Tiểu luận Thực tập điện tử cơ bản hoàn chỉnh

Định nghĩa: Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong cácmạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạchtruyền tín hiệu xoay chiều,

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP.HCM

KHOA ĐIỆN-ĐIỆN TỬ

- -

TIỂU LUẬN

BỘ MÔN: THỰC TẬP ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

Đề tài:SỔ TAY LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

BỘ MÔN: THỰC TẬP ĐIỆN TỬ CƠ BẢN Điểm

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn

TP.HCM, ngày… tháng… năm 2018

Giảng viên hướng dẫn

MỤC LỤC

PHẦN A: GIỚI THIỆU

Trường ĐH Sư phạm kỹ thuật TP.HCM

Khoa Điện-Điện tử

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập-Tự do-Hạnh phúc

Nhận xét của giảng viên hướng dẫn 2

MỤC LỤC 3

LỜI NÓI ĐẦU 4

LỜI CẢM ƠN 5

Chương 1: ĐIỆN TRỞ (Resistor) 6

Chương 2: TỤ ĐIỆN (Capacitor) 9

Chương 3: CUỘN CẢM(Inductor) 14

Chương 4: LED(Light-Emitting-Diode) 18

Chương 5: LED 7 ĐOẠN 22

Chương 6: DIODE 24

a) Diode Thu quang ( Photo Diode ) 30

c) Diode Varicap ( Diode biến dung ) 31

d) Diode xung 31

e) Diode tách sóng 31

Chương 7: CÁC CỔNG LOGIC 32

Chương 8: IC555 (555 Integrated circuits) 39

Chương 9: TRIAC 42

Chương 10: THYRISTOR 46

Chương 11: THẠCH ANH 49

Chương 12: SCR(THYRISTOR – SILICON CONTROLLED RECTIFIER) 51

Chương 13: SCS (SILICON – CONTROLLED SWITCH) 57

Chương 14: DIODE SHOCKLEY 58

Chương 15: GTO(GATE TURN – OFF SWITCH) 59

Chương 16: TRANSITOR 61

TÀI LIỆU THAM KHẢO 71

LỜI NÓI ĐẦU

Trong những năm gần đây, cùng với sự bùng nổ của cách mạng thông tin, ngành

kĩ thuật điện tử là một trong những ngành phát triển với tốc độ nhanh nhất Những

người có trí tưởng tượng phong phú nhất cũng không thể hình dung được tương lai củangành điện tử sẽ diễn biến theo chiều hướng nào Các đồ điện tử tin học, các thiết bịthông tin giải trí vừa mới mua sắm đã trở thành lạc hậu, lỗi thời

Linh kiên điện tử càng ngày càng nhỏ bé, vừa tiết kiệm năng lượng vừa tích hợpnhiều chức năng mạch điện tử vì thế càng ngày càng thay đổi về hình dáng và cấutrúc Các vi mạch (IC) đời mới chứa được hàng trăm linh kiện, một IC có thể thay thếcho nhiều tầng hay nhiều khối chức năng

Mỗi thiết bị điện tử đều gồm rất nhiều mạch, hầu hết những mạch ấy đều đượccải tiến từ một số mạch cơ bản ban đầu Chỉ cần một thay đổi nhỏ là một mạch ban đầu

có thể biến thành một mạch mới với tính năng mới Bằng cách thay đổi cách nối dây,thay đổi vị trí hay thêm bớt linh kiện là người ta có thể biến mạch cơ bản thành hàngtrăm mạch mới với nhiều tính năng tác dụng mới

Với sự hướng dẫn của cô XXXXXX, xin được trình bày những hiểu biết về cáclinh kiện điện tử trong bài viết dưới đây

LỜI CẢM ƠN

Nhóm thực hiện xin chân thành cảm ơn khoa Điện – Điện tử trường Đại học Sưphạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh đã tạo điều kiện cho chúng em có cơ hội tiếpcận, học tập và tìm hiểu về môn Thực tập Điện tử cơ bản này

Nhóm thực hiện xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Cô Vũ Thị Ngọc Thu - người

đã cùng với tri thức và tâm huyết của mình trực tiếp giảng dạy và hướng dẫn, tạo mọiđiều kiện thuận lợi giúp đỡ chúng em trong quá trình thực tập và thực hiện đề tài mônhọc

Tuy đã cố gắng hết sức, song chắc chắc bài báo cáo không thể tránh khỏi một sốthiếu sót Nhóm thực hiện kính mong nhận được sự thông cảm và chỉ bảo của cô.Sau cùng, nhóm thực hiện xin kính chúc Cô thật dồi dào sức khỏe, niềm tin đểtiếp tục thực hiện sứ mệnh cao đẹp của mình là truyền đạt kiến thức cho thế hệ maisau

Chúng em xin chân thành cám ơn!

TP Hồ Chí Minh, ngày…tháng…năm 2018

Người viếtCác thành viên trong nhóm

Chương 1: ĐIỆN TRỞ (Resistor)

1 Khái niệm:

Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt

thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn

Giá trị điện trở được tính theo đơn vị Ohm (Ω), kΩ, MΩ, hoặc GΩ.), kΩ), kΩ, MΩ, hoặc GΩ., MΩ), kΩ, MΩ, hoặc GΩ., hoặc GΩ), kΩ, MΩ, hoặc GΩ

2 Kí hiệu của điện trở trong mạch điện: R

3 Cách đọc điện trở:

Cách đọc điện trở 4 vòng màu

- Có thể tính vòng số 3 là số con số không "0" thêm vào.

- Mầu nhũ chỉ có ở vòng sai số hoặc vòng số 3, nếu vòng số 3 là nhũ thì số mũ của

cơ số 10 là số âm

Cách đọc trị số điện trở 5 vòng mầu :

- Vòng số 5 là vòng cuối cùng , là vòng ghi sai số, trở 5 vòng mầu thì mầu sai số

có nhiều mầu, do đó gây khó khăn cho ta khi xác điịnh đâu là vòng cuối cùng, tuynhiên vòng cuối luôn có khoảng cách xa hơn một chút

- Đối diện vòng cuối là vòng số 1

- Tương tự cách đọc trị số của trở 4 vòng mầu nhưng ở đây vòng số 4 là bội số của

cơ số 10, vòng số 1, số 2, số 3 lần lượt là hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị

Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp, Ví dụ có một bóng đèn 9V, nhưng ta chỉ

có nguồn 12V, ta có thể đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V trên điện

trở

Đấu nối tiếp với bóng đèn một điện trở.

Như hình trên ta có thể tính được trị số và công xuất của điện trở cho phù

hợp như sau: Bóng đèn có điện áp 9V và công xuất 2W vậy dòng tiêu thụ là I =

P / U = (2 / 9 ) = Ampe đó cũng chính là dòng điện đi qua điện trở

- Vì nguồn là 12V, bóng đèn 9V nên cần sụt áp trên R là 3V vậy ta suy ra

điện trở cần tìm là R = U/ I = 3 / (2/9) = 27 / 2 = 13,5 Ω

- Công xuất tiêu thụ trên điện trở là : P = U.I = 3.(2/9) = 6/9 W vì vậy

ta phải dùng điện trở có công xuất P > 6/9 W

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

một điện áp cho trước điện áp cho trước

Cầu phân áp để lấy ra áp U1 tuỳ ý

Từ nguồn 12V ở trên thông qua cầu phân áp R1 và R2 ta lấy ra điện áp U1,

áp U1 phụ thuộc vào giá trị hai điện trở R1 và R2.theo công thức

U1 / U = R1 / (R1 + R2) => U1 = U.R1/(R1 + R2)

Thay đổi giá trị R1 hoặc R2 ta sẽ thu được điện áp U1 theo ý muốn

Chương 2: TỤ ĐIỆN (Capacitor)

1 Định nghĩa:

Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong cácmạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạchtruyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động

2 Cấu tạo tụ điện:

Cấu tạo của tụ điện gồm 2 bản cực đặt song song, ở giữ có 1 lớp cách điệngọi là điện môi Người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hóa chất làmchất điện môi và tụ điện củng được phân theo laoị theo tên gọi của các chất điệnmôi này như tụ giấy, tụ gốm, tụ hóa

