Giáo trình điện kỹ thuật (nghề cốt thép hàn trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN =-9876123456 TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠN HỌC: ĐIỆN KỸ THUẬT NGHỀ: CỐT THÉP HÀN TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP (Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ - TCDN ngày trường Cao đẳng Cơ giới) Quảng Ngãi, năm (Lưu hành nội bộ) tháng năm 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 nghề 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 Hiện nay, với phát triển nhanh chóng khoa học kỹ thuật, đặc biệt điện kỹ thuật, phát triển mạnh ứng dụng rộng rãi lĩnh vực khoa học đời sống Đối với người thợ hàn cốt thép, việc sau trường sinh viên cần nắm kiến thức chuyên môn, học sinh cần trang bị cho số kiến thức chung điện kỹ thuật định Điện kỹ thuật môn học đời đáp ứng phần u cầu Trong mơn học trang bị cho học sinh số kiến thức điện, giúp học sinh hiểu kiến thức điện kỹ thuật Nội dung giáo trình biên soạn dựa giảng viên trường Cao đẳng Cơ giới dựa sở chương trình khung đào tạo ban hành, trường Cao đẳng Cơ giới với giáo viên có nhiều kinh nghiệm tham khảo nguồn tài liệu khác để thực biên soạn giáo trình Điện kỹ thuật phục vụ cho cơng tác giảng dạy Giáo trình thiết kế theo môn học thuộc hệ thống môn học MH10 chương trình đào tạo nghề Cốt thép hàn cấp trình độ Trung cấp nghề dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo, sau học tập xong môn học này, học viên có đủ kiến thức để học tập tiếp môn học, mô đun khác nghề Quảng Ngãi, ngày… tháng… năm Tham gia biên soạn Ngô Thị Bích Tần Chủ biên ………………………… MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG Lời giới thiệu Mục lục Chương : Máy điện Chương 2: Khí cụ điện Chương : Mạng điện hạ áp Chương 4: Một số sơ đồ thông dụng Chương 5: Điện tử công nghiệp Tài liệu tham khảo 10 29 43 55 61 82 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học : ĐIỆN KỸ THUẬT Mã mơn học: MH 10 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Là mơn học sở bố trí dạy từ đầu khóa học, trước học mơn chun mơn - Tính chất: Là mơn học kỹ thuật sở bắt buộc - Ý nghĩa: Giúp cho sinh viên có kiến thức kỹ thuật điện, góp phần vào học mơn chun mơn điện tốt hơn, nâng cao hiệu học tập - Vai trị: Mơn học trang bị cho sinh viên khái niệm, nguyên lý môn kỹ thuật điện để ứng dụng vào môn học chuyên môn, ứng dụng vào thực tế - Đối tượng: Áp dụng cho học sinh trình độ Trung cấp nghề ngành Cốt thép hàn Mục tiêu môn học: - Kiến thức: A1 Giải thích khái niệm mạch điện lực từ, linh kiện điện tử A2 Mô tả cấu tạo, nguyên lý hệ thống điện xoay chiều, máy biến áp, động điện chiều A3 Trình bày nguyên lý làm việc mạch chỉnh lưu - Kỹ năng: B1 Vận dụng kiến thức cấu tạo nguyên lý hoạt động mạch xoay chiều, chiều B2 Vận dụng loại khí cụ điện mạch chỉnh lưu - Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Chủ đô ̣ng, nghiêm túc ho ̣c tâ ̣p và cơng viê ̣c C2 Giữ gìn vệ sinh cơng nghiệp, đảm bảo an toàn cho người thiết bị Chương trình khung nghề Cốt thép hàn: Mã MH/MĐ I MH1 MH2 MH3 MH4 MH5 MH6 II MH7 MH8 MH9 MH10 MH11 MH12 MĐ13 MĐ14 MĐ15 MĐ16 MĐ17 MĐ18 Tên môn học-mô đun Các môn học chung Chính trị Pháp luật Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phịng Tin học Ngoại ngữ Các mơn học, mơ đun chuyên môn ngành, nghề Vẽ kỹ thuật Cơ kỹ thuật Vật liệu xây dựng Điện kỹ thuật Tổ chức sản xuất An tồn lao động Gia cơng lắp dựng cốt thép Kỹ thuật bê tông bê tông cốt thép Kỹ thuật hàn hồ quang tay Kỹ thuật gò Kỹ thuật rèn Thực tập sản suất Tổng cộng: 12 1 2 Thời gian học tập ( ) Trong Thực hành/ Tổng Lý thí Kiểm số thuyết nghiệm tra / tập 255 94 148 13 30 15 13 15 30 24 45 21 21 45 15 29 90 30 56 57 3 3 2 10 1645 60 60 45 45 30 30 305 65 354 31 49 38 38 24 24 40 24 1232 23 4 255 38 59 3 10 15 69 195 100 55 655 1900 35 20 15 16 448 154 74 38 626 1380 6 13 72 Số tín 2.Chương trình chi tiết mơn học: TT NỘI DUNG Chương : Máy điện Chương 2: Khí cụ điện Chương : Mạng điện hạ áp Chương 4: Một số sơ đồ thông dụng Chương 5: Điện tử công nghiệp Tổng TỔNG SỐ 14 10 THỜI GIAN ( GIỜ ) LÝ THỰC THUYẾT HÀNH KIỂM TRA 13 1 1 1 45 38 3 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 3.3 Học liệu, dụng cụ, mơ hình, phương tiện: Giáo trình, mơ hình mơ động điện, máy biến áp… 3.4 Các điều kiện khác: Khơng có 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 ̣ chiń h quy ban hành kèm theo Thông tư số 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 Bộ trưởng Bộ Lao động – Thương binh Xã hội - Hướng dẫn thực hiê ̣n quy chế đào tạo áp du ̣ng ta ̣i Trường Cao đẳ ng Cơ giới sau: Điể m đánh giá + Điểm kiểm tra thường xuyên (Hệ số 1) + Điểm kiểm tra định kỳ (Hệ số 2) + Điểm thi kết thúc môn học Tro ̣ng số 40% 60% 4.2.2 Phương pháp đánh giá Phương pháp Phương pháp đánh giá tổ chức Thường xun Định kỳ Kết thúc mơn học Hình thức kiểm tra Chuẩn đầu đánh giá Viết/ Tự luận/ A1,A2, C1 Thuyết trình Trắc nghiệm/ Báo cáo Viết Tự luận/ A2, A3, B1, B2, thực hành Trắc nghiệm/ C1 thực hành Vấn đáp Vấn đáp A1, A2, A3, B1, thực hành thực hành B2, C1,C2 mơ hình Số cột Thời điểm kiểm tra Sau 10 Sau 27 Sau 45 4.2.3 Cách tính điểm - Điểm đánh giá thành phần điểm thi kết thúc môn học chấm theo thang điểm 10 (từ đến 10), làm tròn đến chữ số thập phân - Điểm môn học tổng điểm tất điểm đánh giá thành phần môn học nhân với trọng số tương ứng Điểm mơn học theo thang điểm 10 làm trịn đến chữ số thập phân Hướng dẫn thực môn học 5.1 Phạm vi, đối tượng áp dụng: Đối tượng Trung cấp 5.2 Phương pháp giảng dạy, học tập môn học 5.2.1 Đối với người dạy * Lý thuyế t: Áp du ̣ng phương pháp da ̣y ho ̣c tić h cực bao gờ m: Trình chiếu, thuyết trình ngắ n, nêu vấn đề, hướng dẫn đo ̣c tài liê ̣u, tập cụ thể, câu hỏi thảo luận nhóm… * Thực hành: - Phân