Transistors Explained - How transistors work
0:00
Đây là một transistor
This is a transistor
0:02
Nó là một trong những thiết bị quan trọng nhất từng được phát minh.
It is one of the most important devices ever
0:05
được phát minh.
to be invented.
0:07
Vậy nên, chúng ta sẽ học cách chúng hoạt động chi tiết trong video này.
So, we're going to learn how they work in detail in this video.
0:11
Transistor là gì?
What is a transistor?
0:13
Transistor có nhiều hình dạng và kích thước.
Transistors come in many shapes and sizes.
0:17
Có hai loại chính, bipolar và field effect.
There are two main types, the bipolar and the field effect.
0:21
Chúng ta sẽ chủ yếu tập trung vào phiên bản bipolar trong video này.
We're going to mostly focus on the bipolar version in this video.
0:26
Transistor là các linh kiện điện tử nhỏ với hai chức năng chính.
Transistors are small electronic components with two main functions.
0:30
Nó có thể hoạt động như một công tắc để điều khiển mạch
It can act as a switch to control circuits
0:32
và chúng cũng có thể khuếch đại tín hiệu.
and they can also amplify signals.
0:36
Transistor nhỏ công suất thấp được bao bọc
Small low power transistors are enclosed
0:40
trong một vỏ đua để giúp bảo vệ các bộ phận bên trong.
in a racing case to help protect the internal parts.
0:43
Nhưng transistor công suất cao hơn sẽ có một phần vỏ kim loại, được sử dụng để giúp
But higher power transistors will have a partly metal case, which is used to help
0:48
loại bỏ nhiệt được sinh ra vì điều này sẽ làm hỏng các linh kiện theo thời gian.
remove the heat which is generated as this will damage the components over time.
0:53
Chúng ta thường thấy những transistor vỏ kim loại này
We usually find these metal body transistors
0:55
gắn vào một bộ tản nhiệt, giúp loại bỏ nhiệt không mong muốn.
attached to a heat sink, which helps remove the unwanted heat.
1:00
Ví dụ, bên trong bộ nguồn DC Bench này
For example, inside this DC Bench power supply
1:03
Chúng ta có một số transistor mosfet được gắn vào các bộ tản nhiệt rất lớn.
We have some mosfet transistors which are attached to very large heat sinks.
1:10
Nếu không có bộ tản nhiệt
Without the heat sink
1:11
các linh kiện nhanh chóng đạt 45 độ C hoặc 113 độ F.
the components quickly reach 45 degrees Celsius or 113 degrees Fahrenheit.
1:17
Với dòng điện chỉ 1.2A.
With a current of just 1.2A.
1:20
Chúng sẽ trở nên nóng hơn nhiều khi dòng điện tăng lên.
They will become much hotter as the current increases.
1:23
Nhưng đối với các mạch điện tử với dòng điện nhỏ, chúng ta có thể chỉ sử dụng những transistor vỏ nhựa này
But for electronic circuits with small currents, we can just use these resin body transistors
1:28
mà không cần bộ tản nhiệt.
which do not require a heat sink.
1:31
Trên thân của transistor.
On the body of the transistor.
1:34
Chúng ta tìm thấy một số văn bản.
We find some text.
1:35
Điều này sẽ cho chúng ta biết số hiệu linh kiện mà chúng ta
This will tell us the part number which we
1:38
có thể sử dụng để tìm bảng dữ liệu của nhà sản xuất.
can use to find the manufacturers datasheet.
1:41
Mỗi transistor được đánh giá để xử lý
Each transistor is rated to handle
1:44
một điện áp và dòng điện nhất định, vì vậy điều quan trọng là kiểm tra các bảng dữ liệu này.
a certain voltage and current, so it is important to check these sheets.
1:48
Bây giờ với transistor, chúng ta có ba chân được gán nhãn E, B và C.
Now with the transistor we have three pins labelled E, B and C.
1:55
Điều này đại diện cho phát xạ, cơ sở và thu thập.
This stands for the emitter, the base and the collector.
1:59
Thường thì với những loại TRANSISTOR có thân bằng nhựa này
Typically with these resin body type TRANSISTORS
2:02
với một cạnh phẳng,
with a flat edge,
2:03
cạnh bên trái là phát xạ,
the left pane is the emitter,
2:06
cạnh giữa là cơ sở, và cạnh bên phải là thu thập.
the middle is the base, and the right side is the collector.
2:10
Tuy nhiên, không phải tất cả các transistor đều sử dụng cấu hình này.
