Giáo trình kỹ thuật điện tử (nghề kỹ thuật máy lạnh và điều hòa không khí trung cấp)

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ GIỚI GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH & ĐHKK TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số: / QĐ-CĐCG ngày … tháng năm…… Trường 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 Trên sở chương trình khung đào tạo, trường Cao đẳng Cơ giới, giáo viên có nhiều kinh nghiệm thực biên soạn giáo trình Kỹ thuật điện tử phục vụ cho công tác dạy học Giáo trình thiết kế theo mơ đun thuộc hệ thống mơ đun/ mơn học chương trình đào tạo nghề Kỹ thuật máy lạnh Điều hịa khơng khí cấp trình độ Trung cấp dùng làm giáo trình cho học viên khóa đào tạo Do tài liệu tham khảo khơng nhiều, trình độ người biên soạn có hạn nên khơng tránh khỏi thiếu sót Tác giả mong đợi nhận xét, đánh giá, góp ý đơng đảo bạn bè đồng nghiệp MỤC LỤC TT NỘI DUNG TRANG Lời giới thiệu Mục lục Bài 1: Các linh kiện điện tử thụ động ứng dụng 11 Bài 2: Linh kiện điện tử bán dẫn rời rạc ứng dụng 32 Bài 3: Linh kiệ điện tử tổ hợp (IC) ứng dụng 83 Tài liệu tham khảo 114 GIÁO TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ Mã mơ đun: MĐ15 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơ đun: - Vị trí: + Chương trình mơn học Kỹ thuật điện tử đưa vào sau học sinh học môn học: "Cơ sở kỹ thuật điện" để chuẩn bị cho học sinh tiếp tục nắm bắt mô đun - Tính chất: Là mơn học bắt buộc - Ý nghĩa vai trị mơ đun: Kỹ thuật điện tử đóng vai trị quan trọng ngành Kỹ thuật máy lạnh Điều hòa khơng khí, ngành Điện đáp ứng u cầu điều khiển thiết bị ngành Kỹ thuật máy lạnh Điều hịa khơng khí Mơ đun trang bị cho học viên kiến thức kỹ Kỹ thuật điện tử - Đối tượng: Là giáo trình áp dụng cho học sinh trình độ Trung cấp nghề Kỹ thuật máy lạnh Điều hịa khơng khí Mục tiêu mơ đun: - Kiến thức: A1 Trình bày kiến thức cấu tạo, nguyên lý làm việc linh kiện điện tử bản, tính ứng dụng linh kiện mạch điện tử thường dùng hệ thống lạnh - Kỹ năng: B1 Nhận biết số linh liện điện tử dùng hệ thống lạnh; B2 Xác định thông số qua nhãn ghi linh kiện - Năng lực tự chủ trách nhiệm: C1 Có lịng u nghề, say mê tìm hiểu kiến thức lĩnh vực điện tử Chương trình khung nghề Kỹ thuật máy lạnh Điều hịa khơng khí Tên môn học, mô đun Mã MH/M Đ Thời gian học tập (giờ) Số tín Tổng Trong số Thực Lý hành/ Kiểm thuyết tra tập I MH01 MH02 MH03 MH04 MH05 MH06 II II.1  Các môn học chung Chính trị Pháp luật Giáo dục thể chất Giáo dục quốc phòng Tin học Tiếng anh chuyên nghành  Các môn học, mô đun chuyên môn  Môn học, mô đun sở MH 07 Vẽ kỹ thuật MH 08 30 15 30 45 15 21 13 24 21 2 45 90 15 30 29 56 30 18 10 Cơ sở kỹ thuật điện 45 33 MH 09 Cơ sở kỹ thuật nhiệt - lạnh điều hồ khơng