chia nhó m nhỏ thực tập thực hành theo nô ̣i dung đề - Khi giải tập, làm tập: Giáo viên hướng dẫn chỗ cho nguời học - Sử dụng mơ hình, học cụ mơ để minh họa học, tập * Thảo luâ ̣n: Phân chia nhóm nhỏ thảo luâ ̣n theo nô ̣i 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 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% số tích hợp phải học lại mơn học 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, tập 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 - Tham dự thi kết thúc môn học - Chủ động tổ chức thực tự học Tài liệu tham khảo: Khoa khí (2004), Giáo trình Kỹ thuật điện, Trường cao đẳng nghề khí nơng nghiệp Tổng cục dạy nghề (2012), Giáo trình Kỹ thuật điện, Tổng cục dạy nghề Lê Thị Thanh Hoàng (2008), Giáo trình kỹ thuật điện, nhà xuất Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh PGS.TS Đặng Văn Hào, PGS-TS Lê Văn Doanh (2010), Giáo trình kỹ thuật điện, nhà XB Giáo dục Hoàng Ngọc Văn (1999), Giáo trình điện tử, đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh trường Đại học sư phạm kỹ thuật Lê Thị Hồng Thắm (2009), Giáo trình Kỹ thuật Điện tử, thành phố Hồ Chí Minh KS Phạm Đình Bảo (2004), Điện tử bản, nhà xuất khoa học kỹ thuật Tổng cục dạy dạy nghề (2012), Giáo trình mơn học Điện tử bản, Tổng cục dạy nghề ban hành, Hà nội Đào Quang Lợi (2002), Giáo trình điện ơtơ- máy kéo- xe máy, trường cơng nhân khí nơng nghiệp I trung ương 73 Ghi theo quy ước vạch màu hình 1.17 (gần giồng điện trở) Hình 1.17: Qui ước vạch tụ + Loại vạch màu: Vạch 1, số thực có nghĩa; Vạch số số thêm vào (với đơn vị pF); Vạch điện áp làm việc + Loại vạch màu: Vạch 1, số thực có nghĩa; Vạch số số thêm vào (với đơn vị pF); Vạch dung sai; Vạch điện áp làm việc Bảng quy ước màu cho tụ điện: Bảng mã màu TCC: TCC (PPm/0C) Đen Vàng 220 Đỏ 75 Xanh 330 Đỏ tím 100 Xanh lam 430 Cam 150 Tím 750 Tương tự điện trở tụ điện sản xuất với trị số điện dung theo tiêu chuẩn Màu TCC (PPm/0C) Màu Trên sơ đồ mạch điện, người ta ký hiệu tụ điện (hình 1.18) c a b d 74 Hình 1.18: a: Tụ cố định; b: Tụ biến đổi tụ xoay; c: Tụ bán chỉnh tinh chỉnh; d: Tụ hoá 2.2.2 Các số liệu kỹ thuật tụ điện a Trị số điện dung: Cho biết khả tích luỹ lượng điện trường tụ điện có điện áp đặt vào hai cực tụ Đơn vin Fara (F) Trong thực tế người ta dùng ước số fara: micrô fara (F) = 10-6 F nanô fara (nF) = 10-9F Pi cô fara (pF) = 10-12 F b Điện áp định mức (U đm): Là trị số điện áp lớn cho phép đặt lên hai cực tụ điện mà đảm bảo an tồn, tụ khơng bị đánh thủng Riêng tụ hoá, mắc vào nguồn điện phải đặt chiều điện áp: cực dương tụ phía cực dương nguồn, cực âm tụ phía cực âm nguồn, mắc ngược chiều làm hỏng tụ hoá c Dung kháng tụ điện: Là đại lượng biểu cản trở tụ điện dịng điện chạy qua XC = 1/2fC đó: - XC: dung kháng, tính ơm () - f: tần số dịng điện qua tụ, tính hec (Hz) - C: điện dung tụ điện, tính fara (F) Nếu dịng điện chiều (f = Hz ), lúc XC = 1/0 =   Tụ điện cản trở hoàn tồn, khơng cho dịng điện chiều chạy qua Nếu dòng điện xoay chiều, tần số f cao dung kháng XC thấp, dịng điện dễ qua tụ Người ta dùng tụ để phân chia điện áp giống điện trở dùng mạch điện xoay chiều ( hình 1.19) Hình 1.19 Mạch phân áp dùng tụ điện 2.3.3 Các ứng dụng cuộn cảm Hình 1.21:Hình dáng thực tế cuộn cảm 75 Trong kỹ thuật điện tử, cuộn cảm thường dùng để dẫn dòng điện chiều, chặn dòng điện cao tần mắc phối hợp với tụ điện tạo thành mạch cộng hưởng Ứng dụng làm micrô điện động, loa điện động, chế tạo rơ le ĐIỐT 3.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động điốt bán dẫn 3.1.1 Cấu tạo điốt bán dẫn (hình 1.21): Khi tinh thể Si (Ge) pha thêm hai loại tạp chất khác để hình thành hai loại bán dẫn P bán dẫn N hình thành tiếp giáp P-N gọi điốt Tiếp giáp P-N điốt bán dẫn Khi chất bán dẫn loại P N hình thành khối (hình 1.22) Khi xảy tương tác chất bán dẫn N dư thừa điện tử khuếch tán sang mặt tiếp xúc để đền vào lỗ trống bán dẫn loại P Chất bán dẫn N điện tử tạo thành lỗ trống Sự tương tác tạo vùng điện tích khơng gian nhỏ hai miền mặt tiếp xúc gọi miền tiếp giáp hay miền nghèo điện tích có hạt tải điện Các điện tử khuếch tán bán dẫn P có khuynh hướng đẩy điện tử vùng N xa mặt tiếp xúc, nghĩa chống lại khuếch tán điện tử Điều tạo thành hàng rào lượng ngăn chặn tương tác hai loại bán dẫn P N Bằng cách dùng hai loại bán dẫn có tiếp giáp P-N hình 1.21 ta có điốt bán dẫn 3.1.2 Nguyên lý hoạt động điốt bán dẫn Phân cực thuận cho điốt Khi nối nguồn điện DC bên với điốt, cực dương nguồn nối với a nốt (cực P) cực âm nối với ca tốt Do tác dụng nguồn miền điện tích khơng gian tiếp giáp P-N thu hẹp lại Khi điện áp phân cực đạt 0,2V 76 Ge 0,6V Si miền điện tích khơng gian bị triệt tiêu, cho phép dịng điện tử tiếp tục chạy cực dương nguồn dòng lỗ trống di chuyển cực âm nguồn tạo dịng điện chạy điốt Khi điốt có điện anốt dương so với catốt, ta nói điốt phân cực thuận (hình 1.24) Phân cực nghịch cho điốt Khi nối cực âm nguồn DC với anốt cực dương nguồn với ca tốt (hình 1.25) điốt bị phân cực nghịch Việc phân cực nghịch cho điốt làm cho bề rộng miền điện tích khơng gian mặt tiếp xúc tiếp giáp P-N tăng lên Hàng rào lượng tăng lên, ngăn cản điện tử phía bán dẫn N không cho qua mặt tiếp xúc để đến vùng bán dẫn loại P không cho lỗ trống vùng p di chuyển qua vùng N Do dịng điện chạy qua lớp tiếp giáp P-N nhỏ Sở dĩ tồn dịng điện nhỏ có lỗ trống nằm vùng N điện tử nằm vùng P gọi hạt tải điện tiểu số tái hợp với tạo nên Dòng điện gọi dòng điện nghịch nhỏ so với dịng điện thuận Do điện trở nghịch điốt lớn 3.1.3 Ứng dụng điốt bán dẫn: 3.1.3.1 Mạch cỉnh lưu 1.1 Sơ đồ nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của ma ̣ch chỉnh lưu dòng điện xoay chiều 1.1.1 Chỉnh lưu nửa chu kỳ a Sơ đồ: Trong nguồn xoay chiều có đầu A nối với điốt, sau nối với tải Đầu B nối với tải hình vẽ (hình 2.1) b Nguyên lý hoạt động: Điện áp từ máy phát AC (xoay chiều) Hình 2.1: Mạch chỉnh lưu nửa chu kỳ đặt vào điốt Vì điện áp thể (A) (B) đặt vào điốt theo chiều thuận, dòng điện chạy qua điốt Tuy nhiên điện áp thể (B) (C) đặt vào điốt theo chiều ngược, nên dịng điện khơng phép qua điốt Vì có nửa dịng điện máy phát sinh phép qua điốt 77 1.1.2 Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ: a sơ đồ: Mạch sử dụng bốn điốt mắc theo kiểu cầu sơ đồ (hình 2.2) b Hoạt động: Khi cực A máy phát duơng, cực B âm, dòng điện chạy thể sơ đồ hình minh họa (2) Khi phân cực đầu ngược lại, dòng điện chạy thể sơ đồ hình minh họa (2) Điều có nghĩa dịng điện ln ln chạy chiều qua điện trở R Như hai nửa chu kỳ tín hiệu vào Vvào, có dịng điện chạy qua tải theo chiều định gọi dòng điện chiều tạo điện áp chiều Vra ngõ Hình 2.2:Mạch chỉnh lưu hai nửa chu kỳ 3.1.3.2 Các loại mạch chỉnh lưu dòng điện xoay chiều 1.2.1 Chỉnh lưu cầu (như hình 2.2) 1.2.2 Mạch chỉnh lưu dòng điện xoay chiều pha a Sơ đồ 78 Hình 2.3 Sơ đồ mạch chỉnh lưu máy phát xoay chiều pha Hình 2.4 Sơ đồ điện áp sau chỉnh lưu b Nguyên lý hoạt động: Khi rô to quay, từ thông biến thiên cắt vòng dây stato cảm ứng suất điện động xoay chiều pha Xét pha III đâù C dương dịng hình vẽ Cuộn dây III  C  điốt  phụ tải  điốt  B  cuộn II   cuộn III Cuộn I II đầu A B dương dòng điện nắn tương tự Sơ đồ cầu nắn điện pha, pha nắn hai nửa chu kỳ Điện áp nắn điện áp dây, có nửa chu kỳ nắn qua phụ tải dòng điện chiều chỉnh lưu (hình 1.2) Dịng điện chỉnh lưu nạp cho ắc qui cấp cho phụ tải khác TRANZITOR Tên gọi tranzitor xuất phát từ cơng dụng có khả biến đổi điện trở thân nhờ điều khiển dòng áp Nghĩa việc thay đổi giá trị điện trở linh kiện thực tự động tác động tay chiết áp Chỉ cần tác dụng dòng điện nhỏ vào cực gốc điện trở hai cực cịn lại thay đổi ứng với trường hợp: + Nội trở giảm mạnh, tức tranzitor dẫn mạnh + Nội trở tăng, tức tranzitor dẫn yếu Với tính chất trên, đời tranzitor làm thay đổi hoàn toàn xu hướng tốc độ phát triển kỹ thuật điện tử, minh chứng cho thời điểm chấm dứt vai trị ống chân khơng để thay vào thiết bị bán dẫn Đây thực bước ngoặt cho kỹ thuật điện tử nói riêng sống người nói chung Tranzitor gồm loại là: + BJT (Bipolar Junction Tranzitor): tranzitor lưỡng cực (hai mối nối) + JFET (Junction Field Effect Tranzitor): Tranzitor hiệu ứng trường mối nối 79 + MOSFET (Metal Oxide Semiconductor FET): tranzitor hiệu ứng trường oxit kim loại + UJT (Unijuntion Tranzitor): tranzitor đơn nối Ngoài ra, người ta đặt tên cho tranzitor theo phương pháp công nghệ chế tạo: tranzitor hợp kim; tranzitor khuếch tán; tranzitor plana, …Dưới ta xét tới tranzitor lưỡng cực – BJT gọi tắt tranzitor 4.1 Cấ u ta ̣o nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của tranzitor lưỡng cực Tranzitor tạo thành chuyển tiếp P - N ghép liên