However, not all transistors use this configuration.
2:13
Vì vậy hãy kiểm tra bảng dữ liệu của nhà sản xuất.
So do check the manufacturers datasheet.
2:19
Chúng ta biết rằng nếu kết nối một bóng đèn với một pin, nó sẽ phát sáng.
We know that if we connect a light bulb to a battery, it will illuminate.
2:23
Chúng ta có thể lắp đặt một công tắc vào mạch
We can install a switch into the circuit
2:26
và điều khiển ánh sáng bằng cách ngắt nguồn điện.
and control the light by interrupting the power supply.
2:29
Nhưng điều này yêu cầu một người phải điều khiển công tắc một cách thủ công.
But this requires a human to manually control the switch.
2:33
Vậy làm thế nào chúng ta có thể tự động hóa điều này?
So how can we automate this?
2:36
Để làm điều đó, chúng ta sử dụng một transistor.
For that, we use a transistor.
2:38
Transistor này đang chặn dòng điện.
This transistor is blocking the flow of current.
2:41
Vì vậy, đèn tắt.
So the light is off.
2:42
Nhưng nếu chúng ta cung cấp một điện áp nhỏ cho chân cơ sở ở giữa,
But if we provide a small voltage to the base pane in the middle,
2:47
nó khiến transistor bắt đầu cho phép dòng điện chảy trong mạch chính.
it causes the transistor to start allowing current to flow in the main circuit.
2:52
Vì vậy, đèn bật.
So the light turns on.
2:54
Sau đó, chúng ta có thể đặt một công tắc trên chân điều khiển để điều khiển nó từ xa
We can then place a switch on the controlling pin to operate it remotely
2:57
hoặc chúng ta có thể đặt một cảm biến trên này để tự động hóa việc điều khiển.
or we can place a sensor on this to automate the control.
3:03
Thông thường, chúng ta cần áp dụng ít nhất 0.6V
Typically, we need to apply at least 0.6V
3:06
đến 0.7 volts vào chân cơ sở để transistor bật lên.
to 0.7 volts to the base pin for the transistor to turn on.
3:12
Ví dụ, mạch transistor đơn giản này
For example, this simple transistor circuit
3:14
có một LED đỏ và một nguồn điện chín volt trên mạch chính.
has a red LED and a nine volt power supply across the main circuit.
3:20
Chân cơ sở được kết nối với nguồn điện DC Bench
The base pin is connected to the DC Bench power supply
3:23
Sơ đồ mạch trông như thế này.
The circuit diagram looks like this.
3:27
Khi điện áp cung cấp đến chân cơ sở là
When the supply voltage to the base pin is
3:30
0.5V thì transistor tắt.
0.5V the transistor is off.
3:33
Vì vậy, LED cũng tắt
So the LED is also off
3:35
tại 0.6V thì transistor bật, nhưng chưa hoàn toàn.
at 0.6V the transistor is on, but not fully.
3:41
LED mờ vì transistor chưa cho dòng điện đầy đủ chảy
The LED is dim because the transistor is not yet letting the full current flow
3:47
qua mạch chính.
through the main circuit.
3:49
Sau đó, tại 0.7V, đèn sáng hơn vì transistor
Then at 0.7V the lead is brighter because the tran
3:53
cho phép gần như toàn bộ dòng điện chảy qua.
sistor is letting almost the full current through.
3:56
Tại 0.8V, LED sáng tối đa.
At 0.8V, the LED is at full brightness.
4:01
Transistor hoàn toàn mở.
The transistor is fully open.
4:03
Vậy điều đang xảy ra là chúng ta đang sử dụng một điện áp
So what's happening is we're using a small
4:07
và dòng điện nhỏ để điều khiển một điện áp và dòng điện lớn hơn.
voltage and current to control a larger voltage and current.
4:11
Chúng ta thấy rằng một thay đổi nhỏ về điện áp trên chân cơ sở
We saw that a small change to the voltage on the base pin
4:14
gây ra một thay đổi lớn trên mạch chính.
causes a large change on the main circuit.
4:18
Vì vậy, nếu chúng ta đưa một tín hiệu vào chân cơ sở,
Therefore, if we input a signal to the base pin,
4:22
transistor hoạt động như một bộ khuếch đại.
the transistor acts as an amplifier.
4:24
Chúng ta có thể kết nối một microphone mà thay đổi
We could connect a microphone which varies
4:27
tín hiệu điện áp trên chân cơ sở, và điều này sẽ khuếch đại một loa trong mạch chính
the voltage signal on the base pin, and this will amplify a speaker in the main circuit
4:33
để tạo thành một bộ khuếch đại rất cơ bản.
to form a very basic amplifier.
4:35
Thông thường, có một dòng điện rất nhỏ trên chân cơ sở,
Typically, there is a very small current on the base pin,
4:39
có thể chỉ 1mA hoặc thậm chí ít hơn.
perhaps just 1mA or even less.
4:42
Bộ thu có dòng điện cao hơn nhiều, ví dụ, 100mA.
The collector has a much higher current, for example, 100mA.
4:47
Tỷ lệ giữa hai cái này được gọi là độ lợi dòng điện và sử dụng ký hiệu beta
The ratio between these two is known as the current gain and uses the symbol beta
4:53
Chúng ta có thể tìm tỷ lệ trong bảng dữ liệu của nhà sản xuất.
We can find the ratio in the manufacturers datasheet.
4:56
Trong ví dụ này, dòng điện thu là 100mA
In this example, the collector current is 100mA
4:59
và dòng điện cơ sở là 1mA.
and the base current is 1mA.
5:02
Vì vậy tỷ lệ là 100mA chia cho 1mA, điều này cho chúng ta 100.
So the ratio is 100mA divided by 1mA, which gives us 100.
5:07
Chúng ta cũng có thể sắp xếp lại công thức để tìm các dòng điện khác.
We can also rearranges formula to find the currents also.
5:13
Transistor NPN và PNP
NPN and PNP transistors
5:15
Chúng ta có hai loại transistor lưỡng cực chính,
We have two main types of bipolar transistors,
5:19
loại NPN và loại PNP, hai transistor trông gần như giống hệt nhau.
the NPN and the PNP type, the two transistors look nearly identical.
5:24
Vì vậy, chúng ta cần kiểm tra số phần để biết cái nào là cái nào.
So we need to check the part number to tell which is which.
5:28
Với một transistor NPN.
With an NPN transistor.
5:30
Chúng ta có mạch chính và mạch điều khiển.
We have the main circuit and the control circuit.
5:33
Cả hai đều được kết nối với cực dương của pin.
Both are connected to the positive of the battery.
5:37
Mạch chính tắt cho đến khi chúng ta nhấn công tắc trên mạch điều khiển.
The main circuit is off until we press the switch on the control circuit.
5:42
Chúng ta có thể thấy dòng điện đang chảy qua cả hai dây đến transistor.
We can see the current is flowing through both wires to the transistor.
5:46
Chúng ta có thể loại bỏ mạch chính và đèn LED mạch điều khiển
We can remove the main circuit and the control circuit lED
5:51
vẫn sẽ bật khi công tắc được nhấn
will still turn on when the switch is pressed
5:53
khi dòng điện trở về pin qua transistor.
as the current is returning to the battery through the transistor.
5:58
Trong ví dụ đơn giản hóa này,
In this simplified example,
6:00
khi công tắc này được nhấn, có 5mA chảy vào chân cơ sở.
when this switch is pressed, there are 5mA flowing into the base pin.
6:05
Có 20mA chảy vào chân thu.
There are 20mA flowing into the collector pin
6:08
và 25mA chảy ra từ chân phát.
and 25mA flowing out of the emitter.
6:11
Dòng điện do đó kết hợp trong transistor này
The current therefore combines in this transistor
6:15
Với một transistor PNP.
With a PNP transistor.
6:17
Chúng ta lại có mạch chính và mạch điều khiển,
We again have the main circuit and the control circuit,
6:21
nhưng bây giờ chân phát được kết nối với cực dương của pin.
but now the emitter is connected to the positive of the battery.
6:25
Mạch chính tắt cho đến khi chúng ta nhấn công tắc trên mạch điều khiển.
The main circuit is off until we press the switch on the control circuit.
6:30
Chúng ta có thể thấy với loại này rằng một phần của dòng điện chảy ra từ chân cơ sở và trở lại pin.
We can see with this type that some of the current flows out of the base pin and returns to the battery.
6:36
Phần còn lại của dòng điện chảy qua
The rest of the current flows through
6:38
transistor và qua đèn LED chính và sau đó trở lại pin.
the transistor and through the main led and then back to the battery.
6:43
Nếu chúng ta loại bỏ mạch chính, mạch điều khiển, đèn LED vẫn sẽ sáng.
If we remove the main circuit, the control circuit, LED will still turn on.
6:48
Trong ví dụ này, khi công tắc được nhấn,
In this example, when the switch is pressed,
6:51
có 25mA chảy vào chân phát,
there are 25mA flowing into the emitter,
6:54
20mA chảy ra từ chân thu và 5mA chảy ra từ chân cơ sở.
20mA flowing out of the collector and 5mA flowing out of the base.
7:00
Dòng điện, do đó, chia ra trong transistor này
The current, therefore, divides in this transistor
7:03
Tôi sẽ đặt những cái này cạnh nhau để bạn có thể thấy chúng so sánh như thế nào.
I'll place these side by side so you can see how they compare.
7:07
Transistor được hiển thị trên các bản vẽ điện
Transistors are shown on electrical drawings
7:10
với các ký hiệu như thế này, mũi tên được đặt trên chân phát.
with symbols like these, the arrow is placed on the emitter.
7:15
Mũi tên chỉ theo hướng
The arrow points in the direction
7:17
của dòng điện thông thường để chúng ta biết cách kết nối chúng vào mạch của mình.
of conventional current so that we know how to connect them into our circuits.
7:23
Transistor hoạt động như thế nào
How does a transistor work
7:24
Để hiểu cách một transistor hoạt động,
To understand how a transistor works,
7:27
Tôi muốn bạn tưởng tượng nước chảy qua một ống.
I want you to first imagine water flowing through a pipe.
7:32
Nó chảy tự do qua ống cho đến khi chúng ta chặn nó bằng một đĩa.
It flows freely through the pipe until we block it with a disc.
7:36
Bây giờ, nếu chúng ta kết nối một ống nhỏ hơn vào ống chính và đặt một cánh cửa xoay
Now, if we connect a smaller pipe into the main one and place a swing gate
7:41
Trong ống nhỏ này, chúng ta có thể di chuyển đĩa bằng cách sử dụng một ròng rọc.
within this small pipe, we can move the disc using a pulley.
7:45
Càng mở cổng xoay nhiều,
The further the swing gate opens,
7:47
thì càng nhiều nước được phép chảy vào ống chính.
the more water is allowed to flow in the main pipe.
7:51
Cổng xoay hơi nặng,
The swing gate is a little heavy,
7:53
nên một lượng nước nhỏ sẽ không đủ để mở nó.
so a small amount of water won't be enough to open it.
7:57
Một lượng nước nhất định là cần thiết để buộc cổng mở.
A certain amount of water is required to force the gate to open.
8:02
Càng nhiều nước chảy trong ống nhỏ này,
The more water we have flowing in this small pipe,
8:05
cổng sẽ mở rộng hơn và cho phép
the further the valve opens and allows
8:08
ngày càng nhiều nước chảy vào ống chính.
more and more water to flow in the main pipe.
8:11
Đây là cách mà một transistor NPN hoạt động.
This is essentially how an NPN transistor works.
8:15
Bạn có thể đã biết rằng khi chúng ta thiết kế mạch điện tử,
You might already know that when we design electronic circuits,
8:20
chúng ta sử dụng dòng điện thông thường.
we use conventional current.
8:21
Vì vậy, trong mạch transistor NPN này,
So in this NPN transistor circuit,
8:25
chúng ta giả định rằng dòng điện đang chảy từ cực dương của pin
we assume that the current is flowing from the batteries positive
8:29
vào cả chân thu và chân cơ sở và sau đó ra khỏi chân phát.
into both the collector and the base pin and then out of the emitter pin.
8:34
Chúng ta luôn sử dụng hướng này để thiết kế mạch của mình.
We always use this direction to design our circuits.
8:38
Tuy nhiên, đó không phải là những gì thực sự xảy ra.
However, that's not what's actually occurring.
8:41
Trên thực tế, các electron đang chảy
In reality, the electrons are flowing
8:44
từ cực âm đến cực dương của pin.
from the negative to the positive of the battery.
8:47
Điều này đã được chứng minh bởi Joseph Thompson, người đã thực hiện một số thí nghiệm
This was proved by Joseph Thompson, who carried out some experiments
8:51
để phát hiện electron và cũng chứng minh rằng chúng chảy theo hướng ngược lại.
to discover the electron and also prove they flowed in the opposite direction.
8:56
Vì vậy, trên thực tế,
So in reality,
8:58
các electron chảy từ cực âm vào chân phát và sau đó ra
electrons flow from the negative into the emitter and then out
9:03
của chân thu và chân cơ sở. Chúng tôi gọi đây là dòng electron.
of the collector and the base pin. We call this electron flow.
