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 R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch 21 5.Tranzitor hiu ng trường 82 22 6.SCR – Triac- Diac 94 23 Bài 4: Các mạch khuếch đại dùng Tranzítor 120 24 1.Mạch 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 R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch cao Nhm mc ớch gn hoỏ thiết bị điện, giảm tiêu hao lượng thiết bị, tăng độ nhạy làm việc, tăng tuổi thọ thiết bị Mục tiêu mô đun: - Giải thích phân tích cấu tạo nguyên lý linh kiện kiện điện tử thông dụng - Nhận 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 : R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch - 1883 Thomas Alva Edison (Edison Effect) - 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 cú xác cao mặt tần số tạo nguồn sóng mang thiết bị phát, xung đồng hồ hệ thống vi xử lí +V Rb Rc C1 Q C2 Re Vo: ngâ X Hình 5-17 Mạch dao động dùng thạch anh Nhiệm vụ linh kiện mạch sau: Q: tranzito dao động Rc: Điện trở tải lấy tín hiệu ngõ Re: Điện trở ổn định nhiệt lấy tín hiệu hồi tiếp C1, C2: Cầu chia dùng tụ để lấy tín hiệu hồi tiếp cực B Rb: Điện trở phân cực B cho tranzito Q X: thạch anh dao động +V: Nguồn cung cấp cho mạch Hoạt động mạch sau: Khi cấp nguồn điện áp phân cực B cho tranzito Q đồng thời nạp điện cho thạch anh hai tụ C1 C2 Làm cho điện áp cực B giảm thấp, đến mạch nạp đầy điện áp cực B tăng cao qua vòng hồi tiếp dương C1, C2 điện áp cực B tiếp tục tăng đến Tranzito dẫn điện báo hoà mạch bắt đầu xả điện qua tiếp giáp BE tranzito làm cho điện áp cực B tranzito giảm đến mạch xả hết điện bắt đầu lại chu kỳ tín hiệu Tần số mạch xác định tần số thạch anh, dạng tín hiệu ngõ có dạng hình sin để tạo tín hiệu có dạng xung số cho mạch điều khiển tín hiệu xung đưa đến mạch dao động đa hài lưỡng ổn (FF) để sửa dạng tín hiệu R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch Mch xộn Mc tiờu: - V trình bầy nguyên lý hoạt động mạch xén dùng tranzitor - Trình bầy ứng dụng mạch xén Mạch xén gọi mạch cắt tín hiệu nhằm mục đích sửa dạng, giới hạn mức biên độ tín hiệu nên dùng phổ biến mạch điều khiển xử lí tín hiệu điều khiển Mạch xén dùng Điot tranzito tuỳ theo nhu cầu mạch điện mà xén trên, xén dưới, xén hai mức độc lập Trong giới thiệu mạch xén dùng tranzito Mức xén xác lập dựa chế độ phân cực Tranzito (hình 5-18) vùng bão hoà Ic vùng khuếch đại Q Ib Ic vùng ngưng dẫn Vc Vcc Uce Hình 5-18 Đặc tuyến làm việc tranzito Do tính chất làm việc tranzito biên độ tín hiệu ngõ vào mạch nằm mức phân cực làm việc tranzito khơng dẫn nên tín hiệu bị xén, ngược lại tín hiệu ngõ vào vượt qua mức ngưỡng tranzito bị dẫn bão hồ tín hiệu bị xén Lợi dụng tính chất mầ người ta thiết kế nên mạch xén dùng trazitor, gồm mạch xén trên, mạch xén xén hai mức độc lập 2.1 Mạch xén trên, xén R1 R2 Rn H×nh 2-3:M¹ch Mạch có