IGBT ( viết tắt của cụm từ tiếng anh Insulated Gate Bipolar Transistor) là Transistor có cực điều khiển cách ly, loại linh kiện bán dẫn công suất có 3 cực  được phát minh bởi Hans W. Beck và Carl F. Wheatley vào năm 1982.

-       IGBT kết hợp khả năng đóng cắt nhanh của MOSFET và có khả năng chịu tải lớn của Transistor thông thường.

-       IGBT cũng là phần tử được điều khiển bằng điện áp, do đó công suất điều khiển yêu cầu sẽ cực nhỏ.

IGBT là loại van với công suất tuyệt vời. Khác với Thysistor, IGBT cho phép bạn đóng cắt nhanh chóng bằng cách đặt điện áp điều khiển lên hai cực G và E. Điện áp ra bạn đo được trên van rất đồng dạng với điện áp điều khiển.

IGBT thường sử dụng trong các mạch biến tần hay những bộ băm xung áp một chiều. Driver của IGBT cũng sẵn có ở Việt Nam, tuy nhiên giá cả thì hơi cao. Hiện nay, với những ưu thế nổi trội, công nghệ IGBT được ứng dụng hầu hết ở các thiết bị máy hàn điện tử, biến tần, Servo Drive…v.v.

Dưới đây là cấu tạo và nguyên lý hoạt động của IGBT

Về cấu trúc bán dẫn, IGBT gần giống với MOSFET, điểm khác nhau là nó có thêm lớp nối với Collector tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p giữa Emiter (tương tự với cực gốc) với Collector (tương tự cực máng), mà không là n-n như ở MOSFET. Vì thế có thể coi IGBT tương đương với Transistor p-n-p với dòng base được điều khiển bằng một MOSFET.

Dưới tác dụng của áp điều khiển Uge>0, kênh dẫn với những hạt mang điện là những điện tử được hình thành, giống với cấu trúc MOSFET.Các điện tử di chuyển về phía Collector vượt qua lớp tiếp giáp n-p như ở cấu trúc giữa base, Collector ở Transistor thường, và tạo nên dòng Collector.

Do cấu trúc n-p-n mà điện áp thuận giữa C và E trong chế độ dẫn dòng ở IGBT thấp hơn hẳn so với Mosfet. Tuy nhiên do cấu trúc này làm cho thời gian đóng cắt của IGBT chậm hơn so với Mosfet, đặc biệt là khi khóa lại. Trên hình vẽ thể hiện cấu trúc tương đương của IGBT với Mosfet và một transistor p-n-p. Ký hiệu dòng qua IGBT gồm hai thành phần: i1 dòng qua Mosfet, i2 dòng qua transistor. Phần Mosfet trong IGBT có thể khóa lại nhanh chóng nếu xả hết được điện tích giữa G và E, do đó dòng i1= 0, tuy nhiên i2 sẽ không suy giảm nhanh chóng được do lượng điện tích lũy trong (tương đương với base của cấu trúc p-n-p) chỉ có thể mất đi do quá trình tự trung hòa điện tích. Điều này xuất hiện vùng dòng điện kéo dài khi khóa IGBT.

Thông thường IGBT được sử dụng trong những mạch đóng cắt tần số cao, từ 2 đến hàng chục kHz. Ở tần số đóng cắt cao như vậy, những sự cố có thể phá hủy phần tử rất nhanh và dẫn đến phá hỏng toàn bộ thiết bị. Sự cố thường xảy ra nhất là quá dòng do ngắn mạch từ phía tải hoặc từ các phần tử có lỗi do chế tạo hoặc lắp ráp.

Có thể ngắt dòng IGBT bằng cách đưa điện áp điều khiển về giá trị âm. Tuy nhiên quá tải dòng điện có thể đưa IGBT ra khỏi chế độ bão hòa dẫn đến công suất phát nhiệt tăng đột ngột, phá hủy phần tử sau vài chu kỳ đóng cắt. Mặt khác khi khóa IGBT lại trong một thời gian rất ngắn khi dòng điện rất lớn dấn đến tốc độ tăng dòng quá lớn, gây quá áp trên collector, emiter, lập tức đánh thủng phần tử. Trong sự cố quá dòng, không thể tiếp tục điều khiển IGBT bằng những xung ngắn theo quy luật như cũ, cũng không đơn giản là ngắt xung điều khiển để dập tắt dòng điện được.

Có thể ngăn chặn hậu quả của việc tắt dòng đột ngột bằng cách sử dụng các mạch dập RC (snubber circuit), mắc song song với các phần tử. Tuy nhiên các mạch dập có thể làm tăng kích thước và giảm độ tin cậy của thiết bị. Giải pháp tối ưu được đưa ra là làm chậm lại quá trình khóa của IGBT, hay còn gọi là khóa mềm (soft turn-off) khi phát hiện có sự cố dòng tăng quá mức cho phép.

Ưu nhược điểm của IGBT

Ngày nay, IGBT được hy vọng sẽ dần dần sẽ thay thế tất cả các loại khóa còn lại.

Ưu điểm:

– Cho phép việc đóng cắt dễ dàng, chức năng điều khiển nhanh chóng
– Chịu áp lớn hơn MOS, thường là 600V tới 1.5kV, một số loại lớn hơn thì hơi đặc biệt.
– Tải dòng lớn, cỡ xấp xỉ 1KA. Sụt áp bé và điều khiển bằng áp.

Nhược điểm:

– Tần số thấp hơn so với MOS. Do vậy, với các ứng dụng cần tần số cao áp 400V thì MOS vẫn được ưu tiên hơn. Nếu IGBT hoạt động ở tần số cao thì sụt áp sẽ lớn hơn.

– Công suất vừa và nhỏ.

– Giá thành cao hơn so với các linh kiện khác như MOSFET.

Transistor là gì ? Như thường lệ thì chúng ta sẽ cùng nhau tìm hiểu sơ lược về linh kiện này trước nhé. Transistor hay còn gọi là tranzito là một loại linh kiện bán dẫn chủ động, chúng thường được sử dụng như một phần tử khuếch đại hoặc một khóa điện tử. Transistor nằm trong khối đơn vị cơ bản tạo thành một 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 transistor 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. Transistor cũng được kết hợp thành mạch tích hợp (IC), có thể tích hợp tới một tỷ transistor trên một diện tích nhỏ.

Cũng giống như Diode thì transistor 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 Transistor. Khi ghép một bán dẫn điện dương nằm giữa hai bán dẫn điện âm ta được một NPN Transistor.

Nguồn gốc hình thành và lịch sử phát triển của transistor là gì ?

Transistor lần đầu tiên được phát minh tại phòng thí nghiệm Bell ở New Jersey vào năm những 1947 bởi 3 nhà vật lý tài giỏi của Hoa Kỳ: John Bardeen (1908 Nott 1991), Walter Brattain (1902 – 1987) và William Shockley (1910 – 1989). Nhóm nghiên cứu do Shockley dẫn đầu đã cố gắng phát triển một loại bộ khuếch đại mới cho hệ thống điện thoại Hoa Kỳ lúc bấy giờ, tuy nhiên những gì họ thực sự phát minh ra hóa ra lại có nhiều ứng dụng rộng rãi hơn. Bardeen và Brattain đã tạo ra Transistor thực tế đầu tiên vào thứ ba ngày 16 tháng 12 năm 1947. Mặc dù Shockley đã đóng một vai trò lớn trong dự án, anh ta rất tức giận và kích động khi bị bỏ rơi. Ngay sau đó, trong một lần ở khách sạn tại một hội nghị vật lý, anh đã một mình tìm ra lý thuyết về Transistor ba ngã là một thiết bị tốt hơn nhiều so với bóng bán dẫn tiếp xúc điểm.

Trong khi Bardeen rời Bell Labs để trở thành một học giả (anh tiếp tục tận hưởng thành công hơn nữa khi học các chất siêu dẫn tại Đại học Illinois), Brattain ở lại một thời gian trước khi nghỉ hưu để trở thành giáo viên. Shockley thành lập công ty sản xuất bóng bán dẫn của riêng mình và giúp truyền cảm hứng cho hiện tượng thời hiện đại đó là “Thung lũng Silicon”. Hai nhân viên của ông, Robert Noyce và Gordon Moore, đã tiếp tục thành lập Intel, nhà sản xuất chip vi mô lớn nhất thế giới. Và sau cùng thì Bardeen, Brattain và Shockley cũng đã tái hợp trong một thời gian ngắn vài năm sau đó khi họ chia sẻ giải thưởng khoa học hàng đầu thế giới, giải thưởng Nobel Vật lý năm 1956 vì khám phá của họ. Đây được xem là một câu chuyện của họ là một câu chuyện hấp dẫn về sự sáng chói trí tuệ chiến đấu với sự ghen tị nhỏ nhặt và nó cũng đáng để đọc thêm.

Cấu tạo của transistor là gì ?

Thông thường thì một transistor sẽ bao gồm 3 lớp ghép lại với nhau tạo thành 2 mối tiếp giáp P – N. Nếu ta ghép theo thứ tự PNP ta sẽ có được transistor thuận và tương tự nếu ta đổi ngược lại là NPN ta sẽ có transistor nghịch. Các bạn cũng có thể hình dung rằng transistor sẽ tương tự như 2 Diode được dấu ngược chiều với nhau. Cấu trúc này sẽ được gọi là Bipolar Junction Transitor (tức BJT) bởi vì dòng điện chạy trong cấu trúc này bao gồm cả hai loại điện tích âm và dương (và từ Bipolar nghĩa là hai cực tính).

Ba lớp bán dẫn này sẽ được nối thành 3 cực, lớp giữa ta gọi là cực gốc và có ký hiệu là B (Base). Lớp B sẽ rất mỏng và có nồng độ tạp chất khá thấp. Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát (Emitter) viết tắt là E, và cực thu hay cực góp (Collector) viết tắt là C. Vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn (loại N hay P) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhau được.

Phân loại transistor như thế nào ?

Có hai loại transistor, có sự khác biệt nhỏ trong cách chúng được sử dụng trong một mạch. Một transistor lưỡng cực (ký hiệu BJT) có các chân Base (cực nền), Collector (cực thu) và Emitter (cực phát). Một dòng điện nhỏ được đặt vào cực Base (với transistor NPN dòng điện đi qua cực B và cực E) có thể điều khiển hoặc chuyển đổi một dòng điện lớn giữa cực Emitter và cực Collector.

Chúng ta sẽ có hai loại transistor thường dùng nhất đó là dạng PNP và NPN, và 2 loại này xuất hiện gần như đại đa số trên thị trường hiện nay. Tuy nhiên thì chúng ta cũng có thể dễ dàng phân biệt các loại transistor ngoài thực tế thông qua các thị trường sản xuất như sau:

• Transistor sản xuất tại Mỹ: thường ký hiệu là 2N…ví dụ như 2N3055, 2N3904,…
• Transistor do Nhật Bản sản xuất: 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 Trung quốc sản xuất: sẽ bắt đầu bằng số 3 và tiếp theo là hai chữ 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. Ví dụ: 3CP25, 3AP20 vv..

Các transistor được chế tạo như thế nào ?

Các Transistor sẽ được làm từ silicon và đây là một nguyên tố hóa học được tìm thấy trong cát và chúng thường không dẫn điện (tức không cho dòng điện chạy qua). Thông tin thêm đến các bạn thì Silicon là một chất bán dẫn, có nghĩa là nó không thực sự là một chất dẫn điện (thứ gì đó giống như kim loại cho phép dòng điện) cũng không phải là chất cách điện (thứ gì đó như nhựa làm ngừng dòng điện). Nếu chúng ta xử lý silicon bằng tạp chất (một quá trình được gọi là doping ), chúng ta có thể khiến nó hoạt động theo một cách khác. Nếu chúng ta xử lý Silic bằng các nguyên tố hóa học Asen, photpho, Antimon hoặc Silic sẽ thu được một số electron “tự do” bổ sung có thể mang dòng điện để các electron sẽ chảy ra khỏi nó một cách tự nhiên hơn.

Do các electron có điện tích âm nên silicon được xử lý theo cách này được gọi là loại N (loại âm). Chúng ta cũng có thể pha tạp silicon với các tạp chất khác như boron, Gali và nhôm. Silicon được xử lý theo cách này có ít các electron “tự do” hơn, vì vậy các electron trong các vật liệu gần đó sẽ có xu hướng chảy vào nó. Chúng ta gọi loại silicon này là loại P (loại dương). Điều quan trọng cần lưu ý là cả silicon loại N hoặc loại P thực sự đều có điện tích và cả hai đều trung hòa về điện. Đúng là silicon loại N sẽ có thêm các electron “tự do” làm tăng độ dẫn của nó, trong khi silicon loại p có ít các electron tự do hơn, giúp tăng độ dẫn của nó theo cách ngược lại. Tất cả những gì chúng ta cần nhớ là “các electron thêm” có nghĩa là các electron tự do thêm có thể có thể tự do di chuyển và giúp mang dòng điện.

Sử dụng transistor trong các ứng dụng nào ?

Ứng dụng khuếch đại:

Bộ khuếch đại chung cực phát hay chung emitter được thiết kế như hình bên. khi có một sự thay đổi tín hiệu điện áp ở  làm thay đổi cường độ dòng điện đi qua cực B. Với các đặc tính khuếch đại dòng điện của transistor, chỉ cần dao động nhỏ ở  transistor sẽ khuếch đại sự thay đổi đó và xuất tín hiệu ra ở cực C hay . Mỗi transistor có thể có nhiều cách mắc khác nhau tùy thuộc vào chức năng như dùng để khuếch đại dòng, khuếch đại điện áp hay cả hai.

Từ đài Radio, điện thoại di động đến TV, hầu hết các sản phẩm đều có bộ khuếch đại âm thanh, hình ảnh, truyền dẫn vô tuyến, và xử lý tín hiệu. Bộ khuếch đại âm thanh tín hiệu rời rạc đầu tiên chỉ cung cấp vài trăm miliwatts, nhưng công suất âm thanh dần dần gia tăng lên với chất lượng và cấu trúc transistor tốt hơn. Điều đó thực sự hữu ích trong những thứ như máy trợ thính, một trong những điều đầu tiên mọi người sử dụng Transistor. Máy trợ thính có một micro nhỏ trong đó thu nhận âm thanh từ thế giới xung quanh bạn và biến chúng thành dòng điện dao động. Chúng được đưa vào một Transistor giúp khuếch đại chúng và cung cấp năng lượng cho một chiếc loa nhỏ, vì vậy bạn nghe thấy một phiên bản lớn hơn của âm thanh xung quanh bạn. Ngày nay, transistor bán dẫn có công suất lên đến vài trăm watt và giá cũng rẻ hơn trước.

Ứng dụng công tắc:

Bên cạnh việc có khả năng khuếch đại tín hiệu thì transistor còn có thể dùng làm công tắc nữa đấy. Thông thường thì các transistor thường được sử dụng trong các mạch số như các khóa điện tử có thể ở trạng thái “bật” hoặc “tắt” cho cả các ứng dụng năng lượng cao như chế độ chuyển mạch nguồn điện và cho các ứng dụng năng lượng thấp như các cổng logic số. Các thông số quan trọng cho ứng dụng này bao gồm chuyển mạch hiện tại, điện áp xử lý, và tốc độ chuyển đổi, đặc trưng bởi thời gian của sườn lên và sườn xuống.

Ví dụ nhỏ đó là một chip bộ nhớ chứa hàng trăm triệu hoặc thậm chí hàng tỷ Transistor, mỗi Transistor có thể được bật hoặc tắt riêng lẻ. Vì mỗi Transistor có thể ở hai trạng thái riêng biệt, nó có thể lưu trữ hai số khác nhau đó là 0 và 1. Với hàng tỷ Transistor, một con chip có thể lưu trữ hàng tỷ 0 và số 1 và gần như nhiều số và chữ cái thông thường (hoặc ký tự, như chúng ta gọi chúng).

Cách mà một transistor hoạt động ?

Transistor hoạt động được nhờ đặt một điện thế một chiều vào vùng biên (junction) và điện thế này gọi là điện thế kích hoạt (bias voltage). Mỗi vùng trong transistor hoạt động như một Đi-ốt. Vì mỗi transistor có hai vùng và có thể kích hoạt với một điện thế thuận hoặc nghịch. Có tất cả bốn cách thức (mode) hoạt động cho cả hai PNP hay NPN Transistor.

Phân cực thuận nghịch (The Active mode) dùng cho việc khuếch đại điện thuận. Phân cực nghịch thuận (Reverse-Active) dùng cho việc khuếch đại điện nghịch. Vùng (The Cut-Off) and (Saturation) modes dùng như công tắc (switch) và biểu hiện trạng thái 1,0 trong điện số.

Cách xác định chân của một transistor như thế nào ?

Về vấn đề này theo mình thấy có rất nhiều bạn đang cần tìm hiểu lắm đây. Bởi đơn giản vấn đề này sẽ được nói đến từ khi chúng ta còn học thầy phổ thông cơ. Không như các loại chuôi cắm điện hay các loại thiết bị khác chúng ta hoàn toàn có thể lắp bất kì vị trí nào nếu có 2 đầu ra. Tuy nhiên với transistor thì hoàn toàn khác, các chân của chúng không giống nhau. Và khi này cách thức xác định sẽ như sau:

Chúng ta sẽ cần dùng đến một VOM (đồng hồ vạn năng) để có thể xác định được các chân của một transistor nhé. Và các bước thực hiện sẽ như sau:

1. Xác định chân B: ta sẽ tiến hành các phép đo ở hai chân bất kỳ, trong các phép đo đó sẽ có 2 phép đo kim đồng hồ dịch chuyển. Chân chung cho 2 phép đo đó là chân B.
2. Xác định PNP hay NPN: sau khi đã xác định được chân B, quan sát que đo nối với chân B là đỏ hay đen để xác định. Nếu chân nối với chân B là đỏ, đó là PNP và ngược lại.
3. Xác định chân C và chân 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.
• Đối với NPN làm tương tự nhưng với màu ngược lại là được nhé.

4. Phương pháp kiểm tra Transistor còn sống hay chết

   Transistor khi hoạt động có thể hư hỏng do nhiều nguyên nhân, như hỏng do nhiệt độ, độ ẩm, do điện áp nguồn tăng cao hoặc do chất lượng của bản thân Transistor, hoặc đôi khi chúng ta mua transistor mới về cũng nên kiểm tra lại một vài caon trước khi lắp lên mạch.
   

   Nhìn vào hình vẽ cấu tạo ta thấy mỗi transistor như là 2 diode ghép lại, vậy ta áp dụng cách kiểm tra diode vào kiểm transistor, nếu dùng đồng hồ vạn năng kỹ thuật số ta đưa về thang đo diode, nếu dùng đồng hồ kiem ta đưa về thang đo X10K cụ thể như sau:

   

   Cấu tạo của Transistor

   • Kiểm tra Transistor ngược NPN tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Anôt, điểm chung là cực B, nếu đo từ B sang C và B sang E ( que đen vào B ) thì tương đương như đo hai diode thuận chiều => kim lên , tất cả các trường hợp đo khác kim không lên.
   • Kiểm tra Transistor thuận PNP tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Katôt, điểm chung là cực B của Transistor, nếu đo từ B sang C và B sang E ( que đỏ vào B ) thì tương đương như đo hai diode thuận chiều => kim lên , tất cả các trường hợp đo khác kim không lên.
   • Trái với các điều trên là Transistor bị hỏng.