khí 75 56 16 MH 10 Vật liệu điện lạnh 30 24 MH 11 An toàn lao động vệ sinh công nghiệp 30 23 MĐ 12 Máy điện 90 24 60 MĐ 13 Trang bị điện hệ thống lạnh 120 30 82 MĐ 14 Thực tập gò - hàn 70 12 52 MH 15 Kỹ thuật điện tử 45 11 31 II.2  Môn học, mô đun chuyên môn ngành, nghề MĐ 16 Đo lường điện - lạnh 45 17 26 MĐ 17 Lạnh 120 30 84 MĐ 18 Hệ thống máy lạnh dân dụng 120 13 103 MĐ 19 Hệ thống điều hồ khơng khí cục 120 28 84 MĐ20 PLC 60 19 35 90 38 48 75 15 57 MĐ 21 MĐ 22 Hệ thống máy lạnh cơng nghiệp Hệ thống điều hồ khơng khí trung tâm MĐ 23 Sửa chữa board mạch 120 44 69 MĐ 24 Chun đề điều hịa khơng khí 60 15 43 MĐ 25 Thực tập tốt nghiệp 300   285 15 73 1900 525 1218 157   Tổng cộng Chương trình chi tiết mơ đun Thời gian (giờ) Số TT Tên mô đun Bài 1: Các linh kiện điện tử thụ động ứng dụng 10 Bài Linh kiện điện tử bán dẫn rời rạc ứng dụng 17 12 Bài Linh kiện điện tử bán dẫn tổ hợp (IC) ứng dụng 18 13 45 11 31 Cộng Thực Tổng Lý Kiểm hành/ số thuyết tra tập Điều kiện thực môn học: 3.1 Phòng 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 thực hành, dụng cụ nghề điện, điện lạnh,… 3.4 Các điều kiện khác: Người học tìm hiểu thực tế linh kiện điện tử 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 mơn học + Nghiêm túc q trình học tập 4.2 Phương pháp: Người học đánh giá tích lũy môn 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 09/2017/TT-BLĐTBXH, ngày 13/3/2017 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: Điểm đánh giá Trọng 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 đánh giá Thường xuyên Định kỳ Phương pháp tổ chức Viết/ Thuyết trình Viết thực hành Hình thức kiểm tra Tự luận/ Trắc nghiệm/ Báo cáo Tự luận/ Trắc nghiệm/ thực hành Chuẩn đầu đánh giá Số cột Thời điểm A1 kiểm tra Sau 10 A1, B1, C1 Sau 15 Kết thúc môn học Vấn đáp thực hành Vấn đáp thực hành mơ hình A1,, B1, B2 , C1, Sau 45 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 Kỹ thuật máy lạnh Điều hịa khơng khí 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 tập ứng dụng hệ truyền động dùng điện tử công suất, loại thiết bị điều khiển * 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 70% giảng tích hợp Nếu người học vắng >30% 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 hồn thiện tốt tồn chủ đề thảo luận nhóm - Tham dự đủ kiểm tra thường xuyên, định kỳ - Tham dự thi kết thúc mô đun - Chủ động tổ chức thực tự học Tài liệu tham khảo: - TS Nguyễn Viết Nguyên Giáo trình linh kiện điện tử ứng dụng NXB Giáo dục 2002 - Võ Thạch Sơn Linh kiện bán dẫn vi điện tử NXB Khoa học kỹ thuật 2001 - Đỗ Xuân thụ Kỹ thuật điện tử NXB Đại học giáo dục chuyên nghiệp 1990 - Lê văn Doanh Kỹ thuật điện tử qua sơ đồ NXB Khoa học kỹ thuật 1997 - Điện tử công