Giáo trình Mạch điện tử cơ bản (Nghề Điện tử công nghiệp Trung Cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH Mơn đun: MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCG ngày tháng năm Trương cao đẳng Cơ giới Quảng Ngãi (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 Mạch điện tử giáo trình mơn học đào tạo chun ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung hiệu trưởng trường Cao Đẳng Cơ giới phê duyệt 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 90 Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học công nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường có thề sử dụng cho phù hợp 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 Tham gia biên soạn Nguyễn Minh Điệp ………… ……… … Chủ biên Mục lục TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU BÀI 1:MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG TRANSISTOR .10 Khái niệm 11 1.1 Khái niệm tín hiệu 11 1.2 Các dạng tín hiệu 11 Mạch mắc theo kiểu EC, BC, CC 12 2.1 Mạch mắc theo kiểu EC ( kiểu Echung ) 12 2.2 Mạch mắc theo kiểu B chung (B-C): 18 2.3 Mạch mắc theo kiểu C chung (C-C): 21 BÀI 2: MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG FET 33 Mạch khuếch đại cực nguồn chung 34 1.1 Mạch điện 35 1.2 Mạch điện tương đương 35 1.3 Các thông số 35 Mạch khuếch đại cực máng chung 41 2.1 Mạch điện 41 2.2 Mạch điện tương đương 41 2.3 Các thông số 42 Khảo sát mạch khuếch đại cực máng chung 42 Mạch khuếch đại cực cổng chung .45 3.1 Mạch điện 45 3.2 Mạch điện tương đương 46 3.3 Các thông số 46 Lắp mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng FET 50 Sữa chữa mạch khuếch đại dùng FET 52 BÀI 3: MẠCH GHÉP TRANSISTOR 54 Mạch ghép cascade 55 1.1 Mạch điện .55 1.2 Nguyên lý hoạt động 55 1.3 Đặc điểm ứng dụng 56 1.4 Lắp mạch Transistor ghép cascode 56 Mạch Khuếch đại vi sai 58 2.1 Mạch điện 58 2.2 Nguyên lý hoạt động 58 2.3 Đặc điểm mạch ứng dụng 59 2.4 Lắp mạch khuếch đại vi sai 61 Mạch khuếch đại Dalington 62 3.1 Mạch điện 62 3.2 Nguyên lý hoạt động 63 3.3 Đặc điểm ứng dụng 65 3.4 Lắp mạch khuếch đại dalington 66 Mạch khuếch đại hồi tiếp, trở kháng vào, mạch khuếch đại .67 4.1 Hồi tiếp 67 4.2 Trở kháng vào mạch khuếch đại hồi tiếp 69 4.3 Lắp mạch khuếch đại hồi tiếp 70 Lắp mạch khuếch đại tổng hợp 71 5.1 Khảo sát DC tầng đơn 72 5.2 Khảo sát AC tầng đơn: 72 Bài 4: MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT .76 Khái niệm 77 1.1 Khái niệm mạch khuếch đại công suất 77 1.2 Đặc điểm phân loại mạch khuếch đại công suất 77 Khuếch đại công suất loại A .79 2.1 Khảo sát đặc tính mạch 79 2.2 Mạch khuếch đại cônvg suất loại A dung biến áp 82 Khuếch đại công suất loại B 83 3.1 Mạch khuếch đại đẩy kéo dùng biến áp: Hình 4.4 83 3.2 Các dạng mạch khuếch đại công suất loại B 84 Mạch khuếch đại công suất dung Mosfet 86 4.1 Mạch điện 86 4.2 Đặc tính kỹ thuật 87 Lắp mạch khuếch đại tổng hợp 87 Bài 1: Lắp mạch khuếch đại công suất lớp A .92 Bài 2: Lắp mạch khuếch đại dung Mosfet 94 Sửa chữa mạch khuếch đại tổng hợp 95 BÀI 5: MẠCH DAO ĐỘNG 106 Khái niệm .107 1.1 Khái niệm mạch dao động 107 1.2 Các thông số kỹ thuật, phân loại 107 Dao động dịch pha .107 2.1 Mạch điện 108 2.2 Nguyên lý mạch dao động dịch pha ứng dụng 108 2.3 Lắp mạch dao động dịch pha 109 Mạch dao động hình sin: 110 3.1 Nguyên tắc 110 