   Transistor có thể bị hỏng ở các trường hợp.

   • Đo thuận chiều từ B sang E hoặc từ B sang C => kim không lên là transistor đứt BE hoặc đứt BC
   • Đo từ B sang E hoặc từ B sang C kim lên cả hai chiều là chập hay dò BE hoặc BC.
   • Đo giữa C và E kim lên là bị chập CE.
   • Các hình ảnh minh hoạ khi đo kiểm tra Transistor.

   

   Phép đo cho biết Transistor còn tốt

   Minh hoạ phép đo trên:

   Trước hết nhìn vào ký hiệu ta biết được  Transistor trên  là bóng ngược, và các chân của Transistor lần lượt là ECB ( dựa vào tên Transistor ). < xem lại phần xác định chân Transistor >

   • Bước 1 : Chuẩn bị đo để đồng hồ ở thang x1Ω
   • Bước 2 và bước 3 : Đo thuận chiều BE và BC => kim lên .
   • Bước 4 và bước 5 : Đo ngược chiều BE và BC => kim không lên.
   • Bước 6 : Đo giữa C và E kim không lên
   • => Bóng tốt.

   

    

   Phép đo cho biết Transistor bị chập BE

   • Bước 1 : Chuẩn bị .
   • Bước 2 : Đo thuận giữa B và E kim lên = 0 Ω
   • Bước 3: Đo ngược giữa B và E kim lên = 0 Ω
   • => Bóng chập BE

    

   

   Phép đo cho biết bóng bị đứt BE

   • Bước 1 : Chuẩn bị .
   • Bước 2 và 3 : Đo cả hai chiều giữa B và E kim không lên.
   • => Bóng đứt BE

   

    

   Phép đo cho thấy bóng bị chập CE

   • Bước 1 : Chuẩn bị .
   • Bước 2 và 4 : Đo cả hai chiều giữa C và E kim lên = 0 Ω
   • => Bóng chập CE
   • Trường hợp đo giữa C và E kim lên một chút là bị dò CE.

Phân biệt thyristor và transistor như thế nào ?

Transistor là gì ? Chúng ta có một loại linh kiện điện tử có cấu tạo khá giống với transistor đó chính là thyristor và nó cũng được sử dụng khá phổ biến hiện nay. thyristor hay còn gọi là chỉnh lưu Silic có điều khiển là phần tử bán dẫn có bốn lớp bán dẫn. Ví dụ: P-N-P-N và nó được dùng để chỉnh lưu dòng điện có điều khiển. Sự khác nhau cơ bản giữa Thyristor và Transistor là:

• Về việc duy trì dòng điện: transistor cần có dòng đầu vào liên tục còn thyristor thì không.
• Về công suất: thyristor có khả năng chuyển một lượng điện năng lớn hơn transistor
• Số lớp chất bán dẫn: thyristor sẽ có 4 lớp còn transistor chỉ có 3 lớp
• Ứng dụng: transistor làm thiết bị chuyển mạch hoặc bộ khuếch đại còn thyristor thì không.

Ưu nhược điểm của transistor so với đèn điện tử chân không:

Trước khi có transistor thì việc khuếch đại tín hiệu chúng ta sẽ thường dùng đến đèn điện tử chân không. Tuy nhiên vì chúng không đáp ứng tốt các tính năng cũng như các nhu cầu cần thiết nên chúng ta buộc phải thay thế chúng bằng transistor. Và cụ thể thì chúng ta sẽ có các ưu nhược điểm của transistor so với đèn điện tử chân không như sau:

Ưu điểm của transistor là gì ?:

• Độ tin cậy và tuổi thọ cao, transistor có tuổi thọ hơn 50 năm. Không giống như đèn chân không hiệu suất giảm dần theo thời gian.
• Ít bị sốc, vỡ khi rơi hoặc va chạm.
• Hiệu suất cao, thường được sử dụng trong các ứng dụng ít năng lượng.
• Transistor có thể được thu nhỏ cỡ nano mét và được tích hợp trong IC hay các vi mạch.
• Không có bộ phận làm nóng cathode, giảm điện năng tiêu thụ, loại bỏ độ trễ khi chờ đèn khởi động, không chứa chất độc ở cathode.
• Hoạt động ở mức điện áp thấp có thể sử dụng với pin tiểu.
• Linh kiện bán dẫn được thiết kế linh động, nhỏ gọn.
• Kích thước và trọng lượng nhỏ giúp giảm kích cỡ sản phẩm.

Nhược điểm của transistor là gì ?:

• Khi hoạt động ở công suất lớn và tần số cao thì đèn chân không tốt hơn transistor bán dẫn.
• Đèn chân không khi khuếch đại tạo ra rất ít nhiễu và sóng hài, tạo ra âm thanh “sạch” khi nghe nhạc nên được rất nhiều người chơi âm thanh ưa chuộng.
• Transistor nhạy cảm với tia bức xạ và tia vũ trụ (Phải dùng kèm chip bức xạ đặc biệt cho các thiết bị tàu vũ trụ).
• Do transistor làm từ chất bán dẫn nên rất dễ “chết” do shock điện, shock nhiệt.
• Transistor vẫn có thể bị “già” và hoạt động kém đi theo thời gian.

Lời kết:

Trên đây là một số thông tin và kiến thức cơ bản về linh kiện điện tử Transistor (BJT) Transistor là gì ?. Hy vọng nó sẽ cần thiết cho những bạn đang cần tìm hiểu. Vì là kiến thức cá nhân và thu thập được trên các trang mạng nên không thể tránh khỏi sai sót, rất mong được sự đóng góp của các bạn để bài viết được hoàn hảo hơn.

Mosfet là tên viết tắt của cụm từ Tiếng anh Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor là Transistor hiệu ứng trường và là một Transistor đặc biệt. Chúng có cấu tạo và hoạt động khác so với Transistor thông thường mà chúng ta đã biết. Nguyên tắc hoạt động của Mosfet dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện. Chúng là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn, rất thích hợp cho khuếch đại các nguồn tín hiệu yếu.

