Giáo trình Linh kiện điện tử (Nghề Điện tử công nghiệp)

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI GIÁO TRÌNH Tên mơ đun: Linh kiện điện tử 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 TRANG TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI MỞ ĐẦU Bài VẬT LIỆU VÔ TUYẾN ĐIỆN 1.1 Những khái niệm 4 1.1.1 Cấu tạo nguyên tử 1.1.2 Sự liên kết phân tử nguyên tử 1.1.3 Phân loại vật liệu vô tuyến điện 1.2 Vật liệu dẫn điện 1.2.1 Định nghĩa 1.2.2 Phân loại 1.2.3 Các thông số 1.2.4 Một số vật liệu dẫn điện thường dùng 1.3 Vật liệu cách điện 1.3.1 Định nghĩa 1.3.2 Phân loại 1.3.3 Một số loại vật liệu cách điện thường dùng 1.4 Vật liệu từ 1.4.1 Định nghĩa 1.4.2 Phân loại 1.4.3 Một số loại vật liệu từ thường dùng 1.5 Vật liệu bán dẫn 1.5.1 Khái niệm 1.5.2 Đặc tính dẫn điện chất bán dẫn Bài CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG 2.1 Điện trở 2.1.1 Công dụng, ký hiệu đơn vị đo 2.1.2 Cấu tạo phân loại điện trở 2.1.3 Các thông số kỹ thuật 2.1.4 Cách đọc giá trị điện trở 2.1.5 Ghép điện trở 2.1.6 Kiểm tra chất lượng ý sử dụng 2.2 Tụ điện 2.2.1 Công dụng, ký hiệu đơn vị đo 6 10 11 11 11 11 14 14 14 14 17 17 17 23 23 23 23 27 29 33 36 38 38 2.2.2 Cấu tạo phân loại tụ điện 2.2.3 Các thông số kỹ thuật 38 40 2.2.4 Cách đọc giá trị tụ điện 42 2.2.5 Đặc tính tụ điện 43 2.2.6 Ghép tụ điện 45 2.2.7 Kiểm tra chất lượng tụ điện 46 2.3 Cuộn cảm biến áp 48 2.3.1 Cuộn cảm 48 2.3.2 49 Biến áp 2.4 Thạch anh 51 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.5 Rơ le 2.5.1 2.5.2 2.5.3 51 51 51 51 51 52 53 Ký hiệu, hình dạng thạch anh Tính chất áp điện thạch anh Ứng dụng thạch anh Cấu tạo kí hiệu cảu Rơle Nguyên lý hoạt động Rơ le Ứng dụng Rơ le Bài CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN 3.1 Điốt 3.1.1 Cấu tạo ký hiệu 3.1.2 Các thông số 3.1.3 Nguyên lý làm việc 3.1.4 Phân loại điốt 3.1.5 Kiểm tra, đo đạc chất lượng điốt 3.2 Transistor lưỡng cực (BJT) 3.2.1 Cấu tạo, phân loại ký hiệu 3.2.2 Nguyên lý làm việc 3.2.3 Phân cực cho Transistor 3.2.4 Các thông số kỹ thuật 3.2.5 Cách kiểm tra xác định cực tính chất lượng Transistor 3.3 Transistor trường (FET) 3.3.1 Khái niệm 3.3.2 JFET 3.3.3 MOSFET 63 63 63 64 66 66 72 77 77 77 78 82 84 96 96 96 102 3.4 Transistor đơn nối ( UJT) 3.4.1 Cấu tạo ký hiệu 3.4.2 Nguyên lý hoạt động 3.5 Các linh kiện bán dẫn đặc biệt 106 106 108 111 3.5.1 Thyristor 111 3.5.2 DIAC 116 3.5.3 TRIAC 119 3.5.4 OPTO 122 3.5.5 IGBT 124 Bài CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ 128 4.1 Điện trở quang 4.1.1 Cấu tạo, ký hiệu 4.1.2 Ứng dụng 4.2 Điốt phát quang 4.2.1 Cấu tạo, ký hiệu 4.2.2 Ứng dụng 4.3 LED đoạn 4.3.1 Cấu tạo, ký hiệu 4.3.2 Ứng dụng 4.4 Điốt cảm quang 4.4.1 Cấu tạo, ký hiệu 4.4.2 Ứng dụng 4.5 Transistor quang 4.5.1 Cấu tạo, ký hiệu 4.5.2 Nguyên lý hoạt động 4.5.3 Ứng dụng 128 128 129 130 130 131 132 132 133 134 134 135 135 135 136 136 CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN Tên mơ đun: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Mã