ĐIỆN TỬ CƠ BẢN TC - Nguồn: BCTECH

+ Hiểu đựoc các kiến thức cơ bản về cấu tạo, nguyên lý làm việc, tính chất, qui cách đóng vỏ và ghi nhãn của linh kiện bán dẫn tích hợp (IC) và một số ứng dụng cơ bản. [r]

0

UBND TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU

TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ

GIÁO TRÌNH

MƠ ĐUN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

NGHỀ KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐIỀU HỒ KHƠNG KHÍ TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

(Ban hành kèm theo Quyết định số: 297/QĐ-CĐKTCN ngày 24 tháng 08 năm 2020 Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Kỹ thuật Công nghệ BR – VT)

Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2020

1

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

2

LỜI GIỚI THIỆU

Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Kỹ thuật máy lạnh Điều hịa khơng khíp trình độ Cao đẳng, giáo trình Điện tử giáo trình mơ đun mơn học đào tạo chun ngành biên soạn theo nội dung chương trình hiệu trưởng nhà trường phê duyệt Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức kỹ chặt chẽ với nhau, logíc

Khi biên soạn, nhóm biên soạn cố gắng cập nhật kiến thức có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết thực hành biên soạn gắn với nhu cầu thực tế sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao

Trong q trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học cơng nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo trình, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sở vật chất trang thiết bị, trường sử dụng cho phù hợp

Mặc dù cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng mục tiêu đào tạo không tránh khiếm khuyết Rất mong nhận đóng góp ý kiến thầy, giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn hiệu chỉnh hồn thiện Các ý kiến đóng góp xin gửi Trường Cao đẳng nghề BRVT, KP Thanh Tân – TT Đất Đỏ - BRVT

3 MỤC LỤC

LỜI GIỚI THIỆU

BÀI 1: LINH KIỆN THỤ DỘNG

1.ĐIỆN TRỞ:

1.1 Khái quát chung

1.1.1 Các thông số

1.1.2 Phương thức đấu nối 11

1.2 Các loại điện trở, cấu tạo ký hiệu 12

1.2.1 Cấu trúc, hình dáng ký hiệu 12

1.2.2 Biến trở 13

1.3 Quy cách đóng vỏ ghi nhãn 15

1.4 Thực hành cách đọc, đo kiểm tra điện trở 15

1.4.1 Đọc trị số điện trở: 15

1.4.2 Đo, kiểm tra điện trở VOM 18

2.TỤ ĐIỆN 22

2.1 Khái quát chung 22

2.1.1 Các thông số 22

2.1.2 Phương thức đấu nối 23

2.2 Các loại tụ điện, cấu tạo ký hiệu 24

2.2.1 Tụ gốm 24

2.2.2 Tụ khơng cực tính có điện dung nhỏ 1uF 24

2.3.3 Tụ hóa 24

2.3.4 Tụ tantalium 25

2.3 Qui cách đóng vỏ ghi nhãn 25

2.4 Ứng dụng tụ điện 25

2.4.1 Tụ điện mạch lọc nguồn 25

2.4.2 Tụ điện mạch dao động đa hài tạo xung vuông 26

2.5 Thực hành cách xác định giá trị kiểm tra tụ điện 26

2.5.1 Cách đọc 26

2.4.2 Cách đo tụ điện 27

3.CUỘN CẢM 28

3.1 Khái quát chung 28

3.2 Cấu tạo, ký hiệu quy ước, phân loại cách đọc 28

3.3 Các đại lượng đặc trưng cuộn cảm 29

3.4 Ứng dụng 30

3.5 Đo, kiểm tra cuộn cảm 30

4

4.1 Khái quát chung 31

4.2 Các loại thạch anh, cấu tạo ký hiệu 31

4.2.1 Ký hiệu hình dáng 31

4.4 Ứng dụng 31

BÀI 2: CHẤT BÁN DẪN VÀ DIODE 32

1.KHÁI NIỆM CHẤT BÁN DẪN 32

1.1 Khái niệm 32

1.2 Bán dẫn khiết: 32

1.3 Bán dẫn tạp chất 33

1.3.1 Bán dẫn loại N (Negative) 33

1.3.2 Bán dẫn loại P (positive) 34

2.TIẾP GIÁP P-N 34

2.1 Cấu tạo ký hiệu Diode 34

2.1.1 Cấu tạo 34

2.1.2 Ký hiệu quy ước hình dáng 35

2.1.3 Một số hình dạng didoe khác 35

2.2.1 Phân cực thuận cho Diode 35

2.2.2 Phân cực ngược cho Diode 36

2.3 Phân loại diode 37

2.3.1 Diode Zener 37

2.3.2 Diode Thu quang (Photo Diode) 38

2.3.4 Diode Phát quang (Light Emiting Diode: LED) 38

2.3.5 Led đoạn led ma trận 38

2.3.6 Diode Varicap (Diode biến dung) 39

2.3.7 Diode xung 39

2.4 Thực hành nhận dạng đo thử loại diode 39

2.5 Các mạch ứng dụng dùng diode 40

2.5.1 Cấu hình Diode mắc nối tiếp 40

2.5.2 Cấu hình song song 40

3.LẮP MẠCH NGUỒN MỘT CHIỀU ĐƠN GIẢN 41

3.1 Chỉnh lưu bán kỳ 41

3.1.1 Sơ đồ mạch 41

3.1.2 Nhiệm vụ linh kiện 41

3.1.3 Nguyên lý làm việc 41

3.1.4 Các thông số mạch 41

3.1.5 Lắp ráp, khảo sátmạch chỉnh lưu bán kỳ 42

3.2 Chỉnh lưu cầu 43

5

3.2.2 Nhiệm vụ linh kiện 43

3.3.4 Các thông số mạch 43

3.3.5 Lắp ráp khảo sát mạch chỉnh lưu cầu 44

3.3 Chỉnh lưu âm dương 46

3.3.1 Sơ đồ mạch 46

3.3.2 Nguyên lý hoạt động 46

3.3.3 Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh lưu âm dương 46

BÀI 3: TRANSISTOR 47

1.TRANSISTOR LƯỠNG CỰC 47

1.1 Transitor mối nối lưỡng cực (BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR = BJT) 47

1.1.1 Cấu tạo – ký hiệu 47

1.1.2 Nguyên hoạt động BJT 49

1.1.3 Phương pháp đo, kiểm tra BJT 51

1.2.2 Phân cực cầu chia điện 55

1.3 Lắp mạch mach KĐ EC, BC, CC dùng transistor 56

1.3.1 Khái niệm mạch khuếch đại 56

1.3.2 Lắp mạch khuếch đại E chung (EC) 56

1.3.3 Lắp ráp mạch khuếch đại B chung (BC) 58

1.3.4 Lắp mạch KĐ CC 60

2.TRANSITOR TRƯỜNG 62

2.1 JFET 62

2.1.1 Cấu tạo kí hiệu quy ước hình dáng 62

2.1.2 Nguyên lý hoạt động - đặc tuyến Volt - Ampe JFET 63

2.1.3 Các tham số chủ yếu JFET gồm hai nhóm 64

2.1.4 Đo, kiểm tra transistor FET 64

2.1.5 Mạch phân cực cố định cho JFET 66

2.2 MOSFET 68

2.2.1 Cấu tạo kí hiệu quy ước 68

2.2.2 Nguyên lí hoạt động đặc tuyến Von - Ampe MOSFET 69

2.2.3 Phân cực cho Mosfet 71

2.2.4 Đo, kiểm tra transistor MOSFET, JFET 72

BÀI 4: LINH KIỆN CÓ ĐIỀU KHIỂN 77

1.THYRISTOR:SILICON-CONTROLLED RECTIFIER(SCR) 77

1.1 Cấu tạo, ký hiệu, hình dáng 77

1.2 Nguyên lý hoạt động Thyristor 78

1.3 Đặc tuyến Vôn - A mpe 79

6

1.5 Phương pháp đo, kiểm tra SCR 81

1.6 Ứng dụng 81

1.6.1 Mạch khống chế xung đơn giản 81

1.6.2 Mạch khống chế pha 900 82

1.6.3 Mạch khống chế pha 180 82

1.6.4 Mạch khống chế pha với điốt chỉnh lưu 83

1.4.5 Mạch khống chế đảo mắc song song 83

1.7 Lắp mạch mạch ứng dụng dùng SCR 83

1.7.1 Phân tích tích sơ đồ nguyên lý 83

1.7.2 Lắp ráp mạch 85

2.DIAC 86

2.1 Cấu tạo - kí hiệu quy ước Hình 4.13 86

2.1.1 Cấu tạo 86

1.1.2 Kí hiệu, hình dáng đặc tuyến Diac 86

2.2 Nguyên lý hoạt động Diac 87

2.3 Phương pháp đo, kiểm tra DIAC 88

2.4 Ứng dụng Dùng lấy dòng cấp cho TRAC hoạt động 88

3.TRIAC 88

3.1 Cấu tạo - kí hiệu quy ước 88

3.2 Nguyên lý hoạt động 89

3.3 Ứng dụng triac 90

3.4 Cách đo kiểm tra Triac 91

3.5 Lắp mạch mạch ứng dụng dùng TRIAC, DIAC 92

3.5.1 Sơ đồ mạch 92

3.5.2 Chức linh kiện mạch 92

3.5.3 Nguyên lý hoạt động mạch 93

3.5.4 Lắp ráp mạch 93

4.IGBT 94

4.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động IGBT 94

4.2 Đặc tính đóng cắt IGBT 95

4.3 Vùng làm việc an toàn (SOA) 97

4.4 Yêu cầu với tín hiệu điều khiển IGBT 98

4.5 Vấn đề bảo vệ IGBT 99

4.6 Thực hành nhận dạng đo thử IGBT 100

BÀI 5: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ BÁN DẪN TÍCH HỢP (IC) 101

1.CẤU TẠO VÀ CÁC THÔNG SỐ CƠ BẢN CỦA IC TUYẾN TÍNH 101

1.1 Cấu tạo chung 101

7

3.2.1 Cổng AND 113

3.2.2 Cổng OR 115

3.2.3 Cổng NOT 117

3.2.4 Cổng NAND 118

3.2.5 Cổng NOR 120

8

CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: Điện tử

Mã mô đun: MĐ 14

Vị trí, tính chất mơ đun: - Vị trí :

+ Chương trình mô đun 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 :

+ Đây môn học bắt buộc Mục tiêu mô đun:

- Về kiến thức:

Hiểu đựoc 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

- Về kỹ năng:

+ Nhận dạng xác ký hiệu linh kiện, đọc xác trị số chúng + Nhận biết số linh liện điện tử dùng hệ thống lạnh;

+ Xác định thông số qua nhãn ghi linh kiện + Đo, kiểm tra hư hỏng linh kiện điện tử

- Về lục tự chủ trách nhiệm:

Người học có khả làm việc độc lập làm nhóm, có tinh thần hợp tác, giúp đỡ lẫn học tập rèn luyện, có ý thức tự giác, tính kỷ luật cao, tinh thần trách nhiệm công việc

9

Bài 1: LINH KIỆN THỤ DỘNG Giới thiệu:

Trong mạch điện tử thường sử dụng nhiều linh kiện điện tử không thiếu linh kiện quan trọng Đó linh kiện thụ động

Mục tiêu: Sau học xong học người học có khả năng:

+Trình bày cấu tạo, ký hiệu , nguyên lý hoạt động linh kiện thụ động

+ Phân biệt điện trở, tụ điện, cuộn cảm với linh kiện khác theo đặc tính linh kiện

+ Đọc trị số điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo qui ước quốc tế

+ Đo kiểm tra chất lượng điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo giá trị linh kiện

+ Thay thế, thay tương đương điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo yêu cầu kỹ thuật mạch điện công tác

+ Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo học tập Nội dung:

1 Điện trở:

1.1 Khái quát chung

Điện trở phần tử có chức ngăn cản dòng điện mạch; Mức độ ngăn cản dòng điện đặc trưng trị số điện trở R=U/I Đơn vị đo: pΩ, mΩ, Ω, kΩ, MΩ, GΩ, TΩ

Hình 1.1 Kết cấu đơn giản điện trở thường

Ứng dụng: định thiên cho cấu kiện bán dẫn, điều khiển hệ số khuyếch đại, cố định số thời gian, phối hợp trở kháng, phân áp, tạo nhiệt…

1.1.1 Các thông số

Điện trở linh kiện có kết cấu đơn giản, chức đơn giản để đánh giá điện trở người ta có tham số sau:

Trị số điện trở dung sai Hệ số nhiệt điện trở Công suất tiêu tán danh định Tạp âm điện trở

Trị số điện trở dung sai

10

Từ công thức ta thấy giá trị điện trở phụ thuộc vào điện trở suất ρ vật liệu dây dẫn cản điện, chiều dài dây dẫn l, tiết diện dây dẫn S

Cấp xác điện trở (tolerance levels): Dung sai hay sai số (Resistor Tolerance): biểu thị mức độ chênh lệch trị số thực tế điện trở so với trị số danh định tính theo %

Để chia độ xác điện trở người ta chia làm cấp độ khác nhau:

Cấp 005: sai số ± 0,5 %

Cấp 01: sai số ± %

Cấp I: sai số ± %

Cấp II: sai số ± 10 %

Cấp III: sai số ± 20 %

Hệ số nhiệt điện trở – TCR

TCR (temperature coefficient of resistance): biểu thị thay đổi trị số điện trở theo nhiệt độ

TCR âm, dương tùy loại vật liệu: Kim loại thường có TCR >0

Một số hợp kim (constantin, manganin) có TCR = Carbon, than chì có TCR <0

Cơng suất tiêu tán danh định điện trở (Pt.tmax)

Pt.tmax: công suất điện cao mà điện trở chịu đựng điều kiện bình

thường, làm việc thời gian dài không bị hỏng

] [ max max max W R U RI

Ptt  

Pt.t.max tiêu chuẩn cho điện trở dây quấn nằm khoảng từ 1W đến 10W cao

hơn nhiều Để tỏa nhiệt cần yêu cầu diện tích bề mặt điện trở phải lớn → điện trở cơng suất cao có kích thước lớn

Các điện trở than linh kiện có cơng suất tiêu tán danh định thấp, khoảng 0,125W; 0,25W; 0,5W; 2W 2W

Tạp âm điện trở: Tạp âm điện trở gồm:

Tạp âm nhiệt (Thermal noise): sinh chuyển động hạt mang điện bên

11

Trong đó:

ERMS = the Root-Mean-Square hay điện áp hiệu dụng

k = Hằng số Boltzman (1,38.10-23)

T = nhiệt độ tính theo độ Kelvin (nhiệt độ phòng = 27°C = 300°K) R = điện trở

Δf = Băng thơng mạch tính theo Hz (Af = f2-f1)

Tạp âm dòng điện (Current Noise): Sinh thay đổi bên điện trở có

dịng điện chạy qua

Trong đó:

NI: Noise Index (Hệ số nhiễu)

UDC: điện áp không đổi đặt đầu điện trở

Unoise: điện áp tạp âm dòng điện

f -> f2: khoảng tần số làm việc điện trở

Mức tạp âm phụ thuộc chủ yếu vào loại vật liệu cản điện Bột than nén có mức tạp âm cao Màng kim loại dây quấn có mức tạp âm thấp

1.1.2 Phương thức đấu nối * Điện trở mắc nối tiếp

- Là cách ghép cho có dòng điện chạy qua phần tử (Hình 1.2) Điện trở tương đương tính bởi:

Hình 1.2: Các điện trở mắc nối tiếp Rm = Rl + R2+ R3+ … + Rn

Im = Il = I2 = I3 =… = In (1.1) Um = Ul + U2+ U3+… + Un

Là cách ghép cho tất phần tử đặt vào điện áp (Hình 1.3)

Hình 1.3: Các điện trở mắc song song Điện trở tương đương xác định bởi:

R1 R2 R3 Rn

12

1

1

m n

R     

1 1 1 1

=

R R R R

Im = Il + I2 + … + In (1.2) Um = Ul = U2 = U3 = … = Un

1.2 Các loại điện trở, cấu tạo ký hiệu 1.2.1 Cấu trúc, hình dáng ký hiệu

Trong thiết bị điện tử điện trở linh kiện điện tử không phân cực (linh kiện thụ động) thành phần quan trọng

Chúng làm từ hợp chất Cacbon kim loại tuỳ theo tỷ lệ pha trộn mà người ta tạo loại điện trở có trị số khác

Hình 1.4 Hình dạng điện trở thiết bị điện tử

Hình 1.5 Ký hiệu điện trở sơ đồ nguyên lý Đơn vị điện trở tính Ω (Ohm)

- Ohm cịn có đơn vị bội số khác như: + Kilo Ohm (K): 1K=1000

+ Mega Ohm (M): 1M=106

Khi cường độ dòng điện I chạy qua vật có điện trở R, điện chuyển thành nhiệt với công suất theo phương trình sau:

P = I2.R = U2/R = U.I Trong đó:

P cơng suất, đo theo W

I cường độ dòng điện, đo A R điện trở, đo theo Ω

Chính lý này, phân loại điện trở, người ta thường dựa vào công suất mà phân loại điện trở Và theo cách phân loại dựa công suất, điện trở thường chia làm loại:

- Điện trở công suất nhỏ

- Điện trở cơng suất trung bình - Điện trở cơng suất lớn

13

- Tuy nhiên, ứng dụng thực tế cấu tạo riêng vật chất tạo nên điện trở nên thông thường, điện trở chia thành loại:

- Điện trở thường (gọi ngắn gọn điện trở): loại điện trở có cơng suất trung bình nhỏ điện trở cho phép dòng điện nhỏ qua Gồm bột than, chì keo kết dính đổ thành khối hình trụ đưa hai chân (điện trở than)

- Điện trở công suất: điện trở dùng mạch điện tử có dịng điện lớn qua hay nói cách khác, điện trở mạch hoạt động tạo lượng nhiệt lớn Chính thế, chúng cấu tạo nên từ vật liệu chịu nhiệt

- Điện trở sứ, điện trở nhiệt: Là cách gọi khác điện trở công xuất , điện trở có vỏ bọc sứ, hoạt động chúng toả nhiệt

1.2.2 Biến trở

Một số loại biến trở thực tế:

Hình 1.6: Phân loại loại biến trở

Biến trở than: Khi vặn trục chỉnh biến trở, trượt kim loại quét lên đoạn mặt than hai chân - 3, làm điện trở lấy chân - - thay đổi theo

Hình 1.7: Biến trở than

Biến trở gạt: Khi gạt gạt qua, gạt lại làm cho điện trở cặp chân - - thay đổi tương ứng

14 Loại biến trở dây

quấn

Hình 1.9: Hình ảnh biến trở dây quấn Loại biến trở đồng trục

Hình 1.10: Hình ảnh biến trở có trục điều chỉnh độc lập Loại biến trở đồng chỉnh:

