đề tài sinh viên hãy trình bày thu hoạch của mình trong việc học môn KTĐT (bạn học gì, hiểu gì, biết gì, thấy được gì, từ môn học này)

Nội dung chương này giới thiệu những khái niệm cơ bản về linh kiện điện tử thụ động như điện trở, tụ điện, cuộn cảm; cách đọc giá trị của các loại linh kiện, nhận diện được kí hiệu của c

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG

thu hoạch của mình trong việc học môn KTĐT (bạn học gì, hiểu gì, biết gì, thấy được gì, từ môn học này).

Họ và tên:

Mã sinh viên: 19810000052 Lớp: D14NLTT

HÀ NỘI, 07/2021

TRƯỜNG ĐẠI HỌC ĐIỆN LỰC

KHOA ĐIỆN TỬ - VIỄN THÔNG CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

BÀI TIỂU LUẬN CUỐI HỌC

Môn: Kỹ thuật điện tử

Họ và tên sinh viên:

Ngành đào tạo: Công nghệ kỹ thuật năng lượng Hệ đào tạo: Chính quy

1 Tên tiểu luận: Học môn kỹ thuật điện tử thật tuyệt vời!

Yêu cầu/Đề bài : Sinh viên hãy trình bày thu hoạch của mình trong việc học môn KTĐT (bạn học

gì, hiểu gì, biết gì, thấy được gì, từ môn học này

2 Tài liệu tham khảo:

Tối thiểu 3 tài liệu là sách, bài báo, ĐATN, LV, , trong đó có 1 tài liệu tiếng Anh

5 Kết quả của tiểu luận:

6 Thời gian làm tiểu luận: Từ 01/06/2021 đến 30/06/2021 Ngày nộp: 30/06/2021 Hà Nội, ngày 10 tháng 05 năm 2021 GIÁO VIÊN GIẢNG DẠY SINH VIÊN THỰC HIỆN   Phan Thị Thanh Ngọc Lê Quý Đại Dương ĐIỂM GIÁO VIÊN 1 CHẤM GIÁO VIÊN 2 CHẤM MỤC LỤC A MỞ ĐẦU 3

B NỘI DUNG 3

1 CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG 3

1.1 Điện trở 3

1.2 Tụ điện 5

1.3 Cuộn cảm 7

2 CHƯƠNG II: KỸ THUẬT TƯƠNG TỰ 7

2.1 Bán dẫn và Điôt 8

2.2 Transistor 10

2.3 Mạch khuếch đại tín hiệu – Tính Z v , Z r , K U , K I. 15

2.4 Mạch khuếch đại thuật toán (OA) và transistor trường 17

3 CHƯƠNG III: KỸ THUẬT XUNG – SỐ 19

3.1 Một số mạch tạo xung (dùng transistor) 19

3.1.1 Mạch không đồng bộ hai trạng thái ổn định 19

3.1.2 Mạch không đồng bộ một trạng thái ổn định 20

3.1.3 Mạch không đồng bộ hai trạng thái không ổn định (đa hài tự dao động) 20

3.1.4 Bộ dao động BLOCKING 20

3.1.5 Mạch tạo xung tam giác (xung răng cưa) 20

3.2 Đại số logic và các phần tử logic cơ bản 21

C KẾT LUẬN 22

D DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 23

A MỞ ĐẦU.

Dưới sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kĩ thuật, các thiết bị, máy móc được cải tiến từng ngày làm cho công nghệ mới lại trở nên lỗi thời sau thời gian ngắn Chúng ngày càng được chế tạo nhỏ gọn và và càng được ưa chuộng bởi sự tiện lợi của chúng Linh kiện điện tử cũng vì thế ngày càng được chế tạo nhỏ và tiết kiệm năng lượng vừa tích hợp nhiều chức năng Mạch điện tử cũng vìthế mà ngày càng thay đổi về hình dáng và cấu trúc Vi mạch đời mới có thể chứa hàng trăm linh kiện, và thực hiện nhiều loại chức năng trong một vi mạch

Mỗi thiết bị điện tử là một tổ hợp của nhiều mạch, chúng được tạo nên từ một mạch ban đầu Chỉ cần thay đổi nhỏ, một mạch ban đầu có thể trở thành một mạch mới với tính năng mới Bằng cách thay đổi cách thức nối dây và vị trí hoặc số lượng linh kiện mà ngời ta có thể tạo ra vô số loại mạch với tính năng khác nhau

Kỹ thuật điện tử đã và đang trên đà phát triển mạnh mẽ, nó luôn thay đổi theo thời gian

Trong tương lai, kỹ thuật điện tử đóng vai trò là "bộ não" cho thiết bị và các quá trình sản xuất, đảmnhiệm các vai trò mà con người không làm được, thu nhỏ khối lượng thể tích

B NỘI DUNG.

