Giáo trình điện tử nâng cao

BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Mơn học: ĐIỆN TỬ NÂNG CAO NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số:120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề Năm 2013 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 Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ Cao Đẳng Nghề Trung Cấp Nghề, giáo trình Điện tử nâng cao giáo trình mơn học đào tạo chun ngành đƣợc biên soạn theo nội dung chƣơng trình khung đƣợc Bộ Lao động Thƣơng binh Xã hội Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chƣơng trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành đƣợc biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Nội dung giáo trình đƣợc biên soạn với dung lƣợng thời gian đào tạo 120 gồm có: MĐ21-01: Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD MĐ21-02: Kỹ thuật hàn IC MĐ21-03: Mạch điện tử nâng cao MĐ21-04: Chế tạo mạch in phức tạp Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu nhƣ khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, có đề nội dung thực tập để ngƣời học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sơ vật chất trang thiết bị, trƣờng có thề sử dụng cho phù hợp Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng đƣợc mục tiêu đào tạo nhƣng không tránh đƣợc khiếm khuyết Rất mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Trƣờng Cao đẳng nghề Lilama 2, Long Thành Đồng Nai Đồng Nai, ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn Chủ biên: TS Lê Văn Hiền Ths Trần Minh Đức MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU Bài 1: ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN Linh kiện hàn bề mặt (SMD) 1.1 Khái niệm chung 1.2 Linh kiện thụ động Khai thác sử dụng máy đo chuyên dụng 30 2.1 Sử dụng máy đo VOM thang đo dòng 30 2.3 Kết hợp thiết bị đo lƣờng cân chỉnh sửa chữa 42 2.4 Sử dụng phần mềm chuyên dụng để kiểm tra sửa chữa 73 Bài 2: KỸ THUẬT HÀN IC 112 Giới thiệu dụng cụ hàn tháo hàn 112 1.1 Mỏ hàn vi mạch 112 1.2 Máy khò để tháo chân linh kiện 112 Phƣơng pháp hàn tháo hàn 113 2.1 kỹ thuật tháo hàn 113 2.2 kỹ thuật hàn 116 2.3 Các điểm cần lƣu ý 120 Phƣơng pháp xử lý vi mạch in sau hàn 120 3.1 Các yêu cầu mạch, linh kiện sau hàn vi mạch 120 3.2 Phƣơng pháp xử lý mạch in sau hàn 121 Bài 3: MẠCH ĐIỆN TỬ NÂNG CAO 124 Nguồn ổn áp kỹ thuật cao 124 1.1 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng transitor 124 1.2 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng IC 124 1.3 Một số loại nguồn ổn áp khác 141 1.4 Kiểm tra, sửa chữa nguồn ổn áp kỹ thuật cao 147 Mạch bảo vệ 151 2.1 Khái niệm chung mạch bảo vệ 152 2.2 Mạch bảo vệ chống ngắn mạch dùng IC: 152 2.3 Mạch bảo vệ chống áp dùng IC 152 2.4 Kiểm tra, sửa chữa mạch bảo vệ 153 Mạch ứng dụng dùng IC OP-AMP 156 3.1 Khái niệm chung 157 3.2.Mạch khuếch đại dùng OP- AMP 157 3.3 Mạch dao động dùng OP-AMP 160 3.4 Mạch nguồn chiều dùng OP-AMP 169 3.5 Kiểm tra, sửa chữa, thay IC mạch ứng dụng dùng Opamp 173 Một số mạch khuếch đại, lọc chất lƣợng cao dùng IC 178 4.