[Electronic][vi] Use a transistor as a switch

Cách lắp đặt transitor vào mạch điện để dùng như một công tắc

Transistor (BJT) có 2 loại chính là PNP (phân cực thuận) và NPN (phân cực ngược). Cách lắp như hình dưới sử dụng transistor NPN.

Một số lưu ý khi lắp:

2 tiếp điểm của công tắc sẽ được thay thể bằng 2 chân C (collector) và E (emitter) của transistor NPN.
Chân C gắn vào nhánh dây về cực dương (+) của nguồn.
Chân E gắn vào nhánh dây về cực âm (-) của nguồn.
Chân B sẽ được lắp vào tín hiệu điều khiển thông qua một điện trở hạn dòng để không làm hỏng transistor.
Cách dùng transistor làm công tắc như hình dưới sử dụng một nguồn cho cả tải và kích hoạt transistor. Tuy nhiên người ta sẽ thường sử dụng 2 nguồn, một nguồn cao để cấp cho tải và một nguồn thấp để kích hoạt transistor. Nguồn âm (-) / GND của thiết bị cấp tín hiệu điều khiển (nguồn kích) và nguồn tải phải được nối chung.

Trước khi mắc bạn phải biết các chân B, E, C của transistor. Nếu chưa biết thì bạn cần xem cách xác định chân transistor và tham khảo datasheet của transitor đó. Datasheet cũng sẽ cung cấp nhiều thông số cần thiết để bạn có thể tính ra điện trở gắn với cực gốc (collector) R như trong hình.

Sử dụng Transitor như một công tắc điện tử

Cách thức mạch hoạt động

Khi công tắc vật lý đóng thì một dòng điện Ic đi qua đèn và transistor. Độ lớn của dòng Ic phụ thuộc vào dòng qua cực gốc (base) của transistor Ib. Ib phải đủ lớn để transistor đi vào trạng thái bão hòa. Khi transistor bão hòa nó sẽ cho phép dòng điện đi qua tự do hay nói cách khác lúc này nó sẽ hoạt động giống như một công tắc đóng. Dòng điện đi qua cực gốc Ib được điều khiển bởi điện trở R.
Chúng ta sẽ tìm cách tính R để transitor bước vào trạng thái bão hòa.

Cách tính điện trở hạn dòng Rb

Bước 1: Tính dòng Ib.

Ib = Ic / hfe (min)

Dòng Ic chính là dòng điện đi qua bóng đèn (tải).
Dòng Ib chính là dòng đi qua bóng đèn chia cho min gain của transistor (hfe). Bạn có thể tìm giá trị min đó (min hfe) trong datasheet của transistor.

Bước 2: Tính điện áp tải

Điện áp tải bằng điện áp nguồn trừ cho 0.7 bị mất trong transistor.

Vtải = Vnguồn - 0.7

Bước 3: Tính giá trị điện trở R (hay Rb)

Giá trị của điện trở gốc R bằng điện áp tải chia cho dòng điện qua cực gốc.

Rb = Vtải / Ib

Ví dụ thực tế

Ví dụ sử dụng một bóng đèn 12v và một dòng điện 915mA (gần bằng 1A).
Đầu tiên chúng ta sẽ tính dòng điện qua điện trở gốc trước:

Ib = Ic / hfe (min) = 0.95 / 20 = 0.0475

Giá trị min gain lúc này là 20 (theo datasheet)

Sau đó tính điện áp tải:

Vtải = Vnguồn - 0.7 = 12 - 0.7 = 11.3

Cuối cùng tính điện trở gốc Rb:

Rb = Vtải / Ib = 11.3 / 0.0475 = 238 ohm

=> Sử dụng điện trở bán trên thị trường có giá trị gần nhất là 220 (ohm)

Credit: Nội dung được tham khảo từ video bên dưới - rất trực quan và hữu ích.