cơng dụng cắt bỏ phần hay phần tín hiệu ngõ vào thường dùng để tách lấy tín hiệu riêng tín hiệu chung nhiều thành phần tín hiệu khác điều chế dạng biên độ dùng để sửa dạng tín hiệu, dạng mạch Tranzito phân cực tĩnh chế độ AB,B, C, D nằm nghiêng sang vùng ngưng dẫn, tuỳ vào mức tín hiệu cần xén (hình 5-19) Là mạch dùng để tách tín hiệu đồng tín hiệu hình hỗn hợp kỹ thuật truyền hình có ngõ vào pha dương, mạch xén trường hợp mạch xén mức (cắt bỏ phần tín hiệu) +V V Vc Rc C1 C2 Q t Vi Vo t Rb Tín hiệu ngõ vào: Vi Tín hiệu ngõ ra: Vo Hình 5-19 Mạch xén mức Hoạt động mạch sau: Tranzito phân cực tĩnh nằm sâu ngưng dẫn (Chế độ C) nhờ điện trở Rb phân cực B cho tranzito xuống mass Vbe =0v, Tranzito ngưng dẫn điện áp cực C = Vcc Khi có tín hiệu có pha dương ngõ vào làm cho điện áp B tăng dần lên chưa đủ lớn làm cho tranzito dẫn điện đến đạt giá trị đủ lớn tranzito chuyển từ trạng thái ngưng dẫn sang trạng thái dẫn điện, nhanh chóng rơi vào vùng khuếch đại, khoảng biên độ tín hiệu cịn lại khuếch đại lấy cực C.trong trường hợp tín hiệu ngõ vào có pha âm mạch điện có cấu trúc ngược lại (hình 5-20) R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch +V V V Rb Q C2 C1 t Vi Rc t Vo Tín hiệu ngõ vào: Vi Tín hiệu ngõ ra: Vo Hình 5-20 Mạch xén mức Ngồi dạng mạch xén trình bày cịn số dạng mạch khác dùng để tách sóng tạo xung kích thích tầng điều khiển - Ngõ vào tín hiệu điều biên có tần số cao - Tín hiệu có hai bán kỳ dương âm - Được dùng mạch tách sóng biên độ Radio - Ngõ tín hiệu điều biên có tần số thấp - Tín hiệu lại bán kỳ dương chu kỳ tín hiệu +V Rb1 Q Rb2 C1 Re Vo: ngâ Hình 5-21 Mạch xén mức khơng Trên sơ đồ mạch điện (hình 5-21), tiếp giáp BE tranzito đóng vai trị điot tách sóng cắt bỏ phần âm tín hiệu (xén dưới) mức khơng volt, đồng thời đóng vai trị mạch khuếch đại dịng điện tín hiệu ngõ lấy cực E (mạch mắc theo kiểu C-C) R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch 2.2 Mch xộn hai mc c lp mạch xén tuỳ vào nhu cầu mạch điện mà người ta chọn xén hai mức cân xứng hay hai mức không cân xứng Một vấn đề quan trọng mạch xén dùng Tranzito biên độ tín hiệu ngõ vào phải cao để đảm bảo cho vùng tín hiệu bị xén nằm vùng ngưng dẫn vùng bão hồ tranzito, tín hiệu lấy nằm vùng khuếch đại trường hợp xén hai mức độc lập cân xứng tranzito phân cực chế độ khuếch đại hạng A, xén hai mức độc lập khơng cân xứng tuỳ vào yêu cầu mà người ta chọn Tranzito loại PNP hay NPN phân cực chế độ AB để tăng tuổi thọ làm việc tranzito - Mạch xén cân xứng, phân cực chế độ khuếch đại A - Tín hiệu ngõ bị xén lẫn cân xứng +V Rb1 Rc C3 Q Vi:Ngâ vµo Vo: Ngâ Rb2 Hình 5-22 Mạch xén hai mức độc lập cân xứng +V Rb1 Rc C3 Q Vi:Ngõ vào R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch Rb2 Vo: Ngâ - Mạch xén không cân xứng, phân cực chế độ khuếch đại AB Tín hiệu ngõ bị xén lẫn không