Giáo trình kỹ thuật điện tử (ngành kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính trung cấp)

- Tính chất: là mô đun cơ sở b t buộc cung cấp cho người học các kiến th c về linh kiện điện tử, mạch điện tử cơ bản; và cung cấp các k năng tính toán, l p ráp mạch, kiểm tra các thông s

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP

TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP

GIÁO TRÌNH MÔN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ

NGÀNH, NGHỀ: KỸ THUẬT SỬA CH A, L P RÁP

M Á T NH

TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

(Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐCĐ ngày tháng năm 20…

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp)

Đồng Tháp, năm 2017

T U ÊN BỐ BẢN QU ỀN

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

Giáo trình này được biên soạn theo Chương trình chi tiết mô đun Điện tử

cơ bản ban hành kèm theo Chương trình đào tạo nghề K thu t sửa ch a, l p ráp

máy tính

Cấu tr c của giáo trình bao gồm 6 bài Cụ thể như sau:

Bài 1: GIỚI THI U LINH KI N ĐI N T

Bài 2: HƯỚNG D N S D NG ĐỒNG HỒ V N NĂNG V.O.M

Bài 3: M CH DIODE

Bài 4: M CH PHÂN C C BJT, MOSFET

Bài 5: M CH ỔN ÁP

Bài 6: M CH DAO ĐỘNG

Tác giả xin chân thành cảm ơn qu Th y ở Khoa Điện-Điện đ biên soạn

nh ng tài liệu giảng dạy có liên quan đến môn đun này trước đó qua nhiều giai đoạn

Tác giả xin chân thành cảm ơn Th y Trương Văn Tám là giảng viên Khoa Công nghệ Trường Đại học C n Thơ là tác giả của các giáo trình: LINH KI N

ĐI N T và M CH ĐI N T

Tác giả c ng xin chân thành cảm ơn các qu tác giả trên Internet có bài

viết, bài giảng liên quan đến môn ĐI N T CƠ B N này

Trong quá trình biên soạn mặc dù đ có nhiều cố g ng nhưng ch c ch n khó tránh kh i các sai sót như l i đánh máy, cách dùng c u, hình ảnh chưa r nét, chưa đồng bộ c ng như c n hạn chế về mặt chuyên môn Rất mong các giảng viên trong Khoa Điện-Điện tử và học sinh, sinh viên các lớp đóng góp thêm để Giáo trình Điện tử cơ bản này ngày càng hoàn thiện hơn

Mọi đóng góp kiến xin vui l ng trao đổi qua số điện thoại: 0989297510 hoăc email: pthanhgiang76@gmail.com



GIÁO TRÌNH MÔN HỌC

Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun:

- Vị trí: là mô đun thuộc nhóm các môn cơ sở ngành Mô đun đ ng vị trí

th 14 trong Chương trình đào tạo

- Tính chất: là mô đun cơ sở b t buộc cung cấp cho người học các kiến

th c về linh kiện điện tử, mạch điện tử cơ bản; và cung cấp các k năng tính toán, l p ráp mạch, kiểm tra các thông số của các mạch điện cơ bản

- Ý nghĩa và vai tr của mô đun: mô đun có nghĩa và vai tr quan trọng trong đào tạo nghề K thu t sửa ch a, l p ráp máy tính

Mục tiêu của mô đun:

+ L p các mạch điện tử cơ bản thành thạo theo quy trình

+ Đo chính xác các thông số các mạch điện tử cơ bản

+ Xem, vẽ được các tín hiệu của các mạch điện tử cơ bản

+ Xác định hư h ng các mạch điện tử cơ bản và sửa ch a được các hư

+ Đảm bảo an toàn trong th c hành

Nội dung của mô đun:

Số

TT Tên các bài trong mô đun

Thời gian (giờ)

Tổng

số thuyết Lý

Th c hành, thí nghiệm, thảo lu n,

- Mạch khuếch đại vi sai cơ bản 5 2

B ÀI 1: GIỚI THIỆU LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

Nh n biết được, đọc, đo được giá trị, thông số các linh kiện điện tử

Thay thế được các linh kiện bị hư h ng b ng các linh kiện mới hoặc

tương đương

Thái độ:

Nghiêm t c, tích c c trong th c hành

Đảm bảo an toàn trong th c hành về người, thiết bị, dụng cụ

Chịu trách nhiệm với nh ng sản phẩm mình tạo ra

Nội dung Bài:

1 Linh ki ện điện t thụ động

1.1 Điện tr

1.1.1 Định nghĩa

Điện trở (về v t l ) là đại lượng v t l đặc trưng cho tính chất cản trở

d ng điện của v t liệu Điện trở được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế gi a hai đ u v t thể đó với cường độ d ng điện đi qua nó

R=U/I

Trong đó:

U: là hiệu điện thế gi a hai đ u v t dẫn điện, đo b ng Vôn (V)

I: là cường độ d ng điện đi qua v t dẫn điện, đo b ng Ampe (A)

R: là điện trở của v t dẫn điện, đo b ng Ohm (Ω)

Thí dụ như có một đoạn d y dẫn có điện trở là 1Ω và có d ng điện 1A chạy qua thì điện áp gi a hai đ u d y là 1V

Điện trở R của d y dẫn tỉ lệ thu n với điện trở suất và độ dài d y dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện của d y

R = /S

Trong đó:

L là chiều dài của d y dẫn, đo theo mét

S là tiết diện (diện tích mặt c t), đo theo m2

ρ (tiếng Hy Lạp: rô) là điện trở suất (hay c n gọi là điện trở riêng

hoặc suất điện trở), nó là thước đo khả năng kháng lại d ng điện của v t liệu Điện trở suất của một d y dẫn là điện trở của một d y dẫn dài 1m có tiết diện 1mm2, nó đặc trưng cho v t liệu d y dẫn

Điện trở (Resistor: linh kiện điện trở) là một linh kiện điện tử thụ động gồm hai tiếp điểm kết nối, thường được dùng để hạn chế cường độ d ng điện chảy trong mạch, điều chỉnh m c độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt các linh kiện điện tử tích c c (chủ động) như transistor, tiếp điểm cuối trong đường truyền điện và có trong rất nhiều ng dụng khác

1.1 Cấu tạo và Phân loại điện tr

1.1.2.1 C ấu tạo

Điện trở có cấu tạo như Hình 1

(a): Cấu tạo điện trở than (b): Mặt c t điện trở than

(c): Mặt c t điện trở màng (d): Mặt c t điện trở dây quấy

(đ): Cấu tạo biến trở (e): Cấu tạo biến trở

Hình 1 Một số cấu tạo điện trở

V t liệu cấu tạo điện trở thường được chế tạo t h n hợp bụi cacbon hoặc than chì mịn (tương t như chì trong viết chì) và bột gốm (đất sét) không dẫn điện để liên kết tất cả với nhau Tỷ lệ của bụi cacbon và gốm quyết định giá trị điện trở Tỷ lệ carbon càng cao thì trở kháng càng thấp và ngược lại H n hợp được đ c thành dạng hình trụ với d y kim loại hoặc d y dẫn được g n vào m i

đ u để kết nối điện, sau đó được bọc b ng v t liệu cách nhiệt bên ngoài và đánh dấu m màu hoặc m giá trị để biểu thị giá trị điện trở của nó

Ph n oại

Trên thị trường có rất nhiều loại điện trở khác nhau cho nh ng mục đích, công dụng khác nhau Có nhiều cách để ph n loại điện trở như theo tính chất, theo v t liệu, theo công dụng, Để hơn giản, ta tìm hiểu ph n loại điện trở theo

v t liệu cấu tạo nên điện trở

Điện trở carbon: là loại cấu tạo t hợp chất than hoặc than chì và phủ bên ngoài là bột gốm cách điện Loại này có công suất thấp, phù hợp với các ng dụng t n số cao Loại này có khả năng chống nhiễu tốt

Điện trở màng (film) hoặc gốm kim loại: Loại có công suất được xem là thấp nhất Có thành ph n t bột ôxit kim loại như thiết, hoặc niken kết tủa

Điện trở d y quấn: Có thành ph n là hợp kim Niken-Crom Ch ng được tạo thành b ng cách quấn d y kim loại m ng vào một lớp gốm cách điện dưới dạng l xo xo n Ch ng có công suất khá cao (chịu được nhiệt độ cao) Một loại khác của điện trở d y quấn là điện trở d y quấn công suất cao Đ y là nh ng loại điện trở chịu đ ng được với nhiệt độ cao, công suất cao

