Kỹ thuật mạch tương tự - Chương 1 ppsx

http://www.ebook.edu.vn 1 Phần 2: Kỹ thuật mạch tương tự. http://www.ebook.edu.vn 2 Mục lục Chng 1. Các linh kin in t c bn 4 1.1 Linh kin tích cc : 4 1.2 Linh kin th ng: 6 1.2.1 in tr : 6 1.2.2 T in 8 1.2.3 Cun cm 11 1.3 Linh kin bán dn 12 1.3.1 Gii thiu v cht bán dn 12 1.3.2 Các ng dng ca cht bán dn 14 1.4 Kt lun 21 Chng 2. Mch khuch i 22 2.1 Khái nim và phân loi khuch i 22 2.2 Các thông s c bn ca mch khuch i 23 2.2.1 H s khuch i 23 2.2.2 c tính biên  tn s và pha tn s 23 2.2.3 c tính biên  25 2.2.4 Hiu sut  ca mch khuch i: 26 2.2.5 Tr kháng vào, tr kháng ra ca mch khuch i. 26 2.3 Khuch i tn thp dùng transistor 28 2.3.1 Khuch i mc Emit chung. 28 2.3.2 Khuch i mc baz chung 32 2.3.3 Khuch i colect chung 33 2.3.4 Khuch i dùng transistorr trng FET. 34 2.3.5 Ví d xây dng mch khuch i mc Emito chung. 37 2.3.6 Mt s cách mc transistor c bit dùng trong khuch i . 40 2.4 Khuch i dùng vi mch thut toán 41 2.4.1 Vi mch khuch i thut toán (Op-Amp) 41 2.4.2 OpAmp lý tng và thc t: 41 2.4.3 Mch khuch i: 43 2.4.4 Mch cng tr: 45 2.4.5 Mch vi tích phân: 48 2.4.6 Bài tp: 50 2.5 Khuch i công sut 51 2.5.1 Tng khuch i công sut n dùng bin áp làm vic  ch  A 52 2.5.2 Khuch i công sut y kéo có bin áp 53 2.5.3 Khuch i công sut y kéo không bin áp 56 Chng 3. Mch dao ng 59 3.1 Mch dao ng to xung 59 3.1.1 a hài to xung vuông. 59 3.1.2 Mch to xung tuyn tính 59 3.2 Mch dao ng to sin 59 3.2.1 Khái nim chung 59 3.2.2 To dao ng hình sin LC ghép h cm 61 http://www.ebook.edu.vn 3 3.2.3 To dao ng hình sin kiu 3 im 63 3.2.4 To dao ng RC 67 Chng 4. Mch ngun 70 4.1 Ngun chnh lu 70 4.1.1 Mch chnh lu 1 na chu k: 70 4.1.2 Mch chnh lu 2 na chu k: 72 4.1.3 Mch chnh lu cu: 74 4.1.4 Chnh lu bi áp 75 4.1.5 Lc san bng 76 4.2 Ngun n áp 1 chiu tuyn tính 76 4.2.1 Các tham s n áp mt chiu 77 4.2.2 n áp mt chiu bù tuyn tính 77 4.2.3 Các IC n áp tuyn tính 80 4.2.4 Nguyên lý n áp xung. 82 http://www.ebook.edu.vn 4 Chương 1. Các linh kiện điện tử cơ bản Bài giảng số 1  Thời lượng: 5 tiết.  Tóm tắt nội dung : ¾ Linh kiện tích cực. ¾ Linh kiện thụ động. ¾ Linh kiện bán dẫn. 1.1 Linh kiện tích cực : 1.1.1. Nguồn dòng: a) Khái niệm và ứng dụng Ngun dòng là mt mch in cung cp mt dòng in không ph thuc ti. Ngun dòng có rt nhiu ng dng : - Ngun dòng tín hiu khi cn truyn i xa:  tránh sai s do in tr ng dây, nhiu in áp cm ng - Ngun dòng trong các mch np x t in, nh m tuyn tính hóa in áp np và x. - Ngun dòng trong các mch cp in cho diode zenner,  có in áp n nh. - Ngun dòng cho các mch o lng da trên in áp trên hai u in tr b) Phân loại : - Ngun dòng c nh: cho dòng ra n nh và không thay i. - Ngun dòng ph thuc: cho dòng ra t l vi mt áp i u khin u vào. c) Cách lắp mạch : - Các mch ngun dòng n gin và không cn chính xác lm, ta có th mc bng ch 1 hoc 2 tranistor. Hình 1.1.1.1. Sơ đồ các mạch nguồn dòng dung Transistorr http://www.ebook.edu.vn 5 - Ngun chính xác hn có th ráp bng OpAmp. Hình 1.1.1.2. Sơ đồ mạch nguồn dòng dung OpAmp - Các ngun dòng c nh có th dùng các IC to dòng chuyên nghip. 