Giáo trình Kỹ thuật điện tử (Nghề Điện công nghiệp Trung cấp)

NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGHỀ: ĐIỆN CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG ngày … tháng năm Trường Cao đẳng Cơ giới R1 R2 Rn H×nh 2-3:M¹ch 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 R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch LI GII THIU Trờn c s chng trỡnh khung đào tạo trường Cao đẳng Cơ giới, giáo viên Khoa điện thực biên soạn giáo trình Kỹ thuật điện tử phục vụ cho cơng tác dạy nghề Giáo trình thiết kế theo mơ đun 11 thuộc hệ thống mô đun/ môn học chương trình đào tạo nghề Điện cơng nghiệp cấp trình độ Trung cấp nghề, dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo Mơ đun thiết kế gồm Bài mở đầu: Khái quát chung linh kiện điện tử Bài 1.Các khái niệm Bài 2.Linh kiện thụ động Bài 3.Linh kiện bán dẫn Bài 4.Các Mạch khuếch đại dùng tranzito Bài Bộ dao động tạo xung biến đổi dạng xung Bài Mạch ổn áp Mặc dù cố gắng, song sai sót khó tránh Tác giả mong nhận ý kiến phê bình, nhận xét bạn đọc để giáo trình hồn thiện Xin chân thành cảm ơn! R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch MC LC STT NI DUNG TRANG Lời giới thiệu Mục lục Giới thiệu mô đun Bài mở đầu: Khái quát chung linh kiện điện tử 1.Lịch sử phát triển công nghệ điện tử 2.Phân loại linh kiện điện tử 3.Giới thiệu vật liệu điện tử Bài 1: Các khái niệm 11 1.Vật dẫn điện cách điện 11 10 2.Điện trở cách điện linh kiện mạch điện tử 17 11 3.Các hạt mang điện dịng điện mơi trường 17 12 Bài 2: Lịnh kiện thụ động 24 13 1.Điện trở 24 14 2.Tụ điện 32 15 3.Cuộn cảm: 38 16 Bài 3: Linh kiện bán dẫn 50 17 1.Khái niệm chất bán dẫn 50 18 2.Tiếp giáp P-N; điôt tiếp mặt 55 19 3.Cấu tạo, phân loại ứng dụng điốt 60 20 4.Tranzitor BJT 67 21 5.Tranzitor hiệu ứng trường 82 22 6.SCR – Triac- Diac 94 23 Bài 4: Các mạch khuếch đại dựng Tranzớtor 120 R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch 24 1.Mch khuếch đại đơn 120 25 2.Mạch khuếch đại phức hợp 127 26 3.Mạch khuếch đại công suất 133 27 Bài 5: Mạch ứng dụng dùng BJT 156 28 1.Mạch dao động 156 29 2.Mạch xén 170 30 3.Mạch ổn áp 174 31 Tài liệu tham khảo 182 R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch Mễ UN : IN T C BN Mó mơ đun: MĐ13 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: Mơ đun Điện tử học trước môn học, mô đun như: PLC bản, kỹ thuật cảm biến; học song song với môn học Mạch điện - Tính chất: Là mơ đun kỹ thuật sở - Ý nghĩa vai trò : Với phát triển hồn thiện khơng ngừng thiết bị điện lĩnh vực đời sống xã hội, mạch điện tử trở thành thành phần thiếu thiết bị điện, cơng dụng để điều khiển khống chế thiết bị điện, thay số khí cụ điện có độ nhạy cao Nhằm mục đích gọn hố thiết bị điện, giảm tiêu hao lượng thiết bị, tăng độ nhạy làm việc, tăng tuổi thọ thiết bị Mục tiêu mơ đun: - Giải thích phân tích cấu tạo nguyên lý linh kiện kiện điện t thụng dng R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch - Nhn dạng xác ký hiệu linh kiện, đọc xác trị số chúng - Phân tích nguyên lý số mạch ứng dụng tranzito như: mạch khuếch đại, dao động, mạch xén - Xác định xác sơ đồ chân linh kiện, lắp ráp, cân chỉnh số mạch ứng dụng đạt yêu cầu kỹ thuật an toàn - Hình thành tư khoa học phát triển lực làm việc theo nhóm - Rèn luyện tính xác khoa học tác phong công nghiệp Nội dung mô đun: Thời gian(giờ) Số TT Tên mô đun Bài mở đầu: Khái quát chung linh kiện điện tử Các khái niệm Linh kiện thụ động Linh kiện bán dẫn Các Mạch khuếch đại dùng tranzito Các mạch ng dng dựng BJT Cng: R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch Tổng Lý số thuyết 2 14 59 25 42 150 10 14 45 Thực hành 46 15 26 98 Kiểm tra* BÀI MỞ ĐẦU KHÁI QUÁT CHUNG VỀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Giới thiệu: Linh kiện điện tử phần tử linh kiên rời rạc, mạch tích hợp (IC) … tạo nên mạch điện tử, hệ thống điện tử Linh kiện điện tử ứng dụng nhiều lĩnh vực Nổi bật ứng dụng lĩnh vực điện tử -viễn thông, CNTT Linh kiện điện tử phong phú, nhiều chủng loại đa dạng.Công nghệ chế tạo linh kiện điện tử phát triển mạnh mẽ, tạo vi mạch có mật độ lớn (Vi xử lý Pentium 4: > 40 triệu Transistor,…) Xu linh kiện điện tử có mật độ tích hợp ngày cao, tính mạnh, tốc độ lớn… Mục tiêu: - Trình bày khái quát phát triển cơng nghệ điện tử - Trình bầy vật liệu điện tử,phân loại ứng dụng linh kiện điện tử - Rèn luyện tính nghiêm túc học tập thực công việc 1.Lịch sử phát triển cơng nghệ điện tử Mục tiêu: Trình bầy lịch sử phát triển công nghệ điện tử Các cấu kiện bán dẫn diodes, transistors mạch tích hợp (ICs) tìm thấy khắp nơi sống (Walkman, TV,ơtơ, máy giặt, máy điều hồ, máy tính,…) Những thiết bị có chất lượng ngày cao với giá thành rẻ PCs minh hoạ rõ xu hướng Nhân tố đem lại phát triển thành cơng cơng nghiệp máy tính việc thông qua kỹ thuật kỹ công nghiệp tiên tiến người ta chế tạo transistor với kích thước ngày nhỏ→ giảm giá thành công suất Lịch sử phát triển : - 1883 Thomas Alva Edison (Edison Effect) R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch - 1904 John Ambrose Fleming (“Fleming Diode”) - 1906 Lee de Forest (“Triode”)Vacuum tube devices continued to evolve - 1940 Russel Ohl (PN junction) - 1947 Bardeen and Brattain (Transistor) - 1952 Geoffrey W A Dummer (IC concept) - 1954 First commercial silicon transistor - 1955 First field effect transistor – FET - 1958 Jack Kilby (Integrated circuit) - 1959 Planar technology invented - 1960 First MOSFET fabricated At Bell Labs by Kahng - 1961 First commercial ICs Fairchild and Texas Instruments - 1962 TTL invented - 1963 First PMOS IC produced by RCA - 1963 CMOS invented Frank Wanlass at Fairchild Semiconductor - U S patent # 3,356,858 2.Phân loại linh kiện điện tử Mục tiêu: - Trình bầy nội dung để làm phân loại linh kiên điện tử 2.1.Phân loại dựa đặc tính vật lý Linh kiện hoạt động nguyên lý điện từ hiệu ứng bề mặt: điện trở bán dẫn, DIOT, BJT, JFET, MOSFET, điện dung MOS… IC từ mật độ thấp đến mật độ siêu cỡ lớn UVLSI Linh kiện hoạt động nguyên lý quang điện: quang trở, Photođiot, PIN, APD, CCD, họ linh kiện phát quang LED, LASER, họ linh kiện chuyển hoá lượng quang điện pin mặt trời, họ linh kiện hiển thị, IC quang điện tử Linh kiện hoạt động dựa nguyên lý cảm biến: họ sensor nhiệt, điện, từ, hoá học; họ sensor cơ, áp suất, quang xạ, sinh học chủng loại IC thông minh dựa sở tổ hợp công nghệ IC truyền thống công nghệ chế tạo sensor Linh kiện hoạt động dựa hiệu ứng lượng tử hiệu ứng mới: linh kiện chế tạo cơng nghệ nano có cấu trúc siêu nh: B nh mt in R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch tử, Transistor điện tử, giếng dây lượng tử, linh kiện xuyên hầm điện tử, … 2.2 Phân loại dựa chức xử lý tín hiệu ( hình 1) Hình : Phân loại linh kiện dựa chức xử lí tín hiệu 2.3.Phân loại theo ứng dụng Vi mạch ứng dụng: (hình 2;hình 3) - Processors : CPU, DSP, Controllers - Memory chips : RAM, ROM, EEPROM - Analog : Thông tin di động ,xử lý audio/video - Programmable : PLA, FPGA - Embedded systems : Thiết bị ô tô, nhà máy , Network cards System-on-chip (SoC) R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch