Linh kiện điện tử, Mofet

*Giới thiệu

Mosfet là transistor hiệu ứng trường, là một transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với Transistor thông thường mà ta đã biết, Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện, là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợp cho khuếch đại các nguồn tín hiệu yếu, Chúng được sử dụng nhiều trong các mạch nguồn Monitor, nguồn máy tính.

Thêm chú thích

Mofet hay còn gọi là Transitor hiệu ứng trường

*Cấu tạo

Cấu tạo của Mofet ngược kênh N

G: Gate gọi là cực cổng

S: Source gọi là cực nguồn

D: Drain gọi là cực máng

Mosfet kiện N có hai miếng bán dẫn loại P đặt trên nền bán dẫn N, giữa hai lớp P – N được cách điện bởi lớp SiO₂ hai miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D và cực S, nền bán dẫn N được nối với lớp màng mỏng ở trên sau đó được đấu ra thành cực G.

Mosfet có điện trở giữa cực G và cực S và giữa cực G và cực D là vô cùng lớn, còn điện trở giữa cực D và cực S phụ thuộc vào điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S ( U_CS).

Khi điện áp U_GS = 0 thì điện trở R_DS rất lớn, khi điện áp U_GS > 0, Thì do hiệu ứng từ trường làm cho điện trở R_DSgiảm, điện áp U_GS càng lớn thì điện trở R_DS càng nhỏ.

*Ký hiệu

Ký hiệu của Mofet

*Nguyên tắc hoạt động

Mạch thí nghiệp nguyên tắc hoạt động của Mofet

Để hiểu được nguyên tắc hoạt động của Mofet chúng ta tiến hành thi nghiệp như mạch dưới đây:

Trong quá trình tiến hành thí nghiệm chúng ta có thể rút ra một số kiến thức như sau:

+ Khi chúng ta cấp nguồn điện (DC) qua bóng đèn tiếp theo dòng điện vào cực D và cực S của Mosfet(Q) đây là mosfet ngược được phân cực thuận. Kết quả là bóng đèn không sáng chúng ta có thể rút ra kết luận là dòng điện không đi qua cực DS khi chân G chúng ta chưa cấp điện.

+ Tiếp theo đóng công tắc K₁, thì nguồn điện đi vào cực GS tại đây U_GS> 0, lúc này mofet Q₁ dẫn điện và làm bóng đèn sáng.

+ Chúng ta đóng công tắc K₂, trên tụ C₁ sẽ có điện áp tích(tụ gốm) và duy trì dòng điện cấp vào cho Mofet Q dẫn chứng tỏ không có dòng điện đi qua cực GS.

Vây qua thi nghiệm vừa rồi ta thấy rằng: Dù ta đặt điện áp vào chân G thì cũng không có dòng GS như Transistor bình thường, từ trường sẽ được sinh ra từ điện áp này và điện trở R_DS giảm xuống.

*Video hướng dẫn đo kiểm tra Mofet

THÔNG SỐ KỸ THUẬN CỦA TRANSISTOR

THÔNG SỐ KỸ THUẬT CỦA TRANSISTOR

THÔNG SỐ KỸ THUẬT

+ Dòng điện cực đại: Là điện áp giới hạn của transistor, vượt quá dòng giới hạn này Transistor sẽ bị hỏng.

+ Điện áp cực đại: Là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE, vượt qua điện áp giới hạn này Transistor sẽ bị đánh thủng.

+ Tần số cắt là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường vượt quá tần số này thì độ khuếch đại của Transistor bị giảm.

+ Hệ số khuếch đại: Là tỷ lệ biến đổi của dòng I_CE lớn gấp bao nhiêu lần dòng I_BE.

+ Công xuất cực đại:  Khi hoạt động Transistor tiêu tán một công xuất P = U_CE.I_CE nếu công xuất này vượt quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor bị hỏng.

TRONG NHIỀU TRƯỜNG HỢP CHÚNG TA SẼ GẶP NHỮNG TRANSISTOR ĐẶC BIỆT SAU

*Transistor số ( Digital Transistor): Transistor số cấu tạo như Transistor thường nhưng chân B được đấu thêm một điện trở. Chúng được sử dụng trong các mạch công tắc, mạch logic, mạch điều khiển.

Ký hiệu của transitor số trên mạch 

+ Ký hiệu: Thường có ký hiệu sau DTA…( đèn thuận), DTC…( đèn ngược), KRC…(đèn ngược), KRA…(đèn thuận), RN12…(đèn ngược), RN22…(đèn thuận).