1.1.2. Nguồn áp a) Khái niệm và ứng dụng : Ngun áp là mch cung cp mt in áp không ph thuc ti, hay không ph thuc dòng in chy qua. Ví d: ngun in li, pin, accu, các mch ngun c bn nh mch ngun dùng Zenner diode , Tu theo yêu cu m ch ng dng mà loi ngun áp c s dng. b) Phân loại - Ngun áp c nh o VD : Pin , Acquy … - Ngun áp ph thuc. o VD: Ngun s dng mch chnh lu , ngun in li… c) Cách mắc mạch: Mc mch s dng chnh lu cu và IC LM78xx : IN 1 OUT 3 GND 2 U1 7824 C1 1000uF 24VdcOut +20Vac Gnd D1 Bridge1 C1b 10uF Hình 1.1.2.1. Sơ đồ mạch nguồn áp 1.1.3. So sánh - Ngun áp lý tng có tr kháng ngun là 0 Ohm, còn thc t thì rt nh, di 1 Ohm. http://www.ebook.edu.vn 6 - Ngun dòng ngc li có tr kháng ngun là vô cùng ln (lý tng). - Trong trng hp ngun áp c làm t mt s transistor,  tn s thp, in tr ngun c vài Mega Ohm. - V nguyên tc, ti ca ngun dòng không c là mt giá tr vô cùng ln và ti ca ngun áp kô c là ngn mch. 1.2 Linh kiện thụ động: 1.2.1 Điện trở : a) Khái niệm : in tr là mt phn t th ng trong mch in c trng cho tính cht cn tr dòng in Chính vì th, khi s dng in tr cho mt mch in thì mt phn nng lng in s b tiêu hao  duy trì mc  chuyn di ca dòng i n. Nói mt cách khác thì khi in tr càng ln thì dòng in i qua càng nh và ngc li khi in tr nh thì dòng in d dàng c truyn qua. b) Phân loại Do c trung chính ca in tr là cn tr dòng in nên khi dòng in chy qua nó s tiêu th mt lng nng lng , c th  ây là in nng theo ph ng trình P = I 2 R Vi P : Công sut tn hao trên in tr (W) I : Cng  dòng in chy qua in tr (A) R : Tr kháng ca in tr () Chính vì vy khi phân loi in tr trên thc t ngi ta phân loi theo công sut tiêu th ti a ca in tr : - in tr công sut ln ( > 1W) - in tr công su t trung bình (1/4W-1W) - iện trở công suất nhỏ (1/8W – 1/4W) Tuy nhiên, do ng dng thc t và do cu to riêng ca các vt cht to nên in tr nên thông thng, in tr c chia thành 2 loi: - in tr: là các loi in tr có công sut trung bình và nh hay là các in tr ch cho phép các dòng in nh i qua. - iện trở công suất: là các iện trở dùng trong các mạch iện tử có dòng iện lớn i qua hay nói cách khác, các iện trở này khi mạch hoạt ộng sẽ tạo ra một lượng nhiệt nng khá lớn. Chính vì thế, chúng ược cấu tạo nên từ các vật liệu chịu nhiệt. c) Cách xác định giá trị điện trở: Cách c giá tr các in tr này thông thng cng c phân làm 2 cách c, tu theo các ký hiu có trên in tr. Di ây là hình v cách c in tr theo vch màu trên in tr. http://www.ebook.edu.vn 7 Hình 1.2.1.1. Bảng các vạch màu trên thân trở i vi các