Điện trở quang (hay quang trở, photoresistor, photocell, LDR (viết t t tiếng Anh: Light Dependent Resistor)): được chế tạo b ng chất đặc biệt có điện trở thay đổi giảm theo m c ánh sáng chiếu vào Các hợp chất để chế tạo điện trở quang là: Chì(II) Sunfua (PbS) và Indi Antimonua (InSb) được sử dụng cho vùng phổ hồng ngoại

1.1.3 Kí hiệu điện tr trên mạch điện)

Tùy theo chuẩn khu v c khác nhau, điện trở có nh ng k hiệu trên mạch điện khác nhau như Hình 2

Biến trở (VR: điện trở thay đổi được)

Hình 2 K hiệu điện trở trên mạch điện

K hiệu khác một số loại điện trở:

(e) PTC ( Điện trở nhiệt dương)

(f) NTC ( Điện trở nhiệt m) Điên trở quang (g) Hình 3: K hiệu điện trở khác trên mạch điện

1.1.4 Các thông số cơ bản

Các thông số cơ bản của điện trở gồm: giá trị của điện trở (Ohm: ), công suất (P (W)), nhiệt độ (0C), v t liệu cấu tạo nên điện trở

1.1.5 Đơn vị của điện tr

Đơn vị điện trở là:  (Ohm), K, M

1K (Kilô Ohm) = 1.000 1M (Mêga Ohm) = 1.000 K = 1.000.000

1.1.7 Một số h nh dạng của điện tr trong thực tế

Trong th c tế, tùy theo nh ng ng dụng khác nhau, tùy theo đặc tính của mạch điện, người ta sản xuất nh ng loại điện trở khác nhau

Hình 6 là một số loại hình dạng điện trở trong th c tế

(Điện trở

5 v ng màu) (c)

(Điện trở

6 v ng màu) (d)

(Điện trở dán)

(đ) (Điện trở dán) (e)

(Điện trở công suất) (f)

(Điện trở công suất) (g)

(Điện trở thanh)

(h)

NTC (Điện trở nhiệt m)

(i)

PTC (Điện trở nhiệt dương)

(Điện trở nhiệt công suất)

(n) (Điện trở nhiệt công suất)

(0)

(Điện trở dây quấn)

(p)

1 Cách đọc giá trị điện tr

Là loại điện trở có công suất lớn, được nhà sản xuất ghi giá trị và công suất tiêu tán trên th n điện trở

Hình 8: Điện trở công suất

* Ghi chú:

- Ngoài ra trên th n điện trở c n ghi các ch R, K, M Cách đọc như sau:

Ví dụ: 3M3 = 3,3M; 3K9 =3,9K; R47 = 0,47

Ph n lớn các điện trở sử dụng trong mạch điện tử đều được ghi giá trị theo

mã màu

a Đối với điện trở có 3 v ng màu:

Giá trị của điện trở: (A:V ng 1)(B:V ng 2)x10C

(C:V ng 3)  20% (Không có V ng 4; mặc định sai số 20%)

Ví dụ: Tìm giá trị của điện trở có v ng màu sau

Ví dụ: Tìm giá trị của điện trở có v ng màu sau

Nâu đen đ vàng kim Đ tím cam vàng kim Xanh lá xanh dương cam

vàng kim

10x102 = 1K  5% 27x103

= 27 K  5% 56x103 = 56 K  5%

c Đối với điện trở có 5 v ng màu:

Giá trị của điện trở:

(V ng 1)(V ng 2)(V ng 3)x10D

(=V ng 4)  V ng 5 (Sai số)

Ví dụ: Tìm giá trị của điện trở có 05 v ng màu sau

Đ Tím Vàng Đ Nâu Xanh dương Xám Đen Đ

1.1.9.2 Gi á trị điện tr đư c mã h a bằng số

Điện trở được nhốt trong cùng một v , giá trị các điện trở này là như nhau

và ch ng có một điểm (đ u) chung

Ví dụ: Mạng 8 điện trở 470 (47x 101 = 470)((Rx8x470)

