giáo trình điện tử cơ bản

Cuốn giáo trình này giới thiệu và phân tích các linh kiện điện tử cơ bản như R, L, C, Diode, Transistor, Thysistor, Triac, Diac, IC555, LM78xx. Mỗi một bài giảng trong cuốn giáo trình đều có các hình ảnh thực tế, các bài luyện tập. Chương cuối của cuốn giáo trình còn giới thiệu các dụng cụ hàn và tháo hàn cũng như các phương pháp hàn.

Trang 1

MỤC LỤC

LỜI NÓI ĐẦU 1

GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN 2

CHƯƠNG 1: ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ 4

BÀI 1: ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ 4

1.1 HỆ DO LƯỜNG QUỐC TẾ (SI) 4

1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN 6

1.2.1 Điện tích (Q) 6

1.2.2 Dòng điện (I) 6

1.2.3 Điện áp (U) 6

1.2.4 Suất điện động (E) 6

1.2.5 Điện trở, điện trở xuất, điện dẫn 6

1.2.6 Điện dung (C) 7

1.2.7 Điện cảm (L) 7

1.2.8 Công suất của thiết bị điện 7

1.2.9 Chu kỳ (T) 8

1.2.10 Độ rộng xung (vuông) 8

1.2.11 Tần số 9

1.3 BÀI TẬP THỰC HÀNH 9

BÀI 2: ĐO LƯỜNG VÀ CÁC SAI SỐ TRONG ĐO LƯỜNG 10

2.1 ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ 10

2.1.1 Định nghĩa 10

2.1.2 Thông số của thiết bị đo lường điện tử 11

2.1.2.1 Độ chính xác 11

2.1.2.2 Độ phân giải 11

2.1.2.3 Độ nhạy 12

2.1.3 Giới hạn của thiết bị đo 12

2.1.3.1 Giới hạn về thang đo 12

Trang 2

2.1.3.2 Độ mở rộng thang đo 12

2.1.3.3 Giới hạn về công suất 13

2.1.3.4 Giới hạn về tần số 13

2.1.3.5 Giới hạn về trở kháng 13

2.2 SAI SỐ 13

2.2.1 Nguyên nhân gây sai số 13

2.2.1.1 Khách quan 13

2.2.1.2 Chủ quan 13

2.2.2 Sai số tuyệt đối và sai số tương đối 14

2.2.1.1 Sai số tuyệt đối X 14

2.2.1.2 Sai số tương đối X 14

BÀI 3: CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ 15

3.1 ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG 15

3.1.1 Đồng hồ vạn năng hiển thị kim 15

3.1.1.1 Cấu tạo chức năng 15

3.1.1.2 Cách sử dụng 16

3.3.2 Đồng hồ vạn năng hiển thị số 20

3.2 MÁY HIỆN SÓNG (OSCILLOSCOPE) 22

3.2.1 Chức năng của các nút điều chỉnh trên MHS 23

3.2.2 Cách thức vận hành 24

3.3 THỰC HÀNH 25

BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP ĐO DÕNG ĐIỆN, ĐIỆN ÁP 26

4.1 PHƯƠNG PHÁP ĐO DÕNG ĐIỆN 26

4.2 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN ÁP 28

4.3 BÀI TẬP CHƯƠNG 1 29

CHƯƠNG 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 31

BAI 1: ĐIỆN TRỞ 31

1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỆN TRỞ 31

1.2 ĐỊNH LUẬT OHM 33

Trang 3

1.3 CÁC THAM SỐ KỸ THUẬT ĐẶC TRƢNG CỦA ĐIỆN TRỞ 33

1.3.1 Trị số điện trở và dung sai 33

1.3.2 Công suất của điện trở: 34

1.3.3 Hệ số nhiệt của điện trở 35

1.4 CÁCH GHÉP NỐI ĐIỆN TRỞ 36

1.4.1 Ghép nối tiếp 37

1.4.2 Ghép song song 37

1.4.3 Ghép hỗn hợp 38

1.5 CÁC LOẠI ĐIỆN TRỞ VÀ CÔNG DỤNG 38

1.5.1 Các loại biến trở (gọi chung là chiết áp): 38

1.5.1.1 Chiết áp có nút vặn 38

1.5.1.2 Chiết áp vi chỉnh 39

1.5.2 Điện trở nhiệt 39

1.5.3 Điện trở ổn áp (VDR: Voltage Dependenter Resistor) 39

1.5.4 Quang trở LDR (Light Dempendent Resistor) 40

1.5.5 Điện trở cầu chì (Fusistor) 40

1.5.6 Điện trở khối (Mạng điện trở – Resistor network) 40

1.6 ỨNG DỤNG CỦA DIỆN TRỞ 41

1.6.1 Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp 41

1.6.2 Mắc điện trở thành cầu phân áp 41

1.6.3 Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động 42

1.6.4 Tham gia vào các mạch tạo dao động 42

1.7 CÁCH ĐỌC TRỊ SỐ ĐIỆN TRỞ VÕNG MÀU 43

1.7.1 Bảng quy ƣớc vòng màu 43

1.7.2 Cách đọc điện trở vòng màu 44

1.8 CÁCH ĐỌC TRỊ SỐ ĐIỆN TRỞ QUY ƢỚC BẰNG SỐ 45

1.9 CÁCH ĐO ĐIỆN TRỞ 46

BAI 2: TỤ DIỆN 50

2.1 KHÁI NIỆM VÀ CÔNG DỤNG 50

Trang 4

2.2 CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI 50

2.2.1 Cấu tạo 50

2.2.2 Phân loại 51

2.2.2.1 Tụ hóa 51

2.2.2.2 Tụ gốm 52

2.2.2.3 Tụ mica: 52

2.2.2.4 Tụ tantalum: 52

2.2.2.5 Tụ xoay 53

2.2.2.6 Tụ vi chỉnh 53

2.3 CÁC THAM SỐ CƠ BẢN CỦA TỤ 54

2.3.1 Trị số điện dung và dung sai 54