Mosfet là gì được xây dựng dựa trên lớp chuyển tiếp Oxit Kim loại và bán dẫn. Hiện nay các loại mosfet phổ biến bao gồm 2 loại là:

• N-MOSFET: Chúng chỉ hoạt động khi nguồn điện Gate là zero. Còn các electron bên trong vẫn tiến hành hoạt động bình thường cho đến khi bị ảnh hưởng bởi nguồn điện Input.
• P-MOSFET: Các electron sẽ bị cut-off cho đến khi chúng ta gia tăng nguồn điện thế vào ngõ Gate.

Đặc điểm của Mosfet

Mosfet có khả năng đóng nhanh với các dòng điện và điện áp khá lớn. Chính vì thế nó được sử dụng phổ biến trong các bộ dao động tạo ra từ trường. Do đóng cắt nhanh làm cho dòng điện biến thiên nên Mosfet thường thấy trong các bộ nguồn xung và cách mạch điều khiển điện áp cao.

Mosfet được sử dụng rất phổ biến trong cả các mạch kỹ thuật số và các mạch tương tự. Giống như FET thì Mosfet có hai lớp chính bao gồm:

• N-MOSFET: Điện áp với điều khiển mở Mosfet là Ugs >0. Điện áp với điều khiển đóng là Ugs <=0. Và dòng điện sẽ đi từ D xuống S.
• P-MOSFET: Điện áp với điều khiển mở Mosfet là Ugs <0. Điện áp điều khiển khóa là Ugs~0. Dòng điện sẽ đi từ S cho đến D.

Do bố trí cực cổng cách ly nên MOSFET còn được gọi là “transistor hiệu ứng trường cổng cách ly”. Hay tên Tiếng anh là Insulated Gate Field-effect Transistor. Và được viết tắt là IGFET. Tên gọi IGFET sát nghĩa hơn so với các FET có thực thể điều khiển ở cực cổng không phải là kim loại. Mà chúng là các kết cấu tích lũy điện tích khác. Ví dụ như dung dịch điện phân trong các FET cảm biến sinh học (Bio-FET), FET cảm biến khí (GASFET), FET cảm biến enzym (ENFET)…

Thông thường thì chất bán dẫn được chọn là silic. Tuy nhiên một số hãng vẫn sản xuất các vi mạch bán dẫn từ hỗn hợp của silic và germani. Một ví dụ điển hình là hãng IBM. Ngoài silic và germani ra thù còn có một số chất bán dẫn khác như gali arsenua có đặc tính điện tốt hơn. Tuy nhiên chúng lại không thể tạo nên các lớp oxide phù hợp. Vì thế nên không thể dùng để chế tạo các transistor MOSFET.

Cấu tạo và ký hiệu của mosfet

Cấu tạo của mosfet là gì?

Hình trên là cấu tạo của mosfet. Trong đó ta có:

• G (Gate) là cực cổng.
• S (Source) là cực nguồn.
• D (Drain) là cực máng.

Mosfet kênh N có hai miếng bán dẫn là loại P đặt ở trên nền bán dẫn. Ở giữa hai lớp P-N sẽ được cách điện bởi một lớp SiO2. Và jai miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D và S. Còn nền bán dẫn N được nối với lớp màng mỏng ở trên. Sau đó sẽ được dấu ra thành cực G. Mosfet có điện trở ở giữa cực G với cực S và ở giữa cực G với cực D là vô cùng lớn. Còn đối với điện trở giữa cực D và cực S phụ thuộc nhiều vào điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S (UGS).

Khi điện áp UGS = 0 thì cõ nghĩa là điện trở RDS rất lớn. Còn khi điện áp UGS > 0 thì do hiệu ứng từ trường nên làm cho điện trở RDS giảm. Điện áp UGS càng lớn thì đồng nghĩa với việc điện trở RDS càng nhỏ.

Mosfet ký hiệu là gì?

Mosfet có chân tương đương với Transistor: Chân G sẽ tương đương với B. Chân D sẽ tương đương với chân C. Và chân S tương đương với E

Nguyên lý hoạt động của Mosfet

Nguyên lý hoạt động của Mosfet là chúng hoạt động ở 2 chế độ là đóng và mở. Do là một phần tử với các hạt mang điện vô cùng cơ bản nên Mosfet có thể đóng cắt với tần số rất cao. Tuy nhiên để có thể đảm bảo thời gian đóng cắt ngắn thì vấn đề điều khiển lại là vấn đề vô cùng quan trọng.

Thí nghiệm: Cấp nguồn một chiều UD qua một bóng đèn D vào hai cực là cực D và S của Mosfet Q (Phân cực thuận cho Mosfet ngược). Sau đó ta sẽ thấy bóng đèn không sáng. Điều đó có nghĩa là không có dòng điện đi qua cực DS khi chân G không được cấp điện.

• Khi công tắc K1 đóng thì nguồn UG cấp vào hai cực GS làm cho điện áp UGS > 0V => đèn Q1 dẫn và bóng đèn D sáng.
• Khi công tắc K1 ngắt thì điện áp tích trên tụ C1 (tụ gốm) vẫn duy trì hoạt động cho đèn Q dẫn. Điều đó chứng tỏ không có dòng điện đi qua cực GS.
• Khi công tắc K2 đóng thì điện áp tích trên tụ C1 giảm bằng 0 => UGS = 0V. Và sau đó đèn tắt.

Từ thí nghiệm trên ta có thể rút ra một kết luận rằng: So với Transistor thông thường thì điện áp đặt vào chân G không tạo ra dòng GS mà điện áp này chỉ tạo ra từ trường. Điều này làm cho điện trở RDS sẽ giảm xuống.

Cách kiểm tra Mosfet còn sống hay chết

Kiểm tra Mosfet bằng đồng hồ vạn năng kim

Để xác định Mosfet còn sống hay chết còn sống hay chết, bạn cần đến đồng hồ vạn năng kim với 2 que đo. Để thiết bị đo ở thang điện trở x1KΩ.

Lưu ý: Trước khi đo Mosfet – FET (FET) dùng dây dẫn hay tô vít nối tắt 3 chân của MosFet – FET lại để khử hết điện tích trên các chân. Sở dĩ như vậy là do, FET là linh kiện rất nhạy cảm, điện tích trên các chân có thể ảnh hưởng đến kết quả đo. Dưới đây là cách xác định Mosfet đơn giản bạn có thể tham khảo và thực hiện:

Trường hợp Mosfet còn hoạt động tốt

Là khi trở kháng giữ G và S và giữa G với D có giá trị điện trở là vô cùng, tức kim không lên ở cae 2 chiều đo và khi G đã thoát điện thì trở kháng giữ D và S là vô cùng.

Bước 1: Trên đồng hồ vạn năng kim, để thang đo x1 KW.

Bước 2: Tiến hành nạp cho G 1 điện tích bằng cách để que đen vào G, que đo vào S hoặc D.

Bước 3: Thực hiện đo giữa D và S sau khi đã tiến hành nạp điện tích cho G. Lúc này kim sẽ di chuyển đi lên.

Bước 4: Chập G vào D hoặc G vào S để thoát điện chân G.

Bước 5: Khi đã thoát điện cho G, đo lại D và S như bước 3, kim không lên. Như vậy, có thể xác định trong trường hợp này Mosfet vẫn còn hoạt động tốt.

Trường hợp Mosfet cháy hoặc chập

Để tiến hành kiểm tra Mosfet có phải bị cháy hoặc chập hay không, bạn thực hiện các bước sau:

• Bước 1: Di chuyển đồng hồ vạn năng kim đến thang đo  x 1KW.
• Bước 2: Thực hiện đo G và S hoặc giữa G và D nếu kim lên = 0 W là chập
• Bước 3: Đo giữa D và S mà cả hai chiều đo kim lên = 0 W là chập D S

Kiểm tra Mosfet bằng đồng hồ vạn năng số

Để thực hiện đo mofet bằng đồng hồ vạn năng số, bạn sẽ chuẩn bị thiết bị đo có chức năng đo diode. Bạn có thể tham khảo một số các loại đồng hồ vạn năng có chức năng này như…

Hiện nay, chủ yếu mosfet bị chết là do các chân bị chập với nhau.  Để thực hiện bạn theo một số bước sau:

Bước 1: Chuyển đồng hồ vạn năng số về thang đo diode

Bước 2: Trên mosfet sẽ có lần lượt 3 chân là G, D, S do vậy bạn sẽ phải tiến hành đo chân S mắc lên D.

Hãy kết kết nối chân đỏ với chân S và que đen nối với chân D. Gía trị điện áp sẽ hiển thị trên 2 chân diode mắc ngược này. Nếu giá trị khoảng 0,5V có nghĩ nó vẫn còn sống.

Bước 3:Để xác định chính xác hơn, bạn tiếp tục để que đen vào chân S của mosfet và que đo vào chân G. Sau khi kích, di chuyển que đỏ sang chân D nếu mosfet dẫn, mosfet sẽ được điều khiển hoàn toàn. Bạn sẽ thấy hiện tượng mosfet dẫn, nếu muốn ngừng dẫn hãy chuyển xả điện áp trên chân G bằng cách cho que đỏ về chân S và que đen về chân G, lúc này ta sẽ triệt tiêu được hết điện áp trên chân G.

Quay trở lại chân D và S bạn sẽ thấy nó không dẫn nữa, có nghĩa là mofet được kiểm tra hoàn toàn.

Cách kiểm tra mosfet bằng đồng hồ vạn năng số.

Ứng dụng của mosfet là gì?

Hiện nay mosfet được ứng dụng ngày càng phổ biến. Do Mosfet có khả năng đóng nhanh với dòng điện và điện áp khá lớn nên chúng được sử dụng nhiều ở trong các bộ dao động tạo ra từ trường. Chúng ta thường thấy nó ở trong các bộ nguồn xung và trong các mạch điều khiển điện áp cao.

Trên đây là toàn bộ thông tin về mosfet là gì mà linhkiendayroi muốn chia sẻ tới bạn đọc. Hy vọng với những chia sẻ trên giúp bạn đọc hiểu rõ hơn về mosfet là gì. Cảm ơn bạn đã theo dõi bài viết. Và hẹn gặp lại bạn trong các bài viết tiếp theo nhé!

Thyristor là gì?

Thyristor hay còn được gọi là chỉnh lưu silic có điều khiển. Tên đầy đủ của nó là Silicon Controlled Rectifier. Thyristor là phần tử bán dẫn cấu tạo từ bốn lớp bán dẫn là một linh kiện được sử dụng rộng rãi hiện nay trong các thiết bị điện tử. Thyristor bản chất là một điốt được ghép từ 2 transistor với hai chiều đối nghịch và có thể điều khiển được. Chúng sẽ hoạt động khi được cấp điện. Và khi không có điện sẽ tự động ngắt, trở về trạng thái ngưng dẫn. Thyristor thường được thường được dùng cho chỉnh lưu dòng điện có điều khiển.

Lịch sử phát triển của thyristor

Vào những năm 1950, thyristor được đề xuất bởi William Shockley. Chúng được bảo vệ bởi Moll cùng một số người khác ở trong phòng thí nghiệm Bell (Hoa Kỳ). Thyristor được phát triển lần đầu bởi các kỹ sư năng lượng của General Electric (G.E) mà người đứng đầu là Gordon Hall và thương mại hóa bởi Frank W. “Bill” Gutzwiller của General Electric vào năm 1957.

Cấu tạo của thyristor là gì?

Thyristor có cấu tạo bao gồm bốn lớp bán dẫn P-N được ghép xen kẽ và nối ra ba chân:

• A – kí hiệu anode: Là cực dương.
• K – kí hiệu cathode: Là cực âm.
• G – gate: Là cực khiển (cực cổng).

Kí hiệu của thyristor là gì?

Về mặt kí hiệu thì thyristor sẽ khá giống với một con diode. Một diode thông thường sẽ cho phép dòng điện đi qua từ A sang tới K khi điện thế tại A lớn hơn điện thế tại K. Còn đối với một Thyristor thì vẫn phải đảm bảo điều kiện đó. Ngoài ra chúng còn cần thêm một điều kiện nữa là phải kích thích một dòng điều khiển đi vào chân G.

Các loại thyristor thông dụng trên thị trường hiện nay

Dựa vào khả năng bật và tắt của thyristor mà chúng sẽ được phân thành các loại như sau:

• Thyristor điều khiển silic hoặc là SCR.
• Thyristor cổng tắt hoặc là GTO.
• Thyristor cực phát tắt hoặc là ETOs.
• Thyristor dẫn điện ngược hoặc là RCT.
• Thyristor Triode hai chiều hoặc là TRIAC.
• Thyristor MOS tắt hoặc là MTO.
• Thyristor điều khiển pha hai chiều hoặc là BCT.
• Thyristor chuyển đổi nhanh hoặc là SCR.
• Bộ điều chỉnh silicon được kích hoạt bằng ánh sáng hoặc là LASCR.
• Thyristor kiểm soát FET hoặc là FET-CTHs.
• Thyristor tích hợp cổng hoặc là IGCT.

