Giáo trình Kỹ thuật điện tử

ỦY BAN NHÂN DÂN TP HỒ CHÍ MINH TRƢỜNG CAO ĐẲNG GIAO THÔNG VẬN TẢI - - BÀI GIẢNG TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG Giảng viên: ThS NGUYỄN ĐỨC LỢI Lưu hành nội bộ, 09/2016 LỜI NÓI ĐẦU Cuốn giáo trình “ Kỹ thuật điện tử” đƣợc biên soạn nhằm làm tài liệu phục vụ cho cơng tác dạy học giảng viên dùng làm tài liệu học tập dành cho sinh viên hệ cao đẳng ngành kỹ thuật nhƣ điện, điện tử, tự động hóa, điện tử cơng nghiệp, điện lạnh Nội dung tài liệu gồm chƣơng đƣợc trình bày theo trình tự mục tiêu thiết kế chƣơng trình Từ việc xác định chuẩn đầu vào chuẩn đầu đối tƣợng sinh viên cao đẳng theo học Khoa Kỹ thuật Điện – Điện tử Trƣờng, cho đáp ứng đƣợc yêu cầu kỹ nghề nghiệp, học đôi với hành phù hợp với xu mới, nhóm dày cơng biên soạn học lý thuyết cho đƣợc đơn giản hóa ứng dụng gắn liền thực tiễn nhằm dễ dàng đọc hiểu nâng cao khả tự học rèn luyện tay nghề Qua đó, nhóm trình bày nội dung từ đến nâng cao cập nhật kiến thức mới, công nghệ mà có tính ứng dụng cao Khơng thế, nhóm cịn phân tích chi tiết hƣớng dẫn, tập mẫu cụ thể, giới thiệu mạch điện có tính ứng dụng cao thị trƣờng giúp em hứng thú dễ dàng thực hành Giáo trình đƣợc biên soạn dựa tài liệu chuẩn nƣớc Đƣợc viết cách logic theo cách viết từ trình làm việc thực tế kinh nghiệm qua thân, để từ sinh viên khối ngành kỹ thuật có khả tự học, tự nghiên cứu chí sinh viên ngành xây dựng, cầu đƣờng, kỹ thuật tơ hồn tồn tìm thấy điều bổ ích Có lẽ giáo trình trình bày khác biệt sát với thực tế so với giáo trình điện tử có thị trƣờng Đồng thời giáo trình đƣợc biên soạn không túy lý thuyết mà lại hƣớng đến việc dạy học tích hợp cuối chƣơng có phần câu hỏi ơn tập nhằm giúp ngƣời học củng cố kiến thức rèn luyện thêm kỹ Cuốn giáo trình đƣợc biên soạn cơng phu, phần có lời giải thích chi tiết, hình ảnh phù hợp, tăng tính trực quan để sinh viên dễ dàng tiếp thu Ngồi nhóm trích tóm lƣợc hồn cảnh đời linh kiện điện tử tên tuổi nhà sáng chế nhằm tạo kích thích tinh thần hiếu học nhƣ lòng say mê nghiên cứu khoa học sinh viên để từ Nhà trƣờng, Khoa dễ dàng phát động phong trào nghiên cứu khoa học cấp Khoa, cấp Trƣờng tham gia thi Robocon VTV tổ chức năm Việc hoàn thiện giáo trình nhƣ mong đợi, điều mà nhóm biên soạn khơng thể qn lời cảm ơn sâu sắc đến cơng đóng góp lớn từ định hƣớng phát triển giáo dục, đẩy mạnh công tác nghiên cứu khoa học Ban Giám hiệu nhà trƣờng, cảm ơn chân thành hƣớng dẫn cách trình bày, bố cục nội dung, mục tiêu đào tạo cho hợp lý Phòng Đào tạo lời cảm ơn sâu xa đến thầy Trƣởng khoa Kỹ thuật Điện – Điện tử đôn đốc, hỗ trợ chuyên môn, với thầy đồng nghiệp góp ý tƣ vấn nội dung lẫn hình thức Mặc dù, nhóm biên soạn cố gắng, tận tâm nhƣng khơng tránh khỏi thiếu sót, mong đón nhận ý kiến đóng góp từ phía chuyên gia, độc giả để lần tái sau giáo trình ngày hồn thiện Chân thành cảm ơn! MỤC TIÊU MÔN HỌC  Về kiến thức: + Trình bày đƣợc đặc điểm, cấu tạo, khái niệm, chế làm việc phân loại linh kiện điện tử nhƣ linh kiện thụ động, linh kiện tích cực, linh kiện cơng suất, linh kiện quang học + Giải thích đƣợc nguyên lý