Kiến thức cơ bản về điện tử

Chia sẻ: Nguyễn Hồng Tuyến | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:23

Thêm vào BST

Báo xấu

1.017
lượt xem 302
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tài liệu tham khảo dành cho giáo viên, sinh viên, kỹ thuật viên chuyên ngành điện, điện tử ôtô - Kiến thức cơ bản về điện tử.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kiến thức cơ bản về điện tử

KiÕn thøc c¬ b¶n vÒ ®iÖn tö Bè côc cña ch¬ng Ch¬ng nµy gi¶i thÝch c¸c kiÕn thøc c¬ b¶n vÒ ®iÖn tö · M« t¶ · ChÊt b¸n dÉn · §ièt · Transito · NhiÖt ®iÖn trë · C¸c phÇn tö kh¸c · IC (M¹ch tÝch hîp) · M¸y vi tÝnh -1-
M« t¶ M« t¶ C¸c ®iÖn tö cùc kú nhá, lµ c¸c h¹t tÝch ®iÖn ©m chuyÓn ®éng quanh mét h¹t nh©n. C¸c proton trong h¹t nh©n nµy tÝch ®iÖn d¬ng §iÖn tö häc lµ khoa häc hoÆc c«ng nghÖ ®Ò cËp ®Õn c¸c chøc n¨ng cña ®iÖn tö, còng nh viÖc ph¸t triÓn vµ øng dông cña c¸c bé phËn, c¸c m¹ch, vµ c¸c thiÕt bÞ liªn quan ®Õn c«ng nghÖ nµy. (C¸c transito, ®ièt, IC (c¸c m¹ch tÝch hîp) vµ c¸c bé vi xö lý lµ mét sè vÝ dô vÒ c¸c øng dông). C¸c IC vµ c¸c bé vi xö lý gåm cã c¸c bé phËn ®iÖn tö nh c¸c transito vµ c¸c ®ièt. H¹t nh©n. C¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö nµy ®· thay thÕ nhiÒu thiÕt bÞ c¬ khÝ trong qu¸ khø. C¸c thiÕt bÞ ®iÖn tö cã thÓ ®îc thiÕt kÕ cã nhiÒu chøc n¨ng h¬n vµ nhá gän h¬n c¸c thiÕt bÞ c¬ khÝ. (1/1) C¸c chÊt b¸n dÉn M« t¶ ChÊt b¸n dÉn lµ mét lo¹i vËt liÖu cã ®iÖn trë cao h¬n ®iÖn trë cña c¸c d©y dÉn tèt nh ®ång hoÆc s¾t, nhng thÊp h¬n ®iÖn trë cña c¸c chÊt c¸ch ®iÖn nh cao su hoÆc thuû tinh. Hai lo¹i vËt liÖu b¸n dÉn ®îc sö dông phæ biÕn nhÊt lµ germani (Ge) vµ Silic (Si). Tuy nhiªn trong tr¹ng th¸i tinh khiÕt cña chóng, c¸c chÊt nµy kh«ng thÝch hîp víi viÖc sö dông thùc tÕ cña c¸c chÊt b¸n dÉn. V× lý do nµy chóng ph¶i ®îc pha víi chÊt phô gia, ®ã lµ mét lîng nhá cña c¸c t¹p chÊt ph¶i thªm vµo ®Ó n©ng cao c«ng dông thùc tÕ cña chóng. C¸c ®Æc tÝnh cña chÊt b¸n dÉn: · Khi nhiÖt ®é cña nã t¨ng lªn, ®iÖn trë cña nã gi¶m xuèng. · TÝnh dÉn ®iÖn cña nã t¨ng lªn khi ®îc trén víi c¸c chÊt kh¸c. · §iÖn trë cña nã thay ®æi khi cã t¸c dông cña ¸nh s¸ng, tõ tÝnh hoÆc c¸c øng suÊt c¬ häc. · Nã ph¸t s¸ng khi ®Æt ®iÖn ¸p vµo, v.v... Cã thÓ chia c¸c chÊt b¸n dÉn thµnh hai lo¹i: Lo¹i N vµ lo¹i P. -2-
