Giáo trình Điện tử cơ bản (Nghề Công nghệ ô tô Cao đẳng)

Điện trở Resistor là một linh kiện điện tử thụ động với 2 tiếp điểm kết nối, chức năng dùng để điều ch nh mức độ tín hiệu, hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, dùng để chia điện á

(Ban hành kèm theo Quyết định Số: ngày tháng năm 2017

của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN

Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm

LỜI GIỚI THIỆU

Nghề công nghệ ôtô dạy tại trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp đào tạo các kiến thức cơ bản về động cơ xăng, động cơ dầu, gầm ôtô, điện động cơ, điện thân xe, điện điều khiển động cơ

Giáo trình được biên soạn nhằm cung cấp cho người đọc các kiến thức cơ bản về linh kiện điện tử và các phương pháp phân tích mạch điện tử Nội dung giáo trình chủ yếu dựa vào giáo trình kỹ thuật điện tử của trường ĐH Cần Thơ

Cuốn giáo trình này được viết thành 06 chương:

CHƯƠNG 1: LINH KIỆN ĐIỆN T TH ĐỘNG

CHƯƠNG 2: LINH KIỆN ĐIỆN T T CH C C

CHƯƠNG 3: M CH IO CHƯƠNG 4: M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU

NHỎ NG JT

CHƯƠNG 5: M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU

NHỎ NG T

CHƯƠNG 6: M CH N P Công suất nhỏ

Vì trình độ và thời gian có hạn, giáo trình không tránh khỏi những thiếu sót

Tác giả mong được sự đóng góp quý báu từ Quý Thầy cô và bạn đọc

… , ngày… tháng… năm……

Tham gia biên soạn

ThS Trần Thanh Toàn

M ỤC LỤC



GIÁO TRÌNH Error! Bookmark not defined.

LỜI GIỚI THIỆU 4

GI O TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN 6

CHƯƠNG 1: LINH KIỆN ĐIỆN T TH ĐỘNG 7

CHƯƠNG 2: LINH KIỆN ĐIỆN T T CH C C 30

CHƯƠNG 3: M CH IO 41

CHƯƠNG 4 : M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU NHỎ NG JT 49

CHƯƠNG 5: M CH PH N C C V KHU CH Đ I T N HIỆU NHỎ NG T 62

CHƯƠNG 6: M CH N P Công suất nhỏ 72

T I LIỆU THAM KHẢO 78

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC/MÔ ĐUN Tên mô đun: Kỹ thuật điện

Mã mô đun: CMH10

I Vị trí, tính chất của môn học:

/- Vị trí: Là môn học đầu tiên thuộc nhóm Các môn học chuyên môn”

Môn học này yêu cầu phải được bố trí giảng dạy trước các mô đun có liên quan đến các mạch điện tử

/- Tính chất: Là môn học cung cấp cho người học các kiến thức về linh

kiện điện tử, mạch điện tử cơ bản; và cung cấp các k năng tính toán các thông

số của các mạch điện tử cơ bản Môn học này là nền tảng cho các mô đun có liên quan đến các mạch điện tử

II Mục tiêu môn học:

Nghiên cứu bài giảng, tìm hiểu thêm nội dung trên internet mạng

III Nội dung môn học:

CHƯƠNG : LINH KIỆN ĐIỆN TỬ THỤ Đ NG

Mã chương: CMH 13 - 01 Giới thiệu

ài này cung cấp cho học sinh các kiến thức về vai trò, tham số của các phần

tử điện tử thụ động trong mạch điện như: R, L, C và cách thức tính toán mạch điện

Nghiên cứu bài giảng, tìm hiểu thêm nội dung trên internet mạng

iết vận dụng các kiến thức, k năng đ học để áp dụng vào thực tế

Nội dung chương:

ĐIỆN TRỞ R: Resistor

Định ngh a – Cấu t o – Kí hiệu điện trở

Điện trở Resistor là một linh kiện điện tử thụ động với 2 tiếp điểm kết nối, chức năng dùng để điều ch nh mức độ tín hiệu, hạn chế cường độ dòng điện chảy trong mạch, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử chủ động như transistor, tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ứng dụng khác

