intTypePromotion=1

Giáo trình Điện tử cơ bản (Dùng cho cao đẳng nghề và trung cấp nghề): Phần 1

Chia sẻ: Lê Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:78

1
498
lượt xem
198
download

Giáo trình Điện tử cơ bản (Dùng cho cao đẳng nghề và trung cấp nghề): Phần 1

Mô tả tài liệu
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình Điện tử cơ bản được xây dựng và biên soạn trên cơ sở chương trình khung đào tạo nghề Công nghệ ô tô, nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy và học tập của sinh viên các trường Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề, trên cơ sở chương trình khung của Bộ và trên cơ sở đề cương chi tiết đã được nhà trường phê duyệt. Giáo trình gồm 2 phần, sau đây là phần 1.

Chủ đề:
Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điện tử cơ bản (Dùng cho cao đẳng nghề và trung cấp nghề): Phần 1

  1. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– MỤC LỤC LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................... 3 1. Vật liệu bán dẫn ............................................................................................... 4 1.1.Chất bán dẫn thuần ...................................................................................... 4 1.2.Bán dẫn tạp................................................................................................... 4 1.3.Mặt ghép n-p ............................................................................................... 5 2. Linh kiện điện cơ bản ....................................................................................... 7 2.1. Điện trở: Cấu tạo, ký hiệu, quy ước và cách đọc .............................................. 7 2.2. Tụ điện: Cấu tạo, ký hiệu, quy ước và cách đọc ............................................. 18 2.3. Cuộn điện cảm: Cấu tạo, ký hiệu, quy ước và cách đọc .................................. 34 3. Đi ốt .............................................................................................................. 42 3.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của đi ốt ...................................................... 42 3.2. Các loại đi ốt ............................................................................................... 45 4. Transistor ...................................................................................................... 48 4.1. Cấu tạo nguyên lý hoạt động của transitor lưỡng cực ..................................... 48 4.1.1. Cấu tạo của Transistor. .......................................................................... 48 4.1.2. Nguyên tắc hoạt động của Transistor ..................................................... 48 4.1.3 Ký hiệu & hình dạng của Transistor ...................................................... 50 4.1.4. Cách xác định chân E, B, C của Transistor ............................................ 50 4.1.5. Phương pháp kiểm tra Transistor .......................................................... 52 4.1.6. Các thông số kỹ thuật ............................................................................ 54 4.1.7. Cấp nguồn và định thiên cho Transistor................................................. 56 4.1.8. Ba cách mắc Transistor cơ bản .............................................................. 58 4.2. Các loại transitor ......................................................................................... 61 4.2.1. Transitor hiệu ứng trường (fet – field - effect transistor) ........................ 61 4.2.2. Transistor trường điều khiển bằng tiếp xúc P - N (JFET) ....................... 62 4.2.3. Transistor trường loại MOSFET ............................................................ 65 4.2.4. Các sơ đồ mắc FET .............................................................................. 68 5. Bộ vi xử lý..................................................................................................... 69 5.1. Khái niệm: ................................................................................................. 69 5.2 Đơn vị xử lý trung tâm CPU:..................................................................... 70 5.3 Bộ nhớ:...................................................................................................... 71 1
  2. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 5.4 Cổng vào/ra song song ............................................................................... 71 5.5 Cổng vào/ra nối tiếp ................................................................................... 71 5.6 Bộ đếm / bộ định thời ................................................................................ 72 5.7. Nguyên lý hoạt động của một vi xử lý .......................................................... 73 CHƯƠNG 2: CÁC MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN .............................................. 79 1. Mạch chỉnh lưu.............................................................................................. 79 1.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu dòng điện xoay chiều........ 79 1.2.Các mạch chỉnh lưu cơ bản ........................................................................ 79 2. Mạch khuyếch đại .......................................................................................... 81 2.1.Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch khuyếch đại ..................................... 81 2.2. Các loại mạch khuyếch đại .......................................................................... 81 2.3. Các chế độ hoạt động của mạch khuếch đại............................................... 82 2.4.Các kiểu ghép tầng ..................................................................................... 84 3. Mạch điều khiển ............................................................................................ 86 3.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển điện tử....................... 86 3.1.1 Nguyên lý mạch điều khiển điện tử: ........................................................ 86 3.1.2 Nguyên lý mạch điều khiển tín hiệu: ....................................................... 87 3.2. Các loại mạch điều khiển ............................................................................. 87 CHƯƠNG 3: CÁC MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN TRONG Ô TÔ......................... 92 1.Mạch chỉnh lưu cầu ba pha .............................................................................. 92 2. Mạch điều khiển điện áp máy phát điện ........................................................... 92 2.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động ...................................................................... 92 2.2 Các loại mạch điều chỉnh điện áp máy phát điện ............................................ 94 3. Mạch điều khiển đánh lửa điện tử ................................................................. 101 3.1. Sơ đồ và nguyên lý hoạt động .................................................................... 101 3.2 Các loại mạch điều khiển đánh lửa điện tử ................................................... 102 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 107 2
  3. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– LỜI NÓI ĐẦU Giáo trình “Điện tử cơ bản” được xây dựng và biên soạn trên cơ sở chương trình khung đào tạo nghề Công nghệ ô tô đã được nhà trường phê duyệt, dựa vào năng lực thực hiện của người giáo viên kỹ thuật lành nghề. Cuốn giáo trình Điện tử cơ bản này được biên soạn nhằm đáp ứng nhu cầu giảng dạy và học tập của sinh viên các trường Cao đẳng nghề và Trung cấp nghề, trên cơ sở chương trình khung của bộ và trên cơ sở đề cương chi tiết đã được nhà trường phê duyệt. Nội dung của môn học đã được cải tiến nhờ kinh nghiệm giảng dạy lâu năm của tác giả để phù hợp với thực tiễn đào tạo. Trong quá trình thực hiện biên soạn đã nhận được nhiều ý kiến đóng góp thẳng thắn, khoa học và trách nhiệm của nhiều giảng viên chuyên ngành. Xong do điều kiện về thời gian và đây là lần đầu tiên biên soạn giáo trình dựa trên chương trình khung của Bộ đã ban hành, nên không thể tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Rất mong nhận được những ý kiến tham gia đóng góp để giáo trình được hoàn thiện hơn, đáp ứng được yêu đào tạo kiến thức cơ bản cho học viên. Giáo trình Điện tử cơ bản đào tạo cho cấp trình độ lành nghề khối cao đẳng và công nhân kỹ thuật đã được hội đồng thẩm định của trường nghiệm thu, nhất trí đưa vào sử dụng và được dùng làm giáo trình cho học viên trong các khóa đào tạo chính quy của nhà trường. NHÓM BIÊN SOẠN 3
  4. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 1. 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. - Một vật liệu bán dẫn tinh khiết thì không dẫn điện vì có điện trở lớn. Nhưng pha thêm vào đó một tỉ lệ rất thấp các vật liệu thích hợp thì điện trở của bán dẫn giảm xuống rất rõ, trở thành vật liệu dẫn điện. - Hai chất bán dẫn thông dụng là Germani(Ge) và Silíc(Si). 1.1.Chất bán dẫn thuần Các nguyên tố thuộc nhóm IV trong bảng tuần Ge Ge hoàn Mendeleep như Gecmani(Ge), Silic (Si) là Ge những nguyên tố có 4 điện tử lớp ngoài cùng. ở điều Ge Ge Ge kiện bình thường các điện tử đó tham gia liên kết Ge Ge Ge cộng hoá trị trong mạng tinh thể nên chúng không dẫn điện . Hình1.1 trình bày cấu trúc phẳng của Hình 1.1. Cấu trúc mạng mạng tinh thể Gecmani,trong đó mỗi nguyên tử đem tinh thể Gecmani 4 điện tử ngoài cùng của nó góp với 4 điện tử của 4 nguyên tử khác tạo thành các cặp điện tử hoá trị ( ký hiệu bằng dấu chấm đậm ). Khi được kích thích bằng năng lượng từ bên ngoài, một số điện tử có thể bứt ra khỏi liên kết và trở thành điện tử tự do dẫn điện như trong kim loại. mặt khác khi một êlectrôn được giải phóng khỏi liên kết thì ở trong tinh thể lại xuất hiện một chỗ trống thiếu electron liên kết, gọi là lỗ trống. Như vậy chất bán dẫn trở thành chất dẫn điện. Bán dẫn như vậy gọi là bán dẫn thuần hay bán dẫn đơn chất. 1.2.Bán dẫn tạp Những bán dẫn thuần như trên dẫn điện không tốt. Để tăng khả năng dẫn điện của bán dẫn người ta trộn thêm tạp chất vào bán dẫn thuần để được bán dẫn mới có nồng độ các hạt dẫn cao gọi là bán dẫn tạp. Bán dẫn tạp có 2 loại là loại n và loại p 4
  5. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– - Bán dẫn loại cho n Nếu ta trộn tạp chất thuộc nhóm V của Ge Ge Ge bảng hệ thống tuần hoàn Medeleep vào bán dẫn ®iÖn tö tù do Ge As Ge thuần thì một nguyên tử tạp chất với 5 nguyên tử lớp ngoài cùng sẽ có 4 điện tử tham gia liên Ge Ge Ge kết với 4 nguyên tử bán dẫn, còn lại là một điện Hình 1.2. Cấu tạo bán dẫn loại n tử tự do. Ví dụ trên hình 1.2 là bán dẫn Gecmani (ký hiệu Ge) được trộn với asen (As). Tạp chất ở đây đã cho điện tử nên tạo thành bán dẫn loại “cho”, ký hiệu là n. Hạt dẫn điện (hay gọi là động tử)chính ở bán dẫn loại “cho” n là điện tử với mật độ nn. - Bán dẫn loại lấy p Nếu ta trộn vào vào bán dẫn thuần chất Ge Ge Ge Indi (In) thuộc nhóm III của bảng tuần hoàn In Ge thì để tạo được 4 cặp điện tử liên kết hoá trị Ge lç trèng với 4 nguyên tử bán dẫn, ngoài 3 điện tử của Ge Ge Ge một nguyên tử In sẽ có một điện tử của Hình 1.3. Chất bán dẫn loại p nguyên tử Ge lân cận được lấy vào. Chỗ mất điện tử sẽ tạo thành lỗ “trống” mang điện tích dương (hình 1.3). Các “lỗ trống ” được tạo thành hàng loạt sẽ dẫn điện như những điện tích dương. Bán dẫn loại này có tạp chất lấy điện tử nên gọi là bán dẫn loại “lấy” ký hiệu là p. ở đây hạt dẫn chính là “lỗ trống” với mật độ là pp. Cần nói thêm rằng trong bán dẫn loại cho n vẫn có lẫn hạt dẫn phụ là lỗ trống với nồng độ pn, trong bán dẫn loại “lấy” p vẫn có lẫn hạt dẫn phụ là điện tử với mật độ là nP. Nghĩa là pP nP và nn>pn. 1.3.Mặt ghép n-p Mặt ghép n-p là cơ sở để tạo nên hầu hết các dụng cụ bán dẫn và vi mạch. Vì vậy việc nghiên cứu bán dẫn là nghiên cứu các quá trình vật lý trong mặt ghép n-p. a. Sự hình thành mặt ghép n-p. Mặt ghép n-p được hình thành như sau: 5
