GIÁO TRÌNH Môn học: ĐIỆN TỬ NÂNG CAO NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP

LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp ở trình độ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Điện tử nâng cao là một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình khung được Bộ Lao động Thương binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao. Nội dung giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 120 giờ gồm có: MĐ2201: Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD MĐ2202: Kỹ thuật hàn IC MĐ2203: Mạch điện tử nâng cao. MĐ2204: Chế tạo mạch in phức tạp Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng ta có đề ra nội dung thực tập của từng bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sơ vật chất và trang thiết bị, các trường có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Trường Cao đẳng nghề Lilama 2, Long Thành Đồng Nai . Đồng Nai, ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: TS. Lê Văn Hiền 2. Ths. Trần Minh Đức MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN 1 LỜI GIỚI THIỆU 2 Bài 1: ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN 6 1. Linh kiện hàn bề mặt (SMD) 6 1.1 Khái niệm chung 6 1.2 Linh kiện thụ động 6 2. Khai thác sử dụng máy đo chuyên dụng 29 2.1. Sử dụng máy đo VOM ở thang đo dòng 29 2.3 Kết hợp các thiết bị đo lường trong cân chỉnh sửa chữa 41 2.4. Sử dụng các phần mềm chuyên dụng để kiểm tra sửa chữa 72 Bài 2: KỸ THUẬT HÀN IC 111 1. Giới thiệu dụng cụ hàn và tháo hàn 111 1.1 Mỏ hàn vi mạch 111 1.2 Máy khò để tháo chân linh kiện 111 2. Phương pháp hàn và tháo hàn 112 2.1 kỹ thuật tháo hàn 112 2.2 kỹ thuật hàn 115 2.3 Các điểm cần lưu ý 119 3. Phương pháp xử lý vi mạch in sau khi hàn 119 3.1 Các yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn đối với vi mạch 119 3.2 Phương pháp xử lý mạch in sau khi hàn 120 Bài 3: MẠCH ĐIỆN TỬ NÂNG CAO 123 1. Nguồn ổn áp kỹ thuật cao 123 1.1 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng transitor 123 1.2 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng IC 123 1.3 Một số loại nguồn ổn áp khác 140 1.4 Kiểm tra, sửa chữa các nguồn ổn áp kỹ thuật cao 146 2. Mạch bảo vệ 150 2.1 Khái niệm chung về mạch bảo vệ 151 2.2 Mạch bảo vệ chống ngắn mạch dùng IC: 151 2.3. Mạch bảo vệ chống quá áp dùng IC 151 2.4. Kiểm tra, sửa chữa các mạch bảo vệ 152 3. Mạch ứng dụng dùng IC OPAMP 155 3.1 Khái niệm chung 156 3.2.Mạch khuếch đại dùng OP AMP 156 3.3 Mạch dao động dùng OPAMP 159 3.4. Mạch nguồn một chiều dùng OPAMP 168 3.5 Kiểm tra, sửa chữa, thay thế IC trong các mạch ứng dụng dùng Opamp 172 4. Một số mạch khuếch đại, lọc chất lượng cao dùng IC 177 4.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ 177 4.2 Sửa chữa mạch khuếch đại, mạch lọc dùng IC 180 5. Một số mạch báo động dùng IC và cảm biến 181 5.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ nguyên lý 181 5.2 Sửa chữa mạch báo động dùng IC và cảm biến. 184 Bài 4: CHẾ TẠO MẠCH IN PHỨC TẠP 185 1. Phần mềm chế tạo mạch in 185 1.1 Giới thiệu chung 185 1.2 Vẽ mạch nguyên lý và mạch in 185 1.3 Tạo thư viện và xử lý lỗi 194 2. Các bước thực hiện gia công mạch in 205 2.1 Chế bản trên phim 205 2.2 Chuẩn bị mạch in 205 2.3 In mạch in trên tấm mạch in 206 2.4 Ăn mòn mạch in 207 TÀI LIỆU THAM KHẢO 209 PHỤ LỤC 210 MÔ ĐUN ĐIỆN TỬ NÂNG CAO Mã số mô đun: MĐ22 Vị trí, tính chất của mô đun  Vị trí của mô đun: Mô đun được bố trí dạy cuối chương trình sau khi học xong các môn chuyên môn như: Điện tử cơ bản, kỹ thuật xung số, vi xử lý  Tính chất: là mô đun nghiên cứu về phần điện tử chuyên sâu Mục tiêu của mô đun + Về kiến thức: Nhận dạng, đọc, đo linh kiện điện tử hàn bề mặt chính xác. Tìm, nhận dạng, thay thế tương đương, tra cứu được một số IC thông dụng. Phân tích, thiết kế được một số mạch ứng dụng phức tạp dùng IC + Về kỹ năng: Lắp ráp, kiểm tra, thay thế được các linh kiện, mạch điện tử chuyên dụng đúng yêu cầu kỹ thuật Hàn và tháo được các mối hàn trong mạch điện, điện tử phức tạp an toàn. Chế tạo được các mạch in phức tạp đúng thiết kế và đạt chất lượng tốt. + Về thái độ: Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận, chính xác trong học tập và thực hiện công việc III. NỘI DUNG MÔ ĐUN STT Tên các bài trong mô đun Thời gian Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra 1 Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD 30 4 24 2 2 Kỹ thuật hàn IC 20 6 13 1 3 Mạch điện tử nâng cao 100 32 64 4 4 Chế tạo mạch in phức tạp 30 8 20 2 Cộng: 180 50 121 9 BÀI 1 ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN Mã bài: MĐ 241 Giới thiệu Linh kịên dán bao gồm các điện trở, tụ điện,transistor... là các linh kiện được dùng phổ biến trong các mạch điện tử.. Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, những linh kiện này được chế tạo để sử dụng cho nhiều loại mạch điện tử khác nhau và có những đặc tính kỹ thuật tương ứng với từng loại mạch điện tử. Thí dụ, các mạch trong thiết bị đo lường cần dùng loại điện trở có độ chính xác cao, hệ số nhiệt nhỏ; các mạch trong thiết bị cao tần cần dùng loại tụ điện có độ tổn hao nhỏ; các mạch cao áp cần dùng tụ điện có điện áp công tác lớn. Những linh kiện này là những linh kiện rời rạc, khi lắp ráp các linh kiện này vào mạch điện tử cần hàn nối chúng vào mạch. Trong kỹ thuật chế tạo mạch in và vi mạch, người ta có thể chế tạo luôn cả điện trở, tụ điện, vòng dây trong mạch in hoặc vi mạch. Mục tiêu: • Phân biệt được các loại linh kiện điện tử hàn bề mặt rời và trong mạch điện. • Đọc, tra cứu chính xác các thông số kỹ thuật linh kiện điện tử dán • Đánh giá chất lượng linh kiện bằng máy đo chuyên dụng • Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp 1. Linh kiện hàn bề mặt (SMD) Mục tiêu + Nhận biết linh kiện SMD + Sử dụng được các máyđo chuyên dụng + Biết sử dụng các phần mềm để kiểm tra sữa chữa 1.1 Khái niệm chung Linh kiện SMD (Surface Mount Devices) loại linh kiện dán trên bề mặt mạch in, sử dụng trong công nghệ SMT (Surface Mount Technology) gọi tắt là linh kiện dán. Các linh kiện dán thường thấy trong mainboard: Điện trở dán, tụ dán, cuộn dây dán, diode dán, Transistor dán, mosfet dán, IC dán... Rõ ràng linh kiện thông thường nào thì cũng có linh kiện dán tương ứng. 1.2 Linh kiện thụ động

0 BỘ LAO ĐỘNG THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Mơn học: ĐIỆN TỬ NÂNG CAO NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số:120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề Năm 2013 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng ngun trích dùng cho mục đích đào tạo tham khảo Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh bị nghiêm cấm LỜI GIỚI THIỆU Để thực biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ Cao Đẳng Nghề Trung Cấp Nghề, giáo trình Điện tử nâng cao giáo trình mơn học đào tạo chun ngành biên soạn theo nội dung chương trình khung Bộ Lao động Thương binh Xã hội Tổng cục Dạy Nghề 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 Nội dung giáo trình biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 120 gồm có: MĐ22-01: Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD MĐ22-02: Kỹ thuật hàn IC MĐ22-03: Mạch điện tử nâng cao MĐ22-04: Chế tạo mạch in phức tạp Trong 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, có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ Tuy nhiên, tùy theo điều kiện sơ vật chất trang thiết bị, trường có thề 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 Lilama 2, Long Thành Đồng Nai Đồng Nai, ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn Chủ biên: TS Lê Văn Hiền Ths Trần Minh Đức MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU Bài 1: ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN Linh kiện hàn bề mặt (SMD) 1.1 Khái niệm chung 1.2 Linh kiện thụ động Khai thác sử dụng máy đo chuyên dụng 29 2.1 Sử dụng máy đo VOM thang đo dòng 29 2.3 Kết hợp thiết bị đo lường cân chỉnh sửa chữa 41 2.4 Sử dụng phần mềm chuyên dụng để kiểm tra sửa chữa .72 Bài 2: KỸ THUẬT HÀN IC 111 Giới thiệu dụng cụ hàn tháo hàn 111 1.1 Mỏ hàn vi mạch 111 1.2 Máy khò để tháo chân linh kiện 111 Phương pháp hàn tháo hàn 112 2.1 kỹ thuật tháo hàn 112 2.2 kỹ thuật hàn .115 2.3 Các điểm cần lưu ý 119 Phương pháp xử lý vi mạch in sau hàn 119 3.1 Các yêu cầu mạch, linh kiện sau hàn vi mạch .119 3.2 Phương pháp xử lý mạch in sau hàn 120 Bài 3: MẠCH ĐIỆN TỬ NÂNG CAO 123 Nguồn ổn áp kỹ thuật cao 123 1.1 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng transitor 123 1.2 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng IC .123 1.3 Một số loại nguồn ổn áp khác 140 1.4 Kiểm tra, sửa chữa nguồn ổn áp kỹ thuật cao 146 Mạch bảo vệ 150 2.1 Khái niệm chung mạch bảo vệ 151 2.2 Mạch bảo vệ chống ngắn mạch dùng IC: 151 2.3 Mạch bảo vệ chống áp dùng IC 151 2.4 Kiểm tra, sửa chữa mạch bảo vệ 152 Mạch ứng dụng dùng IC OP-AMP 155 3.1 Khái niệm chung .156 3.2.Mạch khuếch đại dùng OP- AMP 156 3.3 Mạch dao động dùng OP-AMP .159 3.4 Mạch nguồn chiều dùng OP-AMP 168 3.5 Kiểm tra, sửa chữa, thay IC mạch ứng dụng dùng Opamp 172 Một số mạch khuếch đại, lọc chất lượng cao dùng IC 177 4.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ 177 4.2 Sửa chữa mạch khuếch đại, mạch lọc dùng IC 180 Một số mạch báo động dùng IC cảm biến 181 5.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ nguyên lý 181 5.2 Sửa chữa mạch báo động dùng IC cảm biến 184 Bài 4: CHẾ TẠO MẠCH IN PHỨC TẠP 185 Phần mềm chế tạo mạch in 185 1.1 Giới thiệu chung .185 1.2 Vẽ mạch nguyên lý mạch in 185 1.3 Tạo thư viện xử lý lỗi 194 Các bước thực gia công mạch in 205 2.1 Chế phim 205 2.2 Chuẩn bị mạch in .205 2.3 In mạch in mạch in 206 2.4 Ăn mòn mạch in 207 TÀI LIỆU THAM KHẢO 209 PHỤ LỤC 210 MƠ ĐUN ĐIỆN TỬ NÂNG CAO Mã số mơ đun: MĐ22 Vị trí, tính chất mơ đun  Vị trí mơ đun: Mơ đun bố trí dạy cuối chương trình sau học xong mơn chuyên môn như: Điện tử bản, kỹ thuật xung số, vi xử lý  Tính chất: mơ đun nghiên cứu phần điện tử chuyên sâu Mục tiêu mô đun + Về kiến thức: - Nhận dạng, đọc, đo linh kiện điện tử hàn bề mặt xác - Tìm, nhận dạng, thay tương đương, tra cứu số IC thơng dụng - Phân tích, thiết kế số mạch ứng dụng phức tạp dùng IC + Về kỹ năng: - Lắp ráp, kiểm tra, thay linh kiện, mạch điện tử chuyên dụng yêu cầu kỹ thuật - Hàn tháo mối hàn mạch điện, điện tử phức tạp an toàn - Chế tạo mạch in phức tạp thiết kế đạt chất lượng tốt + Về thái độ: - Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận, xác học tập thực cơng việc III NỘI DUNG MƠ ĐUN ST T Tên mô đun Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD Kỹ thuật hàn IC Mạch điện tử nâng cao Chế tạo mạch in phức tạp Cộng: Tổng số 30 20 100 30 180 Thời gian Lý Thực thuyết hành 24 13 32 64 20 50 121 Kiểm tra BÀI ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN Mã bài: MĐ 24-1 Giới thiệu Linh kịên dán bao gồm điện trở, tụ điện,transistor linh kiện dùng phổ biến mạch điện tử Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, linh kiện chế tạo để sử dụng cho nhiều loại mạch điện tử khác có đặc tính kỹ thuật tương ứng với loại mạch điện tử Thí dụ, mạch thiết bị đo lường cần dùng loại điện trở có độ xác cao, hệ số nhiệt nhỏ; mạch thiết bị cao tần cần dùng loại tụ điện có độ tổn hao nhỏ; mạch cao áp cần dùng tụ điện có điện áp cơng tác lớn Những linh kiện linh kiện rời rạc, lắp ráp linh kiện vào mạch điện tử cần hàn nối chúng vào mạch Trong kỹ thuật chế tạo mạch in vi mạch, người ta chế tạo ln điện trở, tụ điện, vịng dây mạch in vi mạch Mục tiêu:  Phân biệt loại linh kiện điện tử hàn bề mặt rời mạch điện  Đọc, tra cứu xác thông số kỹ thuật linh kiện điện tử dán  Đánh giá chất lượng linh kiện máy đo chuyên dụng  Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác, an tồn vệ sinh cơng nghiệp Linh kiện hàn bề mặt (SMD) Mục tiêu + Nhận biết linh kiện SMD + Sử dụng máyđo chuyên dụng + Biết sử dụng phần mềm để kiểm tra sữa chữa 1.1 Khái niệm chung Linh kiện SMD (Surface Mount Devices) - loại linh kiện dán bề mặt mạch in, sử dụng công nghệ SMT (Surface Mount Technology) gọi tắt linh kiện dán Các linh kiện dán thường thấy mainboard: Điện trở dán, tụ dán, cuộn dây dán, diode dán, Transistor dán, mosfet dán, IC dán Rõ ràng linh kiện thông thường có linh kiện dán tương ứng 1.2 Linh kiện thụ động Hình1.1: Hình ảnh số linh kiện SMD 1.2.1 Điện trở SMD Cách đọc trị số điện trở dán: Hình 1.2: Giá trị điện trở SMD Điện trở dán dùng chữ số in lưng để giá trị điện trở chữ số đầu giá trị thông dụng số thứ số mũ (số khơng) Ví dụ: 334 = 33 × 10 ohms = 330 kilohms 222 = 22 × 102 ohms = 2.2 kilohms 473 = 47 × 103 ohms = 47 kilohms 105 = 10 × 105 ohms = 1.0 megohm Đối với điện trở 100 ohms ghi: số cuối = (Vì 100 = 1) Ví dụ: 100 = 10 × 100 ohm = 10 ohms 220 = 22 × 100 ohm = 22 ohms Đơi 10 hay 22 để tránh hiểu nhầm 100 = 100ohms hay 220 Điện trở nhỏ 10 ohms ghi kèm chữ R để dấu thập phân Ví dụ: 4R7 = 4.7 ohms R300 = 0.30 ohms 0R22 = 0.22 ohms 0R01 = 0.01 ohms Hình 1.3: Một số giá trị điện trở SMD thông dụng Trường hợp điện trở dán có chữ số chữ số đầu giá trị thực chữ số thứ tư số mũ 10 (số số khơng) Ví dụ: 1001 = 100 × 101 ohms = 1.00 kilohm 4992 = 499 × 102 ohms = 49.9 kilohm 1000 = 100 × 100 ohm = 100 ohms Một số trường hợp điện trở lớn 1000 ohms ký hiệu chữ K (tức Kilo ohms) điện trở lớn 1000.000 ohms ký hiệu chử M (Mega ohms) Các điện trở ghi 000 0000 điện trở có trị số = 0ohms 227 Mã bắt đầu chữ “N” Mã bắt đầu chữ “O” 228 Mã bắt đầu chữ “P” Mã bắt đầu chữ “Q” 229 Mã bắt đầu chữ “R” 230 Mã bắt đầu chữ “S” Mã bắt đầu chữ “T” 231 Mã bắt đầu chữ “U” Mã bắt đầu chữ “V” 232 Mã bắt đầu chữ “W” Mã bắt đầu chữ “X” 233 Mã bắt đầu chữ “Y” 234 Mã bắt đầu chữ “Z” 235 Các kiểu ký hiệu mã SMD 236 SƠ ĐỒ VÍ DỤ 237 GIẢI THÍCH THÊM MỘT SỐ THÔNG TIN LINH KIỆN SMD Hãng sản xuất ( lot number )  Elm (ELM technology corporation ) Quy luật 1: (sử dụng cho ODO dị tìm điện áp ) Ký hiệu 1: A đến Z (ngoại trừ I,O,X ) Ký hiệu 2: đến Quy luật 2: : (sử dụng cho ODO dị tìm điện áp ) Ký hiệu 1: đến Ký hiệu 2: A đến Z (ngoại trừ I,O,X ) Tor( Torex Semiconductor LTD) 01-09, 0A-0Z, 11 -9Z, A1-A9, AA –AZ, B1 – BZ ( loại trừ G,I,J,O,Q,W ) Năm sản xuất Hãng sản xuất Anw ( Anwel Semiconductor Corp ) Dấu chấm mã sản phẩm : số lô sản xuất 238 Dấu chấm năm sản xuất Hãng sản xuất : Ape (Advanced Power Electronics Corp ) 239 Hãng sản xuất Axl (AXElite Technology Co , Ltd) Mã A B C Năm 2007 2008 2009 2010 2011 2012 Mã A…Z a…z Tuần 1…26 27…52 240 Hãng sản xuất: Inf (Inineon Technologies AG) Hãng sản xuất : Kec (Korea Electronics Co Ltd ) Hãng sản xuất : Nxp (NXP semiconductors ) 241 Mã năm để bốn đoạn thẳng bên tay trái Số cuối năm Mã tháng bốn đoạn thẳng bên tay phải Số cuối tháng ... soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử cơng nghiệp trình độ Cao Đẳng Nghề Trung Cấp Nghề, giáo trình Điện tử nâng cao giáo trình mơn học đào tạo chuyên ngành biên soạn theo nội dung chương trình. .. Mạch điện tử nâng cao MĐ22-04: Chế tạo mạch in phức tạp Trong trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu khoa học công nghệ phát triển điều chỉnh thời gian bổ sung kiên thức cho phù hợp Trong giáo. .. mạch điện tử Thí dụ, mạch thiết bị đo lường cần dùng loại điện trở có độ xác cao, hệ số nhiệt nhỏ; mạch thiết bị cao tần cần dùng loại tụ điện có độ tổn hao nhỏ; mạch cao áp cần dùng tụ điện có điện