Điện trở công suất gi p tiêu tán một lượng lớn điện năng chuyển sang nhiệt năng trong các hệ thống phân phối điện, trong các bộ điều khiển động cơ Các điện trở thường có trở kháng cố định, ít bị thay đ i bởi nhiệt độ và điện áp hoạt động

(1.1)

trong đó:

U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V)

I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ămpe (A)

R: là điện trở của linh kiện, đo bằng Ohm Ω)

Đơn vị của điện trở

Ohm ký hiệu: Ω là đơn vị của điện trở trong hệ SI , Ohm được đặt theo tên Georg Simon Ohm Một ohm tương đương với vôn/ampere

Ngoài ohm thì các điện trở còn có nhiều giá trị khác nhau, nhỏ hơn hoặc lớn hơn gấp nhiều lần gồm :

Đơn vị điện trở là Ω Ohm ,mΩ ( milliohm , KΩ kilohm , MΩ megohm

 1 mΩ = 0.001 Ω

 1KΩ = 1000 Ω

 1MΩ = 1000 K Ω = 1000.000 Ω

C ch thức đấu nối

1 4.1 Sơ đồ điện trở mắc nối tiếp

Các điện trở mắc nối tiếp có giá trị tương đương bằng t ng các điện trở thành phần cộng lại

Hình 1.2: điện trở mắc nối tiếp

1 4.2 Sơ đồ điện trở mắc song song

Các điện trở mắc song song có giá trị tương đương Rtd được tính bởi công thức:

(1 / Rtd) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3) (1.4) Nếu mạch ch có 2 điện trở song song thì

Rtd = R1.R2 / ( R1 + R2) (1.5)

òng điện chạy qua các điện trở mắc song song tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở

I1 = ( U / R1) , I2 = ( U / R2) , I3 =( U / R3 ) (1.6) Điện áp trên các điện trở mắc song song luôn bằng nhau

Cách mắc điện trở song song:

Hình 1.3: điện trở mắc song song

1 4.3 Sơ đồ điện trở mắc hỗn hợp

Mắc hỗn hợp các điện trở để tạo ra điện trở tối ưu hơn Ví dụ: nếu ta cần một điện trở 9K ta có thể mắc 2 điện trở 15K song song sau đó mắc nối tiếp với điện trở 1,5K

Cách mắc điện trở hỗn hợp:

Hình 1.4: điện trở mắc hỗn hợp

Một số h nh d ng của điện trở trong thực t

Hình 1.5: Hình dạng điện trở trong thực tế

C ch đọc gi tri điện trở

1.6.1 B ảng màu điện trở

Hình 1.6: bảng màu đọc giá trị điện trở Trong thực tế, để đọc được giá trị của một điện trở thì ngoài việc nhà sản xuất in trị số của nó lên linh kiện thì người ta còn dùng một quy ước chung để đọc trị số điện trở và các tham số cần thiết khác Giá trị được tính ra thành đơn vị Ohm sau đó có thể viết lại thành ký lô hay mêga cho tiện

1.6.2 Các đọc giá trị

Hình 1.7: cách đọc giá trị điện trở

Một số d ng h c điện trở

Điện trở nhiệt

Hình 1.8: cách đọc giá trị điện trở Điện trở công suất

Hình 1.9: điện trở công suất iến trở: là loại điện trở có giá trị thay đ i được nhờ thay đ i vị trí tiếp x c,

ph biến là loại biến trở có n m vặn

Hình 1.10: iến trở Quang trở: là loại điện trở có giá trị thay đ i theo cường độ ánh sáng chiếu vào

Hình 1.11: quang trở Nhiệt trở: là loại điện trở có giá trị thay đ i theo nhiệt độ của môi trường Loại điện trở này được ứng dụng trong ô tô với mục đích đo nhiệt độ nước làm mát, nhiệt độ khí nạp, …

 Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp, Ví dụ có một bóng đèn 9V, nhưng ta ch có nguồn 12V, ta có thể đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V trên điện trở

 Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn

từ một điện áp cho trước

 Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động

 Tham gia vào các mạch tạo dao động R C

 Điều ch nh cường độ dòng điện đi qua các thiết bị điện

 Tạo ra nhiệt lượng trong các ứng dụng cần thiết

 Tạo ra sụt áp trên mạch khi mắc nối tiếp

 Cầu phân áp, đề phân chia điện áp

Hình 1.13: cầu phân áp dùng điện trờ

 Cầu wheatstone

Hình 1.14: cầu phân áp wheatstone

 Ứng dụng biến trở trong mạch báo nhiên liệu

Hình 1.15: mạch báo nhiên liệu trên xe ô tô

 Ứng dụng biến trở trong bàn đạp chân ga

Hình 1.16: ứng dụng của biến trở trong chân ga điện tử

Ký hiệu: Tụ điện có ký hiệu là C viết tắt của Capacitior

Khi 2 bề mặt có sự chênh lệch về điện thế, nó cho phép dòng điện xoay chiều

đi qua Các bề mặt sẽ có điện tích cùng điện lƣợng nhƣng trái dấu

b C ấu tạo

Hình 1.17: cấu tạo của tụ điện

Cấu tạo của tụ điện gồm ít nhất hai dây dẫn điện thường ở dạng tấm kim loại Hai bề mặt này được đặt song song với nhau và được ngăn cách bởi một lớp điện môi

Điện môi sử dụng cho tụ điện là các chất không dẫn điện gồm 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 thuộc vào chất liệu cách điện ở giữa bản cực thì tụ điện có tên gọi tương ứng Ví dụ như nếu như lớp cách điện là không khí ta có tụ không khí, là giấy ta có

tụ giấy, còn là gốm ta có tụ gốm và nếu là lớp hóa chất thì cho ta tụ hóa

Tụ xoay: là tụ có thể xoay để thay đ i giá trị điện dung, tụ này thường được lắp trong Radio để thay đ i tần số cộng hưởng khi ta dò đài

Tụ Lithium ion: có năng lượng cực cao dùng để tích điện 1 chiều

c Các ký hiệu của tụ điện

Hình 1.18: ký hiệu tụ điện

C c thông số cơ bản của tụ điện

Đơn vị của tụ điện

Đơn vị của tụ điện: là ara , Trong đó : 1 ara: 1 = 6MicroFara =

10-9 Nano Fara = 10-12 Pico Fara

Tụ điện là một linh kiện có 2 cực thụ động lưu trữ năng lượng điện Hay tích

tụ điện tích bởi 2 bề mặt dẫn điện trong một điện trường

2 bề mặt dẫn điện của tụ điện được ngăn cách bởi điện môi dielectric không dẫn điện như: Giấy, giấy tẩm hoá chất, gốm, mica…

Một vài c ch m c đấu nối tụ trong m ch điện

a T ụ điện mắc nối tiếp

1 / C tđ = (1 / C1 ) + ( 1 / C2 ) + ( 1 / C3 ) (1.10) Khi mắc nối tiếp thì điện áp chịu đựng của tụ tương đương bằng t ng điện áp của các tụ cộng lại:

Lưu ý: mắc nối tiếp các tụ điện, nếu là các tụ hoá cần ch ý chiều của tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ như sơ đồ dưới:

b T ụ điện mắc song song

Các tụ điện mắc song song thì có điện dung tương đương bằng t ng điện dung của các tụ cộng lại

Lưu ý:

Điện áp chịu đựng của tụ điện tương tương bằng điện áp của tụ có điện áp thấp nhất

Nếu là tụ hoá thì các tụ phải được đấu cùng chiều âm dương

Hình 1.19: tụ mắc nối tiếp, song song

Một số h nh d ng của tụ trong thực t

Hình 1.20: Hình dạng các loại tụ thực tế

C ch đọc gi trị tụ điện

a Đọc giá trị trên tụ điện có ghi rõ giá tri

Hầu hết các tụ điện lớn đều có giá trị điện dung được ghi ở mặt bên Cũng có thể có sự khác nhau tùy tụ, vì vậy h y tìm giá trị phù hợp với các đơn vị ở trên Tuy nhiên bạn cũng cần phải điều ch nh một ch t:

ỏ qua các chữ cái viết hoa trong đơn vị Ví dụ: "M " ch là biến thể của

"mf" chắc chắn đây không phải là megafarad, mặc dù là chữ viết tắt chính thức của SI