(A09 471 - 1/8W 5%)

Hình 9: Hình dáng mạng điện trở

Trường h p SMD đư c ghi bằng số: oại này thường dùng ở các mạch

ph c tạp như máy vi tính, thiệt bị công nghệ cao, …

Ví dụ 1: Tìm giá trị của điện trở sau

Hình 10: Hình dáng điện trở dán

Ví dụ 2: Tìm giá trị của điện trở sau

Bảng tra Code Resistor SMD

- S hoặc Y: hệ số nh n 10-2

- R hoặc X: hệ số nh n 10-1

- C: hệ số nh n 102

- D: hệ số nh n 103

dương hay thu n nhiệt trở (PTC - positive temperature coefficient) Ngược lại

nếu K m, trở kháng của điện trở giảm khi nhiệt độ tăng, và nó được gọi là nhiệt

điện trở m hay nghịch nhiệt trở (NTC - negative temperature coefficient).

Ví dụ: NTC 10D-9

10 = giá trị điện trở tại 250

C

D = Disk type = kiểu đóng gói dạng hình đĩa

9 = đường kính bề ngang của linh kiện (mm)

Ví dụ: NTC 8D-20

8 = giá trị điện trở tại 250

C

D = Disk type = kiểu đóng gói dạng hình đĩa

20 = đường kính bề ngang của linh kiện (mm)

Tụ điện là linh kiện thụ động dùng để nạp, xả (phóng) điện

Khả năng tích điện của tụ phụ thuộc vào điện thế đặt vào hai đ u tụ và điện dung của tụ theo công th c: Q = C.U Trong đó:

C: điện dung, có đơn vị là Farad (F)

50S

MZ3

Q: điện lượng, có đơn vị là coulomb (C), là độ lớn điện tích được tích tụ ở

v t thể

U: điện áp, có đơn vị là voltage (V), là điện áp ở v t thể khi tích điện

Cấu tạo và Phân loại tụ điện

1.2.2.1 C ấu tạo

Cấu tạo của tụ điện bao gồm một lớp v t liệu cách điện n m gi a hai bản c c là hai tấm kim loại có diện tích S Điện dung của tụ điện được đo

b ng số lượng điện tích mà nó có thể được tích trong linh kiện khi điện áp

gi a hai bản c c là 1 V Điện dung có thể được tính khi biết kích thước của tụ điện và h ng số điện môi của chất cách điện

Điện dung phụ thuộc vào diện tích bản c c, v t liệu làm chất điện môi và khoảng cách gi hai bản c c theo công th c:

Trong đó:

C: điện dung, có đơn vị là Farad [F];

εr: Là h ng số điện môi tương đối của chất điện môi

ε0: Là h ng số điện môi tuyệt đối của không khí hay ch n không d: là chiều dày của lớp cách điện;

S: là diện tích bản c c của tụ điện

Hình 13 Cấu tạo tụ điện

1.2.2.2 Phân lo ại tụ điện

Thông thường, tên tụ được gọi theo chất dùng làm điện môi của tụ Ví dụ như:

- Tụ giấy: chất điện môi là giấy, thường có trị số điện dung khoảng t

500 pF đến 50 µF và điện áp làm việc đến 600 VDC Tụ giấy có giá thành rẻ nhất so với các loại tụ có cùng trị số điện dung

- Tụ màng chất dẻo (film nh a/ màng m ng): chất điện môi là chất dẻo, có điện trở cách điện lớn hơn 100000 M Điện áp làm việc cao khoảng 600VDC Tụ màng chất dẻo nh hơn tụ giấy nhưng đ t hơn Giá trị điện dung của tụ tiêu chuẩn n m trong khoảng t 5 pF đến 0,47 µF

- Tụ mi ca: chất điện môi là mi ca, tụ mi ca tiêu chuẩn có giá trị điện dung khoảng t 1 pF đến 0,1 µF và điện áp làm việc cao đến 3500VDC

- Tụ gốm: chất điện môi là gốm Giá trị điện dung của tụ gốm tiêu chuẩn khoảng t 1 pF đến 0,1 µF, với điện áp làm việc một chiều đến 1000 VDC

+ Tụ d u: chất điện môi là d u Tụ d u có điện dung lớn, chịu được điện

áp cao

+ Tụ tantali: chất điện môi Tantalum Tụ tantali có điện áp làm việc lên đến 630 VDC nhưng giá trị điện dung chỉ khoảng 3,5 µF

1.2.3 K ý hiệu tụ điện

Một số k hiệu của tụ điện:

(điều chỉnh)

Hình 14 Một số k hiệu tụ điện

4 Các thông số cơ bản

Các thông số cơ bản của tụ điện gồm: giá trị của điện dung (Fara: F), điện

áp làm việc (V), nhiệt độ (0C), v t liệu cấu tạo nên tụ điện, sai số

Ngoài ra, các tham số tinh tế, dành cho người thiết kế hay sửa ch a thiết

bị chính xác cao gồm: Hệ số biến đổi điện dung theo nhiệt độ, độ trôi điện

dung theo thời gian, độ r điện, dải t n số làm việc, tổn hao điện môi, tiếng ồn,… và thường được nêu trong thông số k thu t (Catalog) của linh kiện

Khi sử dụng tụ điện ta phải quan t m đến điện dung, điện áp và đặc tính nạp, xả điện của tụ điện, ph n c c (nếu là tụ có c c dương, c c m)

Đơn vị của điện tr

Đơn vị tụ điện là: Fara (F)

1F = 106 µF (Micro Fara) = 109 nF (Nano Fara)= 1012 pF (Pico Fara)

g) Tụ xoay (điều chỉnh)

C: 47x104pF = 470000pF Điện áp: 400V (Tụ gốm (ceramic))

C: 47x104pF = 470000pF

(Tụ s (monolithic)) C: 10

4

pF = 10000pF (Tụ mica)

C: 20pF (300V) (Tụ mica)

C = 10µF

(Tụ tantali)

C: 47x103pF = 47000pF (Tụ màng m ng)

C: 47x102pF = 4700pF (Tụ film nh a)

Cuộn cảm (hay cuộn t , cuộn t cảm) là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo t một d y dẫn điện với nhiều v ng quấn, sinh ra t trường khi có dòng điện chạy qua

Cuộn cảm được cấu tạo gồm một cuộn d y dẫn (d y điện t ) quấn thành nhiều v ng liên tiếp trên một l i, l i cuộn d y có thể là không khí hoặc là v t liệu dẫn t hay l i thép k thu t

Kí hiệu cuộn d y: L (Coil)

Một số kí hiệu cuộn d y trên mạch điện tử

Hình 19 Kí hiệu cuộn d y trên mạch điện

1.3.4 Các thông số cơ bản của tụ điện

Các thông số cơ bản của cuộn cảm gồm: t trường (B), độ t cảm (L), điện thế (V), d ng điện (I), trở kháng (Z), t n số làm việc giới hạn của cuộn d y,

hệ số phẩm chất (Q),

Đơn vị cuộn d y là: Henry (H)

Hình 21 Hình dạng của cuộn trong th c tế

1.3.8 Cách đọc giá trị độ tự cảm của cuộn d y

Cách đọc giá trị độ t cảm của cuộn d y c ng giống như cách đọc giá trị của điện trở (đối với cuộn d y có m quy ước theo lu t màu) nhưng giá trị đọc

được là µH

Linh kiện điện t tích cực

Linh kiện một mối nối P-N

2.1 Diode n n điện

Diode được cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn loại N (Negative) và bán dẫn

loại P (Positive) tiếp x c nhau, điện c c nối với bán dẫn loại P là c c dương A (Anode), nối với bán dẫn loại N là c c m K (Kathode/Cathode) Loại này thường chế tạo b ng chất bán dẫn Si (Silic/Silicium), Ge (Germani/Germanium) (rất ít Ge)

Hình 22 K hiệu và hình dạng th c tế

Khi ph n c c cho diode là đặt điện áp một chiều (DC: Direct Current) vào hai đ u của diode Ph n c c gồm có ph n c c thu n và nghịch

a Ph n cực thu n à điện áp U AK , tức à U A > U K

Khi UAK < UD : d ng điện tăng rất ch m

Khi UAK > UD : d ng điện tăng rất nhanh

Khi UAK = UD : thì diode mới b t đ u được xem là ph n c c thu n, l c này d ng điện thu n mới đủ lớn và b ng 0,1IthMax Trong đó:

- UAK : là điện áp đặt vào hai đ u của diode

- UD : là điện áp ngưỡng (thềm) của diode, điện áp mà tại đó xem như diode b t đ u dẫn điện

Hình 23 Đặc tuyến Volt-Amper (V-A)

- IthMax : là d ng điện thu n c c đại của diode, diode không thể làm việc làm việc với d ng điện cao hơn trị số này Điện áp ng với d ng điện IthMax được gọi là UBH (BH: b o hoà) Nó có giá trị khoảng 0, 8V đối với diode Ge, 1,2V đối với diode Si

Đối với diode Ge, giá trị UD khoảng 0,3V

Đối với diode Si, giá trị UD khoảng 0,7V

Vùng ph n c c thu n có đặc trưng d ng điện lớn (mA), điện áp nh và điện trở nh

Đặc tuyến V-A của diode là mô tả mối quan hệ gi a d ng điện qua diode

và điện áp một chiều đặt lên didoe

Ph n c c thu n: U A > U K: diode dẫn điện (thông mạch)

Nếu xem trường hợp diode dẫn điện là l thưởng thì VD =

Nếu không xem diode l tưởng thì VD = 0,7V

(VD = 0,7V)

Ph n c c nghịch: U A < U K: diode ngƣng dẫn điện (hở

mạch)

(hở mạch) Khi sử dụng diode n n điện c ng c n quan t m các thông số sau: điện áp,

d ng điện tối đa; công suất; điện áp ngƣợc, …

Một số diode n n điện thông dụng: 1N4001-1A-50V; 1N4007-1A-1000V; 1N4004-1A-400V; 1N5408-3A-700V, …

2.1 Diode ổn áp diode zener

Cách đọc điện áp diode zener:

- Ghi tr c tiếp trên th n diode:

- Ghi b ng m phải tra bảng m để tìm ra giá trị

+ Thí dụ: 1N4731A = 3.4 V-58mA; 1N5242B = 12V-500mW + Thí dụ: BZX85C9V1RL = 9.1V

+ Thí dụ: ZPD9V1R = 9.1V

a Ph n cực thu n cho diode zener

Khi diode Zener đƣợc ph n c c thu n (VP > VN) thì nó dẫn điện và hoạt động giống nhƣ diode n n điện (ở vùng (I))

Khi UNghịch(-U)< UZMin thì diode Zener không dẫn điện

Cathode Anode

Khi UNghịch (-U) > = UZMin, <= UZMax thì diode zener dẫn điện và l c này điện áp tại hai đ u diode Zener sẽ ghim áp b ng VZ (VZ: là điện áp chuẩn (ổn áp) của diode Zener)

Khi sử dụng diode Zener c n quan t m các thông số sau: Điện áp ổn áp

VZ.; D ng điện ngƣợc c c đại IZMax(A); Công suất tiêu tán P (W)

Hình 25 Đặc tuyến Vôn-Amper (V-A)

Đặc tuyến V-A của diode zener là mô tả mối quan hệ gi a d ng điện qua diode và điện áp một chiều đặt lên didoe

IZmin: là d ng điện tối thiểu của diode zener ng với điện áp tối thiểu UZmin(điện áp mà tại đó điện áp diode zener b t đ u dẫn điện và ổn định)

IZTB: là d ng điện trung bình của diode zener ng với điện áp UZ (điện áp

mà tại đó điện áp diode zener ổn định)

IZMax: là d ng điện tối đa của diode zener ng với điện áp tối đa UZMax(điện áp mà tại đó điện áp diode zener có khả năng chịu đ ng tối đa)

A, B: là vùng (khoảng) ổn định của của diode zener

Ph n c c thu n (I): VP > VN : diode Zener dẫn điện (thông

(II)

Diode phát sáng - LED (Light Emitting Diode)

- Cấu tạo: c ng gồm lớp bán dẫn P-N tiếp x c nhau, nhƣng chế tạo

b ng chất bán dẫn Ga, As Khi dẫn điện phát ra ánh sáng màu

Hình 27 Ph n c c (a) và Đặc tuyến Volt-Amper các LED (b)