Hình 1.11: Hình ảnh biến trở đồng chỉnh Loại biến trở có cơng tăc

Hình 1.12: Hình ảnh biến trở

15

Hình 1.13: Hình ảnh biến trở thực tế 1.3 Quy cách đóng vỏ ghi nhãn

1.4 Thực hành cách đọc, đo kiểm tra điện trở 1.4.1 Đọc trị số điện trở:

1.4.1.1 Ghi trực tiếp:

Các điện trở có kích thước lớn từ 2W trở lên thường ghi trị số trực tiếp thân Ví dụ điện trở cơng xuất, điện trở sứ

Hình 1.14 Trở sứ cơng xuất lớn, trị số ghi trực tiếp Ví dụ:

1.4.1.2 Ghi ký hiệu vòng màu:

16

QUY ƯỚC VÒNG MÀU CỦA ĐIỆN TRỞ THEO BẢNG 1.1

Bảng 1.1 Quy ước vòng màu điện trở CÁCH ĐỌC TRỊ SỐ ĐIỆN TRỞ

Cách đọc trị số điện trở vịng màu:

Hình 1.15: Cách đọc trở vạch màu

Vòng số vịng cuối ln ln có mầu nhũ vàng hay nhũ bạc, vòng sai số điện trở, đọc trị số ta bỏ qua vòng

Đối diện với vòng cuối vòng số 1, đến vòng số 2, số Vòng số vòng số hàng chục hàng đơn vị

Vòng số bội số số 10 Trị số = (vòng )(vòng 2) x 10 ( mũ vòng 3)

Có thể tính vịng số số số không "0" thêm vào

Mầu nhũ có vịng sai số vịng số 3, vịng số nhũ số mũ số 10 số âm

Lưu ý:

Trường hợp có vịng màu mà vịng thứ có màu nhũ vàng hay nhũ bạc điện trở có trị số nhỏ 10Ω

17 Vịng ngân nhũ ta nhân: (1/100) Cách đọc trở vòng màu

Hình 1.16: Điện trở có vịng màu

R = 10.103 ±20% = 10000Ω+20% 1000Ω = 8000Ω ÷ 12000Ω R =8000 Ω ÷ 12000Ω = 8kΩ ÷12kΩ

Ví dụ:

R = 4700Ω

Cách đọc trị số điện trở vòng mầu: (điện trở xác)

Hình 1.17: Cách đọc trở vạch màu Cách đọc điện trở có ghi chữ thân điện trở

Người ta sử dụng cách ghi trực tiếp thân điện trở giá trị điện trở tính theo Ω Với chữ bội số Ω

R = 100 Ω K = 103 Ω M = 106 Ω

Chữ sai số

M= 2%; K= 10% ; J =5%; H = 2.5%; G= 2%; F= 1% Ví dụ: than điện trở có ghi

18 Cách đọc điện trở vịng màu

Hình 1.18: Cách đọc trở vạch màu 1.4.1.3 Quy trình đọc giá trị điện trở

TT BƯỚC CÔNG VIỆC YÊU CẦU KỸ THUẬT

1 Xác định loại điện trở cần đọc giá trị

- Chính xác

- Phân biệt loại vạch màu loại ghi giá trị thân điện trở

2* Xác định màu vạch - Chính xác Tính giá trị theo vạch màu - Chính xác Ghi nhận giá trị tính - Chính xác 1.4.2 Đo, kiểm tra điện trở VOM

1.4.2.1 Công tác chuẩn bị: Thiết bị: Hộp đựng linh kiện Dụng cụ: VOM

Vật tư: loại điện trở

1.4.2.2 Quy trình đo, kiểm tra điện trở

TT BƯỚC CÔNG VIỆC YÊU CẦU KỸ THUẬT

19

3 Chập que đo VOM lại với - Chính xác - Tiếp xúc tốt Chỉnh cho kim VOM vị trí 0Ω - Chính xác Đặt que đo VOM vào đầu điện

trở

- Chính xác - Tiếp xúc tốt

6 Kiểm tra đọc giá trị điện trở - Xác định tình trạng điện trở - Đọc xác trị số hiển thị đồng hồ đo 1.4.2.3 Một số sai hỏng thường gặp, nguyên nhân biện pháp khắc phục

TT Một số sai hỏng Nguyên nhân Biện pháp khắc phục 01 Giá trị đọc khơng

chính xác

Do xác định không chiều vạch màu màu vạch

Đổi chiều xác định lại màu vạch

02 Giá trị đo không thực tế với sai số lớn

- Do sai số dụng cụ đo sai số người đọc - Tiếp xúc không tốt

- Chỉnh dụng cụ đo thật xác đọc trị số xác - Giữ cho chân điện trở tiếp xúc tốt với que đo

Cách đo điện trở

Hình 1.19: Hướng dẫn cách đo điện trở

Trước hết, lấy thang đo Rx1K, chập hai dây đo, chỉnh kim vị trí Ohm Khi đo, dịng điện nguồn pin 3V máy đo bơm dòng dây đỏ, dòng qua điện trở Rx=10K trở vào dây đen, kim lên vạch số 10, điện trở đo 10K Kết luận: điện trở tốt

20

Hình 1.20: Hướng dẫn cách đo quang trở * Dãi trị số điện trở thông dụng

0Ω1 1Ω 10Ω 82Ω 820Ω 27K 270K 2M7

0Ω12 1Ω2 12Ω 100Ω 1K 33K 330K 3M3

0Ω15 1Ω5 15Ω 120Ω 1K2 39K 390K 3M9

0Ω18 1Ω8 18Ω 150Ω 1K5 47K 470K 4M7

0Ω22 2Ω2 22Ω 180Ω 1K8 56K 560K 5M6

0Ω27 2Ω7 27Ω 220Ω 2K2 68K 680K 6M8

0Ω33 3Ω3 27Ω 270Ω 2K7 82K 820K 8M2

0Ω39 3Ω9 33Ω 330Ω 10K 100K 1M

0Ω47 4Ω7 39Ω 390Ω 12K 120K 1M2

0Ω56 5Ω6 47Ω 470Ω 15K 150K 1M5

0Ω68 6Ω8 56Ω 560Ω 18K 180K 1M8

0Ω82 8Ω2 68Ω 680Ω 22K 220K 2M2

* Một số ứng dụng điện trở

a Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp

Ví dụ có bóng đèn 9V, ta có nguồn 12V, ta đấu nối tiếp bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V điện trở

Hình 1.21: Mạch khống chế dòng điện cho tải

21

Hình 1.22 Mạch chia áp c Phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động

Hình 1.232: Mạch phân cực cho bóng bán dẫn d Tham gia vào mạch tạo dao động R

C

Hình 1.24: Mạch dao động * Bài Thực hành điện trở

22

Bài tập 2: Thực hành đọc điện trở vi mạch Báo cáo nộp cho giáo viên

Bài tập 3: Thực hành đo điện trở đồng hồ VOM So sánh kết đọc vạch màu với kết đo Cho nhận xét?

2 Tụ điện

2.1 Khái quát chung

Tụ điện loại linh kiện điện tử thụ động tạo hai bề mặt dẫn điện ngăn cách điện mơi Khi có chênh lệch điện hai bề mặt, bề mặt xuất điện tích điện lượng trái dấu Sự tích tụ điện tích hai bề mặt tạo khả tích trữ lượng điện trường tụ điện

2.1.1 Các thông số

Cấu tạo, ký hiệu, đặc tính nạp xả cách đọc: * Cấu Tạo:

Cấu tạo tụ gốm Cấu tạo tụ hố

Hình 1.25: Cấu tạo tụ điện

23 * Ký jhiệu

Hình 1.26: Ký hiệu tụ điện Tụ điện ký hiệu C có đơn vị lad Fara (F)

1F = 106 µF 1F = 109 µF

* Đặc tính nạp xả tụ: Một tính chất quan trọng tụ điện tính chất phóng nạp tụ, nhờ tính chất mà tụ có khả dẫn điện xoay chiều

Hình 1.27: Minh hoạ tính chất phóng nạp tụ điện

- Tụ nạp điện: Như hình ảnh ta thấy rằng, cơng tắc K1 đóng, dịng điện từ nguồn U qua bóng đèn để nạp vào tụ, dịng nạp làm bóng đèn l sáng, tụ nạp đầy dịng nạp giảm bóng đèn tắt

- Tụ phóng điện: Khi tụ nạp đầy, cơng tắc K1 mở, cơng tắc K2 đóng dịng điện từ cực dương (+) tụ phóng qua bóng đền cực âm (-) làm bóng đèn loé sáng, tụ phóng hết điện bóng đèn tắt

=> Nếu điện dung tụ lớn bóng đèn l sáng lâu hay thời gian phóng nạp lâu

2.1.2 Phương thức đấu nối 2.1.2.1 Đấu nối tiếp tụ điện

24

Các tụ điện mắc nối tiếp giá trị điện dung tương đương Ctđ tính cơng thức: 1/ Ctđ = (Ohm)1 / C1) + (Ohm)1 / C2) + (Ohm)1 / C3)

Trường hợp có tụ mắc nối tiếp Ctđ = C1.C2 / (Ohm)C1 + C2)

Khi mắc nối tiếp điện áp chịu đựng tụ tương đương tổng điện áp tụ cộng lại Utđ = U1 + U2 + U3Khi mắc nối tiếp tụ điện, tụ hoá ta cần ý chiều tụ điện, cực âm tụ trước phải nối với cực dương tụ sau:

2.1.2.2 Đấu song song tụ điện

Các tụ điện mắc song song có điện dung tương đương tổng điện dung tụ cộng lại C = C1+ C2 + C3

Điện áp chịu đựng tụ điện tương tương điện áp tụ có điện áp thấp Nếu tụ hố tụ phải đấu chiều âm dương

2.2 Các loại tụ điện, cấu tạo ký hiệu

2.2.1 Tụ gốm

Hình 1.30: Hình ảnh tụ gốm 2.2.2 Tụ khơng cực tính có điện dung nhỏ 1uF

Hình 1.31: Hình ảnh tụ gốm có điện dung nhỏ hớn uF 2.3.3 Tụ hóa

25

Hình 1.33: Hình ảnh tụ có điện dung điều chỉnh 2.3.4 Tụ tantalium

Tụ có cực nhôm dùng gel tantal làm dung môi, có trị số lớn với thể tích nhỏ

Hình 1.34: Hình ảnh tụ tantalium 2.3 Qui cách đóng vỏ ghi nhãn

2.4 Ứng dụng tụ điện

Tụ điện sử dụng nhiều kỹ thuật điện điện tử, thiết bị điện tử, tụ điện linh kiện thiếu đươc, mạch điện tụ có cơng dụng định truyền dẫn tín hiệu

, lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động vv

Dưới số hình ảnh minh hoạ ứng dụng tụ điện 2.4.1 Tụ điện mạch lọc nguồn

TH1: Khi K1đóng

26

Hình 1.35: Các trạng thái lọc tụ điện

Trong mạch lọc nguồn hình trên, tụ hố có tác dụng lọc cho điện áp chiều sau chỉnh lưu phẳng để cung cấp cho tải tiêu thụ, ta thấy khơng có tụ áp DC sau ốt điên áp nhấp nhô, có tụ điện áp lọc tương đối phẳng, tụ điện lớn điện áp DC phẳng

2.4.2 Tụ điện mạch dao động đa hài tạo xung vng

Hình 1.36: Mạch dao động đa hài dung transistor

Hai đèn báo sáng sử dụng đèn Led dấu song song với cực CE hai Transistor, ý đấu chiều âm dương

2.5 Thực hành cách xác định giá trị kiểm tra tụ điện

2.5.1 Cách đọc

Hình 1.37: Tụ hố ghi điện dung 185 µF / 320 V

27

Với tụ hoá: Giá trị điện dung tụ hoá ghi trực tiếp thân tụ => Tụ hố tụ có phân cực (-) , (+) ln ln có hình trụ

* Với tụ giấy, tụ gốm: Tụ giấy tụ gốm có trị số ghi ký hiệu

Hình 1.38: Hình dáng tụ giấy Cách đọc: Lấy hai chữ số đầu nhân với 10(Mũ số thứ 3)

Ví dụ tụ gốm bên phải hình ảnh ghi 474K nghĩa Giá trị = 47 x 10 4 = 470000p ( Lấy đơn vị picô Fara) = 470 n Fara = 0,47 µF

Chữ K J cuối sai số 5% hay 10% tụ điện 2.4.2 Cách đo tụ điện

Hinh 1.39: Sơ đồ hướng dẫn cách đo tụ điện Dùng Ohm kế để kiểm tra tính rĩ điện tụ điện

28

Việc chọn thang đo: lấy thang đo lớn, điện trở thang đo lớn, dòng điện chảy dây đo nhỏ, thời gian tụ nạp đầy lâu hơn, kim trở vị trí vơ cực chậm lấy thang đo nhỏ, thời gian tụ nạp đầy nhanh, kim vô cực nhanh, vậy, kiểm tra tụ điện có điện dung nhỏ để thang đo lớn để kịp thấy dòng nạp vào tụ

Dùng Vom thang đo Ω đưa que đo vào hai chân tụ điện thực đổi que đo Sau lần đo nếu:

- Kim lên giá trị trở lại vị trí ban đầu (∞Ω) chứng tỏ tụ cịn tốt - Kim lên giá trị trở khơng đến ∞ tụ bị rị rỉ

- Kim lên giá trị đứng im vị trí tụ bị khơ - Kim lên đến giá trị tụ bị chấp cực với

3 Cuộn cảm

3.1 Khái quát chung

Tổng quan Đối với dịng điện chiều (DC), dịng điện có cường độ chiều

không đổi, tần sốbằng 0), cuộn dây hoạt động điện trở có điện kháng gần khơng hay nói khác cuộn dây nối đoản mạch Dòng điện cuộn dây sinh từ trường, B, có cường độ chiều khơng đổi

3.2 Cấu tạo, ký hiệu quy ước, phân loại cách đọc * Cấu tạo

Hình 1.40 Cuộn dây lõi khơng khí Cuộn dây lõi Ferit

Cuộn cảm gồm số vòng dây quấn lại thành nhiều vòng, dây quấn sơn emay cách điện, lõi cuộn dây khơng khí, vật liệu dẫn từ Ferrite hay lõi thép kỹ thuật

* Phân loai:

Cuộn cảm cao tần, Cuộn cảm trung tần, Cuộn cảm âm tần

29

Ký hiệu cuộn dây sơ đồ: L1 cuộn dây lõi khơng khí, L2 cuộn dây lõi ferit, L3 cuộn dây có lõi chỉnh, L4 cuộn dây lõi thép kỹ thuật

3.3 Các đại lượng đặc trưng cuộn cảm *Hệ số tự cảm định luật Faraday)

Hệ số tự cảm đại lượng đặc trưng cho sức điện động cảm ứng cuộn dây có dịng điện biến thiên chạy qua

L = µr.4.3,14.n2.S.10-7 ) / l

L: hệ số tự cảm cuôn dây, đơn vị Henrry (H) n: số vòng dây cuộn dây

l: chiều dài cuộn dây tính mét (m) S: tiết diện lõi, tính mm2

µr: hệ số từ thẩm vật liệu làm lõi * Cảm kháng

Hình 1.42: Thí nghiệm cảm kháng cuộn dây với dòng điện xoay chiều

Cảm kháng cuộn dây đại lượng đặc trưng cho cản trở dòng điện cuộn dây dòngđiện xoay chiều

ZL = L = L2 f = 2.3,14.f.L f: tần số đơn vị Hz Trong đó: ZL cảm kháng, đơn vị Ω

L: hệ số tự cảm, đơn vị Henry : Tần số góc, đơn vị Rad/s

* Thí nghiệm minh hoạ: Cuộn dây nối tiếp với bóng đèn sau đấu vào nguồn điện 12V có tần số khác thông qua công tắc K1, K2, K3, K1 đóng dịng điện chiều qua cuộn dây mạnh (Vì ZL = 0) => bóng đèn sáng nhất, K2 đóng dịng điện xoay chỉều 50Hz qua cuộn dây yếu (do ZL tăng) => bóng đèn sáng yếu đi, K3 đóng, dịng điện xoay chiều 200Hz qua cuộn dây yếu (do ZL tăng cao nhất) => bóng đèn sáng yếu

30 * Điện trở cuộn dây

Điện trở cuộn dây điện trở mà ta đo đồng hồ vạn năng, thông thường cuộn dây có phẩm chất tốt điện trở phải tương đối nhỏ so với cảm kháng, điện trở cịn gọi điện trở tổn hao điện trở sinh nhiệt cuộn dây hoạt động

Tính chất nạp, xả cuộn cảm, ứng dụng

Hình 1.43: Thí nghiệm tính nạp xả cuộn dây

Cuộn dây nạp lương: Khi cho dòng điện chạy qua cuộn dây, cuộn dây nạp lượng dạng từ trường tính theo cơng thức

W=L.I2/2

W: lượng (June) L: Hệ số tự cảm (H) I: dòng điện (A)

Ở thí nghiệm trên: Khi K1 đóng, dòng điện qua cuộn dây tăng dần (do cuộn dây sinh cảm kháng chống lại dòng điện tăng đột ngột) bóng đèn sáng từ từ, K1 vừa ngắt K2 đóng, lương nạp cuộn dây tạo thành điện áp cảm ứng phóng ngược lại qua bóng đèn làm bóng đèn loé sáng => hiên tượng

3.4 Ứng dụng

Cho dòng chiều qua Ngăn dòng cao tần

3.5 Đo, kiểm tra cuộn cảm Xác định chất lượng cuộn dây

Dùng đồng hồ VOM thang đo Ω thang đo x1 x10 đưa hai que đo vào đầu cuộn dây

Nếu kim khơng lên (=∞) cuộn dây bị đứt Nếu kim lên = cuộn dây bị chập

Nếu kim lên giá trị điện trở cuộn dây tốt

31 4 Thạch anh

4.1 Khái quát chung

Đá Thạch Anh (Quartz) khoáng vật biết đến nhiều giới Công thức hóa học Đá Thạch Anh SiO2, độ cứng 7Mohs, đặc biệt Đá Thạch Anh hồng đỏ có tính phát quang Các màu sắc phổ biến: khơng màu, trắng, hồng đỏ, hồng, vàng (vỏ chanh), xanh, đen, tím, nâu, xám

Trải qua hàng trăm triệu năm hình thành tác động nhiệt độ, áp suất, biến đổi khí hậu, kết hợp với đặc điểm có từ trường, điện trường cao Đá Thạch Anh tơi luyện, có khả thu hút linh khí từ trời đất, vũ trụ Đá Thạch Anh có nguồn lượng lớn

Chính nhờ đặc điểm kể mà Đá Thạch Anh trở thành loại Đá Q có nhiều cơng dụng người ưa chuộng

4.2 Các loại thạch anh, cấu tạo ký hiệu 4.2.1 Ký hiệu hình dáng

Hình 1.44: Ký hiệu hình dáng Thạch anh

Thạch anh (silic điơxít, SiO2) hay cịn gọi thủy ngọc số

khoáng vật phổ biến trênTrái Đất

Thạch anh cấu tạo mạng liên tục tứ diện silic - oxy (SiO4),

trong oxy chia sẻ hai tứ diện nên có cơng thức chung SiO2

4.3 Qui cách đóng vỏ ghi nhãn

4.4 Ứng dụng

Thạch anh sử dụng làm cộng hưởng hiệu suất cao lọc dao động điện tử Các yếu tố ảnh hưởng đến ổn định tần số dao động là: Sự biến đổi nhiệt độ, biến đổi tải, thay đổi điện áp nguồn chiều

32

Bài 2: CHẤT BÁN DẪN VÀ DIODE

Giới thiệu:

Trong khoảng đầu kỷ trước, người ta ý đến chất bán dẫn điện Vì ưu việt linh kiện bán dẫn, tiêu hao lượng, tuổi thọ cao, kích thước nhỏ hệ đèn điện tử chân không thay hầu hết linh kiện bán dẫn Vì linh kiện bán dẫn ngày ứng dụng rộng rãi lĩnh vực khoa học, kỹ thuật đời sống

Mục tiêu thực hiện: Học xong học học viên có khả năng:

- Phân biệt linh kiện bán dẫn có cơng suất nhỏ theo đặc tính linh kiện - Sử dụng bảng tra để xác định đặc tính kỹ thuật linh kiện theo nội dung học - Phân biệt được loại linh kiện máy đo VOM/ DVOM theo đặc tính linh kiện

- Kiểm tra đánh giá chất lượng linh kiện VOM/ DVOM sở đặc tính linh kiện

- Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo học tập Nội dung

1 Khái niệm chất bán dẫn 1.1 Khái niệm

Chất bán dẫn nguyên liệu để sản xuất loại linh kiện bán dẫn Diode, Transistor, IC mà ta thấy thiết bị điện tử ngày

Chất bán dẫn chất có đặc điểm trung gian chất dẫn điện chất cách điện, phương diện hố học bán dẫn chất có điện tử lớp ngồi nguyên tử chất Germanium (Ge) Silicium (Si)

Từ chất bán dẫn ban đầu (tinh khiết) người ta phải tạo hai loại bán dẫn bán dẫn loại N bán dẫn loại P, sau ghép miếng bán dẫn loại N P lại ta thu Diode hay Transistor

Si Ge có hố trị 4, tức lớp ngồi có điện tử, thể tinh khiết nguyên tử Si (Ge) liên kết với theo liên kết cộng hoá trị hình

1.2 Bán dẫn khiết:

Chất bán dẫn nguyên liệu để sản xuất loại linh kiện bán dẫn Diode, Transistor, IC mà ta thấy thiết bị điện tử ngày

33

Từ chất bán dẫn ban đầu (tinh khiết) người ta phải tạo hai loại bán dẫn bán dẫn loại N bán dẫn loại P, sau ghép miếng bán dẫn loại N P lại ta thu Diode hay Transistor

Si Ge có hố trị 4, tức lớp ngồi có điện tử, thể tinh khiết nguyên tử Si (Ge) liên kết với theo liên kết cộng hố trị hình

Hình 2.1: Chất bán dẫn tinh khiết 1.3 Bán dẫn tạp chất

Chất bán dẫn loại p (hay dùng nghĩa tiếng Việt bán dẫn dương) có tạp chất nguyên tố thuộc nhóm III, dẫn điện chủ yếu lỗ trống (viết tắt cho chữ tiếng Anh positive’, nghĩa dương)

Chất bán dẫn loại n (bán dẫn âm – Negative) có tạp chất nguyên tố thuộc nhóm V, nguyên tử dùng electron tạo liên kết electron lớp ngồi liên kết lỏng lẻo với nhân, electron dẫn

Chất bán dẫn khơng suy biến chất có nồng độ hạt dẫn khơng cao, chất bán dẫn có nồng độ tạp chất lớn 10^20 nguyên tử/cm3 gọi bán dẫn suy biến có tính chất giống kim loại dẫn điện tốt, lượng hạt dẫn tự chất bán dẫn suy biến không phụ thuộc vào nhiệt độ

Có thể giải thích cách đơn giản bán dẫn pha tạp nhờ vào lý thuyết vùng lượng sau: Khi pha tạp, xuất mức pha tạp nằm vùng cấm, mức khiến cho điện tử dễ dàng chuyển lên vùng dẫn lỗ trống dễ dàng di chuyển xuống vùng hóa trị để tạo nên tính dẫn vật liệu Vì thế, cần pha tạp với hàm lượng nhỏ làm thay đổi lớn tính chất dẫn điện chất bán dẫn

1.3.1 Bán dẫn loại N (Negative)

34

Khi ta pha lượng nhỏ chất có hố trị Phospho (P) vào chất bán dẫn Si nguyên tử P liên kết với nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị, nguyên tử Phospho có điện tử tham gia liên kết dư điện tử trở thành điện tử tự => Chất bán dẫn lúc trở thành thừa điện tử (mang điện âm) gọi bán dẫn N (Negative: âm)

1.3.2 Bán dẫn loại P (positive)

Hình 2.3: Chất bán dẫn P

Ngược lại ta pha thêm lượng nhỏ chất có hố trị Indium (In) vào chất bán dẫn Si nguyên tử Indium liên kết với nguyên tử Si theo liên kết cộng hoá trị liên kết bị thiếu điện tử => trở thành lỗ trống (mang điện dương) gọi chất bán dẫn P

2 Tiếp giáp P-N

2.1 Cấu tạo ký hiệu Diode 2.1.1 Cấu tạo

Khi có hai chất bán dẫn P N, ghép hai chất bán dẫn theo tiếp giáp P - N ta Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, điện tử dư thừa bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào lỗ trống => tạo thành lớp Ion trung hoà điện => lớp Ion tạo thành miền cách điện hai chất bán dẫn

35 2.1.2 Ký hiệu quy ước hình dáng

Hình 2.5: Ký hiệu hình dáng Diode bán dẫn 2.1.3 Một số hình dạng didoe khác

Hình 2.6: Các dạng diode khác thường gặp2.2 Nguyên lý hoạt động 2.2.1 Phân cực thuận cho Diode

36

Hình 2.7 Phân cực thuận cho Diode

Diode (Si) phân cực thuận - Khi Dode dẫn điện áp thuận đựơc gim mức 0,6V

Hình 2.8: Đường đặc tuyến điện áp thuận qua Diode

Kết luận: Khi Diode (loại Si) phân cực thuận, điện áp phân cực thuận < 0,6V chưa có dịng qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,6V có dịng qua Diode sau dịng điện qua Diode tăng nhanh sụt áp thuận giữ giá trị 0,6V 2.2.2 Phân cực ngược cho Diode

Khi phân cực ngược cho Diode tức cấp nguồn (+) vào Katôt ()bán dẫn N), nguồn (-) vào Anôt (bán dẫn P), tương tác điện áp ngược, miền cách điện rộng ngăn cản dòng điện qua mối tiếp giáp, Diode chiu điện áp ngược lớn khoảng 1000V diode bị đánh thủng

37 2.3 Phân loại diode

2.3.1 Diode Zener

Diode Zener có cấu tạo tương tự Diode thường có hai lớp bán dẫn P- N ghép với nhau, Diode Zener ứng dụng chế độ phân cực ngược, phân cực thuận Diode zener diode thường phân cực ngược Diode zener gim lại mức điện áp cố định giá trị ghi diode

Hình 2:10: Diode zener

Diode zener có tính ổn áp Trong mạch diode zener ln trạng thái phân cực nghịch làm việc trạng thái bị đánh thủng Khi diode zener bị đánh thủng, có tính ghim áp, lúc mức áp đưa vào có thay đổi mức áp lấy diode zener không đổi Trong mạch diode zener ln dùng với điện trở hạn dịng để tránh bị công suất Trong nhiều mạch điện người ta dùng diode zener khơng có điện trở hạn dịng để làm mạch bảo vệ tránh trường hợp thiết bị bị áp

Hình 2.11: Ứng dụng Diode zener

38 2.3.2 Diode Thu quang (Photo Diode)

Diode thu quang hoạt động chế độ phân cực nghịch, vỏ diode có miếngthuỷ tinh để ánh sáng chiếu vào mối P – N , dòng điện ngược qua diode tỷ lệ thuận với cường độ ánh sáng chiếu vào diode

Hình 2.12: Hình ảnh minh họa diode thu quang 2.3.4 Diode Phát quang (Light Emiting Diode: LED)

Hình 2.13: Ký hiệu hình ảnh Led

Diode phát phang Diode phát ánh sáng phân cực thuận, điện áp làm việc LED khoảng 1,7 => 2,2V dòng qua Led khoảng từ 5mA đến 20mA

Led sử dụng để làm đèn báo nguồn, đèn nháy trang trí, báo trạng thái có điện vv 2.3.5 Led đoạn led ma trận

39 2.3.6 Diode Varicap (Diode biến dung)

Diode biến dung Diode có điện dung tụ điện, điện dung biến đổi ta thay đổi điện áp ngược đặt vào Diode

Hình 2.15: Ứng dụng diode biến dung mạch cộng hưởng

Ở hình ta chỉnh triết áp VR, điện áp ngược đặt vào Diode Varicap thay đổi, điện dung diode thay đổi => làm thay đổi tần số công hưởng mạch

Diode biến dung sử dụng kênh Ti vi mầu, mạch điều chỉnh tần số cộng hưởng điện áp

2.3.7 Diode xung

Trong nguồn xung đầu biến áp xung , ta phải dùng Diode xung để chỉnh lưu diode xung diode làm việc tần số cao khoảng vài chục KHz , diode nắn điện thơng thường khơng thể thay vào vị trí diode xung được, ngựơc lại diode xung thay cho vị trí diode thường, diode xung có giá thành cao diode thường nhiều lần

Về đặc điểm, hình dáng Diode xung khơng có khác biệt với Diode thường, nhiên Diode xung thường có vịng dánh dấu đứt nét đánh dấu hai vịng

Hình 2.16: Ký hiệu diode xung 2.4 Thực hành nhận dạng đo thử loại diode

Đặt đồng hồ thang x 1Ω, đặt hai que đo vào hai đầu Diode, :

Đo chiều thuận que đen vào Anôt, que đỏ vào Katôt => kim lên, đảo chiều đo kim không lên => Diode tốt

Nếu đo hai chiều kim lên = 0Ω => Diode bị chập Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => Diode bị đứt

40

Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim lên chút Diode bị rị

Hình 2.17: Hướng dẫn cách đo diode 2.5 Các mạch ứng dụng dùng diode

2.5.1 Cấu hình Diode mắc nối tiếp

Trong phần mạch tương đương sử dụng để nghiên cứu cấu hình mạch mắc nối tiếp diode với tín hiệu vào dc

Hình 2.18: Cấu hình diode mắc nối tiếp

Mạch điện nối tiếp hình 2.18, ta thay diode điện trở R hình 2.19, chiều dịng điện chạy điện trở R chiều với chiều dòng điện thuận diode E V nên diode trạng thái dẫn

2.5.2 Cấu hình song song

41 3 Lắp mạch nguồn chiều đơn giản 3.1 Chỉnh lưu bán kỳ

3.1.1 Sơ đồ mạch

3.1.2 Nhiệm vụ linh kiện

TR: Biến áp để biến đổi điện áp xoay chiều u1 thành điện áp xoay chiều u2

Diode dùng để chỉnh lưu biến đổi điện áp xoay chiều u2 thành điện áp chiều Ut Rt : Điện trở tải mạch

3.1.3 Nguyên lý làm việc

Khi cấp điện áp xoay chiều u1 vào hai đầu cuộn sơ cấp biến áp TR thứ cấp xuất điện áp cảm ứng xoay chiều u2 hình 2.2b

Giả sử ½ chu kỳ đầu điện áp vào u2 dương (+A, -B), diode D phân cực thuận  dẫn cho dịng điện qua tải có chiều từ A Rt  B ½ chu kỳ sau, điện áp vào u2 âm, diode D bị phân cực ngược không dẫn điện Và điện áp tải khơng Như dịng điện qua tải theo chiều định có nửa chu kỳ dương điện áp vào u2

3.1.4 Các thông số mạch

Điện áp trung bình tải là: U0 =

2 2 45 , 318 ,

0 U U U

U

m

m   

 

Dịng điện trung bình tải là:

I0 = t

t t m t m I R U R U R U I 45 , / 318 , 2

2    

 

Điện áp ngược lớn đặt vào diode khóa là: PIV=Ungmax = U2m= .U0 Dịng điện qua tải có chiều  dịng điện tải nhấp nhơ lần Ta nói tần số đập mạch dịng điện m =1, f0 = fnguồn

Nhận xét: mạch chỉnh lưu ½ T đơn giản dùng diode Nhưng dịng điện qua tải có ½ Tđộ nhấp nhô cao, hiệu suất thấp, hệ số sử dụng máy biến áp thấp, dòng điện điện áp trung bình tải nhỏ Mạch sử dụng

Hình 2.20: Mạch chỉnh lưu ½ T

u1~ u2~

A D

Rt B It Ut U0 t O U2 t

0  2

a) b)

TR

42 3.1.5 Lắp ráp, khảo sátmạch chỉnh lưu bán kỳ * Các bước lắp ráp

Bước 1: Chọn kiểm tra TB – linh kiện sơ đổ hình 4.24 Bước 2: Lắp ráp linh kiện lên Board

Bước 3: Kiểm tra lại mạch Bước 4: Cấp điện cho mạch

Hình 2.22 Mạch chỉnh lưu ½ T có tụ lọc * Đo, kiểm tra khảo sát thông số

Cách 1: Dùng VOM đo thông số ghi kết vào bảng sau:

V1(AC) Vin(AC) Vout(DC) ID(DC)

So sánh kết đo so sánh với phần lý thuyết? Nhận xét giải thích

Khảo sát thông số

Mắc tụ điện với giá trị khác lập lại bước đo (khi mắc tụ phải ý đến cực tính)

Vi (VAC) 12 18 24

Vo (VDC) K=Ui/Uo Vo (C=100µF) Vo (C=220µF) Vo (C=470µF) Vo (C=1000µF) Vo (C=2200µF)

43

Sử dụng dao động ký (Osillicope), đo vẽ dạng song ngõ vào ngõ không tụ mắc tụ khác nhau:

3.2 Chỉnh lưu cầu

3.2.1 Sơ đồ mạch điện (hình 2.23a)

3.2.2 Nhiệm vụ linh kiện

TR: biến áp để biến đổi điện áp xoay chiều u1 thành điện áp xoay chiều U2 D1, D2, D3, D4: Diode dùng để chỉnh lưu; Rt: Điện trở tải mạch: 3.3.3 Nguyên lý làm việc

Khi cấp điện áp xoay chiều u1 vào hai đầu cuộn sơ cấp biến áp TR thứ cấp xuất điện áp cảm ứng xoay chiều u2, hình 5.1b

Giả sử ½ chu kỳ đầu điện áp vào u2 dương (+A, -B), diode D2, D4 bị phân cực ngược nên khơng dẫn cịn D1, D3 phân cực thuận  dẫn cho dịng điện qua tải có chiều từ +A Rt  -B ½ chu kỳ sau, điện áp vào đổi chiều u2 âm (-A, +B), diode D1, D3 bị phân cực ngược nên khơng dẫn cịn D2, D4 phân cực thuận  dẫn cho dòng điện qua tải có chiều từ +B Rt  -A

Như chu kỳ điện áp vào D1, D3 D2, D4 thay dẫn cho dòng điện qua tải theo chiều định

3.3.4 Các thông số mạch Điện áp trung bình tải là:

U0 = 2

2 , 2 636 , U U U U m

m   

 

Dòng điện trung bình tải là:

I0 = t

t t m t m I R U R U R U I , 2 / 636 , 2

2    

 

Điện áp ngược lớn đặt vào diode khóa là:PIV = Ungmax = U2m=

2 

.U0 Hình 2.23 Mạch chỉnh lưu pha hình cầu dùng Diode

U0

D1, D3 dẫn

t O

U2

0

u2

 2 t

b)

D2, D4 dẫn Ut

D2

a) TR

u1~ u2 D4 A

Rt

D3 It

D1

B

44

Dịng điện qua tải có chiều  dịng điện tải nhấp nhơ hai lần Ta nói tần số đập mạch dòng điện m =2, f0 = 2fnguồn

Nhận xét: điện áp tải có hai nửa chu kỳ, hiệu suất mạch cao hơn, độ nhấp nhô nhỏ, hệ số sử dụng máy biến áp cao, dòng điện điện áp trung bình tải lớn, điện áp ngược diode nhỏ Việc chế tạo máy biến áp đơn giản tốn nhiều diode Mạch hay sử dụng

3.3.5 Lắp ráp khảo sát mạch chỉnh lưu cầu * Các bước lắp ráp

- Bước 1: Chọn TB – Linh kiện sơ đồ hình 2.24 - Bước 2: Lắp ráp linh kiện lên Board

- Bước 3: Kiểm tra lại mạch - Bước 4: Cấp điện cho mạch

Hình 2.24: Mạch chỉnh lưu tồn kỳ có tụ lọc - Khi chưa mắc tụ, thay đổi Ui đo Uo ghi vào bảng * Khảo sát thông số

Mắc tụ điện với giá trị khác lập lại bước đo (khi mắc tụ phải ý đến cực tính)

Vi (VAC) 12 18 24

Vo (VDC) K=Ui/Uo Vo (C=100µF) Vo (C=220µF) Vo (C=470µF) Vo (C=1000µF) Vo (C=2200µF)

45

Sử dụng dao động ký (Osillicope), đo vẽ dạng song ngõ vào ngõ không tụ mắc tụ khác nhau:

Vi

t Dạng sóng ngõ vào

Vo

t Dạng sóng ngõ khơng có tụ điện

Vi

t

Dạng sóng ngõ vào

Vo

46 3.3 Chỉnh lưu âm dương

3.3.1 Sơ đồ mạch

Hình 2.25 Mạch chỉnh lưu cầu lấy hai mức điện áp đối xứng 3.3.2 Nguyên lý hoạt động

Trong thực tế, tồn số thiết bị điện tử cần cung cấp nguồn chiều đối xứng Thí dụ: Mạch khuếch đại cơng suất amply dùng mạch đẩy kéo dùng điện áp đối xứng ± 42V Ngoài sử dụng cầu diode kết hợp với biến áp có thứ cấp đối xứng để lắp ráp mạch chỉnh lưu lấy điện áp đối xứng

3.3.3 Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh lưu âm dương Các bước lắp ráp mạch

Bước 1: Nghiên cứu sơ đồ nguyên

Bước 2: Chọn thiết bị, dụng cụ, vật tư theo sơ đồ hình 2.24

Bước 3: Kiểm tra linh kiện vẽ mạch in lên giấy lên pích đồng Bước 4: Làm mạch in

Bước 5: Lắp ráp linh kiện lên mạch in Bước 6: Cấp nguồn chạy thử

Bước 7: Ghi nhận thông số kỹ thuật

CÂU HỎI ÔN TẬP Câu 1: Hãy trình bày cấu tạo Diode?