Có thể bạn sẽ thấy chữ "fd" Đây ch là một chữ viết tắt khác cho farad Ví dụ: "mmfd" cũng là "mmf"

Cẩn thận với các ký hiệu một chữ cái như "475m", thường thấy trên các tụ điện nhỏ

b Đọc giá trị trên tụ điện không ghi trực tiếp giá trị

M điện dung gồm ba chữ số có thể tính như sau:

Nếu chữ số thứ ba từ 0 đến 6, thì số bao nhiêu thì thêm bấy nhiêu chữ số 0 vào 2 số đầu Ví dụ: 453 → 45 x 10^3 → 45.000

Nếu chữ số thứ ba là 8, nhân với 0,01 ví dụ: 278 → 27 x 0,01 → 0,27) Nếu chữ số thứ ba là 9, nhân với 0,1 ví dụ: 309 → 30 x 0,1 → 3,0

Một số ứng dụng của tụ điện

Những ứng dụng của tụ điện được áp dụng trong cuộc sống:

 Tụ điện được sử dụng ph biến trong kỹ thuật điện và điện tử

 Ứng dụng trong hệ thống âm thanh xe hơi: tụ điện lưu trữ năng lượng cho bộ khuyếch đại

 Tụ điện có thể để xây dựng các bộ nhớ kỹ thuật số động cho các máy tính nhị phân sử dụng các ống điện tử

 Tụ điện được sử dụng trong các chế tạo đặc biệt về vấn đề quân sự, ứng dụng của tụ điện dùng trong các máy phát điện, thí nghiệm vật lý, radar,

Trong thực tế tụ điện được ứng dụng lớn nhất là việc áp dụng thành công nguồn cung cấp năng lượng, tích trữ năng lượng… ngoài ra còn có nhiều tác dụng khác như xử lý tín hiệu, khởi động động cơ, mạch điều ch nh,…Hiện nay, hầu hết

tụ điện là một trang bị không thể thiếu trong các sản phẩm bếp từ, Nó là linh kiện quan trọng bậc nhất trong bo mạch của bếp từ

Ứng dụng của tụ điện trong ô tô

Ứng dụng trong hệ thống đánh lửa

Hình 1.21: ứng dụng của tụ trong hệ thống đánh lửa

1 Cam ng ắt điện 2.Cần tiếp điểm 3 Bi ến áp đánh lửa

4 ắc quy 5 B ộ chia điện 6 Bu gi

K 3 : Khoá điện W 1 , W 2 : cu ộn dây sơ cấp, thứ cấp.

KK’: Tiếp điểm C: T ụ điện

Ứng dụng trong mạch gạt nước rửa kính, mục địch là định thời

Cuộn cảm (hay cuộn từ, cuộn từ cảm là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua Cuộn cảm có một độ tự cảm (hay từ dung L đo bằng đơn

vị Henry (H)

b C ấu tạo

ựa vào cấu tạo và phạm vi ứng dụng mà người ta phân chia cuộn cảm thành những loại chính sau: cuộn cảm âm tần, cuộn cảm trung tần và cuộn cảm cao tần

Cuộn cảm cao tần và âm tần bao gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn đƣợc sơn emay cách điện Lõi cuộn dây có thể là không khí, hoặc

là vật liệu dẫn từ nhƣ errite hay lõi thép kỹ thuật

c Ký hiệu

Hình 1.23: Ký hiệu cuộn cảm trong mạch điện

C c thông số cơ bản của tụ điện

Trở kháng cuộn

Đơn vị của cuộn d

Hệ số tự cảm là đại lƣợng đặc trƣng cho sức điện động cảm ứng của cuộn dây khi có dòng điện biến thiên chạy qua

L = µr , n 2

 L : là hệ số tự cảm của cuôn dây, đơn vị là Henrry H

 n : là số vòng dây của cuộn dây

 l : là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét m

 S : là tiết diện của lõi, tính bằng m2

 µr : là hệ số từ thẩm của vật liệu làm lõi

Một vài c ch đấu nối trong m ch điện

a Nam châm điện

Nam châm điện là ứng dụng đơn giản nhất của cuộn cảm, khi có dòng điện đi qua cuộn dây sẽ xuất hiện từ trường Sử dụng 1 lỏi thép đơn giản quấn cuộn cảm bên ngoài, cung cấp dòng điện thì sau đó lỏi thép có thể h t được các kim loại khác

