Giáo trình kỹ thuật điện tử (ngành kỹ thuật sửa chữa, lắp ráp máy tính trung cấp) trường cao đẳng cộng đồng đồng tháp

UỶ BAN NHÂN DÂN TỈNH ĐỒNG THÁP TRƯỜNG CAO ĐẲNG CỘNG ĐỒNG ĐỒNG THÁP GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGÀNH, NGHỀ: KỸ THUẬT SỬA CH A, L P RÁP MÁ T NH TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số /QĐ-CĐCĐ ngày tháng năm 20… Hiệu trƣởng trƣờng Cao đẳng Cộng đồng Đồng Tháp) Đồng Tháp, năm 2017 TU ÊN BỐ BẢN QU ỀN 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 Giáo trình đƣợc biên soạn theo Chƣơng trình chi tiết mô đun Điện tử ban hành kèm theo Chƣơng trình đào tạo nghề K thu t sửa ch a, l p ráp máy tính Cấu tr c giáo trình bao gồm Cụ thể nhƣ sau: Bài 1: GIỚI THI U LINH KI N ĐI N T Bài 2: HƢỚNG D N S D NG ĐỒNG HỒ V N NĂNG V.O.M Bài 3: M CH DIODE Bài 4: M CH PHÂN C C BJT, MOSFET Bài 5: M CH ỔN ÁP Bài 6: M CH DAO ĐỘNG Tác giả xin chân thành cảm ơn qu Th y Khoa Điện-Điện đ biên soạn nh ng tài liệu giảng dạy có liên quan đến mơn đun trƣớc qua nhiều giai đoạn Tác giả xin chân thành cảm ơn Th y Trƣơng Văn Tám giảng viên Khoa Công nghệ Trƣờng Đại học C n Thơ tác giả giáo trình: LINH KI N ĐI N T M CH ĐI N T Tác giả c ng xin chân thành cảm ơn qu tác giả Internet có viết, giảng liên quan đến môn ĐI N T CƠ B N Trong trình biên soạn đ có nhiều cố g ng nhƣng ch c ch n khó tránh kh i sai sót nhƣ l i đánh máy, cách dùng c u, hình ảnh chƣa r nét, chƣa đồng c ng nhƣ c n hạn chế mặt chuyên môn Rất mong giảng viên Khoa Điện-Điện tử học sinh, sinh viên lớp đóng góp thêm để Giáo trình Điện tử ngày hoàn thiện Mọi đóng góp kiến xin vui l ng trao đổi qua số điện thoại: 0989297510 hoăc email: pthanhgiang76@gmail.com Xin ch n thành cảm ơn n , ngày tháng năm 2017 Chủ biên Phan Thanh Giang MỤC LỤC  Trang LỜI GIỚI THI U Bài 1: GIỚI THI U LINH KI N ĐI N T Bài 2: HƢỚNG D N S NĂNG V.O.M Bài 3: M CH DIODE D NG ĐỒNG HỒ V N Bài 4: M CH PHÂN C C BJT, MOSFET Bài 5: M CH ỔN ÁP Bài 6: M CH DAO ĐỘNG T I LI U THAM KH O 44 56 70 82 92 105 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơ đun: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã mơ đun: MH 12 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: mơ đun thuộc nhóm mơn sở ngành Mơ đun đ ng vị trí th 14 Chƣơng trình đào tạo - Tính chất: mơ đun sở b t buộc cung cấp cho ngƣời học kiến th c linh kiện điện tử, mạch điện tử bản; cung cấp k tính tốn, l p ráp mạch, kiểm tra thơng số mạch điện - Ý nghĩa vai tr mơ đun: mơ đun có nghĩa vai tr quan trọng đào tạo nghề K thu t sửa ch a, l p ráp máy tính Mục tiêu mơ đun: - Kiến th c: + Trình bày đƣợc định nghĩa, k hiệu, đặc tính linh kiện điện tử (LKĐT) + Giải thích đƣợc nguyên l hoạt động mạch điện tử (mạch chỉnh lƣu, lọc điện, mạch ph n c c, mạch ổn áp, mạch dao động) + Hiểu đƣợc quy trình l p, đo thông số mạch điện tử - K năng: + Nh n biết, kiểm tra, thay đƣợc LKĐT + Đọc đ ng giá trị, thơng số LKĐT + Tính tốn đƣợc thông số mạch điện ph n c c, ổn áp, t n số mạch dao động + Sử dụng VOM thành thạo + L p mạch điện tử thành thạo theo quy trình + Đo xác thơng số mạch điện tử + Xem, vẽ đƣợc tín hiệu mạch điện tử + Xác định hƣ h ng mạch điện tử sửa ch a đƣợc hƣ h ng - Về l c t chủ trách nhiệm: + Tích c c học t p + Nghiên c u giảng, tìm hiểu thêm nội dung internet (mạng) + Hiểu v n dụng đƣợc kiến th c, k đ học để áp dụng vào lĩnh v c chun mơn nghề nghiệp + Đảm bảo an tồn th c hành Nội dung mô đun: Số TT I II III IV V VI Tên mô đun Linh kiện thụ động - Điện trở - Tụ điện - Cuộn d y - Biến áp Linh kiện tích cực - Chất bán dẫn - Diod - Transistor lƣỡng c c BJT - Transistor JFET - Transistor MOSFET - Transistor đơn nối UJT Mạch khuyếch đại tín hiệu nhỏ - Mạch khuếch đại E chung - Mạch khuếch đại C chung - Mạch khuếch đại B chung Mạch khuyếch đại công suất - Mạch khuếch đại đẩy kéo - Mạch khuếch đại OCL - Mạch khuếch đại OTL Mạch khuyếch đại vi sai - Mạch khuếch đại vi sai - Các loại mạch vi sai - Vi mạch thu t toán Thyristor - SCR - DIAC - TRIAC Cộng Thời gian (giờ) Th c hành, thí Tổng Lý nghiệm, số thuyết thảo lu n, t p 2 25 10 13 5 5 20 13 7 21 7 25 12 25 8 125 2 2 10 10 3 45 13 Kiểm tra 2 15 13 72 BÀI 1: GIỚI THIỆU LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Mã Bài: MH 12-01 Giới thiệu: Bài Giới thiệu linh kiện điện tử giới thiệu số linh kiện điện tử thông dụng đƣợc sử dụng mạch điện tử Bài cung cấp kiến th c cấu tạo, tính chất linh kiện điện tử thông dụng Hƣớng dẫn cho ngƣời học nh n biết, đọc giá trị, thông số khác linh kiện điện tử thông dụng Mục tiêu: Sau học xong Bài ngƣời học có khả năng: Kiến th c: Trình bày đƣợc các định nghĩa, cấu tạo, k hiệu, đặc tính linh kiện điện tử K năng: Nh n biết đƣợc, đọc, đo đƣợc giá trị, thông số linh kiện điện tử Thay đƣợc linh kiện bị hƣ h ng b ng linh kiện tƣơng đƣơng Thái độ: Nghiêm t c, tích c c th c hành Đảm bảo an toàn th c hành ngƣời, thiết bị, dụng cụ Chịu trách nhiệm với nh ng sản phẩm tạo Nội dung Bài: Linh kiện điện t thụ động 1.1 Điện tr 1.1.1 Định nghĩa 1.1.1.1 Định nghĩa điện tr (Resistance) Điện trở (về v t l ) đại lƣợng v t l đặc trƣng cho tính chất cản trở d ng điện v t liệu Điện trở đƣợc định nghĩa tỉ số hiệu điện gi a hai đ u v t thể với cƣờng độ d ng điện qua R=U/I Trong đó: U: hiệu điện gi a hai đ u v t dẫn điện, đo b ng Vôn (V) I: cƣờng độ d ng điện qua v t dẫn điện, đo b ng Ampe (A) R: điện trở v t dẫn điện, đo b ng Ohm (Ω) Thí dụ nhƣ có đoạn d y dẫn có điện trở 1Ω có d ng điện 1A chạy qua điện áp gi a hai đ u d y 1V Điện trở R d y dẫn tỉ lệ thu n với điện trở suất độ dài d y dẫn, tỉ lệ nghịch với tiết diện d y R= /S Trong đó: L chiều dài d y dẫn, đo theo mét S tiết diện (diện tích mặt c t), đo theo m2 ρ (tiếng Hy Lạp: rô) điện trở suất (hay c n gọi điện trở riêng suất điện trở), thƣớc đo khả kháng lại d ng điện v t liệu Điện trở suất d y dẫn điện trở d y dẫn dài 1m có tiết diện 1mm2, đặc trƣng cho v t liệu d y dẫn 1.1.1.2 Định nghĩa điện tr (R: Resistor) Điện trở (Resistor: linh kiện điện trở) linh kiện điện tử thụ động gồm hai tiếp điểm kết nối, thƣờng đƣợc dùng để hạn chế cƣờng độ d ng điện chảy mạch, điều chỉnh m c độ tín hiệu, dùng để chia điện áp, kích hoạt linh kiện điện tử tích c c (chủ động) nhƣ transistor, tiếp điểm cuối đƣờng truyền điện có nhiều ng dụng khác 1.1 Cấu tạo Phân loại điện tr 1.1.2.1 Cấu tạo Điện trở có cấu tạo nhƣ Hình (a): Cấu tạo điện trở than (b): Mặt c t điện trở than (c): Mặt c t điện trở màng (d): Mặt c t điện trở dây quấy (đ): Cấu tạo biến trở (e): Cấu tạo biến trở Hình Một số cấu tạo điện trở V t liệu cấu tạo điện trở thƣờng đƣợc chế tạo t h n hợp bụi cacbon than chì mịn (tƣơng t nhƣ chì viết chì) bột gốm (đất sét) không dẫn điện để liên kết tất với Tỷ lệ bụi cacbon gốm định giá trị điện trở Tỷ lệ carbon cao trở kháng thấp ngƣợc lại H n hợp đƣợc đ c thành dạng hình trụ với d y kim loại d y dẫn đƣợc g n vào m i đ u để kết nối điện, sau đƣợc bọc b ng v t liệu cách nhiệt bên đánh dấu m màu m giá trị để biểu thị giá trị điện trở Ph n oại Trên thị trƣờng có nhiều loại điện trở khác cho nh ng mục đích, cơng dụng khác Có nhiều cách để ph n loại điện trở nhƣ theo tính chất, theo v t liệu, theo cơng dụng, Để giản, ta tìm hiểu ph n loại điện trở theo v t liệu cấu tạo nên điện trở Điện trở carbon: loại cấu tạo t hợp chất than than chì phủ bên ngồi bột gốm cách điện Loại có cơng suất thấp, phù hợp với ng dụng t n số cao Loại có khả chống nhiễu tốt Điện trở màng (film) gốm kim loại: Loại có cơng suất đƣợc xem thấp Có thành ph n t bột ôxit kim loại nhƣ thiết, niken kết tủa Điện trở d y quấn: Có thành ph n hợp kim Niken-Crom Ch ng đƣợc tạo thành b ng cách quấn d y kim loại m ng vào lớp gốm cách điện dƣới dạng l xo xo n Ch ng có cơng suất cao (chịu đƣợc nhiệt độ cao) Một loại khác điện trở d y quấn điện trở d y quấn công suất cao Đ y nh ng loại điện trở chịu đ ng đƣợc với nhiệt độ cao, công suất cao Điện trở quang (hay quang trở, photoresistor, photocell, LDR (viết t t tiếng Anh: Light Dependent Resistor)): đƣợc chế tạo b ng chất đặc biệt có điện trở thay đổi giảm theo m c ánh sáng chiếu vào Các hợp chất để chế tạo điện trở quang là: Chì(II) Sunfua (PbS) Indi Antimonua (InSb) đƣợc sử dụng cho vùng phổ hồng ngoại 1.1.3 Kí hiệu điện tr mạch điện) Tùy theo chuẩn khu v c khác nhau, điện trở có nh ng k hiệu mạch điện khác nhƣ Hình (a) (b) (c) (d) (đ) Biến trở (VR: điện trở thay Biến trở (VR: điện trở thay đổi đƣợc) đổi đƣợc) Hình K hiệu điện trở mạch điện K hiệu khác số loại điện trở: (f) (e) PTC (Điện trở nhiệt dƣơng) NTC (Điện trở nhiệt m) (g) Điên trở quang Hình 3: K hiệu điện trở khác mạch điện 1.1.4 Các thông số Các thông số điện trở gồm: giá trị điện trở (Ohm: ), công suất (P (W)), nhiệt độ (0C), v t liệu cấu tạo nên điện trở 1.1.5 Đơn vị điện tr Đơn vị điện trở là:  (Ohm), K, M 1K (Kilô Ohm) = 1.000 1M (Mêga Ohm) = 1.000 K = 1.000.000 Cách thức đấu nối Các phƣơng th c đấu nối: nối tiếp, song song h n hợp a Mạch m c nối tiếp: Hình 4: Mạch m c nối tiếp b Mạch m c song song: Hình 4: Mạch m c song song c Mách m c h n h p: Hình 6: Mạch m c h n hợp 1.1.7 Một số h nh dạng điện tr thực tế Trong th c tế, tùy theo nh ng ng dụng khác nhau, tùy theo đặc tính mạch điện, ngƣời ta sản xuất nh ng loại điện trở khác Hình số loại hình dạng điện trở th c tế (Điện trở v ng màu) (a) (Điện trở dán) (đ) (Điện trở v ng màu) (b) (Điện trở v ng màu) (c) (Điện trở v ng màu) (d) (Điện trở dán) (e) (Điện trở công suất) (f) (Điện trở công suất) (g) (i) PTC (Điện trở nhiệt dƣơng) (j) Điện trở quang (l) (Điện trở nhiệt công suất) (m) NTC (Điện trở thanh) (h) (Điện trở thanh) (k) (Điện trở nhiệt công suất) (n) (Điện trở nhiệt m) (Điện trở nhiệt công suất) (0) (Điện trở dây quấn) (p) 10 Các loại biến trở n t áo (r) Biến trở volume (trục xoay) (q) Hình 7: Một số hình dạng th c tế điện trở 1.1.8 Bảng quy ước màu quốc tế điện tr (4 vòng màu) Màu Vòng (Số A) Vòng (Số B) Vòng (Số C) (Hệ số nh n) Vòng (Sai số) Đen 0 x100 Nâu 1 x101  1% Đ 2 x102  2% 00 Cam 3 x103 000 Vàng 4 x104 0.000 Xanh 5 x105 00.000 Xanh dƣơng 6 x106 000.000 Tím 7 x107 0.000.000 Xám 8 x108 00.000.000 Tr ng 9 x109 000.000.000 Vàng kim x10-1  5% (J) Bạc x10-2  10% (K) Không màu Ghi (Số số 0)  20% (M) 11 Cách đọc giá trị điện tr 1.1.9.1 Giá trị điện tr ghi trực tiếp th n điện tr Là loại điện trở có cơng suất lớn, đƣợc nhà sản xuất ghi giá trị công suất tiêu tán th n điện trở Hình 8: Điện trở cơng suất * Ghi chú: - Ngoài th n điện trở c n ghi ch R, K, M Cách đọc nhƣ sau: Ví dụ: 3M3 = 3,3M; 3K9 =3,9K; R47 = 0,47 1.1.9.2 Giá trị điện tr đư c sơn mã màu Ph n lớn điện trở sử dụng mạch điện tử đƣợc ghi giá trị theo mã màu a Đối với điện trở có v ng màu: Giá trị điện trở: (A:V ng 1)(B:V ng 2)x10C (C:V ng 3)  20% (Khơng có V ng 4; mặc định sai số 20%) Ví dụ: Tìm giá trị điện trở có v ng màu sau Nâu Đ Nâu Nâu Đ Đen Cam Cam Nâu 12x101 = 120   20% 12x100 = 12   20% 33x101 = 330   20% b Đối với điện trở có v ng màu: Giá trị điện trở: (V ng 1)(V ng 2)x10C (=V ng 3)  V ng (Sai số) Ví dụ: Tìm giá trị điện trở có v ng màu sau Nâu đen đ vàng kim Đ tím cam vàng kim 10x102 = 1K  5% 27x103 = 27 K  5% Xanh xanh dƣơng cam vàng kim 56x103 = 56 K  5% 12 c Đối với điện trở có v ng màu: Giá trị điện trở: (V ng 1)(V ng 2)(V ng 3)x10D (=V ng 4)  V ng (Sai số) Ví dụ: Tìm giá trị điện trở có 05 v ng màu sau Đ Tím Vàng Đ Nâu Xanh dƣơng Xám Đen Đ Vàng kim Xanh Đ Nâu Đen Nâu 274x102 = 27,4K  1% 680x102 = 68 K  5% 521x100 = 521  1% * Ghi : + Nếu khơng có v ng số (t c loại điện trở có v ng màu) sai số  20% + Điện trở linh kiện không ph n c c, nên m c vào mạch điện ta không c n phải ph n biệt hai đ u điện trở Một số giá trị điện trở th c tế: 13 1.1.9.2 Giá trị điện tr đư c mã h a số a/ Mạng điện tr (Điện trở thanh) Điện trở đƣợc nhốt v , giá trị điện trở nhƣ ch ng có điểm (đ u) chung Ví dụ: Mạng điện trở 470 (47x 101 = 470)((Rx8x470) (A09 471 - 1/8W 5%) Hình 9: Hình dáng mạng điện trở b/- Điện tr dán (SMD - Surface Mount Devices) Trường h p SMD đư c ghi số: oại thƣờng dùng mạch ph c tạp nhƣ máy vi tính, thiệt bị cơng nghệ cao, … Ví dụ 1: Tìm giá trị điện trở sau 0,382  2,3  4,7  22 K 0 0 10 K 82 K 0,22  Hình 10: Hình dáng điện trở dán 14 Ví dụ 2: Tìm giá trị điện trở sau 47  470  47 K 0,47 M (470 K) 4,7 M 464  10  (10x100) 47 M 464  Hình 11: Hình dáng điện trở dán d2/- Điện tr dán - SMD mã h a theo Mã code Mã code điện tr giá trị tương ứng: Bảng tra Code Resistor SMD - Hệ số nh n đư c kí hiệu chữ - S Y: hệ số nh n 10-2 - R X: hệ số nh n 10-1 - C: hệ số nh n 102 - D: hệ số nh n 103 15 - A: hệ số nh n 100 - B: hệ số nh n 101 - E: hệ số nh n 104 - F: hệ số nh n 105 Ví dụ: - 51S = 51Y = 332x10-2 = 3.32 ohm - 12R = 12X = 130x10-1 = 13 ohm - 09A = 121x100 = 121 ohm - 24B = 174x101 = 1.74 K ohm Ví dụ: - 63C = 442x102 = 44.2 K ohm - 20D = 158x103 = 158 K ohm - 31E = 205x104 = 2.05 M ohm - 74F = 576x105 = 57.6 M ohm đ/- Trị số nhiệt tr Th - Thermistor ): Nhiệt điện trở ph n thành loại theo hệ số K Nếu K dƣơng, trở kháng điện trở tăng nhiệt độ tăng, đƣợc gọi nhiệt điện trở dƣơng hay thu n nhiệt trở (PTC - positive temperature coefficient) Ngƣợc lại K m, trở kháng điện trở giảm nhiệt độ tăng, đƣợc gọi nhiệt điện trở m hay nghịch nhiệt trở (NTC - negative temperature coefficient) Ví dụ: NTC 10D-9 10 = giá trị điện trở 250C D = Disk type = kiểu đóng gói dạng hình đĩa = đƣờng kính bề ngang linh kiện (mm) Ví dụ: NTC 8D-20 = giá trị điện trở 250C D = Disk type = kiểu đóng gói dạng hình đĩa 20 = đƣờng kính bề ngang linh kiện (mm) Ví dụ: PTC 50s 100-300R (giá trị t 100 đến 300 Ohm với 50s) Ví dụ: PTC MZ3 100R 75 độ MZ3 50S Hình 12: Hình dáng NTC PTC 1.2 Tụ điện (Capacitor) 1.2.1 Định nghĩa Tụ điện linh kiện thụ động dùng để nạp, xả (phóng) điện Khả tích điện tụ phụ thuộc vào điện đặt vào hai đ u tụ điện dung tụ theo cơng th c: Q = C.U Trong đó: C: điện dung, có đơn vị Farad (F) 16 ... LỜI GIỚI THIỆU Giáo trình đƣợc biên soạn theo Chƣơng trình chi tiết mơ đun Điện tử ban hành kèm theo Chƣơng trình đào tạo nghề K thu t sửa ch a, l p ráp máy tính Cấu tr c giáo trình bao gồm Cụ... kiện điện tử, mạch điện tử bản; cung cấp k tính tốn, l p ráp mạch, kiểm tra thông số mạch điện - Ý nghĩa vai tr mô đun: mơ đun có nghĩa vai tr quan trọng đào tạo nghề K thu t sửa ch a, l p ráp máy. .. dụng VOM thành thạo + L p mạch điện tử thành thạo theo quy trình + Đo xác thơng số mạch điện tử + Xem, vẽ đƣợc tín hiệu mạch điện tử + Xác định hƣ h ng mạch điện tử sửa ch a đƣợc hƣ h ng - Về l