Giáo trình Kỹ thuật điện tử (Nghề: Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí - Trình độ Cao đẳng) - Trường Cao đẳng Nghề An Giang

Giáo trình Kỹ thuật điện tử gồm các nội dung chính sau: Linh kiện điện tử thụ động; linh kiện bán dẫn; linh kiện điện tử bán dẫn tích hợp. Mời các bạn cùng tham khảo!

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ AN GIANG

GIÁO TRÌNH

KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG NGHỀ:

KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HÒA KHÔNG KHÍ

(Ban hành kèm theo QĐ số 70/QĐ-CĐN, ngày 11 tháng 01 năm 2019

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề An Giang)

An Giang, tháng 01 năm 2019

i

Mục lục

LỜI NÓI ĐẦU 3

Chương I: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG 4

Bài 1: ĐIỆN TRỞ 4

I ĐỊNH NGHĨA – CẤU TẠO – KÝ HIỆU – HÌNH DÁNG: 4

1 Định nghĩa: 4

2 Cấu tạo: 4

3 Ký hiệu: 4

4.Hình dáng 4

II PHƯƠNG PHÁP ĐỌC TRỊ SỐ ĐIỆN TRỞ THEO KÝ HIỆU VẠCH MÀU: 5

1 Bảng màu chuẩn quốc tế: 5

2 Nguyên tắc đọc điện trở: 5

III GHÉP ĐIỆN TRỞ: 7

1 Ghép nối tiếp: 7

2 Ghép song song điện trở: 8

IV CÔNG SUẤT ĐIỆN TRỞ: 9

V HỌ ĐIỆN TRỞ: 10

1 Biến trở (Variable Resistor, viết tắt là VR) 10

2 Quang trở (Photo Resistor) 11

3 Nhiệt trở (Thermistor :Th) 11

4 Điện trở cầu chì 12

5 Điện trở tùy áp: (Voltage Dependent Resistor : VDR ) 12

Câu hỏi và bài tâp: 12

Bài 2: TỤ ĐIỆN 13

I ĐỊNH NGHĨA – CẤU TẠO – KÝ HIỆU – HÌNH DÁNG 13

1 Định nghĩa 13

2 Cấu tạo 13

3 Ký hiệu 13

4.Hình dáng 13

II ĐẶC TÍNH CỦA TỤ ĐIỆN ĐỐI VỚI DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU: 14

III PHÂN LOẠI TỤ ĐIỆN: 14

1 Tụ Oxit hoá 14

2 Tụ gốm (Ceramic) 15

3 Tụ giấy 15

4 Tụ Mica 15

5 Tụ màng mỏng 16

6 Tụ tang 16

7 Các trị số điện dung tiêu chuẩn 16

IV PHƯƠNG PHÁP GHÉP TỤ ĐIỆN: 16

1 Ghép nối tiếp 16

2 Ghép song song 17

V DUNG KHÁNG CỦA TỤ ĐỐI VỚI DÒNG ĐIỆN AC: 18

VI PHƯƠNG PHÁP ĐO KIỂM TRA: 19

ii

VII ỨNG DỤNG CỦA TỤ ĐIỆN: 19

1 Liên lạc thành phần AC ngăn thành phần DC giữa các tầng khuếch đại sử dụng các nguồn khác nhau 19

2 Dùng tụ để điều chỉnh điện áp 20

3 Tụ nạp xả trong mạch lọc 20

VIII THẠCH ANH (X-TAL): 20

1.Đại cương 20

2.Tính chất 20

3 Ký hiệu hình dáng 21

4 Ứng dụng: 21

Câu hỏi và bài tập : 22

BÀI 3:CUỘN DÂY VÀ BỘ BIẾN THẾ 23

A CUỘN DÂY 23

I ĐỊNH NGHĨA – CẤU TẠO – KÝ HIỆU 23

1 Định nghĩa 23

2 Cấu tạo 23

3 Ký hiệu: 23

II PHƯƠNG PHÁP GHÉP CUỘN DÂY 23

1 Ghép nối tiếp 23

2 Ghép song song 23

III CÁC ỨNG DỤNG CỦA CUỘN DÂY 23

1 Chuông điện 23

2 Relay 24

3 Loa 24

B BỘ BIẾN THẾ 25

I ĐỊNH NGHĨA - CẤU TẠO – NGUYÊN LÝ 25

1 Định nghĩa 25

2 Cấu tạo – ký hiệu 25

3 Ký hiệu 26

4 Nguyên lý 26

5 Các tỉ số biến áp 26

II CÁC LOẠI BIẾN THẾ THÔNG DỤNG: 28

Câu hỏi và bài tâp: 28

CHƯƠNG II: LINH KIỆN BÁN DẪN 29

BÀI 1: DIODE BÁN DẪN 29

I CHẤT BÁN DẪN DIODE 29

1 Mạng tinh thể của chất bán dẫn thuần khiết 29

2 Chất bán dẫn loại N (Negative: âm) 29

3 Chất bán dẫn loại P (positive: dương) 29

II DIODE 30

1 Cấu tạo 30

2 Bản chất vật lý của mối nối P-N 30

3 Ký hiệu – Hình dáng 31

4.Nguyên lý làm việc: 31

iii

4.1 Phân cực thuận: 31

4.2 Phân cực ngược Diode 32

III Phương pháp đo kiểm tra và xác định cực tính 33

1 Đo xác định cực tính 33

2 Đo kiểm tra 33

IV Các ứng dụng căn bản của diode 33

1 Mạch nắn điện một bán kỳ 33

2 Nắn điện toàn kỳ 34

3 Adaptor 36

V Các lọai diode khác 36

1 Diode Zener 36

2 Diode quang (Photo diode) 38

3 Diode phát quang (Led: Light Emitting diode) 38

Câu hỏi và bài tập 39

Bài 2: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC 40

I CẤU TẠO – KÝ HIỆU – HÌNH DÁNG 40

1 CẤU TẠO 40

2 Ký hiệu 40

3 Hình dáng 41

II NGUYÊN LÝ LÀM VIỆC CỦA TRANSISTOR 41

1 Nguyên lý vận chuyển của transistor lọai NPN: 41

2 Nguyên lý vận chuyển của transistor lọai PNP 42

III Phương pháp đo xác định chân và đokiểm tra 42

1 Đối với transistor loại NPN 42

2 Đối với transistor loại PNP 43

3 Đo kiểm tra 43

Câu hỏi và bài tập 43

Bài 3: PHÂN CỰC ỔN ĐỊNH TRANSISTOR 44

I KHÁI NIỆM – CÁC ĐỊNH NGHĨA 44

1 Khái niệm 44

2 Các định nghĩa 44

1 Mắc cực phát chung 45

2 Mắc cực nền chung 45

3 Mắc cực thu chung 45

III.PHÂN CỰC TRANSISTOR 46

1 Phân cực cố định (Fired – Bias) 46

2 Phân cực bằng hai nguồn điện riêng: 51

3 Phân cực bằng cần phân thế 56

Câu hỏi và bài tập: 59

CHƯƠNG 3: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ BÁN DẪN TÍCH HỢP (IC) 61