  6. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Cho hai đơn tinh thể bán dẫn n và p tiếp xúc với nhau (bằng công nghệ đặc biệt). Trong bán dẫn loại n hạt dẫn chính là điện tử, hạt dẫn phụ là lỗ trống; trong bán dẫn loại p hạt dẫn chính là lỗ trống và hạt dẫn phụ là điện tử. Do có sự chênh lệch về nồng độ hạt dẫn cùng loại giữa hai khối bán dẫn nên điện tử từ lớp n khuếch tán sang lớp p và ngược lại lỗ trống từ lớp p khuếch tán sang lớp n. Sau khi các điện tử từ lớp n khuếch tán sang lớp p thì sẽ để lại bên n một lớp ion dương ở gần bờ của vùng tiếp xúc. Tương tự như vậy, các lỗ trống khuếch tán sang n sẽ tạo nên một lớp ion âm ở bên p gần bờ vùng tiếp xúc (hình 1.4a). Khi đạt trạng thái cân bằng, hai bên của mặt tiếp xúc đã hình thành hai miền điện tích trái dấu ( miền điện tích dương ở bán dẫn n, miền điện tích âm ở bán dẫn p). Người ta gọi chung miền điện tích này là miền điện tích không gian hay miền nghèo động tử vì hầu như không có động tử. Miền này có tính dẫn điện đặc biệt gọi là mặt ghép điện tử lỗ trống hay mặt ghép n-p. Hình 1.4 Mặt ghép n-p Sự khuếch tán của điện tử và lỗ trống không phải diễn ra vô hạn. Khi hình thành hai lớp điện tử trái dấu thì nghiễm nhiên đã hình thành một điện trường hướng từ bán dẫn n sang bán dẫn p gọi là điện trường tiếp xúc Utx (hình 1.4a). Bề dày của lớp nghèo động tử này là l 0 = l0P + l 0n ,phụ thuộc vào nồng độ tạp chất. Nếu nồng độ tạp chất ở hai miền là như nhau thì l 0P = l 0n. Thông thường một mặt ghép chế tạo với nồng độ lỗ trống ở p lớn hơn nồng độ điện tử ở n nên l 0n>>l 0P. Điện trường tiếp xúc Utx có chiều cản các hạt dẫn chính nhưng lại gây ra dòng trôi của các hạt dẫn phụ, có chiều ngược lại với chiều của dòng khuếch tán. Quá trình này tiếp diễn cho đến khi dòng khuếch tán bằng dòng trôi thì dòng qua mặt ghép sẽ bằng không. Đến đây coi như đã hình thành xong mặt 6
  7. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– ghép n-p. Ở điều kiện tiêu chuẩn hiệu điện thế tiếp xúc cỡ 0,3V đối với bán dẫn Ge, cỡ 0,6V với bán dẫn Si. b. Phân cực mặt ghép bán dẫn bằng điện trường ngoài - Mặt ghép n-p phân cực thuận Nếu ta đấu lớp p với cực dương, lớp n với cực âm của một điện trường ngoài như hình 1.4b thì mặt ghép n-p được phân cực thuận. Lúc này sự cân bằng của dòng khuếch tán và dòng trôi Ikt =Itrbị phá vỡ. Điện trường ngoài có chiều ngược với điện trường tiếp xúc Utx. Nguồn ngoài lúc này chủ yếu sẽ đặt lên vùng mặt ghép l 0 vì điện trở khối của vùng này lớn, làm cho dòng khuếch tán tăng lên. Người ta nói rằng mặt ghép n-p thông (hoặc mở) và sẽ có hiện tượng phun các hạt dẫn chính qua miền tiếp xúc l 0. Trong khi đó dòng trôi do Utxgây ra là không đáng kể vì Utx giảm do điện trường ngoài tác động ngược chiều. Bề rộng của miền tiếp xúc co lại ll 0. Như vậy mặt ghép n-p dẫn điện theo một chiều như một van điện, khi được phân cực thuận thì dòng thuận lớn, khi phân cực ngược thì dòng ngược rất nhỏ. 2. Linh kiện điện cơ bản 2.1. Điện trở: Cấu tạo, ký hiệu, quy ước và cách đọc a. Định nghĩa và ký hiệu của điện trở * Định nghĩa Điện trở là linh kiện dùng làm phần tử ngăn cản dòng điện trong mạch. U Trị số điện trở được xác định theo định luật Ôm: R  (Ω) I Trong đó: U - hiệu điện thế trên điện trở [V] I - dòng điện chạy qua điện trở [A] R - điện trở [Ω] 7
  8. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Trên điện trở, dòng điện và điện áp luôn cùng pha và điện trở dẫn dòng điện một chiều và xoay chiều như nhau. * Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ mạch điện Trong các sơ đồ mạch điện, điện trở thường được mô tả theo các qui ước tiêu chuẩn như trong hình 1.5. R12 R159 Điện trở thường Biến trở 1/8 W 1/4 W 1/2 W 1W 5W 10W Điện trở công suất Hình 1.5: Ký hiệu của điện trở trên sơ đồ mạch điện Hình 1.6: Hình dáng thực tế của một số điện trở b. Phân loại Phân loại điện trở có rất nhiều cách. Thông dụng nhất là phân chia điện trở thành hai loại: điện trở có trị số cố định và điện trở có trị số thay đổi được (hay biến trở). Trong mỗi loại này lại được phân chia theo các chỉ tiêu khác nhau thành các loại nhỏ hơn như sau: * Điện trở có trị số cố định. Điện trở có trị số cố định thường được phân loại theo vật liệu cản điện như: + Điện trở than tổng hợp (than nén) 8
