Transistor là một linh kiện bán dẫn thường được sử dụng như một thiết bị khuếch đại hoặc một khóa điện tử. Tranzitor là khối đơn vị cơ bản xây dựng nên cấu trúc mạch ở máy tính điện tử và tất cả các thiết bị điện tử hiện đại khác. Vì đáp ứng nhanh và chính xác nên các tranzitor được sử dụng trong nhiều ứng dụng tương tự và số, như khuếch đại, đóng cắt, điều chỉnh điện áp, điều khiển tín hiệu, và tạo dao động.Tranzitor cũng thường được kết hợp thành mạch tích hợp (IC),có thể tích hợp tới một tỷ tranzitor trên một diện tích nhỏ.

Mỗi tranzito đều có ba cực:Cũng giống như điốt, tranzito được tạo thành từ hai chất bán dẫn điện. Khi ghép một bán dẫn điện âm nằm giữa hai bán dẫn điện dương ta được một PNP tranzito. Khi ghép một bán dẫn điện dương nằm giữa hai bán dẫn điện âm ta được một NPN tranzito.

Cực gốc (base) Cực góp (collector) Cực phát (emitter)

Để phân biệt PNP hay NPN tranzito ta căn cứ vào ký hiệu linh kiện dựa vào mũi tên trên đầu phát. Nếu mũi tên hướng ra thì tranzito là NPN, và nếu mũi tên hướng vào thì tranzito đó là PNP.

Phân biệt các loại Transistor PNP và NPN ngoài thực tế. Transistor Nhật bản : thường ký hiệu là A..., B..., C..., D... Ví dụ A564, B733, C828, D1555 trong đó các Transistor ký hiệu là A và B là Transistor thuận PNP còn ký hiệu là C và D là Transistor ngược NPN. các Transistor A và C thường có công suất nhỏ và tần số làm việc cao còn các Transistor B và D thường có công suất lớn và tần số làm việc thấp hơn.

Transistor do Mỹ sản xuất. thường ký hiệu là 2N... ví dụ 2N3055, 2N4073 vv...

Transistor do Trung quốc sản xuất : Bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai chũ cái. Chữ cái thứ nhất cho biết loại bóng : Chữ A và B là bóng thuận , chữ C và D là bóng ngược, chữ thứ hai cho biết đặc điểm : X và P là bóng âm tần, A và G là bóng cao tần. Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm. Thí dụ : 3CP25 , 3AP20 vv..

xác định bằng cách dùng VOM: đo lần lượt các cặp chân của transistor ( điện thuận rồi đảo chiều lại) tổng cộng là 6 lần đo. Trong đó có 2 lần lên kim và trong 2 lần lên kim đó có 1 que cố định và chân ở que cố định là chân B .nếu que cố định này là đen thì trans là loại PNP còn ngược lại là NPN

Thyristor hay Tirixto là phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn lớp bán dẫn,ví dụ như P-N-P-N, tạo ra ba lớp tiếp giáp P-N: J1,J2,J3.

Thyristor có ba cực: anode (A), catode (K) và cực điều khiển (G) như được biểu diễn trong hình vẽ.

Mục lục   [ẩn]  1 Đặc tính Volt-Ampere của thyristor 1.1 Không có dòng điện vào cực điều khiển (Ig = 0) 1.2 Có dòng điện vào cực điều khiển (Ig > 0) 2 Mở, khóa thyristor 2.1 Mở thyristor 3 Các thông số cơ bản 3.1 Giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor Iv,tb 3.2 Điện áp ngược cho phép lớn nhất Ung,max 3.3 Thời gian phục hồi tính chất khóa của thyristor τ(μs) 3.4 Tốc độ tăng điện áp cho phép dU/dt (V/μs) 3.5 Tốc độ tăng dòng cho phép dI/dt (A/μs) 4 Ứng dụng 5 Lịch sử nghiên cứu 6 Xem thêm [sửa]Đặc tính Volt-Ampere của thyristor

Đặc tính Volt-Ampere của một thyristor gồm hai phần. Phần thứ nhất nằm trong góc phần tư thứ I của đồ thị Descartes, ứng với trường hợp điện áp Uak > 0, phần thứ hai nằm trong góc phần tư thứ III, gọi là đặc tính ngược, tương ứng với trường hợp Uak < 0.

