Đang tải... (xem toàn văn)
Giáo trình Kỹ thuật điện tử (Nghề: Sửa chữa lắp ráp máy tính - Cao đẳng) được thiết kế theo mô đun thuộc hệ thống mô đun/môn học của chương trình đào tạo nghề Sửa chữa, lắp ráp máy tính ở cấp trình độ Cao đẳng. Giáo trình kết cấu gồm 9 bài và chia thành 2 phần, phần 1 trình bày những nội dung về: linh kiện thụ động; điốt bán dẫn; tranzitor BJT; thyristo - triac;... Mời các bạn cùng tham khảo!
TRƢỜNG CÁO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỰ ĐỘNG HĨA GIÁO TRÌNH Mơ đun14: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGHỀ: SỬA CHỮA LẮP RÁP MÁY TÍNH TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Tam Điệp 2018 Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin đƣợc phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Tài liệu Kỹ thuật điện tử đƣợc thực tham gia giảng viên trƣờng Cao đẳng Cơ Điện Xây Dựng Việt Xô thực Trên sở chƣơng trình khung đào tạo, trƣờng Cao đẳng Cơ Điện Xây Dựng Việt Xô, với trƣờng trọng điểm tồn quốc, giáo viên có nhiều kinh nghiệm thực biên soạn giáo trình Điện tử phục vụ cho công tác dạy nghề Giáo trình đƣợc thiết kế theo mơ đun thuộc hệ thống mơ đun/ mơn học chƣơng trình đào tạo nghề Sửa chữa, lắp ráp máy tính cấp trình độ Cao đẳng, trung cấp, đƣợc dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo Ninh Bình, ngày 24 tháng 08 năm 2018 Tham gia biên soạn Chủ biên: ts Trần Thế Cƣơng Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xơ CHƢƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mô đun: Kỹ thuật điện tử Mã mô đun: MĐ14 Thời gian mô đun: 90 giờ; (Lý thuyết: 35,5giờ; Thực hành, thí nghiệm, tập, thảo luận: 48,5giờ; Kiểm tra: 6giờ) I.Vị chí, tính chất mơ đun: - Vị trí: Mơ đun Điện tử học sau môn học chung mộn học kỹ thuật điện - Tính chất: Là mơ đun kỹ thuật sở II Mục tiêu mô đun: - Về kiến thức: Giải thích phân tích đƣợc cấu tạo nguyên lý linh kiện kiện điện tử thông dụng Nhận dạng đƣợc xác ký hiệu linh kiện, đọc xác trị số chúng Phân tích đƣợc nguyên lý số mạch ứng dụng nhƣ mạch chỉnh lƣu, mạch khuếch đại tín hiệu - Về kỹ năng: Nhận dạng, phân biệt đƣợc linh kiện điện tử thơng dụng, Xác định đƣợc xác sơ đồ chân linh kiện, kiểm tra đƣợc tình trạng kỹ thuật linh kiện, lắp ráp, cân chỉnh số mạch ứng dụng đạt yêu cầu kỹ thuật an toàn - Về lực tự chủ trách nhiệm Hình thành tƣ khoa học phát triển lực làm việc theo nhóm Rèn luyện tính xác khoa học tác phong công nghiệp III Nội dung mô đun: Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô Số TT Thời gian(giờ) Thực hành Thí Tổng Lý nghiệm số thuyết Bài tâọ Thảo luận 12 1.5 2.5 Tên mô đun Bài 1: Linh kiện thụ động Điện trở 1.1 Ký hiệu, phân loại 1.2 Các đọc thông số kiểm tra Tụ điện 1.1 Ký hiệu, phân loại 1.2 Các đọc thông số kiểm tra Cuộn cảm 1.1 Ký hiệu, phân loại 1.2 Các đọc thông số kiểm tra Rơ le 4.1 Cấu tạo 4.2 Nguyên lý làm việc 4.3 Kiểm tra rơ le Bài 2: Điốt bán dẫn Vật liệu bán dẫn 1.1 Chất bán dẫn 1.2 Bán dẫn tạp loại P 1.3 Chất bán dẫn tạp loại N 1.4 Tiếp giáp P - N Cấu tạo Đặc tính làm việc Các thơng số kỹ thuật Phân loại điốt Thực hành 6.1 Nhận dạng 6.2 Xác định cực kiểm tra 6.3 Khảo sát đặc tính Bài : Tranzitor BJT Cấu tạo Đặc tính làm việc 2.1 BJT thuận 1.5 2.5 0.5 1.5 0.5 1.5 0.5 1 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 12 Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô Kiểm tra 5 5 2.2 BJT ngƣợc Các thông số kỹ thuật 4.Thực hành 4.1 Nhận dạng, phân loại 4.2 Xác định cực 4.3 Kiểm tra BJT 4.4 Khảo sát đặc tính làm việc Kiểm tra Bài : Thyríto - Triac Cấu tạo Đặc tính làm việc 2.1 Thyríto 2.2 Triac Các thơng số kỹ thuật 4.Thực hành 4.1 Nhận dạng, phân loại 4.2 Xác định cực 4.3 Kiểm tra tình trạng kỹ thuật 4.4 Khảo sát đặc tính làm việc Bài : Tranzitor trƣờng Cấu tạo 1.1 JFET 1.2 MOSFET Đặc tính làm việc 2.1 JFET 2.2 MOSFET Các thông số kỹ thuật 4.Thực hành 4.1 Nhận dạng, phân loại 4.2 Xác định cực 4.3 Kiểm tra tình trạng kỹ thuật 4.4 Khảo sát đặc tính làm việc Bài : Một số linh kiện đặc biệt Các phần tử quang 1.1 Điốt quang 1.2 Tranzitor quang 1.3 Triac quang Các ghép quang 2.1 Điốt – Tranzitor quang 2.2 Điốt – Triac quang 1.5 Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 5 0.5 1.5 0.5 0.5 0.5 0.5 1 0.5 0.5 10 3 5 2 Vi mạch Kiểm tra Bài 7: Mạch nguồn chiều Khái quát chung 1.1 Nhiệm vụ 1.2 Phân loại Bộ nguồn dải hẹp 2.1 Mạch chỉnh lƣu 2.2 Mạch lọc DC 2.3 Mạch ổn áp Bộ nguồn dải rộng 3.1 Sơ đồ khối 3.2 Sơ đồ nguyên lý 3.3 Thực hành khảo sát mạc Bài 8: Mạch khuếch đại tín hiệu Khái quát chung 1.1 Khái niệm 1.2 Các yêu cầu 1.3 Phân loại Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ 2.1 Mạch khuếch đại E chung 2.2 Mạch khuếch đại C chung 2.3 Mạch khuếch đại B chung 2.4 Các phƣơng pháp ghép tầng Mạch khuếch đại công suất 3.1 Mạch khuếch đại công suất đơn 3.2 Mạch khuếch đại đẩy kéo Bài 9: Khuếch đại thuật toán Khái quát chung 1.1 Khái niệm 1.2 Các tính chất Các mạch ứng dụng 2.1 Mạch khuếch đại 2.2 Mạch công trừ 2.3 Mạch vi, tích phân 2.5 Mạch lọc tín hiệu 2.6 Mạch khuếch đại vi sai Kiểm tra Cộng: Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 2 16 1 10 11 1 10 1 2 1 3 4.0 1.5 1.5 1.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25 2.5 1.0 1.0 0.5 1.5 0.75 10 0.25 3.5 0.75 4.5 2 1 90 2.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 4.5 1.5 1.5 0.5 0.5 0.5 35.5 6.0 48.5 2 Mục lục Bài 1: Linh kiện thụ động………………………………………… Bài 2: Điốt………………………………………………………….31 Bài 3: Tranzitor BJT……………………………………………………….44 Bài 4: Thyristo, triac……………………………………………………….59 Bài 5: Tranzitor trƣờng …………………………………………………….71 Bài 6: Một số linh kiện đặc biệt…………………………………………….84 Bài 7: Mạch nguồn chiều ………………………………………………88 Bài 8: Mạch khuếch đại tín hiệu: …………………………………………….102 Bài 9: Mạch khuếch đại thuật toán……………………………………………125 Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô BÀI 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Mục tiêu: - Trình bày đƣợc đặc điểm cấu trúc, tính chất làm việc phạm vi ứng dụng linh kiện thụ động, - Nhận dạng, phân loại xác định đƣợc thông số linh kiện thụ động; - Kiểm tra đƣợc tình trạng kỹ thuật linh kiện thụ động Nội dung: 1.Điện trở 1.1 Định nghĩa, phân loại 1.1.1 Định nghĩa Định nghĩa: Điện trở linh kiện có chức hạn chế dịng điện mạch Chúng có tác dụng nhƣ mạch điện chiều lẫn xoay chiều chế độ làm việc điện trở không bị ảnh hƣởng tần số nguồn xoay chiều + Kí hiệu hình biểu diễn: Hình 2-1 Kí hiệu điện trở + Đơn vị: - Đơn vị : Ohm ( ) - Một số đơn vị khác: Miliôm (mΩ): 1mΩ = 10-3 Ω; Kiloôm (KΩ): 1KΩ = 103Ω Megaôm(MΩ): 1MΩ = 106Ω 1.1.2 Phân loại Điện trở phân loại dựa vào cấu tạo hay dựa vào mục đích sử dụng mà có nhiều loại khác a, Tuỳ theo kết cấu điện trở mà ngƣời ta phân loại: Điện trở than (carbon resistor) Ngƣời ta trộn bột than bột đất sét theo tỉ lệ định trị số khác Sau đó, ngƣời ta ép lại cho vào ống Bakelite Kim loại ép sát hai đầu hai dây đƣợc hàn vào kim loại, bọc kim loại bên để giữ cấu trúc bên đồng thời chống cọ xát ẩm Ngoài ngƣời ta sơn vòng màu biết trị số điện trở Loại điện trở dễ chế tạo, độ tin cậy tốt Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô nên rẻ tiền thơng dụng Điện trở than có trị số từ vài Ω đến vài chục MΩ Công suất danh định từ 0,125 W đến vài W.(hỡnh 2-2) Dây dẫn Lớp phủ êpôxi Nắp kim loại Líp ®iƯn trë Lâi gèm Hình 2-2: Mặt cắt điện trở màng cacbon Điện trở màng kim loại (metal film resistor) Loại điện trở đƣợc chế tạo theo qui trình kết lắng màng Ni – Cr thân gốm có xẻ rãnh xoắn, sau phủ lớp sơn Điện trở màng kim loại có trị số điện trở ổn định, khoảng điện trở từ 10 Ω đến MΩ Loại thƣờng dùng mạch dao động có độ xác tuổi thọ cao, phụ thuộc vào nhiệt độ Tuy nhiên, số ứng dụng khơng thể xử lí cơng suất lớn có cơng suất danh định từ 0,05 W đến 0,5 W Ngƣời ta chế tạo loại điện trở có khoảng cơng suất danh định lớn từ W đến 1000 W với khoảng điện trở từ 20 Ω đến MΩ Nhóm cịn có tên khác điện trở công suất Điện trở oxit kim loại (metal oxide resistor) Điện trở chế tạo theo qui trình kết lắng lớp oxit thiếc SiO2 Loại có độ ổn định nhiệt cao, chống ẩm tốt, công suất danh định từ 0,25 W đến W Điện trở dây quấn (wire wound resistor) Làm hợp kim Ni – Cr quấn lõi cách điện sành, sứ Bên đƣợc phủ lớp nhựa cứng lớp sơn cách điện Để giảm tối thiểu hệ số tự cảm L dây quấn, ngƣời ta quấn ½ số vịng theo chiều thuận ½ số vịng theo chiều nghịch Điện trở xác dùng dây quấn có trị số từ 0,1 Ω đến 1,2 MΩ, công suất danh định thấp từ 0,125 W đến 0,75 W Điện trở dây quấn có cơng suất danh định cao cịn đƣợc gọi điện trở công suất Loại gồm hai dạng: Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xơ - Ống có trị số 0,1 Ω đến 180 kΩ, công suất danh định từ W đến 210 W - Khung có trị số Ω đến 38 kΩ, công suất danh định từ W đến 30 W * Điện trở ôxýt kim loại: Điện trở ôxýt kim loại đƣợc chế tạo cách kết lắng màng ôxýt thiếc thuỷ tinh đặc biệt Loại điện trở có độ ẩm cao, khơng bị hƣ hỏng q nóng không bị ảnh hƣởng ẩm ƣớt Công suất danh định thƣờng 1/2W với dung sai 2% b, Phân loại theo tính chất cơng dụng: Điện trở thƣờng: Là loại điện trở đƣợc sử dụng rộng rài Nó có số đặc điểm nhƣ sau: - Cơng suất nhỏ, khả chịu dịng thấp - Có kích tƣớc nhỏ - Trị số điện trở nằm phạm vi rộng Điện trở công suất: Là loại điện trở dây quấn có khả cho phếp tiêu thụ công suất lớn Loại điện trở thƣờng có kích thƣớc lớn trị số điện trở nhỏ đƣợc dùng nhiều mạch nguồn mạch khuếch đại công suất Biến trở (Vairable Resistor: VR) (chiết áp) + Định nghĩa: loại điện trở R thay đổi đƣợc giá trị khoảng Nó thƣờng có chân (đối với biến trở đơn) + Kí hiệu, hình dáng thực tế biến trở: - Cấu tạo: gồm điện trở màng than hay dây quấn có dạng hình cung góc 270o Có trục xoay nối với trƣợt làm than (cho biến trở dây quấn) hay làm kim loại (biến trở than), trƣợt Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 10 Phƣơng trình đƣờng tải tĩnh: VCE VCC IC (R C RE ) ( 3.27) Nhận xét : RC,RE,VCC = const nên VCE tăng IC giảm ngƣợc lại Vẽ đồ thị đƣờng tải tĩnh : IC = => VCE = VCC VCE = => IC VCC RC RE Đƣơng tải tĩnh đƣờng thẳng qua hai điểm: A(Vcc,0) , B( VE = IE R E Điện cực BJT: VB VE +VBE V V – I R CC C C C VCC ,0) RC RE (3.28) Thực hành 5.1 Cơ sở vật chất: - Mô đun thực hành điện tử; - Đồng hồ đo điện vạn năng; - Bo cắm đa năng, dây cắm - BJT loại - Điện trở, biến trở 5.2 Nội dung 52.1 Nhận dạng, phân loại BJT: Để nhận dạng, phân loại BJT ta dựa vào số sở nhƣ sau: - Mã hiệu linh kiện: BJT thông dụng thị trƣờng thƣờng có nguồn gốc xuất sứ từ quốc gia nhƣ Nhật bản, Mỹ, Các nƣớc châu Âu vvv Mỗi nguồn gốc lại có qui ƣớc mã hiệu riêng biệt cụ thể nhƣ sau: + BJT Nhật có mã hiệu thƣờng là: 2SAxxxx, 2SBxxxx, 2SCxxxx, 2SDxxxx Trong đó: 2SA, 2SB BJT thuận 2SC, 2SD BJT ngƣợc XXXX số mang ý nghĩa thứ tự Ví dụ: 2SA1015, 2SB633, 2SC945, 2SD718 vvv Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 55 Tuy nhiên mã hiệu in vỏ đèn thƣờng bỏ ký tự đầu(2S) BJT Nhật thƣờng có mã hiệu ngồi vỏ đèn có chữ đầu A,B,C,D + BJT nƣớc Châu Âu sản suất mã hiệu bao gồm: * Hai chữ đầu : - AU, AH, AL ,AF - BU, BH, BL, BH Trong chữ đầu thƣờng dùng để chất bán dẫn đƣợc sử dụng để chế tạo đèn: A: Vật liệu chế tạo Gecmani, B: Vật liệu chế tạo Silic * Các số mang ý nghĩa thứ tự * Các BJT có nguồn gốc từ Mỹ thƣờng có mã hiệu 2Nxxxx XXXX số mang ý nghĩa thứ tự - Dựa vào hình dạng bên ngồi (3 cực) - Dựa vào kết phép đo điện trở cực - Dựa vào kết tra cứu mạng thông tin Interne Công suất nhỏ Công suất trung bình Cơng suất lớn 5.2.2 Xác định cực BJT: Yêu cầu kỹ cần xác định xác cực B,C, E BJT Để thực đƣợc điều ta dựa vào số sở nhƣ sau: - Dựa vào kết tra cứu mạng Internet - Dựa vào đặc điểm hình dạng bên ngồi đèn: Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 56 B C E - Dựa vào kết phép đo điện trở cực: Khi tiến hành xác định cực BJT phƣơng pháp đo điện trở cực ta thực nhƣ sau: E C Bđo điện trở X1, X10; + Chuyển đồng hô đo AVO thang + Ta lần lƣợt đo điện trở đôi cực theo chiều Kết phép đo nằm khoảng nhƣ bảng sau: Các phép đo RBC RCB RBE REB RCE REC Rất lớn Nhỏ Rất lớn Nhỏ Rất lớn Rất lớn BJT thuận Nhỏ Rất lớn Nhỏ Rất lớn Rất lớn Rất lớn BJT ngƣợc Nhƣ môi loại đèn đo điện trở cặp cực ta thấy có hai phép đo có trị số điện trở nhỏ phép đo có que đo khơng di chuyển vị trí mà ln tiếp xúc với cực cực đo cực B Để xác định cực C, E ta thực nhƣ sau: Đƣa đồng hô đo thang đo điện trở lớn nhất(X10K, X100K) sau đo đo điện trở ngƣợc cực B vừa xác định đƣợc với cực lại, phép đo cóp trị số lớn đo cực C cực lại cực E 5.2.3 Kiểm tra BJT Khi lắp ráp, sửa chữa mạch điện tử kỹ kiểm tra linh kiện quan trọng Khi sửa chữa ta phải kiểm tra xác định linh kiện bị hƣ hỏng BJT linh kiện quan trọng thƣờng bị hƣ hỏng nhiều nguyên nhân khác Khi lắp ráp mạch ta cần biết xác BJT ta sử