  9. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– + Điện trở than nhiệt giải hoặc than màng (màng than tinh thể). + Điện trở dây quấn gồm sợi dây điện trở dài (dây NiCr hoặc manganin, constantan) quấn trên 1 ống gốm ceramic và phủ bên ngoài là một lớp sứ bảo vệ. + Điện trở màng kim, điện trở màng oxit kim loại hoặc điện trở miếng: Điện trở miếng thuộc thành phần vi điện tử. Dạng điện trở miếng thông dụng là được in luôn trên tấm ráp mạch. + Điện trở cermet (gốm kim loại). (a) (b) (c) (e) (d) Hình 1.7: Hình dạng bên ngoài của một số điện trở cố định a. Điện trở dây quấn chính xác; b. Điện trở màng; c. Điện trở oxit kim loại; d. Loại than tổng hợp; e.Loại dây quấn công suất * Điện trở có trị số thay đổi (biến trở) Biến trở có hai dạng. Dạng kiểm soát dòng công suất lớn dùng dây quấn. Loại này ít gặp trong các mạch điện trở. Dạng thường dùng hơn là chiết áp. Cấu tạo của biến trở so với điện trở cố định chủ yếu là có thêm một kết cấu con chạy gắn với một trục xoay để điều chỉnh trị số điện trở. Con chạy có kết cấu kiểu xoay (chiết áp xoay) hoặc theo kiểu trượt (chiết áp trượt). Chiết áp có 3 đầu ra, đầu giữa ứng với con trượt còn hai đầu ứng với hai đầu của điện trở. Hình 1.8: Ký hiệu của biến trở trên các mạch 9
  10. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Theo ứng dụng có thể chia chiết áp thành 3 loại chính: loại đa dụng, loại chính xác và loại điều chuẩn c. Cấu trúc của điện trở Cấu trúc của điện trở có nhiều dạng khác nhau. Một cách tổng quát ta có cấu trúc tiêu biểu của một điện trở như mô tả trong hình 1.9. Vật liệu cản điện Mũ chụp và chân điện trở Vỏ bọc Lõi Hình 1.9: Kết cấu đơn giản của một điện trở d. Các tham số kỹ thuật đặc trưng của điện trở * Trị số điện trở và dung sai + Trị số của điện trở là tham số cơ bản và được tính theo công thức: L R  . S ρ: Điện trở suất Ωm hay Ωmm2/m L: chiều dài dây (m) S: tiết diện dây m2 hay mm2 R: Điện trở, ôm (Ω) Điện trở có đơn vị tính là ôm, viết tắt là Ω. Các bội số của ôm là: - Kilô ôm 1kΩ = 103Ω - Mêgaôm 1MΩ = 106Ω Điện trở suất có trị số thay đổi theo nhiệt độ và được tính theo công thức:   0 1 a.t  0 : Điện trở suất của vật lệuở 0 0C a: hệ số nhiệt t: nhiệt độ 0C + Dung sai hay sai số của điện trở biểu thị mức độ chênh lệch giữa trị số thực tế của điện trở so với trị số danh định và được tính theo %. Rtt  Rdd Dung sai được tính theo công thức: .100 0 0 Rdd 10
  11. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Với Rttvà Rdd là giá trị điện trở thực tếvà danh định Dựa vào % dung sai, ta chia điện trở ở 5 cấp chính xác: Cấp 005: có sai số ± 0, Dùng trong mạch yêu cầu độ chính xác cao Cấp 01: có sai số ± 1 % Cấp I: có sai số ± 5 % Dùng trong kỹ thuật Cấp II: có sai số ± 10 % mạch điện tử thông thường Cấp III: có sai số ± 20 % * Công suất tiêu tán danh định (Pt.tmax) Khi có dòng điện chạy qua điện trở sẽ tiêu tán năng lượng điện dưới dạng U2 nhiệt, với công suất là: Ptt   I 2 .R (W) R Tuỳ theo vật liệu cản điện được dùng mà điện trở chỉ chịu được tới một nhiệt độ nào đó. Vì vậy số W chính là thông số cho biết khả năng chịu nhiệt của điện trở. Công suất tiêu tán danh định cho phép của điện trở Pt.t.max là công suất điện cao nhất mà điện trở có thể chịu đựng được trong điều kiện bình thường, làm việc trong một thời gian dài không bị hỏng. Nếu quá mức đó điện trở sẽ nóng cháy và không dùng được. 2 U max 2 Pt .t. max   I max .R R Để điện trở làm việc bình thường thì: Ptt< Ptt max Thông thường người ta sẽ chọn công suất của điện trở theo công thức: PR ≥ 2Ptt. Trong đó 2 là hệ số an toàn. Trường hợp đặc biệt có thể chọn hệ số an toàn lớn hơn. Điện trở than có công suất tiêu tán thấp trong khoảng 0.125; 0.25; 0.5;1.2W Điện trở dây quấn có công suất tiêu tán từ 1W trở lên và công suất càng lớn thì yêu cầu điện trở có kích thước càng to (để tăng khả năng toả nhiệt). Trong tất cả các mạch điện, tại khu vực cấp nguồn tập trung dòng mạnh nên các điện trở phải có kích thước lớn. Ngược lại, tại khu vực xử lý tín hiệu, nơi có dòng yếu nên các điện trở có kích thước nhỏ bé. e. Cách đọc, đo và cách mắc điện trở. 11
