Giáo trinh điện tử căn bản - Chipkool

Tuy nhiên, cách đọc điện trở màu đều dựa trên các giá trị màu sắc được ghi trên điện trở 1 cách tuần tự: Đối với điện trở 4 vạch màu: - Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng chục trong giá

GIÁO TRÌNH ĐIỆN TỬ CĂN BẢN

NVN LAB

Vươn tới tầm cao

Biên soạn:Đỗ văn Trí Chịu trách nhiệm:Nguyễn Quốc Dũng,Phan Thanh

Tuyến

PHẦN A: TÌM HIỂU CÁC LINH KIỆN RLC(điện trở,tụ điện,cuộn cảm).

Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý.:

Đơn vị của điện trở :

Đơn vị điện trở là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ

Điện trở công suất thường được ứng dụng nhiều trong các board mạch công

suất(mạch khuyech đại âm thanh,mạch động lực điều khiển động cơ )

Cách ghi trị số của điện trở :

Các điện trở có kích thước nhỏ được ghi trị số bằng các vạch mầu theo một quy ước chung của thế giới.( xem hình ở trên )

Các điện trở có kích thước lớn hơn từ 2W trở lên thường được ghi trị số trực tiếp trên thân Ví dụ như các điện trở công xuất, điện trở sứ

Trở sứ công xuất lớn , trị số được ghi trực tiếp.

Điện trở 4 vạch màu và điện trở 5 vạch màu và 6 vạch màu Loại điện trở 4 vạch màu và 5 vạch màu được chỉ ra trên hình vẽ

Khi đọc các giá trị điện trở 5 vạch màu và 6 vạch màu thì chúng ta cần phải để ý một chút vì có sự khác nhau một chút về các giá trị Tuy nhiên, cách đọc điện trở màu đều dựa trên các giá trị màu sắc được ghi trên điện trở 1 cách tuần tự:

Đối với điện trở 4 vạch màu:

- Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở

- Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở

- Vạch màu thứ ba: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở

- Vạch màu thứ 4: Chỉ giá trị sai số của điện trở

Đối với điện trở 5 vạch màu

- Vạch màu thứ nhất: Chỉ giá trị hàng trăm trong giá trị điện trở

- Vạch màu thứ hai: Chỉ giá trị hàng chục trong giá trị điện trở

- Vạch màu thứ ba: Chỉ giá trị hàng đơn vị trong giá trị điện trở

- Vạch màu thứ 4: Chỉ hệ số nhân với giá trị số mũ của 10 dùng nhân với giá trị điện trở

- Vạch màu thứ 5: Chỉ giá trị sai số của điện trở

Ví dụ như trên hình vẽ:Điện trở 4 vạch màu ở phía trên có giá trị màu lần lượt là: xanh

lá cây/xanh da trời/vàng/nâu sẽ cho ta một giá trị tương ứng như bảng màu lần lượt là 5/6/4/1% Ghép các giá trị lần lượt ta có 56x104Ω=560kΩ và sai số điện trở là 1%

Tương tự điện trở 5 vạch màu có các màu lần lượt là: Đỏ/cam/tím/đen/nâu sẽ tương ứng với các giá trị lần lượt là 2/3/7/0/1% Như vậy giá trị điện trở chính là 237x100=237Ω, sai số 1%

Các cách ghép điện trở thông dụng:Ghép nối tiếp ,ghép song song

Ở đây chương trình sẻ đề cập tới cách ghép nối tiếp:

Sơ đồ nguyên lý:

R(toàn mạch)=R1+R2+R3

VD:Khi ta có 3 điện trở lần lượt có giá trị như sau(100 Ω,330 Ω,470 Ω).

Khi ta nối 3 điện trở này lại với nhau thì ta sẻ được một con điện trở có giá tri bắng tổng 3 giá trị trên bắng 900 Ω

Ứng dụng thực tế của điện trở:

Giả sử ta có mạch như sau:

Từ sơ đồ nguyên lý ta có các thông số như sau:

-Nguồn điện là nguồn điện 1 chiều DC:U= 12v

-Bóng đèn sử dụng có mức điện áp chịu đựng là 9V(DC),dòng chịu đựng là

I=20mA=0,02A (1A=1000mA)

-Rỏ ràng khi mắc nguồn 12v vào đèn 9V thì bóng đèn sẻ cháy.Vì vậy ta phải dung 1

con điện trở để hạ áp làm cho đện áp từ 12v xuống 9v.Vậy giá trị điện trở bao nhiêu là hợp

lý?

