Linh Kiện Điện Từ

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP TP HỒ CHÍ MINH KHOA CÔNG NGHỆ ĐIỆN TỬ TIỂU LUẬN KẾT THÚC HỌC KỲ NĂM HỌC 2020-2021 MÔN HỌC: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ ĐỀ TÀI SỐ: Họ tên SV Mã số SV Tên lớp học phần Mã lớp học phần Email liên hệ Số điện thoại Giáo viên giảng dạy : : : : : : : Nguyễn Quang Hải 19446331 DHDTVT16A 420300324106 quanghaia02@gmail.com 0932159677 Lưu Thế Vinh Thành phố Hồ Chí Minh, tháng năm 2019 KHOA CƠNG NGHỆ ĐIỆN TỬ BỘ MÔN CƠ SỞ PHIẾU CHẤM ĐIỂM TIỂU LUẬN Môn học: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Học kỳ năm học 2020 – 2021 Giáo viên Lý thuyết (4 điểm) Nội dung (3,0) Trình bày (1,0) Điểm tổng cộng (10 điểm) Bài tập (6 điểm) Câu (2,0) Giáo viên chấm 1: …………………………… Giáo viên chấm 2: ……………………………… Câu (2,0) Câu (2,0) MỤC LỤC Lý thuyết 1.1 Khái niệm mạch tích hợp 1.2 Định luật Moore lơ trình phát triển mạch tích hợp 1.3 Phân loại mạch tích hợp, ứng dụng Bài tập Câu Câu Câu I.ĐỊNH LUẬT MOORE VÀ CƠNG NGHỆ MẠCH TÍCH HỢP 1.1 Khái niệm mạch tích hợp Chip IC (Intergrated Cỉcuit) hay mạch tích hợp thiết bị điện tử có kích thước hình học nhỏ, làm từ vâtyj liệu bán dẫn, bao gồm số lượng lớn transistor linh kiện khác chế tạo đế silic Mạch tích hợp giúp giảm kích thước mạch điện nhiều, bên cạnh độ xác tăng lên IC phần quan trọng mạch logic Có hai loại IC gồm lập trình cố định chức năng, khơng lập trình Mỗi IC có tính chất riêng nhiệt độ, điện giới hạn, công suất làm việc, ghi bảng thông tin (datasheet) nhà sản xuất 1.2 Định Luật Moore lơ trình phát triển mạch tích hợp - Định luật Moore: “Số lượng transistor đơn vị inch vuông tăng lên gấp đôi sau 24 tháng." (1 inch vuông xấp xỉ 6,45 cm²) Năm 2000 định luật sửa đổi công nhận sau chu kỳ 18 tháng Tuy nhiên, có số thơng tin cho Gordon Moore công bố sửa đổi định luật ông 24 tháng báo chí thời điểm viết 18 tháng.là quan sát số Linh kiện bán dẫn dày đặc mạch tích hợp (IC) tăng gấp đôi khoảng hai năm lần Định luật Moore quan sát hình chiếu xu hướng lịch sử Thay luật vật lý, mối quan hệ thực nghiệm kêt nôi đên thu từ kinh nghiệm sản xuất Định luật Moore động lực kích thích cho ngành cơng nghiệp điện tử trì phát triển mạnh mẽ hàng thập kỷ qua - Lô trình phát triển mạch tích hợp: Mạch tích hợp (IC) yếu tố chủ chốt lĩnh vực điện tử đại Chúng trái tim não hầu hết mạch Một vi mạch tích hợp có chức khuếch đại, dao động, định thời, nhớ, đếm, nhớ máy tính vi xử lý Có nhiều loại IC, loại lập trình loại cố định chức năng, khơng lập trình Người ta có nhiều cách để phân loại IC Thông thường người ta phân loại IC theo tín hiệu mà xử lý Ví dụ IC nguồn chuyển đổi, điều chỉnh, ổn định dịng điện mức điện áp qua Một nguồn cung cấp điện IC phân chia nhân điện định từ nguồn điện áp mong muốn cho điện áp đầu cơng suất mong muốn Sự phát triển mạch tích hợp năm 1949, kỹ sư người Đức Werner Jacobi nộp sáng chế cho thiết bị khuếch đại bán dẫn giống mạch tích hợp, có transistor bề mặt chung cho khuếch đại tầng, làm dụng cụ trợ thính năm 1958, người Mỹ Jack Kilby Texas Instruments trình bày vi mạch giành giải thưởng Nobel Vật lý năm 2000 Nửa năm sau, Robert Noyce Fairchild Semiconductor phát triển ý tưởng riêng mạch tích hợp giải nhiều vấn đề thực tế mà Kilby không làm Thiết kế Noyce làm silicon, chip Kilby làm germanium Fairchild Semiconductor quê hương công nghệ vi mạch silicon-gate với cổng tự liên kết sở tất chip CMOS máy tính đại Công nghệ phát triển nhà vật lý người Ý Federico Faggin vào năm 1968, người sau gia nhập Intel phát triển đơn chip Central Processing Unit (CPU) đầu tiên, ông nhận Huy chương Quốc gia Công nghệ Đổi năm 2010 1.3 Phân loại mạch tích hợp, ứng dụng • Phân loại theo tín hiệu xử lý:  Theo xử lý tín hiệu IC digital xử lý lưu trữ tín hiệu digital IC analog hay IC tuyến tính xử lý tín hiệu analog IC hỗn hợp, có analog digital Phân loại theo mức độ tích hợp IC (Integrated Circuit), tên chung Từng chia SSI (small-scale integration) MSI (medium-scale integration) LSI (Large Scale Integrated) VLSI (Very Large Scale Integrated) Các CPU, GPU, ROM, RAM, PLA, chipset, microcontroller, ULSI (ultra-large-scale integration) dự đặt cho mạch triệu transistor.[4] • Phân loại theo công nghệ: Monolithic: tất phần tử đặt miếng vật liệu bán dẫn đơn tinh thể Các linh kiện bán dẫn tạo pha tạp chất (doping), theo thứ tự lớp thực lai ghép điện trở, đường mạch dẫn, tụ điện, lớp cách điện, cực gate MOSFET Ví dụ cơng nghệ TTL, CMOS, CCD, BiCMOS, DMOS, BiFET-, transistor lưỡng cực Mạch màng mỏng hay mạch phim, phần tử tạo lắng đọng thủy tinh Nó thường mạng điện trở Chúng chế tạo cách cân điện tử với độ xác cao, phủ nhúng bảo vệ Trong nhóm bao gồm mạch transistor màng mỏng (TFT), ví dụ ứng dụng hình phẳng Lai mạch màng dày kết hợp số chip, vết mạch in đường dây dẫn, linh kiện điện tử thụ động (gần có điện trở) Nền thường gốm thường nhúng tráng • Phân loại theo công dụng: CPU, vi xử lý máy tính Memory, nhớ lưu trữ liệu digital Thu nhỏ chip công nghệ RFID để giám sát (Identification) không tiếp xúc đối tượng hay sinh vật sống IC logic tiêu chuẩn thuộc họ logic khác ASIC dành cho phát triển ứng dụng cụ thể, ví dụ cho điều khiển lò nướng bánh, xe hơi, máy giặt, ASSP sản phẩm tiêu chuẩn cho ứng dụng cụ thể, tương tự ASIC, có sẵn từ nhà sản xuất không xây dựng theo yêu cầu khách hàng IC cảm biến trình vật lý, hố, sinh hố, ví dụ gia tốc, ánh sáng, từ trường, chất độc, DSP (Digital signal processing) xử lý tín hiệu digital ADC DAC, chuyển đổi analog digital 10 FPGA (Field-programmable gate array) cấu hình IC digital khách hàng, bao gồm số lượng lớn đơn vị chức kết nối 11 Vi điều khiển (microcontroller) chứa tất phận máy tính nhỏ (bộ nhớ chương trình, ALU, nhớ ghi) 12 IC cơng suất xử lý dịng hay điện áp lớn (ví dụ khuếch đại cơng suất lớn, kiểm soát mạng điện lưới) 13 System-on-a-chip (SoC) hệ thống Chip II.BÀI TẬP ỨNG DỤNG: Câu 1.Cho mạch khuếch đại OP-AMP Hình a) Viết phương trình điện áp V0 b) Giá trị V0 thay đổi cho Vi = 2V Giải: a) Vi+ = Vi- = 15V RF = R2 + VR = 10 +50 = 60 (KΩ) Ii + If = + =0  + =0  = Vo = V i  Vo = -6Vi b) Ta có: Vi = (V) • Vo = -6 Vi  Vo = -6.2 = -12 (V) Câu Cho mạch khuếch đại vi sai Hình a) Viết phương trình điện áp lối VO b) Xác định điều kiện để V0 = V1 – V2 Giải: a) • Khi V1 = Vo2 = - V2 (1) • Khi V2 = Vo1 = (1 + ).(.V1 (2) Từ (1) (2) ta có: V0 = V1 + V2 = (1 + ).(.V1 - V2 Là phương trình điện áp lối V0 b) Nếu Rf = R1 + R2  =1  V0 = 1V1 – 1V2  V0 = V – V Câu (2 đ) Cho mạch điện nguồn ổn áp đối xứng (1,25 - 30)V Hình a) Vẽ sơ đồ khối mạch (các khối chức năng) b) Mô tả chức khối c) Tính điện điểm: M,N,O,A,B,C,D mạch d) Tính giá trị điện trở R mạch LED thị nguồn Cho LED đỏ làm việc với điện áp 2V, dòng từ 10mA – 30mA Cho điện áp lưới điện 220V, 50Hz Biến áp nguồn 5A, sơ cấp 220V, thứ cấp đối xứng 24V – – 24v Hình dạng sơ đồ kết nối IC LM317 Hình dạng sơ đồ kết nối IC LM337 Giải: a) sơ đồ khối Biến Áp Nguồn Khối mạch chỉnh lưu Khối lọc Khối ổn áp nâng dòng b) Biến áp nguồn: Hạ từ 220V xuống điện áp thấp 6V, 9V, 12V, 24V v v … Khối Mạch chỉnh lưu: Đổi điện AC thành DC Khối lọc: có nhiệm vụ san nhấp nhơ dịng điện mạch chỉnh lưu Do lọc tụ đơn giản mà hiệu cao nên ta dùng lọc tụ Khói mạch ổn áp nâng dịng: có nhiệm vụ tạo điện áp ổn định 5V đầu với cặp IC điện áp ổn sáp điều chỉnh tăng giảm giá trị biến trở , tương ứng với việc tăng giảm điện áp đầu sau ổn áp từ 1.25V khoảng 30V Do tính dễ sử dụng hiệu suất làm việc cao, dễ lắp ráp nên sử dụng khối ổn áp họ IC LM317(để điều chỉnh điện áp dương) LM337 (để điều chỉnh dòng âm) c) Điện Điểm • • • • • • M N O A B C  C = 1,25 (1 + ) = 1,25 ( + ) = 1.30 (V) • D  D = -1,25 (1 + ) = -1,25 ( + ) = - 1.30 DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] https://www.bachkhoadientu.com/2018/07/so-o-mach-nguon-su-dung-ic-on-aplm317.html [2] http://dammedientu.vn/nguyen-ly-co-ban-mach-chinh-luu-va-on-ap/ [3] https://vi.wikipedia.org/wiki/%C4%90%E1%BB%8Bnh_lu%E1%BA %ADt_Moore [4] https://machdientu.org/mach-on-ap-5v-doi-xung-va-khong-doi-xung Hướng dẫn yêu cầu chung − Mỗi sinh viên làm ĐỘC LẬP Không chép, copy Nội dung sai giống bị trừ điểm − Trình bày rõ ràng, sẽ, thống khổ giấy A4 với định dạng sau: o Phông chữ 13, Times New Roman o Giãn dịng 1.5, canh bên − Các cơng thức tính tốn soạn MathType, đánh số thứ tự trình bày − Các hình vẽ phải rõ ràng, hình ảnh chụp lại phải biên tập cẩn thận công cụ bổ trợ Đánh số thứ tự có thích đầy đủ − Các tài liệu, hình ảnh tham khảo cần trích dẫn nguồn theo chuẩn IEEE − Quy ước files tiểu luận để nạp: o Sau hoàn thành, file word in dạng file PDF o Nén chung file lại thành file RAR gửi file.rar vào hệ thống LMS-OCW Khoa Công nghệ điện tử o Quy ước đặt tên file (word, pdf, rar): MSSV_HoTenSV_HocPhan_De_x Ví dụ: Ghi chú: Trường hợp đặc biệt khơng làm máy tính, SV viết tay, phải trình rõ ràng, theo chuẩn quy ước Các viết tay, hình vẽ scan lại chuyển sang file PDF với thống  ... nguồn chuyển đổi, điều chỉnh, ổn định dòng điện mức điện áp qua Một nguồn cung cấp điện IC phân chia nhân điện định từ nguồn điện áp mong muốn cho điện áp đầu công suất mong muốn Sự phát triển... hợp thiết bị điện tử có kích thước hình học nhỏ, làm từ vâtyj liệu bán dẫn, bao gồm số lượng lớn transistor linh kiện khác chế tạo đế silic Mạch tích hợp giúp giảm kích thước mạch điện nhiều,... miếng vật liệu bán dẫn đơn tinh thể Các linh kiện bán dẫn tạo pha tạp chất (doping), theo thứ tự lớp thực lai ghép điện trở, đường mạch dẫn, tụ điện, lớp cách điện, cực gate MOSFET Ví dụ cơng nghệ