Hình dạng của tụ điện trong thực tế

Tụ điện trong thực tế có nhiều hình dáng khác nhau với nhiều kích thước

từ to tới nhỏ, tùy vào mỗi loại điện áp và điện dung khác nhau nên có những

hình dạng khác nhau

Điện dung: là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên 2 bản cực của

tụ điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc và diện tích của bản cực, vật liệu

Trong đó C : là điện dung tụ điện, đơn vị là Fara (F), d là chiều dày của lớp

cách điện

S : là diện tích bản cực của tụ điện

Đơn vị điện dung của tụ : đơn vị là fara (F) , 1Fara là rất lớn do đó trong

thực tế người ta thường dùng các đơn vị như Microfara, nano fara (nF), pico fara

(pF)

*Tụ hóa ( là tụ có hình trụ ) trị số được ghi trực tiếp lên thân VD: 10

micro, 100 micro vv…

*Tụ giấy và tụ gốm (hình dẹt) trị số được kí hiệu trên thân bằng 3 số VD:

223K vv…Trong đó 3 số đầu kí hiệu cho giá trị, chữ J hoặc K ở cuối là kí hiệu

cho sai số

*Có một cách kí hiệu khác VD 01J, 22K, nếu kí hiệu như vậy thì lấy đơn

vị là micro

Kí hiệu: tụ điện có kí hiệu là C

(Capacitor)Trên các mạch điện tụ điện

có kí hiệu rất đơn giản và chúng ta có thể

* Với tụ hóa : giá trị điện dung của tụ hóa được ghi trực tiếp lên thân tụ

=> Tụ hóa là tụ có phân cực (-), (+) và luôn có hình trụ Trên thân có ghi dấu (-), dọc theo thân tụ là cực âm của tụ hóa

Tụ hóa ghi điện dung là 185 μF / 320 V Các tụ F / 320 V Các tụ

Ví dụ: tụ gốm bên phải hình ảnh trên ghi 474K nghĩa là giá trị =

47x10^4 = 470000p ( lấy đơn vị là picô Fara) =470 nF

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

44

Chương 3: CUỘN CẢM(Inductor)

1 Cấu tạo của cuộn cảm.

Cuộn cảm gồm một số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn được sơnemay cách điện, lõi cuộn dây có thể là không khí, hoặc là vật liệu dẫn từ như Ferrite hay lõi thép kỹ thuật

Cuộn dây lõi không khí Cuộn dây lõi Ferit

Ký hiệu cuộn dây trên sơ đồ : L1 là cuộn dây lõi không khí, L2 là cuộn

dây lõi ferit, L3 là cuộn dây có lõi chỉnh, L4 là cuộn dây lõi thép kỹ thuật

2 Các đại lượng đặc trưng của cuộn cảm

*Hệ số tự cảm ( định luật Faraday)

*Hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng cho sức điện động cảm ứng của

cuộn dây khi có dòng điện biến thiên chạy qua

L = ( µr.4.3,14.n2.S.10-7 ) / l

o L : là hệ số tự cảm của cuôn dây, đơn vị là Henrry (H)

o n : là số vòng dây của cuộn dây

o l : là chiều dài của cuộn dây tính bằng mét (m)

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

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

*Cảm kháng

Cảm kháng của cuộn dây là đại lượng đặc trưng cho sự cản trở dòng điện

của cuộn dây đối với dòng điện xoay chiều

ZL = 2.3,14.f.L

o Trong đó : ZL là cảm kháng, đơn vị là Ω

o f : là tần số đơn vị là Hz

o L : là hệ số tự cảm , đơn vị là Henry

Thí nghiệm về cảm kháng của cuộn dây với dòng

điện xoay chiều

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 qua cuộn dây mạnh nhất ( Vì ZL = 0 ) => do đó bóng đèn sáng nhất, khi K2 đóng dòng điện xoay chỉều 50Hz đi qua cuộn dây yếy hơn ( do ZL tăng ) => bóng đèn sáng yếu đi, khi K3 đóng , dòng điện xoay chiều 200Hz đi qua 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 càngcao thì đi qua cuộn dây càng khó, dòng điện một chiều có tần số f = 0 Hz vì vậy vớidòng một chiều cuộn dây có cảm kháng ZL = 0

3 Điện trở thuần của cuộn dây

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

Tính chất nạp , xả của cuộn cảm

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 kháng chống lại dòng điện tăng đột ngột ) vì vậy bóng đèn sáng từ

từ, khi K1 vừa ngắt và K2 đóng , năng lương nạp trong cuộn dây tạo thành điện ápcảm ứng phóng ngược lại qua bóng đèn làm bóng đèn loé sáng => đó là hiên tượngcuộn dây xả điện

5 Ứng dụng của cuộn dây

Loa là một ứng dụng của cuộn dây và từ trường

Loa 4Ω - 20W ( Speaker )W ( Speaker )

Cấu tạo của loa : Loa gồm một nam châm hình trụ có hai cực lồng vào nhau ,

cực N ở giữa và cực S ở xung quanh, giữa hai cực tạo thành một khe từ có từ trườngkhá mạnh, một cuôn dây được gắn với màng loa và được đặt trong khe từ, màngloa được đỡ bằng gân cao su mềm giúp cho màng loa có thể dễ dàng dao động ravào

Hoạt động : Khi ta cho dòng điện âm tần ( điện xoay chiều từ 20 Hz =>

20.000Hz ) chạy qua cuộn dây, cuộn dây tạo ra từ trường biến thiên và bị từ trường

cố định của nam châm đẩy ra, đẩy vào làm cuộn dây dao động => màng loa daođộng theo và phát ra âm thanh

Chú ý : Tuyệt đối ta không được đưa dòng điện một chiều vào loa , vì dòng

điện một chiều chỉ tạo ra từ trường cố định và cuộn dây của loa chỉ lệch về mộthướng rồi dừng lại, khi đó dòng một chiều qua cuộn dây tăng mạnh ( do không cóđiện áp cảm ứng theo chiều ngược lai ) vì vậy cuộn dây sẽ bị cháy

* Micro

Thực chất cấu tạo Micro là một chiếc loa thu nhỏ, về cấu tạo Micro giống loanhưng Micro có số vòng quấn trên cuộn dây lớn hơn loa rất nhiều vì vậy trở khángcủa cuộn dây micro là rất lớn khoảng 600Ω ( trở kháng loa từ 4Ω - 16Ω ) ngoài ramàng micro cũng được cấu tạo rất mỏng để dễ dàng dao động khi có âm thanh tácđộng vào Loa là thiết bị để chuyển dòng điện thành âm thanh còn micro thì ngượclại , Micro đổi âm thanh thành dòng điện âm tần

Chương 4: LED(Light-Emitting-Diode)

1 Khái niệm:

Là linh kiện bán dẫn quang có khả năng phát ra ánh sáng khi có hiện tượng táihợp xảy ra trong chuyển tiếp P-N

Điện áp phân cực thuận UD: 1,6-3V; điện áp phân cực ngược: 3-5V, dòng ID

khoảng vài chục mA

Tùy theo mức năng lượng giải phóng cao hay thấp mà bước sóng ánh sángphát ra khác nhau (tức màu sắc của LED sẽ khác nhau) Mức năng lượng (và màusắc của LED) hoàn toàn phụ thuộc vào cấu trúc năng lượng của các nguyên tử chấtbán dẫn

khoảng 1,5 đến 3V Nhưng điện thế phân cực nghịch ở LED thì không cao Do đó,LED rất dễ bị hư hỏng do điện thế ngược gây ra.

 LED (Light-Emitting-Diode) có nghĩa là diode phát sáng

 Đèn LED là loại đèn mới nhất bổ sung vào danh sách các nguồn sáng sử

dụng năng lượng hiệu quả

 Đèn LED đã được sử dụng trong nhiều ứng dụng chiếu sáng, bao gồm biển

báo lối thoát, đèn tín hiệu giao thông, đèn dưới tủ, và nhiều ứng dụng

trang trí khác

a) Cấu tạo và nguyên lý chiếu sáng của đèn led:

Để tạo ra một sản phẩm đèn LED, về cơ bản cần có các yếu tố và thành phần

như sau:

Việc thiết kế một sản phẩm đèn LED hoàn thiện đòi hỏi kiến thức chuyên sâu,

am hiểu trong công nghệ đèn LED, lĩnh vực giải nhiệt và đặc điểm của các loại

nguyên vật liệu Thiết kế quyết định 80% tuổi thọ và chất lượng của đèn LED nên

việc thiết kế được thực hiện bởi các chuyên gia có kinh nghiệm Các thiết kế phải

được thử nghiệm kiểm chứng theo phương pháp thử quy chuẩn để có được thiết kế

tối ưu nhất Sản phẩm của chúng tôi được thiết kế với tuổi thọ tối thiếu 30,000 hrs

Kí hiệu:

Đặc trưng quang của LED:

+ Hiệu suất phát sáng (Luminous Efficacy) (lm/W)

+ Góc phát sáng (2θ½).)

+ Cường độ sáng (Luminous Intensity) (mcd)

+ Quang thông hoặc độ rọi (Luminous Flux) (lm)

+ Băng rộng phổ phát sáng (nm)

+ Nhiệt độ màu (Color Temperatures) (K), toạ độ màu (X,Y).

a) Hoạt động của LED: dựa trên

công nghệ bán dẫn Trong khối diode bán dẫn,

electron chuyển từ trạng thái có mức năng lượng

cao xuống trạng thái có mức năng lượng thấp

hơn và sự chênh lệch năng lượng này được phát

xạ thành những dạng ánh sáng khác nhau Màu

sắc của LED phát ra phụ thuộc vào hợp chất bán

dẫn và đặc trưng bởi bước sóng của ánh sáng

được phát ra

Để có màu sáng khác nhau, người ta sẽ đưa thêm một số tạp chất khác nhauvào hoặc là trong lớp "nhựa" cho thêm các chất huỳnh quang màu sắc của ánh sángđó

LED hay còn gọi là diot chiếu sáng (diot: hai điện cực) Đúng như tên gọi,công nghệ LED là công nghệ chiếu sáng bằng hai điện cực với hỗ trợ của các loạivật liệu bán dẫn và công nghệ nano

Quy trình chế tạo đèn LED trải qua hai giai đoạn chính là chế tạo tim đèntrước rồi gắn với hai điện cực tạo thành bóng đèn Hai điện cực này có độ dàikhác nhau, chân dài là anod (điện cực dương), ngắn hơn là catod (điện cựcâm)

b) Ưu điểm:

Hiệu quả: LED có hiệu suất phát sáng cao hơn bóng sợi đốt.

Kích thước: Kích thước của bóng Led rất nhỏ vì vậy có thể bố trí dễ dàng trên

mạch in, tiêu hao điện năng ít, có thể nối tiếp các LED thành các dải đèn dài hoặcthành từng cụm

Màu sắc: Led có thể phát ra màu sắc như ý muốn mà không cần bộ lọc màu như

phương pháp truyền thống

Thời gian bật tắt nhanh: Led có thời gian bật tắt rất nhanh kể từ lúc có tác

động tính bằng micro giây Điều này rất quan trọng trong thông tin liên lạc và trong

lĩnh vực có yêu cầu thời gian đáp ứng nhanh.

Độ sáng tối: Led có thể dễ dàng điều khiển độ sáng tối bằng phương pháp điều

chỉnh chế độ rộng xung hoăc tăng giảm dòng điện tác dụng

Tuổi thọ đèn cao:Nguồn làm việc thấp và công suất nhỏ nên ít tiêu hao năng

lượng, ít bị lão hóa vật liệu, do đó mà Led có tuổi thọ cao Đây là ưu điểm lớn nhấtcủa đèn Led, tuổi thọ của đèn vào khoảng 35000 - 50000 h lớn hơn nhiều lần đènhuỳnh quang và đèn sợi đốt

Độ bền cao: Led được làm từ vật liệu bán dẫn nên rất khó bị phá hủy bởi sự va đập.

An toàn: Led không gây độc hại và thân thiên với môi trường Không sử dụng

thuỷ ngân - nguyên nhân chính của việc ô nhiễm môi trường

d) Đặc tuyến volt-ampe của Led:

Chương 5: LED 7 ĐOẠN

1 Giải mã BCD sang led 7 đoạn

Một dạng mạch giải mã

rất hay sử dụng trong hiển

thị led 7 đoạn đó là mạch

giải mã BCD sang led 7

đoạn Mạch khi này phải cho

ra tổ hợp có nhiều ngõ ra lên

cao xuống thấp hơn (tuỳ loại

đèn led anode chung hay

Trong các thiết bị, để báo trạng thái hoạt động của thiết bị đó cho người sử dụng

với thông số chỉ là các dãy số đơn thuần, thường người ta sử dụng "led 7 đoạn".

