Chng 3: Tụ điện a. Cấu tạo của tụ điện : Tụ điện là một linh kiện thụ động đ-ợc sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử đ-ợc cấu tạo từ hai bản cực làm bằng hai chât dẫn điện( Kim loại) đặt song song nhau, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi. Ng-ời ta th-ờng dùng các chất : Thuỷ tinh, gốm sứ, mica, giấy, dầu, paraffin, không khí để làm chất điện môi Ví dụ: Tụ thuỷ tinh, tụ mica, tụ dầu, tụ gốm, tụ giấy, tụ hoá Lớp điện môi Đầu ra Hình 1.16: Cấu tạo của tụ điện. * Cách đọc giá trị tụ điện. + Các tụ điện có giá trị lớn từ 1 F trở lên nh- tụ hoá, tụ dầu, tụ tantal nhà sản xuất ghi cụ thể điện áp làm việc và giá trị điện dung trên thân tụ. 50v 1000vDC 5 F 100F Hình 1.17: Các ký hiệu tụ hoá. + Một số tụ điện có giá trị điện dung nhỏ hơn 1F cũng đ-ợc ghi trực tiếp vào tụ điện. 047 160VDC Hình 1.18: Các ký hiệu của tụ điện có giá trị nhỏ hơn 1 F. b. Phân loại tụ điện. + Tụ điện hoá học (tụ hoá). Loại tụ điện này làm bằng hai lá nhôm mỏng và một hoá chất axit borax với các giấy mỏng đặt giữa hai lá nhôm, cuộn tròn lại thành hình trụ. Ký hiệu các loại tụ hoá: + C + C - - Hình 1.19: Kí hiệu của tụ điện hoá học. + Tụ giấy. Tụ giấy là loại tụ không có cực tính gồm các lớp giấy tẩm dầu hay sáp làm chất điện môi và đặt giữa hai lá nhôm mỏng, đ-ợc cuộn tròn lại thành ống. Kí hiệu của tụ giấy. Hình 1.20: Hình dạng và kí hiệu của tụ giấy. + Tụ điện biến đổi. - Là loại tụ gồm hai phần: Phần cố định làm bằng các miếng nhôm có hình bán nguyệt, gắn song song nhau và cách điện với đế tụ. Phần di động cũng làm bằng các miếng nhôm có hình bán nguyệt song song nhau và hàn với trục xoay của tụ. Phần di động có thể quay quanh trục xoay một góc 180 0 . Mỗi vị trí ứng với một giá trị điện dung. c 033 160VDC - Hình dáng và kí hiệu tụ biến đổi. Hình 1.21 : Hình dáng và kí hiệu tụ xoay. c. Ph-ơng pháp đo tụ điện. Trong thực tế ng-ời ta th-ờng dùng các ph-ơng pháp sau: - Ph-ơng pháp đo tụ bằng đồng hồ . Dựa vào đặc tính nạp, phóng của tụ mà ng-ời ta dùng đồng hồ để quan sát sự dịch chuyển của kim đồng hồ. - Nguyên tắc: Dùng thang đo R để quan sát sự chuyển động và vị trí kim chỉ. - Với tụ tốt: Khi đo thì kim lên sau đó phải trở về vị trí vô cực. Tụ có giá trị càng lớn, kim chỉ càng nhiều và ng-ợc lại. - Tr-ờng hợp tụ hỏng: khi phát hiện bằng đồng hồ. - Kim chỉ lên 0 sau đó không trở về: Tụ bị chạm chập các bản cực. - Kim chỉ không lên: Tụ bị đứt, khô. - Khi lên l-ng chừng, không trở về: Tụ bị rỉ. d. Cách ghép tụ điện. * Ghép nối tiếp. Khi ghép nối tiếp các tụ điện ta có: - U=U 1 +U 2 - 1/C=1/C 1 +1/C 2 Hình 1.22. Ghép nối tiếp các tụ điện * Ghép song song. Khi ghép song song các tụ điện ta có: - C=C 1 +C 2 - U=U 1 nếu U 1 < U 2 - U=U 2 nếu U 2 < U 1 Hình 1.23. Ghép song song các tụ điện e. ứng dụng của tụ điện . - Tụ điện đ-ợc dùng nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử. - Tụ điện để làm lệch pha, tạo từ tr-ờng quay để làm mô tơ. - Tụ điện dùng để bù pha tránh lệch pha trong mạch ba pha. - Tụ điện dùng trong mạch dao động, tạo xung. - Tụ điện có giá trị lớn thì để nắn điện. - Tụ điện có giá trị bé dùng trong khu vực mạch cao tần và trong các mạch cộng h-ởng. 1.1.3. Điốt th-ờng. a. Cấu tạo: Gồm hai chất bán dẫn khác nhau là loại P và loại N. - Loại P đ-ợc gọi là cực anốt. - Loại N đ-ợc gọi là cực catốt. Giữa hai chất bán dẫn là lớp tiếp giáp. P N P N Hình1.24: Cấu tạo và ký hiệu của điốt. b. Nguyên lý làm việc. * Phân cực thuận cho điốt (Dùng nguồn điện). Khi nối cực d-ơng với anốt(P), cực âm với catốt (N). Lúc đó điện tích d-ơng của nguồn sẽ đẩy lỗ trống vùng P sang vùng N Và điện tích âm nguồn đẩy electron từ N sang P.Vùng P nhận electron nên trở thành vùng mang điện tích âm. cực d-ơng nguồn sẽ kéo điện tích âm từ vùng P về. Còn vùng N mất electron nên trở thành vùng có điện tích d-ơng, vùng này sẽ kéo điện tích âm của nguồn lên thế chỗ. Nh- vậy đã có một dòng electron chạy liên tục từ cực âm của nguồn qua điốt từ N sang P và về cực d-ơng nguồn. Nói cách khác dòng điện đi qua điốt từ P sang N. *Phân cực nghịch cho điốt. P N - + V DC Hình1.25 : Phân cực cho điốt. Dùng nguồn điện : Nối cực âm với anốt, cực d-ơng với catốt. Lúc đó điện tích âm của nguồn sẽ hút lỗ trống của vùng P và điện tích d-ơng nguồn sẽ hút electrton vùng N làm lỗ trống, và electron hai bên tiếp giáp cũng xa nhau hơn, nên hiện t-ợng tái hợp giữa các electron và lỗ trống càng khó khăn. Tuy nhiên tr-ờng hợp này vẫn có một dòng điện (rất nhỏ) đi qua điốt từ N sang P gọi là dòng điện rỉ. c. Cách đo Dùng đồng hồ vạn năng, bật về thang đo R. Do đặc tính của điốt có điện trở thuận lớn, điện trở nghịch nhỏ. Ta đo nh- sau : + Đo điện trở thuận; Que đỏ nối với P; Que đen nối với N. + Đo điện trở nghịch; Que đỏ nối với N; Que đen nối với P. Hình 1.26: Cách đo điốt th-ờng. Điện trở thuận và nghịch phụ thuộc vào chất bán dẫn Ge, Si theo bảng sau. Điện trở thuận Điện trở nghịch Điốt Ge Vài Vài trăm K Điốt Si Vài Vài M Bảng 1-4: Giá trị đo chuẩn khi đo điốt th-ờng. Kết quả: - Nếu cả điện trở thuận, nghịch đều 0 thì điốt bị đánh thủng. - Nếu cả 2 điện trở thuận, nghịch đều vô cực, thì điốt bị đứt. - Nếu điện trở thuận đúng và điện trở nghịch giảm nhiều thì điốt bị rỉ(hỏng). - Nếu điện trở thuận và nghịch đúng bảng trên, thì điốt còn tốt. d. Các thông số cơ bản của điốt th-ờng. - Điện áp cực đại: Là điện áp phân cực lớn nhất đặt vào điốt mà không bị đánh thủng. - Dòng điện thuận cực đại: Là dòng lớn nhất có thể đi qua điốt mà không bị đánh thủng. Nếu v-ợt quá điốt sẽ bị đánh hỏng. - Dòng điện thuận trung bình: Là dòng làm việc của điốt. - Điện áp rơi trên điốt: Là điện áp ng-ỡng của lớp tiếp giáp P N. e. Đ-ờng đặc tính vôn-ampe của điốt th-ờng Điốt th-ờng có đ-ờng đặc tíng vôn-ampe không đ-ờng thẳng (phi tuyến tính) nghĩa là dòng điện qua điốt phụ thuộc vào điện áp đặt không theo đ-ờng thẳng. I T -Dòng điện thuận U T - Điện áp thuận I N -Dòng điện nghịch U N - Điện áp nghịch U Nmax - Điện áp nghịch cực đại Hình 1.27. Đ-ờng đặc tính vôn- ampe của điốt th-ờng. Từ đ-ờng đặc tính của điốt ta thấy điện trở thuận của điốt không phải là một hằng số mà thay đổi tuỳ theo điện áp đặt vào nó hay nói cách khác tuỳ theo dòng điện qua nó. Điện trở thuận nhỏ khi dòng điện qua điốt lớn và ngựơc lại điện trở thuận lớn khi dòng điện qua nó nhỏ. Nhờ đặc tính này mà điốt đ-ợc sử dụng làm nhiệm vụ hồi tiếp đảm bảo cho các tranzitor đóng tích cực. + ứng dụng của điốt th-ờng: - Dùng để chỉnh l-u dòng xoay chiều thành dòng một chiều. - Làm Mạch tách sóng để lấy tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu cao tần trong rađiô. - Dïng ®ièt ®Ó ph©n cùc cho tranristor nh»m æn ®Þnh ®iÖn ¸p ph©n cùc. . tụ điện . - Tụ điện đ-ợc dùng nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử. - Tụ điện để làm lệch pha, tạo từ tr-ờng quay để làm mô tơ. - Tụ điện dùng để bù pha tránh lệch pha trong mạch ba pha. - Tụ điện. tíng vôn-ampe không đ-ờng thẳng (phi tuyến tính) nghĩa là dòng điện qua điốt phụ thuộc vào điện áp đặt không theo đ-ờng thẳng. I T -Dòng điện thuận U T - Điện áp thuận I N -Dòng điện nghịch. Lớp điện môi Đầu ra Hình 1.16: Cấu tạo của tụ điện. * Cách đọc giá trị tụ điện. + Các tụ điện có giá trị lớn từ 1 F trở lên nh- tụ hoá, tụ dầu, tụ tantal nhà sản xuất ghi cụ thể điện áp