BÀI 1: KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN 61

I CÁC TÍNH CHẤT VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA OP – AMP 61

1 Các tính chất cơ bản 61

2 Các thông số cơ bản 62

iv

II CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI CƠ BẢN 64

1 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO 64

2 MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO 65

3 TÍNH CHỌN GIÁ TRỊ ĐIỆN TRỞ R2 66

III MẠCH KHUẾCH ĐẠI AC 67

Câu hỏi và bài tập 72

BÀI 2: HỆ THỐNG SỐ 73

I Hệ thập phân 73

II Hệ nhị phân 73

III Hệ bát phân 73

IV Hệ thập lục phân 73

V Bảng hệ thống số 73

Câu hỏi và bài tập 74

BÀI 3: CÁC CỔNG LÔGIC CƠ BẢN 76

I Định nghĩa 76

II Các cổng Logic cơ bản 76

1 Cổng NOT (Cổng đảo) 76

2 Cổng AND (Cổng và) 76

3 Cổng NAND (Cổng không - và) 77

4 Cổng OR (Cổng hoặc) 78

5 Cổng NOR ( Cổng không-hoặc ) 79

6 Cổng EXOR (Cổng di hoặc) 80

Câu hỏi và bài tập 80

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 3

LỜI NÓI ĐẦU

Giáo trình môn KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ được biên soạn với mục đích phục

vụ cho việc học tập cho các sinh viên/học sinh hệ Cao Đẳng chuyên ngành Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí Giáo trình này được đúc kết từ nhiều tài liệu kỹ thuật điện tử và linh kiện điện tử của một số trường đại học và của vụ trung học chuyên nghiệp, dạy nghề…

Giáo trình được soạn dựa theo chương trình chi tiết của môn học KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ ngành Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí với số giờ của môn học là 30 giờ (22 giờ lý thuyết – 6 giờ thực hành – 2 giờ kiểm tra) Giáo trình này sẽ cung cấp kiến thức nền tản cho sinh viên/học sinh học tiếp các môn học như Điện tử chuyên ngành lạnh, PLC…

Nội dung của giáo trình được tổ chức thành ba chương như sau:

Chương I: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG

BÀI 1: ĐIỆN TRỞ

BÀI 2: TỤ ĐIỆN

BÀI 3: CUỘN DÂY VÀ BỘ BIẾN THẾ

CHƯƠNG II: LINH KIỆN BÁN DẪN

BÀI 1: DIODE BÁN DẪN

BÀI 2: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC

BÀI 3: PHÂN CỰC ỔN ĐỊNH TRANSISTOR

CHƯƠNG II: LINH KIỆN BÁN DẪ

BÀI 1: KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN

BÀI 2: HỆ THỐNG SỐ

BÀI 3: CÁC CỔNG LÔGIC CƠ BẢN

Trong mỗi chương, các bài học được thiết kế theo dạng lý thuyết Cho dù các kiến thức trong giáo trình đã được sắp xếp một cách hợp lý và có mối quan hệ chặt chẽ nhưng giáo trình chỉ đề cập đến những vấn đề trọng tâm trong lĩnh vực linh kiên điện tử và một phần nhỏ về kỹ thuật số, nên người học cần tham khảo thêm các giáo trình có liên quan để việc học có hiệu quả hơn

Mặc dù rất cố gắng trong quá trình biên soạn nhưng chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, kính mong các đồng nghiệp và học viên góp ý để cho giáo trình này ngày được hoàn thiện hơn

An Giang, ngày…… tháng …… năm 20…

Biên soạn

Võ Thành Lâm

Chương I:

LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG

Trong thương mại người ta gọi tên điện trở tùy theo tên của vật liệu A ví dụ như điện trở than, điện trở gốm, điện trở xi măng … Các loại điện trở này có khả năng chịu đựng nhiệt độ khác nhau nên có giá thành khác nhau

3 Ký hiệu:

Bên cạnh điện trở trong sơ đồ người ta ghi R chữ số thứ I dùng để chỉ số thứ

tự của khối Trong một thiết bị có nhiều khối, trong một khối có rất nhiều linh kiện, tất cả các linh kiện của khối này tạo nên một mạch điện để thực hiện một chức năng nào đó Tất cả các linh kiện chung của một khối điều mang chử số đầu giống nhau các chữ số phía sau dùng để chỉ số thứ tự của linh kiện trong khối

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 5

II PHƯƠNG PHÁP ĐỌC TRỊ SỐ ĐIỆN TRỞ THEO KÝ HIỆU VẠCH

Vòng số 3 (Bội số hay

hệ số nhân)

Vòng số 4 (Sai số )

Xem hình vẽ vòng màu số 1 và vòng màu

số 2 để chỉ hai số có nghĩa Vòng màu số 3 chỉ hệ

số nhân và vòng màu số 4 chỉ hệ số sai số

Nâu (1) Đỏ (10 2 )

R =10.10 2 (5%)

R = 1000 = 1K (5%)

Bạc kim Đen (0)

Nâu (1) Vàng kim (10 -1 )

R =10.10 -1 (10%)

R = 1 (10%)

Vàng kim Tím (7)

Đỏ (1) Cam (10 3 )

R =27.10 3 (5%)

R = 27000 = 27K (5%) Hình 1.4

2.2 Bảng điện trở chuẩn quốc tế:

Do nhu cầu sử dụng điện trở có trị số khá nhỏ và khá lớn nên người ta không thể chế tạo các điện trở có đủ các trị số từ nhỏ nhất đến lớn nhất mà chỉ chế tạo các điện trở có trị số theo tiêu chuẩn vòng màu số 1 và vòng màu số 2 có giá trị như sau:

2.3 Loại điện trở 5 vòng màu:

Về nguyên tắc đọc tương tự như loại điện trở 4 vòng màu tuy nhiên người ta dùng đến 3 chữ số có nghĩa với 3 vòng màu kháu nhau, còn vòng 4 chỉ hệ số nhân, vòng màu số 5 cách xa vòng màu 4 để chỉ sai số ( Điện trở 5 vòng màu sai số chỉ 1% đến 2% ) Loại điện trở này ít có bán rời trên thị trường tuy nhiên trong các thiết bị chất lượng cao có khá nhiều

Đối với điện trở 5 vòng màu không tuân theo bảng chuẩn quốc tế mà có giá trị bất kỳ theo yêu cầu sử dụng

Vòng số 3 Vòng số 1

Vòng số 5 Hình 1.5

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 7

1.2 Mối liên hệ giữa các đại lượng V, I, R:

Trong mạch điện các điện trở R mắc nối tiếp thì tổng các điện áp trên các thành phần bằng điện áp nguồn cung cấp