in tr có giá tr c nh ngha theo vch màu thì chúng ta có 3 loi in tr: in tr 4 vch màu và in tr 5 vch màu và 6 vch màu. Loi in tr 4 vch màu và 5 vch màu c ch ra trên hình v. Khi c các giá tr in tr 5 vch màu và 6 vch màu thì chúng ta cn phi  ý mt chút vì có s khác nhau mt chút v các giá tr. Tuy nhiên, cách c i n tr màu u da trên các giá tr màu sc c ghi trên in tr 1 cách tun t: ¾ Đối với điện trở 4 vạch màu - Vch màu th nht: Ch giá tr hàng chc trong giá tr in tr - Vch màu th hai: Ch giá tr hàng n v trong giá tr in tr - Vch màu th ba: Ch h s nhân vi giá tr s m ca 10 dùng nhân vi giá tr in tr - Vch màu th 4: Ch giá tr sai s ca in tr ¾ Đối với điện trở 5 vạch màu - Vch màu th nht: Ch giá tr hàng trm trong giá tr in tr - Vch màu th hai: Ch giá tr hàng chc trong giá tr in tr - V ch màu th ba: Ch giá tr hàng n v trong giá tr in tr http://www.ebook.edu.vn 8 - Vch màu th 4: Ch h s nhân vi giá tr s m ca 10 dùng nhân vi giá tr in tr - Vch màu th 5: Ch giá tr sai s ca in tr ¾ Ví dụ Nh trên hình v, in tr 4 vch màu  phía trên có giá tr màu ln lt là: xanh lá cây/xanh da tri/vàng/nâu s cho ta mt giá tr tng ng nh bng màu ln l t là 5/6/4/1%. Ghép các giá tr ln lt ta có 56x10 4 =560k và sai s in tr là 1%. Tng t in tr 5 vch màu có các màu ln lt là: /cam/tím/en/nâu s tng ng vi các giá tr ln lt là 2/3/7/0/1%. Nh vy giá tr in tr chính là 237x10 0 =237, sai s 1%. 1.2.2 Tụ điện a) Khái niệm và đặc trưng vật lý. T in theo úng tên gi chính là linh kin có chc nng tích t nng lng in. Chúng thng c dùng kt hp vi các in tr trong các mch nh thi bi kh nng tích t nng lng in trong mt khong thi gian nht nh.  ng thi t in cng c s dng trong các ngun in vi chc nng làm gim  gn sóng ca ngun trong các ngun xoay chiu, hay trong các mch lc bi chc nng ca t nói mt cách n gin ó là t ngn mch (cho dòng in i qua) i vi dòng in xoay chiu và h mch i vi dòng i n 1 chiu.  c trng cho kh nng tích tr nng lng in ca t in, ngi ta a ra khái nim là in dung ca t in. in dung càng cao thì kh nng tích tr nng lng ca t in càng ln và ngc li. Giá tr in dung c o bng n v Fara (kí hiu là F). Giá tr F là rt ln nên thông th ng trong các mch in t, các giá tr t ch o bng các giá tr nh hn nh micro fara (F), nano Fara (nF) hay picro Fara (pF). b) Phân loại Phân loi theo c trng vt lý - T in có phân cc (có cc xác nh) - T in không phân cc(không phân bit 2 cc dng âm) Phân loi theo cu to - T hóa - T giy - T gm - T ko c) Cách nhận biết các loại tụ điện ¾ Tụ phân cực : thng là các t in mt chiu  Tụ hóa : - T hóa là mt loi t có phân cc. Chính vì th khi s dng t hóa yêu cu ngi s dng phi cm úng chân ca t in vi in áp cung cp. Thông thng, các loi t hóa thng có kí hiu chân c th cho ngi s Hình 1.2.2.1 Tụ hóa http://www.ebook.edu.vn 9 dng bng các ký hiu + hoc - tng ng vi