hoạt động loại linh kiện điện tử nhƣ điện trở, tụ điện, cuộn cảm, diode, Transistor, JFET, MOSFET, UJT, SCR, TRIAC, DIAC, RTD, OPTO … + Phân tích đƣợc mạch điện tử ứng dụng nhƣ mạch chỉnh lƣu, mạch ổn áp, mạch dao động, mạch chia áp, mạch chia dòng, mạch điều khiển AC/DC, mạch khuếch đại, mạch đóng ngắt + Phân tích giải đƣợc tốn phân cực cho BJT nhƣ phân cực cố định, phân cực hồi tiếp, hồi tiếp kép, phân cực tự phân áp Bên cạnh giúp cho sinh viên tự nghiên cứu ứng dụng linh kiện điện tử mạch điện thực tế giúp em tìm tịi, khám phá học hỏi liên tƣởng đến mơn học thực tập điện tử môn học thực hành theo sau môn học lý thuyết kỹ thuật điện tử + Tự thiết kế đƣợc mạch điện tử đơn giản giúp cho sinh viên hiểu rõ thêm chức ứng dụng linh kiện  Về kỹ năng: + Khả nhận biết xác định thông số, đánh giá đƣợc chất lƣợng tốt xấu loại linh kiện điện tử thông qua nhận diện nhƣ màu sắc dùng thiết bị đo kiểm nhƣ VOM + Xác định đƣợc ứng dụng linh kiện thông qua mạch điện ứng dụng thực tế , biết cách tìm kiếm lựa chọn kiến thức để dùng vào mục đích riêng biệt + Phân tích nguyên lý hoạt động linh kiện điện tử từ áp dụng linh kiện vào mạch điện ứng dụng thực tế + Thuần thục việc đọc hiểu đƣợc ký hiệu, thông số kỹ thuật linh kiện điện tử + Sử dụng thuật ngữ chuyên môn ngành điện giao tiếp nơi học tập, làm việc cách hiệu  Về lực tự chủ trách nhiệm: + Khả tự cập nhật kiến thức, sáng tạo cơng việc + Nhận thấy tầm quan trọng, vị trí mơn học tồn q trình tích lũy kiến thức làm việc, nghiên cứu sau + Hình thành thái độ nghiêm túc học tập tự nghiên cứu + Sinh viên nghiên cứu khoa học, u thích mơn học, ngành học, đào sâu khả tự tìm hiểu mở rộng kiến thức dựa nội dung đƣợc cung cấp Có tinh thần hợp tác tốt, thái độ nghiêm túc học tập, nghiên cứu, làm việc nhóm, tích cực tham gia hoạt động lớp + Phải bảo quản tốt loại dụng cụ đo, thiết bị nhà trƣờng đƣợc phép sử dụng trình học tập, nghiên cứu khoa học + Tuân thủ nội quy nhà trƣờng theo hƣớng dẫn giáo viên giảng dạy MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN: .Error! Bookmark not defined LỜI NÓI ĐẦU MỤC TIÊU MÔN HỌC MỤC LỤC CHƢƠNG 1: CƠ SỞ ĐIỆN HỌC (ELECTRICAL BASIS) 1 Nguồn gốc dòng điện (The origin of the current) 1.1.1 Sơ lƣợc lịch sử phát triển (A brief history of development) 1.1.2 Giới thiệu điện (Introduction to Electricity) 1.2 Dòng điện chiều (Direct Curent) 1.2.1 Định nghĩa (Define) 1.2.2 Định luật OHM (Ohm’s Law) 1.3 Dòng điện xoay chiều (Alternating Current) 13 1.3.1 Định nghĩa (define) 13 1.3.2 Dạng sóng (waveform) 13 1.3.3 Ứng dụng(Applications) 15 CÂU HỎI ÔN TẬP (Review questions) 16 Chƣơng 2: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG (PASSIVE COMPONENTS) 17 2.1 Điện trở 17 2.2 Tụ điện 17 2.3 Cuộn cảm 17 2.1 Điện trở (Resistor) 18 2.1.1 Điện trở (What is Resistor) 18 2.1.2 Đơn vị điện trở (Resistor units) 18 2.1.3 Ký hiệu điện trở sơ đồ mạch (resistor schematic symbol) 19 2.1.4 Thành phần điện trở (Resistor composition) 20 2.1.5 Ý nghĩa điện trở mạch điện (resistor in circuit) 21 2.1.6 Giá trị điện trở dây dẫn (resistance of conductor) 22 2.1.7 Mạch điện trở mắc nối tiếp (Resistor Series Circuits) 23 2.1.8 Mạch điện trở mắc song song ( Paralle circuit ) 30 2.1.9 Các loại điện trở (Types of Resistors) 34 Điện trở công suất (power resistor) 44 2.1.10 Ứng dụng điện trở 44 2.2 Tụ điện (Capacitor) 48 2.2.1 Giới thiệu tụ điện (Introduction to Capacitors) 48 2.2.2 Các tham số tụ (Main parameters of the capacitor) 51 2.2.3 Phân loại: 55 2.2.3 Cách mắc tụ : 64 2.3 Cuộn cảm 67 2.3.1 Khái niệm : 67 2.3.2 Cảm kháng cuộn dây 73 2.3.3 Điện cảm tƣơng hỗ (Mutual Inductance) 75 2.3.4 Cuộn cảm nối tiếp (Series inductor) 77 2.3.5 Cuộn cảm song song (Inductor Parallel) 80 2.3.6 Điện kháng cảm ứng (Inductive Reactance) 82 CÂU HỎI ÔN TẬP 84 Chƣơng 3: CHẤT BÁN DẪN – DIODE 87 3.1 Chất bán dẫn ( Semiconductor) 88 3.1.1 Bán dẫn khiết (Pure semiconducting) 88 3.1.2 Bán dẫn loại N (N-type Semiconductor Basics) 89 3.1.3 Bán dẫn loại P (P-type Semiconductor Basics) 91 3.1.4 Chuyển động electron lỗ chất bán dẫn 92 3.1.5 Phân cực thuận tiếp điểm P - N 94 3.1.6 Phân cực ngƣợc mối nối P - N 95 3.2 Diode bán dẫn 96 3.2.1 Cấu trúc ký hiệu 96 3.2.2 Phân cực thuận (Forward bias) 96 3.2.3 Phân cực ngƣợc (Reverse bias) 97 3.2.2 Loại phẳng loại Mesa (Planar Type and Mesa Type) 98 3.2.3 Các đặc điểm Diode (Basic Characteristics of Diode) 98 3.3 Phân loại Diode 100 3.3.1 Diode Zener 100 3.3.2 Diode trƣợt tuyết (Diode Avalanche) 103 3.3.3 Diode laser 103 3.3.4 Diode đƣờng hầm (Tunnel diode) 105 3.3.5 Schottky diode 108 3.3.6 Varactor diode 110 3.4 Ứng dụng 112 CÂU HỎI ÔN TẬP 116 Chƣơng 4: TRANSITOR LƢỠNG CỰC 118 2.1 Cấu tạo – Ký hiệu 118 2.2 Nguyên lý hoạt động 118 2.3 Hệ thức liên quan dòng điện 118 2.4 Các cách mắc Transitor 118 2.5 Đặc tuyến Transitor 118 2.6 Hình dáng thực tế Transitor 118 2.7 Sự phân cực Transitor 118 4.1 Cấu tạo – Ký hiệu 119 4.1.1 Cấu tạo 119 4.1.2 Ký hiệu 121 4.2 Nguyên lý hoạt động 122 4.2.1 Nguyên lý làm việc Transistor npn 122 4.2.2 Nguyên lý làm việc transistor pnp 126 4.3 Hệ thức liên quan dòng điện 130 4.4 Các cách mắc Transitor 135 4.4.1 Mắc kiểu B chung (Commmon Base _CB) 135 4.4.2 Mắc kiểu E chung (Common Emitter_CE) 137 4.4.3 Mắc kiểu C chung (Common Collector_CC) 140 4.4.4 Tóm lƣợc đặc điểm ba cách mắc Transistor 142 4.5 Đặc tuyến Transitor 142 4.5.1 Đặc tuyến ngõ vào (input curves) 142 4.5.2 Đặc tuyến ngõ (output curves) 143 4.6 Hình dáng thực tế Transitor 145 4.7 Sự phân cực Transitor 147 4.7.1 Phân cực Transistor gì? 147 4.7.2 Phân cực cố định dòng (Fixed Base Biasing) 149 4.7.3 Phân cực hồi tiếp thu (Collector Feedback Biasing) 153 4.7.4 Phân cực cố định với điện trở RE 156 4.7.5 Phân cực phát (Emitter Bias) 158 4.7.6 Phân cực tự phân áp (Voltage Divider Biasing) 159 4.7.7 Phân cực hồi tiếp kép (Dual Feedback Transistor Biasing) 162 4.7.8 Phân cực hồi tiếp phát (Emitter Feedback Bias) 163 CÂU HỎI ÔN TẬP 169 Chƣơng 5: TRANSITOR HIỆU ỨNG TRƢỜNG (FET) 170 2.3.1 MOSFET kênh liên tục 170 5.1 Khái niệm 171 5.2 JFET 172 5.2.1 Cấu tạo – ký hiệu 172 5.2.2 Nguyên lý vận chuyển 173 5.2.3 Đặc tuyến – phân cực 177 5.3 MOSFET 178 P-Channel MOSFET 180 N-Channel MOSFET 