cân xứng Hình 5-23 Mạch xén hai mức độc lập khơng cân xứng Trên hình vẽ hai mạch xén hai mức độc lập đối xứng không đối xứng không khác khác chế độ phân cực để thay đổi mức tín hiệu ngõ Mạch ổn áp Mục tiêu: - Vẽ trình bầy nguyên lý hoạt động mạch ổn áp - Láp ráp mạch ổn áp đạt thông số kỹ thuật 3.1 Khái niệm Định nghĩa: ổn áp mạch thiết lập nguồn cung cấp điện áp ổn định cho mạch điện thiết bị theo yêu cầu thiết kế mạch điện, từ nguồn cung cấp ban đầu Phân loại: tuỳ theo nhu cầu điện áp, dòng điện tiêu thụ, độ ổn định mà kỹ thuật người ta phân chia mạch ổn áp thành hai nhóm gồm ổn áp xoay chiều ổn áp chiêu Ổn áp xoay chiều dùng để ổn áp nguồn điện từ lưới điện trước đưa vào mạng cục hay thiết bị điện Ngày với tốc độ phát triển kỹ thuật người ta có loại ổn áp như: ổn áp bù từ, ổn áp dùng mạch điện tử, ổn áp dùng linh kiện điện tử Ổn áp chiều dùng để ổn định điện áp cung cấp bên thiết bị, mạch điện thiết bị theo khu vực, mạch điện tuỳ theo yêu cầu ổn định mạch điện Người ta chia mạch ổn áp chiều thành hai nhóm lớn ổn áp tuyến tính ổn áp khơng tuyến tính (cịn gọi ổn áp xung) vic thit k mch R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch in đa dạng phức tạp, từ ổn áp dùng Điot zêne, ổn áp dùng tranzito, ổn áp dùng IC Trong mạch ổn áp dùng tranzito thơng dụng việc cấp điện áp thấp, dòng tiêu thụ nhỏ cho thiết bị mạch điện có cơng suất tiêu thụ thấp 3.2 Mạch ổn ấp tuyến tính dùng tranzito 3.2.1.Mạch ổn áp tham số Mạch lợi dụng tính ổn áp diot zêne điện áp phân cực thuận tranzito để thiết lập mạch ổn áp (hình 5-24) Q Tranzito ổn áp Rb + ZENER + Vi:Đ iện áp ngõ vào Tụ lọc ngõ Vo: Đ iện áp ngõ tụ lọc ổn định Hỡnh 5-24 Mch ổn áp tham số dùng tranzito NPN Q: Tranzito ổn áp Rb: Điện áp phân cực B cho tranzito điot zêne Ở mạch cực B tranzito giữ mức điện áp ổn định nhờ điot zêne điện áp ngõ điện áp điện áp zêne điện áp phân cực thuận tranzito Vz: Điện áp zêne Vbe: Điện áp phân cực thuận Tranzito (0,5 – 0,8v) Điện áp cung cấp cho mạch lấy cực E tranzito, tuỳ vào nhu cầu mạch điện mà mạch thiết kế có dịng cung cấp từ vài mA đến hầng trăm mA, mạch điện có dịng cung cấp lớn thường song song với mạch mắc thêm điện trở Rc khoảng vài chục đến vài trăm Ohm (hình 5-25) gi l tr gỏnh dũng R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch Việc chọn tranzito chọn tương thích với dịng tiêu thụ mạch điện để tránh dư thừa làm mạch điện cồng kềnh dòng phân cực qua lớn làm cho điện áp phân cực Vbe không ổn định dẫn đến điện áp cung cấp cho tải ổn định Rc Tranzito ỉn ¸p Q Rb + ZENER + Vi:Đ iện áp ngõ vào Tụ lọc ngõ Vo: Đ iện áp ngõ tụ lọc ổn định Hỡnh 5-25: Mạch ổn áp tham số dùng tranzito NPN có điện trở gánh dòng Dòng điện cấp cho mạch dòng cực C tranzito nên dòng tải thay đổi dòng cực C thay đổi theo làm dịng cực B khơng thay đổi, nên điện áp không thay đổi (trên thực tế thay đổi khơng đáng kể) dịng tải thay đổi làm cho tải làm việc không ổn định 3.2.2 Mạch ổn áp có điều chỉnh (hình 5-26) Mạch ổn áp điều chỉnh điện áp ngõ có độ ổn định cao nhờ đường vòng hồi tiếp điện áp ngõ nên cò gọi ổn áp có hồi tiếp Rc Tranzito ỉn ¸p Q1 R4 Q2 R5 R1 + Vi:Đ iện áp ngõ vào Q3 Vr + R2 C1 tụ lọc ổn định R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch Vo: Đ iện áp ngõ R3 ZENER C2 Tơ läc ngâ R6 Hình 5-26: Mạch ổn áp có điều chỉnh Nhiệm vụ linh kiện mạch sau: + Q1: Tranzito ổn áp, cấp dòng điện cho mạch + Q2: Khuếch đại điện áp chiều + Q3: So sánh điện áp gọi dò sai + Rc: Trở gánh dòng + R1, R2: Phân cực cho Q2 + R3: Hạn dòng cấp nguồn cho Q3 + R4: Phân cực cho zener, tạo điện áp chuẩn cố định cho cực E Q gọi tham chiếu + R5, R6, Vr: cầu chia phân cực cho B Q3 gọi lấy mẫu + C1: Chống đột biến điện áp + C2: Lọc nguồn sau ổn áp cách li nguồn với điện áp chiều từ mạch *Hoạt động mạch chia làm hai giai đoạn sau: Giai đoạn cấp điện: Là giai đoạn lấy nguồn cấp điện cho mạch thực gồm Rc, Q1, Q2, R1, R2 Nhờ trình cấp điện từ nguồn đến cực C Q1, Q2 phân cực nhờ cầu chia điện áp R1, R2 làm cho hai tranzito Q1, Q2 dẫn điện Trong Q2 dẫn điện phân cực cho Q1, dòng qua Q1 với dòng qua điện trở Rc gánh dịng cấp nguồn cho tải Trong mạch có dịng cung cấp thấp khơng cần điện trở gánh dòng Rc Giai đoạn ổn áp: Điện áp ngõ phần quay trở Q3 qua cầu chia R5, R6, Vr đặt vào cực B điện áp chân E giữ cố định nên điện áp cực C thay đổi theo điện áp cực B ngược pha, qua điện trở R đặt vào cực B Q2 khuếch đại điện áp chiều thay đổi đặt vào cực B Q để điều chỉnh điện áp ngõ ra, cấp điện ổn định cho mạch Điện áp ngõ điều chỉnh khoảng 20% so với thiết kế nhờ biến trở Vr Hoạt động Q mạch giống điện trở biến đổi để ổn áp R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch Mch n ỏp ny cú dũng điện cung cấp cho mạch tương đối lớn lên đến vài Amp điện áp cung cấp lên đến hàng trăm Volt *Ưu nhược điểm: Mạch có ưu điểm dễ thiết kế, dễ kiểm tra, sửa chữa nhiên mạch có nhiều nhược điểm cụ thể mạch kếm ổn định nguồn thay đổi, sụt áp nguồn tương đối lớn nên tổn thất công suất nguồn cao mạch có cơng suất lớn cần phải có thêm tản nhiệt nên cồng kềnh Khơng cách li nguồn ngồi nên Q1 bị thủng gây tượng áp mạch gây hư hỏng mạch điện, độ ổn định khơng cao 3.3 Mạch ổn áp khơng tuyến tính Mạch ổn áp khơng tuyến tính có nhược điểm khó thiết kế có nhiều ưu điểm như: có độ ổn định cao nguồn thay đổi, tổn thất công suất thấp, không gây hư hỏng cho mạch điện ổn áp bị đánh thủng thiết kế mức điện áp,và dòng điện theo ý muốn Trong thực tế mạch ổn áp không tuyến tính có nhiều dạng mạch khác nhau, mạch dùng tranzito IC thông dụng Chủ yếu ổn áp kiểu xung dùng dao động nghẹt Mạch điện điển hình dùng tranzito có dạng mạch đơn giản (hình 5.27) C1 C2 D2 R1 + D1 D4 D3 C4 T