Nam châm điện cũng có trong các loại động cơ điện, các thiết bị trò chơi điện tử, tivi, micro, loa phát thanh

b Relay – còn được gọi là Rơ le

Được cấu tạo bởi 1 cuộn cảm và 1 cơ cấu cơ khí Relay có 3 chân, chân NC,

NO và chân trung Com Khi dòng điện chạy qua, sẽ có từ trường được sinh ra

và cuộn cảm có khả năng h t kim loại ình thường chân NC và chân trung sẽ thông với nhau còn chân NO và châm trung thì không thông với nhau Khi ta cấp điện cho Relay, hai chân NC và chân trung sẽ không thông mà chân NO và chân trung

sẽ thông với nhau òng điện chạy qua Relay làm đóng ngắt các điểm khác nhau trên mạch điện mà dựa vào đó người ta có thể sử dụng nó để điều khiển các thiết bị khác

c B ộ lọc thông

Ứng dụng trong các bộ phân tần của loa điện, thông dụng nhất là bộ lọc thông tần thấp nhằm lọc âm thanh

d Máy biến áp

Cuộn cảm trong máy biến áp là một cuộn dây sơ cấp để đưa điện áp vào và

một hay nhiều cuộn dây thứ cấp để đưa điện áp ra được quấn quanh lỏi biến áp, tương tự như trong nguồn xung, điểm khác biệt duy nhất là cuộn dây trong máy biến áp thì được quấn rất nhiều vòng Máy biến áp thì được dùng để thay đ i hiệu điện thế, thường được gắn ở 2 đầu dây điện nhằm tăng hiệu điện thế hoặc giảm hiệu điện thế tùy theo nhu cầu đưa vào sử dụng Muốn tăng điện thế đầu ra thì ta giảm số vòng dây đầu vào, muốn giảm điện thế đầu ra thì ra tăng số vòng dây đầu vào lên

Máy biến áp là một thiết bị quan trọng trong sản xuất và đời sống Ở trạm biến áp, máy biến áp là chiếc máy quan trọng nhất gi p hạ điện áp từ đường dây cao thế 500kV để đưa về đường dây trung thế dọc đường mà ta thường thấy Ngoài

ra, có những tủ điện dọc đường cũng chứa máy biến áp nhằm hạ dòng điện xuống mức người dân có thể sử dụng được Máy biến áp còn được sử dụng trong sản xuất gia đình, công nghiệp

e Motor

Cuộn cảm sử dụng trong tất cả các loại motor AC C, để biến đ i điện năng thành cơ năng Sử dụng một cuộn dây đồng quấn quanh trục quay của motor, nhờ vào hiện tượng cảm ứng điện từ, khi cung cấp nguồn điện sẽ tạo ra moment gi p cho động cơ hoạt động được, truyền từ trục quay đến các thiết bị như băng tải hay trong máy bơm nước

f Ứng dụng trong hệ thống đ nh ửa

ùng để khuếch đại áp từ 12v lên trên 10 ngàn (v)

Hình 1.26: ứng dụng của cuộn trong hệ thống đánh lửa

g ứng dụng trong m hởi động

Làm cuộn h t và giữ trong công tắc từ của máy khởi động

Hình 1.27: Ứng dụng của cuộn trong máy khởi động

Bài tập

ài1 Tính giá trị điện áp tại V1

ài 2 Cho mạch điện nhƣ hình vẽ

R1 = 1 kohm, R2 = 2 kohm, R3 = 3 kohm, Vg = VBD = 3v

Tìm giá trị điện trở Rx

ài 3 Cho mạch điện phao xăng nhƣ hình vẽ

Giải thích nguyên lý hoạt động của mạch iết rằng khi nhiên liệu tăng thì điện trở phao xăng giảm

ài 4 Giải thích vai trò của tụ điện trong mạch đánh lử sau

ài 5 Giải thích vai trò của cuộn dây trong mạch đánh lử sau

CHƯƠNG : LINH KIỆN ĐIỆN TỬ TÍCH CỰC

Mã chương: CMH 13 - 02 Giới thiệu

ài này cung cấp cho học sinh các kiến thức về vai trò, tham số cơ bản của các phần tử điện tử chủ động trong mạch điện như: diode, JT, T