180 5.3.1MOSFET kênh liên tục 180 5.3.2 MOSFET kênh gián đoạn 181 CÂU HỎI ÔN TẬP 183 Chƣơng 6: LINH KIỆN CÓ VÙNG ĐIỆN TRỞ ÂM 185 6.1 Đại Cƣơng 186 6.2 Transitor đơn nối ( UJT ) 186 6.2.1 Cấu tạo đặc tính UJT: 186 6.2.2 Ứng dụng đơn giản UJT: 189 6.3 Thyristor (SCR) 190 6.3.1 Đôi nét Lịch sử SCR 190 6.3.2 Cấu tạo hoạt động 191 6.3.3 Ký hiệu SCR mạch tƣơng đƣơng 192 6.3.4 Ứng dụng SCR 193 6.4 DIAC 197 6.5 TRIAC 200 6.5.1 Giới thiệu 200 6.5.2 Cấu tạo Ký hiệu điện tử TRIAC: 200 6.5.3 Mạch tƣơng đƣơng TRIAC hoạt động 201 6.5.4 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hoạt động TRIAC 202 6.5.5 Kích hoạt kiểm tra TRIAC (Triggering & Testing ) 204 6.5.6 Ứng dụng: 205 CÂU HỎI ÔN TẬP 207 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ 208 7.1 Khái niệm 209 7.2 Diode phát quang, Light Emitting Diode (LED) 211 7.3 LED bảy đoạn (7-segment Display) 217 7.4 Điện trở quang 223 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × × Điện áp rơi phân cực thuận phân đoạn LED màu đỏ thấp khoảng đến 2,2 volt, (đèn LED màu xanh dƣơng trắng cao tới 3,6 volt) để chiếu sáng xác, đoạn LED phải đƣợc kết nối với nguồn điện áp t vƣợt giá trị điện áp với điện trở nối tiếp đƣợc sử dụng để giới hạn dòng điện Điển hình cho hình đoạn màu đỏ tiêu chuẩn, đoạn LED có khoảng 15 mA để chiếu sáng xác, mạch logic kỹ thuật số volt, giá trị điện trở giới hạn khoảng 200Ω (5v - 2v) / 15mA 220Ω đến giá trị ƣu tiên cao gần Vì vậy, để hiểu làm phân đoạn hình đƣợc kết nối với điện trở hạn dòng, xem xét mạch dƣới Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 221 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ Hình 7.9: mạch đếm lên / xuống dùng led đoạn cathode chung Hình 7.10: Mạch giải mã BCD sang Led đoạn Anode chung Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 222 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ 7.4 Điện trở quang Điện trở quang hay cịn gọi quang trở, linh kiện điện tử có điện trở thay đổi theo ánh sáng chiếu vào (Light-dependent resistor) Quang trở làm chất bán dẫn có trở kháng cao đƣợc phủ lên lớp đế cách điện chất bán dẫn thƣờng dùng là: - Sunfua cadmi (CdS) selenua cadmi (CdSe), nhƣng châu Âu cấm dùng cadmi - Sunfua chì (PbS) indi antimonit (InSb) đƣợc sử dụng cho vùng phổ hồng ngoại - Gecu cảm biến dò hồng ngoại xa tốt nhất, đƣợc sử dụng thiên văn hồng ngoại quang phổ hồng ngoại Khi không đƣợc chiếu sáng quang trở có điện trở lớn (vài MΩ) Khi có ánh sáng chiếu vào điện trở giảm xuống cịn vài trăm Ω Hình 7.11: Hình dáng thật quang trở Hoạt động quang trở dựa hiệu ứng quang điện Khi photon có lƣợng đủ lớn đập vào, làm bật electron khỏi phân tử, trở thành tự khối chất làm chất bán dẫn thành dẫn điện Mức độ dẫn điện tuỳ thuộc số photon đƣợc hấp thụ Tuỳ thuộc chất bán dẫn mà quang trở phản ứng khác với bƣớc sóng photon khác Quang trở phản ứng chậm Diode quang khoảng 10 ms, nên tránh đƣợc thay đổi nhanh nguồn Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 223 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ sáng Quang trở đƣợc dùng làm cảm biến nhạy sáng mạch dị, nhƣ mạch đóng cắt