*Transistor công xuất dòng(công xuất ngang)

Transistor công xuất lớn thường được gọi là sò, Sò dòng, sò nguồn các sò này được thiết kế điều khiển bộ cao áp, hoạc biến áp nguồn xung hoạt động. Chúng có điện áp hoạt động cao và cho dòng chịu đựng lớn. Các sò công xuất dòng thường có đấu thêm diode đệm ở trong song song với cực CE.

Sò công xuất ti vi mầu

*ỨNG DỤNG CỦA TRANSISTOR

+ Bất kỳ một thiết bị nào đều có transistor, nó là linh kiện quan trọng và phổ biến trong các thiết bị điện tử. Nó được tích hợp trong các IC. Một con IC thường được tích hợp trong đó nhiều con Transistor. Transistor dùng để khuếch đại tín hiệu Analog, chuyển trạng thái mạch Digital, sử dụng làm các công tắc điện tử, làm các bộ dao động…

KIỂM TRA TRANSISTOR THUẬN HAY NGƯỢC

KIỂM TRA TRANSISTOR THUẬN HAY NGƯỢC

*KIỂM TRA TRANSISTOR NGƯỢC (NPN)

+ Tương tự kiểm tra diode đấu chung cực Anot, điểm chung là cực B.

+ Ta dùng đồng hồ vạn năng để thang đo điện trở để kiểm tra như sau:

+ Trước tiên ta cần xác định các chân của Transistor nếu chưa xác định được chân các bạn có thể tham khảo bài viết XÁC ĐỊNH CHÂN CỦA TRANSISTOR.

+Ta đặt que đen của đồng hồ vạn năng vào cực B của transistor rồi đặt lần lượt que đỏ vào chân C và chân E của Transistor kim đều lên, còn các trường hợp khác kim không lên thì đây là transistor ngược (NPN).

*KIỂM TRA TRANSISTOR THUẬN (PNP)

+ Tương tự kiểm tra hai diode đấu chung cực Katot, điểm chung là cực B.

+ Ta dùng đồng hồ vạn năng để thang đo điện trở để kiểm tra như sau:

+ Trước tiên ta cần xác định các chân của transistor. Sau đó đặt que đỏ của transistor của đồng hồ vạn năng vào cực B của transistor rồi đặt lần lượt que đen vào cực C và E của transistor kim đều lên, các trường hợp khác kim không lên thì đây là transistor thuận.

*Nếu trong quá trình kiểm tra chúng ta gặp các trường hợp như chúng ta đo các chân với nhau khi đổi cả thứ tự que đo kim đồng hồ vẫn lên nghĩa là transistor đã bị hỏng.

Video hướng dẫn kiểm tra Transistor  bên dưới, nếu các bạn thấy video này có ích hãy nhấn đăng ký phía dưới video để được cập nhật những video mới nhất.

XÁC ĐỊNH CHÂN CỦA TRANSISTOR

PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CHÂN CỦA TRASISTOR

*VỚI CÁC LOẠI TRASISTOR CÔNG SUẤT NHỎ

+ Thứ tự chân C và B tùy theo bóng của nước nào sản xuất. Chân E luôn ở bên tay trái nếu ta để Trasistor như hình dưới

Xác định chân Transistor công xuất nhỏ

+ Nếu là transistor do nhật sản xuất: ví dụ Trasistor C828, A564, thì chân C ở giữa, chân B ở bên phải.

+ Nếu là transistor do trung quốc sản xuất thì chân B ở giữa chân C ở bên phải.

+ Tuy nhiên một số Trasistor nhái thì không theo thứ tự này, để biết chính xác ta dùng phương pháp đo bằng đồng hồ vạn năng.

*VỚI CÁC TRASISTOR CÔNG SUẤT LỚN

+ Hầu hết đều có chung giá trị chân là: Bên trái là cực B, ở giữa là cực C, bên phải là cực E như hình dưới:

                                                  Xác định chân Transistor công xuất lớn

*Đo xác định chân B và C

+ Với transistor công xuất nhỏ, thông thường chân E ở bên trái như vậy ta chỉ xác định chân B và suy ra chân C là chân còn lại.

+ Cách xác định: Để đồng hồ vạn năng ở thang đo X1Ω, đặt cố định một que đo vào từng chân, que kia chuyển sang chân còn lại. Nếu kim lên bằng nhau thì chân có que đặt cố định là chân B. Nếu que đồng hồ cố định là que đen thì là transistor ngược, là que đỏ là transistor thuận.