R =10.10 2 (5%)

R = 1000 = 1K (5%)

Tím (7) Vàng (4) Đỏ (10 2 )

R =47.10 2 (5%)

R = 4700 = 4,7K (5%) Hình 1.7

td td

V

R R R td

2

1 +

=

 Nếu có nhiều điện trở mắc nối tiếp Rtđ bằng tổng các điện trở thành phần Như vậy khi cần điện trở lớn ta ghép nối tiếp nhiều điện trở nhỏ

2 Ghép song song điện trở:

2.1 Mạch điện:

2.2 Mối liên hệ giữa các đại lượng V, I, R:

Trong mạch điện các điện trở mắc song song thì điện áp trên các thành phần đều bằng nhau (Trong mạch điện này các điện áp thành phần bằng với điện áp nguồn cung cấp)

VCC = VR1 = VR2 Cường độ dòng điện đi qua các thành phần lệ thuộc vào giá trị điện trở của thành phần đó

1

1 1

1 2 1

R

V R

V I I R

V

R R td

CC = + = +

=



2 1

1 1 1

R R

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 9



2 1

2 1

R R

R R

R td

+

=Trong đó :

R : là điện trở 1/R: Là điện dẫn Nếu gọi 1/R là điện dẫn thì trong mạch điện các điện trở mắc song song nhau thì điện dẫn tương đương của toàn mạch bằng tổng các điện dẫn của các thành phần

Khi có n điện trở mắc song song (R1// R2 // … //Rn.)

R1// R2 // R3 Hãy tính Rtđ

Ta có :

3 2 1

1 1 1 1

R R R

R td = + +



3 2 1

2 1 3 1 3 2

.

.

1

R R R

R R R R R R

R td

+ +

=



2 1 3 1 3 2

3 2 1

.

.R R R R R R

R R R

R td

+ +

=

IV CÔNG SUẤT ĐIỆN TRỞ:

Công suất điện trở là quá trình biến đổi năng lượng điện thành các dạng năng lượng khác, quá trình đó gọi là quá trình sinh công của dòng điện Khả năng sinh công của dòng điện trong một khoảng thời gian nhất định được gọi là công suất

Khi điện trở làm việc thì trên nó tiêu thụ một năng lượng điện biến thành nhiệt độ đốt nóng điện trở Năng lượng điện tiêu thụ đó người ta gọi là công suất làm việc của điện trở được tính bằng công thức :

R I R

V I V

R R

PR : Công suất làm việc của điện trở (W)

VR : Điện áp trên hai đầu điện trở (V)

IR : Cường độ dòng điện qua điện trở Bội số của công suất

1KW = 1000W = 103W 1MW = 1000000W = 106W Khi sử dụng điện trở phải đặt điện trở làm việc ứng với công suất nhỏ hơn danh định

Cụ thể đối với các điện trở làm việc với công suất nhỏ hơn 2W thì phải chọn công suất danh định lớn gấp hai lần công suất làm việc của điện trở

Đối các điện trở làm việc với công suất lớn hơn 2W thì phải chọn điện trở

có công suất danh định lớn hơn công suất làm việc từ 2 đến 5W

Công suất điện trở danh định khi sản xuất đối với các điện trở từ 3W trở lên thì được ghi rất rõ trên thân của điện trở do có kích thước lớn

Các điện trở có công suất nhỏ hơn 2W chỉ sản xuất một số loại thông dụng được phân biệt bằng kích thước (công suất nhỏ có kích thước nhỏ)

Công suất 1/4W có chiều dài  0,7cm

Công suất 1/2W có chiều dài  1cm

Công suất 1W có chiều dài  1,2cm

V HỌ ĐIỆN TRỞ:

1 Biến trở (Variable Resistor, viết tắt là VR)

Biến trở còn gọi là chiết áp được cấu tạo gồm một điện trở màng than hay dây quấn có dạng hình cung góc quay 270O Có một trục xoay ở giữa nối với một con trượt làm bằng màng than (Cho biến trở dây quấn) hay làm bằng kim loại có biến trở than, con trượt sẽ ép lên mặt điện trở để tạo kiểu tiếp xúc làm thay đổi trị

số điện trở khi xoay trục

Ở hình (1) và hình (2) là ký hiệu của biến trở tinh trở được đặt bên trong máy không được tùy tiện điều chỉnh các biến trở này khi chưa hiểu chức năng của

nó Nếu muốn điều chỉnh phải dùng cồn hoặc axiton sau đó mới được điều chỉnh

*/ CÁCH ĐO KIỂM TRA:

Đo ôm giữa hai chân (1) và chân (3) phải có giá trị đúng bằng số ghi bên ngoài của thân biến trở Nối chân (2) với chân (1) hoặc chân (3) sau đó đo giữa chân (1) và chân (2) hoặc chân (2) và chân (3) xoay nhẹ biến trở thấy giá trị thay đổi đều thì biến trở còn tốt, thay đổi không đều thì biến trở bị hở

Hình 1.11: Ký hiệu của biến trở

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 11

2 Quang trở (Photo Resistor)

Quang trở thường được chế tạo từ chất Sunfua Catmi nên trên thân ký hiệu thường ghi chữ CdS Quang trở có trị số lớn hay nhỏ tùy thuộc vào cường độ chiếu sáng vào nó Độ chiếu sáng càng mạnh thì điện trở có giá trị càng nhỏ và ngược lại

Điện trở bị che tối khoảng vài trăm K đến vài trăm M Điện trở khi được chiếu sáng khoảng vài trăm ôm đến vài trăm K

Quang trở thường được dùng trong các mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng , báo động …

*/ CÁCH ĐO KIỂM TRA:

Đo ôm giữa hai đầu quang trở nếu:

Quang trở dùng ánh sáng thường thì khi bị che tố thì giá trị điện trở tăng, còn khi bị chiếu sáng thì giá trị điện trở giảm

Khi quang trở dùng ánh sáng hồng ngoại thì đo ôm giữa hai đầu dùng Remote của TV hay của đầu máy đặt gần quang trở bấm bất cứ một nút nào nếu thấy giá trị giảm thì quang trở còn tốt

*/ CÁCH ĐO KIỂM TRA:

Đo ôm giữa hai đầu rồi nhiệt trở đặt gần ở nơi có nhiệt độ cao như mỏ hàn hoặc bàn ủi nếu thấy giá trị điện trở giảm và khi lấy ra xa giá trị điện trở tăng thì điện trở nhiệt đó còn tốt Còn nếu không thay đổi thì nhiệt trở đó bị hư

4 Điện trở cầu chì

Điện trở cầu chì là một điện trở bình thường tuy nhiên

có một cầu chì bên trong rất dễ bị đứt khi có sự cố Nếu bị hư thay điện trở thường đúng trị số

5 Điện trở tùy áp: (Voltage Dependent Resistor : VDR )

Đây là loại điện trở có trị số thay đổi theo điện áp đặt vào hai cực Khi điện áp giữa hai cực ở dưới trị số qui định thì VDR có trị số điện trở rất lớn coi như hở mạch Khi điện

áp giữa hai cực tăng cao quá mức qui định thì VDR có trị số giảm xuống còn rất thấp coi như ngắn mạch

VDR thường dùng bảo vệ đặt ở đầu nguồn các thiết bị điện trở VDR thông thường có trị số lớn hơn 100K

Câu hỏi và bài tâp:

1 Hãy phát biểu định nghĩa, nêu cấu tạo và vẽ ký hiệu điện trở

2.Hãy nêu bảng màu quốc tế về màu sắc điện trở Nêu cách đọc trị số điện trở 3, 4,

5 vòng màu và cho ví dụ

3 Hãy nêu cấu tạo, vẽ ký hiệu của biến trở

4 Hãy trình bày cách đo kiểm tra biến trở

5 Thế nào là quang trở, nhiệt trở và nêu cách đo kiểm tra quang trở, nhiệt trở

Hình 1.14 Ký hiệu

R P

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 13

Tụ điện có hai bản cực làm bằng chất dẫn điện đặt song song nhau, ở giữa là một lớp cách điện gọi là điện môi Chất cách điện thông dụng để làm điện môi trong tụ điện là: Giấy dầu Mica, gốm, không khí…

Chất cách điện được lấy làm tên gọi cho tụ điện

Ví dụ : Tụ điện giấy, tụ điện dầu, tụ điện gốm, tụ điện không khí……

nổ tụ

Bảng cực làm bằng kim loại

Hình 1.16: Cấu tạo tụ điện

Chất điện môi

Hình 1.17b: Tụ có cực tính Hình 1.17: Ký hiệu của tụ

điện

C

Hình 1.17a:Tụ không có cực tính

II ĐẶC TÍNH CỦA TỤ ĐIỆN ĐỐI VỚI DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU:

Giữa hai bản cực là một lớp cách điện nên không có dòng điện đi qua tụ điện

V

R DC

Như vậy tụ điện có sức cản vô cực ôm đối với dòng điện một chiều

Tuy nhiên, khi khảo sát hiện tượng tĩnh điện lúc tụ điện nối vào nguồn điện một chiều (hình 1.19) công tắc K ở vị trí (1) người ta nhận thấy:

Điện tích âm ở cực âm của nguồn sẽ tích tụ ở bản cực bên dưới

Điện tích dương ở cực dương của nguồn sẽ tích tụ ở bản cực bên trên

Hiện tượng này được gọi là tụ nạp điện Sau khi nạp đầy, ngắt công tắc K thì điện áp trên hai bản cực của tụ điện đo được gọi là VC bằng với điện áp của nguồn VDC (VC = VDC)

Sau khi nạp đầy ta chuyển công tắc K sang vị trí (2) ta thấy đèn sáng và sau

đó mờ dần → Hiện tượng này gọi là tụ xả điện Sau khi tụ xả hết điện thì điện áp trên hai bản cực của tụ đo được bằng 0 (VC = 0)

III PHÂN LOẠI TỤ ĐIỆN:

Tụ điện được chia làm hai loại chính

- Tụ điện có phân cực tính dương và âm như (Hình 3a)

- Tụ điện không phân cực tính được chia làm nhiều dạng như (Hình 3b)

âm, điện áp làm việc thường nhỏ hơn 500V

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 15

4 Tụ Mica

Là loại tụ không có cực tính, điện dung vài pF đến vài trăn nF, điện áp làm việc rất cao trên 1000V Tụ mica đắt tiền hơn tụ gốm vì ít sai số, đáp tuyến cao tần tốt, độ bền cao Trên tụ mica được sơn các chấm màu để chỉ trị số điện dung và cách đọc giống như trị số điện trở

C Hình 1.22a Ký hiệu

.047

160 V DC

Hình 1.22b Hình dáng Hình 1.22: Ký hiệu và hình dáng của tụ giấy

5 Tụ màng mỏng

Là loại tụ có chất điện môi là các chất polyester (PE), polyetylen (PS), điện dung vài trăm picofara đến vài chục microfara, điện áp láp làm việc cao đến hàng ngàn vôn

6 Tụ tang

Là loại tụ có phân cực tính, điện dung có thể rất cao nhưng kích thước nhỏ từ 1F đến 100F, điện áp làm việc thấp chỉ vài chục vôn Tụ tang thường có viên như (hình 1.25)

7 Các trị số điện dung tiêu chuẩn

Tương tự như điện trở, người ta chỉ chế tạo các tụ điện có trị số điện dung theo tiêu chuẩn với các số thứ nhất và thứ hai như sau :

IV PHƯƠNG PHÁP GHÉP TỤ ĐIỆN:

Để thỏa mản nhu cầu thiết kế tăng điện dung của mạch điện hay tăng điện

áp làm việc của tụ điện người ta sử dụng các tụ điện sẳn có ghép thành các tụ điện

có điện dung tương đương theo yêu cầu

.047

160 V D

C

100F +16 V

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 17

1.2 Nhận xét mối quan hệ giữa các đại lượng Q, V, C

- Điện lượng trên các tụ đều bằng nhau và bằng với điện lượng của nguồn:

Q1 = Q2 = Q Điện áp trên các tụ lệ thuộc vào giá trị điện dung của tụ đó:

1

1 1

1.3 Công thức tính điện dung tương đương

Gọi Ctđ là điện dung tương đương của toàn mạch :

Ta có :

2 2 1

1 2 1

C

Q C

Q V V C

1

C

Q C

Q C

Q Q Q C

Q C

Q C

Q

td

=

= +

=



2 1

1 1 1

C C

C td = +

Nếu có n tụ điện ghép nối tiếp với nhau thì ta có:

n

td C C C C

1

1 1 1

2 1

+ +

2.2 Nhận xét mối quan hệ giữa các đại lượng Q, V, C

Q là lượng điện tích của tụ

Q = C.V Trong đó:

C : Điện dung của tụ (Fara)

V : Điện áp của hai đầu tụ ( Vôn ) Khi ghép song song điện áp làm việc ở các tụ bằng nhau

2.3 Công thức tính điện dung tương đương

Gọi Ctđ là điện dung tương đương của toàn mạch điện:

Ta có:

Ctđ.V = C1.V + C2.V = (C1 + C2).V



*/ Nếu có n tụ ghép song song thì ta có:

Công thức tính điện dung của tụ điện ghép song song có dạng giống như công thức tính điện trở ghép nối tiếp

Trong trường hợp ghép song song, điện áp làm việc của tụ điện không thay đổi, do đó cũng nên chọn các tụ điện ghép song song có điện áp làm việc bằng nhau