Câu 2: Hãy trình bày nguyên lý hoạt động Diode? Câu 3: Hãy trình bày ứng dụng Diode?

47

Bài 3: TRANSISTOR Giới thiệu:

Trong khoảng đầu kỷ trước, người ta ý đến chất bán dẫn điện Vì ưu việt linh kiện bán dẫn, tiêu hao lượng, tuổi thọ cao, kích thước nhỏ hệ đèn điện tử chân không thay hầu hết linh kiện bán dẫn Vì linh kiện bán dẫn ngày ứng dụng rộng rãi lĩnh vực khoa học, kỹ thuật

Mục tiêu: Sau học xong học người học có khả

+ Trình bày cấu tạo, ký hiệu , nguyên lý hoạt động Transistor, mạch điện ứng dụng

+ Phân biệt Transistor có cơng suất nhỏ theo đặc tính linh kiện.+ Sử dụng bảng tra để xác định đặc tính kỹ thuật Transistor theo nội dung học

+ Phân biệt được loại Transistor máy đo VOM/ DVOM theo đặc tính linh kiện

+ Kiểm tra đánh giá chất lượng Transistor VOM/ DVOM sở đặc tính linh kiện

+ Lắp ráp số mạch ứng dụng dùng Transistor yêu cầu kỹ thuật + Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo học tập

Nội dung

1 Transistor lưỡng cực

1.1 Transitor mối nối lưỡng cực (BIPOLAR JUNCTION TRANSISTOR = BJT) 1.1.1 Cấu tạo – ký hiệu

Hình 3.1: Cấu tạo Transitort lưỡng cực

Ba lớp bán dẫn nối thành ba cực, lớp gọi cực gốc ký hiệu B (Base), lớp bán dẫn B mỏng có nồng độ tạp chất thấp Hai lớp bán dẫn bên nối thành cực phát (Emitter) viết tắt E, cực thu hay cực góp (Collector) viết tắt C, vùng bán dẫn E C có loại bán dẫn (loại N hay P) có kích thước nồng độ tạp chất khác nên khơng hốn vị cho

48

Hình 3.2: Kí hiệu Transitort lưỡng cực Hình dáng

Transistor cơng xuất nhỏ Transistor cơng xuất lớn Hình 3.3: Hình dángTransitort lưỡng cực

- Hiện thị trường có nhiều loại Transistor nhiều nước sản xuất thông dụng transistor Nhật bản, Mỹ Trung quốc Transistor Nhật bản: thường ký hiệu A , B , C , D Ví dụ A564, B733, C828, D1555 Transistor ký hiệu A B Transistor thuận PNP ký hiệu C D Transistor ngược NPN Các Transistor A C thường có cơng xuất nhỏ tần số làm việc cao Transistor B D thường có cơng xuất lớn tần số làm việc thấp

Transistor Mỹ sản xuất thường ký hiệu 2N ví dụ 2N3055, 2N4073 vv

Transistor Trung quốc sản xuất: Bắt đầu số 3, hai chũ Chữ thức cho biết loại bóng: Chữ A B bóng thuận, chữ C D bịng ngược, chữ thứ hai cho biết đặc điểm: X P bịng âm tần, A G bóng cao tần Các chữ số sau thứ tự sản phẩm Thí dụ: 3CP25, 3AP20 vv

- Một số Transistor đặc biệt

* Transistor số (Digital Transistor): Transistor số có cấu tạo Transistor thường chân B đấu thêm điện trở vài chục KΩ hình 8.3

49

Transistor số thường sử dụng mạch công tắc, mạch logic, mạch điều khiển, hoạt động người ta đưa trực tiếp áp lệnh 5V vào chân B để điều khiển đèn ngắt mở

Hình 3.5: Minh hoạ ứng dụng Transistor Digital

* Ký hiệu: Transistor Digital thường có ký hiệu DTA (đèn thuận), DTC (đèn ngược), KRC (đèn ngược) KRA (đèn thuận), RN12 (đèn ngược), RN22 (đèn thuận), UN , KSR

Thí d: DTA132, DTC 124 vv

* Transistor cơng xuất dịng (cơng xuất ngang)

Transistor cơng xuất lớn thường gọi sị Sị dịng, Sò nguồn vv, sò thiết kế để điều khiển cao áp biến áp nguồn xung hoạt động, chúng thường có điện áp hoạt động cao cho dịng chịu đựng lớn Các sị cơng xuất dịng (Ti vi mầu) thường có đấu thêm diode đệm song song với cực CE

Hình 3.6: Sị cơng xuất dịng Ti vi màu

1.1.2 Nguyên hoạt động BJT

1.1.2.1 Xét hoạt động Transistor NPN

50

đã cấp điện khơng có dịng điện chạy qua mối C E (lúc dịng IC = 0) Khi cơng tắc đóng, mối P-N phân cực thuận có dịng điện chạy từ (+) nguồn UBE qua cơng tắc => qua R hạn dịng => qua mối BE cực (-) tạo thành dòng IB Ngay dịng IB xuất => có dịng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB

Hình 3.7: Mơ tả hoạt động BJT NPN

Như rõ ràng dịng IC hồn tồn phụ thuộc vào dịng IB phụ thuộc theo cơng thức: IC = β.IB

Trong đó: IC dòng chạy qua mối CE

IB dòng chạy qua mối BE β hệ số khuyếch đại Transistor

Giải thích: Khi có điện áp UCE điện tử lỗ trống vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, xuất dòng IBE lớp bán dẫn P cực B mỏng nồng độ pha tạp thấp, số điện tử tự từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P (cực B) lớn số lượng lỗ trống nhiều, phần nhỏ số điện tử vào lỗ trống tạo thành dòng IB phần lớn số điện tử bị hút phía cực C tác dụng điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor

IE = IB + IC

1.2.2.2 Xét hoạt động Transistor PNP

51

là khơng có dòng điện qua BJT Bây ta nối them nguồn DC EBB có cực dương nối với cực E cực âm nối với cực B thỏa mãn điều kiện: VE  VB VB  VC

Khi đó, Diode BE phân cực thuận nên dẫn điện, lổ tróng từ vùng bán dẫn P cực E di chuyển qua vùng bán dẫn N cực B để tái hợp với electron Vùng bán dẫn N cực B có them lổ trống nên có điện tích dương, cực B nối vào cực âm nguồn EBB nên nguồn EBB hút số lổ trống vùng bán dẫn N cực B tạo thành dòng IB Cực C nối vào điện áp âm nên hút hầu hết lổ tróng vùng bán dẫn N cực B sang vùng bán dẫn P cực C tạo thành dòng IC Cực E nối với dương nguồn, nên vùng bán dẫn P cực e bị lổ trống hút lỗ trống từ dương nguồn lên chỗ tạo thành dòng IE Về chiều dòng điện ta thấy dòng IB, IC có chiều từ BJT ra, cịn dịng IE có chiều từ ngồi vào Số lượng lỗ trống hút từ cực E chạy sang cực B cực C nên dòng IB, IC từ cực E

IE = IB + IC

1.1.3 Phương pháp đo, kiểm tra BJT

Cách xác định chân E, B, C Transistor

Với loại Transistor cơng xuất nhỏ: Thì thứ tự chân C B tuỳ theo bóng nước sản xuất, chân E bên trái ta để Transistor hình Nếu Transistor Nhật sản xuất: thí dụ Transistor C828, A564 chân C giữa, chân B bên phải Nếu Transistor Trung quốc sản xuất chân B giữa, chân C bên phải Tuy nhiên số Transistor sản xuất nhái khơng theo thứ tự => để biết xác ta dùng phương pháp đo đồng hồ vạn

Hình 3.8: Hình dáng BJT công suất nhỏ

52

Hình 3.9: Hình dáng BJT cơng suất lớn Transistor cơng xuất lớn thường có thứ tự chân * Đo xác định chân B C

Với Transistor cơng xuất nhỏ thơng thường chân E bên trái ta xác định chân B suy chân C chân lại Để đồng hồ thang x1Ω, đặt cố định que đo vào chân, que chuyển sang hai chân cịn lại, kim lên = chân có que đặt cố định chân B, que đồng hồ cố định que đen Transistor ngược, que đỏ Transistor thuận

* Phương pháp kiểm tra Transistor

Nội dung: Trình bày phương pháp đo kiểm tra Transistor để xác định hư hỏng, Các hình ảnh minh hoạ trình đo kiểm tra Transistor Transistor hoạt động hư hỏng nhiều nguyên nhân, hỏng nhiệt độ, độ ẩm, điện áp nguồn tăng cao chất lượng thân Transistor, để kiểm tra Transistor bạn nhớ cấu tạo chúng hình 3.10

Kiểm tra Transistor ngược NPN tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Anôt, điểm chung cực B, đo từ B sang C B sang E (que đen vào B) tương đương đo hai diode thuận chiều => kim lên, tất trường hợp đo khác kim không lên

Kiểm tra Transistor thuận PNP tương tự kiểm tra hai Diode đấu chung cực Katôt, điểm chung cực B Transistor, đo từ B sang C B sang E (que đỏ vào B) tương đương đo hai diode thuận chiều => kim lên, tất trường hợp đo khác kim không lên

Trái với điều Transistor bị hỏng Transistor bị hỏng trường hợp:

- Đo thuận chiều từ B sang E từ B sang C => kim không lên transistor đứt BE đứt BC

- Đo từ B sang E từ B sang C kim lên hai chiều chập hay dò BE BC - Đo C E kim lên bị chập CE

53

Hình 3.10: Phép đo cho biết Transistor tốt

Minh hoạ phép đo trên: Trước hết nhìn vào ký hiệu ta biết Transistor bóng ngược, chân Transistor ECB (dựa vào tên Transistor) < xem lại phần xác định chân Transistor >

Bước 1: Chuẩn bị đo để đồng hồ thang x1Ω

Bước bước 3: Đo thuận chiều BE BC => kim lên

Bước bước 5: Đo ngược chiều BE BC => kim không lên Bước 6: Đo C E kim khơng lên

Bóng tốt

Hình 3.11: Phép đo cho biết Transistor bị chập BE Bước 1: Chuẩn bị

54

Hình 3.12: Phép đo cho biết bóng bị đứt BE Bước 1: Chuẩn bị

Bước 3: Đo hai chiều B E kim khơng lên => Bóng đứt BE

Hình 3.13: Phép đo cho thấy bóng bị chập CE Bước 1: Chuẩn bị

Bước 3: Đo hai chiều C E kim lên = Ω => Bóng chập CE

Trường hợp đo C E kim lên chút bị rò CE 1.2 Phân cực cho transistor

1.2.1 Phân cực cố định (phân cực dòng Bazơ)

Ta dùng nguồn UCC nhiệm vụ phân cực cho collector bazơ hình 3.14, dịng IB xác định sau: IB =

B BE CC

R U U 

55

Nhìn vào hình vẽ ta suy biểu thức tính tốn thiết kế cho mạch phân cực dòng IB cố định là: UCC = IB.RB + UBE Hay UCC  IB.RB Vì UBE nhỏ

Phương trình đường tải tĩnh là: UCC = IC.RC + UCE  UCE = UCC - IC.RC có hệ số góc âm Các điểm giới hạn đường tải chiều là:

+ Ở trạng thái hở mạch BJT dòng IC =  UCE(hm) = UCC + Ở trạng thái ngắn mạch BJT điện áp UCE =  IC(ngm) =

C CC

R U

Và ta vẽ đường tải chiều hình 3.14 Để đảm bảo chế độ khuếch đại tốt nhất, người ta thường chọn giá trị điểm làm việc chiều có tọa độ khoảng đường tải chiều Q (UCEQ = 0,5 UCE(hm), ICQ = 0,5 IC(ngm))

1.2.2 Phân cực cầu chia điện

ICmax= E C CC R R U 

UCEQ UCE

IC(mA)

N (UCEmax=UCC) M O ICQ Q IBo Hình 3.15b Hình 3.15a IB UBE UCC U0 RC UCE R1 IC R2 RE Ui UE UCE

56

Xét mạch phân cực hình 3.14a gồm hai điện trở R1, R2 để tạo điện áp chiều phân cực cho chân B Tansistor, giả thiết dòng điện điện trở chọn đủ lớn dịng bazơ (IR1, IR2 >> IB)

ta có: 2 1// R R R R R R RB  

UBB = UCC

R R R 2

 = const

UE = UB - UBE, IE =

E E

R U

, IC  IE Điện áp cực C là: UC = UCC - IC.RC

Phương trình đường tải tĩnh là: UCE = UCC - IC.(RC + RE) Các điểm mút đường tải chiều là: IC(ngm) =

E C CC R R U

 , UCE(hm) = UCC Từ đường tải tĩnh hình 3.14b ta xác định điểm làm việc mạch là: Q(0,5 UCE(hm), 0,5 IC(ngm))

1.3 Lắp mạch mach KĐ EC, BC, CC dùng transistor 1.3.1 Khái niệm mạch khuếch đại

Khuếch đại ta đưa tín hiệu vào mạch nhỏ lấy tín hiệu lớn Có ba loại mạch khuếch đại là:

Khuếch đại điện áp: Là mạch ta đưa tín hiệu có biên độ nhỏ vào, đầu ta thu tín hiệu có biên độ lớn nhiều lần

Mạch khuếch đại dòng điện: Là mạch ta đưa tín hiệu có cường độ yếu vào, đầu ta thu tín hiệu cho cường độ dòng điện mạnh nhiều lần

Mạch khuếch đại cơng xuất: Là mạch ta đưa tín hiệu có cơng xuất yếu vào, đầu ta thu tín hiệu có cơng xuất mạnh nhiều lần, thực mạch khuếch đại công xuất kết hợp hai mạch khuếch đại điện áp khuếch đại dòng điện làm 1.3.2 Lắp mạch khuếch đại E chung (EC)

1.3.2.1 Sơ đồ mạch

57 1.3.2.2 Đặc điểm mạch

Hai mạch là: Hình bên trái mô tả giản đồ kiểu E chung hình bên phải mạch thực tế thơng dụng kiểu mạch E chung

Với mạch người ta lợi Hệ số Khuếch đại dòng điện Điện áp theo hệ thức toán học thực nghiệm đây:

Hệ số Khuếch đại dịng điện  tra cứu Bảng thơng số Kỹ thuật transistor thường hệ số lớn, với loại 2SC458 2SC828 bán sẵn thị trường thường có  ≈ 200 lần

Vì có dịng điện Tín hiệu vào cực B IB dòng điện qua cực E cực C là:

IE = (ß + 1) x IB IC = IB

Từ suy Điện áp điện trở RE RC là: UE = RE x (ß + 1) x IB URc = RC x IB

Với: Hệ số khuếch đại dòng điện: Ki = IC/IB >1 Hệ số khuếch đại điện áp: Kv = VC/VB >1

Điều có nghĩa mạch E chung có lợi lớn khả khuếch đại dòng điện điện áp tức có nghiã lợi khả khuếch đại tăng Cơng suất

Đối với mạch loại này, Tín hiệu ngược Phase với tín hiệu vào 1.3.2.3 Nguyên lý hoạt động mạch

Xét ¼ chu kỳ tín hiệu vào (đoạn OA), điện áp tín hiệu vào Vin tăng lên, áp VBE tăng lên, Q dẫn mạnh, dòng IC tăng lên, Cout = VC giảm xuống (do VC = VCC – ICRC) thể hình 3.17 Trên đồ thị điện áp ta có đoạn 0,A,

Ở ¼ chu kỳ (đoạn AB) đồ thị ngõ vào, từ giá trị cực đại, Vin giảm xuống, BB Transistor giảm xuống, đó, VBE giảm, Q dẫn yếu, dòng IC giảm xuống, Vout tăng lên Ta có đoạn A,B, đồ thị ngõ

Ở ¼ chu kỳ thứ (đoạn BC) thuộc bán kỳ âm tín hiệu vào Vin giảm từ cực đại âm, VB giảm xuống, Q dẫn yếu, dịng IC giảm, Vout tăng Ta có đoạn B,C, đồ thị ngõ

C

C,

D 0

Vin Vout

A

B t B, t

0,

A,

D,

58

Ở ¼ chu kỳ cuối (đoạn CD) dạng sóng ngõ vào Vin tăng từ cực đại âm 0, VB tăng lên, Q dẫn mạnh lên, IC tăng nên VC giảm xuống tương ứng với đoạn C,D, dạng sóng ngõ

Như ngõ vào có bán kỳ âm ngõ có bán kỳ dương ngược lại, nghĩa điện áp tín hiệu ngõ đảo pha so với điện áp tín hiệu ngõ vào

1.3.2.4 Lắp ráp, khảo sát mạch KĐ EC dùng transistor BJT * Các bước lắp ráp

Bước 1: Chọn kiểm tra linh kiện

Với R1 từ 100K đến 470K; R2 từ 10K đến 22K; RC từ 2K2 đến 3K3; RE từ 100Ω đến 220Ω;

Cin = Cout từ 1F đến 4,7F; CE = 1F

Vin nguồn tín hiệu âm tần từ máy phát đưa vào Vout tín hiệu âm tần mạch khuếch đại

VCC nguồn chiều cung cấp cho mạch từ 10VDC đến 15VDC Bước 2: Lắp ráp linh kiện lên Board

Bước 3: Kiểm tra lại mạch Bước 4: Cấp nguồn cho mạch * Khảo sát thông số mạch

Cấp điện DC phân cực cho mạch

Dựa vào kiến thức học để chọn giá trị điện trở thích hợp khoảng giá trị cho nhằm đạt giá trị VBE khoảng từ 0,55V đến 0,65V Ghi kết vào bảng sau

VCC(V) 10 11 12 13 14 15

VBE(V) 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 VCE(V)

IB(A) IC(mA) IE(mA)

Đưa tín AC vào mạch

Dùng máy sóng để kiểm tra tín hiệu vào tín hiệu mạch Vẽ lại dạng sóng vào – So sánh tín hiệu vào tín hiệu Nhận xét:

1.3.3 Lắp ráp mạch khuếch đại B chung (BC) 1.3.3.1 Sơ đồ mạch

1.3.3.2 Đặc điểm thông số mạch * Đặc điểm

59 RE: điện trở ổn định nhiệt

C3: tụ Cb nối tắt thành phần AC cực B xuống mass C1, C2: tụ liên lạc (đưa tín hiệu vào lấy tín hiệu ra)

* Các thông số mạch

- Hệ số khuếch đại dòng điện: Ki

Trong cách ráp B chung tín hiệu đưa vào cực E lấy cực C Ta biết: IE = IC + IB  IC

Do đó: Ki = Iout/Iin = IC/IE 

Vậy kiểu ráp B chung khơng khuếch đại dịng điện - Hệ số khuếch đại điện áp: Kv

Kv = Vout/Vin = VC/VE >1

Vậy kiểu ráp B chung có khả khuếch đại điện áp - Hệ số khuếch đại cơng suất: Kp

Trong kiểu ráp B chung, có khả khuếch đại điện áp khơng có khả khuếch đai dịng điện nên hệ số Kp khơng lớn

