bài giảng kỹ thuật điện tử

Nhưng khi pha thêm vào một tỷ lệrất thấp các vật liệu thích hợp thì điện trở của vật liệu bán dẫn giảm xuống một cách rõ rệt và nó trởthành dẫn điện.. Là loại điện trở có giá trị rất nhỏ

BÀI MỞ DẦU

1 Các đại lượng cơ bản

1.1 Vật liệu điện

Các vật liệu dùng trong kỹ thuật điện và điện tử thường được chia làm bốn loại:

- Vật liệu dẫn điện

- Vật liệu cách điện

- Vật liệu bán dẫn

- Vật liệu cách điện.

Vật liệu cách điện là nhữnh vật liệu có đặt tính không cho dòng điện đi qua, ví dụ như: sứ, thủytinh, nhựa, mica, cao su, vẹcni, không khí,…nói ách khác, vật liệu cách điện là những vật liệu có điệntrở rất lớn, không cho dòng điện đi qua Nhưng nếu điện thế đặt vào hai đầu vật liệu cách điện tăng quátrị số an toàn, thì dòng điện có thể đi xuyên qua vật liệu cách điện

- Vật liệu bán dẫn.

Vật liệu bán dẫn là vật liệu có tính trung gian giữa vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện Mộtvật liệu bán dẫn tinh khiết thì không dẫn điện vì có điện trở rất lớn Nhưng khi pha thêm vào một tỷ lệrất thấp các vật liệu thích hợp thì điện trở của vật liệu bán dẫn giảm xuống một cách rõ rệt và nó trởthành dẫn điện Hai chất bán dẫn thông dụng nhất là Germani(Ge) và Silic (Si)

- Vật liệu từ tính.

Các vật liệu từ tính là các vật liệu có tính chất rất dễ nhiễm từ Trong kỹ thuật điện tử người tathường dùng các vật liệu từ tính như sắt, sắt – silic là sắt có pha thêm silic để tăng điện trở suất, làmgiảm dòng điện Fucô Sắt silic thường dập thành tấm, dùng làm lõi biến áp cấp điện và lõi biến áp âmtần Ferrite, hợp kim anico, pecmaloi là những vật liệu từ tính được dùng rất nhiều trong kỹ thuật điệntử

1.1.2 Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử.

- Điện trở trong mạch điện xoay chiều

Hình 1

U

I

T/2T/4

Im

Um

Im

Trong mạch điện xoay chiều có mắc điện trở Người ta nhận thấy khi điện áp trong mạch đạt giátrị cực đại dương thì dòng điện trong mạch cũng đạt cực đại dương Khi điện áp đạt cực đại âm thì dòngđiện cũng đật cực đại âm Nói cách khác, trong mạch thuần điện trở, dòng điện và điện áp cùng pha vớinhau Vì vậy, những công thức và định luật dùng trong mạch điện một chiều đều áp dụng được trongmạch xoay chiềucó điện trở thuần.

- Điện trở của vật dẫn điện

Định nghĩa địên trở suất: một vật dẫn điện có điện trở lớn hay bé tùy thuộc vào bốn yếu tố sau:

- Tiết diện của vật dẫn

- Chiều dài của vật dẫn

- Vật liệu để chế tạo vật dẫn

- Nhiệt độ của vật dẫn

Ở một nhiệt độ nhất định, điện trở cảu vật dẫn được tính theo công thức:

R = ρ

s l

Trong đó: R: Điện trở của vật dẫn, tính bằng Ohm (Ω)

l: Chiều dài của vật dẫn, tính bằng (m)s: Tiết diện của vật dẫn, tính bằng (m2)ρ: Đại lượng đặt trưng cho sức cản điện của vật liệu dùng làm vật dẫn, gọilà điện trở suất của vật dẫn, được tính bằng Ohm mét (Ωm)

Bảng liệt kê điện trở suất của một số vật liệu:

Vật liệu Điện trở suấtBạc

ĐồngVàngNhômKẽmThépChìNiken

0.0160.0170.0200.0260.060.100.210.42Khi nhiệt độ thay đổi thì điện trở suất của vật dẫn cũng thay đổi theo công thức:

ρ = ρ0 (1+ at)Trong đó: ρ: Điện trở suất ở 00C

a: Hệ số nhiệtt: Nhiệt độ (0C)Bảng tập hợp một sốvật liệu dẫn điện và hợp kim cĩ điện trở suất cao:

Tỷ trọngd

Nhiệt độnĩng chảy(0C) Phạm vi sử dụngĐồng đỏ

hay đồng

kỹ thuật

0,0175 0,004 8,9 1080 - Dây dẫn, mạch in trong các máy

- Dây đồng cĩ phủ men cách điện (ê may)

để quấn các cuộn cảm hoặc biến ápNhơm 0,028 0,0049 9,2 660 - Dùng làm dây dẫn điện nhẹ, rẻ tiền

- Lá nhơm dung làm vỏ bọc kim, tụ xoay,các tấm tỏa nhiệt cho transistor cơng suất, tụgiấy và tụ hĩa.

dùng làm dây truyền dẫn tần số cao

- Lá sắt mềm được dùng làm khung máy, vỏmáy, hộp bọc kim cho các bộ phận làm việc

30% chì)

chio2 dễ bị oxi hĩa và lớp ơxit chì bảo vệcho nĩ khơng bị oxi hĩa nữa

- Dùng để chế tạo ắc quy axit

- Dùng để hàn

Bảng 1-2 Các loại hợp kim cĩ điện trở suất cao

suất ρ(Ωm)

Hệ sốnhiệt: α(1/0C)

nung nĩng

1.1.3 Các hạt mang điện và dịng điện trong các mơi trường.

1.1.3.1 Khái niệm cơ bản về điện một chiều.

1.1.3.1.1 Bản chất dòng điện

* Cấu trúc của vật chất

Thành phần cơ bản cấu tạo nên vật chất là các nguyên tố Ngày nay, càc nhà khoa học đã tìm ra

105 nguyên tố, phần lớn các nguyên tố tồn tại trong thiên nhiên nhưng cũng có một số nguyên tố chỉđược tạo ra ở trong phòng thí nghiệm Hai hay nhiều nguyên tố kế hợp với nhau tạo thành các hợp chấtlà một dạng vật chất có các đặc tính khác nhau với đặc tính của các nguyên tố tạo hợp thành chúng.Thí vụ: ở điều kiện bình thường, Hydro và Oxy ở dạng khí nhưng hợp chất do chúng hợp thành là nước(H2O) lại ở dạng lỏng Theo thuyết nguyên tử, phần nhỏ nhất của nguyên tố là nguyên tử Nhưng đếncuối thế kỷ 19, các nhà khoa học đã chứng minh được rằng nguyên tử có cấu tạo gồm hai phần

- Một hạt nhân ở giữa chứa các hạt mạng điện dương gọi là Proton và các hạt trung hòa điện gọi làNeutron

- Các electron (điện tử) mạng điện tích âm chuyển động xung quanh hạt nhân,theo những quỹ đạonhất định

Người ta cũng tìm ra được: điện tử có trọng lượng m = 9x10-28 gram và mang điện tích âm –e =

1602x10-19 culong, Proton và Neutron có trọng lượng xấp xỉ nhau và bằng 1.67x10-24gram

Các điện tử chuyển động xung quanh hạt nhân trên các vòng quỹ đạo ký hiệu: K,L,N,P,Q theo thứtự từ trong ra ngoài với vận tốc ánh sáng (3x108ms) Mỗi quỹ đạo có số điện tử tối đa là 2n2 trong đó nlà số thứ tự vòng quỹ đạo tính từ vòng trong cùng ra

+ KL MN OP Q

Hình 2: Cấu trúc nguyên tử

Thí vụ: vòng trong cùng ( n=1) có 4 điện tử ( 2x21 = 4)

Vòng thứ 2 ( n=2) có 8 điện tử ( 2x22 = 8)

Vòng thứ 3 ( n=3) có 16 điện tử ( 2x23 = 16)

Bình thường, một nguyên tử bao giờ cũng ở trạng thái trung hòa điện, nghĩa là số Proton mang điệentích dương ở hạt nhân và ở số điện tử mang điện âm chuyển động xung quanh hạt nhân bằngnhau.nhưng có tác dụng bên ngoài như:

- Nhiệt độ(đèn điện tử, đèn thủy nhân)

- Aùp suất(sự phóng điện)

- Sự bắng phá toàn khối(bom nguyên tử, bom khinh khí)

- Sử ma sát(tĩnh điện học)

- Tác động của một sóng vô tuyến(quang tuyền, lò nguyên tử) Thì các điện tử ở vòng ngoài cùng cóthể tách khối quỹ đạo để trở thành các điện tử tự do

Khi một điệen tử bị mất đi một hay nhiều điện tử thì tổng điện tích dương ở nhân lớn hơn tổng điện tíchâm của các điện tử còn lại Nguyên tử đó trở thành mang điện dương, giọ là ion dương

Ngược lại, khi một nguyên tử nhận thên một hay nhiều điện tử thì nguyên tử đó trở thành mangđiện âm, giọ là ion âm

* Bản chất dòng điện, chiều dòng điện.