tiếp phiến đơn tinh thể Nghĩa mặt cấu tạo tranzitor gồm miền bán dẫn P - N xếp xen kẽ Do trình tự xếp miền P - N mà ta có loại cấu trúc tranzitor PNP (tranzitor thuận) NPN (tranzitor ngược) (hình1.31) Miền thứ gọi miền phát (emitor), điện cực nối với miền gọi cực emitor Miền gọi miền bazơ (miền gốc) điện cực nối với miền gọi cực bazơ Miền lại gọi miền góp (miền collector) điện cực nốivới gọi cực góp (cực collector) Chuyển tiếp P - N emitor bazơ gọi chuyển tiếp E-B chuyển tiếp emitor Ký hiệu TE Chuyển tiếp P - N bazo collector gọi chuyển tiếp C-B hay chuyển tiếp collector Ký hiệu TC Về mặt cấu tạo xem tranzitor tạo thành từ điốt mắc ngược nghĩa ghép điốt tạo tranzitor Ba miền tranzitor pha tạp với nồng độ khác có độ rộng khác Điều cho phép miền thực chức là: Emitor đóng vai trị phát xạ hạt dẫn có điều khiển tranzitor (pha tạp nhiều) Nên Emitor có nồng độ pha tạp nhiều + Bazơ đóng vai trị truyền đạt hạt dẫn từ E sang C nên có nồng độ pha tạp Hình 1.31: Cấu tạo kí hiệu transito BJT, nguyên lý hoạt động 80 mức trung bình để số lượng hạt từ E sang bị tái hợp + Collector đóng vai trị thu góp hạt dẫn từ E qua B, có nồng độ pha tạp để điện trở vùng lớn Để tạo vùng P - N xen kẽ tinh thể bán dẫn người ta áp dụng công nghệ khác để đưa tạp chất acceptor (tạo bán dẫn loại P) donor (tạo bán dẫn loại N) vào bán dẫn Tuỳ theo công nghệ sử dụng mà phân bố nồng độ tạp chất miền tranzitor đồng hay không đồng Hoạt động tranzitor PNP: nối điện hình vẽ 31 thoả mãn điều kiện: VE > VB VB > VC, có dịng gốc IB chạy từ cực E đến cực B có dịng góp IC chạy từ cực E đến C, ta có: IE = IB + IC Hoạt động transito NPN: nối điện hình vẽ 31 thoả mãn điều kiện: VE < VB VB < VC, có dịng gốc IB chạy từ cực B đến cực E có dịng góp IC chạy từ cực C đến E ta có IE = IB + IC Một số kiểu pha tạp chất tranzitor cho hình sau: Các cách kí hiệu thân tranzitor Ký hiệu tranzitor phụ thuộc vào tiêu chuẩn nước sản xuất  Ký hiệu theo tiêu chuẩn SNG - Ký tự thứ (hoặc chữ số) để vật liệu làm tranzitor: Г (hay1): Ge; K (hay 2): Si ; A (hay 3): GaAs - Ký tự thứ hai loại linh kiện: : điốt; T: tranzitor; B: varicap; A: điốt siêu cao tần; : linh kiện điện quang Các ký tự series sản phẩm Ví dụ: GT403A: tranzitor loại Ge; KT312B: tranzitor loại Si  Ký hiệu theo tiêu chuẩn Nhật - Ký tự đầu hai loại linh kiện: điốt ; tranzitor - Ký tự thứ chữ S (semiconductor) linh kiện bán dẫn - Ký tự thứ chức A - Tần số cao (fa >5 MHz) loại PNP B- tần số thấp loại PNP C - Tần số cao loại NPN D- tần số thấp loại NPN F - Linh kiện chuyển mạch PNPN cổng P H- linh kiện cực G - Linh kiện chuyển mạch NPNP cổng N - Các ký tự tiếp số series sản phẩm Ví dụ: 2SB405: tranzitor bán dẫn tần số thấp loại PNP  Ký hiệu theo tiêu chuẩn Mỹ - Ký tự đầu số lớp tiếp xúc P - N linh kiện 1- Một tiếp xúc P - N (điốt) 2- Hai tiếp xúc P - N (tranzitor ) 81 3- Ba tiếp xúc P - N (thyristor,diac,triac,điốt,điốt lớp) - Ký tự thứ chữ N Ví dụ: 2N2222 tranzitor Si loại NPN có ký hiệu 2222  Ký hiệu theo tiêu chuẩn châu âu - Ký tự đầu vật liệu bán dẫn A- Ge D- SbIn B- Si C- GaAs - Ký tự thứ công dụng linh kiện A - Điốt tách sóng B- varicap C - Tranzitor tần số thấp, công suất nhỏ; D - tranzitor số thấp, công suất lớn E - Điốt tunen F- tranzitor tần số cao, công suất nhỏ L - Tranzitor tần số cao, công suất cao P- linh kiện quang Y- Điốt nắn điện Z- điốt ổn áp MẠCH KHUẾCH ĐẠI 5.1 Chức mạch khuếch đại Mạch khuếch đại mạch điện mắc phối hợp linh kiện điện tử để khuếch đại tín hiệu điện, có ba loại mạch khuếch đại là: - Mạch khuếch đại điện áp: Hình 1.33: Sơ đồ chân tranzitor mạch ta đưa tín hiệu nhỏ vào, NPN đầu thu tín hiệu có biên độ lớn nhiều lần - Mạch khuếch đại dòng điện: mạch ta đưa tín hiệu có cường độ yếu vào, đầu thu tín hiệu cho cường độ dịng điện mạnh nhiều lần - Khuếch đại công suất:là ta đưa tín hiệu có cơng suất yếu vào, đầu thu tín hiệu có cơng suất mạnh nhiều lần, thực mạch khuếch đại công suất kết hợp hai mạch khuếch đại điện áp khuếch đại dòng điện làm 5.2 Sơ đồ nguyên lý làm việc mạch khuếch đại Mạch kuếch đại dùng tranzitor rời rạc dùng IC a Mạch IC khuếch đại thuật toán mạch khuếch đại dùng IC Hình 2.5: Ký hiệu IC khuếch đại thuật toán 82 IC khuếch đại thuật toán viết tắt OA (Operational Amplifier) thực chất khuếch đại dong chiều gồm nhiều tầng, ghép trực tiếp, có hệ số khuếch đại lớn, có hai đầu vào đầu Hình 2.5 quy ước kí hiệu khuếch đại thuật tốn (OA) Trong đó, đầu vào UVK gọi đầu vào không đảo, đánh dấu (+).Đầu vào UVĐ gọi đầu vào đảo, đánh dấu (-) Đầu Ura (+E) nguồn cung cấp điện dương, (-E) nguồn cung cấp điện âm Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào khơng đảo tín hiệu dấu tín hiệu vào Khi có tín hiệu đưa đến đầu vào tín hiệu đảo tín hiệu ngược dấu với tín hiệu vào.Đầu vào đảo thường dùng để hồi tiếp âm bên ngồi cho OA Hồi tiếp âm trích phần tín hiệu từ đầu cho quay đầu vào ngược pha với tín hiệu vào b Nguyên lý làm việc mạch khuếch đại điện áp dùng OA Hình 2.6 sơ đồ dùng khuếch đại dùng OA, mạch điện có hồi tiếp âm thơng qua Rht Đầu vào không đảo dược nối với điểm chung mạch điện, tức nơi mát Tín hiệu vào qua R1 đưa đến đầu vào đảo OA Kết điện áp đầu ngược dấu với điện áp Hình 2.6: Sơ đồ khuếch đai đảo dùng OA đầu vào khuếch đại Hệ số khuếch đại điện áp: 5.3 Mạch khuếch đại dùng tranzitor Các chế độ mạch khuếch đại phụ thuộc vào chế độ phân cực tranzitor, tuỳ theo mục đích sử dụng mà mạch khuếch đại phân cực để khuếch đại chế độ A, chế độ B chế độ C - Mạch khuếch đại chế độ A: Hình 2.7 Mạch khuếch đại chế độ A 83 Là mạch khuếch đại cần lấy tín hiệu hồn tồn giống với tín hiệu ngõ vào Mạch khuếch đại hai bán chu kỳ tín hiệu ngõ vào (hình 2.7) Để tranzitor hoạt động chế độ A ta cần phải định thiên cho UCE  60% - 70% VCC Mạch khuếch đại chế độ A sử dụng mạch trung gian khuếch đại cao tần, khuếch đại trung tần, tiền khuếch đại vv - Mạch khuếch đại chế độ B: Mạch khuếch đại chế độ B mạch khuếch đại nửa chu kỳ tín hiệu, khuếch đại bán kỳ dương ta dùng tranzitor NPN (hình 2.8), khuếch đại bán kỳ âm ta dùng tranzitor PNP, mạch khuếch đại chế độ B định thiên Mạch khuếch đại chế độ B thường sử dụng mạch khuếch đại công suất đẩy kéo công suất âm tần, công suất mành ti vi, mạch công suất đẩy kéo người ta dùng hai đèn NPN PNP mắc nối tiếp Hình 2.8: Mạch khuếch đại chế độ B đèn khuếch đại bán chu kỳ tín hiệu Hai đèn mạch khuếch đai đẩy kéo phải có thơng số - Mạch khuếch đại AB: Mạch khuếch đại AB mạch tương tự khuếch đại chế độ B, có định thiên cho điện áp UBE sấp sỉ 0,6V, mạch khuếch dại nửa chu kỳ tín hiệu, khắc phục tương méo dao điểm mạch khuếch đại chế độ B, mạch dùng mạch đẩy kéo (hình 2.9) Mạch khuếch đại âm ly có: Q1 khuếch đại chế độ A, Q2 Q3 khuếch đại chế độ Hình 2.9: Mạch khuếch đại AB Khuếch đại âm ly 84 B, Q2 khuếch đại cho bán chu kỳ dương, Q3 khuếch đại cho bán chu kỳ âm - Mạch khuếch đại chế độ C (hình 2.10) Mạch khuếch đại chế độ C mạch khuếch đại có điện áp UBE phân cự ngược với mục đích lấy tín hiệu đầu phần đỉnh tín hiệu đầu vào Mạch thường sử dụng mạch tách tín hiệu: ví dụ mạch tách sung đồng ti vi mầu 85 CÂU HỎI ÔN TẬP Trình bày khái niệm tính chất điện bán dẫn? dẫn điện bán dẫn tinh khiết? Trình bày chất chất bán dẫn loại P loại N? lớp chuyển tiếp P-N? Trình bày cấ u ta ̣o, ký hiê ̣u, quy ước và cách đo ̣c điện trở? Trình bày cấ u ta ̣o, ký hiê ̣u, quy ước và cách đo ̣c tụ điện? Trình bày cấ u ta ̣o, ký hiê ̣u, quy ước và cách đo ̣c cuộn điện cảm? Nêu cấ u ta ̣o và nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của ốt Zenner, điốt quang, điốt phát quang điốt điều khiển SCR? Cách kiểm tra loại điốt? Trình bay cấ u ta ̣o nguyên lý hoa ̣t đô ̣ng của tranzitor lưỡng cực loai PNP NPN? cách kiểm tra xác định cực tranzitor? Trình bày cấu trúc phần cứng vi xử lý nguyên lý hoạt động vi xử lý ? 86 Tài liệu tham khảo Khoa khí (2004), Giáo trình Kỹ thuật điện, Trường cao đẳng nghề khí nơng nghiệp Tổng cục dạy nghề (2012), Giáo trình Kỹ thuật điện, Tổng cục dạy nghề Lê Thị Thanh Hồng (2008), Giáo trình kỹ thuật điện, nhà xuất Đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh PGS.TS Đặng Văn Hào, PGS-TS Lê Văn Doanh (2010), Giáo trình kỹ thuật điện, nhà XB Giáo dục Hồng Ngọc Văn (1999), Giáo trình điện tử, đại học quốc gia thành phố Hồ Chí Minh trường Đại học sư phạm kỹ thuật Lê Thị Hồng Thắm (2009), Giáo trình Kỹ thuật Điện tử, thành phố Hồ Chí Minh KS Phạm Đình Bảo (2004), Điện tử bản, nhà xuất khoa học kỹ thuật Tổng cục dạy dạy nghề (2012), Giáo trình mơn học Điện tử bản, Tổng cục dạy nghề ban hành, Hà nội Đào Quang Lợi (2002), Giáo trình điện ôtô- máy kéo- xe máy, trường công nhân khí nơng nghiệp I trung ương 87