1.3.3.3 Nguyên lý hoạt động mạch có tín hiệu đưa vào

Trong kiểu ráp B chung, ta thấy tín hiệu vào Vin tăng làm cho VE tăng lên VBE giảm xuống, Q chạy yếu làm cho dòng IC giảm xuống, VC tăng lên, tức Vout tăng lên Ngược lại điện áp tín hiệu vào giảm xuống VE giảm làm cho VBE tăng lên, Q chạy mạnh lên VC giảm xuống tức Vout giảm xuống

Như kiểu ráp tín hiệu đồng pha với tín hiệu vào 1.3.3.4 Lắp ráp, khảo sát mạch KĐ BC dùng transistor BJT

* Các bước lắp ráp mạch

Bước 1: Chọn kiểm tra linh kiện

Với RB1, từ 100K đến 470K; RB2 từ 10K đến 22K; RC từ 2K2 đến 3K3; RE từ 100Ω đến 220Ω; UCC từ 10VDC đến 15VDC

RC

RE C1 Vin Vout C2 RB1 RB2 IB C3 +VCCC

60 C1 = C2 từ 1F đến 4,7F; C3 = 1F

Vin nguồn tín hiệu âm tần từ máy phát đưa vào Vout tín hiệu âm tần mạch khuếch đại

VCC nguồn chiều cung cấp cho mạch từ 10VDC đến 15VDC

Tín hiệu đưc vào cực E lấy cực C, cực B điểm chung tín hiệu Bước 2: Lắp ráp linh kiện lên Board

Bước 3: Kiểm tra lại mạch Bước 4: Cấp nguồn cho mạch * Khảo sát thông số mạch

Cấp nguồn DC kiểm tra thơng số

Phải tính chọn điện trở cho VBE đạt khoảng giá trị từ 0,55V đến 0,65V Ghi kết vào bàng sau:

VCC(V) 10 11 12 13 14 15

VBE(V) 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 VCE(V)

IB(A) IC(mA) IE(mA)

Đưa tín AC vào mạch

Dùng máy sóng để kiểm tra tín hiệu vào tín hiệu mạch Vẽ lại dạng sóng vào –

So sánh tín hiệu vào tín hiệu Nhận xét:

1.3.4 Lắp mạch KĐ CC 1.3.4.1 Sơ đồ mạch

RE C2 RB1

RB2 IB

Vout C1

+VCCC

61 1.3.4.2 Đặc điểm nguyên lý hoạt động * Tác dụng linh kiện

RB1, RB2: hình thành cầu phân áp phân cực cho Transistor RE: điện trở ổn định nhiệt

C1, C2: tụ liên lạc (đưa tín hiệu vào lấy tín hiệu ra)

Tín hiệu đưc vào cực B lấy cực E, cực C điểm chung tín hiệu * Các thơng số mạch

- Hệ số khuếch đại dòng điện: Ki

Trong cách ráp B chung tín hiệu đưa vào cực E lấy cực C Ta biết: IE = IC + IB  IC

Do đó: Ki = Iout/Iin = IE/IB >

Vậy kiểu ráp B chung có khả khuếch đại dịng điện lớn - Hệ số khuếch đại điện áp: Kv

Ta biết: VBE = VB + VE Với: Kv = Vout/Vin = VE/VB <1

Vậy kiểu ráp B chung có khả khuếch đại điện áp - Hệ số khuếch đại công suất: Kp

Trong kiểu ráp B chung, có khả khuếch đại điện áp khơng có khả khuếch đai dịng điện nên hệ số Kp không lớn

* Nguyên lý hoạt động mạch có tín hiệu đưa vào

Trong kiểu ráp C chung, ta thấy tín hiệu vào Vin tăng làm cho áp phân cực VBE tăng lên Q chạy mạnh làm cho dịng IE tăng, áp VE tăng lên, tức Vout tăng lên

Ngược lại điện áp tín hiệu vào giảm xuống VB giảm làm cho VBE giảm xuống, Q chạy yếu VE giảm xuống tức Vout giảm xuống

Như kiểu ráp tín hiệu đồng pha với tín hiệu vào 1.3.4.3 Lắp ráp, khảo sát mạch KĐ CC

* Các bước lắp ráp

Bước 1: Chọn kiểm tra linh kiện theo sơ đồ hình 3.19

Với RB1, từ 100K đến 470K; RB2 từ 10K đến 22K; RE từ 100Ω đến 220Ω; UCC từ 10VDC đến 15VDC

C1 = C2 từ 1F đến 4,7F;

Vin nguồn tín hiệu âm tần từ máy phát đưa vào Vout tín hiệu âm tần mạch khuếch đại

VCC nguồn chiều cung cấp cho mạch từ 10VDC đến 15VDC Bước 2: Lắp ráp linh kiện lên Board

62 Cấp nguồn DC kiểm tra thơng số

Phải tính chọn điện trở cho VBE đạt khoảng giá trị từ 0,55V đến 0,65V Ghi kết vào bàng sau:

VCC(V) 10 11 12 13 14 15

VBE(V) 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 0,55- 0,65 VCE(V)

IB(A) IC(mA) IE(mA)

Đưa tín AC vào mạch

Dùng máy sóng để kiểm tra tín hiệu vào tín hiệu mạch Vẽ lại dạng sóng vào – ra, so sánh tín hiệu vào tín hiệu

Nhận xét:

2 Transitor trường 2.1 JFET

2.1.1 Cấu tạo kí hiệu quy ước hình dáng

Hình 3.20: Cấu tạo JFET kiểu kênh N

Hình 3.21: Ký hiệu quy ước JFET kênh P kênh N

63

(dung làm cực điều khiển) lớp tiếp xúc P - N bao quanh kênh dẫn Hoàn toàn tương tự, xuất phát từ đế bán dẫn lại P, ta có loại kênh JFET kênh P với kí hiệu quy ước Hình 3.21

Hình 3.22: Hình dáng thực tế JFET 2.1.2 Nguyên lý hoạt động - đặc tuyến Volt - Ampe JFET

- Vùng gần gốc, UDS nhỏ, ID tăng nhanh tuyến tính theo UDS phụ thuộc vào UGS Đây vùng làm việc JFET giống điện trở lúc đường cong bị uốn mạnh (điểm A Hình 3.23a ứng với đường UGS = 0V)

- Vùng điểm A gọi vùng thắt (vùng bão hoà) UDS đủ lớn, ID phụ thuộc yếu vào UDS mà phụ thuộc mạnh vào UGS Đây vùng JFET làm việc phần tử khuếch đại, dòng ID điều khiển điện áp UGS Quan hệ điểm B

a Học đặc tuyến b Đặc tuyến truyền đạt Hình 3.23: Họ đặc tuyến JFET

- Vùng điểm B gọi vùng đánh thủng, UDS có giá trị lớn, ID tăng đột biến tiếp giáp P- N bị đánh thủng thác lũ xẩy khu vực gần cực D điện áp ngược đặt lên tiếp giáp P- N vùng lớn

Qua đồ thị đặc tuyến ra, ta rút nhận xét sau:

64

- Tương tự với điểm B: ứng với giá trị UGS âm hơn, việc đánh thủng tiếp giáp P- N xảy sớm hơn, với giá trị UDS nhỏ

- Đặc tuyến truyền đạt JFET giống hệt đặc tuyến anốt lưới đèn cực chân không, xuất phát từ giá trị UGS0, ID = 0, gọi điện áp khố (cịn kí hiệu UP) Độ lớn UGS0 UDS0 ứng với đường UGS = họ đặc tuyến Khi tăng UGS, ID tăng gần tỷ lệ độ dẫn điện kênh tăng theo mức độ giảm phân cực ngược tiếp giáp P- N Lúc UGS = 0, ID = ID0 Giá trị IDo dịng tỉnh cực máng khơng có điện áp cực cửa

2.1.3 Các tham số chủ yếu JFET gồm hai nhóm - Tham số giới hạn gồm có:

+ Dịng cực máng cực đại cho phép IDmax dòng điện ứng với điểm B đặc tuyến (đường ứng với giá trị UGS = 0); Giá trị IDmax khoảng  50 mA;

+ Điện áp máng - nguôn cực đại cho phép điện áp cửa nguồn UGsmax cỡ vài chục vơn

+ Điện áp khố UGS0 (hay Up) (bằng giá trị UDS0 ứng với đường UGS = 0) Tham số làm việc gồm có:

Điện trở hay điện trở vi phân đầu ri thể độ dốc đặc tuyến vùng bão hoà

+ Đặc tuyến truyền đạt:

Cho biết tác dụng điều khiển điện áp cực cửa tới dịng cực máng, giá trị điển hình với JFET S = (0,7 10) mA / V

Cần ý giá trị hỗ dẫn S đạt cực đại S = S0 lúc giá trị điện áp UGS lân cận điểm (xem dạng đặc tuyến truyền đạt JFET (Hình 3.22 b)

+ Điện trở vi phân đầu vào:

rVào tiếp giáp P - N định, có giá trị khoảng 10G

Ở tần số làm việc cao, người ta quan tâm tới điện dung cực CDS CGD (cỡ pF)

65

Hình 3.24: JFET sơ đồ tương đương a) Kênh N b) Kênh P Dung VOM thang đo x1k

Đo cặp chân GS GD giống diode

Đo cặp chân DS điện trở vài trăn ohm đến vài chục kΩ Ta thử khả khuếch đại JFET sau: Với loại kênh N:

Hình 3.25: Kiểm tra độ khuếch đại JFET kênh N Với loại kênh P

Hình 3.26: Kiểm tra độ khuếch đại JFET kênh P Đặt que đỏ vào D que đen vào cực S

66 Trường hợp đo nóng

Vặn VOM thang đo VDC

Đo áp cực D cực S Sau chạm ngón tay vào mass hay nguồn Vdc Rồi kích tay vào cực G kim thay đổi tốt

Lưu ý sử dụng JFET Đúng loại kênh N hay P

Tần số cắt (dựa vào tra cứu sổ tay linh kiện) Dòng tải tối đa ID

Áp chịu đựng: UDs

2.1.5 Mạch phân cực cố định cho JFET

67

a Mạch phân cực cố định; b Sơ đồ tương đương chế độ tĩnh (khi chưa có tín hiệu xoay chiều) IG = A URG = IGRG = 0A.RG = V

Dòng cực máng: ID = ID0 [ 1- UGS / UP ]2 UDS = UDD - IDRD

Vì cực S nối đất nên UGS = UD = UDS

Sơ đồ tự phân cực

a: Sơ đồ tự phân cựcJFET; b: Sơ đồ tương đương chế độ chiều Hình 3.28: Sơ đồ mạch tự phân cực cố định cho JFET kênh N

Sơ đồ tự phân cực loại trừ nguồn chiều Điện áp điều khiển UGS xác định điện áp đặt điện trở RS đưa vào cực S, chế độ tĩnh (1 chiều)tụ điện thay hở mạch điện trở RG ngắn mạch IG = A Kết ta có sơ đồ tương đương hình b

Dịng chạy qua RS dòng IS , IS = ID nên: URS = ID RS

Chọn chiều vòng mũi tên hình b , ta có: - UGS – URS = hay UGS = - UR

Suy phương trình tải tĩnh: UGS = - ID RS Sơ đồ phân cực phân áp

Sơ đồ phân cực phân áp transistor FETở trạng thái tỉnh IG = UGS đại lượng liên hệ cửa vào cửa

68

Khi IG = 0A IR1 = IR2 điện áp điện áp đặt R2: UG =

2

2 R R

U R DD



Theo Kirchoff: UG – UGS - URS = mà URS = ISRS = IDRS UGS = UG - IDRS

2.2 MOSFET

2.2.1 Cấu tạo kí hiệu quy ước

Đặc điểm cấu tạo MOSFET có hai loại thể (Hình 3.30)

a Loại kênh đặt ẩn; b Loại kênh cảm ứng Hình 3.30: Cấu tạo MOSFET

Trên đế đơn tinh thể bán dẫn tạp chất loại P(si - P), người ta pha tạp chất phương pháp công nghệ đặc biệt (plana, Epitaxi hay khuếch tán ion) để tạo hai vùng bán dẫn n+ (nồng độ pha tạp cao so với đế) lấy hai điện cực D S Hai vùng nối thông với nhờ kênh dẫn điện loại n hình thành q trình chế tạo (loại kênh đặt ẩn Hình 3.30.a) hay hình thành sau có điện trường (lúc làm việc mạch điện) tác động loại kênh cảm ứng Hình 3.30.b Tại phần đối diện với kênh dẫn, người ta tạo điện cực thứ ba cực cửa G sau phủ lên bề mặt kênh lớp cách điện mỏng SiO2 Từ MOSFET cịn có tên FET có cực cửa cách li (IGFET) Kênh dẫn cách li với đế nhờ tiếp giáp pn thường phân cực ngược nhờ điện áp phụ đưa tới cực thứ tư cực đế

Kí hiệu quy ước MOSFET mạch điện tử Hình 3.29

69

Hình 3.32: Hình dáng thực tế MOSFET 2.2.2 Nguyên lí hoạt động đặc tuyến Von - Ampe MOSFET

Để phân cực MOSFET người ta đặt điện áp UDS > Cần phân biệt hai trường hợp: Với loại kênh đặt sẵn, xuất dòng điện tử kênh dẫn nối S D mạch ngồi có dịng cực máng ID (chiều vào cực D), chưa có điện áp đặt vào cực cửa (UGS = 0)

Nếu đặt lên cực cửa điện áp UGS > 0, điện tử tự có vùng đế (là hạt thiểu số) hút vào vùng kênh dẫn đối diện với cực cửa làm giàu hạt dẫn cho kênh, tức làm giảm điện trở kênh, làm tăng dịng cực máng ID Chế độ làm việc gọi chế độ giàu MOSFET

Nếu đặt tới cực cửa điện áp UGS< trình ngược lại, làm kênh dẫn bị nghèo hạt dẫn (là điện tử) bị đẩy xa khỏi kênh Điện trở kênh dẫn tăng tuỳ theo mức độ tăng UGS theo chiều âm làm giảm dòng ID Đây chế độ nghèo MOSFET

Nếu xác định quan hệ hàm số ID = f (UDS), lấy với giá trị khác UGS lí thuyết thay thực nghiệm, ta thu họ đặc tuyến MOSFET loại kênh n đặt sẵn Hình 3.33a

a Với loại kênh đặt sẵn; b Với loại kênh cảm ứng Hình 3.33: Họ đặc tuyến MOSFET

70

với cực xuất điện tử tự (do cảm ứng tĩnh điện) hình thành kênh dẫn điện nối liền hai cực máng nguồn Độ dẫn điện kênh tăng theo giá trị UGS dịng điện cực máng ID tăng Như MOSFET loại kênh cảm ứng làm việc với loại cực tính UGS chế độ làm giàu kênh Biểu diễn quan hệ hàm ID = f (UDS), lấy giá trị UGS khác ta có họ đặc tuyến MOSFET kênh n cảm ứng Hình 3.33b

- Từ họ đặc tuyến MOSFETvới hai loại kênh đặt ẵnn kênh cảm ứng giống đặc tuyến JFET xét, thấy rỏ ba vùng phân biệt: vùng gần gốc ID tăng tuyến tính theo UDS phụ thuộc vào UGS, vùng bão hồ (vùng thắt) lúc ID phụ thuộc mạnh UGS, phụ thuộc yếu vào UDS vùng đánh thủng lúc UDS có giá trị lớn

- Giải thích vật lí chi tiết q trình điều chế kênh dẫn điện điện áp UDS UGS cho phép dẫn tới kết luận tương tự JFET Bên cạnh tượng điều chế độ dẫn điện kênh tượng mở rộng vùng nghèo tiếp giáp P - N cực máng - đế tăng dần điện áp UDS Điều làm kênh dẫn có tiết diện hẹp dần từ cực nguồn tới cực máng bị thắt lại điểm ứng với điểm uốn ranh giới hai vùng tuyến tính bão hồ đặc tuyến Điện áp tương ứng với điểm gọi điện áp bão hoà UDS0 (hay điện áp thắt kênh)

(a) kênh đặt ẩn (b) kênh cảm ứng Hình 3.34: Đặc tuyến truyền đạt MOSFET

Hình 3.34a Hình 3.34b đường biểu diễn quan hệ ID = f (UGS) ứng với giá trị cố định UDS với hai kênh đặt ẩn kênh cảm ứng gọi đặc tuyến truyền đạt MOSFET

Các tham số MOSFET định nghĩa xác định giống JFET gồm có: hỗ dẫn S đặc tính truyền đạt, điện trở động ri (hay gọi rDS), điện trở vào rV nhóm tham số giới hạn : điện áp khoá UGS0 (ứng với giá trị UDS xác định), điện áp thắt kênh hay điện áp máng - nguồn bão hoà UDS0 (ứng với UGS = 0), dòng IDmaxcf UDsmaxcf

71

+ Việc điều khiển điện trở kênh dẫn điện áp UGS thực tế gần không làm tổn hao cơng suất tín hiệu, điều có cực điều khiển cách li điện với kênh dẫn hay điện trở lối vào cực lớn (109 1013), so với tranzito bipolar dòng điện rò đầu vào gần không, với công nghệ CMOS điều gần đạt tới lý tưởng Nhận xét đặc biệt quan trọng với mạch điện tử analog phải làm việc với tín hiệu yếu với mạch điện tử digital đòi hỏi cao mật độ tích hợp phần tử với tính phản ứng nhanh chi phí lượng địi hỏi thấp chúng

+ Đa số FET có cấu trúc đối xứng cực máng (D) nguồn (S) Do tính chất FET khơng thay đổi đổi lẫn vai trị hai cực

+ Với JFET MOSFET chế độ nghèo dòng cực máng đạt cực đại ID = IDmax lúc điện áp đặt vào cực cửa không UGS = Do chúng gọi chung họ FET thường mở Ngược lại với MOSFET chế độ giàu, dòng ID = lúc UGS = nên gọi họ FET thường khố Nhận xét có ý nghĩa xây dựng sơ đồ khoá (mạch lơgíc số) dựa cơng nghệ MOS

+ Trong vùng gần gốc họ đặc tuyến FET UDS  1,5V, dòng cực máng ID tỉ lệ với UGS Lúc đó, FET tương đương điện trở có giá trị thay đổi theo UGS (Hình 3.35) Dịng ID nhỏ UGS âm với loại kênh n, ngược lại ID nhỏ UGS> nhỏ với loại kênh

Hình 3.35: Mô tả họ đặc tuyến FET vùng gần gốc điện trở theo UGS Công dụng MOSFET giống BJT