Khi có nhiều điện tử tự do tập trung lại trong một vùng chúng ta giọ là hiệu ứng tích điện

Khi các điện tử chuyển động theo một hướng nào đó ta gọi là dòng đện tử chuyển động và đóchính là dòng điện

Vậy bản chất dòng điện là dòng chuyển động có hướng của các hạt mang điện (điện tử, ion)

1.1.3.1.2 Tác dụng của dòng điện.

Khi có dòng điện chạy trong vật vẫn điện,mắt ta không trong thấy dòng điện, nhưng các hiệntượng xảy ra dưới tác dụng của dòng điện sẽ cho ta có cảm nhận dòng điện chạy qua

Ta quan sát thí nghiệm sau:

Một mạch điện bao gồm các phần tử:

• Nguồn điện một chiều E

• Bóng đèn Đ

• Bình điện phân

• Một động cơ điện một chiều

• Một kim nam châm đặt song song với dây dẫn điện

• Một khóa điện K

0 B

A H

NaOH

N S

Hình 3: Mạch điện thí nghiệm tác dụng của dòng điệnKhi đóng khóa K ta thấy:

- Bóng đèn cháy sáng

- Kim nam châm lệch vị trí

- Trong hai ống nghiệm có bọt khí hiện ra, một bên là khí Hydro và bên là khí Oxy

- Động cơ quay tròn

Nếu ta đổi cực của nguồn E ( tức là đổi chiều của dòng điện) ta thấy:

- Bóng đèn cháy sáng

- Nam châm lệch theo chiều ngược lại

- Động cơ quay theo chiều ngược lại

- Khí trong bình điện ohân đổi cực (cực có khí Oxy bây giờ là khí Hydro và ngược lại)

Kết luận: Dòng điện một chiều có các tác dụng sau:

- Tác dụng nhiệt (làm bóng đèn cháy sáng phát quang và phát nóng)

- Tác dụng từ (làm lệch kim nam châm)

- Tác dụng hóa (phân giải chất điện phân)

- Tác dụng cơ(làm môtơ quay)

1.1.3.1.3 Dòng điện một chiều

* Cường độ dòng điện

Đại lương đặt trưng cho độ mạnh yếu của dòng điện là cường độ dòng điện, gọi tắt là dòng điện.cường độ dòng điện chính là số lương các điện tử đi qua tiết diện của vật dẫn điện trong một đơn vị thờigian Ký hiệu: I

Hình 4Người ta cũng đưa ra khái niệm điện lượng (ký hiệu q):là số lượng điện tích đi qua tiết diệnngang của vật dẫn trong thời gian t.đơn vị của điện lượng là coulomb (culông).coulomb là số lượng điệntích đi qua một đơn vị diện tích của tiết diện vật dẫn trong một đơn vị thời gian (giây:s)

Công thức biểu diễn mối quan hệ giữa điện lượng và cường độ dòng điện

t

I = −

e

Đơn vị tính của cường độ dòng điện là Ampere (viết tắt là A).

Các bội số của Ampere là: Kilo Ampere (KA) =103 Ampere

Mega Ampere (MA) =106 Ampere

Các ước số của Ampere là: Kili Ampere (mA) =10-3 Ampere

Micro Ampere (µA) =10-6 Ampere

• Điện áp

Sự chuyển động của các điện tử theo một hướng để tạo thành dòng điện là do sự chêng lệch vềđiện tích trong mạch điện Nghĩa là khi có sự tập trung điện tử không đồng đều ở trong mạch thì điện tửsẽ chuyển động từ nơi tập trung nhiều sang nơi thiếu điện tử Sự chênh lệch về điện tích này gọi là hiệuđiện thế hay điện áp

Sự mất cân bằng điện tích càng lớn thì điện áp càng cao và dòng điện chạy trong mạch càng lớn

Điện áp thường được ký hiệu là E hay U, có đơn vị đo là volt, viết tắt là V

Các bội số và ước số thường dùng của volt là : - Kilo volt (kv)=103 volt=1000volt

- Mili volt (mv)=10-3volt=1/1000 volt

- Micro volt (µv)=10-6volt=1/1000.000 volt

2 Tín hiệu và truyền tin

2.1 Tin tức và các khái niệm cơ bản

2.1.1 Các định nghĩa

2.1.1.1 Thơng tin

Thơng tin là một khái niệm trừu tượng, phi vật chất và rất khĩ định nghĩa Cĩ nhiều cách định nghĩa vềthơng tin Dưới đây là một số định nghĩa:

Thơng tin là sự cảm hiểu của con người về thế giới xung quanh thơng qua việc tiếp xúc với nĩ

Thơng tin là một hệ thống những tin báo và mệnh lệnh giúp loại trừ sự khơng chắc chắn của nơi nhận tin.Nĩi một cách ngắn gọn, thơng tin là cái mà loại trừ sự khơng chắc chắn

Định nghĩa đầu tiên chưa nêu rỏ bản chất của thơng tin, định nghĩa thứ hai nĩi rỏ hơn về bản chất của thơngtin và được dùng để định lượng thơng tin trong kỹ thuật

Ngịai ra cĩ người cịn định nghĩa thơng tin là những tính chất xác định của vật chất mà con người (hoặc hệthống kỹ thuật) nhận được từ thế giới vật chất bên ngồi hoặc từ những qúa trình xảy ra trong bản thân nĩ.Với định nghĩa này, mọi ngành khoa học đã khám phá ra các cấu truc thơng qua việc thu thập, chế biến, xử

lý thơng tin Ở đây “thơng tin” là một danh từ chứ khơng phải là động từ để chỉ một hành vi tác động giữahai đối tượng (người, máy) liên lạc với nhau Theo quan điểm triết học, thơng tin là một quảng tinh của thế

giới ThS Đồn Hữu Chức 7 Bộ mơn Kỹ thuật Điện tử Giao trinh Lý thuyết tín hiệu và truyền tin vật chất

(tương tự như năng lượng, khối lượng) Thơng tin khơng được tạo ra mà chỉ được sử dụng bởi hệ thụ cảm.Thơng tin tồn tại một cách khách quan, khơng phụ thuộc vào hệ thụ cảm Trong nghĩa khái quat nhất, thơngtin là sự đa dạng Sự đa dạng ở đây cĩ thể hiểu theo nhiều nghĩa khác nhau: Tính ngẫu nhiên, trình độ tổchức,…

2.1.1.2 Tin

Tin là dạng vật chất cụ thể để biểu diễn hoặc thể hiện thơng tin Cĩ hai dạng là tin rời rạc và tin liên tục

Ví dụ các bức ảnh, bản nhạc, bài nĩi, bảng số liệu, v.v là các tin

2.1.1.3 Tín hiệu

Thơng tin là một hiện tượng vật lý, nĩ thường tồn tại và được truyền đi dưới dạng vật chất nào đĩ Nhữngdạng vật chất để mang thơng tin được gọi là tín hiệu

Trong kỹ thuật cĩ thể hiểu, tín hiệu là các đại lượng vật lý biến thiên, phản ánh tin cần truyền

Cần chú ý rằng khơng phải bản thân qúa trình vật lý là tín hiệu mà sự biến đổi các tham số riêng của qúatrình vật lý mới là tín hiệu Các đặc trưng vật lý cĩ thể là dịng điện, điện áp, ánh sáng, âm thanh, v.v

2.2 Sơ đồ khối hệ thống thông tin

Ngày nay, với sự phát triển mạnh mẽ của công nghệ điện tử viễn thông, có rất nhiều các hệ thống thông tinkhác nhau đả được hinh thanh và phát triển Khi đó việc phân loại các hệ thống thông tin có thể được dựatrên nhiều cơ sở khác nhau Ví dụ như dựa trên cơ sở về năng lượng mang tin có thể chia các hệ thốngtruyền tin thành các loại như:

- Hệ thống thông tin vo tuyến dùng sóng điện từ

- Hệ thống thông tin quang hữu tuyến dùng ánh sáng

- Hệ thống thông tin dùng sóng âm, siêu âm (năng lượng cơ học)

Hay dựa vào các biểu hiện bên ngòai mà ta chia thành các hệ thống như:

- Hệ thống truyền số liệu

- Hệ thống truyền hình

- Hệ thống điện thoại cố định công cộng

- Hệ thống thông tin di động, v.v

Chúng ta cũng có thể chia hệ thống thông tin thành hai loại hệ thống:

- Hệ thống truyền tin rời rạc

- Hệ thống truyền tin liên tục

Tuy nhiên, một cách tổng quát hệ thống thông tin có thể được biểu diễn bởi sơ đồ khối sau:

2.2.1 Nguồn tin

Nguồn tin là nơi sản sinh ra hay chứa các tin cần truyền đi

Khi một đường truyền tin được thiết lập để truyền tin từ nguồn tin đến nơi nhận tin, một dãy các phần tử cơ

sở (các tin) của nguồn sẽ được truyền đi với một phân bố xác suất nào đó Dãy này được gọi là một bản tin

Do đó có thể định nghĩa:

Nguồn tin là tập hợp các tin mà hệ thống truyền tin dùng để lập các bản tin khác nhau để truyền tin.