Thông qua bài thu hoạch này, em sẽ trình bày những kiến thức đã học cùng hiểu biết của mình

và kết quả thấy được từ môn KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ qua 3 chương đã học

1 CHƯƠNG I: CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ ĐỘNG.

Nội dung chương này giới thiệu những khái niệm cơ bản về linh kiện điện tử thụ động như điện trở,

tụ điện, cuộn cảm; cách đọc giá trị của các loại linh kiện, nhận diện được kí hiệu của các linh kiện trên mạch và trong thực tế Các phần về công thức tính giá trị R, L, C trong mạch đã đề cập nhiều trong chương trình Vật lý phổ thông và các môn học khác nên đã được lược bỏ bớt.

- Cấu tạo chung của điện trở:

Điện trở có nhiều dạng kết cấu khác nhau tùy loại nhưng đều có chung cấu tạo tổng quát Bao gồm: chân điện trở; lõi; lớp bọc cản điện được bọc bên ngoài lõi; vỏ cách điện bao bọc toàn bộ điện trở

- Nhận biết một số loại điện trở:

Điện trở

thường

Số trong ngoặc là trường hợp có 5 vạch màu.

Trường hợp chỉ có 3 vạch màu thì sai số là ±20%

1.2 Tụ điện.

Tụ điện là phần tử có giá trị dòng điện i đi qua nó tỉ lệ với tốc độ biến đổi điện áp u trên nó theo

thời gian với công thức: i = C

Tụ điện dùng để tích và phóng điện Bởi vì tụ có công dụng tích tụ năng lượng điện cho bộ khuếch đại hoạt động được ổn định; ngoài ra tụ điện có thể sử dụng để xây dựng bộ nhớ kỹ thuật số cho cácmáy tính nhị phân; hoặc sử dụng trong mạch tạo xung; mạch lọc tín hiệu…

- Cấu tạo chung của tụ điện:

 Cấu tạo của tụ điện gồm ít nhất hai tấm kim loại được nối ra bên ngoài Hai bề mặt này được đặt song song với nhau và được ngăn cách bởi một lớp điện môi Dây dẫn của tụ điện

có thể sử dụng là giấy bạc, màng mỏng,…

 Điện môi sử dụng cho tụ điện là các chất không dẫn điện như thủy tinh, giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica, màng nhựa hoặc không khí Các điện môi này không dẫn điện nhằm tăng khả năng tích trữ năng lượng điện của tụ điện Tùy theo lớp cách điện ở giữa hai bản cực là

gì thì tụ có tên gọi tương ứng

- Nhận biết một số loại tụ điện:

độ dài 2 chân

Tụ phân

cực

- Có kí hiệu (-) và (+) cạnh châm âm và chân dương

- Chân dương dài hơn âm

- Đọc tham số tụ:

+ Theo cách ghi trực tiếp:

Áp dụng cho tụ có kích thước lớn như tụ hóa, tụ mica

 100µF, 50V, +850C => tụ có điện dung 100µF, điện áp 1 chiều lớn nhất chịu được 50V, nhiệt độ làm việc lớn nhất mà không bị hỏng 850C

+ Dùng 3 số và một chữ cái (thường dùng): ABCD

 Hai chữ số đầu: Trị số AB

 Chữ số 3: Hệ số nhân hay số số 0 -> 10C

 Chữ cái D: sai số (dung sai) của tụ

 Vạch màu thứ 3: Hệ số nhân hay số số 0 -> 10C

 Vạch màu thứ 4: Điện áp làm việc (Dung sai)

 Vạch màu thứ 5: Điện áp làm việc

 Đơn vị là pF

Phần gạch chân chỉ áp dụng cho tụ có 5 vạch màu.