9:07
Tôi sẽ đặt chúng cạnh nhau để bạn có thể thấy sự khác biệt giữa hai lý thuyết.
I'll place the side by side so you can see the difference in the two theories.
9:12
Hãy nhớ rằng, chúng ta luôn thiết kế mạch điện bằng phương pháp dòng điện thông thường.
Remember, we always design circuits using the conventional current method.
9:17
Nhưng các nhà khoa học và kỹ sư biết rằng dòng chảy electron là cách mà nó thực sự hoạt động.
But scientists and engineers know that electron flow is how it actually works
9:21
Nhân tiện, chúng ta cũng đã đề cập đến cách
by the way, we have also covered how
9:25
một pin hoạt động chi tiết trong video trước của chúng ta.
a battery works in detail in our previous video.
9:28
Bạn đã kiểm tra điều đó chưa?
Do you check that out
9:29
Các liên kết có thể được tìm thấy trong phần mô tả video bên dưới.
links can be found in the video description down below.
9:32
Được rồi, vậy chúng ta biết rằng điện là dòng chảy của electron qua dây.
OK, so we know that electricity is the flow of electrons through a wire.
9:38
Dây đồng là chất dẫn điện và cao su là chất cách điện.
The copper wire is the conductor and the rubber is the insulator.
9:42
Electron có thể chảy dễ dàng qua
Electrons can flow easily through
9:44
đồng, nhưng chúng không thể chảy qua chất cách điện cao su.
the copper, but they can't flow through the rubber insulator.
9:48
Nếu chúng ta nhìn vào mô hình cơ bản của một nguyên tử
If we look at this basic model of an atom
9:51
của một chất dẫn kim loại, chúng ta có hạt nhân ở trung tâm và
of a metal conductor, we have the nucleus at the centre and this
9:55
nó được bao quanh bởi một số lớp quỹ đạo giữ electron.
is surrounded by a number of orbital shells which hold the electrons.
9:59
Mỗi lớp giữ một số lượng tối đa
Each shell holds a maximum number
10:02
của electron, và một electron cần có một lượng
of electrons, and an electron needs to have a certain
10:05
năng lượng nhất định để được chấp nhận vào mỗi lớp.
amount of energy to be accepted into each shell.
10:09
Các electron nằm xa nhất so với hạt nhân giữ nhiều năng lượng nhất.
The electrons located furthest away from the nucleus hold the most energy.
10:14
Lớp ngoài cùng được gọi là lớp electron hóa trị.
The outermost shell is known as the valence shell.
10:17
Một chất dẫn có từ một đến ba electron trong lớp hóa trị của nó.
A conductor has between one and three electrons in its valence shell.
10:22
Các electron được giữ cố định bởi hạt nhân,
The electrons are held in place by the nucleus,
10:25
nhưng có một lớp khác được gọi là băng dẫn điện.
but there is another shell known as the conduction band.
10:29
Nếu một electron có thể đạt đến điều này, thì nó có thể thoát ra khỏi nguyên tử
If an electron can reach this, then it can break free from the atom
10:34
và di chuyển đến các nguyên tử khác. Với một nguyên tử kim loại như đồng.
and move to other atoms. With a metal atom such as copper.
10:38
Lớp hóa trị và băng dẫn điện chồng chéo nhau,
The valence shell and the conduction band overlap,
10:42
vì vậy rất dễ dàng cho các electron di chuyển.
so it's very easy for the electrons to move
10:45
với một chất cách điện, lớp ngoài cùng bị nén chặt.
with an insulator the outermost shell is packed.
10:49
Có rất ít hoặc không có chỗ cho một electron tham gia.
There's very little to no room for an electron to join.
10:52
Hạt nhân có lực nắm chặt
The nucleus has a tight grip
10:54
vào các electron và băng dẫn thì ở xa.
on the electrons and the conduction band is far away.
10:58
Vì vậy, các electron không thể đến đây để thoát ra.
So the electrons can't reach this to escape.
11:01
Do đó, điện không thể chảy qua vật liệu này.
Therefore, electricity cannot flow through this material.
11:05
Tuy nhiên, có một vật liệu khác được gọi là chất bán dẫn.
However, there's another material known as a semiconductor.
11:09
Silicon là một ví dụ về chất bán dẫn.
Silicon is an example of a semiconductor.
11:13
Với vật liệu này,
With this material,
11:14
có một electron quá nhiều trong lớp hóa trị để nó trở thành một chất dẫn điện.
there's one too many electrons in the valence shell for it to be a conductor.