2.3.2 Dung kháng của tụ điện 54

2.3.3 Điện áp làm việc (Ulv) 55

2.4 CÁCH XÁC ĐỊNH THAM SỐ CỦA TỤ ĐIỆN 55

2.5 CÁCH GHÉP NỐI TỤ ĐIỆN 57

2.6 CÁC SAI HỎNG THƯỜNG GẶP Ở TỤ ĐIỆN VÀ CÁCH ĐO KIỂM 58

2.6.1 Các sai hỏng thường gặp 58

2.6.2 Cách kiểm tra tụ điện trong mạch điện 58

BÀI 3: CUỘN CẢM 61

3.1 KHÁI NIỆM VÀ KÝ HIỆU 61

3.2 CÁC ĐẠI LƯỢNG ĐẶC TRƯNG CỦA CUỘN DÂY 62

3.2.1 Hệ số tự cảm (định luật Faraday) 62

3.2.2 Trở kháng của cuộn dây 62

3.2.3 Điện trở thuần của cuộn dây 62

3.2.4 Tính chất nạp, xả của cuộn cảm 63

3.2.5 Tần số làm việc giới hạn của cuộn dây 63

Trang 5

3.3 CÁC CÁCH GHÉP CUỘN DÂY 63

3.3.3 Đo kiểm cuộn dây bằng VOM 64

3.3.4 Các ứng dụng của cuộn dây 64

BÀI 4: DIODE 67

4.1 CHẤT BÁN DẪN 67

4.1.1 Chất bán dẫn loại N 68

4.1.2 Chất bán dẫn loại P 68

4.2 TIẾP GIÁP P - N 68

4.2.1 Dòng điện trong nối P – N khi được phân cực 69

4.2.1.1 Mối nối P – N được phân cực thuận 69

4.2.1.2 Mối nối P – N phân cực ngược 70

4.2.2 Đặc tuyến volt – ampe của mối nối P – N 71

4.3 DIODE 72

4.3.1 Cấu tạo và ký hiệu 72

4.3.1.1 Cấu tạo 72

4.3.1.2 Ký hiêu 72

4.3.1.3 Hình dạng thực tế của một số loại diode: 73

4.3.2 Phân cực cho Diode 73

4.3.2.1 Phân cực thuận 73

4.3.2.2 Phân cực ngược 73

4.3.3 Đặc tuyến Volt – ampe của diode 74

4.3.4 Phương pháp đo kiểm diode 76

4.3.5 Phân loại và ứng dụng 76

4.3.5.1 Diode chỉnh lưu (nắn điện – Rectifier) 76

4.3.5.2 Diode ổn áp (zener) 77

4.3.5.3 Diode thu quang 78

4.3.5.4 Diode Phát quang (Light Emiting Diode: LED) 78

Trang 6

4.3.5.5 Diode Varicap ( Diode biến dung) 79

4.3.5.6 Diode xung 79

4.3.5.7 Diode tách sóng 80

4.3.5.8 LED 7 thanh 80

BAI 6: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC (BJT) 87

6.1 GIỚI THIỆU CHUNG 87

6.2 CẤU TẠO VÀ KÝ HIỆU BJT 88

6.3 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG CỦA BJT 89

6.4 KÝ HIỆU TRÊN THÂN BJT 90

6.5 CÁCH XÁC DDỊNH CHÂN CỦA BJT 91

6.6 PHƯƠNG PHÁP KIỂM TRA BJT 91

6.7 PHÂN CỰC CHO BJT 92

6.7.1 Cấp điện cho Transistor ( Vcc - điện áp cung cấp ) 93

6.7.2 Định thiên (phân cực) cho Transistor 93

6.8 ỨNG DỤNG CỦA BJT 94

6.8.1 Mạch khuếch đại dòng 94

6.8.2 Khóa điện tử 94

6.8.3 Mạch cảm biến ánh sáng 95

6.8.4 Mạch ổn áp 95

6.8.5 Cổng logic 95

6.8.6 Mạch tạo dao động 97

6.9 CÁC CHẾ ĐỘ HOẠT ĐỘNG CỦA BJT 98

6.9.1 Chế độ bão hòa 98

6.9.2 Chế độ khuếch đại 99

BAI 7: MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HAI DÙNG BJT 102

7.1 GIỚI THIỆU 102

7.2 NGUYÊM TẮC HOẠT ĐỘNG 103

Trang 7

BAI 8: TRANSISTOR TRƯỜNG (FET) 107

8.1 PHÂN LOẠI, KÝ HIỆU FET 107

8.2 ƯU ĐIỂM VÀ NHƯỢC ĐIỂM CỦA FET SO VỚI BJT 107

8.2.1 Ưu điểm 107

8.2.2 Nhược điểm 108

8.3 SO SÁNH FET VA BJT 108

8.3.1 Giống nhau 108

8.3.2 Một số sự khác nhau 108

8.4 MOSFET KÊNH CẢM ỨNG (E-MOSFET) 108

8.4.1 Cấu tạo Mosfet kênh N 108

8.4.2 Nguyên lý hoạt Động 109

8.4.3 Kiểm tra Mosfet 110

8.4.4 Ứng dụng 111

BÀI 9: SCR, DIAC, TRIAC 112

9.1 SCR (THYSISTOR) 112

9.1.1 Công dụng 112

9.1.3 Đặc tuyến volt/ampe của SCR 113

9.1.4 Cách đo và kiểm tra SCR 113

9.2 DIAC 114

9.2.3 Đặc tuyến volt/ampe của DIAC 114

9.2.4 Cách đo kiểm DIAC 115

9.3 TRIAC 115

9.3.3 Đặc tuyến volt/ampe của TRIAC 116

9.3.4 Cách đo và kiểm tra TRIAC 117

Trang 8

BAI 10: VI MẠCH ỔN ÁP 119

10.1 GIỚI THIỆU 119

10.2 IC ỔN AP NGUỒN HỌ 78XX, 79XX 119

10.2 IC ỔN AP HỌ LMXXX 120

BAI 11: MẠCH TẠO XUNG VUÔNG DÙNG IC555 122

11.1 CẤU TẠO VA CHỨC NĂNG CHÂN CỦA IC555 122

11.1.1 Cấu tạo bên trong của IC555 122

11.1.2 Chức năng các chân của IC555 123

11.2 SƠ ĐỒ NGUYÊN LÝ 124

11.2.1 Chức năng của các linh kiện trong mạch 124

11.2.2 Nguyên lý hoạt động 124

11.3 CÁC MẠCH ỨNG DỤNG 126

11.3.1 Mạch dao động 126

11.3.2 Mạch tạo xung PWM dùng IC555 127

11.3.3 Mạch hẹn giờ 128

11.3.4 Mạch cảm biến ánh sáng 128

CHƯƠNG 3: KỸ THUẬT HAN MẠCH ĐIỆN TỬ 130

3.1 DỤNG CỤ HÀN VÀ THÁO HÀN 130

3.1.1 Máy hàn và mũi hàn 130

3.1.2 Thiếc hàn, kem thiếc 131

3.1.3 Dung dịch hàn 132

3.1.4 Panh, kìm 132

3.1.5 Kẹp mạch và kính núp 132

3.1.6 Que hút kinh kiện 133

3.1.7 Súng hút thiếc và dây hút thiếc 133

3.1.8 Băng dính chịu nhiệt 133

1.1.9 Máy khò 134

Trang 9

3.2 KỸ THUẬT HÀN GHÉP NỐI 135

3.2.1 Hàn đấu hai đầu dây 135

3.2.2 Mối hàn ghép song song 135

3.2.3 Mối hàn ghép vuông góc 135

3.3 KỸ THUẬT HÀN XUYÊN LỖ 135

3.3.1 Các bước thực hiện 135

3.3.2 Yêu cầu về mối hàn 136

3.3.3 Phương pháp kiểm tra mối hàn 136

3.3.3.1 Kiểm tra bằng mắt 136

3.3.3.2 Kiểm tra bằng đầu ngón tay 137

3.4 XỬ LÝ MẠCH SAU HÀN 137

TÀI LIỆU THAM KHẢO 139

Trang 10

1

LỜI NÓI ĐẦU

Điện tử cơ bản là môn học nghiên cứu cấu tạo, nguyên tắc làm việc cũng như những ứng dụng điển hình của các linh kiện điện tử cơ bản Đây được coi là một môn cơ sở quan trọng trước khi tiếp cận sâu hơn vào phần kỹ thuật điện tử Môn học trang bị kiến thức nền tảng để sinh viên tiếp thu kiến thức các môn học tiếp theo như Kỹ thuật mạch điện tử, kỹ thuật xung, điện tử nâng cao, v.v

Giáo trình Điện tử cơ bản được biên soạn với mục đích như trên và dựa trên các giáo trình và tài liệu tham khảo mới nhất hiện nay, được dùng làm tài liện tham khảo cho sinh viên chính quy các chuyên ngành: Điện tử công nghiệp, Kỹ thuật sửa chữa và lắp ráp máy tính, Kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí, Điện công nghiệp Ngoài ra, đây cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên ngành Cơ khí, Cơ điện tử, v.v… khi cần tìm hiểu sâu hơn về điện tử cơ bản

Nội dung giáo trình Điện tử cơ bản gồm:

Chương 1: ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ

Chương 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

Chương 3: KỸ THUẬT HÀN MẠCH ĐIỆN TỬ

Mặc dù đã được kiểm tra cẩn thận nhưng tài liệu chắc chắn còn có sai sót Nhóm tác giả xin gửi lời cảm ơn chân thành tới các đồng nghiệp trong bộ môn Điện tử công nghiệp đã đóng góp nhiều ý kiến quí báu cho tài liệu này

Để giáo trình được hoàn thiện hơn nữa, nhóm tác giả chúng tôi rất mong nhận được sự đóng góp của bạn đọc

Hà Nội, ngày … tháng … năm 2018

Các tác giả

Trang 11

2

GIỚI THIỆU VỀ MÔ ĐUN

Vị trí, ý nghĩa, vai trò của mô đun:

khi học tất cả các môn chuyên môn

 Vai trò: là mô đun cơ sở ngành, là cơ sở để tiếp cận sâu hơn về phần kỹ thuật điện tử

Mục tiêu của mô đun:

 Trình bày cấu tạo, ký hiệu, tính chất, ứng dụng các linh kiện thụ động

 Trình bày cấu tạo, ký hiệu Tính chất, ứng dụng các linh kiện bán dẫn, các cách mắc linh kiện trong mạch điện, cách xác định thông số kỹ thuật của linh kiện

 Trình bày cấu tạo một số mạch điện tử đơn giản ứng dụng linh kiện điện

tử và nguyên lý hoạt động của chúng

 Biết cách sử dụng các thiết bị đo, các thiết bị hàn

 Gọi tên các linh kiện trên sơ đồ mạch điện và thực tế Vẽ, phân tích các

sơ đồ mạch điện cơ bản ứng dụng linh kiện điện tử

 Sử dụng thành thạo các thiết bị đo để đo, kiểm tra các linh kiện điện tử, các thành phần của mạch điện, các tham số của mạch điện

 Hàn và tháo lắp thành thạo, đúng kỹ thuật các mạch điện tử

Trang 12

3

Yêu cầu về kiểm tra, đánh gía hoàn thành mô đun

 Phương pháp kiểm tra trắc nghiệm

 Phương pháp kiểm tra tự luận

 Phương pháp thực hành kiểm tra tại chỗ

 Thi kết thúc thực hành

YÊU CẦU VỀ VẬT TƯ, THIẾT BỊ

1 Trang thiết bị máy móc:

 Bảng , phấn bàn, ghế học tập

 Đồng hồ VOM kim và số, máy hiện sóng(oscilloscope), máy phát tín hiệu

 Mỏ hàn nhiệt, mỏ hàn xung, máy khò, hút thiếc

 Linh kiện điện tử, dây điện

 Bo hàn, thiếc, nhựa thông

Trang 13

4

CHƯƠNG 1: ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ

BÀI 1: ĐƠN VỊ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ

MỤC TIÊU CỦA BÀI:

Sau khi học xong bài này người học có khả năng:

điện tích, sức điện động, hiệu điện thế và điện áp, điện trở và điện dẫn, từ thông và cường độ từ thông, độ tự cảm, điện dung Trình bày được thang

đo tiền tố trong hệ SI

quả Giữ gìn vệ sinh công nghiệp

NỘI DUNG CHI TIẾT:

1.1 HỆ DO LƯỜNG QUỐC TẾ (SI)

Là hệ đo lường được sử dụng rộng rãi nhất Nó được sử dụng trong hoạt động kinh tế, thương mại, khoa học, giáo dục và công nghệ của phần lớn các nước trên thế giới ngoại trừ Mỹ, Liberia, Myanma

 Các đơn vị cơ sở: trong hệ SI có 7 đơn vị đo lường cơ bản, độc lập nhau

Tên Ký hiệu Đại lượng

Trang 15

6

1.2 MỘT SỐ KHÁI NIỆM CƠ BẢN

1.2.1 Điện tích (Q)

Điện tích được hiểu một cách đơn giản

nhất là "vật tích điện" Mọi vật đều trung hòa

về điện, khi cho hay nhận điện tử âm (e:

electron) sẽ trở thành điện tích

Khi vật nhận điện tử âm vật sẻ trở thành điện tích âm ()

Khi vật cho điện tử âm vật sẻ trở thành điện tích dương (+)

1.2.4 Suất điện động (E)

 ĐN: Sức điện động E là phần tử lý tưởng, có trị số bằng điện áp U đo giữa hai cực của nguồn khi hở mạch ngoài Chiều của sức điện động quy ước có chiều từ điểm có điện thế thấp đến điểm có điện thế cao (cực

âm tới cực dương)

Trang 16

 ĐN: Là đại lƣợng đặc trƣng cho khả năng cản trở dòng điện của mỗi chất

1.2.8 Công suất của thiết bị điện

Công suất truyền từ nguồn tới tải luôn tồn tại hai thành phần P và Q

Công suất tiêu thụ (P)

 ĐN: Là phần năng lƣợng điện đƣợc chuyển hóa sang các dạng năng lƣợng khác trong một giây Đặc trƣng cho khả năng sinh công hữu ích của thiết

bị

 Ký hiệu: P

C

L

Trang 17

 Ký hiệu: Q

 Đơn vị: var (volt amperes reactive)

 Công thức:

Công suất biểu kiến (S)

 ĐN: Là khái niệm trong ngành kỹ thuật điện dùng để chỉ sự cung ứng điện năng từ nguồn Công suất biểu kiến có thể xem nhƣ công suất tổng của thiết

 ĐN: Là khoảng thời gian ngắn nhất để

tín hiệu lặp lại trị số và chiều biến thiên

 Ký hiêu: T

 Đơn vị: s (giây)

 Công thức: T = 1/f

1.2.10 Độ rộng xung (vuông)

 ĐN: Là tỉ lệ giữa khoảng thời gian tồn

tại mức cao (Ton) của xung so với với chu

50% duty cycle

80% duty cycle

Trang 18

9

1.2.11 Tần số

 ĐN: Là số chu kỳ lặp lại của sự thay đổi tín hiệu trong một đơn vị thời gian

 Ký hiệu: f

 Đơn vị: Hz

 Công thức: f = 1/T

1.3 BÀI TẬP THỰC HÀNH

Bài 1: Sử dụng thang tiền tố SI để chuyển đổi một số đơn vị sau:

1) 1MHz = Hz

2) 500Hz = KHz

3) 0,05V = mV

4) 500KV = V

5) 10A = mA

6) 0,1mA = A

7) 22pF = F

8) 100nF = F

9) 1mH = H

10) 100H = mH

Bài 2: Một tải có điện trở R = 10K đấu vào nguồn điện một chiều có E = 100V Tính dòng điện I, điện áp U và công suất P của tải

Bài làm :

Trang 19

10

BÀI 2: ĐO LƯỜNG VÀ CÁC SAI SỐ TRONG ĐO

LƯỜNG

gây ra sai số, cách khắc phục và trình bày được các công thức tính sai số cơ bản trong đo lường

NỘI DUNG CHI TIẾT:

2.1 ĐO LƯỜNG DIỆN TỬ

2.1.1 Định nghĩa

Là phương pháp xác định trị số của một thông số nào đó ở một cấu kiện điện tử trong mạch điện tử hay thông số của hệ thống thiết bị điện tử Thiết bị điện tử dùng để xác định giá trị được gọi là “thiết bị đo điện tử”

Ví dụ như đồng hồ vạn năng dùng để đo giá trị điện trở, điện áp, dòng điện, v.v

Hay máy hiện sóng Oscilloscope để hiển thị dạng sóng, tần số, biên độ của tín hiệu, v.v…

Trang 20

11

Kết quả đo tùy thuộc vào giới hạn của thiết bị đo Các giới hạn đó sẽ làm cho giá trị đo được (giá trị biểu kiến) hơi khác so với giá trị đúng (giá trị tính toán theo thiết kế) Do vậy, để quy định hiệu suất của thiết bị đo cần phải có các định nghĩa về độ chính xác (accuracy), độ phân giải (resolution), độ nhạy (sensitivity)

và sai số (error)

2.1.2 Thông số của thiết bị đo lường điện tử

2.1.2.1 Độ chính xác

Độ chính xác chỉ mức độ gần

đúng mà giá trị đo được sẽ đạt so với

giá trị đúng của đại lượng cần đo

Ví dụ: Khi ta sử dụng đồng hồ

vạn năng số đo giá của điện trở 1K

như trong hình dưới đây và đọc được

kết quả là 0,981K, thì ta có thể nói

rằng giá trị đo được gần bằng với giá

trị đúng trong khoảng 1,9% Vậy độ

chính xác của thiết bị đo là 1,9%

Trong thực tế, giá trị 1,9% của

ví dụ trên là “độ không chính xác của phép đo” Nhưng dạng biểu diễn trên của độ chính xác đã trở thành chuẩn thông dụng và cũng được các nhà sản xuất thiết bị

đo dùng để quy đinh khả năng chính xác của thiết bị đo lường

2.1.2.2 Độ phân giải

Độ phân giải là sự thay đổi nhỏ nhất ở các giá trị

đo được mà một thiết bị đo có thể đáp ứng để cho một

số đo xác định Độ phân giải thường là vạch chia nhỏ nhất trên thang đo độ lệch

Ví dụ: Nếu một ampe kế như hình dưới đây có

50 vạch chia thì đối với thang đo từ 0  10A thì độ phân giải sẽ là 10A/50 = 200mA Có nghĩa là mỗi vạch chia tương ứng với 200mA

