GIÁO TRèNH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
NGHỀ : ĐIỆN CễNG NGHIỆP
TRèNH ĐỘ : CAO ĐẲNG
Ban hành kốm theo Quyết định số 77/QĐ-CĐTB-ĐT ngày 19 thỏng 01 năm 2021 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơ điện – Xõy dựng và Nụng lõm Trung bộ
Trang 3trong chƣơng trỡnh đào tạo nghề “Điện Cụng Nghiệp” Giỏo trỡnh đƣợc chia làm 5 bài, trong đú:
Bài 1: Cỏc khỏi niệm cơ bản
Nội dung: Cỏc kiến thức và kĩ năng cơ bản về điện tử của ngƣời thợ
Bài 2: Linh kiện điện tử
Nội dung: Cỏc kiến thức và kĩ năng về nguyờn lý hoạt động, nhận dạng, đọc, đo, thay thế linh kiện điện tử
Bài 3: Kỹ thuật ghộp nối transistor
Nội dung: Cỏc kiến thức và kĩ năng trong việc ghộp nối transistor hỡnh thành mạch khuếch đại
Bài 4: Dao động tạo xung và biến đổi dạng xung
Nội dung: Cỏc kiến thức và kĩ năng trong điều chế xung
Bài 5: Cỏc mạch ứng dụng cơ bản dựng transistor lưỡng cực
Nội dung: Cỏc kiến thức và kĩ năng trong việc ghộp nối transistor lƣỡng cực hỡnh thành một số mạch ứng dụng cơ bản
So với giỏo trỡnh biờn soạn 2017, giỏo trỡnh này đó đƣợc chỉnh sửa theo hƣớng loại bỏ một số nội dung quỏ sõu về điện tử Trong quỏ trỡnh biờn soạn, chỳng tụi đó cú nhiều cố gắng nhằm biờn soạn ngắn gọn, cụ thể, trực quan cho phự hợp với đối tƣợng học nghề Chỳng tụi rất mong nhận đƣợc ý kiến đúng gúp từ độc giả và cỏc bạn đồng nghiệp để chỳng tụi tiếp tục hoàn thiện giỏo trỡnh nhằm phục vụ bạn đọc tốt hơn
Mọi sự gúp ý xin đƣợc gửi về:Khoa Điện- điện tử – Trƣờng Cao đẳng Cơ điện-
Xõy dựng & Nụng lõm Trung Bộ/Email: khoa.dientu@gmail.com
Bỡnh Định, ngày… thỏng năm……
Tham gia biờn soạn
1 Chủ biờn: KS Lờ Kim Ngọc 2 Ths Nguyễn Văn Loi
Trang 4Giới thiệu modun 7
Bài 1: Cỏc khỏi niệm cơ bản 8
1 Cỏc vấn đề chung về kỹ thuật điện tử 8
1.1 Kỹ thuật điện tử trong điện cụng nghiệp 8 1.2 Xu thế phỏt triển của kỹ thuật điện tử 8
2 Vật liệu chế tạo thiết bị điện tử 8
2.1 Vật liệu dẫn điện 8 2.2 Vật liệu cỏch điện 13 2.3 Vật liệu hàn 15 2.4 Chất bỏn dẫn 15 3 Bo mạch điện tử 18 3.1 Bản mạch in 18
3.2 Tổ chức linh kiện trờn bản mạch 22
4 Dụng cụ, thiết bị cầm tay nghề điện tử 22
4.1 Mỏ hàn 22
4.2 Hỳt chỡ 25
4.3 Mỏy khoan 25
4.4 Dụng cụ đo lƣờng 26
4.5 Cỏc dụng cụ khỏc 26
5 Kỹ thuật hàn xả, hàn nối linh kiện 26
Bài 2: Linh kiện điện tử 29
1 Điện trở 29
1.1 Kớ hiệu, phõn loại, cấu tạo 29
1.2 Cỏch đọc, đo và cỏch mắc điện trở 31 1.3 Cỏc linh kiện khỏc cựng nhúm và ứng dụng 36
Trang 53.2 Cỏch đọc, đo và cỏch mắc cuộn cảm 44 3.3 Cỏc linh kiện khỏc cựng nhúm và ứng dụng 44 4 Điốt bỏn dẫn 44 4.1 Đi ốt chỉnh lƣu 44 4.2 Điốt zener 47 4.3 Điốt phỏt quang 47 4.4 Một số loại đi ốt bỏn dẫn khỏc 48 5 Transistor lưỡng cực 48
5.1 Cấu tạo, nguyờn lý làm việc 48
5.2 Cỏc thụng số kỹ thuật chớnh 51
5.3 Phõn cực cho transistor lƣỡng cực 51 5.4 Cỏc chế độ làm việc của transistor (ngƣng dẫn, khuếch đại, bóo hũa) 53
5.5 Ảnh hƣởng của nhiệt độ đối với transistor, biện phỏp ổn định nhiệt 53
6 Transistor trường 54
6.1 Cấu tạo, nguyờn lý làm việc 54
6.2 Cỏc thụng số kỹ thuật chớnh 55
6.3 Phõn cực cho transistor trƣờng 55
7 Mạch tớch hợp 56
7.1 Khỏi niệm chung 56
7.2 Nhận dạng IC 57
Bài 3: Kỹ thuật ghộp nối transistor 60
1 Ba kiểu ghộp nối transistor 60
1.1 Mạch ghộp theo kiểu E-C 60
1.2 Mạch ghộp theo kiểu B-C 61
1.3 Mạch ghộp theo kiểu C-C 63
Trang 61.1 Mạch tạo xung vuụng từ tớn hiệu hỡnh sin 68 1.2 Mạch tạo xung vuụng từ tớn hiệu bất kỳ 69 1.3 Mạch dao động đa hài dựng transistor 70
1.4 Mạch dao động đa hài dựng IC 73
2 Mạch tạo xung nhọn 73
3 Mạch tạo xung răng cưa 75
4 Mạch dao động dịch pha 75
5 Mạch dao động hỡnh sin 76
5.1 Mạch dao động hỡnh sin dựng L-C cơ bản 76
5.2 Mạch dao động hỡnh Colpitt 77
5.3 Mạch dao động Hartley 77
5.4 Mạch dao động thạch anh 78
Bài 5: Cỏc mạch ứng dụng cơ bản dựng transistor lƣỡng cực 80
