Chương 2 gioi thieu linh kien

2.Công suất danh định: Đó là công suất tiêu tán trên điện trở mà điện trở có thể chịu đựng được trongthời gian dài, không bị quá nóng làm biến đổi hẳn trị số điện trở.. 3.Điện áp làm vi

Chương II:

GIỚI THIỆU MỘT SỐ LINH KIỆN VÀ IC

SỐ ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG MẠCHĐIỆN TRỞ

Điện trở là một linh kiện điện tử được dùng rất phổ biến trong công nghiệp điện và

điện tử, trị số từ 1 ohm tới hàng chục M ohm.

2.Công suất danh định:

Đó là công suất tiêu tán trên điện trở mà điện trở có thể chịu đựng được trongthời gian dài, không bị quá nóng làm biến đổi hẳn trị số điện trở

Trong công nghiệp,các điện trở được sản xuất có các trị số công suất danhđịnh:1/8w; 1/4w; 1/2w; 1w; 2w; 5w; 7,5w; 10w

Điện trở có công suất tiêu tán lớn thì có kích thước lớn

3.Điện áp làm việc tối đa:

Đó là trị số lớn nhất của điện áp một chiều hoặc trị số hiệu dụng của điện ápxoay chiều có thể đặt vào hai đầu điện trở mà điện trở vẫn chịu đựng được và làmviệc bình thường

4.Dung sai của điện trở:

Dung sai là độ sai số của điện trở Cấp dung sai thường dùng là ±20%, ±10%,

±5% Ngoài ra với những điện trở cần dùng trong những mạch yêu cầu độ chínhxác cao như mạch đo lường thì mức sai số nhỏ hơn: từ ±2% đến ±1%

5.Đơn vị:

Đơn vị của điện trở là ohm với các bội số:

-Kilo ohm = 1000 ohm = 103 ohm

-Mega ohm = 1000000 =106 ohm

Phân loại và cấu tạo:

Người ta thường chia điện trở làm:

-Điện trở có trị số không đổi

-Điện trở có trị số biến đổi được,còn gọi là biến trở.Tuỳ theo kết cấu của điện trở

mà người ta phân loại

1.Điện trở than trộn:

Điện trở do bột than tán nhỏ trộn với chất cách điện và một thứ keo rồi ép lạithành từng thỏi,hai đầu có dây dẫn ra để hàn chì

2.Điện trở than phun:(điện trở màng than)

Điện trở này gồm một ống bằng sứ,chịu được nhiệt độ cao, người ta tạo màngthan lên lỏi sứ này Người ta gọt lớp than trên theo hình xoăn ốc để tăng độ dài và

do đó tăng giá trị điện trở Sau đó phủ bằng lớp sơn cách điện và in trên giá trịđiện trở hai đầu ống có bọc kim loại và có dây dẫn ra để hàn

3.Điện trở màng than kim loại:

Cũng trên một thân màng sứ.Người ta tạo màng kim loại bằng hợp Crôm)

kim(Niken-4.Điện trở dây quấn:

Làm bằng dây hợp kim có điện trở suất cao quấn trên lõi bằng sứ bên ngoài cóthể để trần hoặc phủ một lớp sơn cách điện để chóng ẩm, chóng va chạm có thểlàm đứt các vòng dây Trị số điện trở được ghi trên lớp sơn này Điện trở dây quấnđược dùng trong những trường hợp mạch điện có dòng điện lớn đi qua và côngsuất tiêu tán trên điện trở lớn

Ghép điện trở:

Nhiều khi người ta cần dùng một điện trở lớn hơn hay nhỏ hơn điện trở có sẵn,hoặc cần dùng một công suất điện cao hơn, nên phải ghép nhiều điện trở lại bằngnhững cách sau đây:

Theo nguyên tắc,một tụ điện gồm có hai má(phiến) bằng kim loại song song thân cách nhau bằng một chất cách điện gọi là điện môi.

Thông số kỹ thuật:

1.Điện dung danh định:

Là giá trị ghi trên thân tụ bằng chữ số hoặc bằng màu

Đơn vị điện dung là Farad (F)

Farad là đơn vị rất lớn nên thường ta dùng các ước số sau:

Thường người ta phân loại tụ điện theo chất điện môi dùng trong tụ điện

a.Tụ điện có điện dung cố định:

-Tụ sứ là tụ điện có điện môi làm bằng sứ

-Tu mica là tụ điện có điện môi làm bằng mica

-Tu giấy là tụ điện có điện môi làm bằng giấy

-Tụ hoá là tụ điện có điện môi làm bằng chất hoá học

b.Tụ điện có điện dung biến đổi:

b.Tụ giấy:

Gồm có hai lá kim loại đặt xen kẽ giữa hai bản giấy dùng làm chất cách điện

và cuộn tròn thành một ống Ở hai đầu cuộn dây có dây dẫn nối với lá kim loại đưa

ra để hàn tụ này có thể có vỏ bọc bằng kim loại hay ống thuỷ tinh, ở hai đầu có đổnhựa bọc kín

Tụ này có ưu điểm là tuy kích thước nhỏ nhưng có điện dung lớn Khuyếtđiểm của tụ là rò điện lớn, dễ bị chập

và tái hợp với điện tử Sự khuyếch tán đến một lúc thì ngưng lại bởi vì điện tíchdương nay không cho lỗ trống khuyếch tán qua mặt nối vào chất bán dẫn N vàđiện tích âm nay không cho điện tử khuyếch tán qua mặt nối vào chất bán dẫn P.

Sự phân bố điện tích hai bên mối nối tạo thành một điện thế gọi là rào điện thế

và vùng này không có hạt dẫn điện gọi là vùng hiếm hay vùng điện tích khônggian

2.Đặc tuyến Von-Ampere của tiếp xúc P-N:

a.Cấu tạo: là tiếp giáp P-N

b.Ký hiệu: Anod Catod

c.Công dụng:

Dùng để đổi điện xoay chiều, thường là 50Hz, 60Hz sang điện một chiều.Diode chỉnh lưu chủ yếu là loại Silicium

 Hai đặc tính cơ bản của Diode chỉnh lưu :

Dòng thuận tối đa :

Chịu được dòng từ vài trăm mA đến loại công suất cao chịu được vài trămAmpere

Điện thế ngược tối đa:

Nếu chúng ta áp dụng một điện thế ngược trên điện thế ngược tối đa diode sẽdẫn điện theo chiều ngược( diode bị hỏng ) Diode được chế tạo có điện thế ngượctối đa từ vài chục volt đến vài nghìn volt

B.Diode tách sóng:

Cũng làm nhiệm vụ như diode chỉnh lưu nhưng chủ yếu là với tín hiệu biên độnhỏ và ở tần số cao hơn Diode tách sóng có thể là loại Si hoặc Ge Loại Ge đượcdùng nhiều vì điện thế ngưỡng VT của nó nhỏ hơn diode Si

Chân - +LED đơn

Dũng điện làm việc Iz và dũng điện làm việc lớn nhất cho phộp Iz max

Cụng suất tổn hao Pz=Vz.Izmax

Điện ỏp ngang qua tải được cố định khi Vi hoặc RL thay đổi

b.Ký hiệu:

Anod Catod

c.Cụng dụng:

Được dựng như một tụ điện thay đổi trong cỏc mạch cộng hưởng

E.Diode phỏt quang :(LED)

Diode phỏt quang là loại diode bỏn dẫn cú khả năng biến đổi điện năngsang quang năng

a.Cấu tạo:

Nguyờn tử khi nhận được năng lượng sẽ phúng thớch điện tử, ngược lại

sự tỏi hợp của điện tử và lỗ trống sẽ phỏt sinh năng lượng

a.Ký hiệu:

U 1 vc

a b c d e f g

Led 7 đoạn là loại chỉ báo thông dụng Led 7 đoạn gồm co 7 thanh tên a, b, c,

d, e, f, g sắp theo hình số tám như hình vẽ ngoài ra còn có một chấm sáng phụ đểchỉ dấu phẩy thập phân Tuỳ theo tổ hợp các đoạn sáng mà ta có các chữ và sốkhác nhau Led 7 đoạn được điều khiển bằng các loại IC giải mã như IC7447,

7448 họ Logic hay 4511, 4513 họ CMOS

b.Về phương diện mạch, Led 7 đoạn có hai loại:

-Loại Anod chung

-Loại Catod chung

Các điện trở R dùng để giới hạn dòng qua led

TRANSISTOR LƯỠNG CỰC

( BJT: Bipolar Junction Transistor )

Cấu tạo và ký hiệu:

Transistor gồm hai mối nối P-N có chung một chất bán dẫn Silicium Các cực

ra được lấy từ ba vùng và được gọi là cực nền (Base viết tắt là B ), cực phát( Emitter viết tắt là E ), cực thu (Collector viết tắt là C)

1.Transistor PNP

Hai mối nối P-N có chung vùng N tạo nên một transistor PNP Transistor PNP

có muỗi tên cực phát hướng vào cực nền

Hai mối nối P-N có chung vùng P tạo nên một transistor NPN Transistor NPN

có muỗi tên cực phát hướng ra ngoài

Ký hiệu:

Ba cách mắc mạch Transistor:

1.Mắc cực phát chung:( Common-Emitter viết tắt là C-E )

2.Mắc cực nền chung:( Common-Base viết tắt là C-B )

3.Mắc cực thu chung:( Common-Collector viết tắt là C-C )

Các trạng thái hoạt động của Transistor:

Transistor có ba trạng thái hoạt động :

-Trạng thái ngưng dẫn: còn gọi là trạng thái ngắt dòng Điện thế VBE < V của mốinối BE tức là hai mối nối B-E và B-C đều phân cực nghịch

-Trạng thái khuyếch đại : mối nối B-E phân cực thuận và mối nối B-C phân cựcnghịch

-Trạng thái bão hoà: cả hai mặt B-E và B-C đều phân cực thuận

240 18k

Uv= 10mVpp

15v

Cv

Ce 3,6k

UC< UB < UE ở đây UC , UB UE là các điện thế mộtchiều tương ứng trên các cực của BJT.

Phân cực bằng dòng base:

Ta có thể chỉ dùng 1 nguồn UCC làm cả hai nhiệm vụphân cực cho base và colector Khi đó dòng IB đượcxác định từ hệ thức:

UB = R2 UCC ( R1 + R2 )

15V

Phân cực kiểu hồi tiếp điện áp:

Điện trở RB thay vì nối tới nguồn UCC , như mạch phân cựcbằng dòng base lại được nối tới colector Có thể coi đây là mộtdạng cải tiến của kiểu phân cực bằng dòng IB , tuy nhiên nhờ cóđường liên hệ trực tiếp qua RB từ cực C về cực B cả thành phần

1 chiều và xoay chiều tức là có thực hiện hồi tiếp âm về điện áp

1 chiều nên chất lượng ổn định của điểm làm việc một chiều Qđược nâng cao rõ rệt

Phân cực đảo:

Chế độ phân cực đảo được sử dụng khi cần phân cực choBJT loại PNP bằng một nguồn UCC cực tính dương, điềunày phù hợp với môi trường làm việc của nhiều BJTkhác loại NPN mà không cần phải dùng nguồn nuôi cựctính âm riêng cho loại PNP

3 3 0 K 2 , 2 K

1 5 V

LED MA TRẬN

Led matrix là led ma trận hiển thị bao gồm nhiều led nhỏ kết hợp lại tạo thành một

ma trận gồm m cột và n hàng (led ma trận m×n) Led ma trận 8×8 là led ma trậngồm có 8 cột và 8 hàng Led ma trận này có hai loại: loại thứ nhất là commoncathode (cathode chung – cột cathode, hàng anode), loại thứ hai là common anode(anode chung – cột anode, hang cathode)

Nguyên tắc làm sáng led trên ma trận :

Khi muốn làm sáng led đơn, ta cần đưa điện áp dương vào chân Anode và điện áp

âm vào chân Cathode với giá trị thích hợp, khi đó led sáng Giá trị điện áp và dòngđiện tùy thuộc vào màu sắc từng loại led Dòng chảy qua Led để đảm bảo độ sángbình thường là từ 10mA đến 25mA Về điện áp ta có bảng sau:

Màu sắc\Điện áp Vmin(voltage) V(voltage) Vmax(voltage)

Xanh 2.08 2.1 2.12

Chức năng các chân của IC như sau:

 VCC, GND: hai chân này dùng để cấp nguồn nuôi cho IC, VCC nốivới +5V, GND được nối mass

 NC: No Connection, chân này không sử dụng đến

 RCK: Chân phát xung clock đầu ra

 SER_IN: Serial Data In, ngõ vào dữ liệu nối tiếp

 SER_OUT: Serial Data Out, ngõ ra dữ liệu nối tiếp

 /SRCLK: Xóa thanh ghi

 SRCK: Chân phát xung clock đầu vào

 /G: output enable, chân cho phép xuất dữ liệu Khi chân này ở mứclogic thấp thì dữ liệu ở ngõ ra của Flip-Flop được đưa ra ngoài Ngượclại, khi chân này ở mức logic cao thì dữ liệu không được phép đưa rangoài

 DRAIN0– DRAIN7: outputs, các ngõ ra của IC

Đặc tính của 6B595:

 Là IC ghi dịch chế tạo theo cộng nghệ CMOS

 Tốc độ truyền tín hiệu 20ns

 Phạm vi điện áp hoạt động: 4-5.5V

 Phạm vi dòng điện chịu được: 500mA

Sơ đồ khối TPIC6B595:

Hình 3.11 – Sơ đồ khối TPIC 6B595

Nguyên lý hoạt động

Hình 3.12: Nguyên lý hoạt động của 6B595

Chân SER_In là đường dữ liệu vào (bit dữ liệu nối tiếp) Một xung SRCK sẽlàm bit này đi vào thanh ghi dịch trong bụng con TPIC6B595 Sau 8 bit liên tục thìthanh ghi dịch này lại là bit đầu tiên của IC tiếp theo (chân SER_OUT nối với chânSER_IN của IC sau) Ta đưa liên tục để xuất đủ dữ liệu cho hai màu xanh, đỏ

Thanh ghi dịch mới chỉ thay đổi trong bụng IC thôi chứ chưa đưa ra cácchân Muốn đưa dữ liệu từ các thanh ghi dịch này ra chân TPIC 6B595 thì cần đưamột xung kích vào chân RCK (chân số 12) Chân G là chân cho phép chọn led đỏhay led xanh

IC 74HC573:

74HC573 là mạch chốt tín hiệu tốc độ cao được chế tạo theo công nghệCMOS IC 74HC573 sử dụng để giải mã khi kết nối vi xử lý với bộ nhớ ngoài IC74HC573 gồm 8 mạch chốt là các Flip-Flop cùng với 8 bộ đệm ngõ ra 3 trạng thái

IC này có hai chân điều khiển: chân cho phép nhập dữ liệu (LE) vào IC, chân cònlại (/OE) quyết định việc xuất dữ liệu của IC, cả hai chân này làm việc độc lập vớinhau

Hình 3.5 – Sơ đồ chân 74HC573

Chức năng các chân của IC như sau:

 VCC, GND: hai chân này dùng để cấp nguồn nuôi cho IC, VCC nốivới +5V, GND được nối mass

 LE: Latch Enable, chân cho phép chốt dữ liệu Khi chân này ở mứclogic cao thì dữ liệu mới được phép nhập vào IC, khi nó ở mức logic thấp thì dữliệu mới không được phép nhập vào và dữ liệu cũ (đã được đưa vào trước đó) vẫncòn ở ngõ ra của nó

 /OE: Output Enable, chân cho phép xuất dữ liệu Khi chân này ởmức logic thấp thì dữ liệu ở ngõ ra của Flip-Flop (bên trong IC) được đưa rangoài Ngược lại, khi chân này ở mức logic cao thì dữ liệu không được phép đưa

ra ngoài và tất cả cá ngõ ra đều ở trạng thái tổng trở cao

 D1 – D8: Data Inputs, các ngõ vào của IC Dữ liệu được đưa vào ICthông qua các ngõ này

 O1 – O8: Out Puts, các ngõ ra tương ứng với các ngõ vào trên Cụthể là ngõ ra O1 tương ứng với ngõ vào D1, O2 tương ứng với D2,… O8 tươngứng với D8

Đặc điểm của vi mạch:

 Tốc độ truyền tín hiệu từ đầu vào sang đầu ra chỉ có 18ns

 Phạm vi điện áp hoạt động: 2 – 5.5V

 Dòng điện đầu vào thấp nhất: 1uA

Nguyên tắc hoạt động của IC 74573:

Dựa vào bảng trạng thái ta nhận thấy dữ liệu mới chỉ được phép truyền qua

IC khi cả hai chân điều khiển (LE và OE) ở mức logic thích hợp: LE ở mức logiccao, OE ở mức logic thấp Khi cả hai chân điều khiển ở trạng thái này thì dữ liệu ởngõ vào sẽ được đưa vào bên trong IC (truyền qua các Flip-Flop) và đưa thẳng rangoài thông qua các cổng đệm ngõ ra 3 trạng thái