Trang 21

12

2.1.2.3 Độ nhạy

Độ nhạy là tỷ số của độ thay đổi nhỏ nhất ở đáp ứng ra của thiết bị đo theo

độ thay đổi nhỏ nhất ở đại lượng đầu vào Thông thường, độ nhạy của thiết bị số

sẽ nhạy hơn thiết bị tương tự

Ví dụ: Nếu độ lệch đầy tháng (fsd: full scale deflection) của một ampe kế

A là 10A, ampe kế B là 20A, thì ta nói ampe kế A nhay hơn so với ampe kế B

Độ nhạy được thể hiện cho volt kế dưới dạng Ohm/volt Một đồng hồ đo có fsd là 10A sẽ có điện trở 0,1 mắc nối tiếp để cho fsd ở mức 1V Trong khi đồng

hồ có fsd là 20A sẽ có điện trở 0,05 mắc nối tiếp để cho fsd ở mức 1V Vậy volt

kế 0,1/V có độ nhạy cao hơn so với volt kế 0,05/V

2.1.3 Giới hạn của thiết bị đo

2.1.3.1 Giới hạn về thang đo

 Mỗi thiết bị đo có khoảng đo lớn nhất về

một thông số cần đo

Ví dụ: Ampe kế ghi giá trị 20A thì độ lệch

cực đại của nó chỉ lên đến mốc 20A trên mặt

 Khoảng đo sẽ được chia thành các thang

đo nhỏ thích hợp

Ví dụ: Một volt kế có thể đo cao nhất là

30V chia thành 3 thang đo: 10V, 20V và 30V

2.1.3.2 Độ mở rộng thang đo

Là thuật ngữ được sử dụng chỉ sự chênh lệch giữa giá trị lớn nhất và giá trị nhỏ nhất của một thang đo

Trang 22

13

Ví dụ: Đồng hồ có mức nhỏ nhất là 10mA, lớn nhất là 100mA thì độ mở rộng than đo là 100mA – 10mA = 90mA

2.1.3.3 Giới hạn về công suất

Mỗi thiết bị đo đều có khả năng xử lý công suất lớn nhất nên công suất của tín hiệu vào không vượt quá giới hạn công suất đo Công suất vượt quá có thể làm hỏng thiết bị đo

2.1.3.4 Giới hạn về tần số

Phần lớn cơ cấu động ở đồng hồ đo tương tự có vai trò như một điện cảm mắc nối tiếp và do vậy sẽ suy giảm ở dải tần số cao

 Cơ cấu đo điện động: max 1000Hz

 Cơ cấu đo từ điện: max 10000Hz

 Millivoltmeter xoay chiều : một vài MHz

 Máy hiện sóng có thể sử dụng để đo các tín hiệu có tần số ở dải MHz, nhưng giá thành sẽ tăng khi cần độ rộng băng tần cao hơn

2.1.3.5 Giới hạn về trở kháng

Các thiết bị đo được dùng để đo các tín hiệu xoay chiều, có trở kháng ra phụ thuộc vào mạch ra của transistor được sử dụng Các thiết bị đo như volt kế và máy hiện sóng có trở kháng vào cao

2.2 SAI SỐ

2.2.1 Nguyên nhân gây sai số

2.2.1.1 Khách quan

 Do dụng cụ, thiết bị đo không chính xác

 Do đối tượng đo bị can nhiễu:

+ Để dây điện AC song song với đầu que đo

+ Đo ở nơi có các nguồn phát tia lửa điện (động cơ, rơ le )

2.2.1.2 Chủ quan

 Sử dụng dụng cụ, thiết bị đo chưa chính xác

 Phương pháp đo chưa đúng

 Thao tác đo chưa hợp lý

Trang 23

14

2.2.2 Sai số tuyệt đối và sai số tương đối

Là hiệu giữa đại lượng đo X và giá trị thực Xth:

X = |X – Xth|

Là tỉ số giữa sai đố tuyệt đối và giá trị thực tính bằng %:

Bài 2: Một tải có điện trở R = 10K đấu vào nguồn điện một chiều có E = 100V Biết điện áp đo được trên điện trở là 101V Tính điện áp UR theo lý thuyết

và sai số tương đối của phép đo

Trang 24

15

BÀI 3: CÁC THIẾT BỊ ĐO LƯỜNG ĐIỆN TỬ

được phương pháp sử dụng các thiết bị đo lường như: Đồng hồ vạn năng, máy hiện sóng

năng, máy hiện sóng

NỘI DUNG CHI TIẾT :

3.1 ĐỒNG HỒ VẠN NĂNG

3.1.1 Đồng hồ vạn năng hiển thị kim

3.1.1.1 Cấu tạo chức năng

Đồng hồ vạn văng (VOM – Volt OhmMeter) là thiết bị đo không thể thiếu đối với bất kỳ một kỹ thuật viên điện tử nào

Hình 3 -1: Cấu tạo chức năng của VOM hiển thị kim

Thang đo VDC

Thang đo VAC Thang đo I

Thang đo R Thang hiển thị giá trị R Thang hiển thị giá trị U, I

Trang 25

16

Màn hình hiển thị Núm xoay lựa chọn thang đo Núm xoay hiệu chỉnh lệch 0 của thang đo điện áp và dòng điện Núm xoay hiệu chỉnh lệch 0 của thang đo điện trở

Que đo Đồng hồ vạn năng chỉ thị kim có 4 chức năng chính là: đo Điện trở (R), đo điện áp một chiều (VDC), đo điện áp xoay chiều (VAC) và đo dòng điện (I)

Ưu điểm của đồng hồ này là đo nhanh, kiểm tra được nhiều loại linh kiện, thấy được sự phóng nạp của tụ điện Tuy nhiên loại đồng hồ này cũng có mặt hạn chế về độ chính xác, bị sụt áp khi đo dòng điện yếu, độ bền kém và dễ hư hỏng cơ cấu kim và mạch điện tử bên trong nếu sử dụng không đúng cách

3.1.1.2 Cách sử dụng

3.1.1.2.1 Cách đo điện áp xoay chiều (VAC)

 Khi đo điện áp AC, ta chuyển thang đo về các thang AC

 Chọn thang AC cao hơn điện áp cần đo một nấc vì nếu để thang thấp hơn điện áp cần đo thì đồng hồ báo kịch kim, còn nếu để thang quá cao thì kim báo thiếu chính xác Ví dụ: nếu muốn đo điện áp 120V thì ta phải để thang 300V

 Nếu để thang đo VDC mà đo vào nguồn AC thì kim đồng hồ không báo, nhưng đồng hồ không ảnh hưởng

Lưu ý: Tuyệt đối không để thang đo R hay thang đo I khi đo vào điện áp

AC  Nếu nhầm, đồng hồ sẽ bị hỏng ngày lập tức!