  12. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– * Cách ghi và đọc tham số trên thân điện trở Trên thân điện trở thường ghi các tham số đặc trưng để tiện cho việc sử dụng, như là: trị số điện trở, dung sai, công suất tiêu tán (nếu có). Có thể ghi trực tiếp trên thân điện trở hoặc theo qui ước. - Cách ghi trực tiếp Nếu thân điện trở đủ lớn (ví dụ như điện trở dây quấn) thì người ta ghi đầy đủ giá trị và đơn vị đo Ví dụ: 220K 1W (điện trở có trị số 220Ω, dung sai 10%, công suất tiêu tán cho phép là 1W). - Ghi theo qui ước - Không ghi đơn vị ôm. Quy ước như sau: + Các chữ cái biểu thị đơn vị: R (hoặc E) = Ω; M = MΩ; K = KΩ. + Vị trí của chữ cái biểu thị dấu thập phân + Chữ số cuối biểu thị hệ số nhân Ví dụ: 6R8 = 6.8 Ω R3 = 0.3 Ω K47 = 0.47K Ω 150 = 150 Ω 2M2 = 2.2M Ω 4R7 = 4E7 = 4.7 Ω 332R = 33.100 Ω - Qui ước theo mã: Gồm các số để chỉ thị trị số (chữ số cuối chỉ hệ số nhân hay số số 0 thêm vào) và chữ cái để chỉ % dung sai. F = 1%; G = 2%; J = 5%; K = 10%; M =20% Ví dụ: 681J = 680Ω 5% 153K = 15000Ω 10% 4703G = 470 KΩ 2% - Qui ước mầu Khi các điện trở có kích thước nhỏ (ví dụ như điện trở than) thì người ta không thể ghi số và chữ lên được. Người ta sử dụng các vạch mầu để ghi tham số. Có 2 loại vòng mầu là loại 4 mầu và 5 mầu. 12
  13. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Loại 4 vòng mầu: Hai vòng đầu chỉ số có nghĩa thực Vòng ba chỉ số số 0 thêm vào Vòng bốn chỉ dung sai Hình 1.10: Hình ảnh minh hoạ cách ghi quy ước vạch màu trên thân điện trở Loại 5 vòng mầu: Ba vòng đầu chỉ số có nghĩa thực Vòng bốn chỉ số số 0 thêm vào Vòng năm chỉ dung sai Bảng qui ước màu Màu Trị số thực Hệ số nhân Dung sai Vạch 1,2 (3) Vạch 3 (4) Vạch 4 (5) Đen 0 100 Nâu 1 101 1% Đỏ 2 102 2% Cam 3 103 Vàng 4 104 Lục 5 105 Lam 6 106 Tím 7 107 Xám 8 108 Trắng 9 109 Vàng kim 10-1 5% Bạch kim 10-2 10% Không màu 20% Chú ý: + Vòng 1 là vòng gần đầu điện trở hơn vòng cuối cùng. Tuy nhiên, có nhiều điện trở có kích thước nhỏ nên khó phân biệt đầu nào gần đầu điện trở hơn, khi đó ta xem vòng nào được tráng nhũ thì vòng đó là vòng cuối. Nên để 13
  14. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– điện trở ra xa và quan sát bằng mắt, khi đó ta sẽ không nhìn thấy vòng tráng nhũ, nghĩa là dễ dàng nhận ra được vòng nào là vòng 1. + Với điện trở 5 vòng mầu thì mầu sai số có nhiều mầu, do đó gây khó khăn cho ta khi xác định đâu là vòng cuối cùng, tuy nhiên 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. Trị số = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) x 10 ( mũ vòng 4) Có thể tính vòng số 4 là số con số không "0" thêm vào + Trường hợp chỉ có 3 vòng màu thì sai số là ± 20% + Người ta không chế tạo điện trở có đủ các trị số từ nhỏ nhất đến lớn nhất mà chỉ chế tạo điện trở có trị số theo tiêu chuẩn (xem bảng dưới đây). Do vậy nếu cần những giá trị đặc biệt phải chọn giá trị gần trong bảng nhất hoặc phải đấu nối kết hợp nhiều điện trở với nhau để có giá trị thích hợp. * Đo điện trở Đo kiểm tra điện trở thường sử dụng bằng đồng hồ vạn năng. Để đo tri số điện trở ta thực hiện theo các bước sau : Bước 1: Chuẩn bị Để thang đồng hồ về các thang đo trở, nếu điện trở nhỏ thì để thang x1 ôm hoặc x10 ôm, nếu điện trở lớn thì để thang x1Kohm hoặc 10Kohm. Sau đó chập hai que đo và chỉnh triết Hình 1.10: Chỉnh chuẩn về 0 trước áp để kim đồng hồ báo vị trí 0. khi đo điện trở Bước 2: Cách đo Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trên thang đo, Giá trị đo được = chỉ số thang đo X thang đo. Bước 3: Đọc trị số Ví dụ : Nếu để thang x 100 ohm và chỉ số báo là 27 thì giá trị là = 100 x 27 = 2700 ohm = 2,7 K ohm Chú ý: 14