mô đun: MĐTC14010011 Thời gian thực mô đun: 90 (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 56 giờ; Kiểm tra: giờ) I VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN: - Vị trí: Được bố trí học mơn sở ngành - Tính chất: Là mô đun kết hợp lý thuyết với thực hành, mô đun sở ngành bắt buộc II MỤC TIÊU MƠ ĐUN: - Về kiến thức: + Trình bày ứng dụng loại vật liệu điện, điện tử + Mô tả cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng linh kiện điện tử - Về kỹ : + Nhận biết linh kiện điện tử + Biết kiểm tra chất lượng linh kiện điện tử - Về lực tự chủ trách nhiệm + Dự lớp đầy đủ theo quy định + Rèn luyện tác phong công nghiệp, biết cách làm việc nhóm III Nội dung mơ đun: Nội dung tổng quát phân phối thời gian: Số TT Tên mô đun Bài VẬT LIỆU VÔ TUYẾN ĐIỆN 1.1 Những khái niệm 1.2 Vật liệu dẫn điện 1.3 Vật liệu cách điện 1.4 Vật liệu từ 1.5 Vật liệu bán dẫn Tổng số Thời gian (giờ) Thực hành, thí Lý nghiệm, thuyết thảo luận, tập Kiểm tra Bài CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG 2.1 Điện trở 36 10 24 36 11 24 Bài CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ 4.1 ¯i¯n tr¯ quang 4.2 LED h¯ng ngo¯i 4.3 LED b¯y ¯o¯n, m¯t ch¯ th¯ tinh th¯ l¯ng 4.4 Transistor quang 4.5 T¯ b¯o quang ¯i¯n 4.6 Laser bán d¯n 12 Cộng 90 30 56 2.2 Tụ điện 2.3 Cuộn cảm biến áp 2.4 Thạch anh 2.5 Rơ le Bài CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN 3.1 Điốt 3.2 Transistor lưỡng cực (BJT) 3.3 Transistor trường (FET) 3.4 Các linh kiện bán dẫn đặc biệt Nội dung chi tiết: Bài VẬT LIỆU VÔ TUYẾN ĐIỆN Thời gian: * Mục tiêu bài: - Trình bày khái niệm loại vật liệu vô tuyến điện - Nhận biết loại vật liệu vô tuyến điện - Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ * Nội dung bài: 1.6 Những khái niệm 1.6.1 Cấu tạo nguyên tử 1.6.2 Sự liên kết phân tử nguyên tử 1.6.3 Phân loại vật liệu vô tuyến điện 1.7 Vật liệu dẫn điện 1.7.1 Định nghĩa 1.7.2 Phân loại 1.7.3 Các thông số 1.7.4 Một số vật liệu dẫn điện thường dùng 1.8 Vật liệu cách điện 1.8.1 Định nghĩa 1.8.2 Phân loại 1.8.3 Một số loại vật liệu cách điện thường dùng 1.9 Vật liệu từ 1.9.1 Định nghĩa 1.9.2 Phân loại 1.9.3 Một số loại vật liệu từ thường dùng 1.10 Vật liệu bán dẫn 1.10.1 Khái niệm 1.10.2 Đặc tính dẫn điện chất bán dẫn 1.10.2.1 Đặc tính dẫn điện chất bán dẫn tinh khiết 1.10.2.2 Đặc tính dẫn điện chất bán dẫn pha lẫn tạp chất Bài CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Thời gian: 36 * Mục tiêu bài: - Trình bày cấu tạo, kí hiệu quy ước, quy luật mã màu, mã kí tự biểu diễn trị số R, C, L - Nhận biết biết đo đạc kiểm tra linh kiện thụ động - Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ * Nội dung bài: 2.6 Điện trở 2.6.1 Công dụng, ký hiệu đơn vị đo 2.6.2 Cấu tạo phân loại điện trở 2.6.3 Các thông số kỹ thuật 2.6.4 Cách đọc giá trị điện trở 2.6.5 Ghép điện trở 2.6.6 Kiểm tra chất lượng ý sử dụng 2.7 Tụ điện 2.7.1 Công dụng, ký hiệu đơn vị đo 2.7.2 Cấu tạo phân loại tụ điện 2.7.3 Các thông số kỹ thuật 2.7.4 Cách đọc giá trị tụ điện 2.7.5 Đặc tính tụ điện 2.7.6 Ghép tụ điện 2.7.7 Kiểm tra chất lượng tụ điện 2.8 Cuộn cảm biến áp 2.8.1 Cuộn cảm 2.8.1.1 Ký hiệu cấu tạo cuộn cảm 2.8.1.2 Các thông số kỹ thuật 2.8.1.3 Đặc tính cuộn cảm 2.8.1.4 Ứng dụng cuộn cảm 2.8.2 Biến áp 2.8.2.1 Ký hiệu, cấu tạo nguyên lý làm việc biến áp 2.8.2.2 Các tỷ số máy biến áp 2.8.2.3 Phân loại máy biến áp 2.9 Thạch anh 2.9.1 Ký hiệu, hình dạng thạch anh 2.9.2 Tính chất áp điện thạch anh 2.9.3 Ứng dụng thạch anh 2.10 Rơ le 2.10.1 Cấu tạo kí hiệu cảu Rơle 2.10.2 Nguyên lý hoạt động Rơ le 2.10.3 Ứng dụng Rơ le Bài CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN Thời gian: 36 * Mục tiêu bài: - Trình bày cấu tạo, kí hiệu quy ước nguyên lý hoạt động linh kiện bán dẫn - Nhận biết linh kiện bán dẫn Biết xác định cực tính biết kiểm tra chất lượng linh kiện bán dẫn, Cẩn thận đảm bảo an toàn thiết bị dụng cụ Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ * Nội dung bài: 3.6 Điốt 3.6.1 Cấu tạo ký hiệu 3.6.2 Các thông số 3.6.3 Nguyên lý làm việc 3.6.4 Phân loại điốt 3.6.5 Kiểm tra, đo đạc chất lượng điốt 3.7 Transistor lưỡng cực (BJT) 3.7.1 Cấu tạo, phân loại ký hiệu 3.7.2 Nguyên lý làm việc 3.7.3 Phân cực cho Transistor 3.7.4 Các thông số kỹ thuật 3.7.5 Cách kiểm tra xác định cực tính chất lượng Transistor 3.8 Transistor trường (FET) 3.8.1 Khái niệm 3.8.2 JFET 3.8.2.1 Phân loại, cấu tạo, ký hiệu 3.8.2.2 Nguyên lý hoạt động 3.8.2.3 Phân cực cho JFET 3.8.2.4 Đo kiểm tra chất lượng JFET 3.8.3 MOSFET 3.8.3.1 MOSFET kênh có sẵn 3.8.3.2 MOSFET kênh cảm ứng 3.9 Transistor đơn nối ( UJT) 3.9.1 Cấu tạo ký hiệu 3.9.2 Nguyên lý hoạt động 3.10 Các linh kiện bán dẫn đặc biệt 3.10.1 Thyristor 3.10.1.1 SCR 3.10.1.2 GTO 3.10.2 DIAC 3.10.2.1 Cấu tạo, ký hiệu 3.10.2.2 Phân cực cho DIAC 3.10.3 TRIAC 3.10.3.1 Cấu tạo, ký hiệu 3.10.3.2 Phân cực cho TRIAC 3.10.4 OPTO 3.10.4.1 Cấu tạo, ký hiệu 3.10.4.2 3.10.4.3 3.10.5 Nguyên lý hoạt động Ứng dụng IGBT 3.10.5.1 Cấu tạo, ký hiệu 3.10.5.2 Nguyên lý hoạt động 3.10.5.3 Ứng dụng Bài CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ Thời gian: 12 * Mục tiêu bài: - Trình bày cấu tạo, kí hiệu quy ước, nguyên lý hoạt động ứng dụng linh kiện quang - Xác định cực tính, chất lượng linh kiện quang Nhận biết linh kiện quang điện tử Biết kiểm tra chất lượng linh kiện quang điện tử Cẩn thận đảm bảo an toàn thiết bị dụng cụ Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ * Nội dung bài: 4.6 Điện trở quang 4.6.1 Cấu tạo, ký hiệu 4.6.2 Ứng dụng 4.7 Điốt phát quang 4.7.1 Cấu tạo, ký hiệu 4.7.2 Ứng dụng 4.8 LED đoạn 4.8.1 Cấu tạo, ký hiệu 4.8.2 Ứng dụng 4.9 Điốt cảm quang 4.9.1 Cấu tạo, ký hiệu 4.9.2 Ứng dụng 4.10 Transistor quang 4.10.1 Cấu tạo, ký hiệu 4.10.2 Nguyên lý hoạt động 4.10.3 Ứng dụng 133 Cấu trúc SCR gồm lớp bán dẫn hình vẽ Thấy lớp P-N hai chân G,K đo giống diode bình thường Đặc điểm chân A,G,K sau Số ohm hai chân G K bé: dùng đồng hồ kim nội trở thấp đo khó phát hiện, dùng đồng hồ kim nội trở lớn 10K, ta văn thang Rx1 đo hai lần đổi que đo, ứng với chiều kim lên nhiêu ( số ohm nhỏ hơn) que đỏ cực K que đen cực G - Số W đo chân A với K bé A với G lớn > K W - Cách kiểm tra Triac: - Dùng thang đo R ´1: Đo W thuận nghịch đầu MT2, MT1 G có số W lớn Tốt ta mắc mạch sau để thử 3.5.5.3.Ứng dụng Hình 3.65: 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 W tốt - Zero W bị nối tắt - Không lên W bị đứt 134 Bài CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ Mở đầu Linh kiện quang điện tử linh kiện cảm biến có đặc tính đổi dạng lượng ánh sáng thành dòng điện hay ngược lại đổi dòng điện thành ánh sáng Những linh kiện có đặc tính đổi từ ánh sáng thành dịng điện như: quang trở, quang diode, quang transistor, tế bào quang điện, quang SCR, quang triac,… ; linh kiện có đặc tính đổi dòng điện thành ánh sáng diode phát quang ( Led ), Led hồng ngoại Mục tiêu - Trình bày cấu tạo, kí hiệu quy ước, nguyên lý hoạt động ứng dụng linh kiện quang - Xác định cực tính, chất lượng linh kiện quang Nhận biết linh kiện quang điện tử Biết kiểm tra chất lượng linh kiện quang điện tử Cẩn thận đảm bảo an toàn thiết bị dụng cụ Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ Nội dung 4.1 Điện trở quang Mục tiêu + Biết nguyên lý cấu tạo điện trở quang + Ứng dụng điện trở quang số cá mạch điều khiển 4.1.1 Cấu tạo, ký hiệu Quang trở gọi điện trở tùy thuộc ánh sáng LDR (viết tắt Light Dependen Resiztor ) có trị số thay đổi theo độ sáng chiếu vào quang trở Khi bị che tối quang trở có điện trở lớn , chiếu sáng điện trở giảm nhỏ Quang trở thường chế tạo từ chất sunfua cadminan nên lấy kí hiệu cds, Selenid Cadmium (CdSe) sunfit chì (Pbs)…trong loại quang trở Cds có độ nhạy phổ gần mắt người nên thơng dụng Chất siliciumnhạy tia hồng ngoại , chất germanium nhạy ánh sáng thấy tia tử ngoại Quang trở chế tạo bán dẫn cách điện nối hai đầu kim loại đặt vỏ nhựa, mặt có lớp thủy tinh suốt để nhận ánh sáng bên ngồi tác động vào 135 Hình 4.1: Ký hiệu hình dạng điện trở quang Đặc tính điện trở quang Quang trở trở có trị số điện trở thay đổi khơng tuyến tính theo độ sáng chiếu vào Độ chiếu sáng mạnh điện trở có trị số nhỏ ngược lại Điện trở bị che tối khoảng vài trăm KΩ đến vài MΩ Điện trở bị chiếu sáng khoảng vài trăm Ω đến vài KΩ Quang trở có hai loại: loại sử dụng ánh sáng thường loại sử dụng ánh sáng hồng ngoại Hình 4.2 Đặc tính điện trở quang 4.1.2 Ứng dụng Quang trở sử dụng nhiều mạch điện tử, mạch tự động điều khiển ánh sáng, đóng mở, đèn mờ, cảnh báo lửa + Mạch tự động sáng trời tối Hình 4.3: Mạch tự động sáng trời tối Khi trời sáng cds có trị số điện trở nhỏ nên transistor khơng dẫn đèn led tắt Trời tối cds có trị số điện trở lớn nên transistor dẫn đèn led sáng 136 Hình 4.3: Mạch tự động sáng trời tối + Mạch điều khiển qua tải dùng triac Hình 4.4 : Mạch điều khiển dịng điện qua tải dùng triac, Diac kết hợp với quang trở để tác động theo ánh sáng Khi cds bị che tối có trị số điện trở lớn làm điện áp tụ C tăng cao đến mức ( khoảng 32V ) đủ để Diac dẫn điện Triac kích dẫn điện cho dịng điện qua tải Tải loại đèn chiếu sáng lối hay chiếu sáng bảo vệ, trời tối đèn tự động sáng Khi trời sáng cds có trị số nhỏ làm điện áp tụ nhỏ không đủ để dẫn diac Hình 4.4 : Mạch điều khiển qua tải dùng triac 4.2 Điốt phát quang Mục tiêu + Hiểu nguyên lý cấu tạo làm việc diode quang + Ứng dụng diode quang mạch điều khiển từ xa 4.2.1 Cấu tạo, ký hiệu Có cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn PN diode thường, chất bán dẫn dùng loại có hiệu ứng quang điện cao Tiếp giáp PN đặt vỏ cách điện có mặt nhựa hay thuỷ tinh suốt để nhận ánh sáng chiếu vào, có loại dùng thấu kính hội tụ để tập trung ánh sáng 137 Hình 4.5: Ký hiệu hình dạng diode quang Nguyên lý làm việc - Đặc tính diode quang: Đối với diode thường phân cực thuận dịng điện thuận qua diode lớn Khi phân cực ngược dịng điện ngược nhỏ qua diode Đối với diode quang - Khi phân cực thuận hai trường hợp diode chiếu sáng hay che tối dòng điện thuận qua diode không thay đổi - Khi phân cực ngược diode chiếu sáng dòng điện ngược tăng lớn nhiều lần bị che tối Dòng điện qua diode bị phân cực ngược biến đổi cách tuyến tính với cường độ sáng ( lux) chiếu vào diode - Trị số điện trở diode quang trường hợp chiếu sáng bị che tối - Khi bị che tối: Rngược = ∞ Ω, Rthuận = lớn - Khi chiếu sáng Rngược = 10 KΩ 100 KΩ, Rthuận = vài trăm Ω Hình 4.6: Đặc tính diode quang § Các thông số kỹ thuật diode quang: a Điện áp ngược cực đại VRmax = 30V b Dòng điện ngược tối; IR = µA ( lux ) c Dịng điện ngược có ánh sáng IR = µA (100 lux ) d Tần số làm việc cực đại f = MHz e Công suất tiêu tán cực đại Pmax = 50 mw 4.2.2 Ứng dụng Diode quang sử dụng rộng rãi hệ thống tự động điều khiển theo ánh sáng, báo động cháy, điều khiển từ xa (Remote control )… 138 Hình 4.7: Mạch điều khiển từ xa dùng diode quang Hình 4.7 : Khi diode quang bị che tối, transistor không phân cực nên ngưng dẫn, OP- AMP có điện ápV-i > V+i nên Vra = 0V Led khơng sáng Khi diode quang chiếu sáng transistor phân cực thuận nên dẫn điện, OP-AMP có điện áp Vi+> V-i nên Vra = VCC đèn Led sáng 4.3 LED đoạn 4.3.1 Cấu tạo, ký hiệu ới đoạn LED hình nối với chân kết nối để đưa Các chân gán ký tự từ a đến g, chúng đại diện cho LED riêng lẻ Các c hân kết nối với để tạo thành chân chung 139 Chân Pin chung hiển thị thườ ng sử dụng để xác định loại mà n hình LED loại Có loại LED sử dụng Cathode chung (CC) Anode chung (CA) LED cathode chung · Cathode chung (CC): Trong hình Cathode chung tất cực Cathode đèn LED nối chung với với mức logic “0” nối Mass (Ground) Các chân lại chân Anode nối với tín hiệu logic mức cao (HIGHT) hay mức logic thông qua điện trở giới hạn dịng điện để đưa điện áp vào phân cực Anode từ a đến G để hiển thị tùy ý · Anode chung (CA): Trong hình hiển thị Anode chung, tất kết nối Anode LED nối với mức logic “1”, phân đoạn LED riêng lẻ sáng cách áp dụng cho tín hiệu logic “0” mức thấp “LOW” thơng qua điện trở giới hạn dịng điện để giúp phù hợp với cực Cathode với đoạn LED cụ thể từ a đến g 4.3.2 Ứng dụng Đây mạch hiển thị hiển thị số đếm từ đến đơn giản LED đoạn Nó sử dụng nhiều ứng dụng Mạch dựa đếm thập phân 7490 (IC2), LEd đoạn hiển thị (D1) giải mã bảy đoạn IC 7446 (IC1) LED đoạn bao gồm đèn LED dán nhãn từ “a” đến “g” Bằng cách cho sáng / tắt đèn LED khác nhau, hiển thị chữ số từ đến LED đoạn có hai loại, cực âm chung cực dương chung Với loại cực dương chung, tất cực dương bảy đèn LED gắn với Trong loại cực âm chung, tất cực âm gắn với Màn hình bảy đoạn sử dụng loại cực dương chung Điện trở từ R1 đến R7 điện trở giới hạn dòng IC 7446 IC giải mã sử dụng để điều khiển hiển thị LED bảy đoạn Cách hoạt động mạch đơn giản Đối với xung clock, đầu BCD IC2 (7490) tăng thêm bit IC1 (7446) giải mã đầu BCD thành dạng bảy đoạn tương ứng điều khiển hình LED đoạn hiển thị chữ số tương ứng Sơ đồ mạch 140 4.4 Điốt cảm quang 4.4.1.Cấu tạo, ký hiệu Giống loại diode thông thường, diode phát quang có cấu tạo bao gồm lớp bán dẫn loại P (Anot) lớp bán dẫn loại N (Canot) ghép lại với Trong đó, khối bán dẫn loại P chứa lỗ trống mang điện tích dương nên có xu hướng khuếch tán sang khối bán dẫn loại N Ngược lại, khối bán dẫn loại N chứa electron mang điện tích âm nên có xu hướng khuếch tán sang khối bán dẫn loại P Kết trình khối P mang điện tích âm khối N mang điện tích dương 141 Tại bề mặt tiếp giáp hai khối bán dẫn, electron lỗ trống có xu hướng tiến lại gần kết hợp để tạo thành nguyên tử trung hịa Q trình làm giải phóng lượng dạng photon phát sáng Khi đó, bước sóng ánh sáng phát định cấu trúc phân tử làm chất bán dẫn Trong trường hợp bước sóng nằm vùng hồng ngoại đến vùng tử ngoại ta nhận biết màu sắc ánh sáng 4.4.2 Ứng dụng Ngày nay, diode phát quang sử dụng hai lĩnh vực chính: – Chiếu sáng dân dụng: Được sử dụng để trang trí nội thất (Hiện đại cổ điển), ngoại thất (Sân vườn, tiểu cảnh…) – Chiếu sáng cơng nghiệp: Vì chi phí cao nên có doanh nghiệp có đủ lực tài lựa chọn giải pháp chiếu sáng công nghệ LED cho nhà xưởng sản xuất doanh nghiệp 4.5 Transistor quang 4.5.1 Cấu tạo, ký hiệu 142 Vế cấu tạo quang transistor coi gồm có quang diode transistor Trong quang diode làm nhiệm vụ cảm biến quang điện transistor làm nhiệm vụ khuếch đại Độ khuếch đại photo transistor từ 100 1000 lần độ khuếch đại không tuyến tính theo cường độ ánh sáng chiếu vào mối nối Tần số làm việc photo transistor khoảng vài trăm KHz , tần số làm việc photo diode khoảng vài MHz Độ nhạy photo transistor gấp vài trăm lần so với photo diode Hình 4.8: Cấu tạo ký hiệu quang tranisitor 4.5.2 Nguyên lý hoạt động Trường hợp bỏ hở cực B mạch làm việc theo nguyên lý transistor quang, bỏ hở cực E mạch làm việc theo nguyên lý quang diode Dùng transistor quang để ghép darlington với transisitor công suất để điều khiển rơle RY Khi chiếu sáng quang transistor dẫn làm transistor công suất dẫn cấp điện cho rơle Lấy điện VC quang transistor để phân cực cho cực B transistor công suất Khi quang transistor chiếu sáng dẫn điện làm VC giảm, cực B transistor công suất không phân cực nên ngưng dẫn rơle RY không cấp điện.; Dùng transistor công suất loại PNP Khi quang transistor chiếu sáng dẫn điện tạo sụt áp điện trở R để phân cực cho B cực transistor công suất loại PNP dẫn điện cấp điện cho rơle 4.5.3 Ứng dụng 143 Hình 4.9: Các mạch ứng dụng quang transistor Đồng hồ ánh sáng ( quang kế ) : Trong nhiếp ảnh phòng thí nghiệm cần quang kế ta lắp mạch đơn giản hình 20-2d Ở dùng quang transitor loại Darlington Biến trở 5KΩ để chỉnh điểm chuẩn cho quang kế HÌnh 4.10: Quang kế Bài tập thực hành học viên Lắp mạch đóng mở relay dung linh kiện quang điện tử Mục tiêu đạt được: - Nhận biết linh kiện quang trở - Lắp mạch testboard - Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo học tập Câu 1: Tìm hiểu quang trở ứng dụng Câu 2: Một vài mạch ứng dụng dùng quang trở Mạch 1: dùng qung trở để đo tốc độ quay 144 Mạch 2: mạch đóng mở theo ánh sáng 145 Yêu cầu đánh giá kết học tập Kiến thức · Phải nêu lên đầy đủ cấu tạo, kí hiệu quy ước, nguyên lý hoạt động, quang trở · Trình bày kiểu mạch ứng dụng quang trở · Viết ngắn gọn, ghi rõ ràng đầy đủ nét giới thiệu cấu tạo, kí hiệu quy ước, nguyên lý hoạt động, quang trở · Một số câu hỏi xác định cực, kiểm tra chất lượng quang trở Kỹ · Thực hành xưởng theo nhóm từ đến người về: · Nhận dạng linh kiện quang trở · Nhận dạng mã chữ kí hiệu hình dạng thực tế · Nhận dạng linh kiện bo mạch thực tế · Xác định cực tính chất lượng quang trở · Xác định linh kiện rời linh kiện bo mạch Yêu cầu đánh giá - Trình bày cấu tạo, kí hiệu quy ước,và mạch ứng dụng quang trở - Nghiên cứu nguyên lý hoạt động tham số quang trở - Nhận dạng và, xác định xác chất lượng quang trở 146 Từng học viên biên chế vào tổ - người để đọc tài liệu theo chuẩn bị hướng dẫn giáo viên thảo luận về: + Các đặc tuyến, tham số ứng dụng quang trở + Thực cách nghiêm túc chủ động theo yêu cầu giáo viên đề + Sau hoạt động cá nhân học viên viết thu hoạch tự nghiên cứu vấn đề nêu nêu 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sổ tay linh kiện điện tử cho người thiết kế mạch (R H.WARRING - người dịch KS Đoàn Thanh Huệ - nhà xuất Thống kê) [2] Giáo trình linh kiện điện tử ứng dụng (TS Nguyễn Viết Nguyên - Nhà xuất Giáo dục) [5] Sổ tay tra cứu tranzito Nhật Bản (Nguyễn Kim Giao, Lê Xuân Thế) ... + Trình bày ứng dụng loại vật liệu điện, điện tử + Mô tả cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng linh kiện điện tử - Về kỹ : + Nhận biết linh kiện điện tử + Biết kiểm tra chất lượng linh kiện điện. .. động bao gồm điện trở, tụ điện, cuộn cảm, biến áp, rơle linh kiện dùng phổ biến mạch điện tử Các linh kiện gọi linh kiện thụ động chúng có chức lưu trữ tiêu thụ lượng điện mạch điện tử Tuỳ theo... Tụ điện sử dụng nhiều kỹ thuật điện điện tử, thiết bị điện tử, tụ điện linh kiện thiếu đươc, mạch điện tụ có 47 cơng dụng định truyền dẫn tín hiệu , lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động vv