đèn đƣờng trời tối Hình 7.12: Các kiểu ký hiệu quang trở RTD Hình 7.13 : Mạch dao động đa hài dùng LDR Hình 7.14: mạch bật đèn dùng LDR Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 224 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ 7.5 Diode quang (Photodiode) Giới thiệu Một photodiode tiếp giáp P - Nhoặc thiết bị bán dẫn tiêu thụ lƣợng ánh sáng để tạo dịng điện Nó đơi đƣợc gọi dị tìm ảnh, cảm biến ảnh dò ánh sáng Photodiodes đƣợc thiết kế đặc biệt để hoạt động điều kiện đảo ngƣợc Phân cực nghịch có nghĩa mặt p photodiode đƣợc kết nối với cực âm pin n-side đƣợc kết nối với cực dƣơng pin Photodiode nhạy cảm với ánh sáng nên ánh sáng photon rơi vào photodiode, dễ dàng chuyển đổi ánh sáng thành dòng điện Tế bào lƣợng mặt trời đƣợc gọi photodiode diện tích lớn chuyển đổi lƣợng mặt trời lƣợng ánh sáng thành lƣợng điện Tuy nhiên, pin mặt trời hoạt động ánh sáng nhìn thấy Việc xây dựng làm việc photodiode gần nhƣ tƣơng tự nhƣ diode nối tiếp P - Nbình thƣờng Các photodiod chủ yếu đƣợc sử dụng ứng dụng tốc độ cao Trong diode tiếp xúc P - Nbình thƣờng, điện áp đƣợc sử dụng làm nguồn lƣợng để tạo dòng điện trong diode quang, điện áp ánh sáng đƣợc sử dụng làm nguồn lƣợng để sinh dòng điện Ký hiệu Photodiode Ký hiệu photodiode tƣơng tự nhƣ diode nối tiếp P - Nbình thƣờng ngoại trừ có chứa mũi tên đánh dấu diode Các mũi tên đánh dấu diode đại diện cho ánh sáng photon Một photodiode có hai đầu cuối (terminals): cực âm cực dƣơng Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 225 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ Hình 15: Ký hiệu Photodiode Mục tiêu hạn chế photodiode (Objectives and limitations of photodiode) - Photodiode nên luôn hoạt động phân cực nghịch - Áp dụng điện áp phân cực ngƣợc nên thấp - Tạo tiếng ồn thấp - Tăng cao - Tốc độ phản ứng cao - Độ nhạy cao với ánh sáng - Độ nhạy thấp với nhiệt độ - Giá thấp - Kích thƣớc nhỏ - Tuổi thọ lâu dài Các loại photodiodes Các hoạt động làm việc tất loại photodiodes nhƣ Các loại photodiod khác đƣợc phát triển dựa ứng dụng cụ thể Ví dụ, photodiodes PIN đƣợc phát triển để tăng tốc độ đáp ứng Các diode quang PIN đƣợc sử dụng cần có tốc độ phản ứng cao Các loại photodiod khác nhau: - PN photodiode nối tiếp Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 226 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ - PIN photodiode - Avodanche photodiode Trong số tất ba photodiodes, PN junction PIN photodiodes đƣợc sử dụng rộng rãi Ứng dụng Photodiode Các ứng dụng khác photodiodes - Máy chơi đĩa compact - Thiết bị báo khói - Ứng dụng không gian - Photodiodes đƣợc sử dụng ứng dụng y tế nhƣ chụp cắt lớp vi tính, dụng cụ để phân tích mẫu đo oxy xung - Photodiodes đƣợc sử dụng cho truyền thông quang học - Photodiodes đƣợc sử dụng để đo cƣờng độ ánh sáng cực thấp 7.6 Transitor quang (PhotoTransitor) Các phototransistor thiết bị cảm nhận mức ánh sáng thay đổi dòng chảy emitter collector theo mức độ ánh sáng Phototransitor photodiodes đƣợc sử dụng để cảm nhận ánh sáng, nhƣng phototransistor nhạy quan điểm độ lợi đƣợc cung cấp transistor Điều làm cho máy quang phổ thích hợp số ứng dụng Ý tƣởng phototransistor đƣợc biết đến nhiều năm William Shockley lần đề xuất ý tƣởng vào năm 1951, không lâu sau transistor thông thƣờng đƣợc phát Đó sau hai năm trƣớc photoTransistor đƣợc chứng minh Kể từ phototransistors đƣợc sử dụng loạt ứng dụng Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 227 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ Phototransistor hoạt động (Phototransistor operation) Phototransistor sử dụng khái niệm transistor làm sở cho hoạt động Trong thực tế, phototransistor đƣợc thực cách phơi bày chất bán dẫn Transistorthông thƣờng với ánh sáng Các Transistorảnh sớm đƣợc tạo cách không bao bọc vỏ bọc nhựa Transistorvới sơn màu đen Hình 7.16: Cấu tạo hình dáng Transistor OC71 Hình ảnh Transistor OC71 cũ - loại đƣợc giới thiệu Mullard Anh vào năm 1954, nhƣng sản xuất tiếp tục vƣợt ngày vào năm 1960 TransistorOC71 cũ - cách loại bỏ lớp sơn màu đen, thể đặc tính phototransistor Các Transistorhình ảnh hoạt động ánh sáng bật chất bán dẫn giải phóng thiết bị điện tử / lỗ gây dòng chảy khu vực sở Ánh sáng vào vùng sở nơi gây cặp electron lỗ đƣợc tạo Thế hệ chủ yếu xảy ngã ba sở thu hồi ngƣợc Các cặp lỗ-electron di chuyển dƣới ảnh hƣởng điện trƣờng cung cấp dòng điện bản, làm Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 228 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ cho electron đƣợc bơm vào phát Kết dòng photodiode đƣợc nhân với mức tăng current transistor Hiệu suất phototransistor vƣợt trội so với photodiode cho số ứng dụng theo quan điểm Nhƣ hƣớng dẫn sơ bộ, nơi photodiode cho phép dịng điện khoảng 1µA điều kiện phịng điển hình, phototransistor cho phép dịng điện 100µA chảy Đây xấp xỉ thô, nhƣng cho thấy thứ tự độ lớn giá trị so sánh khác Một nhƣợc điểm phototransistor thực tế khơng có đáp ứng tần số cao đặc biệt tốt Điều phát sinh từ điện dung lớn kết hợp với tiếp điểm sở thu Đƣờng giao đƣợc thiết kế tƣơng đối lớn để nhận đủ lƣợng ánh sáng Đối với thiết bị đồng cấu trúc điển hình, băng thơng bị giới hạn khoảng 250 kHz Các thiết bị nối tiếp có giới hạn cao nhiều số hoạt động tần số cao tới GHz Ứng dụng Phototransistor Các mạch phototransistor đƣợc sử dụng hai chế độ hoạt động Chúng đƣợc gọi chế độ hoạt động tuyến tính chế độ chuyển đổi Hình 7.17: Mạch cách lý ngõ dung phototrnsitor Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 229 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ Hoạt động chế độ "tuyến tính" hoạt động cung cấp phản ứng tỉ lệ với kích thích ánh sáng Trong thực tế, phototransistor khơng cho đầu tuyến tính đặc biệt cho kích thích đầu vào lý mà chế độ hoạt động đƣợc gọi xác chế độ hoạt động Hình 7.18 : Ký hiệu hình dạng Transistor quang Hoạt động mạch phototransistor chế độ chuyển mạch đƣợc sử dụng rộng rãi quan điểm phản ứng phi tuyến tính phototransistor với ánh sáng Khi có khơng có ánh sáng, hầu nhƣ khơng dịng điện chảy bóng bán dẫn, đƣợc cho trạng thái "tắt" Tuy nhiên mức ánh sáng tăng lên, dòng điện bắt đầu chảy Cuối điểm đạt đƣợc nơi phototransistor trở nên bão hịa mức độ khơng thể