chân t. - Có hai dng t hóa thông thng ó là t hóa có chân ti hai u tr tròn ca t (t có ghi 220F trên hình ) và loi t hóa có 2 chân ni ra cùng 1 u tr tròn (t có ghi giá tr 10F trên hình ). - Trên các t hóa, ngi ta thng ghi kèm giá tr in áp cc i mà t có th chu c. Nu trng hp in áp ln h n so vi giá tr in áp trên t thì t s b phng hoc n t tùy thuc vào giá tr in áp cung cp. Thông thng, khi chn các loi t hóa này ngi ta thng chn các loi t có giá tr in áp ln hn các giá tr in áp i qua t  m bo t hot ng tt và m bo tui th ca t  hóa.  Tụ Tatanli T Tantali cng là loi t hóa nhng có in áp thp hn so vi t hóa. Chúng khá t nhng nh thng c dùng khi yêu cu v t có in dung ln nhng kích thc nh. Các loi t Tantali hin nay thng ghi rõ trên nó giá tr t, in áp cng nh cc ca t. Các loi t Tantali ngày xa s dng mã màu  phân bit. Chúng thng có 3 ct màu Hình 1.2.2.2. Tụ Tantali (biu din giá tr t, mt ct biu din giá tr in áp) và mt chm màu c trng cho s các s không sau du phy tính theo giá tr F. Chúng cng dùng mã màu chun cho vic nh ngha các giá tr nhng i vi các im màu thì im màu xám có ngha là giá tr t nhân vi 0,01; trng nhân 0,1 và en là nhân 1. Ct màu  nh ngha giá tr in áp thng nm  gn chân ca t và có các giá tr nh sau: o Vàng=6,3V o en= 10V o Xanh lá cây= 16V o Xanh da tri= 20V o Xám= 25V o Trng= 30V o Hng= 35V ¾ Tụ không phân cực Là các t in xoay chiu chu c in áp cao 50V-400V , không có cc xác nh trên 2 chân ca t. Có 2 cách  xác nh giá tr ca t không phân cc  Tụ dùng mã để xác định giá trị Mã s thng c dùng cho các loi t có giá tr nh trong ó các giá tr c nh ngha ln lt nh sau: ¾ Giá tr th 1 là s hàng chc ¾ Giá tr th 2 là s hàng n v ¾ Giá tr th 3 là giá tr 10 x ca t. Giá tr ca t c c theo chun là giá tr picro Fara (pF) Hình 1.2.2.3. Tụ kẹo & tụ gốm http://www.ebook.edu.vn 10 Ví dụ: t ghi giá tr 102 thì có ngha là 10 và thêm 2 s 0 ng sau =1000pF = 1nF ch không phi 102pF  Tụ dùng màu để xác định giá trị S dng ch yu trên các t loi polyester trong rt nhiu nm. Hin nay các loi t này ã không còn bán trên th trng na nhng chúng vn tn ti trong khá nhiu các mch in t c. Màu c nh ngha cng tng t nh  i vi màu trên in tr. 3 màu trên cùng ln lt ch giá tr t tính theo pF, màu th 4 là ch dung sai và màu th 5 ch ra giá tr in áp. Ví dụ : t có màu nâu/en/cam có ngha là 10000pF= 10nF= 0.01uF. Chú ý rng ko có khong trng nào gia các màu nên thc t khi có 2 màu cnh nhau ging nhau thì nó to ra mt mng màu rng. Ví d Di  rng/vàng= 220nF=0.22uF ¾ Tụ xoay và tụ chặn : - Tụ xoay : thng c s dng trong các mch iu chnh radio. Chúng thng có các giá tr rt nh, thông thng nm trong khong t 100pF n 500pF. Rt nhiu các t xoay có vòng xoay ngn nên chúng không phù hp cho các di bin i rng nh là in tr hoc các chuyn mch xoay. Chính vì th trong nhiu ng dng, c bit là