3.2 Mạch dao động 111 3.3 Lắp mạch dao động sóng sin 103 Mạch dao động thạch anh 113 4.1 Mạch dao động thạch anh 113 4.2 Ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng 114 4.3 Lắp mạch dao động thạch anh 115 Yêu cầu đánh giá kết học tập .119 Bài 6: MẠCH ỔN ÁP 120 Khái niệm: 121 1.1 Khái niệm ổn áp 121 1.2 Thông số kỹ thuật mạch ổn áp 122 Mạch ổn áp tham số 122 2.1 Mạch ổn áp tham số dung dide zener 123 2.2 Mạch ổn áp tham số dùng transistor 126 2.3 Lắp mạch ổn áp tham số 134 Mạch ổn áp có hồi tiếp .139 3.1 Các thành phần mạch ổn áp 139 3.2 Mạch ổn áp kiểu bù 139 3.3 Mạch ổn áp kiểu xung 140 3.4 Lắp mạch ổn áp có hồi tiếp 141 CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP KIỂM TRA KẾT THÚC MÔ ĐUN 145 TÀI LIỆU THAM KHẢO .154 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mo đun: MÔ ĐUN MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN Mã số mơ đun: MĐ 15 I Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị Mơ đun + Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí dạy sau học xong môn học chuyên môn linh kiện điện tử, đo lường điện tử, chế tạo mạch in hàn linh kiện điện tử + Tính chất mơ đun: Là mơ đun kỹ thuật sở  Ý nghĩa mô đun: giúp người học nắm bắt cấu tạo nguyên lý hoạt động hệ dùng vi mạch  Vai trò Mô-đun: khắc phục sửa chữa board điều khiển công nghiệp II Mục tiêu mô- đun + Về kiến thức: - Phân tích nguyên lý số mạch ứng dụng mạch nguồn chiều, ổ áp, dao động, mạch khuếch đại tổng hợp + Về kỹ năng: - Thiết kế mạch điện ứng dụng đơn giản - Lắp ráp số mạch điện ứng dụng mạch nguồn chiều, ổ áp, dao động, mạch khuếch đại tổng hợp - Vẽ lại mạch điện thực tế xác, cân chỉnh số mạch ứng dụng đạt yêu cầu kỹ thuật an toàn, sửa chữa số mạch ứng dụng - Kiểm tra, thay mạch điện tử đơn giản yêu cầu kỹ thuật + Về thái độ: Rèn luyện cho sinh viên thái độ nghiêm túc, cẩn thận, xác học tập thực cơng việc III Chương trình khung nghề điện tử cơng nghiệp Thời gian đào tạo (giờ) Mã MH/ Tên mô đun, mơn học MĐ I MH 01 MH 02 Số Tín Các mơn học chung/đại cương 12 Chính trị Pháp luật Tổng số 255 30 15 Trong Thực hành/ Lý thực thuyết tập/thí nghiệm/ tập 94 15 148 13 Kiểm tra 13 MH 03 MH 04 Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng - An ninh 30 45 21 MH 05 MH 06 II II.1 MH 07 MH 08 MĐ 09 MĐ 10 MĐ 11 MĐ 12 MĐ 13 Tin học 45 15 Ngoại ngữ (Anh văn) 90 30 Các môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề Môn học, mô đun sở 405 161 An toàn lao động 30 15 Điện kỹ thuật 60 40 Máy điện 90 30 Vẽ điện 30 12 Linh kiện điện tử 60 20 Đo lường điện tử 45 19 Điện 90 25 Môn học, mô đun II.2 1245 324 chuyên môn ngành, nghề MĐ 14 Trang bị điện 60 20 MĐ 15 Mạch điện tử 90 25 MĐ 16 Điện tử tương tự 60 20 MĐ 17 Kỹ thuật xung - số 75 25 MĐ 18 Kỹ thuật cảm biến 75 30 MĐ 19 Điện tử nâng cao 180 50 MĐ 20 Thiết kế, chế tạo mạch in hàn linh kiện 90 30 MĐ 21 Vi điều khiển 90 32 MĐ 22 PLC 120 47 MĐ 23 Rô bốt công nghiệp 105 45 MĐ 24 Thực tập tốt nghiệp 300 15 Tổng cộng 79 1905 594 24 21 29 56 220 13 16 56 16 36 23 60 24 4 871 50 37 60 36 46 42 121 4 55 53 67 54 275 1214 5 6 10 97 IV Chương trình chi tiết mơ đun ST T Tên mơ đun Tổng số Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng tranzito Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ dùng FET Mạch ghép transistor - hồi tiếp 24 Khuếch đại