Nếu tập tin là hữu hạn thi nguồn sinh ra nó được gọi là nguồn rời rạc Nếu tập tin là vô hạn thì nguồn sinh ra

nó được gọi là nguồn liên tục Nguồn tin có hai tính chất: Tính thống kê và tính hàm ý Với nguồn rời rạc,tính thống kê biểu hiện ở chỗ xác suất xuất hiện các tin là khác nhau

Tính hàm ý biểu hiện ở chỗ xác suất xuất hiện của một tin nào đó sau một dãy tin khác nhau nào đó là khác nhau

Nhiễu

Sơ đồ khối hệ thống thông tin

đất Hay có thể truyền tin bằng ánh sáng qua các môi trường truyền là sợi dẫn quang trong đó tín hiệu mangtin được truyền dưới dạng ánh sáng, v.v.

Cho dù truyền tin dưới bất kỳ môi trường nào cũng đều bị ảnh hưởng bởi nhiễu Nhiễu rất phong phú và đadạng, phụ thuộc vào bản chất của môi trường truyền tin Ví dụ khi truyền tin bằng âm thanh thì những tiếng

ồn xung quanh chính là nhiễu hay khi truyền bằng sóng điện từ qua những nơi có điện từ trường mạnh thìcũng sẽ bị ảnh hưởng Nhiễu có nhiều loại

2.2.3 Nhận tin

Nơi nhận tin là nơi tiếp nhận thông tin từ kênh truyền và khôi phục lại thông tin ban đầu như nguồn tin đãphát đi Tin đến được nơi nhận tin thường không thu được như tin ban đầu truyền đi vì đa chịu sự tác độngcủa nhiễu Vi thế, nơi nhận phải thực hiện việc phát hiện sai và sửa sai Hơn thế nữa, nếu nguồn tin đượcthực hiện mã hóa nén hay bảo mật thì nơi nhận tin cũng phải thực hiện việc giải nén hay giải mã bảo mật đểnhận lại tin

Nơi nhận tin thường có ba chức năng cơ bản:

- Lưu giữ tin, ví dụ như bộ nhớ máy tinh, băng ghi âm, ghi hình,

- Biểu thị tin làm cho các giác quan của con người hay các bộ cảm biến cảm thụ được để xử lý tin, ví dụ nhưbăng ghi âm, hình ảnh,

- Xử lý tin đưa tin về dạng dễ sử dụng Chức năng này có thể thực hiện bởi con người hay bằng các thiết bịmáy móc

Chương 1: Linh kiện thụ động

1.1 Điện trở.

1.1.1 Khái niệm, ký hiệu, phân loại, cấu tạo.

1.1.1.1 Khái niệm, ký hiệu

Điện trở là linh kiện thụ động không thể thiếu trong các mạch điện và điện tử Chúng có tácdụng cản trở dòng điện, tạo sự sụt áp để thực hiện các chức năng khác tùy theo vị trí của điện trở ởtrong mạch

Ký hiệu điện trở trên sơ đồ:

Hình V.1: Ký hiệu điện trở

Hai thông số cơ bản của điện trở là giá trị và công suất tiêu tán cho phép của điện trở

* Đơn vị điện trở

1.1.1.2 Phân loại và cấu tạo điện trở

* Phân loại theo vật liệu cấu tạo

Ngày nay, các nhà sản xuất đã chế tạo ra nhiều loại điện trở có vật liệu khác nhau

a Điện trở than:

Được cấu tạo từ vật liệu bột than chí trộn với vật liệu keo cách điện theo tỷ lệ thích hợp để có giá trị cầnthiết Sau đó đem ép lại thành từng thỏi, hau đầu ép vào hai sợi dây kim loại để hàn vào mạch điện

Giá trị của điện trở than thường được ghi bằng ký hiệu vòng màu trên thân điện trở Đây là loạithông dụng nhất vì chúng không đắt tiền và có khả năng tạo ra các điện trở có giá trị lớn Công suất củađiện trở than từ 1/8W đến vài Watt

b Điện điện trở màng kim loại:

Sử dụng vật liệu Niken – Crôm gắn vào lõi sứ hoặc thủy tinh, cho trị số điện trở ổn định Điệntrở loại này thường dùng trong các nạch dao động vì chúng có độ chính xác và tuổi thọ cao, ít phụthuộc vào nhiệt độ.

c Điện trở dây quấn:

Dùng các dây hợp kim, quấn trên thân cách điện bằng sứ hay nhựa tổng hợp để tạo ra các điệntrở có gái trị nhỏ và chịu được công suất tiêu tán lớn Điện trở dây quấn thường được dùng trong cácmạch cung cấp điện của các thiết bị điện tử

d Điện trở xi măng:

Vật liệu chủ yếu là xi măng Chúng được sử dụng chủ yếu ở các mạch cấp nguồn điện cho côngsuất cho phép cao và không bốc cháy trong trường hợp quá tải

e Điện trở oxit kim loại:

Cấu tạo từ vật liệu oxit thiếc, loại điện trở này chịu được nhiệt độ cao và độ ẩm cao, thường cócông suất 1/2Watt

* Phân loại theo công dụng

Ngoài điện trở bình thường như tác giả đã đề cập ở trên còn có các loại điện trở đặc biệt có côngdụng khác nhau

a Biến trở:

* Các ký hiệu biến trở:

Biến trở là loại điện trở có thể thay đổi trị số theo yêu cầu, thường gọi là chiết áp, có hai loại:Biến trở dây quấn và biến trở than

- Biến trở dây quấn:

Dùng dây dẫn có điện trở suất cao, đường kính nhỏ, quấn trên một lõi cách điện bằng sứ haynhựa tổng hợp hình vòng cung 270◦ Hai đầu hàn vào hai cực dẫn điện A và B Tất ca ûđược đặc trongmột vỏ bọc kim loại có nắp đậy Trục trên vòng cung có quấn dây là một con chạy có trục điều khiểnđưa ra ngoài nắp hộp Con chạy được hàn với cực dẫn điện C

Biến trở dây quấn thường có giá trị diện trở bé, từ vài Ohm đến vài chục Ohm và công suất khálớn, có thể tới vài chục Watt

- Biến trở than:

Trên một miếng nhựa hoặc Bakelit tròn, người ta tráng một lớp bột than mỏng hình vòng cung.Hai đầu lớp than nối với hai cực dẫn điện A và B, ở giữa có một con chạy bằng kim loại tiếp xúc vớilớp than, chính là cực C của biến trở Cực C được gắn trên trục xoay giúp ta có thể thay đổi giá trị điệntrở của biến trở

A

CB

Biến trở than còn được chia làm hai loại: Biến trở tuyến tính có giá trị điện trở tăng hay giảm đều theogóc xoay và biến trở phi tuyến có giá trị điện trở thay đổi theo hàm logarit, nghĩa là lúc đầu trị số điệntrở tăng chậm theo góc xoay, sau đó tăng nhanh dần.

Biến trở than có trị số từ vài trăm Ohm đến vài Mega Ohm, nhưng có công suất nhỏ

Người ta cũng chế tạo loại biến trở đôi gồm hai biến trở ghép với nhau trên cùng một trục xoayvà biến trở kết hợp với công tắc

Hình V.17: Cấu tạo biến trở

* Hình chụp một số biến trở:

Hình V.18: Hình chụp của một số biến trở

* Cách đo biến trở:

Dựa vào cấu tạo của biến trở ta có thể nêu ra phương pháp đo biến trở, cụ thể như sau:

- Tùy theo giá trị ghi trên thân biến trở mà đặt đồng hồ về thang đo thích hợp Thí dụ: biến trở10k, bạn đặt về thang Rx1k

- Đặc một que đo cố định vào điểm 1 của biến trở

+ Đo giữa ( )1 và ( )3 : Giá trị đo đọc được phải là khoảng 10kΩ

+ Xoay biến trở, đo giữa ( )1 và ( )2 : Kim dao động từ 0 tới 10kΩ theo sự xoay

+ Dời que đo từ ( )1 qua ( )3 : Đo giữa ( )2 và ( )3 , kim đồng hồ phải xoay cùng nhịp với sự xoaycủa biến trở

+ Biến trở Là điện trở cĩ thể chỉnh để thay đổi giá trị, cĩ ký hiệu là VR chúng cĩ hình dạng nhưsau :

Hình dạng biến trở Ký hiệu trên sơ đồ Biến trở thường ráp trong máy phục vụ cho quá trình sửa chữa, cân chỉnh của kỹ thuật viên,biến trở cĩ cấu tạo như hình bên dưới

Cấu tạo của biến trở

+ Chiết áp : Chiết áp cũng tương tự biến trởnhưng cĩ thêm cần chỉnh và thường bố trí phíatrước mặt máy cho người sử dụng điều chỉnh Ví dụnhư - Chiết áp Volume, triết áp Bass, Treblle v.v ,chiết áp nghĩa là chiết ra một phần điện áp từ đầuvào tuỳ theo mức độ chỉnh