  15. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– - Nếu ta để thang đo quá cao thì kim chỉ lên một chút, như vậy đọc trị số sẽ không chính xác: Nếu ta để thang đo quá thấp, kim lên quá nhiều, và đọc trị số cũng không chính xác. - Khi đo điện trở ta chọn thang đo sao cho kim báo gần vị trí giữa vạch chỉ số sẽ cho độ chính xác cao nhất. * Các kiểu mắc điện trở - Mắc nối tiếp Giả sử mắc 3 điện trở nối tiếp nhau như hình vẽ, khi đó 3 điện trở này sẽ tương đương với 1 điện trở Rtd. Hình 1.12: Cách mắc điện trở kiểu nối tiếp Khi sử dụng điện trở thì cần quan tâm tới hai thông số kỹ thuật là trị số điện trở R và công suất tiêu tán P của nó. Bằng cách mắc nối tiếp nhiều điện trở ta sẽ có điện trở tương đương có tham số như sau: Rtd  R1  R2  R3 (1) P  P1  P2  P3 Như vậy cách ghép nối tiếp sẽ làm tăng trị số điện trở và tăng công suất tiêu tán. - Mắc song song (b) (a) Hình 1.13: Cách mắc điện trở kiểu song song Giả sử mắc 3 điện trở song song, khi đó coi như ta có 1 điện trở tương đương Rtd Rtd có trị số điện trở và công suất tiêu tán như sau: 15
  16. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 1 1 1 1    Rtd R1 R2 R3 P  P1  P2  P3 Như vậy cách ghép song song làm tăng công suất tiêu tán nhưng làm giảm trị số điện trở. Nếu mắc điện trở kiểu hỗn hợp (vừa nối tiếp, vừa song song) thì ta tính điện trở tương đương theo các công thức (1) và (2) còn công suất tiêu tán thì bằng tổng công suất tiêu tán của các điện trở thành phần. Chú ý: Khi ghép nối điện trở nên chọn loại có cùng công suất nhiệt để tránh hiện tượng có một điện trở chịu nhiệt lớn. Khi thay thế điện trở cũng cần phải thay bằng điện trở không chỉ cùng trị số mà còn phải cùng công suất nhiệt. * Các linh kiện khác cùng nhóm và ứng dụng - Ứng dụng của điện trở Trong sinh hoạt, điện trở được dùng để chế tạo các loại dụng cụ điện như bàn là, bếp điện, bóng đèn sợi đốt … Trong công nghiệp, điện trở được dùng để chế tạo các thiết bị sấy, sưởi, giới hạn dòng điện khởi động của động cơ … Trong lĩnh vực điện tử, điện trở được sử dụng để giới hạn dòng điện, tạo sụt áp, phân áp, định hằng số thời gian, phối hợp trở kháng, tiêu thụ năng lượng f. Một số điện trở đặc biệt - Điện trở nhiệt (Th - Thermistor) Là một linh kiện có trị số điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Có 2 loại nhiệt trở là nhiệt trở âm và nhiệt trở dương. Trị số của nhiệt trở ghi trong sơ đồ là trị số đo được ở 250C. Ký hiệu và hình dáng của nhiệt trở: Hình 1.14: Ký hiệu điện trở nhiệt Nhiệt trở có hệ số nhiệt dương là loại điện trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị số của nó tăng lên và ngược lại. Nếu nhiệt trở làm bằng vật liệu kim loại 16
  17. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– thì nó có hệ số nhiệt dương. Điều này được giải thích là khi nhiệt độ tăng các nguyên tử ở các nút mạng sẽ dao động mạnh và làm cản trở quá trình di chuyển của điện tử. Nhiệt trở có hệ số nhiệt âm là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì điện trở của nó giảm xuống và ngược lại khi nhiệt độ thấp hơn thì điện trở của nó tăng lên. Các chất bán dẫn thường có hiệu ứng nhiệt âm (NTC). Trong chất bán dẫn không chỉ có vận tốc của hạt dẫn, mà quan trọng hơn, cả số lượng hạt dẫn cũng thay đổi theo nhiệt độ. Tại nhiệt độ thấp, các điện tử và lỗ trống không đủ năng lượng để nhẩytừ vùng hoá trị lên vùng dẫn. Khi tăng nhiệt độ khiến các hạt dẫn đủ năng lượng để vượt qua vùng cấm, bởi thế độ dẫn sẽ gia tăng cùng với nhiệt độ. Nói cách khác khi nhiệt độ tăng thì trở kháng chất bán dẫn giảm. Với các chất NTC thì quan hệ giữa điện trở và nhiệt độ theo luật: Nhiệt trở thường được sử dụng để ổn định nhiệt cho các mạch của thiết bị điện tử (đặc biệt là tầng khuếch đại công suất) để điều chỉnh nhiệt độ hay làm linh kiện cảm biến trong các hệ thống tự động điều khiển theo nhiệt độ. Ví dụ: Trong các bộ ampli, khi hoạt động lâu các sò công suất sẽ nóng lên, nhờ sử dụng nhiệt trở mà sự thay đổi của nhiệt độ được thể hiện ở sự thay đổi của trị số điện trở làm cho dòng điện qua sò công suất yếu đi, tức là bớt nóng hơn. - Điện trở tuỳ áp (VDR - Voltage Dependent Resistor) VDR còn gọi là varistor là một linh kiện bán dẫn có trị số điện trở thay đổi khi điện áp đặt lên nó thay đổi. Ký hiệu và hình dáng của VDR như hình sau: Hình 1.15: Ký hiệu điện trở tuỳ áp Khi điện áp giữa hai cực ở dưới trị số quy định thì VDR có trị số điện trở rất lớn coi như hở mạch. Khi điện áp này tăng lên thì VDR sẽ có trị số giảm xuống để ổn định điện áp ở hai đầu nó. Giá trị điện áp mà VDR ổn định được cho trước bởi nhà sản xuất, đây chính là thông số đặc trưng cho VDR. 17