công suất 20 Thời gian Lý Thực thuyết hành 3 Kiểm tra 16 13 1 Mạch dao động 20 16 Mạch ổn áp 12 Cộng: 90 25 60 V Điều kiện thực mơ đun Phịng học chun mơn hóa/nhà xưởng Sử dụng Phịng học chun mơn hóa nhà xưởng Trang thiết bị máy móc Bộ nguồn chiều điều chỉnh Các biến áp xoay chiều công suất nhỏ Bộ panen chân cắm Tủ sấy tẩm mạch in Máy đo VOM/DVOM Projector, overhead Máy chiếu vật thể ba chiều Máy sóng Máy tạo dao động Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu + Vật liệu: Linh kiện điện tử loại giáo trình, tài liệu học tập, sơ đồ cấu tạo linh kiện khổ rộng, sơ đồ mạch điện phóng to Dây dẫn điện loại Chì hàn, nhựa thơng, giấy nhám loại Hố chất dùng để ăn mịn mạch in, hóa chất dùng để tẩm sấy + Dụng cụ, học liệu: Bộ dụng cụ nghề điện tử, dụng cụ khí cầm tay Chậu ngâm tẩy rửa mạch in PC, phần mềm chuyên dùng Các điều kiện khác: Bảng, phấn, bàn, ghế học tập VI Nội dung phương pháp đánh giá Nội dung: - Kiến thức: + Công dụng, cấu tạo, nguyên lý, loại linh kiện điện tử + Vẽ, phân tích sơ đồ mạch khuếch đại, mạch ứng dụng BJT, mạch ứng dụng FET, mạch dao động, mạch nguồn, mạch ổn áp - Kỹ năng: + Nhận dạng, đo kiểm đọc trị số linh kiện điện tử + Lắp ráp, cân chỉnh, vận hành, đo đạc thông số mạch điện tử (mạch khuếch đại, dao động, chỉnh lưu, ổn áp ) + Xác định hư hỏng, tìm nguyên nhân gây hư hỏng sửa chữa khắc phục - Năng lực tự chủ trách nhiệm: Đánh giá phong cách học tập Phương pháp - Kiến thức đánh giá hình thức kiểm tra viết, trắc nghiệm - Kỹ thực hành đánh giá theo tiêu chuẩn: + Độ xác + Thời gian thao tác VII Hướng dẫn thực mô đun Phạm vi áp dụng chương trình: Chương trình mơ đun sử dụng để giảng dạy cho trình độ Trung cấp nghề Cao đẳng nghề Hướng dẫn số điểm phương pháp giảng dạy mơ đun: Trước giảng dạy, giáo viên cần vào nội dung học để chuẩn bị đầy đủ điều kiện cần thiết nhằm đảm bảo chất lượng giảng dạy Nên áp dụng phương pháp đàm thoại để học sinh ghi nhớ kỹ Nên bố trí thời gian thực tập, nhận dạng loại linh kiện, thao tác lắp ráp, cân chỉnh, vận hành mạch, hướng dẫn sửa sai chổ cho học sinh Cần lưu ý kỹ đặc tính kỹ thuật công dung loại linh kiện phổ thơng như: diode, BJT, SCR Cần có bảng tra cứu chân linh kiện, kèm với sơ đồ vẽ lớn để dễ quan sát Những trọng tâm cần ý: Cấu tạo, nguyên lý, cách đọc, đo thông số loại linh kiện điện tử Phân biệt rõ khác mạch điện có cấu trúc gần giống chương trình đào tạo Phân biệt dạng mạch, dạng tín hiệu ngõ phạm vi ứng dụng Tính tốn số mạch chỉnh lưu, mạch khuếch đại, dao động, xén, đơn giản Lắp ráp, cân chỉnh, vận hành, đo đạt thông số mạch điện tử (mạch khuếch đại, dao động, xén, chỉnh lưu, ổn áp ) Độ chắn, độ bóng, hàm lượng chì, tư linh kiện Các mạch không bị đứt, chạm sau ăn mịn Xác định hư hỏng, tìm nguyên nhân gây hư hỏng sửa chữa khắc phục An tồn điện q trình thực Tài liệu cần tham khảo: [1] Sổ tay linh kiện điện tử cho người thiết kế mạch (R H.WARRING người dịch KS Đoàn Thanh Huệ - nhà xuất Thống kê) [2] Giáo trình linh kiện điện tử ứng dụng (TS Nguyễn Viết Nguyên Nhà xuất Giáo dục) [3] Kỹ thuật mạch điện tử (Phạm Xuân Khánh, Bồ Quốc Bảo, Nguyễn Viết Tuyến, Nguyễn Thị Phước Vân - Nhà xuất Giáo dục) [4] Kĩ thuật điện tử - Đỗ xuân Thụ NXB Giáo dục, Hà Nội, 2005 (Đỗ xuân Thụ - NXB Giáo dục) [5] Sổ tay tra cứu tranzito Nhật Bản (Nguyễn Kim Giao, Lê Xuân Thế)