V DUNG KHÁNG CỦA TỤ ĐỐI VỚI DÒNG ĐIỆN AC:

Theo nguyên lý cấu tạo của tụ điện (hình 1.28a) không có dòng điện qua mạch đèn không sáng Trong (hình 1.28b) người ta sử dụng nguồn AC với giá trị hiệu dụng bằng nguồn DC đèn sáng bình thường Trong (hình 1.28c) đèn vẫn sáng nhưng mờ hơn Như vậy trong mạch cũng có dòng điện đi qua, hiện tượng được giải thích như sau:

Khi đầu A của nguồn có bán kỳ dương, đầu B của nguồn có bán kỳ âm của nguồn điện AC ta thấy tụ sẽ nạp điện theo chiều từ A → B có dòng điện qua bóng

C = C 1 + C 2

C = C 1 + C 2 + … C n

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 19

đèn Khi dòng điện AC đổi chiều tại A có bán kỳ âm, tại B có bán kỳ dương tụ xả điện theo chiều ngược lại, có dòng điện đi qua bóng đèn Nhận thấy dòng điện qua bóng đèn chính là dòng nạp xả của tụ, do đó độ sáng của bóng đèn lệ thuộc vào điện dung của tụ

Người ta nói tụ điện không liên lạc dòng điện DC nhưng liên lạc được dòng điện AC và có một dung kháng làm giảm biên độ dòng điện AC được tính theo công thức:

fC

X C



= 2 1

Trong đó:

XC : Dung kháng của tụ ()

f : Tần số của dòng điện AC (hz)

C : Điện dung của tụ (F)

VI PHƯƠNG PHÁP ĐO KIỂM TRA:

Đối với tụ nhỏ hơn 1F đặt đồng hồ ở thang đo x10K, trước khi đo ta phải nối tắt hai chân của tụ điện bằng một miếng kim loại cho tụ xả điện, sau đó đo giữa hai chân của tụ điện sẽ thấy kim đồng hồ dịch lên phía trên tức là tụ đang nạp điện sau đó trở về vị trí ban đầu tụ không còn nạp điện nữa Nếu kim chỉ ở giá trị

 là tụ tốt còn nếu có một số ôm nào đó thì tụ bị rĩ điện Nếu kim lên mà không trở về là tụ bị chạm

Tương tự như trên đối với các tụ từ 1F đến 100F đặt đồng hồ ở thang đo x100, tứ 100F đến 10000F đặt đồng hồ ở thang đo x1

VII ỨNG DỤNG CỦA TỤ ĐIỆN:

1 Liên lạc thành phần AC ngăn thành phần DC giữa các tầng khuếch đại sử dụng các nguồn khác nhau

V CC2

Khuếch đại MIC

V CC3

Khuếch đại MIC

MIC

Hình 1.29: Sơ đồ khối mạch khuếch đại tín hiệu MIC

Lợi dụng dung kháng của tụ đối các tần số khác nhau để làm mạch chọn dòng IAC có tần số theo yêu cầu Ví dụ bộ lọc loa chọn lọc các tầng số phù hợp với các loại loa Mạch điều chỉnh âm sắc của các hệ thống

2 Dùng tụ để điều chỉnh điện áp

Người ta lợi dụng khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ, sử dụng tụ có điện dung khá lớn đặt ở đầu của nguồn cung cấp làm chức năng tích trữ năng lượng ổn định điện áp khi điện áp nguồn vì lý do nào

đó bị thay đổi người ta còn gọi là các tụ lọc nguồn có tác dụng loại bỏ thành phần AC của nguồn DC như hình 1.30

3 Tụ nạp xả trong mạch lọc

Mạch nắn điện chỉ có tác dụng cho bán kỳ dương của dòng điện xoay chiều

đi qua không cho bán kỳ âm đi qua Dòng điện qua tải có dạng là những bán kỳ dương gián đoạn (hình 1.31a) Nếu có tụ C đặt song song với tải ở ngõ ra thì tụ sẽ nạp điện khi điện áp tăng lên và xả điện khi điện áp giảm xuống làm cho dòng điện được liên tục và bớt mức dợn sóng của dòng điện xoay chiều hình sin (hình 1.31b)

VIII THẠCH ANH (X-TAL):

1.Đại cương

Thạch anh là một loại ôxít silic (SiO2) dạng pha lê Ôxy và silic là những nguyên tố tồn tại nhiều nhất trên trái đất, trong đó cát và đá có thành phần chủ yếu

là SiO2

Cát đá thì có khắp nơi, nhưng để có thạch anh thì phải có ôxít silic tinh khiết

và cho kết tinh theo một quá trình thích hợp Trong tự nhiên nó xảy ra ở vùng núi lửa

Tương tự, silic được dùng nhiều trong các con chip và trong công nghệ phần

cứng, nhưng phải lọc luyện từ cát thạch anh đến độ gần như nguyên chất

2.Tính chất

Thạch anh là một vật chất cứng, trong suốt, có trọng lượng riêng 2.649 kg/m3, nhiệt độ nóng chảy ở 1750 °C (3182 °F) Thạch anh có tính giòn cao, tính dẻo thấp và đó cũng là một tính chất thuận lợi cho các ứng dụng với chúng

V i

Hình 1.31a: Khi chưa có tụ

Mạch điện V O Tải

V i

Hình 1.31b: Khi có tụ

Tụ nạp Tụ xả

C

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 21

Thạch anh được sử dụng chế tạo các thiết bị tạo ra xung nhịp để ứng dụng trong ngành điện tử, cũng có thể dùng để tạo các tần số mẫu để hiệu chỉnh cho các dụng cụ âm nhạc

3 Ký hiệu hình dáng

`

4 Ứng dụng :

4.1 Tạo dao động cho vi điều khiển:

Trong Vi điều khiển bắt buộc phải có thạch anh (trừ các loại có dao động nội) vì xét chi tiết thì vi điều khiển có CPU, timer,… CPU bao gồm các mạch logic và mạch logic muốn hoạt động cũng cần có xung clock, còn timer thì gồm các dãy FF cũng cần phải có xung để đếm Tùy loại vi điều khiển mà bao nhiêu xung clock thì ứng với 1 chu kì máy, và với mỗi xung clock vi điều khiển sẽ đi làm 1 công việc nhỏ ứng với lệnh đang thực thi

Để chạy các câu lệnh trong IC vi điều khiển, Bạn cần tạo ra xung nhịp Tần

số xung nhịp phụ thuộc vào thạch anh gắn trên chân 18, 19 Với thạch anh 12MHz, Bạn sẽ có xung nhịp 1MHz, như vậy chu kỳ lệnh sẽ là 1μs