Nguyên lý hoạt động của thyristor như thế nào?

Trường hợp 1: Cực G để hở hay VG = OV

Đối với trường hợp này thì transistor T1 không có phân cực ở cực B nên T1 sẽ ngưng dẫn. Khi T1 ngưng dẫn thì IB1 = 0, IC1 = 0 và T2 cũng vì thế mà ngưng dẫn. Như vậy đối với trường hợp này Thyristor không dẫn điện được. Và dòng điện qua Thyristor là IA = 0, VAK ≈ VCC.

Tuy nhiên, khi tăng điện áp nguồn VCC lên ở một mức đủ lớn là điện áp VAK tăng theo đến điện thế ngập VBO thì điện áp VAK giảm xuống như diode và dòng điện IA sẽ tăng nhanh. Lúc này thì Thyristor sẽ chuyển sang trạng thái dẫn điện. Dòng điện ứng với lúc điện áp VAK giảm nhanh còn được gọi là dòng điện duy trì IH (Holding). Sau đó đặc tính của Thyristor sẽ giống như một diode nắn điện.

Trường hợp 2: Đóng khóa K

Đối với trường hợp này thì VG = VDC – IGRG. Thyristor ở trường hợp này dễ chuyển sang trạng thái dẫn điện. Lúc này transistor T1 được phân cực ở cực B1 nên dòng điện IG cũng chính là IB1 làm cho T1 dẫn điện. Cho ra IC1 chính là dòng điện IB2 nên lúc đó I2 sẽ dẫn điện. Cho ra dòng điện IC2 lại cung cấp ngược lại cho T1 và IC2 = IB1. Nhờ đó mà Thyristor sẽ tự duy trì được trạng thái dẫn mà không cần có dòng IG liên tục.

IC1 = IB2; IC2 = IB1

Theo nguyên lý này thì dòng điện qua hai transistor sẽ được khuếch đại lớn dần. Hai transistor lúc này sẽ chạy ở trạng thái bão hòa. Khi đó điện áp VAK giảm ở một mức rất nhỏ (≈ 0,7V) và dòng điện qua Thyristor là:

Thực nghiệm cho thấy khi dòng điện cung cấp cho cực G càng lớn thì áp ngập sẽ càng nhỏ. Điều đó có nghĩa là Thyristor càng dễ dẫn điện.

Trường hợp 3: Phân cực ngược Thyristor

Phân cực ngược Thyristor là nối A vào cực âm còn nối K vào cực dương của nguồn VCC. Trường hợp này sẽ có nhiều điểm giống như diode bị phân cực ngược. Thyristor sẽ không dẫn điện được mà chỉ có dòng rất nhỏ đi qua. Thyristor sẽ bị đánh thủng khi tăng điện áp ngược lên đủ lớn. Điện áp ngược đủ lớn để đánh thủng Thyristor là VBR. Thông thường thì trị số VBR và VBO bằng nhau và ngược dấu.

IG= 0; IG2>IG1>IG

Các thông số kỹ thuật của thyristor

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 một điều kiện là nhiệt độ của cấu trúc tinh thể bán dẫn của thyristor không vượt quá đi một giá trị nhiệt độ cho phép. Trong thực tế thì dòng điện cho phép chạy qua thyristor còn phụ thuộc rất nhiều vào điều kiện làm mát và môi trường. Có thể làm mát tự nhiên nhưng hiệu suất lại không cao. Chính vì thế với yêu cầu cao hơn thì người ta làm mát cưỡng bức thyristor bằng quạt gió hoặc bằng nước. Tuy nhiên hạn chế của điều này có thể khiến cho kích thước thiết bị tăng đáng kể. Bạn hoàn toàn có thể lựa chọn dòng điện theo các điều kiện làm mát như sau:

• Làm mát tự nhiên: Dòng sử dụng cho phép tới 1/3 dòng cho phép Iv,tb.
• Làm mát cưỡng bức bằng quạt gió: Dòng sử dụng cho phép bằng 2/3 dòng cho phép Iv,tb.
• Làm mát cưỡng bức bằng nước: Có thể sử dụng lên đến 100% dòng Iv,tb.

Điện áp ngược cho phép lớn nhất (Ung,max)

Đây là giá trị điện áp ngược lớn nhất cho phép được đặt lên thyristor. Trong các ứng dụng phải đảm bảo được rằng tại bất kỳ thời điểm nào thì điện áp giữa anode và cathode Uak phải luôn nhỏ hơn hoặc bằng Ung,max. Ngoài ra phải đảm bảo được một độ dự trữ nhất định về điện áp, có 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.

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

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

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

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

Lớp tiếp giáp J2 bị phân cực ngược nên độ dày của nó sẽ mở ra, tạo ra vùng không gian nghèo điện tích và từ đó làm cản trở dòng điện chạy qua. Vùng không gian này có thể được coi như một tụ diện có điện dung Cj2. Khi có điện áp biến thiên với tốc độ lớn, dòng điện của tụ sẽ đóng vai trò như dòng điều khiển. Và kết quả là thyristor có thể được mở ra khi chưa có tín hiệu điều khiển vào cực điều khiển G. Tốc độ tăng điện áp là một thông số quan trọng dùng để phân biệt thyristor có tần số thấp với thyristor tần số cao. Ở thyristor tần số thấp thì dU/dt rơi vào khoảng 50 – 200 V/μs. Còn đối với các thyristor tần số cao thì dU/dt có thể lên tới 500-2000 V/μs.

Cách đo và kiểm tra Thyristor

Có rất nhiều cách đo và kiểm tra thyristor khác nhau. Có thể nói việc kiểm tra thyristor đóng một vai trò vô cùng quan trọng. Nhất là đối với những thiết bị đã cũ, qua thời gian sử dụng dài thì việc kiểm tra thường xuyên đóng một vai trò vô cùng quan trọng.