Ký hiệu triết áp trên sơ đồ nguyên lý

Hình dạng chiết áp Cấu tạo trong chiết áp

- Điện trở dây quấn

Điện trở dây quấn cĩ lỏi bằng sứ và dây quấn là loại hợp kim cĩ điện trở lớn hai đầu cũng cĩ dây dẫn (chânđiện trở).Bên ngồi thường được bộc bằng một lớp sơn hoặc một lớp men ailicat để bảo vệ

- Điện trở nhiệt

Điện trở nhiệt được làm từ bán dẫn Đặc điểm của loại điện trở này là khi nhiệt độ làm việc tăng 10C thì trị sốđiện trở của nĩ giảm xuống khoảng 2 - 6%

* Công dụng của biến trở:

Thực tế việc thiết kế mạch điện tử và yêu cầu sử dụng còn có một khoảng sai số, nên người taphải thực hiện hiệu chỉnh mạch điện, để hiệu chỉnh mạch, người ta dùng biến trở, lúc này biến trở cóvai trò phân áp, phân dòng cho mạch, trong một vài ứng dụng cụ thể, thí dụ trong máy tăng âm người tadùng biến trở để thay đổi âm lượng, trong chiếu sáng, người ta có thể dùng biến trở để thay đổi độ sángcủa đèn…

1.1.2 Cách đọc, đo giá trị và cách ghép điện trở

1.1.2.1 Cách đọc điện trở

* Giá trị điện trở được ghi trực tiếp

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

Ví dụ: 15Ω/7W, 150Ω/10W, 22Ω/2W

Hình V.3: Cách đọc giá trị điện trở

* Giá trị điện trở được sơn bằng mã màu.

Phần lớn các điện trở sử dụng trong mạch điện tử đều được ghi giá trị theo mã màu Do đó chúng ta cầnnắm vững quy tắc về mã màu để đọc giá trị cho đúng

* Quy tắc về mã màu.

Người ta quy định 10 màu biểu thị cho 10 chữ số từ 0 đến 9

* Cách đọc giá trị theo vòng màu

Điện trở màu thường có dạng hình ống, trên ống sơn các vòng màu, vòng thứ nhất nằm gần sátvới một đầu của điện trở, vòng cuối cùng là vòng nhũ vàng hay nhũ bạc

Hình V.4: Hình dạng điện trở có vòng màu

a Điện trở có ba vòng màu: Dùng cho các điện trở dưới 10Ω.

Hình V.5: Điện trở có ba vòng màu

- Vòng màu thứ nhất : Chỉ số thứ nhất

- Vòng màu thứ hai: Chỉ số thứ hai

- Vòng thứ ba: + Nếu là nhũ vàng thì nhân với 0.1

+ Nếu là nhũ bạc thì nhân với 0.01

Ví dụ 1: Điện trở có:

- Vòng thứ nhất màu vàng

- Vòng thứ hai màu tím

- Vòng thứ ba màu nhũ vàng

Giá trị điện trở:

Hình V.6Lưu ý: Đối với điện trở 3 vịng màu thì sai số là (+ - 20%)

b Điện trở có bốn vòng màu: Đây là loại điện trở thường gặp nhất.

vòng thứ nhất vòng thứ hai vòng thứ ba

Nhũ vàng x 0.1Nhũ bạc x 0.01

Vàn

g

Tím Nhũ vàng

Nhũ vàng x 0.1Nhũ bạc x 0.01

Vàng Tím Nhũ vàng

4 7 x 0.1 = 4.7Ω

Hình V.8: Điện trở có bốn vòng màu.

- Vòng màu thứ nhất : Chỉ số thứ nhất

- Vòng màu thứ hai: Chỉ số thứ hai

- Vòng màu thứ ba : Chỉ số các số không thêm vào.(bội số, trọng số)

- Vòng màu thứ tư: Chỉ sai số, thường là một trong bốn màu:

+ Nâu, sai số ±1%

+ Đỏ, sai số ±2%

+ Nhũ vàng, sai số ±5%

+ Nhũ bạc, sai số ±10%

Ví dụ 1: Điện trở có bốn vòng màu theo thứ tự: vàng, tím, cam, nhũ bạc

Hình V.9Giá trị của điện trở:

Kết quả: 47000Ω hay 47KΩ, sai số ±10%

c Điện trở có năm vòng màu: là điện trở có độ chính xác cao.

Hình V.11: Điện trở có năm vòng màuQuy ước màu sắc giống điện trở có bốn vòng màu

Sai số trong điện trở năm vòng màu cũng giống như điện trở có bốn vòng màu

Ví dụ 1: Điện trở có năm vòng màu theo thứ tự: nâu, tím, đỏ, đỏ, nâu

vòng thứ nhất vòng thứ hai vòng thứ ba

Tím 7

Cam 000

Vòngthứ ba

Vòngthứ tư

Vòngthứ năm

Chỉ số

Thứ nhất

Chỉ sốThứ hai

Chỉ sốThứ ba

Chỉ số các số không thêm vào

Chỉ sai số

Hình V.12

Giá trị điện trở: nâu, tím, đỏ, đỏ, nâu

Kết quả: 17200Ω hay 17.2KΩ sia số ±1%

1.2.2 Ghép các điện trở

* Ghép nối tiếp các điện trở.

Xét mạch điện gồm một nguồn điện có điện áp V và ba điện trở R1,R2,R3 mắc nối tiếp như hình vẽ

Hình V.25: Ghép nối tiếp các điện trở

Trường hợp tổng quát: nếu có n điện trở mắc nối tiếp với nhau thì điện trở tương đương của mạch là:

Rtđ = R1 + R2 + R3 +… + Rn

Kết luận: Khi ghép nhiều điện trở nối tiếp nhau thì điện trở tương đương có trị số bằng tổng trị số

của các điện trở hợp thành.

* Ghép song song các điện trở

Xét mạch điện ba điện trở R1,R2,R3 mắc song song như hình vẽ

Hình V 26: Ghép song song các điện trở

Trường hợp tổng quát: nếu có n điện trở R1,R2,R3…….Rn ghép song song với nhau thì điện trở điệntrở tương đương của mạch được tính theo công thức:

td

R

1

= 1

td

R

1

= 1

2 1

2

1

R R

R R

+

1.1.3.Các linh kiện khác cùng nhĩm và ứng dụng

1.1.3.1 Các linh kiện cùng nhĩm.

Nâu1

Tím 7

Đỏ 2

Đỏ 2

Nâu

±1%

V

+-

R1

R2R3

* Điện trở nhiệt:

Là linh kiện điện trở có giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ thường là “tẹc-mi-to” (thermistor) Điệntrợ nhiệt có hai loại:

- NTC (negative temperature coefficient): Là điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm Khi nhiệt độ tănglên, trị số điện trở giảm xuống

- PTC (positive temperature coefficient): Là điện trở nhiệt có hệ số nhiệt dương Khi nhiệt độtăng lên, trị số điện trở tăng theo

Điện trở nhiệt thường dùng trong các mạch khuếch đại để ổn định nhiệt và dùng làm cảm biếntrong các m,ạch điều khiển nhiệt độ tự động

Ký hiệu nhiệt điện trở trên sơ đồ là:

Hình V.20: Ký hiệu nhiệt điện trở

Là loại điện trở có giá trị phụ thuộc vào ánh sáng vào Khi độ sáng càng mạnh, giá trị của nó càng nhỏvà ngược lại

* Quang trở(LDR-light dependent resisitor):

Vật liệu dùng để chế tạo quang trở thường là sulfurcaminum, nên trên sơ đồ, quang trở thườngcó ký hiệu là Cds

Ngày nay, quang trở được ứng dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, nhất là trong các mạchtự động điều khiển bằng ánh sáng như mạch đếm sản phẩm, mạch tự động tắt mở đèn đường khi trớisáng, tối, mạch báo động, mạch tự động đóng mở cửa…

Trên sơ đồ, quang trở được ký hiệu:

Hình V.21: Ký hiệu của quang trở

* Điện trở thay đổi theo điện áp: (VDR Voltage dependent resistor):

Là loại điện trở có giá trị thay đổi theo điện trở đặt vào hai cực Khi điện áp giữa hai cực củaVDR nhỏ hơn điện áp quy định thì VDR có giá trị rất lớn, xem như hở mạch Khi điện áp ở hai cực củaVDR tăng cao quá mức quy định thì VDR có điện trở rất nhỏ, xem như nối tắt

VDR có hình dạng giống như điện trở nhiệt nhưng nặng hơn

Ký hiệu VDR trên sơ đồ:

Là loại điện trở có giá trị rất nhỏ, khoảng vài ohm, thường được dùng để mắc trên các đườngcung cấp nguồn của các mạch điện tử có dòng tải lớn như tầng công suất trong amply, mạch quét trongtivi….

Khi dòng tải lớn hơn giá trị cho phép thì điện trở cầu chì sẽ bị đứt để bảo vệ các linh kiện kháctrong mạch

Trên sơ đồ điện trở cầu chì được ký hiệu:

Hình V.23: Điện trở cầu chì

* Mạng điện trở (Resistornetword)

Trong một số mạch điện người ta cần thiết kế gọn nhẹ, các điện trở được “nhhốt” trong cùngmột vỏ, giá trị các điện trở này là như nhau, chúng có một điểm chung

Thí dụ: mạng 5 điện trở 10KΩ

1.1.3.2.Ưng dụng

* Ưùng dụng điện trở

- Cầu phân áp

Do thực tế, người ta cần dùng rất nhiều loại mức điện thế để cung cấp cho mạch điện tử hoạtđộng, cho nên người ta phải dùng cầu phân áp chia điện áp nguồn ra một tỷ lệ nào đó để lấy ra điện ápmong muốn, cầu phân áp được dùn g rất rộng rãi trong các mạch điện tử, dưới đây là phân mô tả cấutạo cầu phân áp và cách tính điện áp ở ngõ ra cầu phân áp

V0 =

2 1

2

R R

R

+ x Vcc

Hình V.27: Cầu phân áp

- Phân phối dòng điện thích hợp cho tải

Trong nhiều trường hợp, điện áp nguồn và điện áp tải không tương xứng nhau, người ta dùngđiện trở để phân phối dòng thích hợp cho tải, phương pháp này có nhược điểm là ta phải chịu tổn thấtvề điện năng do điện trở phân dòng gánh nên chỉ thích hợp đồi với những tải có dòng nhỏ

* Các hư hỏng thường gặp trên điện trở

Hư hỏng thường gặp trên điện trở là tăng trị số hoặc bị đứt, rất hiếm gặp trường hợp điện trở có giá trị

bị giảm

F

chung

10k 10k 10k 10k 10k

V0

VCC

R1

R2

1.2 TỤ ĐIỆN:

1.2.1 Cấu tạo, ký hiệu

1.2.1.1 Cấu Tạo:

Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi

Người ta thường dùng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phânloại theo tên gọi của các chất điện môi này như Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ hoá

Cấu tạo tụ gốm Cấu tạo tụ hoá

1.2.1.2 Ký hiệu: Tụ điện có ký hiệu là C

1.2.2 Đặc tính nạp xả của tụ

Một tính chất quan trọng của tụ điện là tính chất phóng nạp của tụ , nhờ tính chất này mà tụ có khả năng dẫnđiện xoay chiều

Minh hoạ về tính chất phóng nạp của tụ điện.

* Tụ nạp điện : Như hình ảnh trên ta thấy rằng , khi công tắc K1 đóng, dòng điện từ nguồn U đi qua bóngđèn để nạp vào tụ, dòng nạp này làm bóng đèn loé sáng, khi tụ nạp đầy thì dòng nạp giảm bằng 0 vì vậybóng đèn tắt

* Tụ phóng điện : Khi tụ đã nạp đầy, nếu công tắc K1 mở, công tắc K2 đóng thì dòng điện từ cực dương(+) của tụ phóng qua bóng đền về cực âm (-) làm bóng đèn loé sáng, khi tụ phóng hết điện thì bóng đèn tắt => Nếu điện dung tụ càng lớn thì bóng đèn loé sáng càng lâu hay thời gian phóng nạp càng lâu

1.2.3 Phân loại:

- Tụ giấy - Tụ mica - Tụ nilon - Tụ dầu - Tụ gốm - Tụ hóa học

* Với tụ hoá : Giá trị điện dung của tụ hoá được ghi trực tiếp trên thân tụ

=> Tụ hoá là tụ có phân cực (-) , (+) và luôn luôn có hình trụ

1.2.4.1 Cách đọc : Lấy hai chữ số đầu nhân với 10(Mũ số thứ 3 )

Ví dụ tụ gốm bên phải hình ảnh trên ghi 474K nghĩa là

Giá trị = 47 x 10 4 = 470000 p ( Lấy đơn vị là picô Fara)

= 470 n Fara = 0,47 µF

Chữ K hoặc J ở cuối là chỉ sai số 5% hay 10% của tụ điện

1.2.4.2 Cách đo tụ điện:

Dùng Vom ở thang đo Ω đưa 2 que đo vào hai chân tụ điện và thực hiện đổi que đo Sau 2 lần đo nếu:

- Kim lên một giá trị nào đó rồi trở về lại vị trí ban đầu (∞Ω) thì chứng tỏ tụ còn tốt

- Kim lên một giá trị nào đó nhưng trở về không đến ∞Ω thì tụ bị rò rỉ

- Kim lên một giá trị nào đó rồi đứng im tại vị trí đó thì tụ bị khô

- Kim lên đến giá trị 0Ω thì tụ bị chấp 2 bản cực với nhau

1.3 CUỘN DÂY (CUỘN CẢM)

1.3.1 Cấu tạo, ký hiệu quy ước và cách đọc

• Cấu tạo

Cuộn cảm gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn được sơn emay cách điện, lõi cuộn

dây có thể là không khí, hoặc là vật liệu dẫn từ như Ferrite hay lõi thép kỹ thuật

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

* Thí nghiệm trên minh hoạ : Cuộn dây nối tiếp với bóng đèn sau đó được đấu vào các nguồn điện 12V

nhưng có tần số khác nhau thông qua các công tắc K1, K2 , K3 , khi K1 đóng dòng điện một chiều đi quacuộn dây mạnh nhất ( Vì ZL = 0 ) => do đó bóng đèn sáng nhất, khi K2 đóng dòng điện xoay chỉều 50Hz điqua cuộn dây yếy hơn ( do ZL tăng ) => bóng đèn sáng yếu đi, khi K3 đóng , dòng điện xoay chiều 200Hz điqua cuộn dây yếu nhất ( do ZL tăng cao nhất) => bóng đèn sáng yếu nhất

=> Kết luận : Cảm kháng của cuộn dây tỷ lệ với hệ số tự cảm của cuộn dây và tỷ lệ với tần số dòng điện

xoay chiều, nghĩa là dòng điện xoay chiều có tần số càng cao thì đi qua cuộn dây càng khó, dòng điện mộtchiều có tần số f = 0 Hz vì vậy với dòng một chiều cuộn dây có cảm kháng ZL = 0

Thí nghiệm về cảm kháng của cuộn dây với dòng điện xoay chiều

* Điện trở thuần của cuộn dây

Điện trở thuần của cuộn dây là điện trở mà ta có thể đo được bằng đồng hồ vạn năng, thông thường cuộndây có phẩm chất tốt thì điện trở thuần phải tương đối nhỏ so với cảm kháng, điện trở thuần còn gọi là điệntrở tổn hao vì chính điện trở này sinh ra nhiệt khi cuộn dây hoạt động

1.3.3 Tính chất nạp, xả của cuộn cảm và ứng dụng

* Cuộn dây nạp năng lương : Khi cho một dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây nạp một năng lượng

dưới dạng từ trường được tính theo công thức

W = L.I 2 / 2

W : năng lượng ( June )

L : Hệ số tự cảm ( H )

I dòng điện

Thí nghiệm về tính nạp xả của cuộn dây

Ở thí nghiệm trên : Khi K1 đóng, dòng điện qua cuộn dây tăng dần ( do cuộn dây sinh ra cảm khángchống lại dòng điện tăng đột ngột ) vì vậy bóng đèn sáng từ từ, khi K1 vừa ngắt và K2 đóng, năng lương nạptrong cuộn dây tạo thành điện áp cảm ứng phóng ngược lại qua bóng đèn làm bóng đèn loé sáng => đó làhiên tượng

* Ứng dụng:

+ Cho dßng mét chiÒu ®i qua

+ Ng¨n dßng cao tÇn

+ M¹ch céng hëng

1.3.4 Cách đo cuộn dây

Dùng đồng hồ VOM ở thang đo Ω ở thang đo x1 hoặc x10 đưa hai que d0o vào 2 đầu cuộn dây

- Nếu kim không lên (=∞Ω) thì cuộn dây bị đứt

- Nếu kim lên = 0Ω thì cuộn dây bị chập

- Nếu kim lên chỉ một giá trị điện trở nào đó thì cuộn dây tốt

cuộn dây đang tốt hay bị chập mà cần phải có máy đo chuyên dụng thì mới phát hiện được

Sơ đồ cung cấp điện đơn giản

Ta có, dòng điện truyền tải trên đường dây: I = P/(Ucos)

Và tổn hao công suất trên đường dây: P = Rd I2 = RdP2/(U2cos2)

Trong đó: P là công suất truyền tải trên đường dây; U là điện áp truyền tải của lưới điện; Rd là điện trở đườngdây tải điện và cos là hệ số công suất của lưới điện, còn là góc lệch pha giữa dòng điện I và điện áp U

Từ các công thức trên cho ta thấy, cùng một công suất truyền tải trên đường dây, nếu điện áp truyền tảicàng cao thì dòng điện chạy trên đường dây sẽ càng bé, do đó trọng lượng và chi phí dây dẫn sẽ giảm xuống,tiết kiệm được kim loại màu, đồng thời tổn hao năng lượng trên đường dây sẽ giảm xuống Vì thế, muốntruyền tải công suất lớn đi xa ít tổn hao và tiết kiệm kim loại màu người ta phải dùng điện áp cao, thường là

35, 110, 220, 500kV Trên thực tế các máy phát điện chỉ phát ra điện áp từ 3 ÷ 21kV, do đó phải có thiết bịtăng điện áp ở đầu đường dây Mặt khác các hộ tiêu thụ thường yêu cầu điện áp thấp, từ 0.4 ÷ 6kV, vì vậycuối đường dây phải có thiết bị giảm điện áp xuống