2.2.3 Phân cực cho Mosfet 2.2.3.1 Phân cực hồi tiếp

Ở chế độ tĩnh, IG = 0mA URG = 0V ta vẽ lại sơ đồ hình 3.37 Một kết nối cực D cực G tạo ra, kết UD = UG UDS = UGS Ở đầu ra: UDS = UDD – IDRD  UGS = UDD – IDRD phương trình đường thẳng, đường tải tĩnh, để xác định ta xác định điểm:

UGS = UDD| ID = 0mA ID =

D DD

R U

72

Hình 3.36: Phân cực hồi tiếp

Xác định giao điểm đường thẳng với đặc tuyến tĩnh ta xác định điểm làm việc tĩnh

Hình 3.37: Phân cực hồi tiếp tương đương 2.2.3.2 Phân cực điện áp phân áp

Hình 3.38: Phân cực điện áp phân áp 2.2.4 Đo, kiểm tra transistor MOSFET, JFET

73

Một Mosfet tốt: Là đo trở kháng G với S G với D có điện trở vô (kim không lên hai chiều đo) G thoát điện trở kháng D S phải vơ

Các bước kiểm tra sa:

Bước : Chuẩn bị để thang x1KW

Bước 2: Nạp cho G điện tích (để que đen vào G que đỏ vào S D)

Bước 3: Sau nạp cho G điện tích ta đo D S (que đen vào D que đỏ vào S) => kim lên

74

\

Bước 5: Sau thoát điện chân G đo lại DS bước kim không lên

=> Kết Mosfet tốt

Chú ý: Đo kiểm tra Mosfet ngược thấy bị chập Bước 1: Để đồng hồ thang x 1KW

Đo G S G D kim lên = W chập Đo D S mà hai chiều đo kim lên = W chập D S Lưu ý sử dụng MOSFET:

Xác định loại N hay loại P Xác định tần số cắt

Xác định dòng tải ID

Xác định áp chịu đựng USD 2.2.4.2 Đo kiểm tra JFET Tường hợp 1: Đo nguội:

75 - Vặn VOM thang đo R 1K

- Đo cặp chân (G, D) (G , S) giống điốt

- Đo cặp chân (D, S) giá trị điện trở vài trăm  vài chục K: Ta thử khả khuếch đại JFET sau:

Với loại kênh N:

- Đặt que đen vào cực D que đỏ vào cực S

- Kích tay vào cực G , kim vọt lên tự giữ lần kích kim trã transistor cịn tốt

Với loại kênh p:

- Đặt que đỏ vào cực D que đen vào cực S

- Kích tay vào cực G, quan sát thấy kim đồng hồ vọt lên tự giữ transistor cịn tốt Trường hợp 2: Đo nóng:

- Vặn VOM thang đo VDC

76 Lưu ý sử dụng JFET:

Đúng loại kênh N hay kênh P

Tần số cắt (dựa vào sổ tay linh kiện) Dòng tải tối đa ID

Điện áp chịu đựng UDS

CÂU HỎ ÔN TẬP

77

Bài 4: LINH KIỆN CÓ ĐIỀU KHIỂN

Giới thiệu: Hiện nhu cầu sử dụng mạch điện tử có tính xác cà điều khiển thiết bị công suất nên đời linh kiện để đáp ứng cầu, linh kiện điều khiểm

Mục tiêu: Sau học xong học người học có khả

+Trình bày cấu tạo, ký hiệu, nguyên lý hoạt động SCR, DIAC, TRIAC mạch điện ứng dụng

+ Phân biệt linh kiện SCR, DIAC,TRIAC có cơng suất nhỏ theo đặc tính linh kiện

+ Sử dụng bảng tra để xác định đặc tính kỹ thuật SCR, DIAC, TRIAC theo nội dung học

+ Phân biệt được loại linh kiện SCR, DIAC, TRIAC máy đo VOM/ DVOM theo đặc tính linh kiện

+ Kiểm tra đánh giá chất lượng loại linh kiện SCR, DIAC, TRIAC VOM/ DVOM sở đặc tính linh kiện

+ Lắp ráp số mạch ứng dụng dùng loại linh kiện SCR, DIAC, TRIAC yêu cầu kỹ thuật

+ Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo học tập Nội dung bài:

1 THYRISTOR: Silicon-controlled rectifier (SCR) 1.1 Cấu tạo, ký hiệu, hình dáng

Hình 4.1: Cấu tạo Thyristor, Ký hiệu Thyristor, Sơ đồ tương tương

Thyristor có cấu tạo gồm lớp bán dẫn ghép lại tạo thành hai Transistor mắc nối tiếp, Transistor thuận Transistor ngược (như sơ đồ tương đương trên) Thyristor có cực Anot, Katot Gate gọi A-K-G, Thyristor Diode có điều khiển, bình thường phân cực thuận, Thyristor chưa dẫn điện, có điện áp kích vào chân G => Thyristor dẫn điện áp đảo chiều cắt điện áp nguồn Thyristor ngưng dẫn

78

Hình 4.2: Hình dáng thực tế SCR 1.2 Nguyên lý hoạt động Thyristor

Hình 4.3: Thí nghiêm minh hoạ hoạt động Thyristor Thí nghiệm sau minh hoạ hoạt động Thyristor

Ban đầu công tắc K2 đóng, Thyristor phân cực thuận khơng có dịng điện chạy qua, đèn khơng sáng

Khi cơng tắc K1 đóng, điện áp U1 cấp vào chân G làm đèn Q2 dẫn => kéo theo đèn Q1 dẫn => dòng điện từ nguồn U2 qua Thyristor làm đèn sáng

79

Đèn sáng trì K2 ngắt => Thyristor không cấp điện ngưng trang thái hoạt động Khi Thyristor ngưng dẫn, ta đóng K2 đèn không sáng trường hợp ban đầu

1.3 Đặc tuyến Vôn - A mpe

Hình 4.4: Đặc tuyến von – ampe thyristor

Đặc tuyến chia thành bốn vùng rõ rệt Trước tiên hảy xét trường hợp phân cực ngược thyristo với UAK< Đặc tính đoạn coi điốt phân cực ngược mắc nối tiếp (J1và J3) Dịng qua thyristo dịng dị ngược điốt (giống hệt dịng ngược bão hồ điốt) Nếu tăng điện áp ngược dần đến giá trị định hai chuyễn tiếp J1, J3 bị đánh thủng theo chế thác lũ chế Zener, dòng ngược qua thyristo tăng lên đột ngột (dòng chế đánh thủng J3 định) Nếu khơng có biện pháp ngăn chặn dịng ngược làm hỏng thyristo Vùng đặc tuyến ngược thyristo trước bị đánh thủng gọi vùng chắn ngược

Khi phân cực thuận thyristo (với UAK> 0), Đầu tiên xét trường hợp cực G hở mạch (IG = 0), chuyển tiếp J1 J3 lúc phân cực thuận J2 phân cực ngược Khi +UAK cịn thyristo dịng điện chảy qua thyristo lúc dòng dò thuận Itx Giá trị điển hình dịng dị ngược (IRx) dòng dò thuận Itx khoảng 100 A Nếu IG = dịng dị thuận giữ J2 Điện áp thuận ứng với giá trị gọi điện áp đánh thủng thuận UBE Nói cách khác, điện áp thuận tăng đến giá trị này, dòng ICo thyristo đủ lớn dẫn tới làm cho Q1 Q2 mở chuyển sang trạng thái bão hoà Thyristo chuyển sang trạng thái mở Nội trở đột ngột giảm đi, điện áp sụt hai cực A K giảm xuống đến giá trị UE gọi điện áp dẫn thuận Phương pháp chuyển thyristo từ khoá sang mở cách tăng dần UAK gọi kích mở điện áp thuận

80

cũng cần nói thêm cho dù từ điện áp UGK cung cấp dòng IG lớn dòng mở cực tiểu Q2, điện áp UAK chưa đủ lớn để phân cực thuận Q1 Q2 thyristo chưa mở)

Như đặc tuyến cho Hình 4.4 mức dòng khống chế IG tăng từ IG1 đến G4 tương ứng với mức điện áp UAK giảm xuống từ U1 đến U4 Đây phương pháp kích mở thyristo dòng cực điều khiển Điện áp dẫn thuận UF viết UF = UBE1 +UBE2 = UBE2 + UCE1 Đối với vật liệu silic điện áp bão hoà transitor silic vào cở 0,2V cong UBE biết vào 0,7V; suy UF = 0,9V Trên phần đặc tuyến thuận, phần mà thyristo chưa mở gọi miền chắn thuận, miền thyristo mở gọi miền dẫn thuận.Quan sát miền chắn thuận miềm chắn ngược thyristo thấy có dạng giống đặc tuyến ngược điốt chỉnh lưu thông thường

Sau điều kiện kích mở kết thúc, muốn trì cho thyristo ln mở phải đảm bảo cho dòng thuận IF lớn giá trị định gọi dòng ghim I4 (là giá trị cực tiểu dòng thuận IE) Nếu trình thyristo mở, IG trì giá trị dòng ghim tương ứng giảm dòng IG tăng Trong sổ tay thuyết minh nhà sản suất cịn kí hiệu IHC để dịng ghim cực g hở mạch HHX để dòng ghim đặc biệt cực G K nối với điện trở phân cực đặc biệt

1.4 Các tham số quan trọng SCR

Hai cặp tham số cần ý chọn SCR dòng điện điện áp cực đại mà thyristo làm việc khơng bị đánh thủng ngược đánh thủng thuận trình bày phần điện áp dẫn thuận cực đại đảm bảo cho thyristo chưa mở theo chiều thuận điện áp thuận, điện áp thường kí hiệu UoM UFxM trường hợp G nối với điện trở phân cực Với ý nghĩa tương tự, người ta định nghĩa điện áp chắn ngược cực đại VRoM IRxM dịng điện thuận cực đại Cơng suất tổn hao cực đại FaM công suất lớn cho phép thyristo làm việc, điện áp cực khống chế UG mức điện áp ngưỡng cần để mở thyristo UAK = 6V

81 1.5 Phương pháp đo, kiểm tra SCR

Hình 4.5: Minh hoạ cách đo thyristor

Để thay SCR trước tiên ta tra cứu để biết thơng số kỹ thuật kiểm tra tốt xấu có nhiều cách kiểm tra sau cách kiểm tra đồng hồ VOM

Dùng đồng hồ VOM để thang đo Rx1, chập hai đầu que đo để kiểm tra đồng hồ Sau chập hai đầu que đo vào cặp chân SCR có bốn cặp điện trở RKA, RAK, RGA, RAG =; hai cặp điện trở lên RKG RGK, cặp có điện trở nhỏ RGK (đối với SCR làm Ge); có năm cặp điện trở bằng, có cặp điện trở lên RGK (đối với SCR làm Si) lúc ta xác định cực tính theo que đo que đen cực G, que đỏ K, chân cịn lại A (vì đồng hồ kim que đen dương nguồn pin, que đỏ âm pin)

Sau ta tiếp tục đặt que đen vào A, que đỏ vào K, chưa kích cực G kim đồng hồ khơng lên, kích nối cực G với que đen kim đồng hồ lên giá trị đó, bỏ kích giữ nguyên que đo kim đồng hồ giữ nguyên giá trị; sau đo ngược lại cực tính kim đồng hồ không lên SCR tốt - Đo kiểm tra Thyristor

Đặt động hồ thang x1Ω, đặt que đen vào Anot, que đỏ vào Katot ban đầu kim không lên, dùng Tovit chập chân A vào chân G => thấy đồng hồ lên kim, sau bỏ Tovit => đồng hồ lên kim => Thyristor tốt

1.6 Ứng dụng

1.6.1 Mạch khống chế xung đơn giản

82

Mạch khống chế đơn xung giản trình bày Hình 4.6 Nếu cực G thyristo mạch kể luôn phân cực thyristo thơng vai trị thyristo giống van chĩnh lưu thông thường Khi đặt cực G chuỗi xung kích thích làm thyristo mở thời điểm định (cùng với chu kỳ dương điện áp nguồn đặt vào anốt) dạng điện áp tải thyristo tồn chu kì dương mạch chỉnh lưu thông thường mà tuỳ theo quan hệ pha xung kích điện áp nguồn, có phần chu kì dương Hình 4.6 1.6.2 Mạch khống chế pha 900

Hình 4.7: Mạch khống chế pha 900

Dịng kích mở cực G lấy từ nguồn cung cấp qua điện trở R1 Nếu R1 điều chỉnh đến giá trị điện trở nhỏ thyristo mở đồng thời với nửa chu kì dương đặt vào anốt Nếu R1 điều chỉnh đến giá trị lớn thích hợp thyristo mở nửa chu kì dương lúc eV đến giá trị cực đại Điều chỉnh điện trở R1 khoảng giá trị thyristo mở với góc pha từ 0 900.Nếu góc pha 900mà IG khơng mở thyristo thể mở góc pha góc pha 900dịng IG có cường độ lớn

Điốt Đ1 để bảo vệ thyristo chu kì âm nguồn điện đặt vào cực G 1.6.3 Mạch khống chế pha 180

83

Hình 4.8: Mạch khống chế pha 1800 1.6.4 Mạch khống chế pha với điốt chỉnh lưu

Mạch khác với mạch 4.8 thay đổi đôi chút kết cấu mạch để dạng điện áp tải theo ý mong muốn Hình 4.9 điốt D3 mắc thêm vào làm cho tải xuất chu kì âm điện áp nguồn cung cấp, khống chế thực chu kì dương nguồn

Hình 4.9: Mạch khống chế pha với điốt chỉnh lưu 1.4.5 Mạch khống chế đảo mắc song song

Hình 4.10: Mạch khống chế đảo mắc song song

Bằng cách mắc Hình 4.9 ta mạch chỉnh có khống chế dịng thyristo mắc song song ngược chiều Bằng cách mắc thực khống chế chu kì dương lẫn chu kì âm

1.7 Lắp mạch mạch ứng dụng dùng SCR 1.7.1 Phân tích tích sơ đồ nguyên lý

84

Hình 4.11: Mạch điều khiển động AC 1.7.1.2 Chức linh kiện mạch

- Tải động DC hay động vạn

- SCR linh kiện điện tử công suất đề ngắt dòng hay cấp dòng điện qua động

- Diode mạch dùng để nắn bán kỳ dương nạp vào tụ, tạo điện áp kích cho cực G SCR

- Tụ C=1F kết hợp điện trở lk biến trở VR 50 k thành mạch nạp RC để tạo thời gian trễ

- Biến trở VR chỉnh số thời gian nạp:

Khi chỉnh nối tắt biến trở VR, số thời gian nạp là: min = R.C = 103 10-6 = ms

Khi chỉnh biến trở VR có giá trị cực đại, sô thời gian nạp là: max = (R+ VR) C = 51 103 10-6 = 51 ms

1.7.1.3 Nguyên lý hoạt động mạch

Giả thiết điện áp cấp cho cực G đủ để kích SCR dẩn VG=1V, dịng điện kích IG=1mA Lúc đó, có dịng điện qua điện trở1k IR= 1mA,

Dòng điện qua điện trở 4,7kQ là: I = IG + IR = mA + lmA = mA

Như vậy, để kích SCR dẫn, điện áp tụ C phải đạt mức: VC = 10-3 4,7 103 + VG = 9,4 + = 10,4 V

Tùy thuộc trị số biến trở VR mà số thời gian nạp điện tụ lớn hay nhỏ cho thời gian nạp để đạt điện áp VC= 10.4V dài hay ngắn

85 1.7.2 Lắp ráp mạch

1.7.2.1 Xây dựng quy trình TT

NỘI DUNG THỰC HIỆN

YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý

1

Chọn, kiểm tra linh kiện

- C: 224, VR: 250 kΩ, R1,3: 1kΩ, R2: 4,7kΩ

- Diode (1n4007), SCR (2P4M), động AC

- Kiểm tra linh kiện phải tốt

- VOM, ĐC - Tụ điện, điện trở, biến trở

- SCR, diode

- Chính xác - Cẩn thận

2

Bố trí linh kiện lên test board

- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí - Linh kiện bố trí khơng chồng chéo lên

- Bố trí phù hợp để thuận tiện đấu dây

- Test board - Kìm, diode - SCR, R,C VR, ĐC

- Chính xác - Chắc chắn - Thẫm mỹ

3 Đấu dây

- Đấudây sơ đồ mạch điện - Đi dây gọn, đảm bảo kết nối, dẽ sữa chửa

- Kìm - VOM - Dây điện

- Chính xác - Cực tính - Chắc chắn - Thẩm mỹ

4

Kiểm tra, cấp nguồn đo thông số kỹ thuật

- Kiểm tra mạch hoạt động tốt - Cấp nguồn (UAC)

- Đo điện áp chân UC, UG, IG, IR

- Kìm - VOM - Dây điện

- Chính xác - Cẩn thận

1.7.2.2 Lắp ráp

86 Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện

Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board Bước 3: Đấu dây

Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn đo thông số kỹ thuật 1.7.2.3 Vận hành

UAC(V) 12 24 220

UC(V) – (điều chỉnh VR) UC(V) – max (điều chỉnh VR) IG(mA) – (điều chỉnh VR) IG(mA) – max (điều chỉnh VR) 2 DIAC

2.1 Cấu tạo - kí hiệu quy ước Hình 4.13

2.1.1 Cấu tạo

DIAC (Diode Alternative Current) có cấu tạo gồm lớp PNPN, hai cực A1 A2, cho dòng chảy qua theo hai chiều tác động điện áp đặt hai cực A1 A2

DIAC gọi công tắc bán dẫn xoay chiều hai cực (Diode AC Semiconductor Switch)

Cấu tạo DIAC tương đương bốn BJT mắc hình 4.11

Khi lắp vào mạch AC, ta không cần phân biệt thứ tự Thực tế sử dụng Diac, ta nhớ quan tâm hai thơng số: dịng tải áp giới hạn Thực tế áp giới hạn Diac khoảng 20V40V (cụ thể ta tra cứu sổ tay linh kiện để biết xác)

Hình 4.13 Cấu tạo (a), mạch tương đương với cấu tạo (b), (c) 1.1.2 Kí hiệu, hình dáng đặctuyến Diac

87

Hình 4.14: Ký hiêu hình dáng Diac Đặc tuyến Diac

Hình 4.15: Sơ đồ khảo sát hoạt động Diac

Khi A1 có điện dương J1 J3 phân cực thuận J2 phân cực ngược VCC có giá trị nhỏ DIAC trạng thái ngưng dẫn (khóa) Nếu tăng VCC đủ lớn để VD = VBO DIAC chuyển sang trạng thái mở, dịng qua DIAC tăng nhanh, có đặc tuyến hình 4.16 Khi A1 có điện âm tượng tương tự xuất dịng điện có chiều ngược lại, đặc tuyến sau

Hình 4.16: Đặc tuyến Diac

VBO (Break over): Điện ngập, dòng điện qua DIAC điểm VBO dòng điện ngập IBO Điện áp VBO có trị số khoảng từ 20V đến 40V Dịng tương ứng IBO có trị khoảng từ vài chục microampe đến vài trăm microampe