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA TRANSISTOR

CẤU TẠO VÀ NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA TRASISTOR

Đối với tất các các kỹ thuật viên điện tử đều biết tầm quan trọng của trasisitor trong các mạch điện tử, bất cứ một bo mạch nào chúng ta cũng hay gặp trasitor hoạc trasitor được tích hợp trong các IC vì vậy việc nắm bắt được cấu tạo và nguyên lý hoạt động của chúng giúp cho chúng ta có thể thiết kế mạch, hoạc sửa chữa các thiết bị điện tử. Trasistor hay còn gọi là bóng bán dẫn.

Cấu tạo: Trasistor được cấu tạo từ 3 lớp bán dẫn để hình thành hai mối tiếp giáp P – N. Khi chúng ta ghép PNP ta được trasitor thuận còn khi ghieps NPN ta được transistor ngược. Trasistor có thể tương đương với hai diode đấu ngược nhau.

Cấu tạo trasistor

+ Ba lớp bán dẫn được nối với nhau thành 3 cực, lớp giữa là cực B ( cực gốc) hay còn gọi là Base đây là lớp rất mỏng có nồng độ tạp chất thấp.

+ Lớp bên trái là cực E ( Emitter)  hay còn gọi là cực phát

+ Lớp bên phải là cực C ( Collector) hay còn gọi là cực thu

+ Ở hai vùng bán dẫn E và C sẽ cùng loại bán dẫn ( N hoạc P) nhưng sẽ khác nhau về kích thước và nồng độ tạp chất nên có thể chuyển đổi cho nhau được.

Nguyên tắc hoạt động:

Mạch khảo sát về nguyên tắc hoạt động của Trasistor NPN

+ Hoạt động của transistor NPN:

Khi ta cấp nguồn U_CE vào 2 cực C và E trong đó ( + ) nguồn vào cực C,(-) nguồn vào cực E.

Cấp nguồn một chiều U_BE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B và E, trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E.

Khi công tắc mở , mặc dù cực C và E đã được cấp điện nhưng vẫn không có dòng điện chạy qua môi CE( lúc này dòng I_C =  0).

Khi công tắc đóng, mối P – N được phân cực thuận do đó có một dòng điện chạy từ (+) nguồn U_BE qua công tắc, qua R qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng I_B. Ngay khi dòng I_B xuất hiện lập tức cũng có dòng I_C chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, và dòng I_Cmạnh gấp nhiều lần dòng I_B.

Như vậy rõ ràng dòng I_C hoàn toàn phụ thuộc vào dòng I_B.

Giải thích: Khi có điện áp U_CE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng I_BE do lớp bán dẫn P tại cực B rất mỏng và nông độ pha tạp thấp, vì vậy số điện tử tự do từ lớp bán dẫn N ( cực E) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều, một phần nhỏ trong số các điện tử có thể vào lỗ trống tạo thành dòng I_B còn phần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp U_CE tạo thành I_CEchạy qua transistor.

+ Hoạt động của transistor PNP hoàn toàn tương tự nhưng cực tính của các nguồn điện U_CE vầ U_BE ngược lại. Dòng I_C đi từ E sang C còn dòng I_B đi từ E sang B.

*Ký hiệu và hình dáng

Ký hiệu của transistor ngược NPN bên trái, trasistor thuận bên phải PNP

*Ký hiệu trên thân trasistor.

Trasistor thì có nhiều nước sản xuất nhưng chúng ta hay bắt gặp và sử dụng trasistor của Nhật, Mỹ, và Trung quốc.

+ Trasistor do nhật sản xuất trên thân có ký hiệu chữ in hoa A...., B...., C...., D....

Ví dụ A564, B546, D353, C5644, nhìn kỹ hiệu này ta sẽ biết A và B là trasistor thuận, còn C và D là trasistor ngược.

+ Trasistor do Mỹ sản xuất thường ký hiệu 2N....

+ Trasistror do trung quốc sản suất bắt đầu bằng số 3 tiếp theo là 2 chữ cái, chữ cái thứ nhất nếu là A, B thì là trasistror thuận. C, D là transistor ngược. Chữ cái thứ 2 cho biết đặc điểm X và P là bóng âm tần, A, G là bóng cao tần. Các số về sau chỉ thứ tự sản phẩm.