C6 C7 Vo: ngâ Q C3 + R2 R3 R4 C5 +V Hình 5-27 Mạch ổn áp ổn áp kiểu xung dùng dao ng nght R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch Trong mch Tranzito Q đóng vai trị phần tử dao động đồng thời phần tử ổn áp, T biến áp dao động nghẹt đồng thời biến áp tạo nguồn thứ cấp cung cấp điện cho mạch điên thiết bị C 1, R1 giữ vai trò mạch hồi tiếp xung để trì dao động R4 làm nhiệm vụ phân cực ban đầu cho mạch hoạt động D 3, R4, C4, C5 làm nhiệm vụ chống áp bảo vệ tranzito Các linh kiện D1, R2, C3, C2 Tạo nguồn cung cho mạch ổn áp D2 làm nhiệm vụ tạo điện áp chuẩn cho mạch ổn áp gọi tham chiếu Hoạt động mạch tương tự mạch ổn áp có điều chỉnh gồm có hai giai đoạn Giai đoạn tạo nguồn: Được thực sau: Điện áp chiều từ nguồn tiếp tế đến cực C Q qua cuộn sơ cấp biến áp T, phần đưa đến cực B tranzito qua điện trở phân cực R làm cho tranzito chuyển trạng thái từ không dẫn điện sang trạng thái dẫn điện sinh dòng điện chạy cuộn sơ cấp biến áp T, dòng điện biến thiên cảm ứng lên cuộn thứ cấp hình thành xung hịi tiếp cực B Tranzito Q để trì dao động gọi dao động nghẹt Xung dao động nghẹt lấy cuộn thứ cấp khác nắn điôt D lọc tụ C7 hình nguồn chiều thứ cấp cung cấp điện áp cho mạch điện lúc điện áp ngõ chưa ổn định Giai đoạn ổn áp: Được thực nhánh thứ cấp khác nắn lọc xung để hình thành điện áp chiều có giá trị âm nhờ D 1, C3 đặt vào cực B tranzito Q qua Diot zener D2 điều chỉnh điện áp phân cực tranzito Q để ổn định điện áp ngõ Giữ điện áp ngõ ổn định Để hiểu rõ nguyên tắc ổn định điện áp mạch, giả thuyết điện áp ngõ tăng đồng thời làm cho điện áp âm hình thành từ D C3 tăng làm cho điện áp anôt zener D2 tăng kéo theo điện áp catơt giảm làm giảm dịng phân cực cho Q ổn áp dẫn điện yếu điện áp ngõ giảm bù lại tăng ban đầu giữ mức ổn định Hoạt động mạch sảy ngược lại điện áp ngõ giảm làm cho điện áp âm Anod D2 giảm làm cho điện áp catôt tăng nên tăng phân cực B cho tranzito Q Q dẫn mạnh làm tăng điện áp ngõ bù lại giảm ban đầu in ỏp n nh R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch Mạch điện Hình 5.27 dùng cung cấp nguồn cho mạch điện có dịng tiêu thụ nhỏ biến động điện áp ngõ vào thấp Trong mạch cần có dịng tiêu thụ lớn, tầm dị sai rộng cấu trúc mạch điện phức tạp hơn, dùng nhiều linh kiện hơn, kể tranzito, thành phần hệ thống ổn áp hoàn chỉnh đầy đủ có: ổn áp, dị sai, tham chiếu, lấy mẫu bảo vệ hệ thống nguồn cần độ an toàn cao CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Câu Hãy điền vào chỗ trống nội dung thích hợp với câu gợi ý đây? 1.1 Hãy điền vào chỗ trống nội dung thích hợp: a) Mạch dao động đa hài không ổn b) Trong mạch dao động đa hài không ổn dùng hai tranzito có thơng số loại, linh kiện định tần số dao động c) Trong mạch dao động đa hài không ổn, nguyên nhân tạo cho mạch dao động d) Ngoài linh kiện R C đưa vào mạch dao động đa