Ph n c c thu n: VP > VN : LED dẫn điện, VD = V (điện áp

+ VD = (1,8 5) V (Led hồng ngoại )

+ VD = (3 5) V (Led xanh dương)

- D ng điện qua LED gọi là ID = (5 20)mA (thường chọn 10mA)

* Led 2 màu: là loại LED đôi gồm 2 LED n m song song và nguợc chiều nhau Trong đó có 1 LED đ và 1 Led xanh lá (Tivi,…) hay 1 LED vàng và 1 LED xanh (máy vi tính, PLC)

Hình 28 Led 2 màu

* LED 3 màu: c ng là LED đôi nhưng không ghép song song mà nối chung c c K xuống mass Trong đó Led đ ra ch n ng n, Led xanh lá

ra ch n dài và ch n gi a là K

Hình 29 K hiệu và hình dáng Led 3 màu

Khi chân A1 dương (được cấp nguồn) thì Led d sáng, khi ch n A2

dương thì Led xanh lá sáng, khi 2 ch n A1 và A2cùng dương thì 2 Led cùng sáng và cho ra màu vàng

LED 07 đoạn gồm có 07 đoạn a, b, c, d, e, f, g Qui ước các vị trí như sau:

Hình 30 K hiệu và hình dáng th c tế LED 7 đoạn

Có 2 loại LED 7 đoạn : loại Cathode chung và Anode chung

Hình 31 LED Cathode chung Hình 32 LED Anode chung

* G i c ú: k i sử dụn Led quan trọn n ất là ải tín điện trở nối

Linh kiện hai mối nối P-N

Transistor ưỡng cực – BJT

Sơ lược về lịch sử phát triển của nghành Điện tử:

- Transistor là ghép hai t Transfer + Resistor (điện chuyển) được phát minh vào năm 1947 bởi 2 nhà Bác học W.H Britain và J Braden được chế tạo

cùng trên một mẫu bán dẫn Silicium hay Gecmanium

- Vào năm 1947, tại ph ng thí nghiệm của Bell, John Barden và Walter Brattain đ thành công trong việc phát minh Transistor lưỡng c c BJT (Bipolar Junction Transistor) Đ y là một bước ngoặt đánh dấu s b t đ u của thời đại bán dẫn Phát minh này và một chu i phát triển của công nghệ vi điện tử đ th t

s làm thay đổi cuộc sống loài người

- 1948 Transistor đ u tiên ra đời Đ y là một cuộc Cách mạng của ngành điện tử

- 1950 Mạch điện tử chuyển sang dùng transistor Hệ máy tính dùng linh kiện bán dẫn dạng rời rạc ra đời (thế hệ II)

- 1960 Mạch tích hợp ra đời (IC:Intergrated Circuit)

Hệ máy tính dùng IC ra đời (thế hệ III)

- 1970 Các mạch tích hợp m t độ cao hơn ra đời (MSI, LSI, VLSI)

MSI: Medium Scale Intergrated Circuit

LSI: Large Scale Intergrated Circuit

VLSI:Very Large Scale Intergrated Circuit

- 1980 đến nay Điện tử được ng dụng rộng r i trong các l nh v c như y tế, điều khiển t động, phát thanh, truyền hình, …

Transistor hai c c tính (hay lưỡng c c) (gọi t t là BJT- Bipolar Junction

tín hiệu hoặc hoạt động như một khóa đóng mở

a Loại NPN

Hình 33 Cấu tạo và K hiệu NPN

b Loại PNP

Hình 34 Cấu tạo và K hiệu PNP

- Với 3 sợi kim loại g n vào 3 lớp nói trên dùng làm c c của transistor có tên là: c c E, c c C và c c B

Để BJT hoạt động phải áp điện áp một chiều (nguồn dương hoặc m) vào các ch n của BJT Tu theo chế độ hoạt động của BJT (khuếch đại, b o hoà, ngưng dẫn) mà nười ta có các cách ph n c c khác nhau

Xét mạch ph n c c ở chế độ hoạt động khuếch đại (nguồn dương)