· C¸c chÊt b¸n dÉn lo¹i N: Mét chÊt b¸n dÉn lo¹i N gåm cã mét chÊt nÒn hoÆc chÊt silic (Si) hoÆc germani (Ge), ®· ®îc pha trén víi mét lîng nhá asen (As) hoÆc phètpho (P) ®Ó cung cÊp cho nã nhiÒu ®iÖn tö tù do, cã thÓ chuyÓn ®éng dÔ dµng qua silic hoÆc germani ®Ó t¹o ra dßng ®iÖn. Ch÷ "n" cña chÊt b¸n dÉn lo¹i n cã nghÜa lµ "©m" · C¸c chÊt b¸n dÉn lo¹i P MÆt kh¸c, mét chÊt b¸n dÉn lo¹i p gåm cã mét chÊt nÒn lµ silic (Si) hoÆc germani (Ge) ®· ®îc pha trén víi gali (Ga) hoÆc Indi (In) ®Ó t¹o ra "c¸c lç", cã thÓ coi lµ c¸c ®iÖn tö "khuyÕt" vµ v× c¸c tÝch ®iÖn d¬ng ch¹y theo chiÒu ngîc víi c¸c ®iÖn tö tù do. Ch÷ "p" cña chÊt b¸n dÉn lo¹i P cã nghÜa lµ "d¬ng" (1/1) -3-
C¸c ®ièt M« t¶ C¸c ®ièt b¸n dÉn ®îc nèi víi c¸c chÊt b¸n dÉn lo¹i N hoÆc lo¹i P. Cã vµi lo¹i ®ièt. · §ièt chØnh lu thêng · §ièt Zener · LED (®ièt ph¸t s¸ng) · §ièt quang C¸c s¬ ®å nµy cho thÊy dßng ®iÖn ch¹y qua mét ®ièt nh thÕ nµo. (1) Khi cùc d¬ng (+) cña ¾cquy ®îc nèi víi phÝa p vµ cùc ©m (-) nèi víi phÝa N, c¸c lç d¬ng cña chÊt b¸n dÉn lo¹i P vµ cùc d¬ng cña ¾cquy ®Èy lÉn nhau. Vµ c¸c ®iÖn tö tù do cña chÊt b¸n dÉn lo¹i N vµ cùc ©m cña ¾cquy ®Èy lÉn nhau, v× vËy ®Èy chóng vÒ khu vùc nèi p-n. Do ®ã c¸c ®iÖn tö tù do vµ c¸c lç d¬ng nµy hót lÉn nhau, nh vËy lµm cho dßng ®iÖn ch¹y qua khu vùc nèi p-n. (2) Khi ®¶o ngîc c¸c cùc ë ¾cquy, c¸c lç d¬ng cña chÊt b¸n dÉn lo¹i p vµ cùc ©m cña ¾cquy hót lÉn nhau, vµ c¸c ®iÖn tö tù do cña chÊt b¸n dÉn lo¹i n vµ cùc d¬ng cña ¾cquy hót lÉn nhau, v× thÕ kÐo xa khái khu vùc nèi p-n. KÕt qu¶ lµ, mét líp kh«ng chøa c¸c ®iÖn tö tù do hoÆc c¸c lç d¬ng ®îc t¹o nªn ë khu vùc nèi p-n, v× vËy ng¨n chÆn dßng ®iÖn ch¹y qua. (1/1) -4-
§ièt thêng 1. M« t¶ §ièt thêng lµm cho dßng ®iÖn chØ ch¹y theo mét chiÒu: tõ phÝa p sang phÝa n. 2. C¸c ®Æc ®iÓm CÇn cã mét ®iÖn ¸p tèi thiÓu ®Ó dßng ®iÖn ch¹y tõ phÝa p sang phÝa n. §©y lµ c¸c thÝ dô vÒ c¸c yªu cÇu ®èi víi ®iÖn ¸p: §ièt silic (A) : kho¶ng 0,3V §ièt germani (B) : kho¶ng 0,7V Dßng ®iÖn nµy sÏ kh«ng ch¹y nÕu mét ®iÖn ¸p ®îc ®Æt vµo chiÒu ngîc l¹i (tõ phÝa n sang phÝa p). MÆc dï mét dßng ®iÖn cùc nhá ch¹y thùc tÕ, gäi lµ dßng ®iÖn rß ngîc chiÒu, nã ®îc xö lý nh kh«ng ch¹y v× nã kh«ng t¸c ®éng ®Õn ho¹t ®éng cña m¹ch thùc. Tuy nhiªn nÕu ®iÖn ¸p rß ngîc chiÒu nµy ®îc t¨ng lªn ®Çy ®ñ, cêng ®é cña dßng ®iÖn cho phÐp ®i qua bëi ®ièt sÏ t¨ng lªn ®ét ngét. HiÖn tîng nµy ®îc gäi lµ ®¸nh thñng ®ièt, vµ ®iÖn ¸p nµy ®îc gäi lµ ®iÖn ¸p ®¸nh thñng. (1/3) -5-