Mục tiêu của bài:

Linh iện một mối nối P-N hai ớp b n d n

DIODE n n điện

a V ật liệu bán dẫn

Chất bán dẫn là những chất có đặc điểm trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện, về phương diện hoá học thì bán dẫn là những chất có 4 điện tử ở lớp ngoài cùng của nguyên tử đó là các chất Germanium Ge và Silicium Si

Từ các chất bán dẫn ban đầu tinh khiết người ta phải tạo ra hai loại bán dẫn là bán dẫn loại N và bán dẫn loại P, sau đó ghép các miếng bán dẫn loại N và P lại ta thu được iode hay Transistor

Si và Ge đều có hoá trị 4, tức là lớp ngoài cùng có 4 điện tử, ở thể tinh khiết các nguyên tử Si Ge liên kết với nhau theo liên kết cộng hoá trị như hình dưới

Hình 2.1: Chất bán dẫn tinh khiết

a.1 Bán dẫn N

Khi ta pha một lượng nhỏ chất có hoá trị 5 như Phospho P vào chất bán dẫn

Si thì một nguyên tử P liên kết với 4 nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị, nguyên

tử Phospho ch có 4 điện tử tham gia liên kết và còn dư một điện tử và trở thành điện tử tự do => Chất bán dẫn l c này trở thành thừa điện tử mang điện âm và được gọi là bán dẫn N Negative : âm

Hình 2.2: Chất bán dẫn N

a.2 Ch ất bán dẫn loại P

Ngược lại khi ta pha thêm một lượng nhỏ chất có hoá trị 3 như Indium In vào chất bán dẫn Si thì 1 nguyên tử Indium sẽ liên kết với 4 nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị và liên kết bị thiếu một điện tử => trở thành lỗ trống mang điện dương và được gọi là chất bán dẫn P

Hình2.3: Chất bán dẫn P

b C ấu tạo của Diode

Khi đ có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P - N ta được một iode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp x c, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn

Hình 2.4: Cấu tạo diode Mối tiếp x c P - N => Cấu tạo của iode

* Ở hình trên là mối tiếp x c P - N và cũng chính là cấu tạo của iode bán dẫn

Hình 2.5: Ký hiệu và hình dáng của iode bán dẫn

c Phân cực cho diode

Khi ta cấp điện áp dương + vào Anôt vùng bán dẫn P và điện áp âm -) vào Katôt vùng bán dẫn N , khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền cách điện thu hẹp lại, khi điện áp chênh lệch giữ hai cực đạt 0,6V với iode loại

Si hoặc 0,2V với iode loại Ge thì diện tích miền cách điện giảm bằng không

=> iode bắt đầu dẫn điện Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua iode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của iode không tăng vẫn giữ ở mức 0,6V

Hình 2.6: Đặc tuyến phân cực trên diode

DIODE ỔN ÁP diode Zener

Cấu tạo : iode Zener có cấu tạo tương tự iode thường nhưng có hai lớp

bán dẫn P - N ghép với nhau, iode Zener được ứng dụng trong chế độ phân cực ngược, khi phân cực thuận iode zener như diode thường nhưng khi phân cực

ngược iode zener sẽ gim lại một mức điện áp cố định bằng giá trị ghi trên diode

Hình 2.7: Hình dạng bên ngoài và đặc tuyến của diode

Một vài d ng h c của diode

a Diode phát quang

iode phát phang là iode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện

áp làm việc của L khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến 20mA

Led được sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái

có điện vv

Hình 2.8: iode phát quang LED

b Diode h ồng ngoại

Hình 2.9: diode hồng ngoại Một đèn L phát hồng ngoại, giống như tất cả các đèn L , một loại diode, hoặc chất bán dẫn đơn giản

Điốt được thiết kế sao cho dòng điện ch có thể chạy theo một hướng Khi dòng điện chạy, các electron rơi từ một phần của diode vào lỗ trên một phần khác