Led 7 đoạn được sử dụng khi các dãy số không đòi hỏi quá phức tạp, chỉ cần hiệnthị số là đủ, chẳng hạn led 7 đoạn được dùng để hiển thị nhiệt độ phòng, trong cácđồng hồ treo tường bằng điện tử, hiển thị số lượng sản phẩm được kiểm tra sau một

Led 7 đoạn có cấu tạo bao gồm 7 led đơn có dạng thanh xếp theo hình và

có thêm một led đơn hình tròn nhỏ thể hiện dấu chấm tròn ở góc dưới, bên phải củaled 7 đoạn 8 led đơn trên led 7 đoạn có Anode(cực +) hoặc Cathode(cực -) đượcnối chung với nhau vào một điểm, được đưa chân ra ngoài để kết nối với mạch điện

8 cực còn lại trên mỗi led đơn được đưa thành 8 chân riêng, cũng được đưa ra ngoài

để kết nối với mạch điện Nếu led 7 đoạn có Anode(cực +) chung, đầu chungnày được nối với +Vcc, các chân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của

các led đơn, led chỉ sáng khi tín hiệu đặt vào các chân này ở mức 0 Nếu led 7 đoạn

có Cathode(cực -) chung, đầu chung này được nối xuống Ground (hay Mass), cácchân còn lại dùng để điều khiển trạng thái sáng tắt của các led đơn, led chỉ sáng khitín hiệu đặt vào các chân này ở mức 1

Các điện trở 330Ω), kΩ, MΩ, hoặc GΩ là các điện trở bên ngoài được kết nối để giới hạn dòng

điện qua led nếu led 7 đoạn được nối với nguồn 5V

Chân nhận tín hiệu a điều khiển led a sáng tắt, ngõ vào b để điều khiển led b Tương

tự với các chân và các led còn lại

Bạn xem cách cho hiện hình các con số thập phân 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9 trên đèn

số Led mã 7 đoạn

Bạn thấy có 7 Led tạo ra hình chữ nhật 日, và mỗi Led được đặt tên là a, b, c, d, e, f, g,việc tắt mở các Led này sẽ làm hiện ra các con số:

* Để hiện ra số 0, chúng ta tắt Led g.

* Để hiện ra số 1, chúng ta cho sáng Led b và Led c

* Để hiện ra số 2, chúng ta cho sáng các Led, a, b, g, e, d

* Để hiện ra số 3, chúng ta cho tắt các Led, e, f

* Để hiện ra số 4, chúng ta cho sáng các Led, f, g, b, c

* Để hiện ra số 5, chúng ta cho tắt các Led, b, e

* Để cho hiện ra số 6, chúng ta cho tắt Led b, hay tắt Led a, Led b

* Để cho hiện ra số 7, chúng ta cho sáng các Led, a, b, c

* Để cho hiện ra số 8, chúng ta cho sáng cả 7 Led

* Để cho hiện ra số 9, chúng ta tắt Led e, hay tắt Led d và Led e

Chương 6: DIODE

1 Tiếp giáp P - N và Cấu tạo của Diode bán dẫn.

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 khuyếch tán sang vùng bán dẫn P

để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion

này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn

Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N

và cũng chính là cấu tạocủa Diode bán dẫn

Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn

2 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 hai cực đạt 0,6V (với Diode loại

Si) hoặc 0,2V (với Diode loại Ge) thì diện tích miền cách điện giảm bằng không =>

Diode bắt đầu dẫn điện Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua Diode tăng

nhanh nhưng chênh 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

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 Diode tăng nhanh

nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị

0,6V

3 Phân cực ngược cho Diode.

Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt (bán dẫn N),

nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách

điện càng rộng ra và ngăn cản dòng điện đi qua mối tiếp 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 ngược > = 1000V

