Giáo trình mô đun Điện tử cơ bản (Nghề Điện Công nghiệp - Trình độ trung cấp) – CĐ Kỹ thuật Công nghệ BR–VT

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:123

Thêm vào BST

Báo xấu

33
lượt xem 5
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Giáo trình mô đun Điện tử cơ bản gồm có 7 bài, trang bị cho người học những kiến thức và kỹ năng như: Giải thích, phân tích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của điện trở, cuộn dây, tụ điện, biến trở, diode, transistor, IC78XX, IC79XX, IC LM317, DIAC, SCR, TRIAC; nhận dạng được chính xác ký hiệu, hình dáng của điện trở, cuộn dây, tụ điện, biến trở, diode, transistor, IC78XX, IC79XX, IC LM317, DIAC, SCR, TRIAC; trình bày được chức năng, nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu, mạch khuếch đại, mạch ổn áp, mạch dao động, mạch điều khiển. Mời các bạn cùng tham khảo.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình mô đun Điện tử cơ bản (Nghề Điện Công nghiệp - Trình độ trung cấp) – CĐ Kỹ thuật Công nghệ BR–VT

BM/QT10/P.ĐTSV/04/04 Ban hành lần: 3 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN NGHỀ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: 297/QĐ-CĐKTCN ngày 24 tháng 08 năm 2020 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT) BÀ RỊA – VŨNG TÀU, NĂM 2020
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Nhằm đáp ứng nhu cầu học tập và nghiên cứu cho giảng viên và sinh viên nghề Điện công nghiệp trong Trường Cao Đẳng Kỷ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu. Chúng tôi đã thực hiện biên soạn tài liệu Điện tử cơ bản này. Tài liệu này thuộc loại giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về giảng dạy, học tập và tham khảo cho giáo viên và học sinh Trường Cao Đẳng Kỷ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện công nghiệp ở trình độ trung cấp, giáo trình Điện tử cơ bản là một trong những giáo trình mô đun đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được hiệu trưởng Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc. Khi biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao. Nội dung giáo trình gồm có 7 bài: Bài 1: Lắp ráp và khảo sát mạch chỉnh lưu bán kỳ. Bài 2: Lắp ráp và khảo sát mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng 4 diode. Bài 3: Lắp ráp và khảo sát mạch khuếch đại. Bài 4: Lắp ráp và khảo sát mạch ổn áp. Bài 5: Lắp ráp và khảo sát mạch dao động đa hài. Bài 6: Lắp ráp và khảo sát mạch điều khiển. Bài 7: Thiết kế mạch in – Hàn linh kiện. Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiến thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị của trường có thể sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng biên soạn để đáp ứng được mục tiêu giảng dạy và học tập cho giáo viên và học sinh của Trường Cao Đẳng Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa Vũng Tàu nhưng không tránh được những sai sót. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo và học sinh để điều chỉnh giáo trình hoàn thiện hơn. Đất đỏ, ngày.......tháng......năm 2020 Tham gia biên soạn Chủ biên: Lê Minh Tân 1
MỤC LỤC Trang LỜI GIỚI THIỆU .............................................................................................................. 1 MỤC LỤC ........................................................................................................................... 2 Nội dung mô đun: ............................................................................................................... 5 BÀI 1: LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU BÁN KỲ ............................. 6 1. Diode ................................................................................................................................ 6 1.1. Khái niệm chất bán dẫn ................................................................................................. 6 1.2. Cấu tạo, ký hiệu, hình dáng, phân loại diode ................................................................ 7 1.3. Nguyên lý hoạt động của diode ................................................................................... 11 1.4. Phương pháp đo và kiểm tra diode .............................................................................. 12 2. Lắp ráp và khảo sát mạch chỉnh lưu bán kỳ ................................................................... 13 2.1. Sơ đồ mạch .................................................................................................................. 13 2.2. Chức năng linh kiện trong mạch ................................................................................. 13 2.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................................................... 13 2.4. Lắp ráp mạch ............................................................................................................... 14 CÂU HỎI ÔN TẬP ............................................................................................................ 16 BÀI 2: LẮP RÁP & KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU TOÀN KỲ DÙNG 4 DIODE ............................................................................................................................................ 17 1. Tụ điện ............................................................................................................................ 17 1.1. Cấu tạo, ký hiệu, hình dáng, phân loại tụ điện ............................................................ 17 1.2. Đặt tính nạp xã của tụ điện .......................................................................................... 18 1.3. Phương pháp đọc, đo và kiểm tra tụ điện .................................................................... 19 2. Cuộn dây, biến áp ........................................................................................................... 19 2.1. Cuộn dây...................................................................................................................... 19 2.2. Biến áp ......................................................................................................................... 22 3. Lắp ráp và khảo sát mạch chỉnh lưu toàn kỳ dùng 4 diode ............................................ 23 3.1. Sơ đồ mạch .................................................................................................................. 23 3.2. Chức năng linh kiện trong mạch ................................................................................. 24 3.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................................................... 24 3.4. Lắp ráp mạch ............................................................................................................... 25 CÂU HỎI ÔN TẬP ............................................................................................................ 27 BÀI 3: LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH KHUẾCH ĐẠI ......................................... 28 1. Lắp ráp, khảo sát mạch khuếch đại EC dùng transistor BJT ......................................... 28 1.1. Điện trở ........................................................................................................................ 28 1.2. Transistor BJT ............................................................................................................. 33 1.3. Lắp ráp, khảo sát mạch khuếch đại EC ....................................................................... 39 2
2. Lắp ráp, khảo sát mạch khuếch đại BC dùng transistor BJT ......................................... 43 2.1. Sơ đồ mạch .................................................................................................................. 43 2.2. Chức năng linh kiện trong mạch ................................................................................. 43 2.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................................................... 43 2.4. Lắp ráp mạch ............................................................................................................... 44 3. Lắp ráp, khảo sát mạch khuếch đại CC dùng transistor BJT ......................................... 46 3.1. Sơ đồ mạch .................................................................................................................. 46 3.2. Chức năng linh kiện trong mạch ................................................................................. 46 3.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................................................... 46 3.4. Lắp ráp mạch ............................................................................................................... 47 CÂU HỎI ÔN TẬP ............................................................................................................ 49 BÀI 4: LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH ỔN ÁP ...................................................... 50 1. Lắp ráp, khảo sát mạch ổn áp dùng IC78XX ................................................................. 