1 Mạch điều chỉnh điện ỏp 80
1.1 Nguyờn tắc điều chỉnh tuyến tớnh 80 1.2 Một số mạch điều chỉnh điện ỏp cơ bản 80
2 Mạch ổn ỏp 81
2.1 Mạch ổn ỏp tuyến tớnh mắc nối tiếp 81
2.2 Mạch ổn ỏp mắc rẽ 89
3 Mạch khuếch đại cụng suất 89
3.1 Mạch khuếch đại đơn 89
3.2 Mạch khuếch đại đẩy kộo 92
Trang 7điện
- Tớnh chất của modun: Là modun kỹ thuật cơ sở, thuộc modun đào tạo nghề bắt buộc - í nghĩa, vai trũ modun: Modun tạo kiến thức nền tảng để học viờn cú thể nhanh chúng tiếp cận với cỏc mụn học/modun nghề chuyờn mụn
Mục tiờu của mụn học:
Học xong mụn học này học viờn cú khả năng:
- Giải thớch và phõn tớch đƣợc cấu tạo nguyờn lý cỏc linh kiện kiện điện tử thụng dụng
- Nhận dạng đƣợc chớnh xỏc ký hiệu của từng linh kiện, đọc chớnh xỏc trị số của chỳng
- Phõn tớch đƣợc nguyờn lý một số mạch ứng dụng cơ bản của tranzito nhƣ: Mạch khuếch đại, dao động, tạo xung, điều chỉnh điện ỏp, ổn ỏp
- Xỏc định đƣợc chớnh xỏc sơ đồ chõn linh kiện, lắp rỏp, cõn chỉnh một số mạch ứng dụng đạt yờu cầu kỹ thuật và an toàn
Trang 8- Biết cỏch bố trớ hợp lý dõy dẫn, linh kiện trờn bo mạch điện tử
- Sử dụng đƣợc một số dụng cụ cầm tay cơ bản nghề điện tử, hàn thỏo lắp linh kiện điện tử đỳng kỹ thuật
- Rốn luyện tớnh chớnh xỏc, nghiờm tỳc trong học tập và trong thực hiện cụng việc
Nội dung chớnh:
1 Cỏc vấn đề chung về kỹ thuật điện tử
1.1 Kỹ thuật điện tử trong điện cụng nghiệp
Hiện nay, thiết bị điện tử đó trở thành một phần khụng thể thiếu trong điện cụng nghiệp Tuyệt đại đa số cỏc hệ thống điều khiển điện trong cụng nghiệp đều cú cỏc trung tõm điều khiển là thiết bị điện tử Với yờu cầu khả năng điều khiển “mềm”, tƣơng tỏc đƣợc với nhiều thiết bị, điều khiển đa tớnh năng, điều khiển từ xa, …., sự xõm nhập của thiết bị điện tử vào lĩnh vực điện cụng nghiệp là khụng thể đảo ngƣợc
1.2 Xu thế phỏt triển của kỹ thuật điện tử
Về kớch thƣớc linh kiện: ngày càng nhỏ, gọn
Mật độ tớch hợp: số lƣợng linh kiện bố trớ trờn một đơn vị diện tớch ngày càng tăng Điện ỏp sử dụng, cụng suất tiờu hao: ngày càng nhỏ
Trang 13- 1,5% mangan
2.2 Vật liệu cỏch điện
BẢNG THễNG SỐ VẬT LIỆU CÁCH ĐIỆN
Trang 15polyclovinin)
2.3 Vật liệu hàn
Hiện nay trờn thị trƣờng Việt Nam vật liệu hàn thụng dụng là hợp kim thiếc/chỡ cú tỉ lệ 63/37 Hợp kim này cú nhiệt độ núng chảy 180oC thƣờng quen gọi là chỡ hàn hoặc thiết hàn Ngƣời ta thƣờng sử dụng chỡ hàn cựng chất xỳc tỏc là nhựa thụng
Chỡ là vật liệu độc hại, Liờn minh Chõu Âu đó ban hành chỉ thị RoHS (Restriction of hazardous substances directive in electrical and electronic equipment 2002/95/EC) về hạn chế cỏc chất nguy hiểm trong cỏc thiết bị điện và điện tử vào thỏng 2 năm 2003 và cú hiệu lực vào ngày 01 thỏng 7 năm 2006, đƣợc yờu cầu để đƣợc thi hành và trở thành luật ở mỗi nƣớc thành viờn
Theo đú tất cả những sản phẩm điện tử cú chứa chỡ khụng đƣợc bỏn tại Chõu Âu Vật liệu hàn thay thế phổ biến hiện nay là hợp chất 99C (99,7o/o thiếc và 0,3 o
/o đồng)
2.4 Chất bỏn dẫn
2.4.1 Đặc tớnh của chất bỏn dẫn
Định nghĩa: Chất bỏn dẫn là chất cú đặc tớnh dẫn điện trung gian giữa chất dẫn điện
và chất cỏch điện
Sự phõn chia trờn chỉ cú tớnh chất tƣơng đối, vỡ điện trở suất của chất bỏn dẫn cũn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khỏc, nếu chỉ dựa vào điện trở suất để định nghĩa thỡ chƣa thể biểu thị đầy đủ cỏc tớnh chất của cỏc chất bỏn dẫn
Trang 16điện tốt nhƣ cỏc chất dẫn điện
- Điện trở của chất bỏn dẫn thay đổi dƣới tỏc dụng của ỏnh sỏng Cƣờng độ ỏnh sỏng càng lớn thỡ điện trở của chất bỏn dẫn thay đổi càng lớn
- Khi cho kim loại tiếp xỳc với bỏn dẫn hay ghộp hai loại bỏn dẫn N và P với nhau thỡ nú chỉ dẫn điện tốt theo một chiều Ngoài ra, cỏc chất bỏn dẫn cú nhiều đặc tớnh khỏc nữa
2.4.2 Chất bỏn dẫn thuần
Ngƣời ta đó nghiờn cứu và đƣa ra kết luận: Dũng điện trong cỏc chất dẫn điện là do cỏc điện tử tự do chạy theo một chiều nhất định mà sinh ra Cũn dũng điện trong chất bỏn dẫn khụng những do sự di chuyển cú hƣớng của cỏc điện tớch õm (điện tử), mà cũn là sự di chuyển cú hƣớng của cỏc điện tớch dƣơng (lỗ trống)
Vớ dụ: Một nguyờn tử Gộcmani cú bốn điện tử ngoài cựng Nú liờn kết với bốn
nguyờn tử chung quanh Tạo thành 8 điện tử ở lớp ngoài cựng Mối liờn kết này khỏ bền vững Cho nờn ở nhiệt độ bỡnh thƣờng sẽ khụng cú thừa điện tử tự do, do đú khụng cú khả năng dẫn điện Gọi là trạng thỏi trung hoà về điện
Trang 17chiều từ A đến B (hỡnh minh họa) Cỏc điện tử sẽ di chuyển ngƣợc chiều điện trƣờng, cỏc điện tử tới lấp lỗ trống cũng chạy ngƣợc chiều điện trƣờng Dũng điện tử và dũng lỗ trống hợp thành dũng điện trong thanh bỏn dẫn nhiệt độ càng tăng thỡ dũng điện càng lớn B0 ->0 ->dòng lỗ trống0 ->dòng điện tử0 ->->0 0 ->0 ->0 ->o ->0 ->0 ->0 ->0 ->->0 0 ->0 ->_0 ->0 ->0 ->E0 -> ->+E0 ->A ->0 ->0 ->
Chiều chuyển động của cỏc điện tử và lỗ trống
2.4.3 Chất bỏn dẫn loại P
Bỏn dẫn loại P cũn gọi là bỏn dẫn lỗ trống hay bỏn dẫn dƣơng Nếu cho một ớt nguyờn tử Inđi (In) vào trong tinh thể Gecmani tinh khiết thỡ ta thấy hiện tƣợng sau: Nguyờn tử indi cú ba điện tử ở lớp ngoài cựng, nờn ba điện tử đú chỉ liờn kết với ba điện tử của ba nguyờn tử Gecmani chung quanh Cũn liờn kết thứ tƣ của Indi với một nguyờn tử Gecmani nữa thỡ lại thiếu mất một điện tử, chỗ thiếu đú gọi là lỗ trống, do cú lỗ trống đú nờn cú sự di chuyển điện tử của nguyờn tử Gộcmani bờn cạnh tới lấp lỗ trống và lại tạo nờn một lỗ trống khỏc, khiến cho một điện tử khỏc lại tới lấp Do đú chất bỏn dẫn loại P cú khả năng dẫn điện Lỗ trống coi nhƣ một điện tớch dƣơng Nguyờn tử Indi trƣớc kia trung tớnh, nay trở thành ion õm, vỡ cú thờm điện tử
Trang 18Nếu đấu hai cực của bộ pin vào hai đầu một thanh bỏn dẫn loại P thỡ dƣới tỏc động của điện trƣờng E, cỏc lỗ trống (đa số) và cỏc cặp điện tử - lỗ trống đang di chuyển lung tung theo mọi hƣớng sẽ phải di chuyển theo hƣớng quy định Nhờ đú trong mạch cú dũng điện Dũng điện do lỗ trống sinh ra lớn hơn nhiều so với dũng điện do cặp điện tử - lỗ trống Vỡ thế trong bỏn dẫn loại P cỏc lỗ trống là điện tớch đa số
2.4.4 Chất bỏn dẫn loại N
Bỏn dẫn loại N cũn gọi là bỏn dẫn điện tử hay bỏn dẫn õm Nếu cho một ớt tạp chất Asen (As) vào tinh thể Gecmani (Ge) tinh khiết ta thấy hiện tƣợng sau: nguyờn tử asen cú năm điện tử ở lớp ngoài cựng, nờn chỉ cú 4 điện tử của Asen kết hợp với bốn điện tử liờn kết giữa Asen và bốn nguyờn tử Gecmani, cũn điện tử thứ năm thỡ thừa ra Nú khụng bị ràng buộc với một nguyờn tử gecmani nào, nờn trở thành điện tử tự do chạy lung tung trong tinh thể chất bỏn dẫn Do đú, khả năng dẫn điện của loại bỏn dẫn này tăng lờn rất nhiều so với chất bỏn dẫn thuần Nồng độ tạp chất Asen càng cao thỡ số điện tử thừa càng nhiều và chất bỏn dẫn càng dẫn điện tốt Hiện tƣợng dẫn điện nhƣ trờn gọi là dẫn điện bằng điện tử Chất bỏn dẫn đú gọi là chất bỏn dẫn N,
Nếu cho tạp chất hoỏ trị V nhƣ phốt pho (P), Asen (As), Antimoan (Sb) vào cỏc chất hoỏ trị 4 nhƣ Gecmani (Ge), silic (Si), cacbon (C) ta cú bỏn dẫn N Trong chất bỏn dẫn loại N thỡ cỏc điện tử thừa là cỏc hạt điện tớch õm chiếm đa số Số lƣợng điện tử thừa phụ thuộc nồng độ tạp chất Cũn số cỏc cặp điện tử - lỗ trống do phỏ vỡ liờn kết tạo thành thỡ phụ thuộc vào nhiệt độ
Nếu đấu hai cực của bộ pin vào hai đầu một thanh bỏn dẫn loại N, thỡ dƣới tỏc động của điện trƣờng E, cỏc điện tử thừa và cỏc cặp điện tử - lỗ trống đang di chuyễn lộn xộn sẽ phải di chuyển theo hƣớng nhất định: điện tử chạy ngƣợc chiều điện trƣờng cũn cỏc lỗ trống chạy cựng chiều điện trƣờng Nhờ đú trong mạch cú dũng điện Dũng điện do cỏc điện tử thừa sinh ra lớn hơn nhiều so với dũng điện do cỏc cặp điờn tử - lỗ trống tạo nờn Vỡ thế cỏc điện tử thừa này gọi là điện tớch đa số
Trang 19-điểm rất mất thời gian Và đú cũng là nguyờn nhõn dẫn đến nhiều hƣ hỏng, ngắn mạch, đứt mạch
Một tấm PCB đƣợc cấu thành từ nhiều lớp, mỗi lớp là một loại vật liệu khỏc nhau đƣợc kết dớnh bằng vật liệu kết dớnh và ộp nhiệt để trở thành 1 bản mạch duy nhất
Vật liệu nền (Substrate)
Vật liệu nền, thƣờng là sợi thủy tinh (FR4), ngoài ra cũn cú cỏc vật liệu khỏc nhƣ nhựa Bakelit (FR1), eposi kết hợp sợi thủy tinh (CEM) Sợi thủy tinh cú rất nhiều ƣu điểm, nờn hầu hết cỏc thiết kế ngƣời ta sử dụng FR-4 Ngoài ra, đối với cỏc loại PCB dẻo cũn sử dụng loại nhựa chịu nhiệt cao để làm vật liệu nền (Kapton hoặc
tƣơng đƣơng)
Cú rất nhiều độ dày khỏc nhau cho PCB, chủ yếu và phổ biến là 1.6mm, ngoài ra cũn cú 0.16mm, 0.5mm, 0.8mm, 1.0mm, 1.2mm, 2.0mm
Cỏc loại nền mạch rẻ tiền nhƣ Eposi, Phenol đƣợc sử dụng trong cỏc sản phẩm điện tử cần giỏ thành thấp cú độ bền kộm hơn FR-4, cú những đặc tớnh khụng dễ chịu nhƣ cú mựi khột khi hàn, nếu đặt nhiệt độ quỏ cao hay hàn quỏ lõu bản mạch sẽ bị phõn hủy, phỏt sinh khúi
Trang 20
Lớp tiếp theo là lớp đồng mỏng, đƣợc ộp dớnh bằng keo kết dớnh và nhiệt trờn vật liệu nền Thụng thƣờng, đối với mạch 2 lớp, thỡ đồng đƣợc ộp trờn cả 2 mặt, đối với mạch 1 lớp, thỡ đồng chỉ đƣợc ộp trờn 1 mặt
Độ dày của lớp đồng khỏc nhau và đƣợc đo bằng trọng lƣợng, ounce/foot vuụng Đa số PCB cú độ dày 1 ounce/foot vuụng (độ dày của lớp đồng khoảng 35 micromet)
Lớp phủ (Soldermask)
Trang 21Trờn hỡnh, lớp phủ màu xanh lỏ đƣợc sử dụng phổ biến cho cỏc loại PCB, phủ qua hết cỏc đƣờng mạch tuy nhiờn vẫn chừa ra những chỗ màu trắng để hàn linh kiện
Lớp in linh kiện (Silkscreen)
Trang 22linh kiện lờn PCB Thụng thƣờng lớp in linh kiện cú màu trắng, tuy nhiờn cú những màu khỏc nữa nhƣ màu đen, mầu xỏm, nhƣng tựy thuộc vào màu của lớp phủ để sử dụng màu của lớp in linh kiện sao cho nổi bật nhất Vớ dụ phủ đen thỡ in linh kiện trắng, cũn phủ trắng thỡ in linh kiện đen
3.2 Tổ chức linh kiện trờn bản mạch
Việc bố trớ linh kiện trờn bo mạch cho đỳng và hợp lý phụ thuộc vào rất nhiều yếu tố Tuy nhiờn trong thiết kế mạch phải đảm bảo cỏc nguyờn tắc sau
- Cú khụng gian đủ lớn cho cỏc linh kiện cụng suất - Hạn chế tối thiểu cỏc đoạn dõy nối chồng chộo
4 Dụng cụ, thiết bị cầm tay nghề điện tử
4.1 Mỏ hàn
a/ Mỏ hàn nhiệt
Cấu tạo bờn ngoài mỏ hàn thường
Phần chớnh của mỏ hàn thƣờng là bộ phận gia nhiệt Trờn một ống sứ hỡnh trụ rỗng, mặt ngoài tạo rónh theo đƣờng xoắn ốc, trờn rónh ngƣời ta đặt dõy điện trở nhiệt, giữa ruột của ống sứ là mỏ hàn bằng đồng đỏ
Đầu dõy ra của điện trở nhiệt đƣợc bao phủ bởi cỏc vũng (khoen) sứ nhỏ chịu nhiệt và cỏch điện tốt, xuyờn qua cần hàn rồi đấu vào dõy dẫn điện để dẫn điện vào mỏ hàn
Dõy dẫn Cần hàn
Bộ phận gia nhiệt
Trang 23Cấu tạo bờn trong mỏ hàn thường
Khi mỏ hàn đƣợc cấp nguồn sẽ xuất hiện dũng điện chạy qua cuộn dõy điện trở nhiệt (1) cuốn trờn ống sứ (3), làm cho cuộn dõy (4) núng dần lờn sinh ra nhiệt Nhiệt lƣợng này truyền qua ống sứ cỏch điện sang đầu mỏ hàn (5) (đầu mỏ hàn nằm trong ống sứ và cuộn dõy) Đầu mỏ hàn đƣợc làm bằng lim loại nờn hấp thụ nhiệt Nhiệt lƣợng do đầu mỏ hàn toả ra núng hơn nhiệt độ núng chảy của thiếc nờn khi ta đƣa đầu mỏ hàn vào thiếc sẽ làm cho thiếc bị núng chảy Vậy mỏ hàn đó sinh nhiệt
b/ Mỏ hàn xung
Mỏ hàn xung thƣờng đƣợc sử dụng ở mạng điện lƣới 110V hay 220V, mỏ hàn xung đƣợc chế tạo gồm nhiều loại cụng suất khỏc nhau : 45W, 60W, 75W và 100W, 200W, tuỳ theo đối tƣợng hàn mà ta chọn loại mỏ hàn xung nào cho phự hợp
Hỡnh dạng bờn ngoài mỏ hàn xung
Trang 24Cấu tạo bờn trong mỏ hàn xung
Khi sử dụng mỏ hàn xung để hàn thỡ dựng ngún tay ấn vào cụng tắc để nối dũng điện vào cấp cho mỏ hàn, khi hàn xong thỡ trả lại trạng thỏi bỡnh thƣờng, dũng điện sẽ bị ngắt
* Nguyờn lý sinh nhiệt