dụng phải tinh trạng hoạt động tốt Khi kiểm tra BJT ta thƣờng kiểm tra nguội cách tiến hành đo điện trở cực Tình trạng hƣ hỏng phổ biến BJT cực bị thơng (R~0) Vì đo điện trở cực mà kết đo tuân thu theo nhƣ bảng tì ta kết luận BJT cịn sử dụng đƣợc Nếu cần có phép đo Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 57 điện trở chứng tỏ BJT bị hƣ hỏng để chắn ta đo thêm phép đo khác thƣờng phép đo cho ta kết đo có điện trở nhỏ Trƣờng hợp đặc biệt BJT bị đứt cực có nhiều phép đo có giá trị lớn 5.2.4 Thực hành khảo sát đặc tính làm việc BJT Để tiến hành khảo sát đặc tính làm việc BJT ta tiến hành nhƣ sau: + Kết nối mạch điện theo sơ đồ: 5V 5V 10K 10K 100K 1K 100K 1K GND GND + Tiến hành điều chỉnh biến trở nhằm thay đổi dòng cực gốc để thay đổi trạng thái dẫn BJT thấy Led có mức độ phát sáng thay đổi chứng tỏ trạng thái dẫn BJT thay đổi theo dịng cực gốc hay nói cách khác trạng thái dẫn BJT thay đổi theo thay đổi phân cực B – E Bài 4: Thyristo – Triac Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 58 Mục tiêu: - Trình bày đƣợc đặc điểm cấu tạo đặc tính làm việc loại SCR, triac nhƣ phạm vi ứng dụng chúng; - Nhận dạng, phân loại đƣợc loại SCR, triac; - Xác định đƣợc cực kiểm tra đƣợc tình trạng kỹ thuật SCR, triac Nội dung: Thyristor (Silicon Controlled Rectifier = SCR) 1.1 Cấu tạo – kí hiệu SCR (Silicon Controlled Rectifier) có cấu tạo gồm bốn lớp bán dẫn P, N ghép xen kẽ tạo ba mối nối P – N hay gọi ba lớp tiếp xúc J1, J2, J3 đƣợc nối ba chân.(hình vẽ) A: Anode: cực dƣơng K: Cathode: cực âm G: Gate: cực khiển (cực cổng) Thyristo loại P A P1 N1 P2 N2 K K A G G Thyristo loại N A P1 N1 P2 N2 K K A G G Các lớp bán dẫn tạp có đặc điểm nhƣ sau: - P1 Có độ dày trung bình có mật độ lỗ trống trung bình - N1 nhƣng có mật độ điện tử tự thấp - P2 mỏng có mật độ lỗ trống thấp - N2 mỏng nhƣng có mật độ điện tử tự cao Nhƣ N1 P2 sau hình thành tiếp giáp với phía hạt dẫn đa số hai vùng cịn lại khơng đáng kể Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 59 1.2 Nguyên lý hoạt động Đối với Thyristo chế độ làm việc hồn toàn tƣơng tự nhƣ điốt nghĩa chúng có hai chế độ làm việc chế độ phân cực thuận chế độ phân cực ngƣợc: 1.2.1 Chế độ phân cực ngƣợc: Là chế độ đo nguồn cung cấp đặt vào hai cực A K Thyristo cho: ψA ≤ ψK đƣợc thể nhƣ hình vẽ: Ung Ung + + εng1 εng2 εng3 Rt Rt ε1 ε2 ε3 A P1 N1 J1 P2 J2 N2 K A K J3 G G Lúc phân điện trƣờng nguồn vào tiếp giáp điện trƣờng tiếp giáp tiếp giáp đƣợc thể nhƣ hình vẽ: Nhƣ J1, J3 chế độ phân cực ngƣợc hạt dẫn đa số từ A K di chuyển sang để tạo thành dòng điện chạy hai cực tức Thyristo không dẫn điện (Trạng thái khóa) Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn cung cấp tới ngƣỡng (Uđt) xảy tƣợng chọc thủng tiếp giáp trạng thái hƣ hỏng đèn, dịng điện ngƣợc (I KA) tăng lên với giá trị lớn Tóm lại chế độ phân cực ngƣợc Thyristo khơng dẫn điện, dịng điện ngƣợc có trị số nhỏ ta coi nhƣ Tuy nhiên điện áp ngƣợc tăng tới giá trị điện áp đánh thủng làm cho Thyristo bị hƣ hỏng lúc đo dẫn điện hai chiều giống nhƣ vật dẫn thông thƣờng 1.2.2 Chế độ phân cực thuận: Là chế độ đo nguồn cung cấp đặt vào hai cực A K Thyristo cho: ψK ≤ ψA đƣợc thể nhƣ hình vẽ: Ung - + + Ung - εng1 εng2 εng3 Rt ε2 ε3 εViệt Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Xô 60 Rt A P1 N1 J1 P2 J2 N2 K J3 K A G Uđk G Lúc phân điện trƣờng nguồn vào tiếp giáp điện trƣờng tiếp giáp tiếp giáp đƣợc thể nhƣ hình vẽ: Ta nhận thấy tiếp giáp J1 J3 chuyển sang phân cực thuận nhiên tiếp giá J2 phân cực ngƣợc điện trƣờng nguồn tập trung gần nhƣ tồn vào tiếp giáp J2 Vì điện trƣờng ngăn cản tiếp giáp J1 J3 không tăng nhƣng không giảm đáng kể hạt dẫn đa số A K chƣa thể di chuyển sang để hình thành dịng điện nhƣ chế độ Thyristo chƣa dẫn nhƣ điốt Nhƣ để thyristo dẫn điện chế độ phân cực thuận ta phải thực phƣơng pháp kích mở đèn bao gồm: - Tăng điện áp nguồn tới giới hạn tạo đánh thủng tạm thời tiếp giáp J2 Thyristo chuyển sang trạng thái dẫn nhiên phƣơng pháp có số nhƣợc điểm nhƣ sau: + Phải sử dụng thiết bị biến đổi nguồn cung cấp; + Khi kích mở tắng điện áp nguồn vƣợt giới hạn làm hƣ hỏng đèn; + Khi đèn dẫn không kịp thời giảm nguồn giá trị định mức gây điện áp đặt vào phụ tải hỏng phụ tải Từ nhƣợc điểm phƣơng pháp thực tế khơng đƣợc áp dụng - Dùng xung điện áp đặt vào cực G K Thyristo(Uđk) nhƣ hình vẽ Khi J3 xuất điện trƣờng điều khiển có tác dụng triệt tiêu điện trƣờng tiếp giáp J3 Làm cho điện tử tự tử K bắt đầu di chuyển vƣợt qua J 2, J2 tới J1 Nhờ có dịng điện tử di chuyển qua J lúc chuyển sang trạng thái dẫn điện trở chúng giảm xuống đáng kể điện trƣờng nguồn không tấp trung toàn J2 mà phân bố lƣợng đáng kể đặt vào J J3 đủ để triệt tiêu điện trƣờng ngăn cản Tới lúc điện tử từ K di chuyển tới dễ dàng vƣợt qua J1 để tới A đồng thời lỗ trống từ A dễ dàng vƣợt qua tiếp giáp để tới K Nhƣ đèn có hai dòng hạt dẫn đa số di chuyển hai cực A K hình thành nên dịng điện chạy tử A sang K gọi dòng điện thuận (Ith) Khi đèn dẫn việc triệt tiêu điện trƣờng ngăn cản tiếp giáp Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 61 điện trƣờng nguồn tác dụng điện áp điều khiển đặt vào khơng cịn vai trị đƣợc loại bỏ( Điện áp điều khiển xuất thời gian ngắn dƣới dạng xung điện áp) Nhƣ với Thyristo đặc tính làm việc mơ tả hai chế độ chúng đƣợc thể nhƣ đồ thị sau: Uđ t 1.2.3 Các phƣơng pháp khóa đèn: Khi Thyristo dẫn chế độ phân cực thuận cực G để hở mạch thig trạng thái dẫn đƣợc trì để chuyển đèn sang trạng thái khóa ta sử dụng biện pháp sau đây: - ChuyểnThyristo sang chế độ phân cực ngƣợc, trƣờng hợp thƣờng xảy đèn làm việc với nguồn điện xoay chiều; - Giảm dòng điện thuận tới giá trị giới hạn cực tiểu(IH) Khi dòng điện thuận giảm tới giá trị cực tiểu trạng thái dẫn đèn giảm nhỏ làm cho điện trở J2 tăng lên điện trƣờng nguồn lại tập trung chủ yếu J 2, điện trƣờng ngăng cản lại tăng lên đèn nhanh chóng chuyển sang trạng thái khóa - Dùng xung điện áp điều khiển có phân cực ngƣợc lại so với kích mở đặt vào cực G K, J3 điện trƣờng ngăn cản đủ lớn để ngăn cản di chuyển hạt dẫn đa số làm cho đèn chuyển sang trạng thái khóa Tuy nhiên phƣơng pháp sử dụng cho loại Thyristo đặc biệt có tên gọi GTO Hình biểu diễn GTO đƣợc thể nhƣ sau: A K Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 62 G 1.2.4 Các thơng số SCR Dịng điện thuận cực đại: Đây trị số lớn dòng điện qua SCR mà SCR chịu đựng liên tục, trị số SCR bị hƣ.: Điện áp ngược cực đại Đây điện áp ngƣợc lớn đặt A K mà SCR chƣa bị đánh thủng, vƣợt qua trị số SCR bị đánh thủng Điện áp ngƣợc cực đại SCR thƣờng khoảng 100 V đến 1000 V Dịng điện kích cực tiểu: IGmin Để SCR dẫn điện trƣờng hợp điện áp VAK thấp phải có dịng điện kích vào cực G SCR Dịng IGmin trị số dịng kích nhỏ đủ để điều khiển SCR dẫn điện dịng IGmin có trị số lớn hay nhỏ tùy thuộc công suất SCR, SCR có cơng suất lớn IGmin phải lớn Thông thƣờng IGmin từ 1mA đến vài chục mA Thời gian mở SCR Là thời gian cần thiết hay độ rộng xung kích để SCR chuyển từ trạng thái tắt sang trạng thái dẫn, thời gian mở khoảng vài micrô giây Thời gian tắt Là thời gian cần thiết phải đủ dài để SCR chuyển từ trạng thái dẫn sang trạng thái tắt, khơng SCR dẫn điện trở lại Thời gian tắt SCR khoảng vài chục micrô giây Triac Một ứng dụng quan Thyristo dùng để điều khiển dịng điện xốy chiều mạch cấp nguồn cho phụ tải xoay chiều nhƣ động điện xoay chiều, phụ tải chiếu sáng, phụ tải nhiệt…vvv Khi pha dùng Thyristo đấu song song ngƣợc để điều khiển dịng điện chiều việc đấu nối phức tạp phải dùng tới mạch điều khiển Để mạch gọn nhẹ đơn giản trình lắp đặt nhƣ điều khiển ngƣời ta chế tạo linh kiện có khả làm việc điều khiển giống nhƣ Thyristo đấu song song Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 63 ngƣợc đƣợc gọi Triac Hình vẽ cấu tạo biểu diễn triac đƣợc thể nhƣ hình vẽ sau: Đặc tuyến TRIAC có dạng nhƣ sau: G Bốn tổ hợp điện mở TRIAC cho dịng chảy qua: B 2( ), G ( ) dòng điện chạy từ B2 sang B1 B 2( ), G ( ) B 2( ), G ( ) dòng điện chạy từ B1 sang B2 B 2( ), G ( ) Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xơ 64 TRIAC có đặc tuyến Volt - Ampe gồm hai phần đối xứng qua gốc 0, phần tƣơng tự đặc tuyến thuận SCR Khi có xung điện áp điều khiển đặt vào cực G triac dần theo chiều phân cực thuận điện áp nguồn xác định DIAC 3.1 Cấu tạo – kí hiệu Hình 3-71 Cấu tạo (a), mạch tƣơng đƣơng với cấu tạo (b), (c) DIAC (Diode Alternative Current) có cấu tạo gồm lớp PNPN, hai cực A1 A2, cho dòng chảy qua theo hai chiều dƣới tác động điện áp đặt hai cực A1 A2 DIAC đƣợc gọi công tắc bán dẫn xoay chiều hai cực (Diode AC Semiconductor Switch) Cấu tạo DIAC tƣơng đƣơng bốn BJT mắc nhƣ hình 3.59c Hình 3-72 Kí hiệu DIAC 3.2 Đặc tuyến Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xơ 65 Hình 3-72 Mạch khảo sát đặc tuyến DIAC Khi A1 có điện dƣơng J1 J3 phân cực thuận J2 phân cực ngƣợc VCC có giá trị nhỏ DIAC trạng thái ngƣng dẫn (khóa) Nếu tăng VCC đủ lớn để VD = VBO DIAC chuyển sang trạng thái mở, dịng qua DIAC tăng nhanh, có đặc tuyến nhƣ sau: Khi A1 có điện âm tƣợng tƣơng tự nhƣng xuất dịng điện có chiều ngƣợc lại, đặc tuyến nhƣ hình 6.32 VBO (Break over): điện ngập, dòng điện qua DIAC điểm VBO dịng điện ngập IBO Điện áp VBO có trị số khoảng từ 20 V đến 40 V Dịng tƣơng ứng IBO có trị khoảng từ vài chục microampe đến vài trăm microampe Ta thƣờng dùng DIAC mạch tạo xung kích cổng TRIAC 3.3.Ứng dụng TRIAC-DIAC - Mạch đèn mờ AC Hình 3-74 Mạch đèn mờ AC Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 66 Mạch đƣợc sử dụng làm đèn mờ gia đình DIAC hoạt động để đảm bảo khởi động TRIAC xác (DIAC hoạt động nhƣ chuyển mạch dòng qua điện áp qua cực DIAC đạt đƣợc trị điện áp đánh xuyên Một đạt đƣợc điện áp đánh xuyên, DIAC giải phóng xung dịng) Tuy nhiên, dịng đủ lớn qua điện trở điện tích tăng lên tụ để điện áp tăng vƣợt điện áp khởi động, DIAC đột ngột giải phóng điện tích vào cực cổng TRIAC Lúc TRIAC dẫn làm cho đèn sáng Sau tụ phóng điện đến dƣới điện áp đánh xuyên DIAC, DIAC ngƣng dẫn, làm cho TRIAC ngƣng dẫn đèn tắt Chu kỳ lại đƣợc lặp lại Đèn lúc sáng (hoặc sáng mờ mức đó) chu kỳ dẫn / ngƣng dẫn xảy nhanh Độ sáng đèn đƣợc R2 điều khiển Điều khiển mơtơ AC Mơtơ AC Hình 3-75: Mạch điều khiển mơtơ AC Mạch có cấu trúc gần giống với mạch đèn mờ, bổ sung thêm phần mạch R2C2 Tốc độ môtơ đƣợc điều chỉnh chiết áp R1 Thực hành: 4.1 Cơ sở vật chất: - Mô đun thực hành điện tử - Đồng hồ đo điện vạn - Bo cắm đa năng, dây cắm kết nối - Thyristo, triac, diac 4.2 Nội dung tiến hành 4.2.1 Nhận dạng, phân loại Thyristo, triac, diac Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 67 4.2.2 Xác định cực linh kiện Để xác định cực Thyristo ta thƣờng sử dụng phƣơng pháp đo điện trở cực chúng Do cấu trúc SCR đo điện trở cực chúng có kết đo điện trở cực G K cho giá trị nhỏ lại phép đo khác có kết với trị số điện trở lớn ta vào phép đo có trị số điện trở nhỏ để xác định cực G K, cực còng lại cực A Một số thyristo, triac thơng dụng thƣờng có cách bố trí chân nhƣ sau: Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xơ 68 Ngồi để xác định cực ta tra cứu kênh thơng tin mạng Intrenet 4.2.3 Kiểm tra tình trạng kỹ thuật: Để xác định tình trạng kỹ thuật sử dụng phƣợng pháp kiểm tra nguội phƣơng pháp đo điện trở cực Trạng thái hƣ hỏng thông thƣờng linh kiện cực bị thơng điện trở đo đƣợc cực gần nhƣ không Đối với SCR hoạt động đƣợc điện trở đo đƣợc cực G với K nhỏ phép đo cịn lại có trị số lớn Ngoiaf phƣơng pháp kiểm tra nguội ta kiểm tra thơng qua khảo sát đặc tính chúng 4.2.4 Khảo sát đặc tính làm việc SCR: Để tiến hành khảo sát đặc tính làm việc SCR ta kết nối mạch điện theo sơ đồ sau: 1K 5V GND 10K Ta tiến hành khảo sát đặc tính SCR chế độ phân cực thuậ phân cực ngƣợc Trên sơ đồ mạch điện trình bày nội dung khảo sát chế độ phân cực thuận, Ta dùng nguồn 5V qua điện trở 10K tạo xung điện áp đặt vào cực G để chuyển SCR sang trạng thái dẫn trạng thái phải đƣợc trì xung điều khiển Trƣờng hợp muốn khảo sát SCR chế độ phân cực ngƣợc ta việc đảo cực A K chúng Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 69 ... Cộng: Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xô 2 16 1 10 11 1 10 1 2 1 3 4.0 1. 5 1. 5 1. 5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.25 2.5 1. 0 1. 0 0.5 1. 5 0.75 10 0.25 3.5 0.75 4.5 2 1 90 2.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 4.5 1. 5 1. 5 0.5... THIỆU Tài liệu Kỹ thuật điện tử đƣợc thực tham gia giảng viên trƣờng Cao đẳng Cơ Điện Xây Dựng Việt Xô thực Trên sở chƣơng trình khung đào tạo, trƣờng Cao đẳng Cơ Điện Xây Dựng Việt Xô, với trƣờng... Khoa Điện – Điện TĐH CĐ Việt Xơ 32 ngƣợc chiều điện trƣờng Dịng điện tử dòng lỗ trống hợp thành dòng điện bán dẫn nhiệt độ tăng dịng điện lớn E -> -> -> -> -> -> -> -> -> -> -> A dòng điện tử