11:19
Vì vậy, nó hoạt động như một chất cách điện.
So it acts as an insulator.
11:21
Nhưng vì băng dẫn khá gần,
But as the conduction band is quite close,
11:25
nếu chúng ta cung cấp một chút năng lượng bên ngoài, một số electron sẽ nhận đủ năng lượng
if we provide some external energy, some electrons will gain enough energy
11:30
để nhảy vào băng dẫn và trở nên tự do.
to make the jump into the conduction band and become free.
11:34
Do đó, vật liệu này có thể hoạt động như cả chất cách điện và chất dẫn điện.
Therefore, this material can act as both an insulator and a conductor.
11:39
Silicon tinh khiết gần như không có electron tự do.
Pure silicon has almost no free electrons.
11:43
Vì vậy, những gì các kỹ sư làm là thêm tạp chất vào silicon
So what engineers do is dope the silicon
11:46
với một lượng nhỏ của một vật liệu khác thay đổi các tính chất điện của nó.
with a small amount of another material which changes its electrical properties.
11:51
Chúng tôi gọi đây là tạp chất loại P và loại N.
We call this P type and N type doping.
11:55
Chúng tôi kết hợp những vật liệu này để tạo thành tiếp giáp PN.
We combine these materials to form the PN junction.
11:59
Chúng tôi có thể xếp chồng chúng lại với nhau để tạo thành transistor NPN hoặc PNP.
We can sandwich these together to form an NPN or PNP transistor.
12:04
Bên trong transistor, chúng ta có
Inside the transistor we have
12:07
chân thu và chân phát
the collector pin and the emitter pin
12:09
giữa chúng trong một transistor NPN,
between these in an NPN transistor,
12:12
chúng ta có hai lớp vật liệu loại N và một lớp loại P.
we have two layers of N type material and one layer of P type.
12:17
Dây cơ sở được kết nối với lớp P.
The base wire is connected to the P type layer
12:21
trong một transistor PNP, điều này chỉ được cấu hình theo cách ngược lại.
in a PNP transistor this is just configured the opposite way.
12:25
Hãy tưởng tượng silicon chưa được pha tạp,
The entire thing is enclosed in a resin to protect the internal materials.
12:30
vì vậy bên trong chỉ là silicon tinh khiết.
Let's imagine the silicon hasn't been doped yet,
12:33
Mỗi nguyên tử silicon được bao quanh bởi bốn nguyên tử silicon khác.
so it's just pure silicon inside.
12:36
Mỗi nguyên tử muốn có tám electron trong lớp vỏ hóa trị của nó
Each silicon atom is surrounded by four other silicon atoms.
12:41
nhưng các nguyên tử silicon chỉ có bốn electron trong lớp vỏ hóa trị của chúng,
Each atom wants eight electrons in its valence shell
12:45
vì vậy chúng lén lút chia sẻ một electron
but the silicon atoms only have four electrons in their valence shell,
12:50
với nguyên tử láng giềng của chúng để có được 8 mong muốn.
so they sneakily share an electron
12:52
Điều này được gọi là liên kết cộng hóa trị.
with their neighbouring atom to get the 8 desire.
12:56
Khi chúng ta thêm vật liệu loại N như phosphorus,
This is known as covalent bonding.
12:59
nó sẽ chiếm vị trí của một số nguyên tử silicon.
When we add the N type material such as phosphorus,
13:02
Các nguyên tử phosphorus có năm electron trong lớp vỏ hóa trị của chúng.
it will take the position of some of the silicon atoms.
13:06
Vì vậy, khi các nguyên tử silicon đang chia sẻ electron để có được tám mong muốn của chúng,
The phosphorus atoms have five electrons in their valence shell.
13:10
chúng không cần electron thừa này, điều này có nghĩa là bây giờ có electron thừa
So as the silicon atoms are sharing electrons to get their desired eight,
13:15
trong vật liệu và chúng có thể tự do di chuyển xung quanh
they don't need this extra one, which means there's now extra electrons
13:20
với việc pha tạp loại P, chúng ta thêm vào một vật liệu như nhôm.
in the material and these are free to move around
13:24
Nguyên tử này chỉ có ba electron trong lớp vỏ hóa trị của nó.
with P type doping we add in a material such as aluminium.
13:29
Do đó, nó không thể cung cấp cho bốn láng giềng của mình một electron để chia sẻ.
This atom has only three electrons in this valence shell.