tăng lên Trong tình này, phototransistor đƣợc cho bão hịa Do đó, chế độ chuyển đổi có hai cấp độ: - "bật" "tắt" nhƣ hệ thống kỹ thuật số logic Loại chế độ phototransistor hữu ích để phát đối tƣợng, gửi liệu đọc mã hóa, v.v Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 230 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ Hình 7.19 : mạch đóng, mở dùng Phototransistor 7.7 Các ghép quang (Opto – Couplers) Optocoupler Optoisolator thành phần an toàn chuyển tín hiệu điện hai mạch cách ly cách sử dụng tín hiệu ánh sáng Một loại phổ biến chất cách ly quang bao gồm đèn LED phototransistor gói Optocoupler chủ yếu đƣợc sử dụng hệ thống tinh tế nhƣ cảm biến PLC Hình 7.20: Cấu trúc OPTO Chức Optocoupler nhƣ thành phần cách ly điện ly Đó trì kết nối hai thiết bị thành phần mà khơng có dẫn trực tiếp Các thành phần thiết bị nhƣ PLC, SCDA, Sensor vv Nói cảm biến đƣợc kết nối với PLC, đƣợc kết nối trực tiếp - lỗi mạch làm hỏng PLC Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 231 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ Hình 7.21: Cấu trúc MB104-4C-RFT-Opto Hình 22: mạch cách ly dùng OPTO Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 232 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ Hình 23: mạch điều khiển motor dùng cách lý Opto Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 233 Chƣơng 7: LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ CÂU HỎI ƠN TẬP Câu 1: Trình bày cấu tạo Led đoạn loại Anode chung Câu 2: Trình bày cấu tạo Led đoạn loại Cathode chung Câu 3: trình bày cấu tạo Photodiode Câu 4: Trình bày cấu tạo phototransistor Câu 5: mạch ứng dụng Phototransistor Câu 6: Cấu tạo OPTO Câu 7: trình bày mạch ứng dụng OPTO Câu : Giải thích NLHĐ mạch sau Câu 9: Giải thích NLHĐ mạch sau Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 234 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Tấn Phƣớc –Điện điện tử - NXB Trẻ -2005 [2] Nguyễn Minh Trí – Sơ đồ chân linh kiện bán dẫn -NXB KHKT 2002 [3] Nguyễn Đình Triết – Nguyễn Văn Tuệ - Điện Điện tử đại cƣơng - NXB ĐHQG TPHCM – 2005 [4] BL THERAJA “Basic electronics”, S Chand Publishing, 2005 [5] MIKE TOOLEY, “Electronics Circuits - Fundamental And Applications” [6] http://www.circuitstoday.com/qrp-antenna-tuner-circuit [7] https://www.electronics-tutorials.ws/pdf/basic-electronics-tutorials.pdf Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 235 ... đƣợc sở điện học nguồn gốc dịng điện Nội dung 2.1 Nguồn gốc dòng điện 2.2 Dòng điện chiều 2.3 Dòng điện xoay chiều Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang Chƣơng 1: Cơ sở điện học Nguồn gốc dòng điện. .. (Ω) Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang Chƣơng 1: Cơ sở điện học Bằng cách sử dụng Luật Ohms, thấy điện áp 1V đƣợc đặt vào điện trở 1Ω có dịng điện 1A chảy qua Giá trị điện trở lớn hơn, dịng điện. .. 2.1 Điện trở 2.2 Tụ điện 2.3 Cuộn cảm Giáo trình Kỹ thuật điện tử Trang 17 Chƣơng 2: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG 2.1 Điện trở (Resistor) 2.1.1 Điện trở (What is Resistor) Điện trở (Resistor) linh kiện điện