4 Đặc tính giá trị của diode

Đặc tuyến vôn-ampe của điốt bán dẫn

Đặc tuyến vôn- ampe của điốt biểu thị mối quan hệ giữa dòng điện qua điốt với điện ápđặt giữa hai chân cực anốt và catốt (UAK) Đây chính là đặc tuyến vôn-ampe của lớp tiếpxúc P-N, do vậy dòng điện chạy qua điôt được tính theo công thức sau:

Đặc tuyến V-A của điốt bán dẫn

Phần thuận của đặc tuyến (khi UAK > 0):

Khi điốt được phân cức thuận thì dòng điện thuận tăng rất nhanh Ta phải chú ý đến giá trịdòng điện thuận cực đại Ithuận max, điôt không được làm việc với dòng điện cao hơn trị

số này

Khi UAK >0 nhưng trị số nhỏ thì dòng điện thuận quá nhỏ nên đi ốt chưa được coi làphân cực thuận Chỉ khi điện áp thuận UAK ≥ UD thì đi ốt mới được tính là phân cựcthuận và điốt mới dẫn điện Điện áp UD được gọi là điện áp thuận ngưỡng của điôt KhiUAK = UD thì dòng điện thuận có trị số bằng khoảng 0,1Ith.max và khi UAK > UD thìdòng điện thuận tăng nhanh và tăng gần như tuyến tính với điện áp UD có giá trị bằng(0,1 ÷ 0,3)V đối với điốt gecmani và bằng (0,4 ÷ 0,8)V đối với điốt silic.

Điện trở một chiều hay còn gọi là điện trở tĩnh: R0

Là điện trở của điôt khi làm việc ở chế độ nguồn một chiều hoặc tại chế độ tĩnh:

Ta thấy rằng tại một điểm làm việc thì R0 > Ri (vì có góc θ2 > θ1)

Ta thấy rằng tại một điểm làm việc thì R > R (vì có góc θ > θ )

5 Phương pháp đo kiểm tra Diode

Đo kiểm tra Diode

Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω , 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 không lên là => Diode tốt

 Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập

 Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt

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

6 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 xoay chiều thành một chiều, các mạch tách

sóng, mạch gim áp phân cực cho transistor hoạt động trong

mạch chỉnh lưu Diode có thể được tích hợp thành Diode cầu

có dạng như hình vẽ

Diode cầu trong mạch chỉnh lưu điện xoay chiều

6 Các loại diode:

a) Diode zener:

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

bán dẫn P - N ghép với nhau, Diode Zener được ứng dụng trong chế độ phân cực

ngược, khi phân cực thuận Diode zener như diode thường nhưng khi phân cực

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

Hình dáng Diode Zener ( Dz )

Ký hiệu,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 trở hạn 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 khoảng 30mA

Thông thường người ta sử dụng nguồn U1 > 1,5 => 2 lần Dz và lắp trở hạn

dòng R1 sao cho dòng ngược lớn 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

Đặc tuyến của diode zener:

a) 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 sáng chiếu 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

b) 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

khoảng 1,7

=> 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến

20mA Led được sử dụng để làm đèn báo

nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có

điện vv

c) 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 ngược đặt vào Diode

Ứng dụng của Diode biến dung Varicap ( VD )trong mạch cộng hưởng.Ở hình trênkhi ta chỉnh triết áp VR, điện áp ngược đặt vào Diode Varicap thay đổi , điện dung củadiode thay 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 điềuchỉnh tần số cộng hưởng bằng điện áp

d) Diode xung

Trong các bộ nguồn xung thì ở đầu ra của biến áp xung , ta phải dùng Diode

xung để chỉnh lưu diode xung là diode làm việc ở tần số cao khoảng vài chục KHz,

diode nắn điện thông thường không thể thay thế vào vị trí diode xung được, nhưngngựơc lại diode xung có thể thay thế cho vị trí diode thường, diode xung có giáthành 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 xung thường có vòng dánh dấu đứt nét hoặc đánh dấu

bằng hai vòng

e) Diode tách sóng.