Hình 1.32: Ký hiệu và hình dáng

Hình 1.32a: Ký hiệu và sơ đồ tương

đương của X –TAL trong mạch dao động

Hình 1.32b: Hình dáng

Hình 1.33

Để tăng độ ổn định tần số, người ta dùng thêm 2 tụ nhỏ C6, C7 (33pF x2),

tụ bù nhiệt ổn tần

Điều này cho thấy bạn cũng có thể thay đổi nhịp nhấp nháy của đèn nếu dùng thạch anh có tần số khác

4.2 Tạo xung clock cho đồng hồ điện tử:

Cho ra tần số rất ổn định, sử dụng rất nhiều trong các đồng hồ điện tử (như đồng hồ đeo tay, đồng hồ để bàn ), trong các thiết bị đo lường điện tử (tạo xung chuẩn), trong mạch đồng bộ màu của TV, VCR, trong các thiết bị tin học (máy vi tính, các thiết bị nối với máy vi tính), trong các nhạc cụ điện tử như Piano điện, organ

Câu hỏi và bài tập :

1/ Hãy phát biểu định nghĩa và nêu cấu tạo, ký hiệu của tụ điện ?

2/ Hãy nêu đặc tính của tụ điện đối với dòng điện một chiều (DC) ?

3/ Hãy cho biết dung kháng của tụ điện đối với dòng điện xoay chiều (AC) ?

4/ Hãy phân lọai tụ điện và nêu cách đo kiểm tra tụ điện ?

5/ Hãy nêu các ứng dụng của tụ điện ?

Nguồn Thạch anh

Vi điều khiển

Bo mạch Cuộn nam châm Hình 1.34

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 23

BÀI 3:CUỘN DÂY VÀ BỘ BIẾN THẾ

Lõi của cuộn dây có thể là một ống rỗng (Lõi không khí), lõi sắt bụi hay lõi sắt lá Tùy theo lõi, cuộn dây có các ký hiệu như sau:

Hai cuộn dây L1 – L2 ghép song song

có hế số tự cảm tương đương là L và được tính theo điện trở ghép song song

2 1

1 1 1

L L

có điện VAC sẽ tạo ra một từ thông đổi chiều hút đẩy búa gõ vào mâm đồng tạo tiếng kêu

2 Relay:

Relay có nguyên lý cấu tạo tương tự như trên tuy nhiên bên ngoài là một lá kim, cuộn dây phải cấp nguồn DC , khi có điện hút

ra kim đóng vào tiếp điểm Relay còn được dùng làm công tắc điện tử đóng nguồn cho các thiết bị tiêu thụ dòng lớn mà chỉ sử dung công tắc đơn giản cấp nguồn cho cuộn dây Relay

3 Loa:

Loa là một linh kiện điện từ dùng để đổi dòng điện xoay chiều ra chấn động

âm thanh Loa cũng được gọi là linh kiện điện thanh

Về cấu tạo, loa gồm có một nam châm vĩnh cửu để tạo ra từ trường đều, một cuộn dây được đặt nằm trong từ trường của nam châm và cuộn dây được quấn dính với màng loa, màng loa có dạng hình nón làm bằng loại giấy đặt biệt Cuộn dây có thể rung động trong từ trường của nam châm

Khi có dòng điện xoay chiều vào cuộn dây loa thì cuộn dây sẽ tạo ra từ trường tác dụng lên từ trường của nam châm vĩnh cửu sinh ra lực điện từ hút hay đẩy cuộn dây làm rung màn loa và tạo ra các chấn động âm thanh lan truyền trong không khí Âm thanh do loa phát ra lớn hay nhỏ là do dòng điện xoay chiều vào cuộn dây mạnh hay yếu, âm điệu trầm hay bổng là do dòng điện xoay chiều có tần

*/ Kiểm tra loa:

Đặt đồng hồ ở thang đo Rx1 đo ôm giữa hai chân của loa phải có số ôm đúng như ghi bên ngoài thần Sau đó giữ một que cố định que còn lại khều nhẹ lên chân kia nghe thấy tiếng kêu rột roẹt là tốt

4 Micrô:

Tiếp điểm

lá kim Cuộn dây

V DC

Hình 1.39 RELAY

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 25

Micrô là một loại linh kiện dùng để đổi chấn động âm thanh ra dòng điện xoay chiều (còn gọi là tính hiệu xoay chiều) Micrô còn có tên khác là linh kiện điện thanh dùng để đổi âm thanh ra dòng điện

Về cấu tạo, Micrô gồm có một màng rung làm bằng polystirol có gắn một ống dây nhúng đặt nằm trong từ trường của một nam châm vĩnh cửu

Khi có chấn động âm thanh tác động vào màng rung của micrô thì cuộn dây

sẽ dao động trong từ trường của nam châm Lúc đó từ thông qua cuộn dây thay đổi

và cuộn dây sẽ cảm ứng cho ra dòng điện xoay chiều Dòng điện xoay chiều này

do âm thanh tạo ra nên gọi là dòng điện âm tần

Dòng điện âm tần do micrô tạo ra có biên độ cao hay thấp tùy thuộc vào cường độ âm thanh tác động vào micrô lớn hay nhỏ, tần số của dòng điện cao hay thấp tùy thuộc vào âm điều bổng hay trầm

Micrô có đặc tính sau:

- Độ nhạy: mV/bar ở tần số f = 1KHz

- Dãy tần từ 50c/s đến 15Khz

- Tổng trở: micrô có tổng trở thấp từ 200 đến 600, tổng trở cao từ 2K đến 20K

Đo kiểm tra : tương tự như đo loa

Hình 1.40 Cấu tạo của Micrô và loa

2 Cấu tạo – ký hiệu:

Biến áp gồm hai hay nhiều cuộn dây tráng sơn cách điện quấn chung trên một lõi thép (mạch từ )

Lõi của biến áp có thể là lõi sắt lá, sắt bụi hay có trường hợp là lõi không khí

Cuộn dây nhận dòng điện xoay chiều vào là cuộn sơ cấp N1, cuộn dây lấy dòng điện ra là cuộn thứ cấp N2

3 Ký hiệu:

4 Nguyên lý:

Khi cho đòng điện xoay chiều điện áp V1

vào cuộn dây sơ cấp, dòng điện I1 sẽ tạo ra từ trường biến thiên chay trong mạch từ và sang cuộn dây thứ cấp, cuộn dây thứ cấp nhận được

từ trường biến thiên sẽ làm từ thông qua cuộn dây thay đổi, cuộn thứ cấp cảm ứng cho ra dòng điện xoay có dòng điện là điện áp V2 ( hình 1.42)

Ở cuộn sơ cấp ta có :

t N e V

Do từ thông ở cuộn sơ cấp và thứ cấp bằng

nhau nên từ biểu thứ V1 và V2 ta có tỉ lệ :

2 1 2

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 27

Do từ áp bằng nhau nên:

N1.I1 = N2.I2 

2 1 1

2

N

N I

Biến áp có nguồn cung cấp vào cuộn sơ cấp, ở thứ cấp không tải củng có tổn hao trên biến áp gọi là tổn hao trên tải Thường tổn hao không tải khoảng 5% công suất danh định của biến áp

Khi biến áp có tải lớn nhất theo công suất danh định (gọi là đầy tải) thì hiệu suất cao nhất khoảng 80% đến 90%

)%

90 80 (

% 100

( ) ).(

(

2 1 2 1 1

2 2 1 2 2 1 1

2 2 1 1

2

1

N

N N

N I

I V

V V

I I V I V I V R

Suy ra:

2 2 1 2

1

) (

N

N

R R =

II CÁC LOẠI BIẾN THẾ THÔNG DỤNG:

Câu hỏi và bài tâp:

1 Hãy nêu định nghĩa, câu tạo và vẽ ký hiệu cuộn dây

2 Hãy nệu ứng dụng của cuộn dây

3 Hãy nêu định nghĩa, câu tạo và vẽ ký hiệu biến thế

Hình 1.44 Một số loại biến thế thông dụng )

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 29

CHƯƠNG II: LINH KIỆN BÁN DẪN

BÀI 1: DIODE BÁN DẪN

I CHẤT BÁN DẪN DIODE

1 Mạng tinh thể của chất bán dẫn thuần khiết

Trong kỹ thuật điện tử người ta sử dụng các chất bán dẫn như : Germanium hoặc Silicium có khả năng dẫn điện tương đối trong một điều kiện kích thích nhất định Các nguyên tử này có 4 electron lớp ngoài cùng nên trong điều kiện bình thường chúng liên kết lại với nhau mỗi bên bỏ ra các điện tử dùng chung tạo thành các mối liên kết cộng hóa trị Trong điều kiện này chúng cân bằng về mặt điện tích

do đó khả năng dẫn điện rất kém

Để tăng khả năng dẫn điện của phân tử Silicium người ta dùng cách làm lệch cân bằng điện tích dựa vào nguyên tắc pha trộn vào mạng tinh thể Silicium những tạp chất mà có số lượng electron (âm điện tử) lớp ngoài cùng khác 4

2 Chất bán dẫn loại N (Negative: âm)

Nếu pha vào chất bán dẫn loại Silicium (Si) tinh khiết một lượng rất lớn các chất có cấu tạo nguyên tử có 5 electron(điện tử) lớp ngoài cùng (hóa trị 5) như chất acsenic hay photpho Các nguyên tử của chất photpho có 5 electron thì 4 electron sẽ liên kết với 4 electron của bốn nguyên tử Si khác nhau, còn lại một electron thừa ra không liên kết với với các electron của chất bán dẩn sẽ trở thành electron tự do

Như vậy, khi pha thêm một nguyên tử photpho sẽ có một electron tư do, pha thêm càng nhiều nguyên tử photpho thì sẽ có càng nhiều electron tự do Chất bán dẫn có electron tự do được gọi là chất bán dẫn loại N (loại âm)

3 Chất bán dẫn loại P (positive: dương)

Nếu pha vào chất bán dẫn loại Silicium (Si) tinh khiết một lượng rất ít các chất có cấu tạo nguyên tử có 3 electron (điện tử) lớp ngoài cùng (hóa trị 3) như chất Indium hay bo Các nguyên tử của chất Indium có 3 electron thì 3 electron sẽ liên kết với 4 electron của bốn nguyên tử Si khác nhau, sẽ có một mối nối thiếu một electron, chổ thiếu electron này gọi là lỗ trống Lỗ trống của mối nối thiếu electron sẽ dễ dàng nhận một điện tử tự do

Như vậy, khi pha thêm một nguyên tử Indium sẽ có lỗ trống, pha thêm càng nhiều nguyên tử Indium thì sẽ có càng nhiều lỗ trống Chất bán dẫn có lỗ trống được gọi là chất bán dẫn loại P (loại dương)

Hình 2.1 Cấu tạo nguyên tử

Hình 2.1b: Cấu tạo nguyên tử Ge Hình 2.1a: Cấu tạo nguyên tử Si

Chất bán dẫn loại N là chất bán dẫn loại âm, chất bán dẫn loại P còn gọi là chất bán dẫn loại dương Tuy nhiên nói như thế không có nghĩa là chất bán dẫn loại N hay loại P mang điện tích âm hay dương mà cả hai loại này ở trạng thái bình thường đều trung hòa về điện Gọi là chất bán dẫn âm hay dương là ý nói khả năng cho ra điện tử tự do của chất N hay là khả năng nhận điện tử tự do của chất bán dẫn loại P

II DIODE:

1 Cấu tạo:

Người ta dùng hai miếng bán dẫn loại P và loại N ghép tiếp xúc với nhau

Ở hai đầu bán dẫn loại P và loại N đưa ra hai chân gọi là hai cực của diode Nhưng

có hai cách ghép: ghép tiếp xúc mặt và ghép tiếp xúc điểm

2 Bản chất vật lý của mối nối P-N:

Khi ghép tiếp xúc hai chất bán dẫn loại P và loại N lại với nhau thì tại vùng tiếp giáp mối nối P-N các âm điện tử (electron) thừa ở miền N sẽ nhảy sang miền

P lấp vào các lỗ trống hình thành ở miền N lớp ion dương và ở miền P lớp ion âm.Các lớp ion này tạo thành một điện trường E, khi điện trường E ở vùng tiếp giáp đủ lớn sẽ ngăn không cho các âm điện tử từ miền N tiếp tục nhảy sang miền

P Tương ứng với điện trường E ta có điện thế V ở hai bên mặt tiếp giáp, điện thế

V gọi là điện thế rào cảng (hay điện thế ngưỡng) Giá trị điện thế rào cảng lệ thuộc vào nồng độ pha tạp chất bán dẫn loại P và loại N Nguyên lý làm việc của tất cả các linh kiện có mối nối P-N phụ thuộc vào điện thế rào cảng này rất chặt chẻ

Thông thường điện áp rào cảng:

Hình 2.3 Cấu tạo của diode

Hình 2.2a

Chất bán dẫn tinh khiết

Hình 2.2b Chất bán dẫn loại P

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 31

V = 0,6 (v) (Đối với chất bán dẫn loại Si)

V = 0,2 (v) (Đối với chất bán dẫn loại Ge)

Dùng một một nguồn điện DC nối cưc dương của nguồn vào chân P và cực

âm của nguồn vào chân N của diode lúc đó điện tích dương ở nguồn sẽ đẩy lỗ trống trong vùng P và điện tích âm của nguồn sẽ đẩy điện tử trong vùng N làm cho điện tử và lỗ trống lại gần nhau mối nối hơn và lực đẩy tĩnh điện đủ lớn thì điện tử

từ N sang mối nối qua P và tái hợp với lỗ trống

Khi vùng N mất điện tử trở thành mang điện tích dương thì vùng N sẽ kéo điện tích âm từ cực âm của nguồn lên thế chỗ, khi vùng P nhận thêm điện tử trở

thành hạt mang điện tích âm từ vùng P về Như vậy có một dòng điện tử chạy liên tục từ cực âm của nguồn qua diode từ N sang P về cưc dương của của nguồn, nói cách khác, có dòng điện đi qua diode theo chiều từ P sang N

4.2 Phân cực ngược Diode:

Dùng một nguồn điện DC nối cực âm của nguồn vào chân P và cực dương của nguồn vào chân N của diode Lúc đó điện tích âm của nguồn sẽ hút lỗ trống của vùng P và điện tích dưong của nguồn của nguồn sẽ hút điện tử của vùng N làm cho lỗ trống và điện tử hai bên mối nối càng xa nhau hơn nên hiện tượng tái hợp giữa điện tử và lỗ trống càng khó khăn Tuy nhiên trường hợp này vẫn có một dòng rất nhỏ đi qua diode từ vùng N vùng sang P gọi là dòng điện rỉ trị số khoảng

nA Hiện tượng này được giải thích la do trong chất bán dẫn loại P cũng có một ít điện tử và trong chất bán dẫn loại N cũng có một ít lỗ trống gọi là hạt tải thiểu số, những hạt tải thiểu số này sẽ sinh ra hiện tượng tái hợp và sinh ra dòng điện rỉ

Dòng điện rỉ còn gọi là dòng bảo hòa ngịch IS Do dòng điện bảo hòa nghịch

có trị số rất nhỏ nên trong nhiều trường hợp nguời ta coi diode không dẫn điện khi được phân cực ngược Lúc này ID = 0, VD = VDC

Nếu tăng điện thế VDC đến một mức nào đó trong khi hàng rào điện thế có giới hạn Suất điện động của nguồn sẽ thắng hàng rào điện thế xuất hiện dòng điện

tử đi ngược từ P sang N người ta nói diode bị đánh thủng Khi sử dụng luôn luôn tránh trường hợp này

Bảng 2.1: Điện áp và dòng điện khi diode phân cực

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 33

III Phương pháp đo kiểm tra và xác định cực tính

1 Đo xác định cực tính

Dùng đồng hồ VOM ( hoặc DMM ) đặt ở thang đo Rx1 đo giữa hai đầu diode, hai lần đảo chiều que đo có một lần kim lên và một lần kim không lên Trong lần kim lên 5  15 que đỏ ở chân nào chân đó là chân âm của diode

Dùng đồng hồ hiện số (DMM) đặt ở thang đo diode đo tương tự như trên Trong lần hiện lện que đen là đầu âm của diode

2 Đo kiểm tra:

Đặt ở thang đo Rx1đo giữa hai đầu diode hai lần đảo chiều que đo

Nếu kim điều lên Diode bị chạm

Nếu kim không lên diode bị đứt

Nếu một lần kim lên và một lần kim không lên Trong lần kim không lên ta chuyển thang đo sang Rx10K nếu giá trị diode lớn nhất diode còn tốt còn nếu có một vài om diode bị rỉ

IV Các ứng dụng căn bản của diode:

Khi ở A có bán kỳ dương ở B có bán kỳ âm lúc này diode được phân cực thuận diode dẫn điện Dòng điện qua tải và nạp vào tụ điện Khi dòng điện AC đổi chiều, lúc này A có bán kỳ âm và B có bán kỳ dương → diode phân cực nghịch nên diode ngưng dẫn Dòng điện không qua tải lúc này, tụ điện xả điện qua tải Như vậy dòng điện qua tải một chiều nên người ta gọi là nắn điện một bán kỳ

ngưng, D2 dẫn tạo trên tải một bán kỳ dương thứ hai Như vậy trong khoảng thời

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 35

gian một chu kỳ của dòng điện AC thu được hai bán kỳ dương (Tụ nạp điện được hai lần)

- Mạch điện này thường được sử dụng cho các tải tiêu thụ dòng lớn nhưng chỉ cần tụ có điện dung không lớn lắm Thông thường tụ sử dụng từ 470F  2200F (càng lớn càng tốt)

- Nếu đổi đầu diode ta sẽ có nắn điện hai bán kỳ âm lúc đó phải đổi đầu tụ

VDC = 1,4.VAC = 1,4 6 = 8,4 (v) Mạch nắn điện hai bán kỳ:

Khi chưa có tụ:

VDC = 0,9 VAC = 0,45 6 = 5,4 (v) Khi có tụ:

VDC = 1,4.VAC = 1,4 6 = 8,4 (v)

*/ Chú ý:

Trên thị trường có các diode đôi dành cho mạch nắn điện hai bán kỳ

2.2 Mạch nắn điện toàn kỳ dùng 4 diode

Khi ở A có bán kỳ dương ở B có bán kỳ âm thì D2 và D4 phân cực nghịch nên ngưng dẫn D1 và D3 phân cực thuận nên dẫn điện lúc này dòng điện qua tải và nạp vào tụ Khi dòng điện AC đổi chiều thì ở A có bán kỳ âm ở B có bán kỳ dương thì D1 và D3 phân cực nghịch nên ngưng dẫn còn D2 và D4 phân cực thuận nên dẫn điện lúc này dòng điện qua tải lần thứ hai (tụ nạp điện hai lần) Hiệu suất nắn điện của mạch tương tự như mạch nắn điện hai bán kỳ dùng hai diode tuy nhiên tiết kiệm được 1/2 cuộn dây

Nắn điện như trên người ta còn gọi là nắn điện kiểu cầu

6 V 7,5 V

12 V

9 V

DC out

(Công tắc xoay 6 nắc) Led

Hình 2.15 Adaptor Hình 2.14: Hình dáng cầu Diode

Giáo trình Kỹ thuật Điện Tử Giáo Viên : Võ Thành Lâm 37

b Ký hiệu hình dáng và đặc tuyến của diode Zener

*/ Ký hiệu:

*/ Hình dáng:

c Đặc tính của diode Zerner

Trạng thái phân cực thuận :

Khi Diode Zener phân cực thuận có đặc tính giống như diode nắn điện thông thường

Trạng thái phân cực ngược:

Do diode Zener có nồng độ pha tạp chất với tỉ lệ cao hơn nên điiện áp nghịch VRmax có trị số thấp hơn diode nắn điện

Khi Diode Zener phân nghịch thì diode Zener tạo ra hiệu ứng Zener và có điện áp là VZ Tùy theo diode Zener mà điện áp VZ có giá trị là 3V, 5V, 6V, 8V, 9V,

12V……… Khi diode Zener phân cực nghịch đến trị số dòng điện tăng mà điện

áp không tăng nữa