3. Chøc n¨ng chØnh lu (1) §iÖn ¸p chØnh lu nöa chu kú §iÖn ¸p tõ m¸y ph¸t AC ®îc ®Æt vµo mét ®ièt. V× ®iÖn ¸p ®îc thÓ hiÖn gi÷a (a) vµ (b) ®îc ®Æt vµo ®ièt theo chiÒu thuËn, dßng ®iÖn s Ï ch¹y qua ®ièt nµy. Tuy nhiªn v× ®iÖn ¸p ®îc thÓ hiÖn gi÷a (b) vµ (c) ®îc ®Æt vµo ®ièt nµy theo chiÒu ngîc, nªn dßng ®iÖn kh«ng ®îc phÐp ®i qua ®ièt nµy. V× chØ cã mét nöa dßng ®iÖn do m¸y ph¸t sinh ra ®îc phÐp ®i qua ®ièt nµy. (2) ChØnh lu hai nöa chu kú Khi cùc A cña m¸y ph¸t lµ d¬ng, cùc B lµ ©m, vµ dßng ®iÖn ch¹y nh thÓ hiÖn ë s¬ ®å trªn cña h×nh minh häa (2). Khi sù ph©n cùc cña c¸c ®Çu nµy ngîc l¹i, dßng ®iÖn ch¹y nh thÓ hiÖn ë s¬ ®å díi cña h×nh minh häa (2). §iÒu nµy cã nghÜa lµ dßng ®iÖn ra lu«n lu«n chØ ch¹y vÒ mét chiÒu qua ®iÖn trë R. (2/3) §Çu vµo Cho dßng ®iÖn ch¹y qua ChÆn kh«ng cho dßng ch¹y qua §Çu ra 4. VÝ dô vÒ øng dông C¸c ®ièt n¾n dßng thêng ®îc sö dông nh c¸c bé chØnh lu cho c¸c m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu (3/3) -6-
§ièt Zener 1. M« t¶ Trong khi ®ièt Zener cho phÐp dßng ®iÖn ch¹y theo chiÒu thuËn, cïng chiÒu víi mét ®ièt thêng, nã còng cho phÐp dßng ®iÖn ch¹y theo chiÒu ngîc l¹i trong mét sè trêng hîp. 2. C¸c ®Æc ®iÓm Dßng ®iÖn ch¹y theo chiÒu thuËn tõ phÝa p sang phÝa n qua mét ®ièt Zener cïng chiÒu víi mét ®ièt thêng. Mét dßng ®iÖn ch¹y theo chiÒu ngîc l¹i vît qu¸ ®iÖn ¸p ®îc x¸c ®Þnh tríc ch¹y qua mét ®ièt Zener. §iÒu nµy ®îc gäi lµ ®iÖn ¸p Zener, nã gi÷ nguyªn kh«ng thay ®æi trong thùc tÕ, bÊt kÓ cêng ®é cña dßng ®iÖn nh thÕ nµo. Mét ®ièt Zener cã thÓ Ên ®Þnh víi c¸c ®iÖn ¸p Zener kh¸c nhau tuú theo sù ¸p dông hoÆc môc ®Ých cña nã. (1/2) 3. VÝ dô vÒ øng dông C¸c ®ièt Zener ®îc sö dông cho c¸c môc ®Ých kh¸c nhau, mét môc ®Ých quan träng nhÊt trong c¸c môc ®Ých nµy lµ bé ®iÒu chØnh ®iÖn ¸p cho mét m¸y ph¸t ®iÖn xoay chiÒu. §iÖn ¸p ra ®îc ®iÒu chØnh thêng xuyªn, b»ng c¸ch g¾n ®ièt Zener vµo mét m¹ch ®iÖn. (2/2) Dßng ®iÖn thuËn chiÒu Dßng ®iÖn ngîc chiÒu (§iÖn ¸p cña ¾c quy < ®iÖn ¸p Zener) Dßng ®iÖn ngîc chiÒu (§iÖn ¸p cña ¾c quy > ®iÖn ¸p Zener) Ký hiÖu cña ®ièt Zener -7-
LED (§ièt ph¸t s¸ng) 1. M« t¶ LED lµ mét ®ièt liªn kÕt p -n còng gièng nh ®ièt thêng. Nã ph¸t s¸ng khi mét dßng ®iÖn ®i qua nã theo mét chiÒu thuËn, c¸c LED cã thÓ ph¸t s¸ng víi c¸c mµu kh¸c nhau nh mµu ®á, vµng vµ xanh lôc. 2. C¸c ®Æc ®iÓm C¸c LED cã c¸c ®Æc ®iÓm sau: · Ph¸t nhiÖt Ýt h¬n vµ cã tuæi thä dµi h¬n c¸c bãng ®iÖn thêng. · Ph¸t ¸nh s¸ng chãi víi møc tiªu thô ®iÖn thÊp. · Ph¶n øng víi ®iÖn ¸p thÊp (tèc ®é ph¶n øng nhanh). (1/2) 3. VÝ dô vÒ øng dông C¸c LED ®îc sö dông trong c¸c lo¹i ®Ìn phanh l¾p trªn cao vµ c¸c ®Ìn b¸o, v.v... (2/2) Ký hiÖu cña LED -8-
§ièt quang 1. M« t¶ §ièt quang lµ ®ièt liªn kÕt p-n gåm cã mét chÊt b¸n dÉn vµ mét thÊu kÝnh. NÕu ®Æt mét ®iÖn ¸p ngîc chiÒu vµo ®ièt quang ®îc chiÕu ¸nh s¸ng, th× mét dßng ®iÖn ngîc chiÒu sÏ ch¹y qua. Cêng ®é cña dßng ®iÖn nµy sÏ thay ®æi theo tû lÖ thuËn víi lîng ¸nh s¸ng r¬i trªn ®ièt quang nµy. Nãi kh¸c ®i, ®ièt quang cã thÓ x¸c ®Þnh ®îc ¸nh s¸ng b»ng c¸ch ph¸t hiÖn cêng ®é cña dßng ®iÖn ngîc khi ®Æt ®iÖn ¸p ngîc. (1/2) 2. VÝ dô vÒ øng dông C¸c ®ièt quang ®îc sö dông trong c¸c c¶m biÕn ¸nh s¸ng mÆt trêi cho c¸c m¸y ®iÒu hßa kh«ng khÝ, v.v... (2/2) -9-
C¸c tranzito C¸c tranzito thêng 1. M« t¶ Mét tranzito chøa ba líp gåm cã mét chÊt b¸n dÉn lo¹i p kÑp gi÷a hai b¸n dÉn lo¹i n, hoÆc mét b¸n dÉn lo¹i n k Ñp gi÷a hai b¸n dÉn lo¹i p. Mét ®iÖn cùc ®îc g¾n vµo mçi líp nÒn: B (cùc gèc), E (cùc ph¸t) vµ C (cùc gãp). C¸c tranzito thêng chia lµm hai lo¹i, npn vµ pnp, tuú theo c¸ch bè trÝ c¸c chÊt b¸n dÉn. Mét tranzito thùc hiÖn c¸c chøc n¨ng sau ®©y: · KhuyÕch ®¹i · ChuyÓn m¹ch 2. Ho¹t ®éng c¬ b¶n Trong mét tranzito npn khi dßng ®iÖn IB ch¹y tõ B tíi E, dßng ®iÖn Ic ch¹y tõ C ®Õn E. Trong tranzito pnp khi dßng ®iÖn IB ch¹y tõ E (cùc ph¸t) ®Õn B (cùc gèc), dßng ®iÖn Ic ch¹y tõ E ®Õn C. Dßng ®iÖn IB ®îc gäi lµ dßng cùc gèc, vµ dßng ®iÖn Ic ®îc gäi lµ dßng cùc gãp. Do ®ã dßng ®iÖn Ic sÏ kh«ng ch¹y trõ khi dßng ®iÖn IB ch¹y. (1/4) 3. C¸c ®Æc tÝnh Trong mét tranzito thêng dßng ®iÖn cùc gãp (Ic) vµ dßng ®iÖn cùc gèc (IB) cã mèi quan hÖ ®îc thÓ hiÖn trong s¬ ®å nµy. C¸c tranzito thêng cã hai chøc n¨ng theo c«ng dông c¬ b¶n: Nh ®îc thÓ hiÖn trong ®å th× ë bªn tr¸i, phÇn "A" cã thÓ ®îc sö dông nh mét bé khuyÕch ®¹i tÝn hiÖu vµ phÇn "B" cã thÓ ®îc sö dông nh mét c«ng t¾c. 4. KhuyÕch ®¹i tÝn hiÖu Trong ph¹m vi "A" cña ®å thÞ nµy, dßng cùc gãp lín gÊp 10 ®Õn 1000 lÇn dßng cùc gèc. Do ®ã, tÝn hiÖu nµy mµ tÝn hiÖu vµo ®îc khuyÕch ®¹i lµ tÝn hiÖu ra tõ ®Çu ra khi tÝn hiÖu ®iÖn "B" (cùc gèc) cña tranzito ®îc ®Æt vµo nh tÝn hiÖu vµo. (2/4) -10-
5. Chøc n¨ng chuyÓn m¹ch Trong mét tranzito, dßng cùc gãp (Ic) sÏ ch¹y, khi dßng ®iÖn cùc gèc (IB) ch¹y. Do ®ã dßng ®iÖn cùc gèc cã thÓ bËt më “ON” vµ ng¾t “OFF” b»ng c¸ch bËt më vµ ng¾t dßng ®iÖn cùc gèc (IB). §Æc ®iÓm nµy cña tranzito cã thÓ ®îc sö dông nh mét c«ng t¾c ng¾t. (3/4) 6. VÝ dô vÒ øng dông C¸c tranzito ®îc sö dông trong rÊt nhiÒu m¹ch. Kh«ng cã sù kh¸c nhau vÒ chøc n¨ng gi÷a c¸c tranzito npn vµ pnp. (4/4) -11-
Tranzito quang 1. C¸c ®Æc ®iÓm Khi tranzito quang nhËn ¸nh s¸ng trong khi ®iÖn (+) ®îc ®a vµo cùc gãp vµ dßng tiÕp ®Êt cña nã vµo cùc ph¸t cña nã, mét dßng ®iÖn sÏ ch¹y qua m¹ch nµy. Cêng ®é cña dßng ch¹y qua m¹ch ®iÖn nµy sÏ thay ®æi theo lîng ¸nh s¸ng chiÕu trªn tranzito quang nµy. Do ®ã, ¸nh s¸ng chiÕu trªn tranzito nµy cã cïng chøc n¨ng cña dßng ®iÖn cùc gèc cña mét tranzito thêng. (1/2) 2. VÝ dô vÒ øng dông Trong c¸c « t«, c¸c tranzito quang ®îc sö dông trong c¸c c¶m biÕn gi¶m tèc, v.v... (2/2) -12-
NhiÖt ®iÖn trë 1. M« t¶ NhiÖt ®iÖn trë lµ mét lo¹i b¸n dÉn cã ®iÖn trë thay ®æi theo c¸c biÕn ®æi vÒ nhiÖt ®é. Nãi kh¸c ®i, nhiÖt ®iÖn trë cã thÓ x¸c ®Þnh nhiÖt ®é b»ng c¸ch dß ®iÖn trë. Trong lo¹i nhiÖt ®iÖn trë phæ biÕn nhÊt, mét nhiÖt ®iÖn trë cã hÖ sè nhiÖt ®é ©m, ®iÖn trë sÏ gi¶m khi nhiÖt ®é t¨ng. Còng cã lo¹i nhiÖt ®iÖn trë d¬ng, trong ®ã ®iÖn trë sÏ t¨ng lªn khi nhiÖt ®é t¨ng. (1/2) 2. VÝ dô vÒ øng dông Trong c¸c xe « t«, c¸c nhiÖt ®iÖn trë ®îc sö dông trong c¶m biÕn nhiÖt ®é níc vµ c¶m biÕn nhiÖt ®é kh«ng khÝ n¹p, v.v... (2/2) -13-
C¸c phÇn tö kh¸c C¸c phÇn tö kh¸c 1. PhÇn tö ¸p ®iÖn §iÖn trë cña mét phÇn tö ¸p ®iÖn sÏ thay ®æi khi nã chÞu ¸p suÊt hoÆc lùc c¨ng. Còng nh vËy, cã mét sè phÇn tö ¸p ®iÖn s¶n ra ®iÖn ¸p. 2. PhÇn tö tõ trë §iÖn trë cña mét phÇn tö tõ trë sÏ thay ®æi khi tõ trêng ®Æt vµo nã. Gîi ý: V× c¸c thay ®æi vÒ ®iÖn trë trong c¸c phÇn tö nµy nhá, c¸c IC (c¸c m¹ch tÝch hîp) ®îc khuyÕch ®¹i. Sau ®ã ®iÖn trë nµy ®îc biÕn ®æi thµnh xung hoÆc c¸c tÝn hiÖu t¬ng tù ®Ó sö dông chóng nh c¸c tÝn hiÖu c¶m biÕn. (1/1) IC (M¹ch tÝch hîp) M« t¶ Mét IC lµ tæ hîp cña vµi ®Õn vµi ngh×n m¹ch ®iÖn chøa c¸c tranzito, c¸c ®ièt, c¸c tô ®iÖn, c¸c ®iÖn trë, v.v... chóng ®îc g¾n vµo hoÆc g¾n lªn vµi mm2 cña chÝp silic, vµ ®îc ®Æt trong mét khèi b»ng nhùa hoÆc gèm. Mét IC ®¬n cã thÓ cã mét sè kh¶ n¨ng vµ chøc n¨ng ®Æc biÖt, kÓ c¶ kh¶ n¨ng so s¸nh logic 2 tÝn hiÖu hoÆc c¸c trÞ sè, kh¶ n¨ng khuyÕch ®¹i mét ®iÖn ¸p ®Çu vµo. C¸c IC cã mét sè u thÕ h¬n c¸c m¹ch kh«ng tÝch hîp: · V× nhiÒu yÕu tè cã thÓ ®îc g¾n vµo hoÆc g¾n lªn mét chÝp silic ®¬n, c¸c ®Çu nèi tiÕp xóc cã thÓ ®îc gi¶m ®i ®¸ng kÓ, dÉn ®Õn gi¶m c¸c h háng. · Chóng nhá h¬n vµ nhÑ h¬n nhiÒu. · Chi phÝ s¶n xuÊt thÊp h¬n nhiÒu. Tham kh¶o: Mét IC chøa rÊt nhiÒu c¸c phÇn tö, nghÜa lµ tõ 1000 ®Õn 100.000, ®îc gäi lµ mét LSI (TÝch hîp quy m« lín). Mét IC chøa h¬n 100.000 phÇn tö ®îc gäi lµ VLSI (TÝch hîp quy m« rÊt lín). (1/1) -14-
C¸c tÝn hiÖu t¬ng tù vµ sè ho¸ C¸c tÝn hiÖu ®iÖn cã thÓ chia thµnh 2 lo¹i: t¬ng tù vµ sè 1. TÝn hiÖu t¬ng tù C¸c tÝn hiÖu t¬ng tù thay ®æi liªn tôc vµ th«ng suèt theo thêi gian. V× vËy, ®Æc ®iÓm chung cña tÝn hiÖu t¬ng tù lµ ë chç ®Çu ra cña nã thay ®æi theo tû lÖ víi ®Çu vµo cña nã. (1/2) 2. TÝn hiÖu sè C¸c tÝn hiÖu sè thay ®æi (Më “ON” vµ T¾t “OFF”) tõng lóc theo thêi gian. §Æc tÝnh chung cña mét m¹ch sè lµ ë chç ®Çu ra cña nã thay ®æi ®ét ngét khi ®Çu vµo cña nã t¨ng lªn tíi møc nµo ®ã. Ch¼ng h¹n nh, khi ®Çu vµo t¨ng tõ 0V ®Õn 5V, ®Çu ra vÉn ë 0V cho ®Õn khi ®Çu vµo ®¹t tíi 5V. Tuy nhiªn ®Çu ra nµy ®ét ngét nh¶y lªn 5V ngay khi ®Çu vµo ®¹t tíi 5V. Më vµ Ng¾t sÏ chØ mét tÝn hiÖu ®ang ®îc chuyÓn ®i hay kh«ng. B×nh thêng, Më ®îc thÓ hiÖn lµ 1 vµ Ng¾t lµ 0. Khi mét ®iÖn ¸p ®îc sö dông nh mét tÝn hiÖu ®Çu vµo th× cÇn ph¶i lÊy mét ®iÖn ¸p nµo ®ã lµm chuÈn. Sau ®ã, mäi ®iÖn ¸p trªn ®iÖn ¸p chuÈn nµy lµ c¸c tÝn hiÖu 1, vµ díi ®iÖn ¸p chuÈn lµ c¸c tÝn hiÖu 0. Ch¼ng h¹n nh, nÕu ®¹t ®iÖn ¸p chuÈn lµ 5V, th× m¸y tÝnh sÏ x¸c ®Þnh r»ng c¸c tÝn hiÖu 9V, 7V vµ 6V lµ 1, vµ mçi trong c¸c tÝn hiÖu nµy thÓ hiÖn mét tÝn hiÖu ®Çu vµo. MÆt kh¸c c¸c tÝn hiÖu 2V vµ 0V sÏ ®îc coi lµ "0" vµ kh«ng cã tÝn hiÖu ®Çu vµo nµo sÏ ®îc coi lµ tån t¹i. (2/2) -15-
C¸c m¹ch logic 1. M« t¶ C¸c IC sè chøa vµi phÇn tö kh¸c nhau. C¸c m¹ch trong mét IC sè ®îc gäi lµ c¸c m¹ch logic hoÆc c¸c m¹ch sè vµ lËp thµnh mét tæ hîp c¸c lo¹i kh¸c nhau cña c¸i gäi lµ c¸c cæng, nh c¸c cæng NOT, OR, NOR, AND vµ NAND. V× c¸c cæng nµy cã kh¶ n¨ng ®Æc biÖt ®Ó xö lý logic hai hoÆc nhiÒu tÝn hiÖu, chóng còng ®îc gäi lµ c¸c cæng logic. Mét mèi quan hÖ logic nµo ®ã ®îc thiÕt lËp gi÷a c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña tÝn hiÖu sè. Mét b¶ng thùc tr×nh bµy mèi quan hÖ gi÷a c¸c ®Çu vµo vµ ®Çu ra cña tÝn hiÖu sè trong mét d¹ng b¶ng biÓu. Trong mét b¶ng ch©n lý, 1 thÓ hiÖn sù cã mÆt cña mét ®iÖn ¸p, vµ 0, lµ sù v¾ng mÆt cña nã. (1/7) 2. Cæng NOT Mét cæng NOT truyÒn mét tÝn hiÖu ngîc víi tÝn hiÖu ®Çu vµo. Khi mét ®iÖn ¸p ®îc ®Æt lªn cùc vµo A, kh«ng cã ®iÖn ¸p nµo ®îc truyÒn ë cùc ra Y. ChuyÓn chøc n¨ng nµy vµo mét m¹ch ®iÖn cã cïng chøc n¨ng nh cæng NOT. Khi c«ng t¾c A ®ãng l¹i (ON), nã më (OFF) c¸c ®iÓm tiÕp xóc trong r¬le, lµm cho ®Ìn t¾t. (2/7) -16-
3. Cæng OR Trong mét cæng OR, tÝn hiÖu ra sÏ lµ mét tíi chõng mùc mµ mét trong nh÷ng tÝn hiÖu vµo lµ 1. Khi ®Æt mét ®iÖn ¸p vµo mét hoÆc hai ®Çu vµo A vµ B, sÏ cã mét ®iÖn ¸p ë ®Çu ra Y. ChuyÓn chøc n¨ng nµy vµo mét m¹ch ®iÖn cã cïng chøc n¨ng nh cæng OR. Khi mét hoÆc c¶ hai c«ng t¾c A vµ B ®îc ®ãng l¹i (ON), ®Ìn nµy sÏ s¸ng lªn. (3/7) 4. Cæng NOR Mét cæng NOR lµ tæ hîp cña mét cæng OR vµ cæng NOT. TÝn hiÖu nµy t¹i ®Çu ra Y sÏ chØ lµ 1 khi c¶ hai ®Çu vµo A vµ B lµ 0. TÝn hiÖu nµy t¹i ®Çu ra Y sÏ lµ 0 nÕu mét hoÆc c¶ hai ®Çu vµo A vµ B lµ sè 1. (4/7) -17-
5. Cæng AND Trong mét cæng AND, ®Çu ra sÏ lµ 1 khi mäi tÝn hiÖu vµo lµ 1. SÏ cã mét ®iÖn ¸p ë ®Çu ra Y khi ®iÖn ¸p ®îc ®Æt vµo c¶ hai ®Çu vµo A vµ B. ChuyÓn chøc n¨ng nµy vµo mét m¹ch ®iÖn cã cïng chøc n¨ng nh cöa AND. §Ìn sÏ kh«ng s¸ng lªn trõ khi c¶ hai c«ng t¾c A vµ B ®îc ®ãng l¹i (ON). (5/7) 6. Cæng NAND Cæng NAND lµ mét tæ hîp cña mét cæng AND vµ mét cæng NOT. TÝn hiÖu ë ®Çu ra Y sÏ lµ 1 khi mét hoÆc hai ®Çu vµo A vµ B lµ 0. TÝn hiÖu ë ®Çu ra Y sÏ lµ 0 nÕu c¶ hai ®Çu vµo A vµ B lµ 1. (6/7) -18-