Dưới đây chúng tôi sẽ chia sẻ tới bạn đọc cách đo kiểm tra thyristor bằng cách đặt đồng hồ thang x1W. Đầu tiên đặt que đen vào Anode và que đỏ vào cathode. Đối với thới gian ban đầu, kim của đồng hồ sẽ không lên. Sau đó khi dùng Tua vít chập chân A vào chân G thì ta thấy kim đồng hồ sẽ dần dịch chuyển. Lúc này khi bỏ tua vít ra thì thấy đồng hồ vẫn lên kim. Như vậy có thể nhận xét và kiểm tra được là loại Thyristor này tốt.

Các ưu nhược điểm khi sử dụng thyristor

Ưu điểm

• Có thể dễ dàng xử lý điện áp, dòng điện và công suất lớn.
• Được bảo vệ bằng cầu chì.
• Rất dễ dàng bật.
• Mạch kích hoạt cho bộ chỉnh lưu được điều khiển bằng silicon (SCR) vô cùng đơn giản.
• Rất đơn giản và dễ dàng để kiểm soát.
• Chi phí thấp.
• Có thể điều khiển bằng nguồn xoay chiều.

Nhược điểm

• Bộ chỉnh lưu khiển silic (SCR) là một thiết bị một chiều. Chính vì thế nên nó chỉ có thể điều khiển công suất bằng nguồn một chiều trong một nửa chu kỳ dương của nguồn xoay chiều. Do đó chỉ có nguồn một chiều là được điều khiển bằng thyristor.
• Trong mạch xoay chiều, thyristor cần phải được bật trên mỗi chu kỳ.
• Không thể sử dụng thyristor ở tần số cao.
• Dòng điện ở cổng (gate) không thể âm.

Ứng dụng của thyristor là gì?

Vào năm 1956, các thiết bị thyristor đầu tiên được sản xuất dùng cho mục đích thương mại. Chỉ với một thiết bị thyristor nhỏ có thể kiểm soát được một lượng lớn điện áp và năng lượng. Chính vì vật nó được ứng dụng nhiều trong điều chỉnh ánh sáng, công suất điện và điều khiển tốc độ của động cơ điện.

Trước đây, thyristor được dùng cho đảo ngược dòng điện với mục đích dùng để tắt thiết bị. Trên thực tế, thì do có dòng điện trực tiếp nên rất khó sử dụng cho thiết bị. Nhưng hiện nay, bằng cách sử dụng tín hiệu cổng điều khiển có thể bật và tắt các thiết bị mới nên chúng ta có thể sử dụng Thyristor để bật và tắt hoàn toàn. Vì vậy, hiện nay thyristor được sử dụng để làm công tắc chứ không thích hợp để làm bộ khuếch đại analog.

Trên thực tế thì thyristor chủ yếu được sử dụng ở những ứng dụng có yêu cầu điện áp và dòng điện lớn. Bên cạnh đó chúng thường được sử dụng để điều khiển dòng xoay chiều AC. Vì sự thay đổi cực tính của dòng điện nên cũng khiến cho 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 có hình sin).

Hy vọng bài viết có thể mang tới cho bạn đọc nhiều thông tin bổ ích, thú vị!

Triac là gì

1. Cấu tạo của Triac là một linh kiện bán dẫn có ba cực năm lớp, làm việc như 2 Thyristor mắc song song ngược chiều, có thể dẫn điện theo hai chiều.

2. Nguyên lý hoạt động

 Để tìm hiểu nguyên lý làm việc của triac có thể dựa vào ký hiệu của triac gồm 2 thyristor song song nhau như hình bên dưới. 

Khi điện áp trên MT1 là dương so với MT2, và điện áp ở gate là dương thì 1 trong số 2 thyristor sẽ dẫn điện. Khi điện áp được đảo ngược và điện áp ở gate là âm thì thyristor còn lại sẽ dẫn điện. Cần có một điện áp vừa đủ trên thiết bị để cho phép dòng điện nhỏ nhất được duy trì.

3. Kỹ hiệu Triac trên mạch điện tử

Khi bạn sửa mạch điện tử hay nhìn để ý trên bo mạch bạn sẽ thấy ở những con linh kiện có 3 chân có kỹ hiệu chữ T trên mạch thì đó là Triac.

4. Phân loại Triac

Hình dáng triac

·         Triac công suất lớn có thân hình to ( Chịu tải và dòng lớn ).

·         Triac nhỏ ( Chịu tải nhỏ và dòng nhỏ ).

·         Triac dán (SMD).

·         Triac chân cắm (DIP).

Dưới đây là một số loại triac thông dụng

·         Loại tiêu chuẩn hay TRIAC 4Q có thể được kích hoạt trong bốn chế độ. TRIAC 4Q phải bao gồm các linh kiện bảo vệ bổ sung như điện trở – tụ điện (RC) trên các cực chính và một cuộn cảm mắc nối tiếp trong thiết bị.

·         Triacs 3Q có thể được kích hoạt chỉ ở góc phần tư 1, 2 và 3. Vì không yêu cầu mạch bảo vệ, thiết bị 3Q hiệu quả hơn triac tiêu chuẩn trong các ứng dụng có tải không điện trở.

·         Snubber là mạch giới hạn điện áp và tỷ lệ tăng của điện áp khi tắt thiết bị. Nó cũng giới hạn tốc độ tăng dòng điện khi bật thiết bị.

5. Cách đo và kiểm tra Triac

 + Hướng dẫn các đo triac bằng đồng hồ vạn năng

Đầu tiên điều chỉnh công tắc đồng hồ ở thang đo điện trở cao (100K), sau đó nối que đo dương của đồng hồ với chân MT1 của triac và que đo âm tới chân MT2 của triac (bạn có thể đảo ngược lại kết nối).

+ Kim đồng hồ sẽ lên và cho kết quả điện trở cao .Tiếp tục chuyển công tắc chọn sang thang đo điện trở thấp, kết nối MT1 và cổng G với que đo dương và MT2 với que đo âm của đồng hồ.

+ Kim đồng hồ sẽ cho kết quả điện trở thấp. Nếu bạn thực hiện đúng với các buớc trên thì triac còn hoạt động tốt. => Tuy nhiên phương pháp trên không áp dụng cho những triac yêu cầu điện áp cổng và dòng cao để kích hoạt.

 6. Một số dạng chết ở Triac

 + Ở triac thường chỉ có 2 dạng chết phổ thông nhất đó chính là: Chập T1 với T2 cấp điện liên tục cho phụ tải. Đứt T1 với T2 Các bạn có thể xem cách đo Triac ở phần bên trên để kiểm tra xem Triac của bạn còn sống hay bị hỏng.