nhiệp- NXB Khoa học kỹ thuật 10 Điện áp so với Mass là: Ở chế độ chiều (khơng có tín hiệu xoay chiều) (Hình 3-12) cực B nối qua điện trở Rb Mass nên Điện áp cực E là: Dòng cực E: Vì Q1 Q2 giống nên: +Vcc Rc2 Rc1 Vi1 Vc1 Vc2 Q1 Q2 Rb1 Vi2 Rb2 Re -Vcc Hì nh 4.12: Mạ ch khuếch đạ i vi sai ë chÕ®é mét chiỊu Khi đầu vào có tín hiệu xoay chiều (Chế độ xoay chiều)Thì tuỳ cách đưa tín hiệu vào mà ta có chế độ làm việc khác nhau: - Chế độ vi sai: Có hai tín hiệu vào hai cực B (Hình 3-12; 4-13) - Chế độ đơn: Một tín hiệu vào cực B, Cực B cịn lại nối Mass (Hình 3-13) - Chế độ đồng pha: Một tina hiệu đưa vào hai cực B (Hình 3-14) 94 +Vcc +Vcc Vi1 Vc1 Vc2 Q1 Q2 Re -Vcc Hì nh 4.13: Mạ ch khuếch đạ i vi sai chếđộ đơn Rc2 Rc1 Rc2 Rc1 Vi1 Vc1 Vc2 Q1 Q2 Re -Vcc Hì nh 4.14: Mạ ch khuếch đạ i vi sai ë chÕ®é ®ång pha Mạch khuếch đại cơng suất Mục tiêu: - Vẽ trình bầy nguyên lý hoạt động mạch khuếch đại công suất - Trình bầy tính chất, kiểm tra thơng số đầu vào,ra mạch khuếch đại công suất 3.1.Khái niệm 3.1.1 Định nghĩa Các mạch khuếch đại nghiên cứu trước, tín hiệu mạch nhỏ (dịng áp tín hiệu) Để tín hiệu đủ lớn đáp ứng yêu cầu điều khiển tải, Ví dụ loa, mơtơ, bóng đèn ta phải dùng đến mạch khuếch đại công suất để tín hiệu có cơng suất lớn đáp ứng yêu cầy kỹ thuật tảI độ méo phi tuyến, hiệu suất làm việc…vì mạch cơng suất phải nghiên cứu khác mạch trước Vậy tầng công suất tầng khuếch đại cuối khuếch đại Nó có nhiệm vụ cho tải cơng suất lớn có thể, với độ méo cho phép đảm bảo hiệu suất cao Do khuếch đại tín hiệu lớn, Tranzior làm việc vùng khơng tuyến tính nên khơng thể dùng sơ đồ tương đương tín hiệu nhỏ nghiên cứu mà phải dùng đồ thị 3.1.2 Phân loại Tầng cơng suất làm việc chế độ A, B, A B, Và C, D tuỳ thuộc vào chế đô công tác Tranzito  Chế độ A: Là chế độ khuếch đại hai bán kỳ (Dương Âm tín hiệu hìn sin) ngõ vào.Chế độ có hiệu suất thấp (Với tải điện trở 25%)nhưng méo phi tuyến nhỏ nhất, nên dùng trường hợp đặc biệt  Chế độ B: Transistor phân cực VBE = (vùng ngưng) Là chế độ khuếch đại bán kỳ tín hiệu hìn sin ngõ vào, chế độ có hhiệu suất lớn (=78%), méo xuyên giao lớn khắc phục cách kết hợp với chế độ AB dùng hồi tiếp âm  Chế độ AB:Có tính chất chuyển tiếp A B Transistor phân cực gần vùng ngưng Tín hiệu ngõ thay đổi chu kỳ tín hiệu vào (Transistor hoạt động chu kỳ - dương âm - tín hiệu ngõ vào) Nó có dịng tĩnh nhỏ để tham gia vào việc giảm méo lúc tín hiệu vào có biên độ nhỏ 95  Chế độ C: Transistor phân cực vùng ngưng để phần nhỏ chu kỳ tín hiệu ngõ vào khuếch đại., có hiệu suất cao (> 78%)nhưng méo lớn Nó dùng mạch khuếch đại cao tần có tải khung cộng hưởng để chọn lọc sóng đài mong muốn để có hiệu suất cao  Chế độ D: Tranzito làm việc khố điện tử đóng mở Dưới tác dụng tín hiệu vào điều khiển Tranzito thơng bão hồ khố đóng, dịng điện chạy qua tranzito IC đạt giá trị cực đại, cịn khố mở Tranzito ngắt dịng qua Tranzito khơng IC =0 Ngồi cách phân loại thực tế phân tích mạch sửa chữa người ta chia mạch khuếch đại cơng suất làm hai nhóm Các mạch khuếch đại cơng suất dùng Tranzito gọi khuếch đại đơn , Các mạch khuếch đại công suất dùng nhiều Tranzito gọi khuếch đại kép Mô tả việc phân loại mạch khuếch đại công suất 3.1.3 Đặc điểm mạch khuếch đại cơng suất • Tín hiệu khảo sát mạch thuộc dạng tín hiệu có biên độ lớn phân tích mạch ta phải xem xét chế độ phân cực mạch kỳ • Khoảng tần số làm việc [20-20KHz], tần số audio • Tầng khuếch đại công suất nằm ngõ tải, transsistor tần có cơng suất cao Do hoạt động cơng suất cao nên chúng tỏa nhiều để ổn định hệ số khuếch đại mạch tăng tuổi thọ transsistor ta thường lắp thêm phận tản nhiệt • Việc tính tốn cơng suất đoạn mạch cách tổng qt: • Cơng suất ac tải RL : L • Cơng suất nguồn cung cấp: • Cơng suất tiêu tán transistor : • Hiệu suất mạch khuếch đại: 96 3.2 Mạch khuếch đại công suất chế độ A: 3.2.1 Mạch khếch đại công suất chế độ A dùng tải điện trở: Trong mạch khuếch đại chế độ A, điểm làm việc thay đổi đối xứng xung quanh điểm làm việc tĩnh Xét tầng khuếch đại đơn mắc EC mạch có hệ số khuếch đại lớn méo nhỏ Chỉ xét mạch nguồn cấp nối tiếp Mô tả việc phân loại (Hình 3-15) Vcc Rc Rb C Q Vi Vo Hì nh 4.15:Mạ ch khuếch đạ i công suất chếđộ A tải dù ng điện trở Trong đó: - Q: Tranzito khuếch đại cơng suất - Rc: Điện trở tải - Rb: Điện trở phân cực - C: Tụ lên lạc tí hiệu ngõ vào - Vi: Tín hiệu ngõ vào tầng khuếch đại cơng suất - Vo: Tín hiệu ngõ tầng khuếch đại cơng suất  Chế độ tĩnh: Dòng phân cực chiều tính theo cơng thức Vcc Rb: Tương ứng với dòng cực C là: Điện áp Vce: Từ giá trị Vcc ta vẽ đường tải chiều AB Từ xác định điểm làm việc Q tương ứng vói IBQ đặc tuyến Hạ đường chiếu từ điểm Q đến hai trục toạ độ ICQ VCEQ 97 I B c Ic q Q ceq A Vc c Ib q Uc e  Chế độ động: Khi có tín hiệu AC đưa đến đầu vào khuếch đại, dòng điện điện áp thay đổi theo đường tải chiều Một tín hiệu đầu vào nhỏ gây dịng điện cực B thay đổi xung quanh điểm làm việc tĩnh, dòng cực C điện áp Vce thay đổi xung quanh điểm làm việc Khi tín hiệu vào lớn biến thiên xa so với điểm làm việc tĩnh thiết lập từ trước dòng điện Ic điện áp Vce biến htiên đạt đến giá trị giới hạn Đối với dòng điện, giá trị giới hạn thấp Imin =0, cao Imass =Vc/Rc Đối với điện áp Vce, giới hạn thấp Vce =0v, cao Vce =Vcc  Công suất cung cấp từ nguồn chiều:  Công suất ra: + Tính theo giá trị hiệu dụng: + Tính theo gá trị đỉnh: + Tính theo giá trị đỉnh - đỉnh: 98  Hiệu suất mạch: Hiệu suất mạch khuếch đại phụ thuộc tổng công suất xoay chiều tảI tổng công suất cung cấp từ nguồn chiều Hiệu suất tính theo cơng thức sau: % Po:Công suất P:Công suất cung cấp từ nguồn chiều 4.3.2.2 Mạch khuếch đại công suất chế độ A ghép biến áp: (Hình 3-17) Vcc N1:N2 Rb V Vo R t V1 C Vi Q H× nh 4.17:Mạ ch khuếch đạ i công suất chếđộ A tải ghép biến áp õy l mch khuch i cụng suất chế độ A với hiệu suất tối đa khoảng 50%, sử dụng biến áp để lấy tín hiệu đến tải Rt Hình 3.17 Biến áp tăng hay giảm điện áp dòng điện theo tỉ lệ tính tốn trước Sự biến đổi điện áp theo biểu thức: 3.3 Mạch khuếch đại công suất chế độ B Trong mạch khuếch đại công suất lớp B, người ta phân cực với VB =0V nên bình thường transistor khơng dẫn điện dẫn điện có tín hiệu đủ lớn đưa vào Do phân cực nên transistor dẫn điện bán kỳ tín hiệu (bán kỳ dương hay âm tùy thuộc vào transistor NPN hay PNP) Do muốn nhận chu kỳ tín hiệu ngõ người ta phải dùng transistor, transistor dẫn điện chu kỳ tín hiệu Mạch gọi mạch công suất đẩy kéo (pushpull),trong thực tế ứng ứng dụng có số dạng mạch sau: 3.3.1 Mạch khuếch đại đẩy kéo dùng biến áp (Hình 3-18) 99 Hình 3-18 Mạch khuếch đại đẩy kéo dùng biến áp Ưu điểm mạch chế độ phân cực tĩnh không tiêu thụ nguồn cung cấp Tranzito không dẫn điện nên không tổn hao mạch Mặt khác không dẫn điện nên không sảy méo bão hoà từ Hiệu suất mạch đạt khoảng 80% Nhược điểm mạch méo xuyên giao lớn tín hiệu vào nhỏ, hai vế khuếch đại không cân Nguyên lý hoạt động mạch: - Trong bán kỳ dương tín hiệu, Q1 dẫn Dòng i1 chạy qua biến ngõ tạo cảm ứng cấp cho tải Lúc pha tín hiệu đưa vào Q2 âm nên Q2 ngưng dẫn - Ðến bán kỳ kế tiếp, tín hiệu đưa vào Q2 có pha dương nên Q2 dẫn Dịng i2 qua biến ngõ tạo cảm ứng cung cấp cho tải Trong lúc pha tín hiệu đưa vào Q1 âm nên Q1 ngưng dẫn Chú ý i1 i2 chạy ngược chiều biến ngõ nên điện cảm ứng bên cuộn thứ cấp tạo Q1 Q2 ngược pha nhau, chúng kết hợp với tạo thành chu kỳ tín hiệu Thực tế, tín hiệu ngõ lấy tải không trọn vẹn mà bị biến dạng Lý bắt đầu bán kỳ, transistor không dẫn điện mà phải chờ biên độ vượt qua điện ngưỡng VBE Sự biến dạng gọi biến dạng xuyên tâm (cross-over) Ðể khắc phục, người ta phân cực VB dương chút (thí dụ transistor NPN) để transistor dẫn điện tốt có tín hiệu áp vào chân B Cách phân cực gọi phân cực loại AB Chú ý cách phân cực độ dẫn điện transistor công suất không đáng kể chưa có tín hiệu Ngồi ra, hoạt động với dịng IC lớn, transistor cơng suất dễ bị nóng lên Khi nhiệt độ tăng, điện ngưỡng VBE giảm (transistor dễ dẫn điện hơn) làm dòng IC lớn hơn, tượng chồng chất dẫn đến hư hỏng transistor Ðể khắc phục, việc phải giải nhiệt đầy đủ cho transistor, người ta mắc thêm điện trở nhỏ 100 (thường vài Ω) hai chân E transistor công suất xuống mass Khi transistor chạy mạnh, nhiệt độ tăng, IC tăng tức IE làm VE tăng dẫn đến VBE giảm Kết transistor dẫn yếu trở lại Mạch khuếch đại công suất loại AB dùng biến áp đảo pha biến xuất âm Ngoài ra, người ta thường mắc thêm điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm (thermistor) song song với R2 để giảm bớt điện phân cực VB bù trừ nhiệt độ tăng 3.3.2 Mạch đẩy kéo ghép trực tiếp Mạch khuếch đại công suất ghép trực tiếp mục đích để bù méo tạo tín hiệu đối xứng chống méo xuyên giao, đựơc sử dụng chủ yếu cặp Tranzito hổ bổ đối xứng (là tranzito có thơng số kỹ thuật hồn tồn giống khác loại PNP NPN, đồng thời chất cấu tạo) (Hình 3-19) Nhiệm vụ linh kiện mạch: C: Tụ liên lạc tín hiệu ngõ vào Rt: Điện trở tảI tầng khuếch đại công suất Q1, Q2: Cặp tranzito khuếch đại công suất hổ bổ đối xứng Mạch có đặc điểm nguồn cung cấp cho mạch phải nguồn đối xứng, không đảm bảo yếu tố dạng tín hiệu dễ bị méo nên thông thường nguồn cung cấp cho mạch thường lấy từ nguồn ổn áp Hoạt động mạch: Mạch phân cực với thiên áp tự động bán kỳ dương tín hiệu Q1 dẫn dịng điện nguồn dương qua tải Rt, Q2 tắt khơng cho dòng điện nguồn qua tải bán kỳ âm tín hiệu Q2 dẫn dịng nguồn âm qua tảI Rt, Q1 tắt Mạch có ưu điểm đơn giản, chống méo hài, hiệu suất lớn điện áp phân cực ngõ 0v nên ghép tín hiệu tải trực tiếp Nhưng dễ bị méo xuyên giao cần nguồn đối xứng làm cho mạch điện cồng kềnh, phức tạp đồng thời dễ làm hư hỏng tải Tranzito bị đánh thủng Để khắc phục nhược điểm thông thường người ta dùng mạch ghép dùng tụ 101 +Vcc Q1 C Rt Vo Vi Q2 -Vcc Hì nh 4.19: Mạ ch khuếch đ i công suÊt ® Èy kÐo ghÐp trùc tiÕp 3.3.2 Mạch đẩy kéo ghép dùng tụ (Hình 3-20) +Vcc R1 Q1 R3 VR C1 Vi + C2 R2 R4 Q3 Q2 Vo Rt Hì nh 4.20: Mạ ch khuếch đạ i công st ® Èy kÐo ghÐp tơ Nhiệm vụ linh kiện mạch: Q1, Q2: Cặp tranzito khuếch đại cơng suất Q3: Đảo pha tín hiệu R1, R2: Phân cực cho Q1, Q2 đồng thời tải Q3 R3, VR: Lấy phần điện áp chiều ngõ quay kết hợp với R4 làm điện áp phân cực cho Q3 làm hồi tiếp âm điện áp ổn định điểm làm việc cho mạch C1: Tụ liên lạc tín hiệu ngõ vào C2: Tụ liên lạc tín hiệu ngõ đến tải Mạch có đặc điểm có độ ổn định làm việc tương đối tốt, điện áp phân cực ngõ mạch làm việc tốt Nhưng có nhược điểm dễ bị méo xuyên giao chọn chế độ phân cực cho tranzito Q1, Q2 khơng phù hợp tín hiệu ngõ vào có biên độ không phù hợp với thiết kế mạch phần tín hiệu ngõ quay trở theo đường hồi tiếp âm làm giảm hiệu suất mạch để khắc phục nhược điểm người ta dùng mạch có dạng (Hình 3-21) 102 +Vcc R1 C3 Q1 D1 R3 C2 + + R2 VR D2 Vi C1 R4 Vo Rt Q2 Q3 H× nh 4.21: Mạ ch khuếch đạ i công suất đẩy kéo ghÐp tơ c¶i tiÕn Trong C3: Lọc bỏ thành phần xoay chiều tín hiệu D1, D2:Cắt rào điện áp phân cực cho Q1 Q2, Trên thực tế mạch dùng từ đến điơt loại để cắt rào điện Ngoài với phát triển công nghệ chế tạo linh kiện mạch công suất thường thiết kế sẵn dạng mạch tổ hợp (IC) tiện lợi cho việc thiết kế mạch thay sửa chữa 3.4 Mạch khuếch đại công suất chế độ C D Mặc dù mạch khuếch đại chế độ A, AB, B thường dùng khuếch đại công suất, khuếch đại chế độ D ứng dụng phổ biến có hiệu suất cao Các mạch khuếch đại chế độ C lại sử dụng khuếch đại âm tần mà dùng trong mạch khuếch đại cao tần để chọn lọc sóng hài mong muốn 3.4.1 Khuếch đại chế độ C Mạch khuếch đại C (Hình 3-22) Mạch hoạt động khoảng 1/2 chu kỳ tín hiệu vào Dạng tín hiệu ngõ biểu diễn đầy đủ chu kỳ tín hiệu sở mạch cộng hưởng Hoạt động mạch giới hạn tầng cộng hưởng , dao động Vcc C2 L C3 C1 Vi Rb Q Vo Hì nh 4.22:Mạ ch khuếch đạ i công suất chếđộ C Nhiệm vụ linh kiện mạch: C1: liên lạc tín hiệu kích thích ngõ vào 103 Rb: Phân cực Tranzito nằm sâu vùng ngưng dẫn Q: Khuếch đại công suất L, C2: Khung cộng hưởng C3: Tụ liên lạc lấy tín hiệu ngõ Hoạt động mạch sau: Ở trạng thái bình thường Tranzito không dẫn điện phân cực nằm sâu vùng ngưng dẫn nên điện áp ngõ Khi có kích thích nguồn tín hiệu từ bên ngồi qua tụ liên lạc C1, phần đỉnh bán kỳ dương tín hiệu làm tăng phân cực B tranzito làm cho tranzito dẫn điện bão hoà Dong cực C chảy qua tranzito nạp điện lên cuộn dây L dạng từ Chấm dứt bán kỳ dương tín hiệu tranzito trở trạng thái ngưng dẫn cuộn dây L xả điện qua tụ C2 tạo thành tín hiệu dạng sin ngõ cực C Nếu có tín hiệu đến kích thích tiếp tục tín hiệu liên tục, ngược lại khơng có tín hiệu đến kích thích ngõ vào tín hiệu ngõ có dạng hình sin tắt dần tổn thất khung cộng hưởng 3.4.2 Khuếch đại chế độ D Khuếch đại chế độ D thiết kế để làm việc với tín hiệu xung tín hiệu số Với hiệu suất 90% làm tăng thêm hiệu mạch khuếch đại công suất Người ta thường chuyển tín hiệu đầu vào thành dạng xung trước sử dụng để truyền lượng tải công suất lớn chuyển ngược lại thành tín hiệu sin để phục hồi tín hiệu gốc có u cầu Trong thực tế mạch cơng suất khuếch đại chế độ D dùng rộng rãi mạch tạo xung quét hay tạo cao máy thu hình, máy photocopy… CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP Câu1.Hãy lựa chọn phương án để trả lời câu hỏi cách tô đen vào ô vuông thích hợp: TT Nội dung câu hỏi a b c d 4.1 Mắc tranzito để có tổng trở vào nhỏ hất? a.Mắc kiểu E chung □ □ □ □ b.Mắc kiểu B chung c.Mắc kiểu C chung d.Tuỳ vào dạng mạch 4.2 Mắc tranzito kiểu để có tổng trở vào lớn nhất? a.Mắc kiểu E chung □ □ □ □ b.Mắc kiểu B chung c.Mắc kiểu C chung d.Tuỳ vào dạng mạch 4.3 Mắc tranzito kiểu để có tổng trở nhỏ nhất? a.Mắc kiểu E chung □ □ □ □ b.Mắc kiểu B chung c.Mắc kiểu C chung d.Tuỳ vào dạng mạch 4.4 Mắc tranzito kiểu để có tổng trở lớn nhất? 104 a.Mắc kiểu E chung b.Mắc kiểu B chung c.Mắc kiểu C chung d.Tuỳ vào dạng mạch 4.5 Mắc tranzito kiểu để có hệ số khuếch đại dịng lớn 1? a.Mắc kiểu E chung b.Mắc kiểu B chung c.Mắc kiểu C chung d.Tuỳ vào dạng mạch 4.6 Mắc tranzito kiểu để có hệ số khuếch đại điện áp lớn 1? a.Mắc kiểu E chung b.Mắc kiểu B chung c.Mắc kiểu C chung d.Tuỳ vào dạng mạch 4.7 Mắc tranzito kiểu hệ số khuếch đại dòng điện áp lớn 1? a.Mắc kiểu E chung b.Mắc kiểu B chung c.Mắc kiểu C chung d.Tuỳ vào dạng mạch 4.8 Trong trường hợp tranzito trạng thái ngưng dẫn? a.Mắc kiểu E chung b.Mắc kiểu B chung c.Mắc kiểu C chung d.Tuỳ vào dạng mạch 4.9 Trường hợp tranzito trạng thái khuếch đại? a.Mắc kiểu E chung b.Mắc kiểu B chung c.Mắc kiểu C chung d.Tuỳ vào dạng mạch 4.10 Trường hợp tranzito dẫn điện bão hoà? a.Tiếp giáp BE phân cực ngược b.Tiếp giáp BC phân cực thuận c.Tiếp giáp BE phân cực thuận d.Gồm a c 4.11 Thế mạch khuếch đại Darlington? a.Tranzito mắc song song b.Tranzito mắc nối tiếp c Hai tranzito mắc song song d Hai tranzito mắc nối tiếp □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ 105 4.12 Mạch khuếch đại Darlington có ưu điểm gì? a.Điện trở vào lớn b.Điện trở vào nhỏ c.Hệ số khuếch đại dòng lớn hơn1 d.Tất yếu tố 4.13 Trong thực tế mạch khuếch đại Darlington có cách mắc? a.Một cách mắc b.Hai cách mắc c.Ba cách mắc d.Bốn cách mắc 4.14 Mạch khuếch đại Darlington dùng làm gì? a.Khuếch đại ngõ vào b.Khuếch đại ngõ c.Khuếch đại trung gian d.Tùy vào yêu cầu mạch điện 4.15 Mạch khuếch đại vi sai có tính chất gì? a.Khuếch đại trực tiếp tín hiệu vào b.Khuếch đại sai lệch hai tín hiệu vào c.Khuếch đại tín hiệu d.Tất sai 4.16 Thế mạch khuếch đại công suất? a.Là tầng cuối khuếch đại b.Cho tải công suất lớn c.Có độ méo hài nhỏ cơng suất lớn d.Tất yếu tố 4.17 Thế mạch khuếch đại chế độ A? a.Là chế độ khuếch đại hai bán kỳ tín hiệu b.Là chế độ khuếch đại bán kỳ tín hiệu c.Là chế độ khuếch đại nhỏ nửa tín hiệu sin d.Mạch làm việc khóa điện tử đóng mở 4.18 Thế mạch khuếch đại chế độ B? a Là chế độ khuếch đại hai bán kỳ tín hiệu b Là chế độ khuếch đại bán kỳ tín hiệu c Là chế độ khuếch đại nhỏ nửa tín hiệu sin d Mạch làm việc khóa điện tử đóng mở 4.19 Thế mạch khuếch đại chế độ C? a Là chế độ khuếch đại hai bán kỳ tín hiệu b Là chế độ khuếch đại bán kỳ tín hiệu □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ □ 106 c Là chế độ khuếch đại nhỏ nửa tín hiệu sin d Mạch làm việc khóa điện tử đóng mở 4.20 Thế mạch khuếch đaị chế độ D? a Là chế độ khuếch đại hai bán kỳ tín hiệu b Là chế độ khuếch đại bán kỳ tín hiệu c Là chế độ khuếch đại nhỏ nửa tín hiệu sin d Mạch làm việc khóa điện tử đóng mở □ □ □ □ TÀI LIỆU THAM KHẢO 107 [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 108