1.4.2 Cấu tạo máy biến áp

Máy biến áp có các bộ phận chính sau dây : lõi thép, dây quấn

• Lõi thép MBA

Lõi thép MBA dùng để dẫn từ thông, được chế tạo bằng các vật liệu dẫn từ tốt, thường là thép kỹ thuậtđiện có bề dày từ 0,35 ÷ 1 mm, mặt ngoài các lá thép có sơn cách điện rồi ghép lại với nhau thành lõi

thép Lõi thép gồm hai phần: Trụ và Gông Trụ T là phần để đặt dây quấn còn gông G là phần nối liền giữacác trụ để tạo thành mạch từ kín

• Dây quấn MBA

Nhiệm vụ của dây quấn MBA là nhận năng lượng vào và truyền năng lượng ra Dây quấn MBA thườnglàm bằng dây dẫn đồng hoặc nhôm, tiết diện tròn hay chữ nhật, bên ngoài dây dẫn có bọc cách điện Dâyquấn gồm nhiều vòng dây và lồng vào trụ thép Giữa các vòng dây, giữa các dây quấn và giữa dây quấn vàlõi thép đều có cách điện Máy biến áp thường có hai hoặc nhiều dây quấn Khi các dây quấn đặt trên cùngmột trụ thì dây quấn điện áp thấp đặt sát trụ thép còn dây quấn điện áp cao đặt bên ngoài Làm như vậy sẽgiảm được vật liệu cách điện

1.4.3 Nguyên lý hoạt động máy biến áp

Hình vẽ sơ đồ nguyên lý của MBA một pha hai dây quấn Dây quấn 1 có N1 vòng dây được nối với nguồn điện áp xoay chiều u1, gọi là dây quấn sơ cấp Ký hiệu các đại lượng phía dây quấn sơ cấp đều có con

số 1 kèm theo như u1, i1, e1,

Dây quấn 2 có N2 vòng dây cung cấp điện cho phụ tải Zt, gọi là dây quấn thứ cấp

Ký hiệu các đại lượng phía dây quấn thứ cấp đều có con số 2 kèm theo như u2, i2, e2,

Đặt điện áp xoay chiều u1 vào dây quấn sơ, trong dây quấn sơ sẽ có dòng i1 Trong lõi thép sẽ có từthông Φ móc vòng với cả hai dây quấn sơ cấp và thứ cấp, cảm ứng ra các sđđ e1 và e2 Khi MBA có tải,trong dây quấn thứ sẽ có dòng điện i2 đưa ra tải với điện áp là u2 Từ thông Φ móc vòng với cả hai dâyquấn sơ cấp và thứ cấp gọi là từ thông chính

Giả thử điện áp u1 sin nên từ thông Φ cũng biến thiên sin, ta có:

Theo định luật cảm ứng điện từ, các sđđ cảm ứng e1, e2 sinh ra trong dây quấn sơ cấp và thứ cấp MBA là:

trong đó, E1, E2 là trị sô hiệu dụng của sđđ sơ cấp và thứ cấp, cho bởi:

Nếu giả thiết MBA đã cho là MBA lý tưởng, nghĩa là bỏ qua sụt áp gây ra do điền trở và từ thông tản của dâyquấn thì E1 ≈ U1 và E2 ≈ U2 :

Nếu N2 > N1 thì U2 > U1 và I2 < I1 : MBA tăng áp

Nếu N2 < N1 thì U2 < U1 và I2 > I1 : MBA giảm áp

- Điện áp dây sơ cấp định mức U1đm (V, kV) là điện áp của dây quấn sơ cấp

- Điện áp dây thứ cấp định mức U2đm (V hay kV) là điện áp của dây quấn thứ cấp khi MBA không tải vàđiện áp đặt vào dây quấn sơ là định mức U1 = U1dm

- Dòng điện dây sơ cấp định mức I1đm (A hay kA) và thứ cấp định mức I2đm là những dòng điện dây của dâyquấn sơ cấp và thứ cấp ứng với công suất và điện áp định mức

- Tần số định mức fđm(Hz) Các MBA điện lực có tần số công nghiệp 50Hz

Ngoài ra trên nhãn MBA còn ghi các số liệu khác như: tần số, số pha m, sơ đồ và tổ nối dây

1.4.5 Các chế độ làm việc của máy biến áp

• Chế độ không tải:

Chế độ không tải là chế độ mà phía thứ cấp hở mạch, phía sơ cấp đặt vào điện áp

* Các đặc điểm ở chế độ không tải

-Dòng điện không tải:

Từ phương trình trên, ta có dòng điện không tải:

1 0

U

2 1 2 2

1 2

1

W

W U U W

W U

Tổng trở Z0 thường rất lớn vì thế dòng điện không tải nhỏ, khoảng bằng 2% - 10% dòng điện định mức

- Công suất không tải:

Công suất phía sơ cấp bằng không, song máy vẫn tiêu thụ công suất P0, công suất P0 gồm công suấttổn hao trên điện trở dây quấn và tổn hao sắt từ

- Hệ số công suất không tải:

Công suất phản kháng không tải Q0 rất lớn so với công suất tác dụng không tải P0 Hệ số công suấtlúc không tải thấp:

Vì vậy không nên để máy làm việc ở chế độ không tải hoặc non tải

• Chế độ ngắn mạch của MBA

Chế độ ngắn mạch là chế độ mà phía thứ cấp bị nối tắt lại, sơ cấp vẫn đặt vào điện áp Trong vận hành, donhiều nguyên nhân làm MBA bị ngắn mạch

* Đặc điểm ở chế độ ngắn mạch

- Dòng điện ngắn mạch khi điện áp sơ cấp định mức:

Vì tổng trở ngắn mạch nhỏ nên dòng điện ngắn mạch thường rất lớn bằng 10-25 lần dòng điện định mức,nguy hiểm đối với máy biến áp và ảnh hưởng tới các tải dùng điện

- Điện áp ngắn mạch:

Dây quấn thứ cấp nối ngắn mạch, điện áp đặt vào sơ cấp sao cho dòng điện trong dây quấn bằng định mứcgọi là điện áp ngắn mạch:

• Chế độ có tải của máy biến áp

Chế độ có tải là chế độ trong đó dây quấn sơ cấp nối với nguồn điện áp định mức, dây quấn thứ cấpnối với tải Để đánh giá mức độ tải, người ta đưa ra hệ số tải kt

kt = 1 tải định mức; kt <1 non tải; kt >1 quá tải

1.4.6 Các máy biến áp đặc biệt

- Máy biến áp tự ngẫu

Máy biến áp tự ngẫu chỉ có một dây quấn, dây sơ cấp W1 đồng thời có một phần là W2 là dây quấn thứcấp Nếu đặt vào cuộn sơ cấp một điện áp xoay chiều U1 thì ở thứ cấp có điện áp U2 xoay chiều, ta có:

2 0

2 0

0 2

0

2 0

0

+

= +

=

Q P

P X

Z

U

%100

%

1đm

n n

Từ sơ đồ ta còn thấy sự truyền tải năng lượng từ sơ cấp sang thứ cấp được thực hiện bằng haiđường: điện và từ Trong khi các máy biến áp khác (có hai dây quấn riêng biệt) chỉ truyền tải bằng điện từ

Máy biến áp tự ngẫu có hệ số an toàn cho người vận hành không cao Vì hai cuộn dây là một, sơ cấp

và thứ cấp trực tiếp liên hệ với nhau

Máy biến áp tự ngẫu được sử dụng để tăng giảm điện trong gia đình, trong phòng thí nghiệm, vớibiến áp tự ngẫu 3 pha được dùng để mở máy động cơ không đồng bộ công suất lớn

- Máy biến áp hàn hồ quang

Máy biến áp hàn hồ quang đựơc chế tạo đặc biệt so với các loại MBA thông thường: MBA hànđựơc thiết kế để làm việc ở chế độ ngắn hạn lặp lại và chịu đựơc sự thay đổi trạng thái đột ngột từ trạng tháikhông tải sang trạng thái ngắn mạch Để hạn chế dòng điện ngắn mạch các cuộn dây phải có điện kháng cao

- Một MBA 1 pha có điện áp sơ cấp 380V hoặc 220V (để tiện sử dụng) và điện áp thứ cấp khoảng (60÷75) V

- Để hạn chế dòng điện ngắn mạch thì các cuộn dây phải có hệ số L cao, vì vậy thứ cấp nối thêm cuộnkháng

Khi chấm que hàn vào vật hàn là tấm kim loại, sẽ có dòng điện lớn chạy qua, làm nóng chỗ tiếp xúc Khi kéoque hàn tách khỏi tấm kim loại một khoảng hẹp, điện trường tập trung ở khoảng cách giữa que hàn và tấm kim loại

có cường độ lớn, gây ion hóa chất khí, sinh ra hồ quang và tỏa nhiệt rất lớn, làm nóng chảy chỗ hàn