  18. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– VDR thường được mắc song song với các cuộn dây có hệ số tự cảm lớn để dập tắt các điện áp cảm ứng quá cao khi cuộn dây bị mất dòng điện đột ngột tránh làm hỏng các linh kiện trong mạch. - Điện trở quang (Photo Resistor) Điện trở quang hay còn gọi là quang trở là thiết bị bán dẫn nhậy cảm với bức xạ điện từ quang phổ ánh sáng nhìn thấy (có bước sóng từ 380 và 780 nm). Hình 1.16: Hình dáng và ký hiệu điện trở quang Quang trở được tạo nên từ một lớp vật liệu bán dẫn mỏng, thường là CdS (Cadmi sulfua). Bức xạ ánh sáng ngẫu nhiên sẽ truyền một phần năng lượng của nó cho các cặp điện tử-lỗ trống, các cặp này có thể đạt mức năng lượng đủ lớn để nhẩy lên vùng dẫn. Kết quả hình thành nhiều cặp hạt dẫn tự do, khiến độ dẫn tăng và trở kháng giảm. Số lượng các hạt dẫn tạo ra sẽ tỷ lệ với cường độ bức xạ ánh sáng. Độ chiếu sáng càng mạnh thì điện trở có trị số càng nhỏ và ngược lại. Khi quang trở bị che tối điện trở của nó khoảng vài trăm KΩ đến vài MΩ. Khi được chiếu sáng thì giá trị điện trở này khoảng vài trăm Ω đến vài KΩ. Trong ứng dụng thực tế một điện áp ngoài sẽ được đấu vào các cực của quang trở. Cho ánh sáng chiếu vào, khi đó dòng có thể chảy qua quang trở và chảy trong mạch ngoài với cường độ tuỳ thuộc vào cường độ sáng. Quang trở thường được sử dụng trong các mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng như: phát hiện người qua cửa, tự động mở đèn khi trời tối, điều chỉnh độ sáng và độ tối ở màn hình LCD, camera … 2.2. Tụ điện: Cấu tạo, ký hiệu, quy ước và cách đọc a. Định nghĩa, ký hiệu và phân loại - Định nghĩa: Tụ điện là dụng cụ dùng để chứa điện tích. Một tụ điện lý tưởng có điện tích ở bản cực tỉ lệ thuận với hiệu điện thế đặt ngang qua nó theo công thức: 18
  19. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Q = C.U [culông] Trong đó: Q - điện tích ở trên bản cực của tụ điện [C] U - hiệu điện thế đặt trên tụ điện[v] C - điện dung của tụ điện[F] - Ký hiệu và hình dáng của tụ điện Tụ thường (Tụ không phân cực) Hình 1.17: Hình dáng và ký hiệu tụ thường Tụ phân cực Hình 1.18: Hình dáng và ký hiệu tụ phân cực Tụ biến đổi Hình 1.19: Hình dáng và ký hiệutụ biến đổi - Phân loại Người ta thường phân loại tụ điện thành loại tụ có trị số không đổi và tụ có trị số biến đổi. Trong các loại tụ này người ta lại tiếp tục phân chia theo chất điện môi làm tụ đó. + Tụ có trị số điện dung không đổi  Tụ oxit hoá (gọi tắt là tụ hoá) Ký hiệu và hình dáng của tụ hoá 19
  20. Giáo trình: Điện tử cơ bản Trường Cao đẳng nghề Yên Bái ––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– Hình 1.20: Hình dáng và ký hiệu tụ hoá Tụ hoá (hay còn gọi là tụ điện phân, tụ điện giải) có điện dung lớn từ 1 μF đến 10.000 μF là loại tụ có phân loại cực tính dương và âm, điện áp làm việc nhỏ hơn 500V. Tụ hoá được chế tạo với bản cực nhôm và bề mặt cực dương có một lớp oxit nhôm và lớp bọt khí có đặc tính cách điện để làm chất điện môi. Do lớp oxit nhôm rất mỏng nên điện dung của tụ lớn và điện áp đánh thủng nhỏ. Tụ có kích thước càng lớn thì điện dung càng lớn. Khi sử dụng tụ cần chú ý cực tính của tụ để tránh làm hỏng tụ. Do có kích thước lớn nên các giá trị điện dung, điện áp làm việc, nhiệt độ, đánh dấu cực tính đều được ghi rất rõ ràng trên thân tụ hoá. Do có điện dung lớn nên tụ hoá thường được sử dụng làm tụ san phẳng điện áp trong các mạch nguồn (tụ có điện dung càng lớn càng tốt) hay tụ lọc khu vực tần số thấp.  Tụ gốm (ceramic) Tụ gốm có điện dung từ 1 pF đến 1μF là loại tụ không có cực tính và điện áp làm việc lớn đến vài trăm vôn nhưng dòng điện rò khá lớn. Tụ gốm có thường có dạng đĩa, dạng phiến, đơn khối hoặc dạng ống. Tụ gốm được cấu tạo bằng cách lắng đọng màng kim loại trên hai mặt của một đĩa gốm mỏng. Dây dẫn nối tới màng kim loại và tất cả được bọc trong vỏ chất dẻo. Về hình dáng tụ gốm có nhiều dạng và nhiều cách ghi trị số khác nhau. Ký hiệu và hình dáng của tụ gốm Hình 1.21: Hình dáng và ký hiệu tụ gốm 20

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

 

Đồng bộ tài khoản