Để rơi vào các lỗ này, các electron phải làm năng lượng dưới dạng photon tạo ra ánh sáng

ước sóng và màu sắc của ánh sáng được tạo ra phụ thuộc vào vật liệu được

sử dụng trong diode

Đèn L phát hồng ngoại sử dụng vật liệu tạo ra ánh sáng trong phần hồng ngoại của quang ph , tức là, ngay dưới những gì mắt người có thể nhìn thấy

Đèn L hồng ngoại khác nhau có thể tạo ra ánh sáng hồng ngoại của các bước sóng khác nhau, giống như các đèn L khác nhau tạo ra ánh sáng có màu sắc khác nhau

Hình 2.10: Nguyên lý hoạt động của L hồng ngoại Ứng dụng của LED hồng ngoại:

 Một nơi rất ph biến để tìm đèn L hồng ngoại là điều khiển từ xa cho TV hoặc thiết bị khác như màn h nh quảng c o, quạt điện, điều hòa…

 Một hoặc nhiều đèn L bên trong điều khiển từ xa truyền các xung ánh sáng hồng ngoại nhanh đến một máy thu trên TV Người nhận sau

đó giải m và diễn giải các xung này thành một lệnh và thực hiện thao tác mong muốn

inh iện hai mối nối P-N ba ớp b n d n

Transistor ư ng cực – BJT (BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR)

1.2.3.1 C ấu tạo của Transistor ( Bóng bán dẫn )

Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N, nếu ghép theo thứ tự PNP ta được Transistor thuận , nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược về phương diện cấu tạo Transistor tương đương với hai iode đấu ngược chiều nhau

Hình 2.11: cấu tạo của transistor Cấu tạo Transistor

a lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là ase , lớp bán dẫn rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp

Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát mitter viết tắt là

E, và cực thu hay cực góp Collector viết tắt là C, vùng bán dẫn và C có cùng loại bán dẫn loại N hay P nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhau được

1.2.3.2 Nguyên lý hoạt động

Hình 2.12: nguyên lý hoạt động của transistor

Ta cấp một nguồn một chiều UC vào hai cực C và trong đó + nguồn vào cực C và - nguồn vào cực

Cấp nguồn một chiều U đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực và , trong đó cực + vào chân , cực - vào chân

Khi công tắc mở , ta thấy rằng, mặc dù hai cực C và đ được cấp điện nhưng vẫn không có dòng điện chạy qua mối C l c này dòng IC = 0 )

Khi công tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận do đó có một dòng điện chạy từ + nguồn U qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối về cực -) tạo thành dòng I

Ngay khi dòng I xuất hiện => lập tức cũng có dòng IC chạy qua mối C , và

 Trong đó IClà dòng chạy qua mối C

 IBlà dòng chạy qua mối

 β là hệ số khuyếch đại của Transistor Mối quan hệ dòng điện chạy qua các cực của transistor

(2.2)

Độ lợi dòng điện ở cực nền chung

(2.3)

Transistor trường ứng – MOSFET

a C ấu tạo

Mosfet là Transistor hiệu ứng trường ( Metal Oxide Semiconductor Field ffect Transistor là một Transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với Transistor thông thường mà ta đ biết, Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện, là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợn cho khuyếch đại các nguồn tín hiệu yếu, Mosfet được sử dụng nhiều trong các mạch nguồn Monitor, nguồn máy tính

Hình 2.13: Cấu tạo MOS T

S Nguyên tắc cung cấp nguồn điện cho các chân cực sao cho hạt dẫn đa số chạy từ cực nguồn S qua kênh về cực máng để tạo nên dòng điện I trong mạch cực máng Còn điện áp đặt trên cực cửa có chiều sao cho MOS T làm việc ở chế độ giàu hạt dẫn hoặc ở chế độ nghèo hạt dẫn

Nguyên lý làm việc của hai loại tranzito kênh P và kênh N giống nhau ch có cực tính của nguồn điện cung cấp cho các chân cực là trái dấu nhau

Hình 2.14: Nguyên lý hoạt động của MOS T

C u hỏi ôn tập

1 Trình bài nguyên lý làm việc của diode

2 Trình bài nguyên lý làm việc của JT

3 Trình bài nguyên lý làm việc của T