Giáo trình Điện tử nâng cao (Nghề Điện tử công nghiệp)

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI GIÁO TRÌNH Tên mơ đun: Điện tử nâng cao NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG NGHỀ Ban hành kèm theo Quyết định số: /QĐ-CĐCNPY, ngày tháng năm 2018 Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp Thương mại Vĩnh Phúc, năm 2018 MỤC LỤC BÀI 1: ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN SMD 1.1 Linh kiện hàn bề mặt (SMD) 1.1.1 Khái niệm chung 1.1.2 Linh kiện thụ động SMD 1.3 Linh kiện tích cực SMD 13 1.2 Khai thác sử dụng máy đo chuyên dụng SMD 29 1.2.1 Sử dụng máy đo VOM thang đo dòng 29 1.2.2 Khai thác, sử dụng máy sóng 29 1.2.3 Kết hợp thiết bị đo lường cân chỉnh sửa chữa 41 1.2.4 Sử dụng phần mềm chuyên dụng để kiểm tra sửa chữa…………………49 BÀI 2: KỸ THUẬT HÀN IC 112 2.1 Giới thiệu dụng cụ hàn tháo hàn 112 2.1.1 Mỏ hàn vi mạch 112 2.1.2 Máy khò để tháo chân linh kiện 112 2.2 Phương pháp hàn tháo hàn 113 2.2.1 Kỹ thuật tháo hàn 113 2.2.2 Kỹ thuật hàn 116 2.3 Các điểm cần lưu ý 120 2.3.1 Phương pháp xử lý vi mạch in sau hàn 121 2.3.2 Các yêu cầu mạch, linh kiện sau hàn vi mạch 121 2.3.3 Phương pháp xử lý mạch in sau hàn 122 BÀI 3: MẠCH ĐIỆN TỬ NÂNG CAO 124 3.1 Nguồn ổn áp kỹ thuật cao 125 3.1.1 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng transitor 125 3.1.2 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng IC 133 3.1.3 Một số loại nguồn ổn áp khác 139 3.1.4 Kiểm tra, sửa chữa nguồn ổn áp kỹ thuật cao 141 3.2 Mạch bảo vệ 145 3.2.1 Khái niệm chung mạch bảo vệ 146 3.2.2 Mạch bảo vệ chống ngắn mạch dùng IC 146 3.2.3 Mạch bảo vệ chống áp dùng IC 146 3.2.4 Kiểm tra, sửa chữa mạch bảo vệ 147 3.3 Mạch ứng dụng dùng IC OP-AMP 151 3.3.1 Khái niệm chung 151 3.3.2 Mạch khuếch đại dùng OP- AMP 152 3.3.3 Mạch dao động dùng OP-AMP 155 3.3.4 Kiểm tra, sửa chữa, thay IC mạch ứng dụng dùng OP-APM 164 3.4 Một số mạch báo động dùng IC cảm biến 170 3.4.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ nguyên lý 170 3.4.2 Sửa chữa mạch báo động dùng IC cảm biến 173 BÀI 4: CHẾ TẠO MẠCH IN PHỨC TẠP 174 4.1 Phần mềm chế tạo mạch in 174 4.1.1 Giới thiệu chung 175 4.1.2 Vẽ mạch nguyên lý mạch in 175 4.1.3 Tạo thư viện xử lý lỗi 184 4.2 Các bước thực gia công mạch in 195 4.2.1 Chế phim 195 4.2.2 Chuẩn bị mạch in 195 4.2.3 In mạch in mạch in 196 4.2.4 Ăn mòn mạch in 197 4.2.5 Tẩm chất chống ẩm, cách điện mạch in 198 PHỤ LỤC 201 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: ĐIỆN TỬ NÂNG CAO Mã mô đun: MĐCC14020141 Thời gian thực mô đun: 60 (giờ): (Lý thuyết: 15 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảo luận, tập 42 (Tại trường: 20h, Doanh nghiệp: 22h) ; Kiểm tra giờ) I Vị trí, tính chất mơ đun - Vị trí: Mơ đun phải học sau học xong mô đun: Kỹ thuật mạch điện tử 1, Kỹ thuật mạch điện tử 2, Điện tử công suất, Kỹ thuật xung - số, Kỹ thuật vi xử lý - Tính chất: Là mơ đun bắt buộc II 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 thông 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 lực tự chủ trách nhiệm: + Dự lớp đầy đủ theo quy định, rèn luyện tác phong cơng nghiệp, biết cách làm việc nhóm III Nội dung mô đun Nội dung tổng quát phân bổ thời gian Thời gian (giờ) Số TT Tên mô đun Tổng số Lý thuyết Thực hành, thí Kiểm nghiệm, tra thảo luận, tập Bài : Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD 1.1 Linh kiện hàn bề mặt (SMD) 1.2 Khai thác, sử dụng máy đo chuyên dụng Bài : Kỹ thuật hàn IC 2.1 Giới thiệu dụng cụ hàn tháo hàn 2.2 Phương pháp hàn tháo hàn 2.3 Phương pháp xử lý vi mạch sau hàn 18 14 Bài : Mạch điện tử nâng cao 3.1.Nguồn ổn áp kỹ thuật cao 3.2 Mạch bảo vệ 3.3 Mạch ứng dụng dùng IC OP-AMP 20 13 Bài : Chế tạo mạch in phức tạp 4.1 Phần mềm chế tạo mạch in 4.2 Các bước thực gia công mạch in 14 Cộng 60 15 42 3.4.Một số mạch báo động dùng IC cảm biến BÀI ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN SMD 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 công 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, vòng dây mạch in vi mạch Mục tiêu: · Phân biệt loại linh kiện điện tử hàn bề mặt rời mạch điện · Đọc, tra cứu xác thơng 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 công nghiệp 1.1 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 1.1.1 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 thơng thường có linh kiện dán tương ứng 1.1.2 Linh kiện thụ động SMD Hình1.1: Hình ảnh số linh kiện SMD 1.1.2.1 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 Bảng tra mã điện trở SMD Đối với trở số Ví dụ 330= 33Ω; 221 = 220 Ω; 683= 68000 Ω; 105= 1000000 Ω= 1M Ω; 8R2 = 8.2 Ω Đối với trở số 1000 = 100 Ω 4992= 49900 Ω = 49,9K Ω 16234 = 162000 Ω= 162K Ω 0R56 R56 = 0,56 Ω Các chữ nhân sau Chú thích: Letter: chữ Mult: hệ số nhân Or: Ví dụ 22A = 165 Ω 68C = 49900 Ω 43E = 2470000 Ω = 2.47M Ω Các điện trở có sai số 1% Sau bảng tra điện trở có sai số: 2%; 5% 10% Ví dụ: A55 = 330 Ω có sai số 10% C31 = 18000Ω = 18K Ω có sai số 5% D18 = 520000 Ω = 510K Ω có sai số 2% Bảng tra ký hiệu chân điện trở SMD 215 Mã bắt đầu chữ “N” Mã bắt đầu chữ “O” 216 Mã bắt đầu chữ “P” Mã bắt đầu chữ “Q” 217 Mã bắt đầu chữ “R” 218 Mã bắt đầu chữ “S” Mã bắt đầu chữ “T” 219 Mã bắt đầu chữ “U” Mã bắt đầu chữ “V” 220 Mã bắt đầu chữ “W” Mã bắt đầu chữ “X” 221 Mã bắt đầu chữ “Y” 222 Mã bắt đầu chữ “Z” 223 Các kiểu ký hiệu mã SMD 224 SƠ ĐỒ VÍ DỤ 225 GIẢI THÍCH THÊM MỘT SỐ THƠNG 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 226 Dấu chấm năm sản xuất Hãng sản xuất : Ape (Advanced Power Electronics Corp ) 227 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…52 228 Hãng sản xuất: Inf (Inineon Technologies AG) Hãng sản xuất : Kec (Korea Electronics Co Ltd ) Hãng sản xuất : Nxp (NXP semiconductors ) 229 Mã năm để bốn đoạn thẳng bên tay trái Số cuối năm Mã tháng bốn đoạn thẳng bên tay phải Số cuối tháng ... 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. .. chất mơ đun - Vị trí: Mơ đun phải học sau học xong mô đun: Kỹ thuật mạch điện tử 1, Kỹ thuật mạch điện tử 2, Điện tử công suất, Kỹ thuật xung - số, Kỹ thuật vi xử lý - Tính chất: Là mơ đun bắt... Mạch điện tử nâng cao 3.1.Nguồn ổn áp kỹ thuật cao 3.2 Mạch bảo vệ 3.3 Mạch ứng dụng dùng IC OP-AMP 20 13 Bài : Chế tạo mạch in phức tạp 4.1 Phần mềm chế tạo mạch in 4.2 Các bước thực gia công