Ta thường dùng DIAC mạch tạo xung kích cổng TRIAC 2.2 Nguyên lý hoạt động Diac

88

Hình 4.17:Sơ đồ mơ tả ngun lý hoạt động Diac

Ta thấy U đạt đến giá trị UBo - UBo dịng I tăng vọt với giá trị | UBo | xác lập, tức ngưỡng ổn áp Giống đặc tuyến làm việc Diốt zene ổn áp dương ổn áp âm Vì vậy, ta ghép đối tiếp (nối tiếp đối đầu) điốt Zene để thay Diac cần thiết Hình 4.16

Hình 4.18: Thay Diac nối tiếp đối đầu hai điốt zener 2.3 Phương pháp đo, kiểm tra DIAC

Dùng đồng hồ VOM để thang đo Rx1, chập hai đầu que đo để kiểm tra đồng hồ Sau đưa hai đầu que đo vào chân DIAC tiến hành đổi que đo, sau lần đổi que đo VOM cho kết ∞ chứng tỏ DIAC cịn tốt Các trường hợp khác DIAC hỏng

2.4 Ứng dụng Dùng lấy dòng cấp cho TRAC hoạt động 3 TRIAC

3.1 Cấu tạo - kí hiệu quy ước

89

Hình 4.19: Cấu tạo, sơ đồ tương đương Triac

Thực chất Triac chế tạo ghép song song SCR với Hình 4.20

a b

Hình 4.20: Triac chế tạo SCR ghép song song (a) kí hiệu triac (b) Hình dáng Triac

Hình 4.21: Hình dáng thực tế củaTriac 3.2 Nguyên lý hoạt động

90

Hình 4.22: Mạch điện mơ tả nguyên lý hoạt động triac

Theo cách mắc trên, rỏ ràng xung dương vào cực G  SCR1 SCR2 hoạt động  dịng điện dẫn thơng chiều từ MT2 MT1 ngược lại từ MT1 MT2.Ta lưu ý quan trọng cấp phân cực cho triac hoạt động, là:

VMT2 > VG > VMT1 VMT2< VG < VMT1

Lưu ý: Khi sử dụng Triac để thiết kế mạch, lắp ráp, thay tương đương điều ta cần quan tâm là:

- Dịng kích IG ? Bằng cách tra cứu sổ tay linh kiện (căn mã số ghi - Áp UMT2 - MT1

- Dòng tải IMT2 3.3 Ứng dụng triac

- Như rơle khơng tiếp điểm Hình 4.23

Hình 4.23: Triac role

Mồi điện cho cuộn dây  k đóng a với b.ở rơle cuộn dây, cơng tắc K đóng, mở liên tục  gây tiếng ồn dễ làm sinh phóng lửa hồ quang (nhất sử dụng mạch

cấp dòng lớn)  tiếp điểm mau hỏng

Nếu ta sử dụng Triac tránh hai khuyết điểm Chính Triac cịn có tên gọi rơle AC khơng tiếp điểm:

91

Hình 4.24: Mạch khống chế dùng triac Điều chỉnh tốc độ quạt điện

Chỉnh độ sáng đèn Hình 4.25

Ta mắc nối tiếp quạt M (hoặc bóng đèn Đ) với triac hình vẽ Điện áp mồi cho cực G triac qua R1, VR1 Diac, ta thấy chỉnh thay đổi VR1 C1 nạp, xả áp mở thông Diac với thời gian dài, ngắn  cực G triac kích thơng trùng nhịp với MT2 nhiều  Motor quạt quay nhanh, chậm tương ứng đèn sáng nhiều, tương ứng theo chỉnh VR1

Hình 4.25: Mạch điện điều chỉnh tốc độ quạt điện ; độ sáng đèn 3.4 Cách đo kiểm tra Triac

Cách 1:

Sử dụng đồng hồ VOM để giai đo Rx1 Ω để đo xác định cực T1, T2, G: Gọi chân Triac X, Y, Z

+ Đo điện trở cặp chân Triac

Đọc kết có cặp chân Triac có điện trở xác định (chú ý giá trị điện trở khơng đổi thay đổi cực tính que đo) Giả sử cặp chân X, Y Ta kết luận chân Z lại T2

92 Cách 2:

Cách kiểm tra Triac: - Dùng thang đo R1:

Đo  thuận nghịch đầu MT2, MT1 G có số  lớn Tốt ta mắc mạch sau để thử (Hình 2.24)

Hình 4.26: Mắc mạch để thử Triac - Nếu triac tốt  ta bấm S bng bóng đèn sáng Kiểm tra xác định chất lượng DIAC:

Ta dùng thang đo R10 đo lần đầu MT1 MT2 nếu: Khoảng > vài trăm  tốt

- Zero  bị nối tắt - Không lên  bị đứt

3.5 Lắp mạch mạch ứng dụng dùng TRIAC, DIAC 3.5.1 Sơ đồ mạch

Hình 4.27: Mạch điều khiển động 3.5.2 Chức linh kiện mạch

R1,VR: Dẫn dòng nạp cho tụ điện C, VR vừa có tác dụng thay đổi thời gian nạp xả cho tụ điện C để thay đổi tốc độ làm việc động

C: Phóng nạp tạo điện áp ngưỡng để mở DIAC DIAC: Dẫn dòng vào cực điều khiển TRIAC

93 L: Tải (thiết bị cần điều khiển)

UV: Nguồn cấp xoay chiều

3.5.3 Nguyên lý hoạt động mạch

- Khi cấp nguồn điện áp xoay chiều hình sin : Giả sử ½ chu kỳ đầu điện áp vào dương (+trên, - dưới)  tụ điện C nạp điện Inạp (+UV R1 VR C -UV) Khi tụ điện C nạp đầy  DIAC dẫn cho dòng vào cực điều khiển TRIAC qua điện trở RG  TRIAC dẫn cho dòng qua động (+UV T2TRIAC T1TRIAC Đ/c -UV) ½ chu kỳ sau điện áp vào âm (-trên, +dưới)  tụ điện C nạp điện Inạp (+UV  C VR  R1 -UV) Khi tụ điện C nạp đầy  DIAC dẫn cho dòng vào cực điều khiển TRIAC qua điện trở RG  TRIAC dẫn cho dòng qua động (+UV  Đ/c T1TRIAC  T2TRIAC -UV)

- Muốn cho động quay nhanh hay quay chậm  ta điều chỉnh cho TRIAC mở lớn hay mở nhỏ  ta điều chỉnh cho DIAC mở lớn hay mở nhỏ  thay đổi thời gian nạp xả tụ điện C  điều chỉnh biến trở VR nhỏ hay lớn

3.5.4 Lắp ráp mạch

3.5.4.1 Xây dựng quy trình TT

NỘI DUNG THỰC HIỆN

YÊU CẦU KỸ THUẬT TB-DC-VT CHÚ Ý

1

Chọn, kiểm tra linh kiện

- C1: 224, C2: 104, VR: 250 kΩ, R1: 10kΩ, R2: 270Ω

- DIAC (DB3), TRIAC (BATA12, BT134, BT137), động AC

- Kiểm tra linh kiện phải tốt

- VOM, ĐC - Tụ điện, điện trở, biến trở

- Triac, Diac

- Chính xác - Cẩn thận

2

Bố trí linh kiện lên test board

- Dựa vào sơ đồ nguyên lý để bố trí - Linh kiện bố trí khơng chồng chéo lên

- Bố trí phù hợp để thuận tiện đấu dây

- Test board - Kìm, diode - Triac, R,C VR,diac

- Chính xác - Chắc chắn - Thẫm mỹ

3 Đấu dây

- Đấudây sơ đồ mạch điện - Đi dây gọn, đảm bảo kết nối, dẽ sữa chửa

- Kìm - VOM - Dây điện

- Chính xác - Cực tính - Chắc chắn - Thẩm mỹ

4

Kiểm tra, cấp nguồn đo thông số kỹ

- Kiểm tra mạch hoạt động tốt - Cấp nguồn (UAC)

- Đo điện áp chân UC1, UG, IG

- Kìm - VOM - Dây điện

94 thuật

3.5.4.2 Lắp ráp (Hình 4.27) Lắp ráp mạch theo quy trình: Bước 1: Chọn, kiểm tra linh kiện Bước 2: Bố trí linh kiện lên test board Bước 3: Đấu dây

Bước 4: Kiểm tra, cấp nguồn đo thông số kỹ thuật 3.5.4.3 Vận hành

UAC(V) 12 24 220

UC1(V) – (điều chỉnh VR) UC1(V) – max (điều chỉnh VR) IG(mA) – (điều chỉnh VR) IG(mA) – max (điều chỉnh VR) 4 IGBT

4.1 Cấu tạo nguyên lý hoạt động IGBT

- IGBT kết hợp khả đóng cắt nhanh MOSFET khả chịu tải lớn transistor thường.Mặt khác IGBT phần tử điều khiển điện áp, cơng suất điều khiển u cầu cực nhỏ

+ Cấu trúc bán dẫn IGBT:

Hình 4.28: Cấu tạo IGBT

95

Hình 4.29: Sơ đồ tương đương cấu tạo IGBT

Hình 4.30: Ký hiệu IGBT

Về cấu trúc bán dẫn IGBT giống với Mosfet điểm khác có thêm lớp p nối với colecto tạo nên cấu trúc bán dẫn p-n-p emito với colecto coi IGBT tương đương với transitor p-n-p với dòng bazo đươc điều khiển Mosfet

Dưới tác dụng điện áp điều khiển Uge > kênh dẫn với hạt mang điện điện tử hình thành giống cấu trúc Mosfet điện tử di chuyển phía colecto vượt qua lớp tiếp giáp n-p cấu trúc bazo colecto transistor thường tạo nên dịng colecto

Hình dáng thực tế

Hình 4.31: Hình dáng IGBT 4.2 Đặc tính đóng cắt IGBT

96

thành phần: i1 dòng qua Mosfet, i2 dòng qua Tranzitor Phần Mosfet IGBT khóa lại nhanh chóng xả hết điện tích G E, dịng i1= 0, nhiên i2 khơng suy giảm nhanh chóng lượng điện tích lũy (tương đươngvới bazo cấu trúc p-n-p) q trình tự trung hịa điện tích Điều xuất vùng dịng điện kéo dài khóa IGBT

Sơ đồ thử nghiệm khóa IGBT:

Hình 4.32: Sơ đồ thí nghiệm đóng cắt IGBT a Quá trình mở IGBT

Quá trình mở IGBT diễn giống với trình Mosfet điện áp điều khiển vào tăng tử đến giá trị Ug Trong thời gian trễ mở Io tín hiệu điều khiển nạp điện cho tụ Cgc làm điện áp cực điều khiển emite tăng theo quy luật hàm mũ từ đến giá trị ngưỡn Uge (3 đến 5v) Chỉ Mosfet cấu trúc IGBT bắt đầu mở Dòng điện Colecto-Emite tăng theo quy luật tuyến tính từ đến dịng tải Io thời gian Tr Trong thời gian Tr điện áp cực điểu khiển Emiter tăng đến giá trị Uge xác định giá trị dòng I0 qua colecto Do diode D0 dẫn dòng tải I0 nên điện áp Uce bị găm lên mức điện áp nguồn chiều Udc Tiếp theo trình mở diễn theo giai đoạn T1 T2 Trong suốt hai giai đoạn điện áp cực diều khiển giữ ngun Uge để trì dịng Io, dịng điều khiển hồn tồn dịng phóng tụ Cgc IGBT làm việc chế tuyến tính Trong giai đoạn đầu diễn q trình khóa phục hổi diode D0 dòng phục hồi diode D0 tạo nên xung dòng mức dọng Io IGBT Điện áp Uce bắt đầu giảm IGBT chuyển điểm làm việc qua vùng chế độ tuyến tính để sang vùng bão hịa Giai đoạn tiếp diễn trình giảm điện trở vùng trở colecto dẫn đến điện trở Colecto-Emite đến giá trị Ron bão hịa hồn toàn Uce= I0 Ron

97

Hình 4.33: Đồ thị trình mở IGBT b Q trình khóa IGBT

Hình 4.34: Đồ thị q trình đóng IGBT 4.3 Vùng làm việc an toàn (SOA)

98

Hình 4.35: Vùng làm việc IGBT

Ở hình biểu diễn điện áp đặt lên cực điều khiển emitor dương hình thư hai điện áp âm Khi điện áp điều khiển dương, SOA có dạng hình chữ nhật với góc hạn chế phía trên, bên phải, tương ứng với chế độ dòng điện điện áp lớn Điều có nghĩa chu kì đóng cắt ngắn, ứng với tần số làm việc cao khả đóng cắt cơng suất suy giảm Khi đặt điện áp điều khiển âm lên cực điều khiển emitor, SOA lại bị giới hạn vùng công suất lớn tốc độ tăng điện áp lớn dẫn đến xuất dòng điện lớn đưa vào vùng p cực điều khiển, tác dụng giống dòng điều khiển làm IGBT mở trở lại tác dụng cấu trúc thyristor Tuy nhiên khả chịu đựng tốc độ tăng áp IGBT lớn nhiều so với phần tử bán dẫn cơng suất khác

Giá trị lớn dịng cho phép collector cho phép Icm chọn cho tránh tượng chốt giữ dịng, khơng khóa lại được, giống thyristor Hơn nữa, điện áp điều khiển lớn Uge phài chọn để giới hạn dòng điện Ice giới hạn lớn cho phép điều kiện có ngắn mạch cách chuyển đổi bắt buộc từ chế độ bão hịa sang chế độ tuyến tính Khi dịng Ice giới hạn khơng đổi, khơng phụ thuộc vào điện áp Uce lúc Tiếp theo IGBT phải khóa lại điều kiện đó, nhanh tốt để tránh phát nhiệt mạnh Tránh tượng chốt giữ dòng cách liên tục theo dõi dòng collector điều cần thiết thiết kế IGBT

4.4 Yêu cầu với tín hiệu điều khiển IGBT

99

IGBT thiết bị điều khiển điện áp giống Mosfet nên yêu cầu điện áp có mặt liên tục cực điều khiển emito để xác định chế độ khóa, mở Mạch điều khiển cho IGBT có yêu cầu tối thiểu biểu diễn qua sơ đồ đây:

Tín hiệu mở có biên độ Uge, tín hiệu khóa có biên độ -Uge cung cấp cho mạch GE qua điện trở Rg Mạch G-E bảo vệ diode ổn áp mức khoảng +-18V Do có tụ kí sinh G E nên kỹ thuật điều khiển điều khiển Mosfet áp dụng nhiên điện áp khóa phải lớn Nói chung tín hiệu điều khiển thường chọn +15 -5V phù hợp Mức điện áp âm khóa góp phần giảm tổn thất công suất mạch điều khiển hình đây:

Hình 4.37: Ảnh hưởng điện áp điện trở IGBT

+ Điện trở Rg làm tổn hao công suất điều khiển mơ tả hình Điện trở Rg nhỏ, giảm thời gian xác lập tín hiệu điều khiển, giảm tổn thất lượng trình điều khiển lại làm mạch điều khiển nhạy cảm với điện áp ký sinh mạch điều khiển

4.5 Vấn đề bảo vệ IGBT

IGBT thường sử dụng mạch nghịch lưu biến đổi xung áp chiều, biến tần, mạch đóng cắt tần số cao từ đến hàng chục kHz Ở tần số đóng cắt cao vậy, cố phá hủy phần tử nhanh dẫn đến phá hỏng toàn thiết bị Sự cố thường xảy dòng ngắn mạch từ phía tải từ phần tử có lỗi chế tạo lắp ráp

Có thể ngắt dòng IGBT cách đưa điện áp điều khiển giá trị âm Tuy nhiên tải dòng điện đưa IGBT khỏi chế độ bão hịa dẫn đến công suất phát nhiệt tăng đột ngột, phá hủy phần tử sau vài chu kỳ đóng cắt Mặt khác khóa IGBT lại thời gian ngắn dòng điện lớn dấn đến tốc độ tăng dòng lớn, gây áp collector, emiter, đánh thủng phần tử Trong cố dịng, khơng thể tiếp tục điều khiển IGBT xung ngắn theo qui luật cũ, không đơn giản ngắt xung điều khiển để dập tắt dòng điện

100

làm tăng kích thước giảm độ tin cậy thiết bị Giải pháp tối ưu đưa làm chậm lại q trình khóa IGBT, hay cịn gọi khóa mềm (soft turn-off) phát có cố dòng tăng mức cho phép Trong trường hợp điện áp cực điều khiển emito giảm từ tử điện áp âm khóa IGBT chuyển trạng thái khóa qua chế độ tuyến tính, dịng điện bị hạn chế giảm dần không, tránh áp phần tử Thời gian khóa IGBT kéo dài đến 10 lần thời gian khóa thơng thường

4.6 Thực hành nhận dạng đo thử IGBT Kiểm tra IGBT sử dụng đồng hồ vạn số

Phải sử dụng đồng hồ vạn số có chế độ kiểm tra diode điện áp nuôn không lớn 20V (thường nguồn 9V)

Kiểm tra Collector-Emittor: Lấy IGBT khỏi mạch nối tắt chân gate với chân Emittor Đặt đồng hồ chế độ kiểm tra diode Khi cực dương que đo nối với Emittor cực âm nối với Collector đồng hồ phải điện áp rơi diode bên IGBT Khi cực dương que đo nối với Collector cực âm nối với Emittor đồng hồ phải hở mạch trạng thái điện trở vô lớn Khi kiểm tra IGBT bị hỏng thường cho thấy bị ngắn mạch hở mạch hai chiều hay hai chiều có điện trở

Kiểm tra Gate Oxide: Đặt đồng hồ vạn chế độ đo điện trở Nếu điện trở gate với Emittor gate với Collector vơ lớn IGBT cịn tốt IGBT hỏng thường cho thấy bị ngắn mạch có điện trở rò chân gate với chân Collector và/hoặc chân Emittor

CÂU HỎ ÔN TẬP

101

Bài 5: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ BÁN DẪN TÍCH HỢP (IC) Giới thiệu:

Lúc đầu linh kiện điện tử rời rạc có nhiều bất tiện nhà khoa học cho đời loại linh kiện bán dẫn tích hợp hay cịn gọi IC, laoij linh kiện tích hợp nhiều linh kiện rời rạc thành tổ hợp mạch

Mục tiêu: Sau học xong học người học có khả

+ Hiểu đựoc kiến thức cấu tạo, ngun lý làm việc, tính chất, qui cách đóng vỏ ghi nhãn linh kiện bán dẫn tích hợp (IC) số ứng dụng

+ Đọc sơ đồ chân số Ic thường dùng

+ Có lịng u nghề, say mê tìm hiểu kiến thức lĩnh vực điện tử + Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh cơng nghiệp

Nội dung

1 Cấu tạo thông số IC tuyến tính 1.1 Cấu tạo chung

Vi mạch cịn gọi mạch tích hợp (integrated circuit), gọi tắt IC Có hình dang bên ngồi hình 5.1

