Giáo trình Điện tử cơ bản (Nghề: Cơ điện tử - Cao đẳng): Phần 1 - Trường CĐ nghề Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội

(NB) Giáo trình Điện tử cơ bản với mục tiêu giúp người học có thể lựa chọn và sử dụng các dụng cụ cần thiết cho thực hành điện tử cơ bản và trình bày được công dụng của chúng; Chọn và kiểm tra được linh kiện phù hợp yêu cầu thiết kế mạch điện tử; Vẽ đúng sơ đồ, lắp ráp được mạch điện theo thiết kế; Kiểm tra được thông số mạch sau khi lắp, đánh giá được chất lượng và hiệu chỉnh theo yêu cầu ký thuật. Mời các bạn cùng tham khảo nội dung giáo trình phần 1 dưới đây.

ỦY BAN NHÂN DÂN THÀNH PHỐ HÀ NỘI TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT NAM - HÀN QUỐC THÀNH PHỐ HÀ NỘI

TRƯƠNG VĂN HỢI (Chủ biên) BÙI VĂN CÔNG – LƯU HUY HẠNH

GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

Nghề: Cơ điện tử Trình độ: Cao đẳng

(Lưu hành nội bộ)

Hà Nội - Năm 2019

1

LỜI NÓI ĐẦU

Để cung cấp tài liệu học tập cho học sinh - sinh viên và tài liệu cho giáo viên khi giảng dạy, Điện tử Trường CĐN Việt Nam - Hàn Quốc thành phố Hà Nội đã chỉnh sửa, biên soạn cuốn giáo trình “ĐIỆN TỬ CƠ BẢN” dành riêng cho học sinh - sinh viên nghề Cơ điện tử Đây là mô đun trong chương trình đào tạo nghề

Cơ điện tử trình độ Cao đẳng

Nhóm biên soạn đã tham khảo các tài liệu: “Điện tử cơ bản ” dùng cho sinh viên các Trường Đại học kỹ thuật, Cao đẳng của Đỗ Thanh Hải - Điện tử căn bản – NXB Thanh niên 1999 Phạm Minh Hà - Kỹ thuật mạch điện tử - NXB KHKT

1995 và nhiều tài liệu khác

Mặc dù nhóm biên soạn đã có nhiều cố gắng nhưng không tránh được những thiếu sót Rất mong đồng nghiệp và độc giả góp ý kiến để giáo trình hoàn thiện hơn

Xin chân thành cảm ơn!

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2019

Chủ biên: Trương Văn Hợi

2

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

MỤC LỤC 2

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN 3

Bài 1 6

Kiểm tra chất lượng linh kiện điện tử 6

1.1 Kiểm tra chất lượng linh kiện bằng đồng hồ vạn năng 6

1.2 Đọc các thông số kỹ thuật của linh kiện 8

1.3 Xác định cực tính, các chân của linh kiện bằng đồng hồ vạn năng 16

1.4 Thực hành tháo lắp các linh kiện trên panel 20

Bài 2 28

Thực tập hàn 28

2.1 Giới thiệu chung về dụng cụ và vật liệu hàn 28

2.2 Phương pháp hàn mạch điện tử 32

2.3 Cách sử dụng và bảo quản dụng cụ hàn 36

Bài 3 39

Lắp ráp mạch nguồn 39

3.1 Lắp mạch chỉnh lưu 1 nửa chu kỳ 39

3.2 Lắp mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ 41

3.3 Lắp mạch chỉnh lưu cầu 1 43

3.4 Lắp mạch chỉnh lưu tạo nguồn điện áp đối xứng 45

3.5 Lắp mạch ổn áp dung tranzitor 47

3.6 Lắp mạch ổn áp dung IC 49

Bài 4 54

Lắp ráp các mạch khuếch đại 54

4.1 Vẽ và phân tích sơ đồ nguyên lý 54

4.2 Kiểm tra chất lượng linh kiện 56

4.3 Lắp ráp mạch theo yêu cầu kỹ thuật 56

4.4 Kiểm tra thông số của mạch bằng đồng hồ vạn năng và máy hiện sóng 57 TÀI LIỆU THAM KHẢO 69

3

GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên mô đun: Điện tử cơ bản

Mã số mô đun: MĐ 23

Thời gian mô đun: 30 giờ (LT6 giờ; TH 22 giờ KT 2 giờ)

I Vị trí, tính chất của mô đun

- Vị trí:

Là mô đun chuyên nghề, có thể được bố trí học song song các môn học cơ sở: MH07, MH08, MH09, MH10, MH11, MH13, MH14

- Tính chất:

Là mô đun bắt buộc trong chương trình đào tạo nghề Cơ điện tử

II Mục tiêu của mô đun

- Kiến thức:

+ Lựa chọn và sử dụng các dụng cụ cần thiết cho thực hành điện tử cơ bản

và trình bày được công dụng của chúng

4

III Nội dung mô đun

Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian

Thực hành/thực tập/thí nghiệm/bài tập/thảo luận

Nội dung chi tiết, phân bổ

thời gian và hình thức giảng

dạy của bài 3

6

Bài 1 Kiểm tra chất lượng linh kiện điện tử Mục tiêu

- Sử dụng thành thạo các thiết bị đo, kiểm tra và các dụng cụ chuyên dụng trong công việc thuộc chuyên môn điện tử

- Đánh giá được chất lượng linh kiện điện tử thông qua các dụng cụ đo

- Có khả năng tư duy sáng tạo, cẩn thận, tỉ mỉ trong công việc

1.1 Kiểm tra chất lượng linh kiện bằng đồng hồ vạn năng

1.1.1 Sử dụng thang đo ohm đo linh kiện thụ động

a Dùng máy đo vom để đo điện trở

Đối với đồng hồ VOM, khi đo điện trở, ta phải dùng nguồn DC của pin bên trong đồng hồ kết hợp với điện trở cần đo mắc bên ngoài để cấp dòng cho cuộn dây cảm ứng của kim làm kim di chuyển Như vậy khi không có pin thang đo R của đồng hồ VOM không hoạt động

Đa số các đồng hồ VOM, có các thang đo x1, x10, x100 được dùng hai pin 1,5V, riêng thang đo x10K dùng pin 9V

AC15A x10K

OFF 1000 250 50 10

x1K x10 x1

250 25 2.5 50µA 0.1 0.5 2.5 10 50

DC.mA

Hình 1.1: Thang đo đồng hồ

Chức năng đo điện trở, người ta thiết kế một nút chỉnh để kim đồng hồ về

vị trí 0 khi chập hai que đo của đồng hồ với nhau

Chọn thang đo điện trở trên đồng hồ VOM:

+ Thang Rx1: Đo điện trở có giá trị từ 0,2 ÷ 2K

+ Thang Rx10: Đo điện trở có giá trị từ 2 ÷ 20K, đọc kết quả nhân với 10 + Thang Rx100: Đo điện trở có giá trị từ 20 ÷ 200K, đọc kết quả nhân với 100

7

+ Thang Rx1K: Đo điện trở có giá trị từ 200 ÷ 20M, đọc kết quả nhân với 1K + Thang Rx10K: Đo điện trở có giá trị từ 2K ÷ 20M, đọc kết quả nhân với 10K

Hình 1.2: Thang đo điện trở

Chiều chuyển động của kim đồng hồ khi đo điện trở theo hướng giảm dần, ngược với các thang đo DCV/ ACV

Cách mắc điện trở cần đo: Để tránh hiện tượng ảnh hưởng của mạch ngoài gây sai lệch kết quả đo, ta nên gỡ hẳn điện trở ra ngoài trước khi đo giá trị

* Những hư hỏng thường gặp ở điện trở:

- Đứt: Đo  không lên

- Cháy: do làm việc quá công suất chịu đựng

- Tăng trị số: Thường xảy ra ở các điện trở bột than, do lâu ngày hoạt tính của lớp bột than bị biến chất làm tăng trị số của điện trở

- Giảm trị số: Thường xảy ra ở các loại điện trở dây quấn là do bị chạm một

số vòng dây(sự cố này ít xảy ra nhất)

b Dùng máy đo vom để đo tụ điện

Dựa vào đặc tính nạp xả của tụ người ta dùng đồng hồ cơ khí để quan sát

sự chuyển động của kim đồng hồ

Nguyên tắc đo: Dùng thang đo R để quan sát sự chuyển động và vị trí của kim

Đối với tụ tốt kim lên sau đó phải trả về vị trí ∞ (vô cực), tụ có giá trị càng lớn, kim lên càng nhiều, tụ có giá trị càng nhỏ lim lên càng ít

8

Tùy theo giá trị của tụ mà ta đặt thang đo R về dãy thích hợp:

+ Đối với tụ có giá trị từ 10µF ÷ 100µF bật về thang đo Rx10

+ Đối với tụ có giá trị từ 1µF ÷ 10µF bật về thang đo Rx1K

+ Đối với tụ có giá trị từ 102 ÷ 104 bật về thang đo Rx10K

+ Đối với tụ có giá trị từ 100pF ÷ 102pF bật về thang đo Rx1M

* Các trường hợp hư hỏng của tụ khi phát hiện bằng đồng hồ đo cơ khí: + Kim lên 0 sau đó không trở về: Tụ bị chạm, chập các bản cực

+ Kim không lên: Tụ bị đứt, khô

+ Kim lên lưng chừng, không về: Tụ bị rỉ

Chú ý: Trong một số trường hợp dùng đồng hồ VOM ở vị trí đo R không phát hiện được tụ bị hỏng, tụ chỉ bị hỏng khi cho hoạt động với điện áp cao Lúc này phải kiểm tra tụ bằng nguồn điện thực tế, gội là đo nóng

Ví dụ: Tụ chịu điện áp 160V, ta nối tụ với nguồn +110V qua đồng hồ + Tụ tốt: Kim đồng hồ lên rồi trở về

+ Tụ rỉ: Kim lên lưng chừng không về

+ Tụ chạm: Kim chỉ 110V không về

c Dùng máy đo vom để đo cuộn dây, biến áp

Để đo kiểm tra cuộn dây, biến áp ta tiến hành đo trở kháng của cuộn dây, biến áp Các bước tiến hành đo giống như ta đo điện trở

+ Đo điện trở không lên: cuộn dây, biến áp bị đứt

+ Đo điện trở bằng 0: Cuộn dây bị chập (Tuy nhiên một số cuộn dây có trở kháng xấp xỉ bằng 0 rất khó phát hiện)

Chú ý: Đối với các cuộn dây, biến áp nếu chạm các vòng dây quấn với nhau Hoạt động trong mạch một lúc thấy nóng Trường hợp này không thể dùng đồng

hồ để ở thang Ohm mà kiểm tra được chỉ khi nào biết được giá trị điện trở thuần của cuộn dây ta mới có thể xác định được mà thôi

1.2 Đọc các thông số kỹ thuật của linh kiện

1.2.1 Cách đọc trị số linh kiện thụ động

a Điện trở

- Điện trở 4 vạch màu

9

Màu Tên màu Số thứ 1 Số thứ 2 Hệ số nhân Sai số

Giá trị của điện trở được tính bằng

- Có thể tính vòng 3 là số con số không thêm vào,

- Màu nhũ chỉ có ở vòng sai số hoặc vòng số 3, nếu vòng 3 là màu nhũ thì

cơ số 10 là số âm

Ví dụ:

10

Hình 1.3: Điện trở 4 vạch màu

- Điện trở 5 vạch màu

Tên màu Số thứ 1 Số thứ 2 Số thứ 3 Hệ số nhân Sai số

Giá trị của điện trở được tính bằng 

+ Tương tự cách đọc trị số điện trở 4 vạch màu nhưng ở đây vòng số 4 là bội số của cơ số 10, vòng số 1, số 2, số 3 lần lượt là hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị

- Đọc giá trị ghi trực tiếp trên thân điện trở

Một số điện trở thường là điện trở công suất lớn được nhà sản xuất ghi giá trị điện trở và công suất tiêu tán cho phép trực tiếp lên thân điện trở

+ Ghi bằng các con số không kèm theo chữ

Nếu các con số kèm theo dấu chấm hay dấu phẩy thì đơn vị là F Vị trí dấu phẩy hay đấu chấm thể hiện chữ số thập phân

13

+ Ghi giá trị điện dung và điện áp đều theo mã số

Mã số của giá trị điện dung gồm ba chữ số và một chữ cái như trên

Mã số của điện áp gồm một chữ số và một chữ cái

Với loại tụ điện này:

+ Giá trị điện dung được đọc như phần trên

+ Điện áp làm việc, ta tra bảng dưới đây để biết giá trị (Đơn vị tính bằng volt)

+ Ghi theo vòng màu

Các tụ điện vòng màu được đọc giống như điện trở nhưng có đơn vị là pF

C = 10 104 pF

U = 400V

14

1.2.2 Cách đọc các thông số kỹ thuật linh kiện tích cực

a Đọc thông số trên thân diod

Trên thân diode, người ta thường ghi một số ký hiệu, các ký hiệu này có thể đọc được một cách trực tiếp bằng chữ số, bằng vòng màu hoặc bằng ký hiệu… Dưới đây là một số kinh nghiệm khi đọc các thông số của diode:

- Về dòng chịu đựng: Diode tiếp mặt có dòng chịu đựng cao hơn nhiều so với diode tách song, diode có chân càng lớn thì dòng chịu đựng càng cao

