Điện tử cơ bản Bậc cao đẳng

TÀI LIỆU GIẢNG DẠY ĐIỆN TỬ Cơ BẢN (ÁP DỤNG CHO BẬC CAO ĐẲNG) THƯ VIỆN ĐKCB .Ũ.^ỘP.Q 333 —.; Chủ nhiệm đề tài: TRẦN QUÓC TRƯNG Thủ Đức, ngày 20 tháng 07 nătn2015 LỜI NÓI ĐẦU 0O0 Tài liệu ĐIỆN TỬ Cơ BẢN biên soạn để làm tài liệu giảng dạy môn Điện tử bản, làm tài liệu tham khảo cho số môn thuộc chuyên ngành điện - điện tử khác Tài liệu ĐIỆN TỬ Cơ BẢN biên soạn dựa theo nhiều nguồn tài liệu nước, nhằm truyền đạt nội dung trọng tâm cách trực quan Tài liệu biên soạn theo cấu trúc mới, giúp Học sinh Sinh viên tiếp thu kiến thức thơng qua hình ảnh thực tiễn trực quan, thông qua kiến thức lý thuyết đút kết theo hình thức bảng biểu so sánh, thông qua mục ghi chép cá nhân tương ứng với phần lý thuyết nội dung, tài liệu đề cập số kiến thức quan trọng môn Điện tử như: Trinh bày kiến thức cấu tạo, nguyên lỷ hoạt động, đặc tuyến, ứng dụng linh kiện thụ động: điện trở, tụ điện, cuộn dãy, biến Trình bày kiến thức cấu tạo, nguyên lý hoạt dộng, đặc tuyến, ứng dụng linh kiện tích cực: diode, transistor lưỡng cực, FET, UJT, OPAMP Trình bày nguyên lý hoạt mạch diện tử như: mạch chỉnh lưu; mạch ổn áp: dạng mạch phân cực BJT, FET ; dạng mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ sổ dạng mạch điện tử khác Tài liệu biên soạn nhằm biên soạn thời gian ngắn nên mắc khơng thiếu sót, mong nhận nhiều ý kiến đóng góp quý thấy cô, Học sinh sinh viên Chân thành cảm ơn Trường CĐ CNTĐ, ngày 20/07/2015 £ểện tổcơbản MỤC LỤC — oOo — CHƯƠNG 1:LINH KIỆN THỤ ĐỘNG BÀI 1: ĐIỆN TRỞ 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 1.2 CÁC THÔNG KỸ THUẬT: 1.3 CÁCH ĐỌC TRỊ SỐ: 1.4 CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI: 1.5 CÔNG THỨC: BÀI 2: TỤ ĐIỆN 11 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 11 2.2 CÁC THÔNG KỸ THUẬT: 12 2.3 CAÙCH NOIC TRỊ SỐ: 14 2.4 CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI: 15 2.5 CÔNG THỨC: 17 BÀI 3: CUỘN CẢM 18 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 18 3.2 CÁC THÒNG KỲ THUẬT: 19 3.3 CAÙCH NOIC TRỊ SỐ: 21 3.4 CÁU TẠO VÀ PHẢN LOẠI: 21 3.5 CÔNG THỨC: 24 BÀI 4: BIẾN ÁP 25 4.1 GIÓI THIỆU CHUNG: 25 4.2 CÁC THÔNG KỸ THUẬT: 26 4.3 CÁCH ĐỌC TRỊ SỐ: 27 4.4 CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI: 28 4.5 CÔNG THỨC: 28 BÀI TẬP CUỐI CHUÔNG: 29 CHƯƠNG 2: LINH KIỆN BÁN DẴN LỚP 34 BÀI CHẤT BÁN DẪN 35 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG: 35 1.2 CHẤT BÁN DẢN TINH KHIẾT 36 1.3 CHẤT BÁN DẪN LOẠI p 36 1.4 CHẤT BÁN DẨN LOẠI N 37 1.5 TIẾP XÚC PN 38 1.6 ÚNG DỤNG 38 BÀI DIODE CHỈNH Lưu 39 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 39 2.2 CẤU TẠO VÀ PHẨN LOẠI 40 2.3 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG .41 2.4 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 43 BÀI DIODE ZENER 44 3.1 GIỚI THIệU CHUNG 44 3.2 CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI 44 3.3 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG .45 3.4 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 45 BÀI LED .46 4.1 GIỚI THIỆU CHUNG 46 * 4.2 CẤU TẠO VÀ PHẨN LOẠI: 46 4.3 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG: 51 4.4 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 51 BÀI MỘT SỐ LOẠI DIODE KHÁC 52 5.1 DIODE VARICAP ( DIODE BleN DUNG ) .52 5.2 DIODE XUNG: 52 5.3 DIODE TÁCH SÓNG: 53 BÀI MẠCH ÚNG DỤNG CỦA DIODE 54 6.1 MẠCH CHỈNH LUU 54 6.2 MẠCH ỐN ÁP DÙNG ZENER 56 6.3 MẠCH ÚNG DỤNG KHÁC 57 BÀI TẬP CUỐI CHUÔNG: 58 CHƯƠNG 3: TRANSISTOR LƯỠNG cực BJT 63 BÀI CẤU TẠO, PHÂN LOẠI TRANSISTOR BIT 64 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 64 1.2 CẤU TẠO VÀ PHẨN LOẠI 65 1.3 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 68 1.4 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 69 BÀI CÁC CHẾ Độ LÀM VIỆC CỦA TRANSISTOR BJT 70 2.1 ĐẶC TUYẾN VÀO: 70 2.2 ĐẶC TUYẾN RA: 71 2.3 CÁC CHẾ Độ LÀM VIỆC 72 BÀI CÁC DẠNG PHÁN cực CHO BJT 74 3.1 PHÂN CỤC DÙNG NGUỒN ĐÔI: 74 3.2 PHÂN cực CỐ ĐỊNH: 75 3.3 PHÂN CỤC BẰNG CẦU CHIA ÁP ( VOLTAGE DIVIDER BIAS) 77 3.4 CÁC DẠNG MẠCH PHÂN cực KHÁC: 78 BÀI KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG BJT 81 4.1 MẮC TRANSISTOR THEO KIỂU B CHUNG 84 4.2 MẮC TRASISTOR THEO KIỂU E CHUNG .85 4.3 MAC TRASISTOR THEO KIÊU c CHUNG 86 BÀI PHUONG PHÁP GHÉP CÁC TẦNG KHUẾCH ĐẠI 88 5.1 GHÉP GIÁN TIẾP 88 5.2 GHÉP TRỤC TIẾP 89 BÀI MỘT SỐ MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÁC 91 6.1 MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI: 91 6.2 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ÂM THANH co BẢN DÙNG BJT 92 BÀI TẬP CUỐI CHUÔNG: 94 CHƯƠNG 4: TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG 99 BÀI TRANSISTOR HIỆU ÚNG TRƯỜNG JFET 100 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 100 1.2 CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI 101 1.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 102 1.4 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 104 1.5 CÁC MẠCH PHẨN cực CHO JFET 105 1.6 SO SÁNH GIỮA BJT VÀ JFET 107 1.7 MẠCH ÚNG DỰNG 108 BÀI TRANSISTOR HIỆU ÚNG TRUỜNG MOSFET 110 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 110 2.2 CẤU TẠO VÀ PHÂN LOẠI 110 2.3 NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG 112 2.4 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 114 2.5 MạCH ỦNG DỤNG 115 BÀI TRANSISTOR ĐON NỐI UJT 117 3.1 GIỚI THIỆU CHUNG 117 3.2 CẨU TẠO VÀ PHÂN LOẠI 117 3.3 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 118 3.4 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 119 3.5 MẠCH ÚNG DỤNG 120 BÀI TẬP CUỐI CHƯONG 122 CHƯƠNG 5: KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN (OPAMP) 127 BÀI KHÁI NIỆM CHUNG VỀ MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN 128 1.1 GIỚI THIỆU CHUNG 128 1.3 NGUYÊN TẮC HOẠT ĐỘNG 129 1.3 CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT 130 BÀI GIỚI THIỆU MỘT SỐ IC OPAMP THÔNG DỤNG 131 2.1 GIỚI THIỆU OPAMP LM741 131 2.2 GIỚI THIỆU IC OPAMP KHÁC 132 BÀI CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI co BẢN 134 3.1 MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐẢO 134 3.2 MẠCH KHUẾCH ĐẠI KHÔNG ĐẢO 135 3.3 MẠCH ĐỆM 136 3.4 MẠCH CỘNG ĐẢO 137 3.5 MẠCH CỘNG KHÔNG ĐẢO 138 3.6 MẠCH VI PHÂN 139 3.7 MẠCH TÍCH PHÂN 140 BÀI ỨNG DỤNG CỦA OPAMP TRONG CÁC MẠCH so SÁNH 142 4.1 MẠCH SO SÁNH: 142 4.2 MẠCH TẮT MỞ ĐÈN THEO ÁNH SÁNG: 143 BÀI TẬP CUỐI CHUÔNG: 144 *TÀI LlệU THAM KHảO: 148 THUYẾT MINH CÁC NỘI DUNG ĐÃ ĐIỀU CHỈNH TÃI LIỆU GIẢNG DẠY ĐIỆN TỬ BẢN SÂU HỘI ĐỒNG NGHIỆM THU — oOo — Đã điều chỉnh STT Góp ý Đã bổ sung mục lục Thiếu mục lục Trang bìa khơng dùng từ Đã điều chỉnh “bậc cao đẳng” “hệ cao đẳng” Đã bổ sung thêm tập Bài tập Đã bổ sung thêm tài liệu Tài liệu tham khảo tham khảo Các lỗi đánh máy, cân Đã điều chỉnh lỗi đánh chỉnh hình ảnh máy, cân chỉnh hình ảnh CHƯƠNG 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG - 0O0 -THỜI LƯỢNG (6 tiết) LT BT TH CHƯƠNG 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Mục tiêu (Kiến thức - Kỹ năng) Nhận dạng linh kiện điện tử thụ động như: R, c, L, MBA Trình bày cách đọc giá trị, thông số kỹ thuật linh kiện điện tử thụ động như: R, c, L, MBA Phân tích, tính tốn thông số mạch ứng dụng linh kiện điện tử thụ động như: R, c, L, MBA CHƯƠNG 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Bài Điện trở 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Cấu tạo phân loại 1.3 Cách đọc trị sổ 1.4 Các thông số kỹ thuật 1.5 Công thức Bài Tụ điện 2.1 Giới thiệu chung 2.2 Cấu tạo phân loại 2.3 Cách đọc trị số 2.4 Các thông sổ kỹ thuật 2.5 Công thức Bài Cuộn cảm 3.1 Giới thiệu chung 3.2 Cấu tạo phân loại 3.3 Cách đọc trị số 3.4 Các thông so kỹ thuật 3.5 Công thức Bài Biến áp 4.1 Giới thiệu chung 4.2 Cấu tạo phân loại 4.3 Cách đọc trị số 4.4 Các thông số kỹ thuật 4.5 Công thức BÀI TẬP CUỐI CHƯƠNG: Hình 51: Câu trúc OpAmp LM741 Phần ghi chép Thông sô' kỹ thuật Thông sô' Độ khuếch đại điện áp vòng hỏ Tổng trở ngõ vào Tổng trở ngõ Dòng phân cực ngõ vào Điện áp nguồn tối đa Điện áp vào tối đa Điện áp tối đa Điện áp lệch ngõ vào vi sai Tần số cắt Tốc độ quét tối đa Ký hiệu Avo Zi Zo Ib V smax V imax V omax Vio Ít s IC741 lOOdB 1MQ 150Q 0,2pA ± 18V ± 13V ± 14V 2mV 1MHz 0,5V/ps 2.2 Giới thiệu IC OPAMP khác Giói thiệu IC OpAmp LM358 _ ' Phần ghi chép LM358 khch đại thuật tốn kép cơng st thâp, hoạt động nguồn điện áp thấp từ 3V cao đến 32V, nguồn đơi (±15V - ±16V), với dịng tĩnh khoảng 1/5 dòng tĩnh MCI741 - Output • Inverting nput - Non-inverting input - vo Vị.) Vo = + Vcc +Nếu Vi > vr (hay Vj+ < Vi-) Vo = - Vcc Mạch so sánh không đảo +Nếu Vi < vr (hay vi+ < Vị.) Vo = -Vcc +Nếu Vi > vr (hay Vi+ > Vị.) Vo = +Vcc Phần ghi chép 4.2 MACH TẮT MỠ ĐÈN THEO ÁNH SÁNG: Ngun lý Ví du: Hình 61: Mạch tắt mở đèn theo ánh sáng dùng Opamp Giải thích nguyên lý mạch: Điện trở R] loại quang trở (LDR - Light Depending Resistor) có trị sơ" thay đổi theo ánh sáng Khi có ánh sáng chiếu vào giá trị LDR giảm xuống râ"t thâ"p Khi khơng có ánh sáng chiếu vào (chế độ tốì) giá trị LDR râ"t lớn lên đến hàng trăm kQ Nguyên tắc hoạt động mạch giải thích sau: Trong mạch R.3, R4 cầu phân áp tạo điện áp chuẩn vr = 6V đặt vào chân OP-AMP R|, R2 tạo cầu phân áp thứ hai điện áp so sánh Vi lấy biến trở R2 Ớ trạng thái bình thường khơng có ánh sáng chiếu vào LDR giá trị râ"t lớn lớn R2 nên Vi < vr Theo đặc tuyến hình vẽ ngõ OP - AMP có điện áp Vcc = 12V BJT trạng thái ngắt rơle K không hoạt động, tiếp điểm giữ nguyên trạng thái ban đầu Khi có ánh sáng chiếu vào LDR giá trị giảm xng tháp R2 nên Vi > vr Ở ngõ OP - AMP có điện mức ov Các điện trở R5, Rô tạo điện áp phân cực cho BJT dẫn bão hòa, rơle K hoạt động đóng mở tiếp điểm mạch động lực mạch đếm sản phẩm, mạch tự động tắt mở hệ thông chiếu sáng, mạch báo động vv Ngưỡng tác động mạch điều chỉnh R2 Sự hoạt động đổi ngựỢc lại cách dễ Phân ghi chép dàng ta hoán vị điện trỏ R1 R.2, giữ ngun vị trí Ri, R2 hốn vị ngõ vào 2, OP - AMP Mạch đổi ngược lại ta giữ nguyên vị trí Ri, R2, ngõ vào 2, hình vẽ sử dụng BJT loại NPN cầu phân áp cho BJT mắc ngõ với GND Trong trường hợp rơle tác động chế độ tối Diode có tác dụng triệt tiêu sức điện động tự cảm cuộn dây rơ le ngưng hoạt động bảo vệ BJT khỏi tượng áp BÀI TẬP CUÓI CHƯƠNG: A TRẮC NGHIỆM: a b c d Op Amp ứng dụng trường hợp sau: Kỹ thuật khuếch đại, tạo sóng sin Bộ lọc tích cực, so sánh Mạch tạo xung, nguồn ổn áp Cả ba câu Theo đặc tuyến truyền đạt điện áp vịng hở Op Amp, có vùng làm việc là: a Vùng khuếch đại: AVi > vs vo = Avo b Vùng bão hịa dương: -Vs < AVị < Vs vo = + Vcc c Vùng bão hòa âm: AVi < -Vs vo = - Vcc d Cả ba câu Gọi tên mạch điện theo hình vẽ sau: a Mạch khuếch đại đảo b Mạch khuếch đại không đảo c Mạch khuếch đại đệm d Mạch khuếch đại cộng đảo Gọi tên mạch điện theo hình vẽ sau: a b c d Mạch khuếch đại đảo Mạch khuếch đại không đảo Mạch khuếch đại đệm Mạch khuếch đại cộng đảo Cho mạch điều khiển tải theo ánh sáng hình vẽ sau, nguyên lý hoạt động mạch có đặc điểm sau đây: a R3 R4 cầu phân áp tạo điện áp chuẩn Vr = v3 có giá trị thay đổi theo ánh sáng b R] R2 cầu phân áp tạo điện áp so sánh Vj = v2 có giá trị thay đổi theo ánh sáng c Khi có ánh sáng chiểu vào LDR transistor BJT dẫn d Cả ba câu Gọi tên mạch hình vẽ sau: a b c d Hình a mạch so sánh thuận; hình b mạch so sánh đảo Hình a mạch so sánh đảo; hình b mạch so sánh thuận Hình a mạch khuếch đại đảo; hình b mạch khuếch đại khơng đảo Hình a mạch khuếch đại khơng đảo; hình b mạch khuếch đại đảo B Tự LUẬN: Bài 1: Cho mạch điện hình: Biết Rf = Rin= Rin = Rin2 = Rin = R=10K , nguồn cung cấp vcc= ± 15V a/ Hãy viết biểu thức tính Vout theo Vini, vin2, Vin b/ Tính vout với Vini = 2V, vin2 = lOsincot., Vin = 4V Bài 2: Cho mạch điện hình: Biết Rf = Rịn = Rin = Rin2 = Rin = R=10K , nguồn cung cấp Vcc= ± 15V a/ Hãy viết biểu thức vout theo vinl, vin2 vin3 b/ Tính vout với Vini = - 2V, Vin = 5sincot, Vin3 = 8V Bài 3: Cho mạch điện hình: ... 0O0 Tài liệu ĐIỆN TỬ Cơ BẢN biên soạn để làm tài liệu giảng dạy môn Điện tử bản, làm tài liệu tham khảo cho số môn thuộc chuyên ngành điện - điện tử khác Tài liệu ĐIỆN TỬ Cơ BẢN biên soạn dựa... LIỆU GIẢNG DẠY ĐIỆN TỬ BẢN SÂU HỘI ĐỒNG NGHIỆM THU — oOo — Đã điều chỉnh STT Góp ý Đã bổ sung mục lục Thiếu mục lục Trang bìa khơng dùng từ Đã điều chỉnh ? ?bậc cao đẳng? ?? “hệ cao đẳng? ?? Đã bổ sung... thường dùng thiết bị điện tử cao cấp như: điện thoại, máy tính Phần ghi chép Điện trở cầu chì Cấu tạo điện trở cầu chì, thân điện trở sành, sứ, thủy tinh rỗng giữa, bên dây dẫn có điện trở suất nhỏ,