[sửa]Không có dòng điện vào cực điều khiển (Ig = 0)

Khi dòng điện vào cực điều khiển của thyristor bằng 0, hay khi hở mạch cực điều khiển, thyristor sẽ cản trở dòng điện ứng với cả hai trường hợp phân cực điện áp giữa anode và catode. Khi điện áp Uak < 0 theo cấu tạo bán dẫn của thyristor hai tiếp giáp J1, J3 đều phân cực ngược, lớp tiếp giáp J2 phân cực thuận, như vậy thyristor sẽ giống như hai điốtmắc nối tiếp bị phân cực ngược. Qua thyristor sẽ chỉ có một dòng điện rất nhỏ chạy qua, gọi là dòng rò. Khi Uak tăng đạt đến một giá trị điện áp lớn nhất sẽ xảy ra hiện tượng thyristor bị đánh thủng, dòng điện có thể tăng lên rất lớn. Giống như ở đoạn đặc tính ngược của điốt quá trình đánh thủng là không thể đảo ngược được, nghĩa là thyristor đã bị hỏng.

Khi tăng điện áp anode-catode theo chiều thuận, Uak > 0, lúc đầu cũng chỉ có một dòng điện rất nhỏ chạy qua, gọi là dòng rò. Điện trở tương đương mạch anode-catode vẫn có giá trị rất lớn. Khi đó tiếp giáp J1, J3 phân cực thuận, J2 phân cực ngược. Cho đến khi Uak tăng đạt đến giá trị điện áp thuận lớn nhất sẽ xảy ra hiện tượng điện trở tương đương mạch anode-catode đột ngột giảm, dòng điện có thể chạy qua thyristor và giá trị sẽ chỉ bị giới hạn bởi điện trở tải ở mạch ngoài. Nếu khi đó dòng qua thyristor có giá trị lớn hơn một mực dòng tối thiểu, gọi là dòng duy trì, Idt, thì khi đó thyristor sẽ dẫn dòng trên đường đặc tính thuận, giống như đường đặc tính thuận của điốt.

[sửa]Có dòng điện vào cực điều khiển (Ig > 0)

Nếu có dòng điều khiển đưa vào giữa cực điều khiển và catode thì quá trình chuyển điểm làm việc trên đường đặc tính thuận sẽ xảy ra sớm hơn, trước khi điện áp thuận đạt giá trị lớn nhất. Nói chung nếu dòng điều khiển lớn hơn thì điểm chuyển đặc tính làm việc sẽ xảy ra với Uak nhỏ hơn.

[sửa]Mở, khóa thyristor [sửa]Mở thyristor

Khi được phân cực thuận, Uak>0, thyristor có thể mở bằng hai cách. Thứ nhất, có thể tăng điện áp anode-catode cho đến khi đạt đến giá trị điện áp thuận lớn nhất, Uth,max.Điện trở tương đương trong mạch anode-catode sẽ giảm đột ngột và dòng qua thyristor sẽ hoàn toàn do mạch ngoài xác định. Phương pháp này trong thực tế không được áp dụng do nguyên nhân mở không mong muốn và không phải lúc nào cũng tăng được điện áp đến giá trị Uth,max. Hơn nữa như vậy xảy ra trường hợp thyristor tự mở ra dưới tác dụng của các xung điện áp tại một thời điểm ngẫu nhiên, không định trước.

Phương pháp thứ hai, được áp dụng trong thực tế, là đưa một xung dòng điện có giá trị nhất định vào các cực điều khiển và catode. Xung dòng điện điều khiển sẽ chuyển trạng thái của thyristor từ trở kháng cao sang trở kháng thấp ở mức điện áp anode-catode nhỏ. Khi đó nếu dòng qua anode-catode lớn hơn một giá trị nhất định gọi là dòng duy trì (Idt) thyristor sẽ tiếp tục ở trong trạng thái mở dẫn dòng mà không cần đến sự tồn tại của xung dòng điều khiển. Điều này nghĩa là có thể điều khiển mở các thyristor bằng các xung dòng có độ rộng xung nhất định, do đó công suất của mạch điều khiển có thể là rất nhỏ, so với công suất của mạch lực mà thyristor là một phần tử đóng cắt, khống chế dòng điện.

[sửa]Các thông số cơ bản [sửa]Giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor Iv,tb

Đây là giá trị dòng trung bình cho phép chạy qua thyristor với điều kiện nhiệt độ của cấu trúc tinh thể bán dẫn của thyristor không vượt quá một giá trị nhiệt độ cho phép. Trong thực tế, dòng điện cho phép chạy qua thyristor còn phụ thuộc vào điều kiện làm mát và môi trường. Có thể làm mát tự nhiên nhưng hiệu suất không cao, vì thế với yêu cầu cao hơn người ta làm mát cưỡng bức thyristor bằng quạt gió hoặc bằng nước, tuy nhiên điều này có thể khiến kích thước thiết bị tăng đáng kể, dùng cho các thiết bị có công suất lớn. Nói chung có thể lựa chọn dòng điện theo các điều kiện làm mát như sau

Làm mát tự nhiên: dòng sử dụng cho phép tới một phần ba dòng cho phép Iv,tb. Làm mát cưỡng bức bằng quạt gió: dòng sử dụng cho phép bằng hai phần ba dòng cho phép Iv,tb. Làm mát cưỡng bức bằng nước: có thể sử dụng đến 100% dòng Iv,tb. [sửa]Điện áp ngược cho phép lớn nhất Ung,max

Đây là giá trị điện áp ngược lớn nhất cho phép đặt lên thyristor. Trong các ứng dụng phải đảm bảo rằng tại bất kỳ thời điểm nào điện áp giữa anode và catode Uak luôn nhỏ hơn hoặc bằng Ung,max. Ngoài ra phải đảm bảo một độ dự trữ nhất định về điện áp, nghĩa là Ung,max phải được chọn ít nhất là bằng 1,2 - 1,5 lần giá trị biên độ lớn nhất của điện áp trên sơ đồ.

[sửa]Thời gian phục hồi tính chất khóa của thyristor τ(μs)

Đây là thời gian tối thiểu phải đặt điện áp âm lên giữa anode và catode của thyristor sau khi dòng anode-catode đã về bằng không trước khi lại có thể có điện áp Uak dương mà thyristor vẫn khóa. τ là một thông số quan trọng của thyristor. Thông thường phải đảm bảo thời gian dành cho quá trình khóa phải bằng 1,5-2 lần τ.

[sửa]Tốc độ tăng điện áp cho phép dU/dt (V/μs)

Thiristor là một phần tử bán dẫn có điều khiển, có nghĩa là dù được phân cực thuận (Uak>0) nhưng vẫn phải có tín hiệu điều khiển thì nó mới cho phép dòng chạy qua. Khi thyristor phân cực thuận, phần lớn điện áp rơi trên lớp tiếp giáp J2 như hình vẽ.

Lớp tiếp giáp J2 bị phân cực ngược nên độ dày của nó mở ra, tạo ra vùng không gian nghèo điện tích, cản trở dòng điện chạy qua. Vùng không gian này có thể coi như một tụ diện có điện dung Cj2. Khi có điện áp biến thiên với tốc độ lớn, dòng điện của tụ có thể có giá trị đáng kể, đóng vai trò như dòng điều khiển. Kết quả là thyristor có thể mở ra khi chưa có tín hiệu điều khiển vào cực điều khiển G.

Tốc độ tăng điện áp là một thông số phân biệt thyristor tần số thấp với thyristor tần số cao. Ở thyristor tần số thấp, dU/dt vào khoảng 50 đến 200 V/μs còn với các thyristor tần số cao dU/dt có thể lên tới 500 đến 2000 V/μs.

(tham khảo ...)

[sửa]Tốc độ tăng dòng cho phép dI/dt (A/μs)

Khi thyristor bắt đầu mở không phải mọi điểm trên tiết diện tinh thể bán dẫn của nó đều dẫn dòng đồng đều. Dòng điện sẽ chạy qua bắt đầu ở một vài điểm, gần với cực điều khiển nhất, sau đó sẽ lan tỏa dần sang các điểm khác trên toàn bộ tiết diện. Nếu tốc độ tăng dòng điện quá lớn có thể dẫn tới mật độ dòng điện ở các điểm dẫn ban đầu quá lớn, sự phát nhiệt cục bộ quá nhanh dẫn đến hỏng cục bộ, từ đó dẫn đến hỏng toàn bộ tiết diện tinh thể bán dẫn.

Tốc độ tăng dòng cho phép ở các thyristor tần số thấp vào khoảng 50÷100A/μs, với các thyristor tần số cao dI/dt vào khoảng 500÷2000A/μs. Trong các bộ biến đổi phải luôn có các biện pháp đảm bảo tốc độ tăng dòng dưới giá trị cho phép. Điều này đạt được nhờ mắc nối tiếp các phần tử bán dẫn với các điện kháng nhỏ, lõi không khí hoặc đơn giản hơn là các xuyến ferit lồng lên nhau. Các xuyến ferit rất phổ biến vì cấu tạo đơn giản, dễ thay đổi điện cảm bằng cách thay đổi số xuyến lồng lên thanh dẫn. Xuyến ferit còn có tính chất của cuộn cảm bão hòa, khi dòng qua thanh dẫn còn nhỏ điện kháng sẽ lớn để hạn chế tốc độ tăng dòng. Khi dòng đã lớn ferit bị bão hòa từ, điện cảm giảm gần như bằng không. Vì vậy cuộn kháng kiểu này không gây sụt áp trong chế độ dòng định mức chạy qua dây dẫn.

[sửa]Ứng dụng

Thyristor chủ yếu được sử dụng ở những ứng dụng yêu cầu điện áp và dòng điện lớn, và thường được sử dụng để điều khiển dòng xoay chiều AC (Alternating current), vì sự thay đổi cực tính của dòng điện khiến thiết bị có thể đóng một cách tự động( được biết như là quá trình Zero Cross-quá trình đóng cắt đầu ra tại lân cận điểm 0 của điện áp hình sin).

Điốt (diode) là từ ghép mang nghĩa "hai điện cực", với di là hai, và ode bắt nguồn từ electrode, có nghĩa là điện cực, là một trong những linh kiện điện tử. Một linh kiện điện tử tạo từ ghép nối một Bán dẫn điện âm với một một Bán dẫn điện dương

Điốt bán dẫn cấu tạo bởi chất bán dẫn Silic hoặc Gecmani có pha thêm một số chất để tăng thêm electron tự do. Loại này dùng chủ yếu để chỉnh lưu dòng điện hoặc trong mạch tách sóng.Điốt Schottky Ở tần số thấp, điốt thông thường có thể dễ dàng khóa lại (ngưng dẫn) khi chiều phân cực thay đổi từ thuận sang nghịch, nhưng khi tần số tăng đến một ngưỡng nào đó, sự ngưng dẫn không thể đủ nhanh để ngăn chặn dòng điện suốt một phần của bán kỳ ngược. Điốt Schottky khắc phục được hiện tượng này.Điốt Zener, còn gọi là "điốt đánh thủng" hay "điốt ổn áp" là loại điốt được chế tạo tối ưu để hoạt động tốt trong miền đánh thủng. Khi sử dụng điốt này mắc ngược chiều lại, nếu điện áp tại mạch lớn hơn điện áp định mức của điốt thì điốt sẽ cho dòng điện đi qua (và ngắn mạch xuống đất bảo vệ mạch điện cần ổn áp) và đến khi điện áp mạch mắc bằng điện áp định mức của điốt - Đây là cốt lõi của mạch ổn áp.Điốt phát quang hay còn gọi là LED (Light Emitting Diode) là các điốt có khả năng phát ra ánh sáng hay tia hồng ngoại, tử ngoại. Cũng giống như điốt bán dẫn, LED được cấu tạo từ một khối bán dẫn loại p ghép với một khối bán dẫn loại n.Điốt quang (photodiode) là loại nhạy với ánh sáng, có thể biến đổi ánh sáng vào thành đại lượng điện, thường sử dụng ở các máy ảnh (đo cường độ sáng), sử dụng trong các mạch điều khiển (kết hợp một điốt phát quang và một điốt quang thành một cặp), các modul đầu ra của các PLC...Điốt biến dung (varicap) Có tính chất đặc biệt, đó là khi phận cực nghịch, điốt giống như một tụ điện, loại này được dùng nhiều cho máy thu hình, máy thu sóng FM và nhiều thiết bị truyền thông khác.Điốt ổn định dòng điện là loại điốt hoạt động ngược với Điốt Zener. Trong mạch điện điốt này có tác dụng duy trì dòng điện không đổi.Điốt step-recovery Ở bán kỳ dương, điốt này dẫn điện như loại điốt Silic thông thường, nhưng sang bán kỳ âm, dòng điện ngược có thể tồn tại một lúc do có lưu trữ điện tích, sau đó dòng điện ngược đột ngột giảm xuống còn 0.Điốt ngược Là loại điốt có khả năng dẫn điện theo hai chiều, nhưng chiều nghịch tốt hơn chiều thuận.Điốt xuyên hầm Nếu tăng nồng độ tạp chất của điốt ngược, có thể làm cho hiện tượng đảnh thủng xảy ra ở 0V, hơn nữa, nồng độ tạp chất sẽ làm biến dạng đường cong thuận chiều, điốt đó gọi là điốt xuyên hầm.