trong các m ch nh thi hay các mch iu chnh thi gian thì ngi ta thng thay các t xoay bng các in tr xoay và kt hp vi 1 giá tr t in xác nh. - Tụ chặn : là các t xoay có giá tr rt nh. Chúng thng c gn trc tip lên bn mch in t và iu chnh sau khi mch ã c ch to xong. Tng t các bin tr hin này thì khi iu chnh các t chn này ngi ta cng dùng các tuc n vít loi nh  iu chnh. Tuy nhiên do giá tr các t này khá nh nên khi iu ch nh, ngi ta thng phi rt cn thn và kiên trì vì trong quá trình iu chnh có s nh hng ca tay và tuc n vít ti giá tr t. Các t chn này thng có giá tr rt nh, thông thng nh hn khong 100pF. Có iu c bit là không th gim nh c các giá tr t chn v 0 nên chúng thng c ch nh vi các giá tr t  in ti thiu, khong t 2 ti 10 pF. Hình 1.2.2.4. Tụ dung màu đễ xác định giá trị Hình 1.2.2.5.Tụ xoay Hình 1.2.2.6. Tụ chặn [...]... đóng mở mạch điện như một Rơle Người ta pha các tạp chất khác nhau để tạo các bán dẫn loại P và loại N Các bán dẫn này được sắp xếp theo 3 miền p-n-p hoặc n-p-n Từ 3 miền khác nhau này người ta lấy ra 3 cực khác nhau là emitơ (E) , bazơ (B) và colectơ (C) Tùy theo thứ tự sắp xếp mà ta có loại transistor p-n-p hay n-p-n Do có 3 miền bán dẫn khác nhau nên trong transistor có 2 lớp tiếp giáp p-n là lớp... tiếp xúc P-N (hình b) MOSFET(Metal Oxit Semiconductor FET) – Transistor trường có cổng cách điện(hình c) Transistor điều khiển bằng điện áp , khi kệnh G có điện áp > 0 (0,8V) thì transistor mở toàn phần , dòng ID phu thuộc vào điện áp VDS và tải của mạch\ 1. 4 Kết luận Các kiến thức đã học và cần nhớ trong chương 1 - Phân biệt các loại linh kiện trong mạch điện - Phân biệt nguồn dòng và nguồn áp - Biết... cảm có độ chính xác cao nhiều khi ta phải tự cuốn lấy cuộn cảm http://www.ebook.edu.vn 11 c) Các ứng dụng thực tế của cuộn cảm • Biến áp Hình 1. 2.3.3 Máy biến áp • Nam châm điện Hình 1. 2.3.4 Một số hình ảnh nam châm điện • Micro điện động, loa điện động Hình 1. 2.3.5: Micro và loa điện động 1. 3 Linh kiện bán dẫn 1. 3 .1 Giới thiệu về chất bán dẫn a Chất bán dẫn là gì ? Chất bán dẫn ( Semiconductor) là vật... transistor chiều mũi tên là chiều phân cực thuận • http://www.ebook.edu.vn 17 Hình 1. 3.2.7 Cấu trúc và cách mắc nguồn Transistor thuận và nghịch Để khảo sát sự phân cực cho transistor, người ta thường dùng mạch điện đơn giản dưới đây Ba trạng thái của transistor được mô ta trên đặc tuyến ngõ ra của transistor Hình Hình 1. 3.2.8 Sơ đồ mạch và nguyên lý hoạt động của Transistor Tuỳ theo mức phân cực mà transistor... trăm K Ω Vài trăm Ω Vài trăm K Ω Vài chục K Ω Vài trăm K Ω Bảng 1. 3.2 .1 kết quả đo trị số điện trở thuận, nghịch các cặp chân của transistor Phân loại transistor Hình 1. 3.2 .10 Một số loại Transistor http://www.ebook.edu.vn 20 Hình 1. 