Hình 5.1: Hình dạng vi mạch

102

Có đến hàng triệu transistor vi mạch, số lượng ngày tăng số lượng thông tin cần xử lý ngày nhiều Mạch điện tử ngày phức tạp, gồm nhiều linh kiện điện tử tích hợp lại Hiện nay, cơng nghệ silicon tính tới giới hạn vi mạch tích hợp nhà nghiên cứu nỗ lực tìm loại vật liệu thay cơng nghệ silicon

Hệ thống vi mạch (system-on-a-chip) SOC hệ thống điện tử xây dựng đế silicon Ý tưởng ban đầu tích hợp tất linh kiện thiết bị điện tử (máy tăng âm, thu hình, máy tính…) lên vi mạch đơn (hay gọi chip đơn) Hệ thống SOC bao gồm khối chức số, tương tự, tín hiệu kết hợp (mixed-signal) khối tạo dao động Một hệ thống điển hình bao gồm loạt mạch tích hợp cho phép thực nhiệm vụ khác Từ ta có mạch tích hợp khuếch đại, mạch lập mã, giải mã, xử lý, nhớ…

Sự phát triển gần công nghệ bán dẫn cho phép tích hợp ngày nhiều thành phần vào hệ thống vi mạch SOC, tích hợp thêm khối như: xử lý tín hiệu số, mã hóa, giải mã tùy theo yêu cầu ứng dụng cụ thể Hình 5.2 cho ta cấu trúc bên hình dạng bên ngồi vi mạch Pentium IV

Hình 5.2: Cấu trúc bên hình dáng bên ngồi vi mạch Pentium IV a/ Cấu trúc bên trong, b/ Hình dạng bên ngồi, c/ Dùng máy điện tốn cá nhân 1.2 Các thơng số

1.1.1 Khoảng không gian mà số lượng linh kiện điện tử chiếm chỗ:

103 1.2.2 Độ tin cậy(reliability)của hệ thống điện tử:

Là độ đáng tin cậy hoạt động theo tiêu chuẩn thiết kế Độ tin cậy hệ thống tất nhiên phụ thuộc vào độ tin cậy thành phần cấu thành phận nối tiếp chúng Hệ thống cáng phức tạp, số phận tăng chỗ nối tiếp nhiều Vì vậy, dùng phận rời cho hệ thống phức tạp, độ tin cậy giảm thấp Một hệ thống dễ dàng hư hỏng

1.2.3 Tuổi thọ trung bình t hệ thống điện tử gồm n thành phần là:

= + + +

t t t

t

n

Vậy transistor có tuổi thọ 106 giờ, máy tính gồm 500.000 transistor có tuổi thọ

Các thành phần vi mạch chế tạo đồng thời phương pháp, nên tuổi thọ vi mạch xấp xỉ tuổi thọ transistor Planar

2 IC tuyến tính với hồi tiếp âm

Vi mạch tuyến tính mạch tổ hợp mà điện áp hàm liên tục điện áp vào

Vi mạch tuyến tính cịn gọi vi mạch khuếch đại thuật toán (operational amplifier), vi mạch tương tự

Ký hiệu: Vi mạch tuyến tính có ký hiệu nhưhình 5.3

Hình 5.3: Ký hiệu vi mạch tuyến tính Vi mạch tuyến tính có hai đầu vào đầu gồm:

Đầu vào đảo (-): Tín hiệu vào ngược pha 180 độ Đầu vào thuận (+): Tín hiệu vào pha

Một mạch khuếch đại tuyến tính lý tưởng có đặc tính sau: - Điện trở vào vô lớn Rv = ∞

104 - Hệ số khuếch đại vô lớn Ku = ∞ - Dãi tần khuếch đại vô lớn

- Cân cách lý tưởng: Nếu Uv = Ur = Các thơng số khơng bị biến đổi theo nhiệt độ độ ẩm

2.1 Mạch khuếch đại khơng đảo

Tín hiệu đưa vào đầu vào không đảo (+) Điện áp từ đầu đưa trở lại đầu vào đảo qua chia gồm R1 R2 (Hình 5.4) Tín hiệu vào pha

Hình 5.4: Cách mắc thuận

Xem mạch lý tưởng chứng minh tương tự trên, ta viết:

Khi cho R2 >> R1 hệ số khuếch đại hai trường hợp giống bằng: R

R KU

1 

Tuy nhiên cách mắc đảo ổn định có hồi tiếp âm 2.2 Mạch khuếch đại đảo

Tín hiệu đưa vào đầu vào đảo (-) R2 điện trở hồi tiếp (feedback), đưa phần lượng từ đầu trở lại đầu vào R1 điện trở tín hiệu Đầu vào thuận nối đất (Hình 1.14)

105 Ta tìm hệ số khuếch đại điện áp vi mạch: Từ sơ đồ nguyên lý ta viết:

I1 =

U1− Uv

I2=

Uv− Ur

R1 R

Coi mạch lý tưởng:

Do ta viết: U1− Uv =

Uv− Ur

(1.2)

R1 R2

Ngoài ra, xem hệ số khuếch đại lý tưởng: K = ∞, Uv ~ Do (1.2) trở thành:

Vậy hệ số khuếch đại mạch:

Dấu trừ cho biết đầu vào đầu ngược pha 2.3 Một số ứng dụng

2.3.1 Ứng dụng Vi mạch thuật toán để thực phép tính bản: Sơ đồ thực phép tính bản:

a/Sơ đồ thực phép cộng: (Hình 5.6):

106

Coi dịng vào ta có: I1+ I2 + I3 = If

Mặt khác, Uv= (Coi hệ số khuếch đại mạch lớn vô cùng), đẳng thức viết:

Hay : Ura = - (U1 + U2 + U3)

Nghĩa điện áp tổng điện áp vào b/Sơ đồ thực phép trừ: (Hình 5.7):

Tín hiệu đưa vào hai lối vào đảo thuận:

Hình 5.7: Sơ đồ thực phép trừ

Áp dụng cơng thức tính hệ số khuếch đại trường hợp mắc đảo thuận, ta có:

R R U R R R R R R U

Ura x

1 1 4    

Nếu chọn R1 = R2, R3 = R4 đẳng thức trở thành:

Ura = (U2 − U1) R4 R1

107

Hình 5.8: Sơ đồ lấy tích phân Coi dịng vào ta có:

I1 = If (1.3) Mặt khác coi Uv= ta có:

I1 = U1/R (1.4)

Mà:

If = −C

dUra

(1.5)

dt

Thay (1.3), (1.4) vào (1.5) ta có: U1

= −C dUra

R dt

∫ U1dt

dUra = − CR U1dt ⇒ Ura = − CR

108 2.3.2 Ứng dụng vào khuếch đại

Vi mạch thuật toán sử dụng rộng rãi mạch khuếch đại a/Khuếch đại điện áp âm tần

Vi mạch BA328 dùng phổ biến để khuếch đại điện áp âm tần (Hình 5.10) BA328 thuộc loại khuếch đại hai kênh (stereo) Điện trở R1 R2 định hệ số khuếch đại Vi mạch Thường ta giữ nguyên R2 thay đổi R1 để có hệ số khuếch đại theo ý

muốn

Nếu ta tăng hệ số khuếch đại lên mức gây méo tín hiệu

Hình 5.10: Khuếch đại điện áp âm tần dùng vi mạch khuếch đại thuật toán BA328 R3 tụ C tạo thành vòng hồi tiếp âm điện áp để sửa đổi đường đặc trưng tần số Thay đổi trị số điện trở R3 ta có âm lợi trầm lợi bổng theo ý muốn R3 thấp, hồi tiếp âm sâu, mạch lợi trầm

Tín hiệu cần khuếch đại có biên độ bé đưa vào chân Tín hiệu sau khuếch đại lấy chân

Điện áp cung cấp cho hai kênh đưa vào chân (+Vcc) chân (-Vcc) Chân đồng thời đất mạch

Nguồn cung cấp VDC lọc R C1

109 b/Khuếch đại công suất âm tần

Để khuếch đại công suất âm tần ta dùng vi mạch LA4440 Vi mạch LA4440 thuộc loại khuếch đại hai kênh, có sơ đồ khối hình 5.11 Tuy nhiên vi mạch LA4440 dùng để khuếch đại công suất âm tần kênh

Khi khuếch đại hai kênh (stereo), công suất danh định 6W x Khi sử dụng để khuếch đại kênh (mono), công suất danh định lên đến gần 20 W Nguồn cung cấp 12V đến 15V

Chân 1và chân 7: Đầu vào thứ hai LA4440

Chân chân 6: Đầu vào LA4440.Tín hiệu âm tần cần khuếch đại đưa vào

Chân 4: Đầu Mute Chân 5: lọc Ripple filter

Chân 8, 14: Điểm mass vi mạch Chân 13: Bảo vệ áp

Chân 10 12: Đầu vi mạch Chân 11: Nhận điện áp cung cấp + VCC

110

Hình 5.12: Khuếch đại cơng suất âm tần dùng vi mạch LA4440 mắc stereo Khi muốn LA4440 cho ta công suất lớn loa, ta mắc theo sơ đồ nguyên lý mạch khuếch đại cơng suất kênh (Hình 1.23)

Hình 5.13: Khuếch đại công suất âm tần dùng vi mạch LA4440 mắc mono 2.3.3 Bộ tạo sóng điện hình sin dùng vi mạch tuyến tính:

111

Vi mạch thuật tốn làm khuếch đại khâu khuếch đại tạo sóng hình sin cao tần âm tần

Hình 5.14 mạch tạo sóng cao tần dùng vi mạch thuật tốn BA328, BA328 loại vi mạch thông dụng, dễ kiếm thị trường, hoạt động tin cậy

Hình 5.14: Sơ đồ nguyên lý tạo sóng cao tần dùng vi mạch thuật tốn Tác dụng linh kiện:

R1, R2,VR1 định hệ số khuếch đại vi mạch

R3, C5 tạo thành mạch hồi tiếp âm chọn lọc để thực việc hồi tiếp âm tần số cao

C2,C1 L tạo thành khung dao động Colpitts

C3 dẫn điện áp từ đầu (chân 3) vi mạch, qua khung dao động Colpitts đầu vào (chân 1) để thực hồi tiếp Hai điện áp pha nên hồi tiếp hồi tiếp dương

R4 C4 tạo thành lọc điện cho nguồn cung cấp

BA 328: Vi mạch thuật toán, dùng để khuếch đại tín hiệu Điện áp cung cấp 9VDC

112

Bộ tạo sóng cao tần thuộc loại điểm điện dung Khi đóng mạch điện, khung dao động hoạt động tạo dao động hình sin có tần số xác định công thức:

Dao động dao động tắt dần, khơng có biện pháp bù đắp lượng bị tiêu hao tác dụng nhiệt điện trở làm nên cuộn dây L

Trước tắt phần lượng đưa đầu vào thuận vi mạch BA328, điện áp hồi tiếp điện áp tín hiệu pha (mắc thuận) nên hồi tiếp dương, đảm bảo điều kiện trì dao động Hệ số hồi tiếp định tỷ số C1 C2

Điện áp hồi tiếp điều chỉnh VR2 nhằm bảo đảm điều kiện Kβ = Khi điều kiện đáp ứng, sóng điện tạo có dạng hình sin đặn đẹp Mạch hoạt động ổn định

Để mạch khuếch đại chạy ổn định khuếch đại trung thực, mạch hồi tiếp âm chọn lọc gồm R3C5 mắc vào hai chân vi mạch Hồi tiếp âm sâu Vi mạch BA328 khuếch đại trung thực, nhiên ta thực âm hồi mức cịn phải đảm bảo khâu dương hồi nhằm trì dao động

Dao động hình sin cao tần lấy chân đầu BA328 b/Tạo sóng hình sin âm tần:

Hình 5.15 sơ đồ ngun lý tạo sóng hình sin âm tần dùng vi mạch tuyến tính BA 328 khâu khuếch đại Trong đó:

BA 328: Vi mạch thuật tốn, dùng để khuếch đại tín hiệu R1,R2, VR, đèn báo: định hệ số khuếch đại vi mạch

R3, C1 tạo thành mạch hồi tiếp âm chọn lọc để thực hồi tiếp âm tần số cao, R3

càng bé hồi tiếp âm sâu Tuy nhiên, ta tuỳ tiện hạ trị số R3 phải bảo đảm khâu dương hồi để trì dao động

Hai cặp RC tạo thành cầu Wien

C2 dẫn điện áp hồi tiếp từ đầu vi mạch thuật toán đầu vào để thực hồi tiếp dương

113

Đèn báo tham gia khâu định hệ số khuếch đại, thực việc thay đổi hệ số khuếch đại vi mạch BA328 cách tự động nhằm ổn định biên độ sóng điện tạo

Mạch hoạt động sau:

Khi đóng mạch điện, cầu Wien tạo dao động âm tần có tần số định cơng thức: f0 = 1/2RC Dao động tắt dần, nhiên trước tắt đưa vào đầu vào BA328 qua tụ C2, dao động BA328 khuếch đại lên sau đưa cầu Wien để trì dao động

Sóng điện hình sin âm tần lấy đầu BA328 Khi dao động có biên độ lớn thiết kế (xác định từ trước hệ số khuếch đại BA328), cường độ qua đèn báo lớn hơn, nhiệt độ tăng lên, điện trở dây tóc đèn báo tăng theo làm giảm hệ số khuếch đại, biên độ sóng điện tạo giảm xuống Ngược lại, dao động có biên độ nhỏ thiết kế, cường độ qua đèn báo giảm xuống, nhiệt độ giảm, điện trở giảm theo làm tăng hệ số khuếch đại, biên độ sóng điện tăng lên

Hình 5.15: Mạch tạo sóng âm tần dùng vi mạch thuật toán BA328 3.2 Các cổn logic

3.2.1 Cổng AND

114

Hình 5.16: Cấu tạo cổng AND

Hình 5.17: Ký hiệu bảng chân lý

Hình 5.18: Sơ đồ chân IC cổng logic AND 3.1.1.2 Nguyên lý hoạt động:

- Cổng AND thực tốn nhân thơng thường - Ngõ cổng AND có ngõ vào - Ngõ cổng AND tất ngõ vào điều 3.1.1.3 Lắp ráp khảo sát:

* Lắp ráp theo sơ đồ: * Khảo sát:

- Mức cấp 5v - Mức nối mas (0v)

- Cấp đầu vào cổng AND IC7408 sau xác định đầu cách quan sát led sáng hay không (Nếu sáng mức 1, tắt mức 0)

115

Cổng 0

Cổng

Cổng

Cổng 1

Hình 5.19: Sơ đồ khỏa sát IC cổng AND 3.2.2 Cổng OR

3.2.2.1 Cấu tạo, hình dáng, sơ đồ chân bảng chân lý cổng OR

Hình 5.20: Cấu tạo

116

Hình 5.22: Sơ đồ chân 3.2.2.2 Nguyên lý hoạt động:

- Cổng OR thực tốn cộng thơng thường - Ngõ cổng OR tất ngõ vào - Ngõ cổng OR có ngõ vào 3.2.2.3 Lắp ráp khảo sát:

* Lắp ráp theo sơ đồ: * Khảo sát:

- Mức cấp 5v - Mức nối mas (0v)

- Cấp đầu vào cổng OR IC 7432 sau xác định đầu cách quan sát led sáng hay không (Nếu sáng mức 1, tắt mức 0)

A B Led Led Led Led

Cổng 0

Cổng

Cổng

Cổng 1

117 3.2.3 Cổng NOT

3.2.3.1 Cấu tạo, hình dáng, sơ đồ chân bảng chân lý cổng OR

Hình 5.24: Cấu tạo

Hình 5.25: ký hiệu bảng chân lý

Hình 5.26: Sơ đồ chân IC cổng NOT 3.2.3.2 Nguyên lý hoạt động:

- Trạng thái ngõ vào ngõ cổng NOT đối 3.2.3.3 Lắp ráp khảo sát:

* Lắp ráp theo sơ đồ: * Khảo sát:

118 - Mức nối mas (0v)

- Cấp đầu vào cổng NOT IC7404 sau xác định đầu cách quan sát led sáng hay không (Nếu sáng mức 1, tắt mức 0)

A Led Led

Cổng Cổng

Hình 5.27: Sơ đồ khảo sát IC cổng NOT 3.2.4 Cổng NAND

3.2.4.1 Cấu tạo, hình dáng, sơ đồ chân bảng chân lý

119

Hình 5.29: ký hiệu bảng chân lý

Hình 5.30: Sơ đồ chân IC cổng NAND 3.2.4.2 Nguyên lý hoạt động:

- Cổng NAND đảo trạng thái ngõ cổng AND

- Ngõ cổng NAND có tất ngõ vào - Ngõ cổng AND có ngõ vào 3.2.4.3 Lắp ráp khảo sát:

* Lắp ráp theo sơ đồ: * Khảo sát:

- Mức cấp 5v - Mức nối mas (0v)

- Cấp đầu vào cổng NAND IC 7400 sau xác định đầu cách quan sát led sáng hay không (Nếu sáng mức 1, tắt mức 0)

A B Led Led Led Led

Cổng 0

Cổng

Cổng

120

Hình 5.31: Sơ đồ khảo sát chân IC cổng NAND 3.2.5 Cổng NOR

3.2.5.1 Cấu tạo, hình dáng, sơ đồ chân bảng chân lý

Hình 5.32: Cấu tạo IC cổng NOR

121

Hình 5.34: Sơ đồ chân IC cổng NOR 3.2.5.2 Nguyên lý hoạt động:

- Cổng NOR đảo cổng OR

- Ngõ cổng NOR có ngõ vào - Ngõ cổng NOR tất ngõ vào 3.2.5.3 Lắp ráp khảo sát:

* Lắp ráp theo sơ đồ: * Khảo sát:

- Mức cấp 5v - Mức nối mas (0v)

- Cấp đầu vào cổng NOR IC 7402 sau xác định đầu cách quan sát led sáng hay không (Nếu sáng mức 1, tắt mức 0)

A B Led Led Led Led

Cổng 0

Cổng

Cổng

Cổng 1

122

CÂU HỎI ÔN TẬP Bài tập 1: Khảo sát cổng AND

123

TÀI LIỆU CẦN THAM KHẢO

[1] - Giáo trình linh kiện, mạch điện tử, Nxb Khoa học kỹ thuật 2004 [2] - Sổ tay tra cứu linh kiện điện tử

[3] - Sổ tay tra cứu tranzito Nhật Bản

[4] - Nguyễn Thế Công, Trần Văn Thịnh, Điện tử công suất, lý thuyết, thiết kế, ứng dụng, Nxb Khoa học kỹ thuật 2008

[5] - Võ Minh Chính, Phạm Quốc Hải, Trần Trọng Minh, Điện tử công suất, Nxb Khoa học kỹ thuật 2004

[6] - Võ Minh Chính, Điện tử công suất, Nxb Khoa học kỹ thuật 2008

[7] - Phạm Quốc Hải, Phân tích giải mạch điện tử công suất, Nxb Khoa học kỹ thuật 2002

IGBT mạch