Chúng ta sẻ làm như sau:

Bước 1:[U(nguồn) – U(đèn)]/IBước 2:Thế số vào ta được kết quả là (12-9)/0,02=150

Và 150 sẻ là giá trị con điện trở cần chọn để lắp vào mạch trên.R=150 Ω

Ghi nhớ:Ta sẻ chọn nhửng điện trở có giá trị lớn hơn hoặc bằng 150 Ω.Không được chon ngược lại.Nhưng không được quá lớn sẻ làm cho đèn sang quá yếu

Phương pháp trên dùng đúng cho các mạch dùng nguồn điện 1 chiều DC

Biến trở, triết áp :

Biến trở là điện trở có thể chỉnh để thay đổi giá trị, có ký hiệu là VR chúng có hình

dạng như sau :

Kí hiệu biến trở trong sơ đồ nguyên lý:

Bản chất của biến trở củng chính là điện trở nhưng biến trở có thêm 1 chân thứ 3 có

Các thuộc tính khác của biến trở đều giống điện trở.

Cấu tạo của tụ điện

- 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 phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như tụ giấy, tụ gốm, tụ hoá

Cấu tạo tụ gốm Cấu tạo tụ hoá

Nhửng điều cần lưu ý về tụ điện:

- Trong mạch 1 chiều, tụ điện sẻ không cho dòng điện đi qua

- Trong mạch xoay chiều khi mắc tụ nối tiếp tụ sẻ trở thành 1 điện trở có chức năng cản trở dòng điện.(sẻ rỏ hơn ở phần ứng dụng thực tế)

Cách xác định chân của tụ phân cực trong thực tế:

-Chân dài là chân

-Chân ngắn là chân

Đơn vị :

Fara(F),micro Fara(uF) ,picoFara(pF)

Các thông số trên tụ phân cực:

-Điện áp định mức:Cho biết mức điện áp tối đa mà nguồn cung cấp cho tụ hoạt động mà tụ không bị cháy

-Điện dung C cho biết năng lượng mà tụ điện tích trử được

VD:Trên thân 1 tụ hóa hình trên có ghi 16v,100uF

+16V cho biết mức điện áp tối đa cấp cho tụ phải bé hơn hoặc bằng 16v nếu lớn hơn 16v thì tụ sẻ bị hỏng

+100uF cho biết

2-Cản trở dòng điện(Có tác dụng đối với dòng điện xoay chiều)

3-Triệt xung dòng điện:

Thường được ứng dụng trong các mạch điện tần số,các mạch phát sóng truyền thông các mạch có độ chính xác cao…Tụ điện được sử dụng để triệt xung chống nhiểu cho các mạch

Loại tụ điện thường được sử dụng cho các mạch này là:Tụ không phân cực,tụ gốm tụ kẹo,các tụ thường có trị số điện dung nhỏ…

Cách kiểm tra tụ điện:

III.Cuộn cảm

Hình dạng :

-Cuộn cảm được cấu tạo từ 1 đoạn dây cách điện được quấn lại nhiều vòng khít nhau

- Cuộn cảm có thể chỉ đơn thuần là 1 cuộn dây được quấn quấn lại nhiều vòng thì được gọi là “cuộn cảm lỏi không khí” Nếu cuộn cảm được quấn xung quanh 1 lỏi thép thì gọi là “cuộn cảm lỏi thép “ngoài ra còn có lỏi feralit…

Hình ảnh :

Cuộn dây lõi không khí

Cuộn dây lõi Ferit

Cấu tạo của cuộn cảm.

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

Tính chất nạp , xả của cuộn cảm

Thí nghiệm về tính nạp xả của cuộn dây.

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 áp cảm ứng phóng ngược lại qua bóng đèn làm bóng đèn loé sáng => đó là hiên tượng cuộn dây xả điện

Nguyên lý hoạt động cuộn cảm:

“Khi có dòng điện biến thiên chạy qua cuộn dây thì trong cuộn dây sẻ sinh ra 1 dòng điện có chiều ngược chiều với dòng ban dầu(gọi là suất điện động tự cảm) đồng thời xung quanh cuộn đây sẻ sinh ra 1 từ trường cảm ứng”

Cấu tạo và hoạt động của Loa ( 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 t ạo thành một khe từ có từ trường khá mạnh, một cuôn dây được gắn với màng loa và được đặt trong khe từ, màng loa được đỡ bằng gân cao su mềm giúp cho màng loa có thể dễ dàng dao động ra vào