hài không ổn dùng tranzito hoặc, người ta cịn dùng để tạo tần số dao động ổn định xác e) Mạch xén cịn gọi mạch f) Mức xén dùng tranzito xác lập dựa g) Ổn áp mạch thiết lập nguồn cung cấp điện cho mạch điện thiết bị theo yêu cầu thiết kế mạch điện, từ 1.2.Trả lời nhanh câu hỏi đây: a) Muốn thay đổi tần số mạch dao động đa hài nên thực cách ? b) Muốn thay đổi thời gian ngắt mở, thường gọi độ rộng xung, cần thực cách nào? R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch c) Mun cho mt tranzito dẫn trước cấp nguồn, cần thực cách nào? d) Với nguồn cung cấp 12V tần số 1kHz dòng điện tải IC = 10mA dùng tranzito C1815 (=100) chọn linh kiện RC cho mạch e) Hãy cho biết nguyên nhân mạch dao động tạo dao động được, điện áp phân cực hai tranzito hoàn toàn giống Câu Hãy lựa chọn phương án mà học viên cho câu gợi ý tơ đen vào vng thích hợp TT Nội dung câu hỏi Sơ đồ mạch dao động đa hài đơn ổn dùng tranzito khác mạch dao động đa hài không ổn dùng tranzito yếu tố sau: a b c d □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ a.Các linh kiện mạch mắc không đối xứng a Trị số linh kiện mạch không đối xứng b Cách cung cấp nguồn d.Tất yếu tố Xét mặt ngun lí xác định trạng thái dẫn hay khơng dẫn tranzito cách: a Nhìn cách phân cực mạch b Đo điện áp phân cực c Xác định ngõ vào mạch d.Tất yếu tố Thời gian phân cách là: a Thời gian hai xung liên tục ngõ mạch b Thời gian hai xung kớch thớch vo mch R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch c.Thi gian xuất xung d Thời gian tồn xung kích thích Độ rộng xung là: a Thời gian xuất xung ngõ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ b Thời gian xung kích thích c Thời gian hồi phục trạng thái xung d Thời gian hai xung xuất ngõ Thời gian hồi phục là: a Thời gian từ xuất xung đến trở trạng thái ban đầu b Thời gian tồn xung c Thời gian mạch trạng thái ổn định d Thời gian từ trạng thái xung trở trạng thái ban đầu Mạch đa hài đơn ổn dùng nguồn có ưu điểm a Dễ thiết kế mạch b Có cơng suất tiêu thụ thấp c Có nguồn cung cấp thấp d Tất Mạch đa hài đơn ổn có tụ gia tốc có ưu điểm: a Có độ rộng xung nhỏ b Có biên độ lớn c Có thời gian chuyển trạng thái nhanh d Có thời gian hồi phục ngắn Bài tập Hãy làm tập theo số liệu cho Cho mạch điện có Re = 4,7K, Rb = 47K, C=0,01F Dùng tranzito C1815 (=100) với nguồn cung cấp 12V Hãy cho biết: R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch a) rng xung ca mạch b) Tần số mạch TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Viết Nguyên, Giáo trình linh kiện, mạch điện tử, NXB Giáo dục 2008 [2] Nguyễn Văn Tuân, Sổ tay tra cứu linh kiện điện tử,NXB Khoa học kỹ thuật 2004 [3] Đỗ Xuân Thụ, Kĩ thuật điện tử, NXB Giáo dục 2005 [4] Nguyễn Đình Bảo, Điện tử 1, NXB Khoa học kỹ thuật 2004 [5] Nguyễn Đình Bảo, Điện tử 2, NXB Khoa học kỹ thuật 2004 R1 R2 Rn Hình 2-3:Mạch