Muốn điều chỉnh dòng hàn, ta phải điều chỉnh điện kháng XK của cuộn kháng bằng cách thay đổi khe

hở của không khí ở của lõi thép

1.4.7 Phương pháp đo kiểm tra Máy biến áp

• Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω, đặt hai que đo vào hai đầu cuộn dây, nếu:

- Kim chỉ giá trị ∞Ω thì kết luận MBA bị đứt

- Kim chỉ 0 Ω thì kết luận MBA bị chập

- Kim chỉ một giá trị nhỏ kết luận MBA còn tốt

Vật dẫn

Chương II: LINH KIỆN TÍCH CỰC 2.1 CHẤT BÁN DẪN

2.1.1 Khái niệm chất bán dẫn

Chất bán dẫn là nguyên liệu để sản xuất ra các loại linh kiện bán dẫn như Diode, Transistor, IC mà ta đã

thấy trong các thiết bị điện tử ngày nay

Chất bán dẫn là những chất có đặc điểm trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện, về phương diệnhoá 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 dẫnloại P, sau đó ghép các miếng bán dẫn loại N và P lại ta thu được Diode 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) liênkết với nhau theo liên kết cộng hoá trị như hình dưới

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

2.2.1 Cấu tạo, ký hiệu và phân loại

*Cấu tạo :

Khi đã 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 Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếchtán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion nàytạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn

Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode

* Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn

Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn

* Phân cực thuận 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 haicực đạt 0,6V (với Diode loại Si) hoặc 0,2V (với Diode loại Ge) thì diện tích miền cách điện giảm bằngkhông => Diode bắt đầu dẫn điện Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng nhanh nhưngchênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng (vẫn giữ ở mức 0,6V )

Diode (Si) phân cực thuận

- Khi Dode dẫn điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V

D D

Đường đặc tuyến của điện áp thuận qua Diode

* Kết luận : Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V thì chưa có

dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V thì có dòng đi qua Diode sau đó dòng điện qua Diodetăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị 0,6V

* Phân cực ngược cho Diode.

Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán dẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫnP), dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mốitiếp giáp, Diode có thể chiu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng

Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V

2.2.3 Các đặc tính và ứng dụng :

Ứng dụng của Diode bán dẫn

* Do tính chất dẫn điện một chiều nên Diode thường được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu nguồn xoaychiều thành một chiều, các mạch tách sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động trong mạchchỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu có dạng

Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều

thường, nhưng khi phân cực ngược Diode zener sẽ gim lại một mức điện áp cố định bằng giá trị ghi trêndiode

Ký hiệu và ứng dụng của Diode zener trong mạch.

Sơ đồ trên minh hoạ ứng dụng của Dz, nguồn U1 là nguồn có điện áp thay đổi, Dz là diode ổn áp, R1 là trởhạn dòng

Ta thấy rằng khi nguồn U1 > Dz thì áp trên Dz luôn luôn cố định cho dù nguồn U1 thay đổi

Khi nguồn U1 thay đổi thì dòng ngược qua Dz thay đổi, dòng ngược qua Dz có giá trị giới hạn khoảng30mA

Thông thường người ta sử dụng nguồn U1 > 1,5 => 2 lần Dz và lắp trở hạn dòng R1 sao cho dòng ngượclớn nhất qua Dz < 30mA

Nếu U1 < Dz thì khi U1 thay đổi áp trên Dz cũng thay đổi Nếu U1 > Dz thì khi U1 thay đổi => áp trên Dz không đổi.

2 Diode Thu quang (Photo Diode)

Diode thu quang hoạt động ở chế độ phân cực nghịch, vỏ diode có một miếng thuỷ tinh để ánh sángchiếu vào mối P - N, dòng điện ngược qua diode tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode

Ký hiệu của Photo Diode

Minh hoạ sự hoạt động của Photo Diode

3 Diode Phát quang (Light Emiting Diode: LED)

Diode phát phang là Diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng1,7 => 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

Diode phát quang LED

4 Diode Varicap (Diode biến dung)

Diode biến dung là Diode có điện dung như tụ điện, và điện dung biến đổi khi ta thay đổi điện áp ngượcđặt vào Diode

Ứn dụng của Diode biến dung Varicap ( VD ) trong mạch cộng hưởng

Ở hình trên khi ta chỉnh triết áp VR, điện áp ngược đặt vào Diode Varicap thay đổi, điện dung của diodethay đổi => làm thay đổi tần số công hưởng của mạch

Diode biến dung được sử dụng trong các bộ kênh Ti vi mầu, trong các mạch điều chỉnh tần số cộng hưởngbằng điện áp

5 Diode xung

Trong các bộ nguồn xung thì ở đầu ra của biến áp xung , ta phải dùng Diode xung để chỉnh lưu diodexung là diode làm việc ở tần số cao khoảng vài chục KHz , diode nắn điện thông thường không thể thay thếvào vị trí diode xung được, nhưng ngựơc lại diode xung có thể thay thế cho vị trí diode thường, diode xung

có giá thành cao hơn diode thường nhiều lần

Về đặc điểm , hình dáng thì Diode xung không có gì khác biệt với Diode thường, tuy nhiên Diode xungthường có vòng dánh dấu đứt nét hoặc đánh dấu bằng hai vòng

Ký hiệu của Diode xung

6 Diode tách sóng

Là loại Diode nhỏ vở bằng thuỷ tinh và còn gọi là diode tiếp điểm vì mặt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn P

- N tại một điểm để tránh điện dung ký sinh, diode tách sóng thường dùng trong các mạch cao tần dùng đểtách sóng tín hiệu

- Phương pháp đo kiểm tra Diode

Đo kiểm tra Diode

• Đặt đồng hồ ở thang x1Ω, đặt hai que đo vào hai đầu Diode, nếu :

• Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo kim khônglên là => Diode tốt

• Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập (tiếp giáp bị đánh thủng)

• Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt (đo 2 lần kim không lên)

• Ở phép đo trên thì Diode D1 tốt, Diode D2 bị chập và D3 bị đứt

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

2.3 TRANSISTOR LƯỠNG CỰC: BJT

2.3.1 Cấu tạo, ký hiệu quy ước

• Cấu tạo của Transistor ( Bóng bán dẫn )

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

Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B( Base ), lớp bán dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp

Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát ( Emitter ) viết tắt là E, và cựcthu hay cực góp ( Collector ) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn(loại N hay P ) hưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vịcho nhau được

• Ký hiệu quy ước

Hiện nay trên thị trường có nhiều loại Transistor của nhiều nước sản xuất nhưngthông dụng nhất là các transistor của Nhật bản, Mỹ và Trung quốc

Transistor Nhật bản : thường ký hiệu là A , B , C , D

Ví dụ A564, B733, C828, D1555 trong đó các Transistor ký hiệu là A và B là Transistorthuận PNP còn ký hiệu là C và D là Transistor ngược NPN các Transistor A và C thường

có công uất nhỏ và tần số làm việc cao còn các Transistor B và D thường có công xuấtlớn và tần số làm việc thấp hơn

� Transistor do Mỹ sản xuất thường ký hiệu là 2N ví dụ

2N3055, 2N4073 vv

� Transistor do Trung quốc sản xuất : Bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai chũcái Chữ cái thức nhất cho biết loại bóng : Chữ A và B là bóng thuận , chữ C và D làbòng ngược, chữ thứ hai cho biết đặc điểm : X và P là bòng âm tần, A và G là bóngcao tần Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm Thí dụ : 3CP25 phân loại : trường vàlưỡng cực

Ta cấp một nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó (+) nguồn vào cực C

và (-) nguồn vào cực E

Cấp nguồn một chiều UBE đi qua công tắc và trở hạn dòng vào hai cực B và E ,trong đó cực (+) vào chân B, cực (-) vào chân E.

Khi công tắc mở, ta thấy rằng, mặc dù hai cực C và E đã được cấp điện nhưng vẫnkhông có dòng điện chạy qua mối C E ( lúc này dòng IC = 0 )

Khi công tắc đóng, mối P-N được phân cực thuận do đó có một dòng điện chạy từ(+) nguồn UBE qua công tắc => qua R hạn dòng => qua mối BE về cực (-) tạo thànhdòng IB

Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dòng IC chạy qua mối CE làm bóngđèn phát sáng, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB

Như vậy rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ thuộc theo mộtcông thức IC = β.IB

Trong đó IC là dòng chạy qua mối CE

IB là dòng chạy qua mối BE

β là hệ số khuyếch đại của Transistor

Giải thích: Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua

mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, thì xuất hiện dòng IBE do lớp bán dẫn P tạicực B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số điện tử tự do từ lớp bán dẫn N( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn hơn số ượng lỗ trống rấtnhiều, một phần nhỏ trong số các điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB cònphần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thànhdòng ICE chạy qua Transistor

- Xét hoạt động của Transistor PNP

Sự hoạt động của Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN nhưng cực tínhcủa các nguồn điện UCE và UBE ngược lại Dòng IC đi từ E sang C còn dòng IB đi từ Esang B

• Các thông số kỹ thuật

Dòng điện cực đại: Là dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới hạn này Transistor sẽ bị hỏng Điện áp cực đại: Là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE, vượt qua điện áp giới hạn này

Transistor sẽ bị đánh thủng

Tấn số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt quá tần số này thì độ khuyếch

đại của Transistor bị giảm

Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE

Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán một công xuất P = UCE ICE nếu công xuất này vượt quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor sẽ bị hỏng

B PHẦN THỰC HÀNH KỸ NĂNG NGHỀ

- Cách xác định chân E, B, C của Transistor

• Với các loại Transistor công xuất nhỏ thì thứ tự chân C và B tuỳ theo bóng của nước nào sả xuất ,nhựng chân E luôn ở bên trái nếu ta để Transistor như hình dưới

• Nếu là Transistor do Nhật sản xuất : thí dụ Transistor C828, A564 thì chân C ở giữa , chân B ở bênphải

• Nếu là Transistor Trung quốc sản xuất thì chân B ở giữa , chân C ở bên phải

• Tuy nhiên một số Transistor được sản xuất nhái thì không theo thứ tự này => để biết chính xác ta dùngphương pháp đo bằng đồng hồ vạn năng

Transistor công xuất nhỏ.

• Với loại Transistor công xuất lớn (như hình dưới ) thì hầu hết đều có chung thứ tự chân là :

Bên trái là cực B, ở giữa là cực C và bên phải là cực E

Transistor công xuất lớn thường có thứ tự chân như trên.

* Đo xác định chân B và C

• Với Transistor công xuất nhỏ thì thông thường chân E ở bên trái như vậy ta chỉ xác định chân B và suy

ra chân C là chân còn lại

Để đồng hồ thang x1Ω , đặt cố định một que đo vào từng chân , que kia chuyển sang hai chân còn lại, nếukim lên = nhau thì chân có que đặt cố định là chân B, nếu que đồng hồ cố định là que đen thì là Transistorngược, là que đỏ thì là Transistor thuận

Phương pháp kiểm tra Transistor

Nội dung : Trình bày phương pháp đo kiểm tra Transistor để xác định hư hỏng, Các hình ảnh minh hoạquá trình đo kiểm tra Transistor

1 Phương pháp kiểm tra Transistor

Transistor khi hoạt động có thể hư hỏng do nhiều nguyên nhân, như hỏng do nhiệt độ, độ ẩm, do điện ápnguồn tăng cao hoặc do chất lượng của bản thân Transistor, để kiểm tra Transistor bạn hãy nhớ cấu tạo của chúng

• Kiểm tra Transistor ngược NPN tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Anôt, điểm chung là cực

B, nếu đo từ B sang C và B sang E ( que đen vào B ) thì tương đương như đo hai diode thuận chiều => kimlên , tất cả các trường hợp đo khác kim không lên

• Kiểm tra Transistor thuận PNP tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Katôt, điểm chung là cực

B của Transistor, nếu đo từ B sang C và B sang E ( que đỏ vào B ) thì tương đương như đo hai diode thuậnchiều => kim lên , tất cả các trường hợp đo khác kim không lên

• Trái với các điều trên là Transistor bị hỏng

* Đo thuận chiều từ B sang E hoặc từ B sang C => kim không lên là transistor đứt BE hoặc đứt BC

* Đo giữa C và E kim lên là bị chập CE

* Các hình ảnh minh hoạ khi đo kiểm tra Transistor

Phép đo cho biết Transistor còn tốt

• Minh hoạ phép đo trên : Trước hết nhìn vào ký hiệu ta biết được Transistor trên là bóng ngược, và các

chân của Transistor lần lượt là ECB ( dựa vào tên Transistor ) < xem lại phần xác định chân Transistor >

• Bước 1 : Chuẩn bị đo để đồng hồ ở thang x1Ω

• Bước 2 và bước 3 : Đo thuận chiều BE và BC => kim lên

• Bước 4 và bước 5 : Đo ngược chiều BE và BC => kim không lên

• Bước 6 : Đo giữa C và E kim không lên

• => Bóng tốt

Phép đo cho biết Transistor bị chập BE

• Bước 1 : Chuẩn bị

• Bước 2 : Đo thuận giữa B và E kim lên = 0 Ω

• Bước 3: Đo ngược giữa B và E kim lên = 0 Ω

• => Bóng chập BE

Phép đo cho biết bóng bị đứt BE

2.4: TRANSISRTOR JFET

2.4.1 Cấu tạo, ký hiệu quy ước

- JFET kênh N: cĩ cấu tạo gồm thanh bán dẫn loại N, hai đầu nối với hai dây ra gọi là cực máng D vàcực nguồn S Hai bên thanh bán dẫn loại N là hai vùng bán dẫn loại P tạo thành mối nối P-N như Diode Haivùng này được nối với nhau gọi là cực cổng G như hình vẽ (Hình 2.2a)

- JFET kênh P cĩ cấu tạo tương tự JFET kênh N nhưng chất bán dẫn ngược lại (Hinh2 2.2b)

2.4.2 Nguyên lý hoạt động

Muốn JFET hoạt động ta cấp nguồn một chiều VDD vào cực D-S-G với cực dương nối với D cịn massnối G và S thì dịng điện xuất hiện trên kênh (gọi là dịng cực máng ID) khi ID đạt tới một giới hạn điện ápVDS = VDD >0 thì cực G hở mạch tương ứng khi đĩ giá trị ID phụ thuộc vào điện áp VDS và điện trở của kênh

ký hiệu là rDS, rDS phụ thuộc vào mức độ ha tạp chất cho phần kênh, thiết diện và độ dài của kênh của kênhdẫn dịng ID lúc này là dịng điện tử hướng từ S đến D hay chiều dịng điện đi từ D tới S

Khi cĩ điện áp < 0 tác động lên cực G là VGS < 0 tức là Diode cực cữa của kênh bị khĩa, vùng nghèo củatiếp xúc P-n phân bố khơng đều vùng gần cực D rộng cịn vùng ở cực S hẹp điều này dẫn tới phân bố thiếtdiện của kênh dẫn ngược lại hẹp dần hướng từ S tới D khi cho điện áp cực G âm hơn thì hình ảnh vừa nêucủa kênh dẫn rỏ hơn và xãy ra với các điện áp VDS nhỏ hơn, dịng điện cực máng phụ thuộc vào hai điện ápVDS và VGS thể hiện trên biễu thức sau:

B PHẦN THỰC HÀNH KỸ NĂNG NGHỀ

- Phương pháp đo kiểm tra Transistor JFET

Dể xác định JFET cịn tốt hay bị hỏngta dùng đồng hồ VOM ở thang đo Ohm, đo điện trở thuận, nghịchcủa nĩ, các đồng hồ đo kim hiện nay thường cĩ que đen nối với cực dương (+) của pin và que đỏ nối với cực

âm (-) của pin

• Đối với JFET kênh N : Dùng Vom để ở thang đo R x 100

- Nối que đen vào cực G, que đỏ vào cực D, saud9o1 dời que đỏ đến cực S để đo điện trở thuận giữa cực

G – D và G –S

- Nối que đỏ vào cực G, que đen vào cực D, sau đĩ dời que đen đến cực S để đo điện trở nghịch giữa

G-D và G-S

Nếu JFET cịn tốt thì khi đo điện trở thuận kim lên và đo điện trở nghịch kim khơng lên (R=∞)

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

Nếu đo điện trở thuận và điện trở nghịch kim đều khơng lên thì JFET đã bị đứt

• Dối với JFET kênh P thì đổi que đo lại

S

DG

Cực nguồn (S)

Cực máng (D)

Cực nguồn (S)

Cực máng (D)

PN N

Hình 2.2a Cấu tạo và ký hiệu của JFET kênh N

2.5: TRANSISRTOR MOSFET

A PHẦN LÝ THUYẾT

2.5.1 Cấu tạo, ký hiệu quy ước

• MOSFET kênh cảm ứng (EMOSFET)

- Cấu tạo, ký hiệu (hình 2.2c)

- Nguyên lý hoạt động

Điểm khác biệt giữa EMOSFET là chưa cĩ kênh dẫn điện nối giữa S và D khi điện áp cực cửa UGS = 0,chỉ khi đặt tới cực G một điện áp thích hợp cĩ cực tính dương (+) UGS >0 sẽ xuất hiện điện tích trái dấu(điện tử) trong vùng bán dẫn đối diện với cực G và do đĩ xuất hiện một kênh dẫn điện bằng điện tử (kênhN)

• MOSFET kênh cĩ sẳn (DMOSFET)

- Cấu tạo, ký hiệu (Hình 2.2d)

2.5.2 Nguyên lý hoạt động

Đặc điểm của MOSFET là chưa cĩ kênh dẫn điện nối giữa S và D khi VGS = 0, chỉ khi đặt tới cực G mộtđiện áp thích hợp cĩ cực tính (+) VGS >0 sẽ xuất hiện điện tích trái dấu (điện tử) trong vùng bán dẫn đối diệnvới cực G và do đĩ xuất hiện một kênh dẫn điện = điện tử (kênh N)

2.5.3 Mạch phân cực cho MOSFET

- Sơ đồ mạch điện

- Nguyên lý và cách tính

SS p

N

N

S

DG

Cực nguồn (S)

Cực máng (D)

Cực cổng (G)

Hình 2.2d Cấu tạo và ký hiệu của MOSFET kênh cảm ứng

SS p

N N