PHÂN LOẠI DIODE

PHÂN LOẠI DIODE

1.Diode Zener

*Cấu tạo: Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường nhưng có hai lớp bán dẫn P – N ghép với nhau , Diode Zener được ứng dụng trong chế độ phân cực ngược, khi phân cực thuận Diode Zener như diode thường nhưng khi phân cực ngược Diode Zener sẽ gim lại một mức điện áp cố định bằng giá trị ghi trên Diode.

Hình dáng Diode Zener(DZ)

Ký hiệu và ứng dụng của Diode Zener trong mạch

Sơ đồ trên minh họa ứng dụng của D_Z, nguồn U₁ là nguồn có điện áp thay đổi, D_Z là diode ổn áp, R₁ là trở hạn dòng. Ta thấy rằng khi U₁> D_Z thì áp trên D_Z  luôn luôn cố định cho dù nguồn U₁ thay đổi.

Khi nguồn U₁thay đổi thì dòng ngược qua D_Z thay đổi, dòng ngược qua D_zcó giá trị giới hạn khoảng 30 mA.

Thông thường người ta sử dụng nguồn U₁ > 1,5V suy ra 2 lần D_Z lắp trở hạn dòng R₁ sao cho dòng ngược lớn nhất qua D_Z < 30 mA

2.Diode thu quang(Photo diode)

Diode hoạt động ở chế độ phân cực nghịch, vỏ diode có một miếng thủy tinh để ánh sáng chiếu vào P – N, dòng điện ngược qua diode tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode.

Ký hiệu của photo diode

Minh họa hoạt động của Photo so quang

3.Diode phát quang ( Light emiting diode: LED)

Diode phát quang là diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7 – 2,2V dòng qua Led khoảng 5mA đến 20mA.

Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện.vv

Diode phát quang

4. Diode Varicap ( Diode biến dung)

Diode biến dung là diode  có điện dung như tụ điện, và điện dung biến đổi khi ta thay đổi điện ngược đặt vào diode

5. Diode xung

 Trong các bộ nguồn xung  thì ở đầu ra của biến áp xung, ta phải dùng Diode xung để chỉnh lưu. Diode xung là diode làm việc ở tần số cao khoảng vài chục KHz, diode nắn điện thông thường không thể thay thế vào vị trí diode xung được, nhưng ngược lại diode xung có thể thay thế cho vị trí diode thường, diode xung có giá thành cao hơn diode thường nhiều lần.

Về đặc điểm, hình dáng diode xung không có gì khác biệt với diode thường, tuy nhiên diode xung thường có vòng đánh dấu đứt nét hoạc đánh dấu bằng 2 vòng.

6.Diode tách sóng

Là loại diode nhỏ vỡ bằng thủy tinh và còn gọi là diode tiếp điểm vì mặt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn P – N tại một điểm để tránh điện dung ký sinh, diode tách sóng thường dùng trong các mạch cao tần dùng để tách sóng tín hiệu.

7. Diode nắn điện

Là diode tiếp mặt dùng để nắn điện trong các bộ chỉnh lưu nguồn AC 50Hz, diode này thường có 3 loại là 1A, 2A và 5A.

ĐO VÀ KIỂM TRA DIODE

ĐO VÀ KIỂM TRA DIODE VÀ ỨNG DỤNG CỦA DIODE

A.CÁCH ĐO VÀ KIỂM TRA DIODE

Diode là linh kiện điện tử rất quan trong ma chúng ta hay gặp trong các bomachj điện tử vì vậy việc kiểm tra Diode còn hoạt động tốt hay không là rất quan trọng. Để kiểm tra chúng ta sử dụng đồng hộ vạn năng.

Các dạng Diode thường gặp

Đo kiểm tra diode

Các bước tiến hành:

*Đưa đồng hồ về thang đo điện trở, chỉnh về mức thang đo X1Ω, đặt hai que đo vào 2 đầu Diode nếu

+ Đo chiều thuận que đen vào Anot, que đỏ vào Katot nếu kim lên thì ta đảo chiều đo nếu kim không nên là Diode còn tốt

+ Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω như vậy là Diode bị chập.

+ Nếu đo thuận chiều mà kim không lên là Diode bị đứt.

B.ỨNG DỤNG CỦA DIODE BÁN DẪN

Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu nguồn xoay chiều thành một chiều các mạch tách song, mạch gim điện áp phân cực cho Transitor hoạt động. Trong mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu có dạng sau:

 Diode cầu trong mạch chỉnh lưu dòng xuay chiều

Hình ảnh thể hiện cách mắc diode cầu để chỉnh lưu dòng xuay chiều