3.1.1.2.2 Cách đo điện áp một chiều (VDC)

 Khi đo điện áp DC, ta chuyển thang đo về thang DC

 Để thang đo cao hơn điện áp cần đo một nấc

 Khi đo ta đặt que đỏ vào cực dương (+) nguồn, que đen vào cực âm (-) nguồn

 Nếu để sang thang AC thì mặc dù đồng hồ không bị hỏng nhưng đồng hồ sẽ báo sai, thông thường giá trị báo sai cao cấp 2 lần giá trị thực của điện áp

DC

Trang 26

17

Lưu ý: Tuyệt đối không để nhầm đồng hồ đo VDC vào thang đo I hoặc

thang đo điện trở  Nếu nhầm, đồng hồ sẽ bị hỏng ngày lập tức!

Ví dụ: Đo điện áp rơi trên phần tử điện trở như trong mạch dưới đây Ta

mắc đồng hồ đo song song với tải cần đo Que đỏ đặt vào nơi có điện thế cao hơn, que đen đặt vào nơi có điện thế thấp hơn

Ví dụ: Để đo điện áp một chiều 6V thì ta sử dụng thang đo 12 của thang

VDC Giá trị đo được ta đọc ở thang có vạch chia max là 30 trên mặt hiển thị được giá trị là 15, khi đó:

Nếu ta đọc ở thang có vạch chia max là 12 thì sẽ được giá trị là 6, khi đó:

3.1.1.2.3 Cách đo dòng điện (I)

 Cách 1: Dùng thang đo dòng (đo trực tiếp)

Để đo dòng điện bằng đồ hồ vạn năng, ta mắc đồng hồ đo nối tiếp tới tải tiêu thụ và chú ý là chỉ đo được dòng điện nhỏ hơn giá trị thang đo cho phép

 Bước 1: Đặt đồng hồ vào thang đo dòng cao nhất

 Bước 2: Đặt que đồng hồ nối tiếp với tải, que đỏ ở vị trí dương, que đen ở

vị trí âm

+ Nếu kim lên thấp quá thì giảm thang đo

+ Nếu kim lên kịch kim thì tăng thang đo, nếu đã để ở thang cao nhất rồi thì đồng hồ không đo được dòng điện này

Trang 27

18

+ Chỉ số kim báo sẽ cho ta biết giá trị dòng điện này

 Cách 2: Dùng thang đo điện áp DC (đo gián tiếp)

Ta có thể đo dòng điện qua tải bằng cách đo sụt áp trên điện trở hạn dòng mắc nối tiếp với tải Ta sẽ tính đƣợc giá trị dòng điện thông qua định luật Ohm theo công thức sau :

 Đo kiểm tra giá trị của điện trở

 Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn dây dẫn

 Đo kiểm tra sự thông mạch của một đoạn mạch in

 Đo kiểm tra các cuộn dây biến áp có thông mạch không

 Đo kiểm tra sự phóng nạp của tụ điện

 Đo kiểm tra xem tụ có bị dò, bị chập không

 Đo kiểm tra trở kháng của một mạch điện

 Đo kiểm tra diode và bóng bán dẫn

Để sử dụng đƣợc các thang đo này đồng hồ phải đƣợc lắp 2 Pin tiểu 1,5V bên trong, để sử dụng các thang đo 1Kohm hoặc 10Kohm ta phải lắp Pin 9V

 Đo kiểm tra giá trị điện trở

Trang 28

19

Để đo kiểm tra giá trị điện trở ta thực hiện theo các bước sau đây:

 Bước 1: Nếu chưa biết giá trị điện trở thì ta cứ để đồng hồ ở thang đo lớn nhất là 1K, hoặc nếu đã biết thì lựa chọn thang phù hợp sau đó chập hai que đo lại với nhau và sử dụng núm hiệu chỉnh lệch 0 để chỉnh kim chỉ thị

về vị trí 0

 Bước 2: Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang  Giá trị đo được = giá trị đọc  thang đo

Ví dụ: Cho điện trở 56K Nếu ta để thang 1K thì giá trị đọc được sẽ là 56

 giá trị đo = 561K = 56K Còn nếu để thang 100 thì giá trị đọc được sẽ là

560  giá trị đo = 560100 = 56000 = 56K

Lưu ý: Khi đo điện trở ta nên chọn thang đo sao cho kim báo gần vị trí giữa vạch chỉ số nhất thì sẽ cho độ chính xác cao nhất

 Đo kiểm tra tụ

Đối với đồng hồ vạn năng hiển thị kim ta có thể kiểm tra độ phóng nạp và

Trang 29

20

+ Nếu kim phóng nạp khi đo  tụ còn tốt

+ Nếu kim lên nhưng không trở về vị trí cũ  tụ bị dò

+ Nếu kim lên 0 và không trở về  tụ bị chập

 Đo tụ hóa ta sử dụng thang 10:

Tụ hóa rất ít khi bị dò hoặc chập mà chủ yếu là bị khô (giảm điện dung), khi đo tụ hóa để biết chính xác mức độ hỏng của tụ ta cần đo so sánh với một tụ mới có cùng điện dung

 Nếu tụ cũ có độ phóng nạp tương đương với tụ mới  chứng tỏ tụ cũ vẫn chưa bị khô

 Nếu tụ cũ có độ phóng nạp yếu hơn tụ mới  chứng tỏ tụ cũ đã bị khô

Lưu ý: Khi kiểm tra tụ ta phải đảo chiều que đo vài lần để xem độ phóng

nạp của tụ

3.3.2 Đồng hồ vạn năng hiển thị số

Đồng hồ vạn năng hiển thi số có một số ưu điểm so với đồng hồ văn năng hiển thị kim như: độ chính xác cao hơn, không gây sụt áp khi đo vào dòng điện yếu, đo được tần số điện xoay chiều, tuy nhiên đồng hồ này cũng có một số nhược điểm là: hay hỏng, khó nhìn kết quả trong trường hợp cần đo nhanh, không đo được độ phóng nạp của tụ

Một số chức năng mà VOM số có thể thực hiện như sau:

 Hiển thị số thay cho kim chỉ trên thước

 Đo độ tự cảm của cuộn cảm và điện dung của tụ điện

 Kiểm tra diode và transistor

…

A 10 

Trang 30

21

 Đo tần số trung bình, khuếch đại âm thanh để điều chỉnh mạch điện của radio

 Hỗ trợ cho đo nhiệt độ bằng cặp nhiệt

 Lưu giữ số liệu đo đạc

 …

Hình 3 -2: Cấu tạo chức năng VOM số

Màn hình hiển thị Nút tắt/mở

Các thang đo chức năng Khe cắm đo và kiểm tra tụ Đầu đo dòng

Đầu đo điện trở và điện áp Đầu đo chung

Núm xoay để chọn thang đo Khe cắm để đi hFE của Transistor

Trang 31

22

3.2 MÁY HIỆN SÓNG (OSCILLOSCOPE)

Máy Oscilloscope hay còn gọi là Máy đo dao động ký, là một trong các công cụ hỗ trợ rất đắc lực cho việc sửa chữa thiết bị viễn thông, điện tử nói chung,

hay điện thoại di động và Laptop nói riêng Nhờ vào các thiết bị hỗ trợ này, việc tìm ra Pan hỏng trở nên dễ dàng, nhanh lẹ hơn, chính xác hơn và đỡ tốn kém hơn

Có 2 loại máy hiện sóng (MHS):

 Máy hiện sóng tương tự: là loại máy được chế tạo theo công nghệ cũ, làm việc trực tiếp với điện áp đạt vào, được đo để di chuyển dòng electron ngang qua màn hình máy hiện sóng

 Máy hiện sóng số : là loại máy được chế tạo theo công nghệ mới, máy hiện sóng số lấy mẫu dạng sóng và dùng một bộ chuyển đổi tương tự/số (A/D)

để chuyển đổi điện áp được đo thành thông tin số, sau đó nó dùng thông tin này để tái cấu trúc lại dạng sóng trên màn hình

Đối với nhiều ứng dụng, hoặc là máy hiện sóng số hoặc là máy hiện sóng tương tự sẽ được dùng Tuy nhiên, mỗi loại máy có một số đặc tính riêng làm cho

nó thích hợp hơn hoặc kém thích hợp hơn trong các tác vụ riêng

Máy hiện sóng số thì cho phép ta ghi lại và xem lại các sự kiện mà chúng

có thể chỉ diễn ra duy nhất 1 lần Chúng có thể xử lý dữ liệu dạng sóng số và gửi các dữ liệu đó tới máy tính để xử lý Như vậy, chúng có thể lưu trữ dữ liệu dạng sóng số để xem và in ra sau đó

Nhưng, người ta thường thích dùng các máy hiện sóng tương tự hơn vì nó hiện thị nhanh chóng các tín hiệu đang thay đổi trong thời gian thực

Máy hiện sóng tương tự Máy hiện sóng số

Trang 32

23

Trong giáo trình này chúng ta sẽ chỉ tìm hiểu về cách sử dụng máy hiện sóng tương tự vì tính phổ biến cũng như tính thích hợp của nó đối với việc nghiên cứu và thực hành của các bạn

3.2.1 Chức năng của các nút điều chỉnh trên MHS

Hình 3 – 3: Cấu tạo chức năng MHS tương tự POWER: bật/tắt nguồn cung cấp cho MHS

Đèn báo trạng thái bật/tắt MHS

SCALE ILLUM: Điều chỉnh độ sáng màn hình

READOUT INTEN

TRACE ROTATION: Điều chỉnh độ lệch của trục ngang

FOCUS: Điều chỉnh độ nét của dạng sóng

INTENSITY: Điều chỉnh độ sáng tia quét

CAL: Cung cấp dạng sóng vuông chuẩn 2Vpp, tần số 1KHz dùng để kiểm tra độ chính xác về biên độ cũng như tần số của máy hiện sóng trước khi sử dụng, ngoài ra còn dùng để kiểm tra lại sự méo do đầu que

đo (probe) gây ra Tùy theo loại máy mà tần số và biên độ sóng vuông chuẩn đưa ra có thể khác nhau

Trang 33

24

GND: Mass của máy nối với sườn máy/linh kiện

INPUT (CH1 or Y): jack này dùng để cấp tín hiệu cho kênh CH1

Ví dụ: Volt/div = 2V độ cao 1 ô tương đương với 2Vpp của tín hiệu

AC/DC: Chọn chế độ quan sát tín hiệu

 AC: Quan sát dạng sóng mà không cần quan tâm thành phần DC

 DC: Dùng để đo mức DC của tín hiệu Bật về vị trí này, dạng sóng không xuất hiện, chỉ xuất hiện đường sáng nằm ngang của thành phần DC

INPUT (CH2 or X): jack này dùng để cấp tín hiệu cho kênh CH2

TIME/DIV: thời gian quét/1 ô chia Định thời gian quét tia sáng trên một ô chia Khi đo tín hiệu có tần số càng cao thì phải đặt giá trị Time/div về giá trị càng nhỏ Khi đặt giá trị Time/div về vị trí càng nhỏ bề rộng của tín hiệu càng rộng ra do đó nếu đặt Time/div về vị trí càng nhỏ (vượt quá giá trị cho phép) thì tín hiệu hiển thị trên màn hình

sẽ biến thành lằn sáng nằm ngang (vì vượt quá bề rộng màn hình)

POSITION: Điều chỉnh vị trí tia sáng theo chiều ngang trên màn hình AUTO SET: Quét tự động, chế độ này chỉ cho phép kích các tín hiệu lớn hơn 25Hz