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ 178 4.2 Sửa chữa mạch khuếch đại, mạch lọc dùng IC 181 Một số mạch báo động dùng IC cảm biến 182 5.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ nguyên lý 182 5.2 Sửa chữa mạch báo động dùng IC cảm biến 185 Bài 4: CHẾ TẠO MẠCH IN PHỨC TẠP 186 Phần mềm chế tạo mạch in 186 1.1 Giới thiệu chung 186 1.2 Vẽ mạch nguyên lý mạch in 186 1.3 Tạo thƣ viện xử lý lỗi 195 Các bƣớc thực gia công mạch in 206 2.1 Chế phim 206 2.2 Chuẩn bị mạch in 206 2.3 In mạch in mạch in 207 2.4 Ăn mòn mạch in 208 TÀI LIỆU THAM KHẢO 210 PHỤ LỤC 211 MÔ ĐUN ĐIỆN TỬ NÂNG CAO Mã số mơ đun: MĐ 21 Vị trí, tính chất mơ đun  Vị trí mơ đun: Mơ đun đƣợc bố trí dạy cuối chƣơng trình sau học xong môn chuyên môn nhƣ: Điện tử bản, kỹ thuật xung số, vi xử lý  Tính chất: mô đun nghiên cứu phần điện tử chuyên sâu Mục tiêu mô đun + Về kiến thức: - Nhận dạng, đọc, đo linh kiện điện tử hàn bề mặt xác - Tìm, nhận dạng, thay tƣơng đƣơng, tra cứu đƣợc số IC thông dụng - Phân tích, thiết kế đƣợc số mạch ứng dụng phức tạp dùng IC + Về kỹ năng: - Lắp ráp, kiểm tra, thay đƣợc linh kiện, mạch điện tử chuyên dụng yêu cầu kỹ thuật - Hàn tháo đƣợc mối hàn mạch điện, điện tử phức tạp an toàn - Chế tạo đƣợc mạch in phức tạp thiết kế đạt chất lƣợng tốt + Về thái độ: - Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận, xác học tập thực công việc III NỘI DUNG MƠ ĐUN Thời gian ST Tên mơ đun Tổng Lý Thực Kiểm tra T số thuyết hành Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD 30 24 2 Kỹ thuật hàn IC 20 13 Mạch điện tử nâng cao 100 32 64 4 Chế tạo mạch in phức tạp 30 20 Cộng: 180 50 121 BÀI ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN Mã bài: MĐ 24-1 Giới thiệu Linh kịên dán bao gồm điện trở, tụ điện,transistor linh kiện đƣợc dùng phổ biến mạch điện tử Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, linh kiện đƣợc chế tạo để sử dụng cho nhiều loại mạch điện tử khác có đặc tính kỹ thuật tƣơng ứng với loại mạch điện tử Thí dụ, mạch thiết bị đo lƣờng cần dùng loại điện trở có độ xác cao, hệ số nhiệt nhỏ; mạch thiết bị cao tần cần dùng loại tụ điện có độ tổn hao nhỏ; mạch cao áp cần dùng tụ điện có điện áp cơng tác lớn Những linh kiện linh kiện rời rạc, lắp ráp linh kiện vào mạch điện tử cần hàn nối chúng vào mạch Trong kỹ thuật chế tạo mạch in vi mạch, ngƣời ta chế tạo ln điện trở, tụ điện, vòng dây mạch in vi mạch Mục tiêu:  Phân biệt đƣợc loại linh kiện điện tử hàn bề mặt rời mạch điện  Đọc, tra cứu xác thơng số kỹ thuật linh kiện điện tử dán  Đánh giá chất lƣợng linh kiện máy đo chuyên dụng  Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh cơng nghiệp Linh kiện hàn bề mặt (SMD) Mục tiêu + Nhận biết linh kiện SMD + Sử dụng đƣợc máyđo chuyên dụng + Biết sử dụng phần mềm để kiểm tra sữa chữa 1.1 Khái niệm chung Linh kiện SMD (Surface Mount Devices) - loại linh kiện dán bề mặt mạch in, sử dụng công nghệ SMT (Surface Mount Technology) gọi tắt linh kiện dán Các linh kiện dán thƣờng thấy mainboard: Điện trở dán, tụ dán, cuộn dây dán, diode dán, Transistor dán, mosfet dán, IC dán Rõ ràng linh kiện thơng thƣờng có linh kiện dán tƣơng ứng 1.2 Linh kiện thụ động Hình1.1: Hình ảnh số linh kiện SMD 1.2.1 Điện trở SMD Cách đọc trị số điện trở dán: Hình 1.2: Giá trị điện trở SMD Điện trở dán dùng chữ số in lƣng để giá trị điện trở chữ số đầu giá trị thông dụng số thứ số mũ (số khơng) Ví dụ: 334 = 33 × 10 ohms = 330 kilohms 222 = 22 × 102 ohms = 2.2 kilohms 473 = 47 × 103 ohms = 47 kilohms 105 = 10 × 105 ohms = 1.0 megohm Đối với điện trở dƣới 100 ohms ghi: số cuối = (Vì 100 = 1) Ví dụ: 100 = 10 × 100 ohm = 10 ohms 220 = 22 × 100 ohm = 22 ohms Đơi đƣợc 10 hay 22 để tránh hiểu nhầm 100 = 100ohms hay 220 Điện trở nhỏ 10 ohms đƣợc ghi kèm chữ R để dấu thập phân Ví dụ: 4R7 = 4.7 ohms R300 = 0.30 ohms 0R22 = 0.22 ohms 0R01 = 0.01 ohms Hình 1.3: Một số giá trị điện trở SMD thơng dụng Trƣờng hợp điện trở dán có chữ số chữ số đầu giá trị thực chữ số thứ tƣ số mũ 10 (số số khơng) Ví dụ: 1001 = 100 × 101 ohms = 1.00 kilohm 4992 = 499 × 102 ohms = 49.9 kilohm 1000 = 100 × 100 ohm = 100 ohms Một số trƣờng hợp điện trở lớn 1000 ohms đƣợc ký hiệu chữ K (tức Kilo ohms) điện trở lớn 1000.000 ohms ký hiệu chử M (Mega ohms) Các điện trở ghi 000 0000 điện trở có trị số = 0ohms 225 Mã bắt đầu chữ “N” Mã bắt đầu chữ “O” 226 Mã bắt đầu chữ “P” Mã bắt đầu chữ “Q” 227 Mã bắt đầu chữ “R” 228 Mã bắt đầu chữ “S” Mã bắt đầu chữ “T” 229 Mã bắt đầu chữ “U” Mã bắt đầu chữ “V” 230 Mã bắt đầu chữ “W” Mã bắt đầu chữ “X” 231 Mã bắt đầu chữ “Y” 232 Mã bắt đầu chữ “Z” 233 Các kiểu ký hiệu mã SMD 234 SƠ ĐỒ VÍ DỤ 235 GIẢI THÍCH THÊM MỘT SỐ THƠNG TIN LINH KIỆN SMD Hãng sản xuất ( lot number )  Elm (ELM technology corporation ) Quy luật 1: (sử dụng cho ODO dị tìm điện áp ) Ký hiệu 1: A đến Z (ngoại trừ I,O,X ) Ký hiệu 2: đến Quy luật 2: : (sử dụng cho ODO dò tìm điện áp ) Ký hiệu 1: đến Ký hiệu 2: A đến Z (ngoại trừ I,O,X ) Tor( Torex Semiconductor LTD) 01-09, 0A-0Z, 11 -9Z, A1-A9, AA –AZ, B1 – BZ ( loại trừ G,I,J,O,Q,W ) Năm sản xuất Hãng s n xuất Anw ( Anwel emiconductor Corp ) Dấu chấm mã s n phẩm : số lô s n xuất 236 Dấu chấm dƣới năm sản xuất Hãng sản xuất : Ape (Advanced Power Electronics Corp ) 237 Hãng sản xuất Axl (AXElite Technology Co , Ltd) Mã A B C Năm 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Mã A…Z a…z Tuần 1…26 27…52 238 Hãng s n xuất: Inf (Inineon Technologies AG) Hãng sản xuất : Kec (Korea Electronics Co Ltd ) Hãng sản xuất : Nxp (NXP semiconductors ) 239 Mã năm để bốn đoạn thẳng bên tay trái Số cuối năm Mã tháng bốn đoạn thẳng bên tay phải Số cuối tháng ... soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ Cao Đẳng Nghề Trung Cấp Nghề, giáo trình Điện tử nâng cao giáo trình mơn học đào tạo chun ngành đƣợc biên soạn theo nội dung chƣơng trình. .. tra linh kiện SMD MĐ21-02: Kỹ thuật hàn IC MĐ21-03: Mạch điện tử nâng cao MĐ21-04: Chế tạo mạch in phức tạp Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu nhƣ khoa học cơng nghệ phát triển... 211 MƠ ĐUN ĐIỆN TỬ NÂNG CAO Mã số mơ đun: MĐ 21 Vị trí, tính chất mơ đun  Vị trí mơ đun: Mơ đun đƣợc bố trí dạy cuối chƣơng trình sau học xong mơn chuyên môn nhƣ: Điện tử bản, kỹ thuật