. 

cấu tạo NPN transistor

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 có thể lập bảng về sự khác nhau giữa các dòng điện áp trong NPN transistor như sau:

Loại transistorIEIBICVEBVCBVCE
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. 

Cấu tạo PNP transistor

Với PNP transistor, dòng điện đi vào BJT thông qua emitter. Giống như bất kỳ loại transistor lưỡng cực khác, điểm tiếp nối emitter-base phân cực thuận còn điểm tiếp nối collector-base phân cực nghịch. Chúng ta có thể lập bảng về sự khác nhau giữa các dòng điện áp trong PNP transistor như sau:

Loại transistorIEIBICVEBVCBVCE
p-n-p++

Tìm hiểu thêm: So sánh BJT và MOSFET

Nguyên lý hoạt động 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 các electron có thể di chuyển từ emitter đến base. Vì cực base khá mỏng và ít bị pha tạp nên chúng có ít lỗ hổng điện từ nhờ đó mà các electrons có thể khỏa lấp lỗ trống này và di chuyển ra khỏi cực base. 

Hiện tượng này tạo nên dòng điện chạy qua cực base. Các electrons còn lại sẽ tiếp 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 có thể cho rằng IE ~ IC.

Với NPN transistor, phần lớn các hạt tải điện là electrons. Ngược lại, phần lớn hạt tải điện của PNP transistor là các lỗ trống điện tử (holes electrons). Về mặt nguyên lý hoạt động, NPN và PNP transistor tương tự nhau. Ở BJT, chỉ một phần nhỏ dòng điện chạy qua là do hạt tải điện cơ bản (đa số) 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 chế độ hoạt động khác nhau là: 

  • Chế độ Common base (CB)
  • Chế độ Common emitter (CE)
  • Chế độ Common collector (CC)

Cả 3 chế độ được thể hiện qua hình sau

A. Chế độ common baseB. Chế độ common emitterC. Chế độ common collector

Ở mỗi chế độ hoạt động 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 đầu vào là điện áp của collector (VCB). 

Đặc tính đầu vào CB

Vì tiếp điểm emitter-base phân cực thuận nên mối liên hệ giữa IE và VEB cũng tương tự như đặc tính phân cực thuận của điốt p-n. Có nghĩa là, với IE tăng lên, trong khi đó VEB cố định 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 đầu vào, hoạt động như một tham số trong mối liên hệ giữa dòng điện đầu ra và điện áp đầu ra. Hình sau thể hiện đặc tính đầu ra của PNP transistor khi ở chế độ CB.

Đặc tính đầu ra 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 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 bình 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 chế độ Common emitter (CE), dòng điện qua cực base IB là dòng điện đầu vào, điện áp giữa emitter-base VEB là điện áp đầu vào. Nên đặc tính đầu vào của chế độ này sẽ phụ thuộc vào mỗi liên hệ giữa IB và VEB với VCE là tham số. Bạn có thể tham khảo hình sau: 

Đặc tính đầu vào CE

Đặc tính đầu vào của chế độ CE tương tự 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 chế độ CE được thể hiện 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 có thể tham khảo hình sau: 

Đặc tính đầu ra CE

Tương tự như đặc tính đầu ra của chế độ common base (CB) transistor, chế độ CE cũng có 3 vùng hoạt động 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 hoàn toàn bị cắt. Cuối cùng, với vùng phân cực thuận (Saturation region), tiếp điểm emitter và collector đều hoàn toàn phân cực thuận. 

Tìm hiểu thêm: IGBT Là Gì? Kiến Thức Bạn Cần Biết Về IGBT Trong Mạch Điện

Cách xác định chân BJT

Bạn sẽ cần dùng tới VOM* để xác định chân của một transistor (BJT). Các bước làm như sau: 

(*VOM: là đồng hồ vạn năng. Đây là loại dụng cụ đo lường điện có nhiều chức năng. VOM có kích thước 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 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 các lỗ trống hoặc các điện tử, đi từ cực nguồn đến cực máng qua một kênh tích cực. FET là transistor đơn cực nên chúng liên quan đến hoạt động của phần tử tải điện đơn 

Cấu tạo của FET

FET được chia làm hai loại là  JFET và MOSFET có nguyên lý hoạt động gần giống nhau. Cấu tạo của JFET kênh p được hiển thị bên dưới. Trong JFET kênh p, hạt mang điện tích đa số đi từ cực nguồn đến cực máng. Cực nguồn và cực máng được ký hiệu là S và D.  

Cực cổng được kết nối ở chế độ phân cực nghịch với nguồn điện áp để có thể hình thành lớp suy giảm trên các 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 có thể ngăn dòng điện từ cực nguồn đến cực máng. Vì vậy, bằng cách thay đổi điện áp tại cực cổng, dòng điện từ cực nguồn đến cực cống có thể được kiểm soát.

So sánh BJT và FET

Bạn có thể tham khảo bảng thông tin dưới đây để dễ dàng so sánh: 

BJTFET
BJT là viết tắt của transistor lưỡng cực, vì vậy nó là một linh kiện lưỡng cựcFET là viết tắt của transistor trường, vì vậy nó là transistor đơn cực
BJT có ba chân là cực gốc, cực phát và cực gópFET 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 sốHoạt 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 nhỏTrở kháng đầu vào của FET rất lớn
BJT là thiết bị điều khiển dòng điệnFET là thiết bị điều khiển bằng điện áp
BJT có độ nhiễuFET ít nhiễu
Sự thay đổi tần số của BJT sẽ ảnh hưởng đến hiệu suất của nóĐáp ứng tần số cao
Phụ thuộc vào nhiệt độĐộ ổn định nhiệt tốt hơn
Rẻ tiềnĐắt tiền
Kích thước lớn hơnNhỏ hơn
Có điện áp offsetKhông có điện áp offset
Độ lợi nhiều hơnĐộ lợi ít hơn
Trở kháng đầu ra cao do độ lợi caoTrở 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 caoĐộ lợi điện áp thấp
Có độ lợi dòng điện thấpĐộ lợi dòng cao
Thời gian chuyển đổi của BJT là trung bìnhThời gian chuyển đổi của FET nhanh
Phân cực BJT đơn giảnPhân cực FET khó
BJT sử dụng ít dòng điện hơnFET sử dụng ít điện áp hơn
BJT phù hợp ứng dụng dòng điện thấpFET phù hợp ứng dụng điện áp thấp
BJT tiêu thụ công suất caoFET tiêu thụ công suất thấp
BJT có hệ số nhiệt độ âmFET có hệ số nhiệt độ dương

Nên sử dụng BJT hay FET?

Thông thường, BJT sẽ phù hợp hơn với điều khiển LED công suất thấp hoặc các thiết bị từ MCU vì BJT chuyển đổi nhanh hơn so với MOSFET. Lý do vì BJT có dung điện thấp trên chân điều khiển.

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 liên quan khác. Đừng ngại cho Antshome một đánh giá hoặc bình luận bên dưới nếu bạn thấy hữu ích nhé!

Tài liệu tham khảo: 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!

Photo of author
Tác giả
Duong Lam
Founder, CEO @ Antshome.vn - Dịch Vụ Sửa Điện Nước Chuyên Nghiệp - Top 50 Startup Viet VNExpress 2020 | Chuyên gia kỹ thuật điện nước với kinh nghiệm khởi nghiệp 22+ năm

Viết một bình luận

đăng kí nhận thông tin

Nhận thông báo khuyến mãi mỗi tháng ngay vào hộp thư

Giải pháp dẫn đầu trên thị trường cho các vấn đề sửa chữa điện nước, bảo trì lắp đặt nâng cấp thiết bị tại nhà, với phương châm: Uy Tín - Chất Lượng - Giá Rẻ.

giờ làm việc

T2 - T6: 08am - 09pm

T7, CN, NGOÀI GIỜ: LIÊN HỆ

LIÊN HỆ Tư vấn

091 692 1080

Trò chuyện cùng chuyên viên kĩ thuật chuyên nghiệp

Chính sách bảo mật

Điều khoản sử dụng

Chính sách bảo hành

CHI NHÁNH

CN1: 20/17 Nguyễn Cảnh Chân, P. Nguyễn Cư Trinh, Q.1

CN2: 109/5 Đường số 6, P. Bình Trưng Tây, Q.2

CN3: 159/20A Đường Lê Văn Sỹ, P. 12, Q.3

CN4: 129F/101/154P, Bến Vân Đồn, P. 8, Q.4

CN5: 541/2A, Đường Nguyễn Trãi, P. 8, Q.5

CN6: 241/14B Nguyễn Văn Luông, P. 11, Q.6

CN7: 8A Đường số 3, P. Tân Phú, Q.7

CN8: 41C Trương Đình Hội, P. 16, Q.8

CN9: 5/8 Đường số 23, P. Bình Trưng Tây, Q.9

CN10: 651 Đội Cung, P. 8, Q.11

CN11: 298A Thạnh Xuân 14, P. Thạnh Xuân, Q.12

CN12: 398 Ngô Đức Kế, P. 12, Q. Bình Thạnh

CN13: 289 Đường số 57, P. Tân Tạo, Q. Bình Tân

CN14: 78/12C Lê Văn Phan, P. Phú Thọ Hoà, Q.Tân Phú

CN15: 74/2A Đường Đỗ Tấn Phong, P. 9, Q. Phú Nhuận

CN16: 98C Đường C22, P. 12, Q.Tân Bình

CN17: 40/9B Đường Số 9, P. 16, Q. Gò Vấp

CN18: 18A/35 Đường Số 13, P. Linh Chiểu, Thủ Đức

Copyright 2021 Antshome.vn | Design by Milo Lam