Hình 35 Mạch ph n c c BJT NPN th c tế

Điều kiện để BJT dẫn điện: VC > VB >VE

D ng điện trong BJT: IE = IB + IC

Khi c c B để hở (không nguồn) thì BJT ngưng dẫn: IB = IC = IE = 0

Tỷ số: IC / IB = , gọi là hệ số khuếch đại

Vì IC (hàng mA) >> IB (hàng µA), gấp hàng chục đến hàng 100 l n nên có thể xem IE  IC

Nếu có thêm tín hiệu xoay chiều es(biên độ nh ) thông qua tụ C1 tại ng vào ch n B, nghĩa là xếp chồng lên điện áp ph n c c, làm cho điện áp trên c c C

c ng thay đổi và đồng thời l c này biên độ ng ra tại ch n C sẽ lớn hơn ban đ u,

ta nói BJT đ khuếch đại tín hiệu (do IC =  IB )

b Ph n cực BJT PNP

C ng tương t như BJT NPN, để BJT PNP hoạt động phải áp điện áp một chiều (nguồn dương hoặc m) vào các ch n của BJT PNP Tu theo chế độ hoạt động của BJT (khuếch đại, b o hoà, ngưng dẫn) mà nười ta có các cách

ph n c c khác nhau

Hình 36 Mạch ph n c c BJT PNP

Điều kiện để BJT dẫn điện: VE > VB >VC

D ng điện trong BJT: IE = IB + IC

Khi c c B để hở (không nguồn) thì BJT ngưng dẫn: IB = IC = IE = 0

Tỷ số: IC / IB = , gọi là hệ số khuếch đại

Vì IC (hàng mA) >> IB (hàng A), gấp hàng 100 l n nên có thể xem IE 

Nh n dạng BJT qua mã ký hiệu

Hiện nay trên thị trường phổ biến với 3 loại BJT của 3 h ng sản xuất là:

Nh t, M và Trung Quốc

- Nh t: trên BJT ch cái đ u tiên thường là ch A, B, C, D, sau đó là các

số cho biết th t sản phẩm Ví dụ như: A1015, A1106, B7333, C1815, D846,

… BJT nào b t đ u b ng ch A, B là BJT thu n PNP, c n BJT nào b t đ u b ng

ch C, D là BJT nghịch NPN

- M : các transistor thường b t đ u b ng 2N, tiếp theo là nhóm ch cái chỉ

số th t sản phẩm Ví dụ như: 2N2222, 2N3904, …

- Trung Quốc: b t đ u b ng số 3 và sau đó là các ch cái

+ Ch cái th nhất cho biết loại bán dẫn: nếu là ch A hoặc B là loại PNP;

c n C hoặc D là NPN

+ Ch cái th hai: Ch cái th hai cho biết đặc điểm và công dụng: nếu ch

X là m t n công suất nh hơn 1W; P là m t n công suất lớn hơn 1W; G: là cao

t n công suất nh hơn 1W; …

a) Cấu tạo MOSFET kênh N b) Cấu tạo MOSFET kênh P

c) K hiệu MOSFET kênh N

d) K hiệu MOSFET kênh P Hình 38 Cấu tạo và K hiệu MOSFET

a) MOSFET kênh P

b) MOSFET kênh N

Hình 39 Hình dạng th c tế của MOSFET

- C c S (Source – c c nguồn) (=C c E (Emitter- c c phát))

- C c D (Drain – c c máng) (= C c C (Collector- c c thu))

a Ph n cực MOSFET kênh P

Để MOSFET kênh P hoạt động phải áp điện áp một chiều vào các ch n của MOSFET Tu theo chế độ hoạt động của MOSFET kênh P (điều hành theo kiểu hiếm, hoặc kiểu tăng) mà người ta có các cách ph n c c khác nhau

Hình 41 Mạch phân c c MOSFET kênh p

Linh kiện ba mối nối P-N (bốn lớp bán dẫn)

2.3.1 SCR (SILICON CONTROLLED RECTIFIER)

SCR được cấu tạo bởi 4 lớp bán dẫn PNPN (có 3 nối P-N) Như tên gọi ta thấy SCR là một diode chỉnh lưu được kiểm soát bởi cổng silicium Các tiếp x c kim loại được tạo ra các c c Anode-A, c c Cathode-K và cổng Gate-G

Hình 43 Cấu tạo và mô hình tương đương của SCR