Trường hợp tụ 4 vạch màu thì sai số là ±20%

Màu Trị số Hệ số nhân Tụ nhôm Điện áp làm việc (V) Tụ tantan Dung sai

10.103 pF ±20%, 100V 47.103 pF +5%, -20%, 250V

1.3 Cuộn cảm.

Cuộn cảm cùng với tụ điện là hai loại linh kiện chống lại dòng điện xoay chiều bằng cách lưu trữ tạm thời một số lượng điện Cuộn cảm sẽ lưu trữ lượng điện như một từ trường Hoạt động của thành phần này gọi là tự cảm

- Cuộn cảm cùng với điện trở và tụ điện có thể được sử dụng trong các bộ lọc tần số khác nhau như

bộ lọc cao, thông thấp và bộ lọc loại bỏ băng tần

- Rơle điện từ là một công tắc điện tử có cuộn cảm tạo ra từ trường khi cuộn dây được cấp điện Từ trường này kéo tiếp điểm cho phép dòng điện chạy qua

- Dựa trên nguyên lý cuộn cảm tạo ra một từ trường xung quanh nó khi dòng điện chạy qua hoặc bất kỳ thay đổi nào trong từ trường gây ra một dòng điện cảm ứng trong cuộn cảm mà nó được sử dụng trong các cảm biến tiệm cận để phát hiện vật thể ở gần mà không có bất kỳ tiếp xúc vật lý nào

- Cấu tạo chung của cuộn cảm:

Cuộn cảm có tên gọi là cuộn từ hay cuộn từ cảm, là một linh kiện điện tử thụ động được cấu tạo từ rất nhiều vòng dây điện (lõi đồng) được bọc các điện quấn xung quanh các lõi (sắt non, nam châm, không khí)

- Nhận biết một số loại cuộn cảm:

2 CHƯƠNG II: KỸ THUẬT TƯƠNG TỰ.

Các linh kiện bán dẫn cũng tương tự điện trở, tụ điện, cuộn cảm Chúng xuất hiện trong tất các các thiết bị điện tử hiện đại và càng ngày càng được chế tạo nhỏ gọn Mỗi cách sắp xếp theo quy luật khác nhau lại có chức năng khác nhau để tạo nên các thiết bị như điện thoại, máy tính… ngày nay Sinh viên theo học các ngành về điện – điện tử càng không thể xem nhẹ kiến thức của chương này.Nội dung chương II gồm bán dẫn (bán dẫn là gì, đặc điểm, tính chất của bán dẫn) và các linh kiện điện tử được tạo nên từ chất bán dẫn Cùng với đó là các công thức và cách tính một số giá trị dòng

và áp của mạch sử dụng transistor; công thức tính hệ số khuếch đại điện áp và hệ số khuếch đại

dòng Các mạch điện cơ bản sử dụng chúng với mục đích gia công, xử lí tín hiệu theo phương pháp tương tự.

2.1 Bán dẫn và Điôt.

BÁN DẪN

Chất bán dẫn là nhưng chất có là chất có độ dẫn điện ở mức trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện Gọi vì chất này có thể dẫn điện ở một điều kiện (dòng điện, nhiệt độ, ánh sáng…) nào

đó, hoặc ở một điều kiện khác sẽ không dẫn điện

- Hai chất bán dẫn thuần điển hình là Gemani (Ge) và Silic (Si) với Eg = 0,72 eV và Eg = 1,12 eV thuộc nhóm IVA trong bảng hệ thống tuần hoàn Mô hình cấu trúc mạng tinh thể (một chiều) của cúng có bản chất là các liên kết ghép đôi điện tử hóa trị vành ngoài Khi cung cấp một nguồn năng lượng đủ lớn (Ekt ≥ Eg), 1 electron bứt khỏi liên kết tạo thành cặp hạt dẫn tự do (lỗ trống tự do và điện tử tự do) Dưới tác dụng của từ trường ngoài, cặp hạt dẫn tự do chuyển dịch có hướng trong mạng tinh thể tạo thành dòng điện trong chất bán dẫn thuần

- Bán dẫn loại n:

 Là bán dẫn thuần được pha thêm các nguyên tố thuộc nhóm VA như Asen, Photpho vào mạng tinh thể nhờ công nghệ đặc biệt Nguyên tử tạp chất thừa một điện tử vành ngoài liên kết yếu với hạt nhân, dễ dàng bị ion hóa và tạo nên cặp ion dương tạp chất - điện tử tự do

 Tồn tại nhiều ion dương (+) của tạp chất bất động

 Dòng điện sinh ra trong bán dẫn loại n gồm 2 thành phần không bằng nhau tạo ra: điện tử là hạt dẫn đa số - lỗ trống là hạt dẫn thiểu số (nn >> np)

- Bán dẫn loại p:

 Là bán dẫn thuần được pha thêm các nguyên tố thuộc nhóm IIIA như Gali, Indi vào mạng tinh thể Nguyên tử tạp chất thiếu 1 điện tử vành ngoài hình thành nên lỗ trống liên kết có khả năng nhận điện tử, khi ion hóa sẽ hình thành cặp ion âm tạp chất – lỗ trống tự do

 Tồn tại nhiều ion âm (-) có tính chất định xứ từng vùng

 Dòng điện sinh ra trong bán dẫn loại n gồm 2 thành phần không bằng nhau tạo ra: lỗ trống

là hạt dẫn đa số - điện tử là hạt dẫn thiểu số (pp >> pn)

- Bán dẫn ghép p – n:

 Bán dẫn ghép p – n là bán dẫn được tạo ra bởi 2 bán dẫn tạp chất p và n tiếp xúc công nghệ với nhau.