3.2 .11 Sơ đồ chân của một số loại transistor BJT(Biopolar Junction Transistor) – Transistor lưỡng cực (hình a) Loại transistor thường hay được sử dụng trong cuộc sống Một.. .1. 2.3 Cuộn cảm a) Khái niệm và đặc trưng vật lý Cuộn cảm là một phần tử thụ động trong mạch điện có tính chất ngăn cản dòng điện xoay chiều đối với dòng điện một chiều thì cuộn cảm lúc đó được coi đơn giản như một đoạn dây nối (ngắn mạch) Tính chất của cuộn cảm : Cuộn cảm hoạt động dựa trên nguyên lý điện từ Hình 1. 2.3 .1 Quy tắc bàn tay trái Thực tế, trong các... hay được sử dụng là mH = 1 0-3 H Hình 1. 2.3.2 Từ trường của cuộn dây b) Phân loại: Cuộn cảm được phân thành 2 loại chính: Cuộn cảm có điện dung biến đổi Cuốn cảm có điện dung xác đinh Thực tế hiện nay trên thị trường linh kiện điện tử các cuộn cảm thường không có trị số chính xác vì vậy trong các ứng dụng thu phát Radio (RF) cần các cuộn cảm có độ chính xác cao nhiều khi ta phải tự cuốn lấy cuộn cảm http://www.ebook.edu.vn... các vùng năng lượng và sẽ có ba vùng chính Hình 1. 3 .1. 1 Các vùng năng lượng của chất rắn Vùng hóa trị (valence band): Là vùng có năng lượng thấp nhất theo thang năng lượng, là vùng mà điện tử bị liên kết mạnh với nguyên tử và không linh động • Vùng dẫn (Conduction band): Vùng có mức năng lượng cao nhất, là vùng mà điện tử sẽ linh động (như các điện tử tự do) và điện tử ở vùng này sẽ là điện tử dẫn,... Sơ đồ mạch thử Transistor http://www.ebook.edu.vn 19 Hình trên là trường hợp đo điện trở thuận của các cặp chân của transistor đối với loại NPN Muốn đo điện trở ngược thì đổi đầu hai que đo Cặp chân BE BC CE Transistor Si Thuận Ngược Vài KΩ Vô cực Ω Vài K Ω Vô cực Ω Vô cực Ω Vô cực Ω Transistor Ge Thuận Ngược Vài trăm Ω Vài trăm K Ω Vài trăm Ω Vài trăm K Ω Vài chục K Ω Vài trăm K Ω Bảng 1. 3.2 .1 kết... càng bị ngăn lại và vùng nghèo càng trở nên nghèo hạt dẫn điện tự do Nói cách khác điốt chỉ cho phép dòng điện qua nó khi đặt điện áp theo một hướng nhất định Đặc trưng Voltage – Ampe của Diode Hình 1. 3.2.4 Đặc trưng Voltage-Ampe của Diode Phân loại Điốt Điốt được chia ra nhiều loại tùy theo vùng hoạt động của Điốt http://www.ebook.edu.vn 15 Điốt phân cực thuân: Chỉ cần một điện áp dương đủ để cho Điốt . chnh lu cu và IC LM78xx : IN 1 OUT 3 GND 2 U1 7824 C1 10 00uF 24VdcOut +20Vac Gnd D1 Bridge1 C1b 10 uF Hình 1. 1.2 .1. Sơ đồ mạch nguồn áp 1. 1.3. So sánh - Ngun áp lý tng có tr kháng. 1. 2.2 T in 8 1. 2.3 Cun cm 11 1. 3 Linh kin bán dn 12 1. 3 .1 Gii thiu v cht bán dn 12 1. 3.2 Các ng dng ca cht bán dn 14 1. 4 Kt lun 21 Chng 2. Mch khuch i 22 2 .1. http://www.ebook.edu.vn 1 Phần 2: Kỹ thuật mạch tương tự. http://www.ebook.edu.vn 2 Mục lục Chng 1. Các linh kin in t c bn 4 1. 1 Linh kin tích cc : 4 1. 2 Linh kin th ng: 6 1. 2 .1 in