Là loại Diode nhỏ vở bằng thuỷ tinh và còn gọi là diode tiếp điểm vì mặt tiếpxúc giữa hai chất bán dẫn P - N tại một điểm để tránh điện dung ký sinh, diode táchsóng thường dùng trong các mạch cao tần dùng để tách sóng tín hiệu

f) Diode nắn điện.

Là Diode tiếp mặt dùng để nắn điện trong các bộ chỉnh lưu nguồn AC

50Hz, Diode này thường có 3 loại là 1A, 2A và 5A

Chương 7: CÁC CỔNG LOGIC

1 Khái niệm:

Logic là một kiểu luận lý, là một kiểu lập luận cho thấy mối quan hệ tất yếu giữa cácnguyên nhân đưa đến một kết quả xác định Logic đơn giản nhất là đóng khóa điện thìbóng đèn sáng, hở khóa điện thì bóng đèn tắt Mở 2 mắt thì thấy đường, nhắm một mắtcũng còn thấy đường, chỉ khi nhắm cả 2 mắt thì mới không thấy đường Trong mạch điện

có 3 logic cơ bản, đó là: Logic AND, logic OR và logic NOT

Logic AND có thể diễn tả theo mô hình các khóa điện cho mắc nối tiếp Logic AND

có thể phát biểu như sau: Có 4 khóa điện ḿăc nối tiếp, chỉ khi cả 4 khóa điện cùng đóngkín bóng đèn mới sáng và chỉ cần một khóa điện hở là đèn sẽ tắt

Logic OR có thể diễn tả theo mô hình các khóa điện cho mắc song song Logic OR

có thể phát biểu như sau: Có 4 khóa điện mắc song song, chỉ khi cả 4 khóa điện đều hởlúc đó đèn mới tắt, chỉ cần một khóa điện đóng kín là đèn sẽ sáng

Logic NOT có thể diển tả theo mô hình khóa điện mắc song song với bóng đèn.Logic NOT có thể phát biểu như sau: Khi khóa đèn hở thì đèn sẽ sáng và khi khóa điệnđóng kín thì đèn mất áp và sẽ tắt

Bạn biết chỉ cần có 3 dạng logic đơn giản này mà người ta đã tạo ra một vương quốc

kỹ thuật số, với biết bao thành tựu không thể tưởng tượng nỗi

Bảng chân giá cho thấy: chỉ khi các ngả vào đều ở bit 1 thì ngả ra mới ở bit 1, chỉcần một ngả vào ở bit 0 thì ngả ra sẽ ở bit 0 Trong mạch điện, bit 0 ứng với mức volt thấp

và bit 1 ứng với mức volt cao

Hình vẽ sau cho thấy ký hiệu của 2 cổng logic cơ bản là NOT và AND, và khi kếthợp 2 cổng logic này chúng ta có thể tạo ra một cổng logic rất hữu dụng khác là logicNAND Sau này người ta dùng logic NAND làm logic nền, vì nó dễ chế tạo, giá thànhthấp, do đó người ta dùng sự kết hợp của các cổng logic NAND để tạo ra các kiểu dạnglogic thông dụng khác

Từ các cổng Logic cơ bản trên, người ta còn tạo ra các cổng Logic thông dụng khác Đó

là Logic NOR, Logic Ex-OR hay Dị-OR

Từ bảng chân trị của cổng logic Dị-OR, chúng ta thấy: Chỉ khi 2 ngả vào ở trạngthái bit khác nhau luć đó ngả ra mới là bit 1, khi 2 ngả vào ở trạng thái bit giống nhau thìngả ra là bit 0

Thêm tầng đảo ở ngả ra của cổng Dị-OR, chúng ta có cổng Dị-NOR, phát biểu củacổng Dị-NOR ngược lại với cổng Dị-OR

Dưới đây là bảng chân giá của các kiểu cổng logic cơ bản Bảng dùng cho kiểu cổng

3 ngả vào và kiểu cổng 2 ngả vào

Các cổng logic kết hợp

Đây là cổng logic AND có 2 ngả vào, trước đó trên một ngả vào, tín hiệu đã cho quatầng đảo Kết quả ngả ra của cổng logic kết hợp này cho thấy ở bảng chân giá Chúng tathấy: Chỉ khi ngả vào A ở bit 1 và ngả vào B ở bit 0 thì ngả ra mới ở bit 1