Khi chân OE ở mức logic thấp (cho phép) mà chân LE cũng ở mức logicthấp (cấm) thì dữ liệu ở ngõ ra của IC là dữ liệu cũ (vừa mới được truyền qua IC).Lúc này dữ liệu mới ở ngõ vào sẽ không được phép nhập vào IC

Ngược lại, khi chân OE ở mức logic cao thì ngõ ra của IC sẽ ở trạng tháitổng trở cao, bất chấp trạng thái logic của các ngõ vào còn lại Mặc dù ngõ ra ởtrạng thái tổng trở cao nhưng dữ liệu ở ngõ vào (nếu có) vẫn được phép đưa vào

IC (đưa đến ngõ ra của các Flip-Flop ở bên trong IC) Dữ liệu này sẽ được phéptruyền đến ngõ ra khi chân OE về lại mức logic thấp

Khi cả hai chân điều khiển đều ở trạng thái cấm (chân OE ở mức logic cao,chân LE ở mức logic thấp) thì ngõ ra sẽ ở trạng thái tổng trở cao và ngõ vào sẽkhông được phép nhập dữ liệu mớivào Như vậy, ở trạng thái này thì IC hoàn toànkhông giao tiếp với bất kỳ linh kiện nào khác ở cả ngõ vào và ngõ ra

Output Enable

LLLH

HHLX

HLXX

HLQ0Z

Bảng 3.13:Trạng thái hoạt động74HC573

L:Trạng thái thấp Z: Trở kháng mức cao

H:Trạng thái cao Q0: Điều kiện trước

IC HM6264:

Vi mạch 6264 là SRAM 32Kbyte, dùng làm bộ nhớ dữ liệu ngoài cho vi

điều khiển

Hình 3.7 : Sơ đồ chân SRAM 6264

Chức năng các chân của IC như sau:

 Vcc: chân cấp nguồn cho SRAM

 Vss: nối mass cho SRAM

 A0-A12: Là 13 bit dùng để xác định địa chỉ của các vùng nhớ trongRam

 /WE: Write Enable, chân cho phép ghi dữ liệu vào Ram

 /OE: Out put Enable, chân cho phép xuất dữ liệu từ Ram

 /CS: Chipset Enable , chân dùng chọn chip

 I/O0 _ I/O7: Là các chân nối vào Data Bus của hệ thống

Bảng trạng thái:

CS OE WE MODE Vcc Current O/I pin

Bảng 3.14: Trạng thái hoạt động của 6264

Đặt tính của SRam 6264:

 Tốc độ hoạt động: 85-100ns

 Điện áp chịu được: 5V

 Dòng điện chịu được: 15mA

Quá trình ghi dữ liệu vào RAM:

Hình 3.8: Quá trình ghi dữ liệu vào RAM.

Quá trình đọc dữ liệu từ Ram:

Trên cổng COM của máy tính ,mức logic 0 và 1 có điện áp thay đổ tronh khoảng 15v đến +15v trong khi đó phần lớn các IC mà cụ thể là dòng vi điều khiển trongthực tế có mức điện áp theo chuẩn TTL( mức 0 là 0v, mức 1 là 5v) do đó khimuốn ghép nối IC này với máy tính ta cần dùng các IC đệm để chuyển đổi giữa 2mức điện áp này Max232 là 1 trong số các IC đó.

-Max232 có 2 bộ chuyển đổi điện áp cho phép cùng lúc ghép 2 thiết bị tới 2 cổngCOM của máy tính khi hoạt động IC này có thêm một số tụ mắc ngoài

IC 7805

IC 7805 là một IC thuộc họ 78xx với các dòng 7805 ổn áp 5v, 7809 ổn áp 9v,

7812 ổn áp 12v IC này được sử dụng trong mạch để tạo ra điện áp 5v ổn địnhcung cấp cho mạch khi đặt một điện áp ở đầu vào của IC ( thường khoảng 9 đến35v) đầu ra IC sẽ cho điện áp ổn định 5v dòng cung cấp 1-2 A tùy loại

ULN 2803

Đây là IC đảo đệm

IC ULN2803 tích hợp 8 transitor mắc Darlington kiểu E chung,có tích hợp Diodechặn dòng do tải cảm ứng Mỗi một trans mắc darlington cung cấp dòng rakhoảng 600mA (thường là 500mA) và có thể chịu được điện áp ngược là 50V.Cácngõ ra được mắc song song sẽ cho ra dòng điện làm việc

tốt hơn