50 1.1. Ký hiệu, sơ đồ chân, hình dáng của IC 78XX ............................................................. 50 1.2. Sơ đồ mạch .................................................................................................................. 51 1.3. Chức năng linh kiện trong mạch ................................................................................. 51 1.4. Nguyên lý hoạt động ................................................................................................... 51 1.5. Lắp ráp mạch ............................................................................................................... 51 2. Lắp ráp, khảo sát mạch ổn áp đối xứng dùng IC78XX, 79XX ...................................... 53 2.1. Ký hiệu, sơ đồ chân, hình dáng của IC 79XX ............................................................. 53 2.2. Sơ đồ mạch .................................................................................................................. 54 2.3. Chức năng linh kiện trong mạch ................................................................................. 54 2.4. Nguyên lý hoạt động ................................................................................................... 54 2.5. Lắp ráp mạch ............................................................................................................... 55 3. Lắp ráp, khảo sát mạch ổn áp dùng IC LM317 .............................................................. 56 3.1. Biến trở ........................................................................................................................ 56 3.2. Lắp ráp, khảo sát mạch ổn áp ...................................................................................... 59 4. Lắp ráp, khảo sát mạch ổn áp hồi tiếp dùng transistor ................................................... 62 4.1. Diode ổn áp ................................................................................................................. 62 4.2. Lắp ráp, khảo sát mạch ổn áp hồi tiếp dùng transistor ................................................ 64 CÂU HỎI ÔN TẬP ............................................................................................................ 67 BÀI 5: LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH DAO ĐỘNG ĐA HÀI ............................. 68 1. Lắp ráp, khảo sát mạch dao động đa hài dùng IC555 .................................................... 68 1.1. IC555 ........................................................................................................................... 68 1.2. Lắp ráp, khảo sát mạch dao động đa hài ..................................................................... 71 2. Lắp ráp, khảo sát mạch dao động đa hài dùng transistor ............................................... 74 2.1. Sơ đồ mạch .................................................................................................................. 74 2.2. Chức năng linh kiện trong mạch ................................................................................. 74 2.3. Nguyên lý hoạt động ................................................................................................... 74 3
2.4. Lắp ráp mạch ............................................................................................................... 75 CÂU HỎI ÔN TẬP ............................................................................................................ 77 BÀI 6: LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH MẠCH ĐIỀU KHIỂN ............................. 78 1. Lắp ráp, khảo sát mạch điều khiển động cơ AC dùng DIAC, SCR ............................... 78 1.1. DIAC ........................................................................................................................... 78 1.2. SCR.............................................................................................................................. 80 1.3. Lắp ráp, khảo sát mạch điều khiển động cơ AC ......................................................... 85 2. Lắp ráp, khảo sát mạch điều khiển động cơ dùng TRIAC ............................................. 88 2.1. TRIAC ......................................................................................................................... 88 2.2. Lắp ráp, khảo sát mạch điều khiển động cơ dùng TRIAC .......................................... 91 CÂU HỎ ÔN TẬP ............................................................................................................. 