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 dao động 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 một hướng rồi dừng lại, khi đó dòng một chiều qua cuộn dây tăng mạnh ( do không có điện 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 loa nhưng Micro có số vòng quấn trên cuộn dây lớn hơn loa rất nhiều vì vậy trở kháng của cuộn dây micro là rất lớn khoảng 600Ω ( trở kháng loa từ 4Ω - 16Ω ) ngoài ra màng micro cũng được cấu tạo rất mỏng để dễ dàng dao động khi có âm thanh tác động vào Loa là thiết bị để chuyển dòng điện thành âm thanh còn micro thì ngược lại , Micro đổi âm thanh thành dòng điện âm tần

Cấu tạo gồm:

-Một cuộn dây quấn quanh một lỏi thép (gọi là cuộn coil) và

hệ thống các tiếp điểm thường đóng(Kí hiệu NC) ,thường hở(NO),chân chung(C) như hinh vẻ

-Chỉ duy nhất có 2 chân nguồn,nhưng chân COM,2 chân NC vafNO thì

có thể gấp đôi hay gấp 3 thuỳ vào loại relay

-Hai đầu dây của cuộn cảm sẻ là nguồn của relay

-Ban đầu khi chưa khoá chưa đóng cuộn đây không hoạt động do đó relay không hoạt động.Các tiếp điểm relay không thay đổi trạng thái đoạn ab bị hở vì vậy đèn không sáng.

-Khi đóng khoá K ,cuộn dây relay sẻ được cấp nguồn.Cuộn đây hoạt động sinh ra

từ trường hút thanh dập relay chuyển động về phía b ,lúc này đoạn ab kín do đó đèn sáng

Bài tập áp dụng:

Cho 1 relay 8 chân như hình vẻ:

a.Hảy Trình bày cấu tạo và giải thích hoạt động của relay đó

b.Relay 8 chân như trên khác và giống relay 5 chân ở điểm nào?Mục đích mà nhà sản xuất tạo ra relay 5 chân để làm gì?

c.Relay được ứng dụng vào các mạch động lực công suất cao có ưu điểm hơn công tắc (nút nhấn) ở điểm nào?

d.Nêu nhửng lưu ý khi chọn và sử dụng relay?

PHẦN B:LINH KIỆN BÁN DẪN

I.ĐI-OT

Phân loại diode

Diode gồm các loại sau:Diode ổn áp, Diode thu quang, Diode phát quang, Diode biến dung, Diode xung, Diode tách sóng, Diode nắn điện

Cấu tạo

Điode bán dẩn được cấu tạo từ 2 lớp bán đẩn loại P và loại N như hình

vẻ,chính giửa 2 lớp bán dẩn là lớp cách điện

Cấu tạo bên trong diode

Tìm hiểu hoạt động diode nắn điện Khái niệm:

DIODE nắn điện là loại diot chỉ cho dòng điện một chiều đi qua

Kí hiệu và hình dạng:

Hình ảnh thực tế diode

Khảo sát hoạt động diode trong mạch điện:

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 ) ,diode sẻ cho dòng điện chạy qua theo hướng từ anot sang katot.Lúc này điện áp rơi trên diode luôn ở mức ổn định là 0,7V

(-Sơ đồ phân cực thuận diode

Kết luận : Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,7V thì chưa có dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,7V thì có dòng

đi qua Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng điện áp trên diode vẫn giữ ở giá trị 0,7V

Phân cực ngược cho Diode

Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+) vào Katôt

(bán dẫn N),Khi đó diode sẻ không dẩn điện.Gọi là hiện tượng phân cực ngược cho

diode.

Lúc này điện áp trên diode bằng điện áp nguồn.Tuy nhiên khi điện áp ngược là quá lớn vượt mức định mức của điode thì diode sẻ bị đánh thủng và bị hỏng

Sơ đồ phân cực ngược cho diode

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

Phương pháp đo kiểm tra Diode

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

-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 dò

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 :

Diot cầu Mạch chỉnh lưu toàn sóng(dùng diode cầu)

Khảo sát các mạch chỉnh lưu nguồn:

Mạch chỉnh lưu nửa chu kì

Dòng xoay chiều được hạ áp qua biến áp đặt vào 2 đầu AB+Nửa chu kì đầu diot phân cực thuận cho dòng điện đi qua +Nửa chu kì sau dòng điện đổi chiều nên diot phân cực ngược.Không có dòng điện qua diot

Như vậy trong 1 chu kì xoay chiều,điên áp 1 chiều thu được trên tải khi sử dụng 1 điot luôn bằng ½ nguồn đầu vào

Mạch chỉnh lưu cầu:

Mặc dù mạch chỉnh lưu nửa chu kì dùng 1 diot đã chuyễn được nguồn AC sang DC nhưng giá trị áp ra chỉ là ½ giá trị áp vào nên hiệu suất của nguồn bị giảm rất lớn.Để khắc phục điều này người ta sử dụng mạch chỉnh lưu cầu để chỉnh lưu nguồn

Sơ đồ mạch:

-Là một loại diot nhưng có khà năng phát sáng.Còn gọi là đèn led.

-Led mang các đặc tính cơ bản của một diot Và đặc tính của một thiết bị tiêu thụ điện

Hình dạng & cấu tạo:

Trên thị trường có khá nhiều loại led khác nhau:

- Led được phân loại dựa vào kích thước thì có:led 3mm,5mm ,màu sắc…

-Mổi loại có một thông số kỉ thuật khác nhau nhưng nhìn chung led đều có thông số -Điện áp chịu đựng tối đa để led hoạt động là 3v,dòng là 20mA.Mổi màu có một thông số riêng

Các chế độ hoạt động của led:

Chế độ hoạt động(Phân cực thuận):

-Trong chế độ hoạt động,anot của led được cấp mức cao(cực dương của nguồn),katot được cấp mức áp thấp(cực âm nguồn).Led cho dòng điện 1 chiều đi qua theo hướng từ anot sang katot(giống diot).

Chế độ tắt(Phân cực ngược)

Ở chế độ này,led được mắc ngược lại so với chế độ phân cực

thuận.Đèn led sẻ tắt,không có dòng điện chạy qua trong mạch

Kiểm tra Led bằng đồng hồ VOM.

-Đưa đồng hồ về than đo điện trở(x1)

-Đưa que đỏ vào katot,que đen vào anot của led nếu đèn sáng và kim đồng hồ lên thì led còn hoạt động

-Led anot thì chân chung là chân anot

-Led katot thì chân chung là chân katot

-Phía sau led 7 đoạn gồm 10 chân thứ tự tương ứng như hình vẻ.Các chân này dùng để cấp nguồn cho led hoạt động

-Hai chân số 0 là 2 chân chung của 8 led này

+Nếu các led được nối chung katot thì chân 0 sẻ được kích bằng mức điện áp thấp 0v(trong kỉ thuật số gọi là mức 0) các chân còn lại được kích ở mức cao

+Nếu các led mắc chung anot thì chân 0 sẻ được mắc ở mức áp cao > 0.5V(gọi là mức 1) các chân còn lại được mắc ở mức thấp

Để led hoạt động ta phải đảm bảo cấp đúng nguồn cho led

Quy tắc đặt chế độ hoạt động cho led 7 đoạn:

-Mức điện áp cao là mức 1

- Mức điện áp thấp là mức 0Giả sử ta cấn led 7 đoạn anot chung sáng số 0 thì chân chung phải được cấp mức điện áp cao( khoảng 3v) và các chân a,b,c,d,e,f phải cấp mức điện áp 0V,chân g phải cấp mức điện áp cao

Nếu ta dùng theo quy ước mã nhị phân thì ta phải cấp cho các chân a,b,c,d,e,f,g theo thứ tự các mức tương ứng:0000001 thì led sẻ sáng số 0

Tương tự như cách quy ước trên ta sẻ có bảng giải mã cho led 7 đoạn như sau:

Led anot chung(chân chung cấp mức cao)

Led katot chung(chân chung cấp mức 0)

LINH KIỆN BÁN DẪN 3 LỚP

TRANSITO

Phân loại:

-Gồm transito lưởng cực(Bjt)

-Transito trường (mosfet)

Định nghỉa:Là loại linh kiện trong họ bán dẫn với 3 lớp bán dẩn.Gồm transitor

thuận(PNP) và transitor ngược(NPN)

Hình dạng thực tế:

Cấu tạo Transistor

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 cực thu hay cực góp ( Collector ) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn (loại N hay P ) nhưng có kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhau được

Chân kích là chân B.Chân C ,chân E là 2 chân dẫn.(dẫn từ E sang C đối với transito loại PNP ,dẫn từ C sang E đối với loại NPN)

Nguyên lý hoạt động của transito trong mạch điện:

Transito có 3 chế độ hoạt động trong mạch:

-Chế độ ngưng dẫn:transito hoàn toàn không hoạt động