13:34
Vì vậy, một trong số chúng sẽ phải thiếu.
It therefore can't provide its four neighbours with an electron to share.
13:38
Điều này có nghĩa là một lỗ đã được tạo ra nơi một electron có thể ngồi và chiếm chỗ.
So one of them will have to go without.
13:41
Chúng ta hiện có hai mảnh silicon đã được pha tạp,
This means a hole has been created where an electron can sit and occupy.
13:47
một cái có quá nhiều electron và một cái không đủ electron.
We now have two doped pieces of silicon,
13:50
Hai vật liệu này kết hợp để tạo thành một tiếp giáp PN.
one with too many electrons and one we not enough electrons.
13:54
Tại tiếp giáp này, chúng ta có cái được gọi là vùng cạn kiệt.
The two materials join to form a PN junction.
13:58
Tại điểm nối này, chúng ta có một vùng cạn kiệt
At this junction we get what's known as a depletion region
14:02
trong vùng này, một số electron dư thừa
in this region some of the excess electrons
14:05
từ phía N sẽ di chuyển qua để chiếm các lỗ ở phía P.
from the N side will move over to occupy the holes in the P side.
14:10
Sự di chuyển này sẽ tạo ra một rào cản
This migration will form a barrier
14:12
với sự tích tụ của electron và lỗ ở hai bên đối diện.
with a build up of electrons and holes on opposite sides.
14:17
Các electron mang điện tích âm và các lỗ do đó được coi là mang điện tích dương,
The electrons are negatively charged and the holes are therefore considered positively charged,
14:23
vì vậy sự tích tụ này gây ra một vùng mang điện tích âm nhẹ
so this Build-Up causes a slightly negatively charged region
14:27
và một vùng mang điện tích dương nhẹ.
and a slightly positively charged region.
14:30
Điều này tạo ra một trường điện
This creates an electric field
14:32
và ngăn cản nhiều electron di chuyển qua.
and prevents more electrons from moving across.
14:35
Chênh lệch điện thế qua vùng này thường khoảng 0.7V
The potential difference across this region is typically around 0.7V
14:41
khi chúng ta kết nối một nguồn điện áp qua hai đầu
when we connect a voltage source across the two ends
14:45
với cực dương được kết nối với vật liệu loại P.
with the positive connected to the P type material.
14:48
Điều này sẽ tạo ra một độ lệch thuận và các electron sẽ bắt đầu chảy.
This will create a forward bias and the electrons will begin to flow.
14:53
Nguồn điện áp phải lớn hơn rào cản 0.7V.
The voltage source has to be greater than the 0.7V barrier.
14:58
Nếu không, electron không thể nhảy qua
Otherwise, electrons cannot make the jump
15:01
khi chúng ta đảo ngược nguồn điện để cực dương được kết nối với vật liệu loại N.
when we reverse the power supply so that the positive is connected to the N type material.
15:07
Các electron bị giữ trong rào cản sẽ bị kéo trở lại về phía cực dương
The electrons held in the barrier will be pulled back towards the positive terminal
15:12
và các lỗ sẽ bị kéo trở lại về phía cực âm.
and the holes will be pulled back towards the negative terminal.
15:16
Điều này đã gây ra một độ lệch ngược
This has caused a reverse bias
15:19
trong một transistor NPN.
in a NPN transistor.
15:21
Chúng ta có hai lớp vật liệu loại N, vì vậy chúng ta có hai điểm nối và do đó hai rào cản,
We have two layers of N type material, so we have two junctions and therefore two barriers,
15:28
vì vậy không có dòng điện nào có thể chảy qua nó một cách bình thường.
so no current can flow through it ordinarily.
15:31
Vật liệu loại N của phát xạ được pha tạp nặng,
The emitter N type material is heavily doped,
15:35
vì vậy có rất nhiều electron dư thừa ở đây.
so there are a lot of excess electrons here.
15:38
Loại P cơ sở được pha tạp nhẹ, vì vậy có một vài lỗ ở đây.
The base P type is lightly doped, so there are a few holes here.
15:44
Loại N thu thập được pha tạp vừa phải,
The collector N type is moderately doped,
15:47
vì vậy có một vài electron dư ở đây.
so there are a few excess electrons here.
15:50
Nếu chúng ta kết nối một pin qua cơ sở và phát xạ với cực dương
If we connect a battery across the base and the emitter with the positive
15:54
kết nối với lớp loại P,
connected to the P type layer,
15:57
điều này sẽ tạo ra một độ phân cực thuận.
this will create a forward bias.
15:59
Độ phân cực thuận khiến rào cản bị sụp đổ
The forward bias causes the barrier to collapse
16:02
miễn là điện áp ít nhất là 0.7V.
as long as the voltage is at least 0.7V.
16:06
Vì vậy, rào cản giảm đi
So the barrier diminishes
16:08
và các electron lao qua để lấp đầy không gian trong vật liệu loại P.
and the electrons rush across to fill the space within the P type material.
16:13
Một số electron này sẽ chiếm một lỗ
Some of these electrons will occupy a hole
16:16
và chúng sẽ bị kéo về phía cực dương của pin.
and they will be pulled towards the positive terminal of the battery.
16:20
Lớp loại P mỏng
The P type layer is thin
16:22
và được pha tạp nhẹ có chủ đích để có khả năng thấp
and was lightly doped on purpose so that there i
16:25
các electron rơi vào một lỗ.
s a low chance of electrons falling into a hole.
16:29
Phần còn lại sẽ vẫn tự do di chuyển trong vật liệu.
The rest will remain free to move around the material.
16:33
Do đó, chỉ một dòng điện nhỏ sẽ chảy
Therefore, only a small current will flow
16:36
ra khỏi chân cơ sở, để lại một lượng electron dư trong vật liệu pitot
out of the base pin, leaving an excess of electrons in the pitot material
16:41
nếu chúng ta kết nối một pin khác giữa phát xạ và thu thập
if we then connect another battery between the emitter and the collector
16:46
với cực dương được kết nối với thu thập,
with the positive connected to the collector,
16:49
các electron mang điện tích âm bên trong thu thập
the negatively charged electrons within the collector
16:52
sẽ bị kéo về phía cực dương, điều này gây ra một độ phân cực ngược.
will be drawn to the positive terminal, which causes a reverse bias.
16:57
Nếu bạn nhớ, với độ phân cực ngược, các electron và lỗ của rào cản
If you remember, with the reverse bias, the electrons and holes of the barrier are
17:02
bị kéo trở lại, vì vậy các electron ở phía loại P
pulled back across, so the electrons on the P type side
17:07
của rào cản bị kéo qua phía loại N.
of the barrier are pulled across to the N type side
17:11
và các lỗ trên phía loại N được kéo trở lại phía loại P.
and the holes on the N type side are pulled back to the P type side.
17:15
Chúng đã có một số lượng electron dư thừa trong vật liệu loại P.
They are already an excess number of electrons in the P type material.
17:20
Vì vậy, chúng sẽ di chuyển để chiếm các lỗ này và một số trong chúng sẽ bị kéo qua
So they will move to occupy these holes and some of them will be pulled across
17:26
bởi vì điện áp của pin này lớn hơn.
because the voltage of this battery is greater.
17:29
Vì vậy, lực hút cao hơn nhiều.
So the attraction is much higher.
17:31
Khi các electron này bị kéo qua, chúng chảy vào pin.
As these electrons are pulled across, they flow into the battery.
17:36
Vì vậy, một dòng điện phát triển qua mối nối phân cực ngược.
So a current develops across the reverse bias junction.
17:40
Một điện áp cao hơn trên chân cơ sở hoàn toàn mở transistor,
A higher voltage on the base pin fully opens the transistor,
17:44
điều này có nghĩa là nhiều dòng điện và nhiều electron di chuyển vào lớp loại P.
which means more current and more electrons moving into the P type layer.
17:49
Do đó, nhiều electron hơn bị kéo qua phân cực ngược.
Therefore, more electrons are pulled across the reverse bias.
17:53
Chúng tôi cũng thấy nhiều electron chảy
We also see more electrons flowing
17:56
ở phía phát của transistor so với phía thu.
in the emitter side of the transistor compared to the collector side.
18:01
Được rồi, đó là tất cả cho video này,
OK, that's it for this video,
18:02
nhưng để tiếp tục học về kỹ thuật điện tử, hãy nhấp vào một trong các video
but to continue learning about electronics engineering, click on one of the videos
18:07
trên màn hình bây giờ và tôi sẽ gặp bạn ở đó cho bài học tiếp theo.
on screen now and I'll catch you there for the next lesson.
18:10
Đừng quên theo dõi chúng tôi trên Facebook,
Don't forget to follow us on Facebook,
18:12
Twitter, LinkedIn, Instagram và tất nhiên, engineering mindset .Com.
Twitter, LinkedIn, Instagram and of course, the engineering mindset .Com.