Chọn chế độ đo tần số hoặc điện áp của tín hiệu

Trang 34

25

2) Bước 2: Điều chỉnh độ sáng tối của màn hình sao cho phù hợp bằng núm SCALE ILLUM; điều chỉnh độ sắc nét của tia sáng bằng núm FOCUS 3) Bước 3: Điều chỉnh độ lệch ngang của tia sáng bằng núm TRACE ROTATION

4) Bước 4: Nối que đo vào jack INPUT của kênh CH1

5) Bước 5: Lấy mẫu dạng sóng vuông chuẩn 2Vpp, tần số 1KHz để kiểm tra

độ chính xác về biên độ cũng như tần số của máy hiện sóng trước khi sử dụng bằng cách kẹp que đo tín hiệu và đầu kẹp mass vào móc CAL

Nếu tín hiệu xung vuông ra bị méo thì kiểm tra lại dây đo xem còn hoạt động tốt hay không

6) Bước 6: Sau khi đã hiệu chuẩn xong thì gỡ que đo tín hiệu và đầu kẹp mass

ra khỏi móc CAL và đưa tới vị trí cần đo dạng sóng

7) Bước 7: Nhấn nút AC/DC để chọn chế độ AC, khi đó dạng sóng sẽ xuất hiện trên màn hình

8) Chỉnh núm POSITION ngang và dọc để đọc được điện áp và chu kỳ dễ dang hơn Nếu cần thì điều chỉnh Volt/Div và Time/Div

Ghi chú: Với kênh CH2 hoạt động tương tự, ta cũng có thể sử dụng đồng

thời cả hai kênh

Trang 35

26

BÀI 4: PHƯƠNG PHÁP ĐO DÒNG ĐIỆN, ĐIỆN ÁP

rộng thang đo dòng điện và điện áp, cách mở rộng thang đo cho ampe kế và vôn kế

NỘI DUNG CHI TIẾT

4.1 PHƯƠNG PHÁP ĐO DÒNG ĐIỆN

Các phương pháp đo dòng điện phổ biến gồm:

 Phương pháp đo trực tiếp: dùng các dụng cụ đo dòng điện như micro ampe

kế, mili ampe kế, ampe kế, VOM, v.v mắc nối tiếp với mạch cần đo dòng

và trực tiếp đọc kết quả trên dụng cụ đo

Ví dụ:

 Phương pháp đo gián tiếp: có thể dùng Volt kế đo điện áp rơi trên một điện trở mẫu (mắc trong mạch có dòng điện cần đo chạy qua), áp dụng định luật Ohm ta sẽ tính được dòng cần đo

Trang 36

27

Nếu biết R = 100, sử dụng Volt kế đo được điện áp U là 12V thì ta sẽ tính được dòng điện I theo công thức định luật Ohm như sau: I = U/R = 12V/100 = 0,12A

 Yêu cầu đối với dụng cụ đo dòng điện:

 Công suất tiêu thụ càng nhỏ càng tốt, điện trở của ampe kế càng nhỏ càng tốt (lý tưởng là bằng 0)

 Làm việc trong một dải tần cho trước để đảm bảo cấp chính xác của dụng cụ đo

 Mắc ampe kế để đo dòng phải mắc nối tiếp với dòng cần đo

 Phân loại ampe kế :

 Nếu chia theo loại chỉ thị thì ta có:

 Ampe kế chỉ thị kim:  Ampe kế chỉ thị số

 Nếu chia theo tính chất của đại lượng đo thì ta có:

 Ampe kế một chiều:  Ampe kế xoay chiều:

Trang 37

28

4.2 PHƯƠNG PHÁP ĐO ĐIỆN ÁP

Sử dụng Volt kế để đo điện áp Khi mắc volt kế thì volt kế luôn được mắc song song với đoạn mạch cần đo

Theo định luật Kiếc hốp 2 trong mạch kín ta lại có :

Trang 38

29

4.3 BÀI TẬP CHƯƠNG 1

Bài 1: Hãy đo giá trị của các điện trở dưới đây bằng VOM hiển thị số (VOM số)

và VOM hiển thị kim (VOM kim) Ghi lại kết quả đo được:

Ghi chú: Sinh viên nhận điện trở bất kỳ từ giáo viên và ghi lại vạch màu

của điện trở đã được phát như trong ví dụ của R1 Sau đó sử dụng VOM để đo giá trị của điện trở đó

Trang 39

30

Bài 2: Cho mạch dao động tạo xung đã được cắm sẵn trên bo đa năng hoặc các

mạch tạo xung có sẵn trên các mô đun thực hành

Yêu cầu: Hãy sử dụng máy hiện sóng (Oscilloscope) để đo dạng sóng của

tín hiệu và vẽ lại dạng sóng đó

CH1 Vol/Div: …… Time/Div:…… CH2 Vol/Div: …… Time/Div:……

Bài 3: Cho mạch điện như hình dưới đây, với giá trị R1, R2, R3 tùy chọn

Yêu cầu: Lắp ráp trên bo cắm đa năng và đo giá trị I1, I2, I3, U1, U2, U3

Ghi chú: Hãy sử dụng VOM để đo giá trị điện trở đã chọn và ghi lại giá trị điện trở tương ứng vào hình bên trên

Trang 40

31

CHƯƠNG 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ

BÀI 1: ĐIỆN TRỞ

MỤC TIÊU BÀI HỌC:

điện trở Trình bày được các cách phân loại điện trở, các tham số của điện trở Trình bày được các ứng dụng của điện trở

điện trở

nghiệp

NỘI DUNG CHI TIẾT

1.1 KHÁI QUÁT VỀ ĐIỆN TRỞ

 Công dụng:

Điện trở là linh kiện thụ động dùng trong các mạch điện tử; có tác dụng cản trở dòng điện, tạo sự sụt áp để sử dụng dòng điện đạt mục đích và hiệu quả

 Ký hiệu: R (tiếng anh là: Resistor)

 Đơn vị :  (Ohm_đọc là ôm)

 Phân loại:

Các điện trở có giá trị cố định được phân ra làm 4 loại chính sau:

 Điện trở được cấu tạo từ thành phần cacbon (Carbon Composition Resistor): được làm từ bột cacbon hoặc graphite, có giá trị công suất thấp

Định dạng
Số trang	149
Dung lượng	4,89 MB