93 BÀI 7: THIẾT KẾ MẠCH IN – HÀN LINH KIỆN...................................................... 94 1. Phương pháp hàn và tháo linh kiện ................................................................................ 94 1.1. Phương pháp hàn ......................................................................................................... 95 1.2. Tháo linh kiện ............................................................................................................ 105 2. Thiết kế mạch in – Hàn linh kiện ................................................................................. 106 2.1. Thiết kế mạch in ........................................................................................................ 106 2.2. Hàn linh kiện ............................................................................................................. 118 CÂU HỎ ÔN TẬP ........................................................................................................... 119 TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 120 4
GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN Tên Mô đun: Điện tử cơ bản Mã mô đun: MĐ 20 Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của mô đun: - Vị trí của mô đun: Mô đun này phải học sau các môn an toàn điện, mạch điện, đo lường điện, vẽ điện và học trước làm cơ sơ để tiếp thu các môn học, mô đun khác như: PLC cơ bản, kỹ thuật cảm biến... - Tính chất của mô đun: Là mô đun bắt buộc và bổ trợ các kiến thức cần thiết về lĩnh vực điện tử cho người học. - Ý nghĩa và vai trò của mô đun: Mô đun Kỹ thuật xung số là mô đun chuyên nghành quan trọng để làm cơ sở học các mô đun chuyên nghành khác. Mục tiêu mô đun: Sau khi học xong mô đun này người học có khả năng sau: - Về kiến thức: + Giải thích, phân tích được cấu tạo, nguyên lý hoạt động của điện trở, cuộn dây, tụ điện, biến trở, diode, transistor, IC78XX, IC79XX, IC LM317, DIAC, SCR, TRIAC. + Nhận dạng được chính xác ký hiệu, hình dáng của điện trở, cuộn dây, tụ điện, biến trở, diode, transistor, IC78XX, IC79XX, IC LM317, DIAC, SCR, TRIAC. + Trình bày được chức năng, nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu, mạch khuếch đại, mạch ổn áp, mạch dao động, mạch điều khiển. - Về kỹ năng: + Đo, đọc, kiểm tra chính xác điện trở, cuộn dây, tụ điện, biến trở, diode, transistor, IC78XX, IC79XX, IC LM317, DIAC, SCR, TRIAC. + Lắp ráp, cân chỉnh, vận hành và đo kiểm tra được các thông số của mạch chỉnh lưu, mạch khuếch đại, mạch ổn áp, mạch dao động, mạch điều khiển. - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm. Người học có khả năng làm việc độc lập hoặc làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn nhau trong học tập và rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm trong công việc. Nội dung mô đun: 5
BÀI 1: LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU BÁN KỲ Giới thiệu: Trong đời sóng hàng ngay ta thấy có rất nhiều thiết bị sử dụng nguồn điện một chiều nhưng với nhiều lý do khác nhau mà các nhà chế tạo máy điện ít sản xuất các máy phát điện một chiều. Vì vậy cần phải có các mạch điện để biến đổi điện xoay chiều thành điện một chiều. Đó chính là mạch chỉnh lưu Mục tiêu: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: - Trình bày được khái niệm chất bán dẫn, cấu tạo, ký hiệu, hình dáng, phân loại và nguyên lý của diode. - Phân tích được chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu bán kỳ. - Đo, đọc, kiểm tra được diode. - Lắp ráp, cân chỉnh, đo, kiểm tra được mạch chỉnh lưu bán kỳ. - Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn thận, chính xác và khả năng làm việc nhóm trong công việc. Nội dung: 1. Diode 1.1. Khái niệm chất bán dẫn 1.1.1. Khái niệm Chất bán dẫn là nguyên liệu để sản xuất ra các loại linh kiện bán dẫn như Diode, Transistor, IC mà ta đã thấy trong các thiết bị điện tử ngày nay. Chất bán dẫn là những chất có đặc điểm trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện, về phương diện hoá học thì bán dẫn là những chất có 4 điện tử ở lớp ngoài cùng của nguyên tử. Đó là các chất Germanium (Ge) và Silicium (Si) Từ các chất bán dẫn ban đầu (tinh khiết) người ta phải tạo ra hai loại bán dẫn là bán dẫn loại N và bán dẫn loại P, sau đó ghép các miếng bán dẫn loại N và P lại ta thu được Diode hay Transistor. Si và Ge đều có hoá trị 4, tức là lớp ngoài cùng có 4 điện tử, ở thể tinh khiết các nguyên tử Si (Ge) liên kết với nhau theo liên kết cộng hoá trị như hình dưới. Hình 1.1 Chất bán dẫn tinh khiết 6
1.1.2. Chất bán dẫn loại N Hình 1.2 Chất bándẫn N Khi ta pha một lượng nhỏ chất có hoá trị 5 như Phospho (P) vào chất bán dẫn Si thì một nguyên tử P liên kết với 4 nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị, nguyên tử Phospho chỉ có 4 điện tử tham gia liên kết và còn dư một điện tử và trở thành điện tử tự do => Chất bán dẫn lúc này trở thành thừa điện tử (mang điện âm) và được gọi là bán dẫn N (Negative: âm). 1.1.3. Chất bán dẫn loại P Hình 1.3 Chất bán dẫn P Ngược lại khi ta pha thêm một lượng nhỏ chất có hoá trị 3 như Indium (In) vào chất bán dẫn Si thì 1 nguyên tử Indium sẽ liên kết với 4 nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị và liên kết bị thiếu một điện tử => trở thành lỗ trống (mang điện dương) và được gọi là chất bán dẫn P. 1.2. Cấu tạo, ký hiệu, hình dáng, phân loại diode 1.2.1. Cấu tạo diode 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. 7
Hình 1.4 Cấu tạo diode. Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode. 1.2.2. Ký hiệu diode Hình 1.5 Ký hiệu diode. Anode: Mang điện tích dương (+) Cathode: Mang điện tích dương (-) 1.2.3. Hình dáng diode Hình 1.6 Hình dáng diode 1.2.4. Phân loại diode 1.2.4.1. Diode zener * Ký hiệu, hình dáng. Hình 1.7 Ký hiệu, hình dáng. * 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. 8
Hình 1.8a Ứng dụng của diode zener. 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. Hình 1.8b Ứng dụng của diode zener. 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. * Diode tách sóng: Hình 1.9 Ký hiệu, hình dáng diode tách sóng. Là loại diode nhỏ vỏ bằng thuỷ tinh và còn gọi là diode tiếp điểm vì mặt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn P - N tại một điểm để tránh điện dung ký sinh, diode tách sóng thường dùng trong các mạch cao tần dùng để tách sóng tín hiệu. 1.2.4.2. Diode thu quang. (Photo diode) Hình 1.10 Ký hiệu, hình dáng phto diode. 9
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. Hình 1.11 Minh hoạ sự hoạt động của Photo diode 1.2.4.3. Diode phát quang (Light Emiting Diode: LED) Hính 1.12 Ký hiệu, hình dáng diode phát quang. Diode phát phang là diode phát ra ánh sáng khi được phân cực thuận, điện áp làm việc của LED khoảng 1,7V => 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. 1.2.4.4. Diode biến dung (Diode varicap) Hình 1.13 ký hiệu, hình dáng, cấu tạo diode varicap. 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. Hình 1.14 Ứng dụng của Diode biến dung trong mạch cộng hưởng. Ở hình trên khi ta chỉnh triết áp VR, điện áp ngược đặt vào Diode Varicap thay đổi , điện dung của diode thay đổi => làm thay đổi tần số công hưởng của mạch. Diode biến 10
dung được sử dụng trong các bộ kênh Tivi mầu, trong các mạch điều chỉnh tần số cộng hưởng bằng điện áp. 1.2.4.5. Diode xung Hình 1.15 Ký hiệu, hình dáng 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, nhưng ngựơc lại diode xung có thể thay thế cho vị trí diode thường, diode xung có giá thành 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. 1.2.4.6. Diode nắn điện Hình 1.16 Ký hiệu, hình dáng 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. 1.3. Nguyên lý hoạt động của diode 1.3.1. Phân cực thuận cho diod Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anode (vùng bán dẫn P) và điện áp âm (-) vào cathode (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). Hình 1.17a Diode (Si) phân cực thuận. 11
Khi diode dẫn điện áp thuận đựơc gim ở mức 0,6V Hình 1.17b 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 nhỏ hơn 0,6V thì chưa có dòng đi qua diode, nếu điện áp phân cực thuận đạt bằng 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. 1.3.2. Phân cực ngược cho diode Khi phân cực ngược cho diode tức là cấp nguồn (+) vào cathode (bán dẫn N), nguồn (-) vào Anode (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 chịu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng. Hình 1.18 Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngựơc tăng > = 1000V 1.4. Phương pháp đo và kiểm tra diode Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω, đưa hai que đo vào hai đầu Diode, nếu: Hình 1.19 Đo, kiểm tra diode. 12
* Đo chiều thuận cắm que đen vào Anode, que đỏ vào cathode thì kim lên 2/3 thang đo, đảo chiều đo kim không lên thì Diode tốt. * Nếu đo cả hai chiều kim lên bằng 0Ω thì Diode bị chập. * Nếu đo thuận chiều mà kim không lên thì Diode bị đứt. *Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một chút thì Diode bị rò. 2. Lắp ráp và khảo sát mạch chỉnh lưu bán kỳ 2.1. Sơ đồ mạch Hình 1.20 Mạch chỉnh lưu ½ T 2.2. Chức năng linh kiện trong mạch TR: Biến áp để biến đổi điện áp xoay chiều u1 thành điện áp xoay chiều u2. D: Diode dùng để chỉnh lưu biến đổi điện áp xoay chiều u2 thành điện áp một chiều Ut . Rt : Điện trở tải của mạch: 2.3. Nguyên lý hoạt động Khi cấp điện áp xoay chiều u1 vào hai đầu cuộn sơ cấp biến áp TR thì ở thứ cấp xuất hiện một điện áp cảm ứng xoay chiều u2 như hình 1.20b. Giả sử ½ chu kỳ đầu điện áp vào u2 dương (+A, -B), diode D được phân cực thuận  dẫn và cho dòng điện qua tải có chiều đi từ A Rt  B. ½ chu kỳ sau, điện áp vào u2 âm, diode D bị phân cực ngược không dẫn điện. Và điện áp trên tải bằng không. Như vậy dòng điện chỉ đi qua tải theo một chiều nhất định và chỉ có ở các nửa chu kỳ dương của điện áp vào u2. U 2m 2.U 2 Điện áp trung bình trên tải là: U0 =  0,318U 2 m   0,45U 2   Dòng điện trung bình trên tải là: I 2m U0 2.U 2 I0 =   0,318U 2 m / Rt   0,45I t  Rt Rt 13
Điện áp ngược lớn nhất đặt vào diode khi khóa là: PIV=Ungmax = U2m= .U0. Dòng điện qua tải chỉ có ở một chiều  dòng điện tải nhấp nhô một lần. Ta nói tần số đập mạch của dòng điện này là m =1, f0 = fnguồn. Nhận xét: mạch chỉnh lưu ½ T đơn giản chỉ dùng 1 diode. Nhưng dòng điện qua tải chỉ có ½ Tđộ nhấp nhô cao, hiệu suất thấp, hệ số sử dụng máy biến áp thấp, dòng điện và điện áp trung bình trên tải nhỏ. Mạch này ít được sử dụng. 2.4. Lắp ráp mạch 2.4.1. Xây dựng quy trình T Nội dung Yêu cầu kỹ thuật TB-DC-VT Chú ý T thực hiện - Biến áp có dòng từ 1A÷3A. Chọn, kiểm - VOM - D: 1n4007 (1n5408). - Chính xác. 1 tra linh - Diode - Động cơ DC 12V. - Cẩn thận. kiện. - ĐC/12V - Kiểm tra diode phải còn tốt. - Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí. Bố trí linh - Linh kiện bố trí không được chồng - Test board - Chính xác. 2 kiện lên test chéo lên nhau. - Kìm - Chắc chắn. board. - Bố trí phù hợp để thuận tiện khi - diode - Thẫm mỹ. đấu dây. - Chính xác. - Đấu dây đúng sơ đồ mạch điện. - Kìm - Cực tính. 3 Đấu dây. - Đi dây gọn, đảm bảo sự kết nối, dẽ - VOM - Chắc chắn. sữa chửa. - Dây điện - Thẩm mỹ. Kiểm tra, - Kiểm tra mạch hoạt động tốt cấp nguồn - Cấp nguồn (UAC). - Chính xác. và đo các - Kìm 4 - Đo điện áp ngõ ra (UDC) - Cẩn thận. thông số kỹ - VOM - Xác định xung ngõ ra có biên độ thuật. - Dây điện UDC. 2.4.2. Lắp ráp Hình 1.21 Mạch chỉnh lưu bán kỳ có mắc thêm tụ lọc. 14
Lắp ráp mạch theo quy trình: Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện. Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board. Bước 3: Đấu dây. Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn và đo các thông số kỹ thuật. 2.4.3. Vận hành Cấp nguồn cho mạch hoạt động, đo các thông số. * Dùng VOM đo khi K1, K2 hở và ghi kết quả vào bảng sau: Vin(AC) Vout(DC) ID(DC) 6v 12v * Dùng VOM đo khi K1 đóng, K2 hở và ghi kết quả vào bảng sau: Vin(AC) Vout(DC) ID(DC) 6v 12v * Dùng VOM đo khi K1 hở, K2 đóng và ghi kết quả vào bảng sau: Vin(AC) Vout(DC) ID(DC) 6v 12v * Dùng máy hiện sóng đo Vin, Vout và vẽ dạng sóng vào đồ thị sau khi K1, K2 hở: Vi t Vo t * Dùng máy hiện sóng đo Vin, Vout và vẽ dạng sóng vào đồ thị sau khi K1đóng, K2 hở: Vi t 15
Vo t * Dùng máy hiện sóng đo Vin, Vout và vẽ dạng sóng vào đồ thị sau khi K1hở, K2 đóng: Vi t Vo t CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1:Trình bày khái niệm chất bán dẫn, cấu tạo, ký hiệu, phân loại và nguyên lý của diode nắn điện? Câu 2: Trình bày phương pháp đo kiểm tra diode? Câu 3: Phân tích chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu bán kỳ? 16
BÀI 2: LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU TOÀN KỲ DÙNG 4 DIODE Giới thiệu: Trong bài học trước chúng ta đã tìm hiểu về mạch điện chỉnh lưu 1 bán kỳ và đã thấy được nhược điểm của nó. Để khắc phục được nhược điểm đó người ta đã phát minh ra mạch điện thông dụng và có nhiều ưu điểm hơn. Đó chính là mạch chỉnh lưu cầu. Mục tiêu: Sau khi học xong bài này người học có khả năng: - Trình bày được cấu tạo, ký hiệu, hình dáng và phân loại của tụ điện, cuộn dây, biến áp. - Phân tích được chức năng và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu toàn kỳ. - Đo, đọc, kiểm tra được tụ điện, cuộn dây, biến áp. - Lắp ráp, cân chỉnh, đo, kiểm tra được mạch chỉnh lưu toàn kỳ. - Rèn luyện tính nghiêm túc, cẩn thận, chính xác và khả năng làm việc nhóm trong công việc. Nội dung: 1. Tụ điện 1.1. Cấu tạo, ký hiệu, hình dáng, phân loại tụ điện 1.1.1. Cấu tạo tụ điện Hình 2.1 Cấu tạo 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. 1.1.2. Ký hiệu tụ điện Hình 2.2a Ký hiệu tụ không cực tính Hình 2.2b Ký hiệu tụ có cực tính 1.1.3. Hình dáng tụ điện 17