 Do sự chênh lệch lớn về nồng độ, tại vùng tiếp xúc có hiện tượng khuếch tán các hạt đa số qua nơi tiếp giáp, lỗ trống tự do và điện tử tự do liên kết với nhau và biến mất để tinh thể về trạng thái cân bằng tạo ra vùng nghèo => không có hạt tải điện

 Khi đặt điện trường đủ lớn (độ lớn dựa theo lượng tạp chất của bán dẫn): Phân cực thuận theo chiều p – n, vùng nghèo bị thu hẹp và cho dòng điện chạy qua; Phân cực ngược theo chiều n – p, vùng nghèo mở rộng, điện trở tăng không cho dòng điện chạy qua

- Đặc tuyến Vol – Ampe

 Nối tiếp Điôt bán dẫn với một nguồn điện áp

ngoài qua một điện trở hạn chế dòng, biến đổi

cường độ và chiều của điện áp ngoài, người ta

thu được đặc tuyến Vol – Ampe

 Đặc tuyến chia làm 3 vùng: Vùng (1) ứng với

trường hợp phân cực thuận; vùng (2) ứng với

trường hợp phân cực ngược; vùng (3) ứng với

trường hợp Điôt bị đánh thủng tiếp xúc p – n

ĐIÔT

- Điôt là một bán dẫn ghép p – n:

Một số ứng dụng điển hình của Điôt là chỉnh lưu, hạn chế biên độ, ổn định điện áp

Dưới đây là một số loại Điôt

Điôt

Tunel

- Mạch chỉnh lưu:

Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ.

Mạch chỉnh lưu 2 nửa chu kỳ.

Mạch chỉnh lưu cầu.

2.2 Transistor.

Transistor là một loại linh kiện bán dẫn chủ động, thường được sử dụng như một phần tử khuếch đại hoặc một khóa điện tử

- Cấu tạo của transistor:

 Gồm 3 lớp bán dẫn P - N xếp xen kẽ với nhau

 Có 3 chân: Emitter (E) – cực phát; Base/Bazo (B) – cực gốc; Collector (C) – cực góp

 Nồng độ tạp chất: (E) >> (C) >> (B)

 Có 2 loại transistor là NPN và PNP; 2 tiếp giáp P – N (Je và Jc).

Khuếch đại tín hiệu Tín hiệu ra cùng chiều với tín hiệu vào

Tín hiệu vào ở chân B, ra ở chân E

Ivào = IB; Ira = IC

IE = (β+1)IB

Ira = (β+1)Ivào; IC = βIB

 Mắc Emitter chung (EC):

Khuếch đại tín hiệu Tín hiệu ra ngược chiều với tín hiệu

vào

Tín hiệu vào ở chân B, ra ở chân C

Uvào = UBE; Ura = UCE;

Ivào = IB; Ira = IC

Ira = βIvào; IC = βIB

- 4 mạch phân cực và cách tính các giá trị của chế độ một chiều:

 Mạch phân cực cố định.

Áp dụng định luật Kirchoff 2 về tổng điện áp

vòng kín ta suy ra các công thức sau:

IB = (A)

IC = βIB (A)

IE = (β+1)IB (A)

UCC = UCE + ICRC (V)

UCB = IBRB – ICRC (V)

UCE = UCC – ICRC (V) – phương trình đường tải

IC = βIB = 99*= 2.38*10-3 (A) = 2.38 (mA)

IE = (β+1)IB = (β+1) = (99+1) = 2.4*10-3 (A) = 2.4 (mA)

UCB = ICRC – IBRB (V)

UCC = UCE + IC(RC + RE) (V)

UCE = UCC – IC(RC + RE) (V)

IB = (A)

IC = βIB (A)

IE = (A)

UCB = UR1 - ICRC (V)

UCC = UCE + IC(RC + RE) (V)

UCE = UCC – IC(RC + RE) (V)

IC=1.495mA Xác định các giá trị điện áp

trên các cực của transistor?