- Về điện áp ghim trên diode zener:

+ Ký hiệu được ghi trực tiếp trên diode

Thí dụ: - Trên thân diode có ghi là: DZ5,6 nghĩa là diode có điện áp ghim

b Đọc thông số trên thân Transistor

+ Mã hiệu transistor do nhật bản sản xuất

Bắt đầu bằng 2S tiếp theo là một chữ cái cho biết đặc điểm và công dụng của transistor Cuối cùng là nhóm chữ số cho biết thứ tự sản phẩm

2SA: Transistor loại PNP làm việc ở tần số cao

2SB: Transistor loại PNP có tần số cắt thấp

2SC: Transistor loại NPN có tần số cắt cao

2SD: Transistor loại NPN có tần số làm việc thấp

VD: 2SA1015; 2SA1013;

Một số transistro xản xuất sau này, khi đăng ký người ta không dùng 2S nữa, mà bắt đầu bằng các chữ cái A, B, C, D thay thế cho các chữ 2SA, 2SB, 2SC, 2SD

15

VD: A1013, D718

+ Mã hiệu transistor do Mỹ sản xuất

Thường bắt đầu bằng chữ 2N tiếp theo là nhóm chữ chỉ số thứ tự sản phẩm VD: 2N73A, 2N553, 2N3055…

Muốn biết Transistor được chế tạo từ Si hay Ge, cũng như các thông số kỹ thuật của chúng ta phải dùng sách tra cứu

+ Mã hiệu transistor do trung quốc sản xuất

Bắt đầu bằng số 3, theo sau là hai chữ cái Chữ cái thứ nhất cho biết loại bán dẫn A: Transistor loại PNP, chế tạo từ Germanium

B: Transistor loại PNP, chế tạo từ Germanium

C: Transistor loại NPN, chế tạo từ Silic

D: Transistor loại NPN, chế tạo từ Silic

Chữ cái thứ hai cho biết đặc điểm và công dụng

V: Bán dẫn

Z: Nắn điện

U: Quang điện

X: Âm tần công suất nhỏ hơn 1W

P: Âm tần công suất lớn hơn 1W

G: Cao tần công suất nhỏ hơn 1W

A: Cao tần công suất lớn hơn 1W

Sau cùng là nhóm chữ số chỉ thứ tự sản phẩm

Ví dụ: 3AG11 là Transistor loại PNP, Ge, cao tần công suất nhỏ, sản phẩm thứ 11 + Transistor do nga (Liên xô cũ) sản xuất

Bắt đầu bằng T, KT, AT

Nhóm chữ số tiếp theo cho biết công dụng và đặc điểm của Transistor

Từ 101 - 199: Transistor công suất nhỏ, tần số thấp

Từ 201 - 299: Transistor công suất nhỏ, tần số trung bình

Từ 301 - 399: Transistor công suất nhỏ, tần số cao

Từ 401 - 499: Transistor công suất trung bình, tần số thấp

Từ 501 - 599: Transistor công suất trung bình, tần số trung bình

16

Từ 601 - 699: Transistor công suất trung bình, tần số cao

Từ 701 - 799: Transistor công suất cao, tần số thấp

Từ 801 - 899: Transistor công suất cao, tần số trung bình

Từ 901 - 999: Transistor công suất cao, tần số cao

Cuối cùng là một chữ cái biểu thị loại sản phẩm của một loại

Ví dụ: KT315A: Transistor loại PNP, Si, công suất nhỏ, tần số cao

+ Transistor do châu âu sản xuất (trừ nga)

Ví dụ: AF420: Transistor PNP, Ge, tần số cao

Chú ý: Nếu bắt đầu bằng 3 chữ cái thì chữ cái thứ 3 chỉ có ý nghĩa phân loại

1.3 Xác định cực tính, các chân của linh kiện bằng đồng hồ vạn năng

1.3.1 Diode

- Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu:

- Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều

đo kim không lên là => Diode tốt

- Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập

- Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt

- Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một chút là Diode bị dò

17

1.3.2 Transistor lưỡng cực

Để đông hồ ở thang đo x1 hoặc x10, ta xác định chân B, C, E và kiểm tra transistor như sau:

Bước 1: Xác đinh cực B và loại transistor

Để xác định cực B và loại transistor ta thực hiện 6 phép đo Trong 6 phép

đo chỉ có 2 phép đo cho giá trị điện trỏ cùng nhỏ, còn các phép đo khác kim đều chỉ vô cùng Trong 2 phép đo cho giá trị điện trở cùng nhỏ có một que đo được giữ cố định tại một chân Que giữ cố định là chân B