7. Bé so Mét bé so sÏ ®èi chiÕu ®iÖn ¸p cña ®Çu vµo d¬ng (+) víi ®Çu vµo ©m (-). NÕu ®iÖn ¸p cña ®Çu vµo d¬ng a cao h¬n ®iÖn ¸p cña ®Çu vµo ©m b, ®Çu ra Y sÏ lµ 1. NÕu ®iÖn ¸p cña ®Çu vµo d¬ng A thÊp h¬n ®iÖn ¸p cña ®Çu vµo ©m B, ®Çu ra Y sÏ lµ 0. (7/7) -19-
M¸y vi tÝnh M« t¶ vµ cÊu t¹o 1. M« t¶ M¸y vi tÝnh nhËn ®îc c¸c tÝn hiÖu tõ c¸c thiÕt bÞ ®Çu vµo, xö lý c¸c tÝn hiÖu ®ã vµ ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ ®Çu ra. ë xe Toyota, mét m¸y vi tÝnh ®îc gäi lµ bé ECU (bé ®iÒu khiÓn ®iÖn tö). Trong c¸c hÖ thèng chung trªn xe, c¸c bé phËn ®Çu vµo lµ c¸c c¶m biÕn, vµ c¸c bé phËn ®Çu ra lµ c¸c bé chÊp hµnh. 2. CÊu t¹o Mét m¸y vi tÝnh gåm cã mét bé CPU (bé xö lý trung t©m), c¸c bé nhí kh¸c nhau, vµ mét giao diÖn I/O (®Çu vµo/®Çu ra). · Bé nhí Bé nhí gåm cã c¸c m¹ch ®iÖn ®Ó lu gi÷ c¸c ch¬ng tr×nh ®iÒu hµnh hoÆc c¸c d÷ liÖu ®îc trao ®æi. Cã hai lo¹i bé nhí: ROM (bé nhí chØ ®äc), vµ RAM (bé nhí truy cËp ngÉu nhiªn). Bé nhí ROM kh«ng thÓ thay ®æi hoÆc xãa ®i. V× vËy, c¸c d÷ liÖu ®îc lu gi÷ sÏ kh«ng mÊt ®i dï lµ nguån ®iÖn bÞ ng¾t. V× vËy bé nhí ROM ®îc sö dông ®Ó lu gi÷ c¸c ch¬ng tr×nh kh«ng cÇn ph¶i thay ®æi hoÆc xãa ®i. Bé nhí RAM lµ mét lo¹i bé nhí, trong ®ã c¸c d÷ liÖu cã thÓ ®îc thay ®æi hoÆc xãa ®i. BÊt cø d÷ liÖu nµo ®· ®îc lu gi÷ sÏ mÊt ®i khi nguån ®iÖn bÞ c¾t. V× vËy bé nhí RAM ®îc sö dông ®Ó lu gi÷ c¸c d÷ liÖu cã thÓ ®îc thay ®æi hoÆc xãa ®i th«ng qua c¸c phÐp tÝnh do bé CPU thùc hiÖn. · CPU Bé CPU nµy lµ trung t©m chøc n¨ng cña mét m¸y tÝnh, nã gåm cã mét c¬ cÊu ®iÒu khiÓn vµ mét bé phËn tÝnh to¸n. Nã thùc hiÖn c¸c lÖnh do mét ch¬ng tr×nh ra lÖnh theo c¸c tÝn hiÖu tõ c¸c c¬ cÊu ®Çu vµo, vµ ®iÒu khiÓn c¸c thiÕt bÞ ®Çu ra. · Giao diÖn I/O Mét giao diÖn I/O biÕn ®æi c¸c d÷ liÖu tõ c¸c thiÕt bÞ ®Çu vµo thµnh c¸c tÝn hiÖu cã thÓ ®îc bé CPU vµ bé nhí nhËn d¹ng. Ngoµi ra, nã cßn biÕn ®æi c¸c d÷ liÖu do bé CPU xö lý thµnh c¸c tÝn hiÖu cã thÓ ®îc c¸c thiÕt bÞ ®Çu ra nhËn d¹ng. V× c¸c d÷ liÖu truyÒn c¸c tèc ®é cña c¸c thiÕt bÞ I/O, CPU, vµ c¸c bé phËn cña bé nhí kh¸c nhau, mét trong c¸c chøc n¨ng cña giao diÖn I/O dïng ®Ó ®iÒu chØnh c¸c tèc ®é ®ã. (1/1) -20-