Giáo trình điện tử nâng cao

NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: ĐIỆN TỬ NÂNG CAO NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: 761/QĐ-CĐCG-KT&KĐCL ngày 17 tháng 11 năm 2022 Trường Cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi, năm 2022 (Lưu hành nội bộ) TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin 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 Trung Cấp Nghề, giáo trình Điện tử nâng cao giáo trình mơn học đào tạo chun ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung trường Cao đẳng Cơ giới 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 chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 180 gồm có: MĐ19-01: Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD MĐ19-02: Kỹ thuật hàn IC MĐ19-03: Mạch điện tử nâng cao MĐ19-04: Chế tạo mạch in phức tạp Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiến thức cho phù hợp Trong giáo trình, có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Quảng Ngãi, ngày tháng năm 2022 Tham gia biên soạn Phan Ngọc Bảo Chủ biên MỤC LỤC TT 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 TRANG NỘI DUNG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU Bài 1: ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN 11 Linh kiện hàn bề mặt (SMD) 12 1.1 Khái niệm chung 12 1.2 Linh kiện thụ động 12 Khai thác sử dụng máy đo chuyên dụng 34 2.1 Sử dụng máy đo VOM thang đo dòng 34 2.2 Khai thác, sử dụng máy đo sóng 34 2.3 Kết hợp thiết bị đo lường cân chỉnh sửa chữa 46 2.4 Sử dụng phần mềm chuyên dụng để kiểm tra sửa chữa 77 Bài 2: KỸ THUẬT HÀN IC 117 Giới thiệu dụng cụ hàn tháo hàn 118 1.1 Mỏ hàn vi mạch 118 1.2 Máy khò để tháo chân linh kiện 118 Phương pháp hàn tháo hàn 119 2.1 kỹ thuật tháo hàn 119 2.2 kỹ thuật hàn 122 2.3 Các điểm cần lưu ý 126 Phương pháp xử lý vi mạch in sau hàn 126 3.1 Các yêu cầu mạch, linh kiện sau hàn vi mạch 126 3.2 Phương pháp xử lý mạch in sau hàn 127 Bài 3: MẠCH ĐIỆN TỬ NÂNG CAO 131 Nguồn ổn áp kỹ thuật cao 132 1.1 Mạch ngu ồn ổn áp kiểu xung dùng transitor 132 1.2 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng IC 147 1.3 Một số loại nguồn ổn áp khác 153 1.4 Kiểm tra, sửa chữa nguồn ổn áp kỹ thuật cao 155 Mạch bảo vệ 159 2.1 Khái niệm chung mạch bảo vệ 160 2.2 Mạch bảo vệ chống ngắn mạch dùng IC 160 2.3 Mạch bảo vệ chống áp dùng IC 160 2.4 Kiểm tra, sửa chữa mạch bảo vệ 161 Mạch ứng dụng dùng IC OP-AMP 164 3.1 Khái niệm chung 165 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 3.2.Mạch khuếch đại dùng OP- AMP 3.3 Mạch dao động dùng OP-AMP 3.4 Mạch nguồn chiều dùng OP-AMP 3.5 Kiểm tra, sửa chữa, thay IC mạch ứng dụng dùng Opamp Một số mạch khuếch đại, lọc chất lượng cao dùng IC 4.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ 4.2 Sửa chữa mạch khuếch đại, mạch lọc dùng IC Một số mạch báo động dùng IC cảm biến 5.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ nguyên lý 5.2 Sửa chữa mạch báo động dùng IC cảm biến Bài 4: CHẾ TẠO MẠCH IN PHỨC TẠP Phần mềm chế tạo mạch in 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Vẽ mạch nguyên lý mạch in 1.3 Tạo thư viện xử lý lỗi Các bước thực gia công mạch in 2.1 Chế phim 2.2 Chuẩn bị mạch in 2.3 In mạch in mạch in 2.4 Ăn mòn mạch in TÀI LIỆU THAM KHẢO 166 168 177 181 186 186 189 190 190 193 195 196 196 196 205 216 216 216 217 218 220 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mô đun: ĐIỆN TỬ NÂNG CAO Mã mô đun: MĐ19 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí dạy cuối chương trình sau học xong môn chuyên môn như: Điện tử bản, kỹ thuật xung số, vi xử lý Tính chất: Là mô đun chuyên môn nghề Là mô đun nghiên cứu phần điện tử chuyên sâu + Ý nghĩa vai trị mơ đun: Điện tử nâng cao tập hợp tất vật liệu, linh kiện SMD linh kiện thường cần thiết để tạo nên mạch điện tử, cách ghép nối linh kiện mạch điện tử làm cho hoạt động Đồng thời trang bị cho người học kến thức nâng cao chế tạo mạch in, kỹ thuật hàn IC kỹ hiểu phân tích nguyên lý làm việc mạch điện tử nâng cao Đối với học viên sách giúp tìm hiểu thơng số kỹ thuật, tính ứng dụng mạch điện tử Trang bị cho học viên kỹ chế tạo mạch in từ khâu thiết kế mạch đến hoàn thành mạch điện tử board đồng Nếu mục đích cơng việc có kiến thức kỹ để sửa chữa việc làm hiệu học viên hiểu rõ tính năng, thực cách đo kiểm tra thông số vật liệu, linh kiện, ứng dụng thực tế thay vật liệu, linh kiện bị hỏng Hy vọng giáo trình đề cập đựơc phần lớn lĩnh vực mà học viên cần biết để cho mạch điện tử trở thành đối tượng dễ hiểu, dễ lắp ráp, sửa chữa đem lại cho học viên thơng tin cần biết Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho học sinh trình độ Trung cấp nghề Điện tử công nghiệp Mục tiêu mô đun: + Kiến thức: A1 Nhận dạng, đọc, đo linh kiện điện tử hàn bề mặt xác A2 Tìm, nhận dạng, thay tương đương, tra cứu số IC thơng dụng A3 Phân tích, thiết kế số mạch ứng dụng phức tạp dùng IC + Kỹ năng: B1 Lắp ráp, kiểm tra, thay linh kiện, mạch điện tử chuyên dụng yêu cầu kỹ thuật B2 Hàn tháo mối hàn mạch điện, điện tử phức tạp an toàn B3 Chế tạo mạch in phức tạp thiết kế đạt chất lượng tốt + Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận, xác học tập thực cơng việc Chương trình khung nghề Điện tử công nghiệp Thời gian đào tạo (giờ) Mã MH/MĐ Tên mơ đun, mơn học Trong Thực hành/ thực Kiểm tra tập/thí nghiệm/ tập Số Tín Tổng số 12 255 94 148 13 30 15 13 Lý thuyết MH 01 Các mơn học chung/đại cương Chính trị MH 02 Pháp luật 15 MH 03 30 24 2 45 21 21 MH 05 Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng - An ninh Tin học 45 15 29 MH 06 Ngoại ngữ (Anh văn) 90 30 56 I MH 04 II II.1 Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Môn học, mô đun sở 405 161 220 24 MH 07 An toàn lao động 30 15 13 MH 08 Điện kỹ thuật 60 40 16 MĐ 09 Máy điện 90 30 56 MĐ 10 Vẽ điện 30 12 16 MĐ 11 Linh kiện điện tử 60 20 36 MĐ 12 Đo lường điện tử 45 19 23 Điện Môn học, mô đun II.2 chuyên môn ngành, nghề MĐ 14 Trang bị điện MĐ 15 Mạch điện tử MĐ 16 Điện tử tương tự MĐ 17 Kỹ thuật xung - số MĐ 18 Kỹ thuật cảm biến MĐ 19 Điện tử nâng cao MĐ 20 Thiết kế, chế tạo mạch in 90 25 60 1245 324 871 50 60 90 60 75 75 180 90 20 25 20 25 30 50 30 37 60 36 46 42 121 55 4 MĐ 13 3 hàn linh kiện MĐ 21 Vi điều khiển MĐ 22 PLC MĐ 23 Rô bốt công nghiệp MĐ 24 Thực tập tốt nghiệp Tổng cộng 5 79 90 120 105 300 1905 32 47 45 15 594 53 67 54 275 1214 6 10 97 Chương trình chi tiết mô đun STT Tên mô đun Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD Kỹ thuật hàn IC Mạch điện tử nâng cao Chế tạo mạch in phức tạp Cộng: Tổng số 30 20 100 30 180 Thời gian Lý thuyết Thực hành 24 13 32 64 20 50 121 Kiểm tra Điều kiện thực mơn học: 3.1 Phịng học Lý thuyết/Thực hành: Đáp ứng phòng học chuẩn 3.2 Trang thiết bị dạy học: Projetor, máy vi tính, bảng, phấn, tranh vẽ, mơ hình, mạch điện tử, thiết bị vật liệu chế tạo mạch in 3.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình thực hành, dụng cụ nghề điện, điện tử,… 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế mạch điện tử nâng cao mạch điện tử dân dụng công nghiệp Nội dung phương pháp đánh giá: 4.1 Nội dung: - Kiến thức: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kiến thức - Kỹ năng: Đánh giá tất nội dung nêu mục tiêu kỹ - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Trong trình học tập, người học cần: + Nghiên cứu trước đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học + Nghiêm túc trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy mơn học sau: 4.2.1 Cách đánh giá - Áp dụng quy chế đào tạo Trung cấp hệ chính quy ban hành kèm theo Thông tư số 04/2022/TT-BLĐTBXH, ngày 30/3/2022 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực hiện quy chế đào tạo áp dụng tại Trường Cao đẳng Cơ giới sau: Điể m đá nh giá Trọ ng số + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) 40% + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học 60% 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp đánh giá tổ chức Thường xuyên Viết/ Thuyết trình Định kỳ Viết thực hành Kết thúc môn học Vấn đáp thực hành Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu đánh giá Tự luận/ A1, A2, B1, Trắc nghiệm/ C1 Báo cáo Tự luận/ A2, A3, B1, Trắc nghiệm/ thực B2, B3, C1 hành Vấn đáp thực A1, A2, A3, hành mô B1, B2, B3, C1 hình Số cột Thời điểm kiểm tra Sau 10 Sau 30 Sau 180 4.2.3 Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc mô đun chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm mô đun tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần mô đun nhân với trọng số tương ứng Điểm mô đun theo thang điểm 10 làm tròn đến chữ số thập phân Hướng dẫn thực mô đun 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp Điện tử công nghiệp 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập mô đun 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyết: Áp dụng phương pháp dạy học tích cực bao gờm: Trình chiếu, thuyết trình ngắn, nêu vấn đề, hướng dẫn đọc tài liệu, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhóm nhỏ thực tập thực hành theo nội dung đề - Khi giải tập, làm Thực hành, thí nghiệm, tập: Giáo viên hướng dẫn, thao tác mẫu sửa sai chỗ cho nguời học - Sử dụng mơ hình, học cụ mô để minh họa đặc tuyến, cách thức làm việc linh kiện điện tử * Thảo luận: Phân chia nhóm nhỏ thảo luận theo nội dung đề * Hướng dẫn tự học theo nhóm: Nhóm trưởng phân cơng thành viên nhóm tìm hiểu, nghiên cứu theo yêu cầu nội dung học, nhóm thảo luận, trình bày nội dung, ghi chép viết báo cáo nhóm 5.2.2 Đối với người học: Người học phải thực nhiệm vụ sau: - Nghiên cứu kỹ học nhà trước đến lớp Các tài liệu tham khảo cung cấp nguồn trước người học vào học môn học (trang web, thư viện, tài liệu ) - Sinh viên trao đổi với nhau, thực thực hành báo cáo kết - Tham dự tối thiểu 80% giảng tích hợp Nếu người học vắng >20% số tích hợp phải học lại mơ đun tham dự kì thi lần sau - Tự học thảo luận nhóm: Là phương pháp học tập kết hợp làm việc theo nhóm làm việc cá nhân Một nhóm gồm 2-3 người học cung cấp chủ đề thảo luận trước học lý thuyết, thực hành Mỗi người học chịu trách nhiệm số nội dung chủ đề mà nhóm phân cơng để phát triển hoàn thiện tốt toàn chủ đề thảo luận nhóm - Tham dự đủ kiểm tra thường xuyên, định kỳ 10 Mã bắt đầu chữ “N” Mã bắt đầu chữ “O” 239 Mã bắt đầu chữ “P” Mã bắt đầu chữ “Q” 240 Mã bắt đầu chữ “R” 241 Mã bắt đầu chữ “S” Mã bắt đầu chữ “T” 242 Mã bắt đầu chữ “U” Mã bắt đầu chữ “V” 243 Mã bắt đầu chữ “W” Mã bắt đầu chữ “X” 244 Mã bắt đầu chữ “Y” 245 Mã bắt đầu chữ “Z” 246 Các kiểu ký hiệu mã SMD 247 SƠ ĐỒ VÍ DỤ 248 GIẢI THÍCH THÊM MỘT SỐ THÔNG 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 dị 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 sản xuất Anw ( Anwel Semiconductor Corp ) Dấu chấm mã sản phẩm : số lô sản xuất 249 Dấu chấm năm sản xuất Hãng sản xuất : Ape (Advanced Power Electronics Corp ) 250 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…52 251 Hãng sản xuất: Inf (Inineon Technologies AG) Hãng sản xuất : Kec (Korea Electronics Co Ltd ) Hãng sản xuất : Nxp (NXP semiconductors ) 252 Mã năm để bốn đoạn thẳng bên tay trái Số cuối năm Mã tháng bốn đoạn thẳng bên tay phải Số cuối tháng 253