Sơ đồ nguyờn lý sinh nhiệt mỏ hàn xung
Trang 25nhiều lần do đú dũng điện rất lớn chạy từ cuộn W2 qua đầu mỏ hàn sẽ làm núng mỏ hàn
*Ƣu nhƣợc điểm của mỏ hàn xung
- Ưu điểm
Thời gian gia nhiệt rất nhanh và ớt tổn hao điện năng
- Nhược điểm
Kết cấu phức tạp, giỏ thành cao hơn so với mỏ hàn thƣờng
* Những điểm cần lƣu ý khi hàn nối
Mỏ hàn thuộc loại gia nhiệt do vậy:
- Nờn kiểm tra thƣờng xuyờn tỡnh trạng cỏch điện ở mỏ hàn Nếu mỏ hàn bị điện chạm vỏ sẽ gõy nguy hiểm, mất an toàn
- Khi sử dụng mỏ hàn thƣờng, tuyệt đối trỏnh va chạm mạnh cú thể làm vỡ sứ, hỏng cỏch điện, hoặc đứt dõy điện trở nhiệt, làm mỏ hàn bị hỏng
- Đối với mỏ hàn xung khụng đƣợc ấn cụng tắc liờn tục quỏ lõu, biến ỏp sẽ bị quỏ nhiệt, chỏy biến ỏp làm hỏng mỏ hàn
4.2 Hỳt chỡ
Trang 264.4 Dụng cụ đo lường (xem GT Đo Lường Điện) 4.5 Cỏc dụng cụ khỏc
- Đầu dũ logic
- Vũng tĩnh điện
5 Kỹ thuật hàn xả, hàn nối linh kiện
5.1 Hàn xả
a/ Hỳt thiếc bằng dõy nhiều sợi:
+ Dựng mỏ hàn núng đặt lờn chựm dõy hỳt thiếc để nhiệt độ của chựm dõy núng tƣơng đƣơng với mỏ hàn
Trang 27+ Sau đú đƣa chựm dõy hỳt thiếc cú nhựa thụng và mỏ hàn núng đặt trờn chựm dõy hỳt thiếc và đặt vào chõn linh kiện cần hỳt thiếc thỡ thiếc trờn chõn linh kiện sẽ ngấm qua chựm dõy hỳt thiếc Nếu cần ta rờ chựm dõy hỳt thiếc và mỏ hàn núng đi qua đi lại quanh chõn linh kiện cần hỳt thiếc thỡ thiếc cần hỳt sẽ bị hỳt hết
Sau khi hỳt thiếc xong thỡ ta dựng mỏ hàn núng lay tỏch nhẹ chõn linh kiện ra khỏi mạch in
Sau khi làm xong tất cả cỏc chõn linh kiện nhƣ vậy thỡ ta phải nhẹ nhàng nhấc linh kiện ra khỏi mạch in
b/ Hỳt thiếc bằng bơm hỳt thiếc:
Để thực hiện hỳt đƣợc thiếc ta ấn trục pittụng để pittụng bơm hỳt thiếc nằm ở vị trớ thấp nhất Ta dựng mỏ hàn núng dớ vào chõn linh kiện cần hỳt thiếc, khi thiếc ở chõn linh kiện núng chảy hoàn toàn thỡ ta đặt mũi bơm hỳt thiếc vào cạnh chõn linh kiện đồng thời ấn nỳt chốt bơm thỡ lập tức pittụng của bơm hỳt thiếc sẽ chạy về mức tối đa nhờ lực của lũ xo và tạo ra đầu mũi bơm hỳt thiếc một sự chờnh lệch về ỏp suất buột thiếc núng chảy ở chõn linh kiện theo mũi bơm đi vào trong bơm Kết quả chõn linh kiện hết thiếc
5.2 Kỹ thuật hàn nối linh kiện
Một mối hàn đạt tiờu chuẩn kỹ thuật nếu nú tiếp xỳc tốt về điện, bền chắc về cơ, nhỏ gọn về kớch thƣớc và trũn lỏng về hỡnh thức
- Quy trỡnh hàn nối
Bước 1: Xử lý sạch tại hai điểm cần hàn
Dựng dao hoặc giấy nhỏm cạo sạch lớp ụxit trờn bề mặt tại hai điểm cần hàn Ngoài ra cũn cú thể dựng axit hàn để nhanh chúng tẩy sạch lớp ụxit này
Bước 2: Trỏng thiếc
Dựng mỏ hàn gia nhiệt tại điểm vừa xử lý (ở bƣớc 1) rồi trỏng phủ một lớp thiếc mỏng
Chỳ ý
Nếu bƣớc 1 làm chƣa tốt (chƣa tẩy sạch đƣợc lớp ụxit trờn bề mặt) thỡ trỏng thiếc sẽ khụng dớnh
Bước 3: Hàn nối
Trang 28điểm hàn sau đú nhấc mỏ hàn và dõy thiếc hàn ra hai hƣớng khỏc nhau (nhấc thiếc hàn trƣớc)
* Một số điểm cần chỳ ý khi thao tỏc hàn
- Nếu điểm hàn chƣa đủ núng, thiếc chƣa chảy lỏng hoàn toàn thỡ mối hàn sẽ khụng trũn lỏng (khụng nhẵn búng), khụng đảm bảo tiếp xỳc tốt về điện và độ bền chắc về cơ
- Để sửa một mối hàn, ta cú thể dựng nhựa thụng bằng cỏch ấn đầu mỏ hàn vào nhựa thụng rồi ấn sỏt vào mối hàn cần sửa cho đến khi thiếc đó hàn núng chảy lỏng hoàn toàn ta nhấc mỏ hàn ra
- Khi hàn cỏc linh kiện bỏn dẫn nhƣ điốt, tranzitor, nờn dựng kẹp kim loại kẹp vào chõn linh kiện để tản nhiệt, trỏnh làm hỏng linh kiện Tuỳ từng điều kiện, từng vị trớ, điểm hàn nờn cỏch thõn linh kiện ớt nhất 1cm và sử dụng mỏ hàn cú cụng suất nhỏ - Trong quỏ trỡnh hàn, việc định vị cỏc chõn linh kiện sao cho chắc chắn là rất quan trọng thụng thƣờng, với những linh kiện điện tử cú từ hai chõn trở lờn, ban đầu ta khụng nhất thiết phải hàn ngay đƣợc bất cứ một chõn nào trƣớc mà nờn gỏ sơ bộ một chõn nào đú trƣớc để định vị Sau đú, hàn cỏc chõn khỏc cho đƣợc, cuối cựng hàn lại chõn đó gỏ ban đầu
- Khụng đƣợc để mỏ hàn tiếp xỳc quỏ lõu vào điểm hàn và chõn linh kiện vỡ nếu để quỏ lõu dễ làm bong mạch in và hỏng linh kiện
Trang 29BÀI 2
LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
Mục tiờu:
- Phõn biệt đƣợc cỏc loại linh kiện điện tử cơ bản theo cỏc đặc tớnh của linh kiện - Đọc đỳng trị số, tra cứu đƣợc thụng số kỹ thuật cỏc linh kiện điện tử theo qui ƣớc quốc tế
- Đo kiểm tra đƣợc chất lƣợng linh kiện điện tử cơ bản
- Sử dụng đƣợc bảng tra để xỏc định đặc tớnh kỹ thuật linh kiện theo nội dung bài đó học
- Lắp đƣợc mạch thớ nghiệm xỏc định đặc tớnh kỹ thuật của linh kiện
- Kiểm tra đỏnh giỏ đƣợc chất lƣợng linh kiện bằng VOM/ DVOM trờn cơ sở đặc tớnh
của linh kiện
- Thay thế, thay tƣơng đƣơng linh kiện điện tử theo yờu cầu kỹ thuật của mạch điện cụng tỏc
- Rốn luyện tớnh chớnh xỏc, nghiờm tỳc trong học tập và trong thực hiện cụng việc
Nội dung chớnh: 1 Điện trở
1.1 Kớ hiệu, phõn loại, cấu tạo
a/ Kớ hiệu
Hỡnh dạng của điện trở trong thiết bị điện tử Ký hiệu của điện trở trờn cỏc sơ đồ nguyờn lý
Đơn vị của điện trở
Đơn vị điện trở là Ω (Ohm) , KΩ , MΩ
1KΩ = 1000Ω, 1MΩ = 1000KΩ = 1000.000Ω
Trang 30- Điện trở thƣờng : Điện trở thƣờng là cỏc điện trở cú cụng xuất nhỏ từ 0,125W đến
0,5W
- Điện trở cụng suất : Là cỏc điện trở cú cụng xuất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W, 10W - Điện trở sứ, điện trở nhiệt : Là cỏch gọi khỏc của cỏc điện trở cụng xuất , điện trở
này cú vỏ bọc sứ, khi hoạt động chỳng toả nhiệt
c/ Cấu tạo
Tuỳ theo kết cấu của điện trở mà người ta phõn loại:
- Điện trở hợp chất Cacbon: Điện trở cú cấu tạo bằng bột Cacbon tỏn trộn với chất cỏch điện và keo kết dớnh rồi ộp lại, nối thành từng thỏi hai đầu cú dõy dẫn ra để hàn Loại điện trở này rẻ tiền, dễ làm nhƣng cú nhƣợc điểm là khụng ổn định, độ chớnh xỏc thấp, mức độ tạp õm cao Một đầu trờn thõn điện trở cú những vạch màu hoặc cú chấm màu Đú là những quy định màu dựng để biểu thị trị số điện trở và cấp chớnh xỏc
Cỏc loại điện trở hợp chất bột than này cú trị số từ 10 đến hàng chục Mờgụm, cụng suất từ 1/4 W tới vài W
- Điện trở màng Cacbon: Cỏc điện trở màng Cacbon đó thay thế hầu hết cỏc điện trở hợp chất Cacbon trong cỏc mạch điện tử Đỏng lẽ lấp đầy cỏc hợp chất Cacbon, điện trở màng Cacbon gồm một lớp chuẩn xỏc màng Cacbon bao quanh một ống phủ gốm mỏng Độ dày của lớp màng bao này tạo nờn trị số điện trở, màng càng dày, trị số điện trở càng nhỏ và ngƣợc lại Cỏc dõy dẫn kim loại đƣợc kết nối với cỏc nắp ở cả hai đầu điện trở Toàn bộ điện trở đƣợc bao bằng một lớp keo ấpụxi, hoặc bằng một lớp gốm Cỏc điện trở màng Cacbon cú độ chớnh xỏc cao hơn cỏc điện trở hợp chất Cacbon, vỡ lớp màng đƣợc lỏng một lớp Cacbon chớnh xỏc trong quỏ trỡnh sản xuất Loại điện trở này đƣợc dựng phổ biến trong cỏc mỏy tăng õm, thu thanh, trị số từ 1
Trang 31Dây dẫn
Lớp phủ êpôxiLớp điện trởLõi gốm
Nắp kim loại
Mặt cắt của điện trở màng cacbon
- Điện trở dõy quấn: Điện trở này gồm một ống hỡnh trụ bằng gốm cỏch điện, trờn đú quấn dõy kim loại cú điện trở suất cao, hệ số nhiệt nhỏ nhƣ Constantan, Mangani Dõy điện trở cú thể trỏng men, hoặc khụng trỏng men và cú thể quấn cỏc vũng sỏt nhau hoặc quấn theo những rónh trờn thõn ống Ngồi cựng cú thể phun một lớp men búng và ở hai đầu cú dõy ra để hàn Cũng cú thể trờn lớp men phủ ngoài cú chừa ra một khoảng để cú thể chuyển dịch một con chạy trờn thõn điện trở điều chỉnh trị số
Do điện trở dõy quấn gồm nhiều vũng dõy nờn cú một trị số điện cảm Để giảm thiểu điện cảm này, ngƣời ta thƣờng quấn cỏc vũng dõy trờn một lỏ cỏch điện dẹt hoặc quấn hai dõy chập một đầu để cho hai vũng dõy liền sỏt nhau cú dũng điện chạy ngƣợc chiều nhau
Loại điện trở dõy quấn cú ƣu điểm là bền, chớnh xỏc, chịu nhiệt cao do đú cú cụng suất tiờu tỏn lớn và cú mức tạp õm nhỏ Tuy nhiờn, điện trở loại này cú giỏ thành cao - Điện trở màng kim loại: Điện trở màng kim loại đƣợc chế tạo theo cỏch kết lắng màng Niken-Crụm trờn thõn gốm chất lƣợng cao, cú xẻ rảnh hỡnh xoắn ốc, hai đầu đƣợc lắp dõy nối và thõn đƣợc phủ một lớp sơn Điện trở màng kim loại ổn định hơn điện trở than nhƣng giỏ thành đắt gấp khoảng 4 lần Cụng suất danh định khoảng 1/10W trở lờn Phần nhiều ngƣời ta dựng loại điện trở màng kim loại với cụng suất danh định 1/2W trở lờn, dung sai 1% và điện ỏp cực đại 200V
- Điện trở ễxýt kim loại: Điện trở ễxýt kim loại đƣợc chế tạo bằng cỏch kết lắng màng ễxýt thiếc trờn thanh thuỷ tinh đặc biệt Loại điện trở này cú độ ẩm rất cao, khụng bị hƣ hỏng do quỏ núng và cũng khụng bị ảnh hƣởng do ẩm ƣớt Cụng suất danh định thƣờng là 1/2W với dung sai
1.2 Cỏch đọc, đo và cỏch mắc điện trở
Trang 32* Trị số tiờu chuẩn của điện trở
Trong mạch điện tuỳ theo nhu cầu thiết kế mà ta sử dụng điện trở cú trị số khỏc nhau, tuy nhiờn trong sản xuất ngƣời ta khụng thể chế tạo mọi trị số của điện trở Thực tế thƣờng điện trở chỉ đƣợc sản xuất với cỏc trị số theo chuẩn sau (cựng với ƣớc số và bội số của chỳng)
BẢNG CÁC TRỊ SỐ TIấU CHUẨN CỦA ĐIỆN TRỞ
(đơn vị: ụm)
10 22 33 47 56 68 82
12 27 39 15
18
Vớ dụ: Ngƣời ta chỉ sản xuất cỏc điện trở 0,1Ω, 1Ω, 10Ω ,100Ω, 12Ω , nhƣng khụng
sản xuất điện trở 11Ω
* Cỏch ghi trị số điện trở 4 vũng màu
Ngƣời ta ghi trị số điện trở 4 vũng màu bằng cỏch sơn cỏc vũng màu lờn thõn điện
trở Căn cứ vào vị trớ và màu sắc điện trở, ngƣời ta đọc đƣợc trị số điện trở
BẢNG QUI ƢỚC MÃ MÀU ĐIỆN TRỞ
Qui ƣớc màu Đổi thành số Số lƣợng số 0 Sai số
Trang 33Lục (xanh lỏ) 5 00.000 Năm số 0 Lam(xanh dƣơng) 6 000.000 Sỏu số 0 Tớm 7 0.000.000 Bảy số 0
Xỏm 8 00.000.000 Tỏm số 0
Trắng 9 000.000.000 Chớn số 0
Nhũ vàng x 0,1 5%
Nhũ bạc x 0,01 10%
Chỳ ý: Với điện trở 4 vũng màu chỉ cú hai loại sai số 5% (nhũ vàng), 10% (nhũ bạc) Vớ dụ 1: Đọc trị số điện trở cú vũng màu như sau:
- Nõu - đỏ - đen – nhũ vàng = 1-2- khụng cú số 0- 5% Đọc là: 12 sai số 5% - Cam - cam - đỏ - nhũ bạc = 3- 3- 00 - 10% Đọc là: 3.300 (3,3K), sai số 10%
- Nõu – đen – nhũ vàng – nhũ vàng = 1-0- x0,1- 5% Đọc là: 1, sai số 5%
Vớ dụ 2: Chọn điện trở 4 vũng màu cú trị số như sau:
- 330, sai số 5% → cam – cam – nõu – nhũ vàng
- 4,7, sai số 5% → vàng – tớm – nhũ vàng – nhũ vàng
- 68K, sai số 5% → lam – xỏm – cam – nhũ vàng
Trang 34- Vũng số 5 là vũng cuối cựng , là vũng ghi sai số, trở 5 vũng mầu thỡ mầu sai số cú nhiều mầu, do đú gõy khú khăn cho ta khi xỏc điịnh đõu là vũng cuối cựng, tuy nhiờn vũng cuối luụn cú khoảng cỏch xa hơn một chỳt
- Đối diện vũng cuối là vũng số 1
- Tƣơng tự cỏch đọc trị số của trở 4 vũng mầu nhƣng ở đõy vũng số 4 là bội số của cơ số 10, vũng số 1, số 2, số 3 lần lƣợt là hàng trăm, hàng chục và hàng đơn vị
- Trị số = (vũng 1)(vũng 2)(vũng 3) x 10 ( mũ vũng 4) - Cú thể tớnh vũng số 4 là số con số khụng "0" thờm vào
b/ Cỏch đo điện trở
Để đo trị số điện trở ta thực hiện như sau :
- Chỉnh đồng hồ về cỏc thang đo trở, nếu điện trở nhỏ thỡ để thang đo
x1 hoặc x10 hoặc x100, nếu điện trở lớn thỡ để thang đo x1K hoặcx10K => sau đú
chập hai que đo và chỉnh kim đồng hồ về vị trớ 0
-Đặt que đo vào hai đầu điện trở, đọc trị số trờn thang đo
Giỏ trị đo đƣợc = chỉ số đọc đƣợc trờn thang đo x thang đo
Vớ dụ : nếu để thang x100 và chỉ số bỏo là 27 thỡ giỏ trị đo đƣợc = 100 x 27 = 2700
Ohm = 2,7 KOhm
Trang 35- Nếu ta để thang đo quỏ cao thỡ kim chỉ lờn một chỳt , nhƣ vậy đọc trị số sẽ khụng chớnh xỏc
- Nếu ta để thang đo quỏ thấp , kim lờn quỏ nhiều, và đọc trị số cũng khụng chớnh xỏc
c/ Cỏch mắc điện trở
- Mắc nối tiếp
Điện trở mắc nối tiếp
Cỏc điện trở mắc nối tiếp cú giỏ trị tƣơng đƣơng bằng tổng cỏc điện trở thành phần cộng lại Rtd = R1 + R2 + R3
Dũng điện chạy qua cỏc điện trở mắc nối tiếp cú giỏ trị bằng nhau và bằng I I = ( U1 / R1) = ( U2 / R2) = ( U3 / R3 )
Từ cụng thức trờn ta thấy rằng , sụt ỏp trờn cỏc điện trở mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giỏ trị điệnt trở
- Mắc song song
Điện trở mắc song song
Cỏc điện trở mắc song song cú giỏ trị tƣơng đƣơng Rtd đƣợc tớnh bởi cụng thức (1 / Rtd) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3)
Trang 36 Dũng điện chạy qua cỏc điện trở mắc song song tỷ lệ nghịch với giỏ trị điện trở I1 = ( U / R1) , I2 = ( U / R2) , I3 =( U / R3 )
Điện ỏp trờn cỏc điện trở mắc song song luụn bằng nhau - Mắc hỗn hợp
Điện trở mắc hỗn hợp
Mắc hỗn hợp cỏc điện trở để tạo ra điện trở tối ƣu hơn
Vớ dụ: nếu ta cần một điện trở 9K ta cú thể mắc 2 điện trở 15K song song sau đú mắc nối tiếp với điện trở 1,5K
1.3 Cỏc linh kiện khỏc cựng nhúm và ứng dụng
a/ Biến trở
Ký hiệu biến trở
Con trƣợt C càng tiến về A thỡ giỏ trị điện trở càng bộ và ngƣợc lại con trƣợt C càng tiến về B thỡ giỏ trị điện trở càng lớn
b/ Điện trở nhiệt
Ký hiệu điện trở nhiệt
Dƣới tỏc dụng của nhiệt độ làm thay đổi giỏ trị của điện trở
Cú 2 loại điện trở nhiệt đú là điện trở nhiệt dƣơng (khi nhiệt độ tăng lờn thỡ giỏ trị điện trở cũng tăng), loại thứ 2 là điện trở nhiệt õm (khi nhiệt độ tăng giỏ trị điện trở giảm)
Trang 37Cũn gọi là điện trở Varicap tức là khi điện ỏp đặt vào 2 đầu của nú tăng lờn thỡ làm giỏ trị điện trở giảm
Ký hiệu điện trở Varixto
d/ Điện trở quang
Giỏ trị điện trở thay đổi theo cƣờng độ ỏnh sỏng tức là khi cƣờng độ ỏnh sỏng tăng thỡ giỏ trị điện trở giảm
2 Tụ điện
2.1 Kớ hiệu, phõn loại, cấu tạo
a/ Kớ hiệu
+
Giới thiệu ký hiệu cỏc dạng tụ điện thụng dụng
Tụ nhơm(dạng trục)Tụ nhơm(dạng trịn)Tụ Tantal(dạng trịn)Tụ hànbề mặtTụ myla(dạng trịn)Tụ gốmđơn khối(dạng trục)Tụ gốmđơn khối(DIP)Tụ đĩagómCỏc dạng tụ điện thụng dụng
Đơn vị điện dung của tụ : Đơn vị là Fara (F) , 1Fara là rất lớn do đú trong thực tế
thƣờng dựng cỏc đơn vị nhỏ hơn nhƣ MicroFara (àF) , NanoFara (nF), PicoFara (pF)
1 Fara = 1.000 à Fara = 1.000.000 n F = 1.000.000.000 p F
1 à Fara = 1.000 n Fara
1 n Fara = 1.000 p Fara
Trang 38b/ Phõn loại
- Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ mica (Tụ khụng phõn cực )
Cỏc loại tụ này khụng phõn biệt õm dƣơng và thƣờng cú điện dung nhỏ từ 0,47 àF trở xuống, cỏc tụ này thƣờng đƣợc sử dụng trong cỏc mạch điện cú tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu
Tụ gốm - là tụ khụng phõn cực
Tụ hoỏ (Tụ cú phõn cực)
Tụ hoỏ là tụ cú phõn cực õm dƣơng , tụ hoỏ cú trị số lớn hơn và giỏ trị từ 0,47àF đến khoảng 4.700 àF , tụ hoỏ thƣờng đƣợc sử dụng trong cỏc mạch cú tần số thấp hoặc dựng để lọc nguồn, tụ hoỏ luụn luụn cú hỡnh trụ
Tụ hoỏ - Là tụ cú phõn cực õm dương
- Tụ xoay
Trang 39Tụ xoay sử dụng trong Radio
c/ Cấu tạo
Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa cú một lớp cỏch điện gọi là điệnmụi
Ngƣời ta thƣờng dựng giấy, gốm , mica, giấy tẩm hoỏ chất làm chất điện mụi và tụ điện cũng đƣợc phõn loại theo tờn gọi của cỏc chất điện mụi này nhƣ Tụ giấy, Tụ gốm, Tụ hoỏ
Cấu tạo tụ gốm, cấu tạo tụ hoỏ
2.2 Cỏch đọc, đo và cỏch mắc tụ điện
a/ Đọc trị số tụ điện
Với tụ hoỏ : Giỏ trị điện dung của tụ hoỏ đƣợc ghi trực tiếp trờn thõn tụ
Trang 40Tụ hoỏ ghi điện dung là 185 àF / 320 V
* Với tụ giấy , tụ gốm : Tụ giấy và tụ gốm cú trị số ghi bằng ký hiệu
Tụ gốm ghi trị số bằng ký hiệu
Cỏch đọc: Lấy hai chữ số đầu nhõn với 10(Mũ số thứ 3 )
Vớ dụ: tụ gốm bờn phải hỡnh ảnh trờn ghi 474K nghĩa là: Giỏ trị = 47 x 10 4
= 470000p = 470 n Fara = 0,47 àF
Chữ K hoặc J ở cuối là chỉ sai số 5% hay 10% của tụ điện
* Thực hành đọc trị số của tụ điện
Cỏch đọc trị số tụ giấy và tụ gốm
Chỳ ý : chữ K là sai số của tụ, 50V là điện ỏp cực đại mà tụ chịu được