UCC = UCE + ICRC + IERE (V)

UCE = UCC – IC(RC + RE) (V)

IE = (β+1)IB = (99+1)* 12.09*10-6 =1.21*10-3 (A) = 1.21 (mA)

2.3 Mạch khuếch đại tín hiệu – Tính Zv, Zr, KU, KI.

 Tính Zvt, Zrt – mắc Emitter chung (EC)

+ Sơ đồ tương đương:

2.4 Mạch khuếch đại thuật toán (OA) và transistor trường.

Mạch khuếch đại thuật toán (OA).

Bộ khuếch đại thuật toán (Operational Amplifier - OA) là mạch khuếch đại tổ hợp có hệ số khuếch đại rất lớn, trở kháng vào lớn và trở kháng ra nhỏ Hiện nay các bộ khuếch đại thuật toán (OA) đóng vai trò quan trọng và được sử dụng rộng rãi trong kỹ thuật khuếch đại, tạo tín hiệu, tạo xung trong bộ ổn áp và bộ lọc tích cực

 Ứng dụng:

Bộ khuếch đại đảo:

OA lý tưởng: IO(N) = IO(P) = 0 (ZV

Transistor trường – FET.

 Cấu tạo của transistor trường (FET)

Có 3 chân cực:

Cực nguồn (Source) – S: là nơi các hạt dẫn đa số đi vào kênh và tạo a dòng điện nguồn IS

Cực máng (Drain) – D: là nơi các hạt dẫn đi ra khỏi kênh

Cực cổng (Gate) – G: là cực điều khiển dòng điện chay qua kênh

 Phân loại:

- Transistor trường có cực cửa tiếp giáp (JFET):

hoặc làm điện trở điều khiển bởi điện áp, trong

các mạch điện tử

+ Dòng điện qua transistor chỉ do một loại hạt

dẫn đa số tạo nên Do vậy FET là loại cấu

kiện đơn cực (unipolar device)

+ FET có trở kháng vào rất cao

+ Nó không bù điện áp tại dòng ID = 0 và do đó nó là cái ngắt điện tốt.

+ Có độ ổn định về nhiệt cao

+ Tần số làm việc cao

+ Nguyên lý hoạt động: Để phân cực JFET người

ta dùng 2 nguồn điện áp ngoài là UDS>0 và UGS<0

Do tác dụng của các điện trường này trên kênh dẫn

xuất hiện một dòng điện hướng từ cực D tới cực S gọi là dòng điện cực máng ID Dòng

ID có giá trị phụ thuộc vào giá trị UDS và UGS vì độ dẫn điện của kênh phụ thuộc mạnh vào cả 2 điện trường này

- Transistor trường có cực cửa cách li

(MOSFET): 

+ Chỉ các transistor hiệu ứng trường FET được

xây dựng dựa trên lớp chuyển tiếp Oxit Kim loại

và bán dẫn tạo ra lớp cách điện mỏng giữa cực

cổng (G) kim loại với vùng bán dẫn hoạt động

nối giữa cực nguồn (S) và cực máng (D)

+ MOSFET được sử dụng rất phổ biến trong cả

các mạch kỹ thuật số và các mạch tương tự

Giống như FET, MOSFET có hai lớp chính chia

theo kiểu kênh dẫn được sử dụng:

* N-MOSFET: Điện áp điều khiển mở Mosfet là Ugs >0 Điện áp điều khiển đóng là Ugs ≤ 0 Dòng điện sẽ đi từ D xuống S

* P-MOSFET: Điện áp điều khiển mở Mosfet là Ugs <0 Dòng điện sẽ đi từ S đến D, điện áp khóa là Ugs~0

Kí hiệu quy ước của MOSFET trong các mạch điện tử:

Kênh P cảm ứng Kênh P đặt sẵn Kênh N cảm ứng Kênh N đặt sẵn

3 CHƯƠNG III: KỸ THUẬT XUNG – SỐ.

Kỹ thuật xung – số là một thuật ngữ bao gồm lĩnh vực khá rộng và quan trọng của ngành kĩ thuật điện tử - tin học Ngày nay, trong sự phát triển nhanh chóng của tự động hóa, nó là khâu then chốt,

là công cụ không thể thiếu để giải quyết nhiệm vụ cụ thể hướng tới sự tin cậy của các công cụ ứng dụng ngành kĩ thuật điện tử - tin học

Chương III đề cập đến các vấn đề xung – số gồm những kiến thức cơ bản về linh kiện bán dẫn, cơ

sở đại số logic Một vài hệ thống logic thông dụng

3.1 Một số mạch tạo xung (dùng transistor).

3.1.1 Mạch không đồng bộ hai trạng thái ổn định.