Nếu que đen ở chân B là transistor loại NPN

Nếu que đỏ ở chân B là transistor loại PNP

Bước 2: Xác định chân C và chân E

Đặt đồng hồ ở thang x100 hoặc x1K

Tiến hành đo hai lần có đổi que đo ở 2 chân còn lại, mỗi lần đo dùng ngón tay thấm ướt kích vào cực B Nếu lần nào thấy kim đồng hồ cho giá trị ohm nhỏ thì ta xác định chân C và chân E như sau

+ Đối với Transistor loại PNP: Que đen là chân E, que đỏ là chân C

+ Đối với Transistor loại NPN: Que đen là chân C, que đỏ là chân E

1.3.3 JFET

Các bước kiểm tra JFET như sau:

Kênh N: Dùng đồng hồ để ở thang x100

+ Nối que đen vào cực G, que đỏ vào cực D, sau đó rời que đỏ đến cực S

để đo điện trở thuận giữa G và D, G và S

+ Nối que đỏ vào cực G, que đen vào cực D, sau đó rời que đen đến cực S

để đo điện trở nghịch giữa G và D, G và S

Nếu JFET còn tốt thì khi đo điện trở thuận, kim lên và đo điện trở nghịch kim không lên (R = )

Nếu khi đo điện trở nghịch, kim chỉ giá trị ohm thấp hoặc bằng không thì JFET đã bị rỉ hoặc ngắn mạch

Nếu đo điện trở thuận và điện trở nghịch, kim đều không lên JFET đã bị đứt Kênh P: Dùng đồng hồ để ở thang x100

+ Nối que đỏ vào cực G, que đen vào cực D, sau đó rời que đen đến cực S

để đo điện trở thuận giữa G và D, G và S

18

+ Nối que đen vào cực G, que đỏ vào cực D, sau đó rời que đỏ đến cực S để

đo điện trở nghịch giữa G và D, G và S

Nếu JFET còn tốt thì khi đo điện trở thuận, kim lên và đo điện trở nghịch kim không lên (R = )

Để kiểm tra MOSFET ta nên đặt đồng hồ kim ở thang đo Rx10K, tuỳ theo kênh dẫn MOSFET mà đặt chiều que đo thích hợp

Đặt lần lượt que đen, đỏ vào G, que còn lại đưa đến D rồi S Trong các lần

đo kim đồng hồ kim đều không lên

Kênh N:

Đặt que đen vào cực S, que đỏ vào cực D  kim chỉ số ohm thấp

Đặt que đen vào cực D, que đỏ vào cực S  kim chỉ số ohm lớn hơn trường hợp trên

Đặt que đen vào cực D, que đỏ vào cực S Nếu dùng tay chạm giữa D và G MOSFET dẫn  kim chỉ số ohm giảm thấp Lúc này, nếu dùng tay chạm giữa G

và S MOSFET ngắt  kim chỉ số ohm nhiều hơn

Đặt que đen vào cực S, que đỏ vào cực D Nếu dùng tay chạm giữa D và G MOSFET dẫn  kim chỉ số ohm giảm thấp Lúc này, nếu dùng tay chạm giữa G

và S MOSFET ngắt  kim chỉ số ohm lớn hơn

+ Đối với SCR kích xung dương(Cực G lấy ra ở lớp tiếp giáp P): Khi đó que đen là cực G, que đỏ là cực K, còn lại là cực A

+ Đối với SCR kích xung âm(Cực G lấy ra ở lớp tiếp giáp N): Khi đó que đen là cực A, que đỏ là cực G, còn lại là cực K

Xác định chất lượng SCR

Que đỏ đặt vào cực K, que đen đặt vào cực A Sau đó kích xung từ cực A sang cực G rồi nhả cực G ra, nếu kim đồng hồ lên và vẫn giữ ở một giá trị nhất định và không đổi khi ta nhả cực G thì SCR còn tốt

Chú ý: Tốc độ kích nhả cực G càng nhanh càng tốt

1.3.6 TRIAC

Cách đo Triac gần giống như cách đo SCR

Do Triac có cấu tạo gồm hai SCR bên trong nên khi kẹp que đen vào cực

G, đặt que đỏ vào hai cực còn lại, kim đều lên Đây chính là điểm khác biệt giữa SCR và TRIAC

Hai cực MT1 và MT2 có điện trở rất lớn

Để kiểm tra TRIAC còn thực sự hoạt động hay không ta sử dụng sơ đồ test đơn giản như sau: