Giáo trình Linh kiện điện tử (Nghề: Điện tử công nghiệp) - Trường CĐ Nghề Kỹ thuật Công nghệ

(NB) Giáo trình Linh kiện điện tử cung cấp cho người học những kiến thức như: Linh kiện thụ động; Linh kiện bán dẫn; Một số linh kiện khác. Mời các bạn cùng tham khảo!

1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu thuộc loại sách giáo trình nên nguồn thơng tin phép dùng nguyên 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 Trên sở chương trình khung đào tạo Bộ Lao động - Thương binh Xã hội ban hành, Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật công nghệ tổ chức biên soạn giáo trình đào tạo phục vụ cho giảng viên, giáo viên giảng dạy học tập, thực tập học sinh, sinh viên nghề Điện tử công nghiệp thời kỳ cơng nghiệp hố – đại hố đất nước Trong tài liệu mơn học Linh kiện điện tử đóng vai trị quan trọng việc đào tạo hình thành kỹ cho học viên, sinh viên theo học nghề Điện tử công nghiệp 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 45 gồm có: Bài Linh kiện thụ động Bài Linh kiện bán dẫn Bài Một số linh kiện khác 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, chúng tơi có đề nội dung thực tập để người học cố áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ 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 Khoa Điện tử - Điện lạnh, Trường Cao đẳng nghề Kỹ thuật công nghệ, Thị trấn Đông Anh, Huyện Đông Anh, Thành phố Hà Nội Hà Nội, ngày tháng năm 2019 BAN CHỦ NHIỆM BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠN HỌC BÀI 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Điện trở 1.1 Cấu tạo, ký hiệu, phân loại điện trở 1.2 Cấu tạo 14 1.3 Cách đọc, đo, cách mắc điện trở 14 1.3.1 Cách đọc trị số điện trở 14 1.3.2 Cách đo điện trở 18 1.3.3 Cách mắc điện trở 20 1.4 Các linh kiện khác nhóm ứng dụng 23 1.4.1 Ứng dụng điện trở 24 1.4.2 Bài thực hành điện trở 25 Tụ điện 27 2.1 Ký hiệu tụ điện 27 2.2 Cấu tạo tụ điện 28 2.3 Phân loại tụ điện 28 2.3.1 Tụ gốm 28 2.3.3 Tụ hóa 29 2.3.4 Tụ tantalium 29 2.4 Cách đọc, đo cách mắc tụ điện 30 2.4.1 Cách đọc 30 2.4.2 Cách đo tụ điện: 31 2.4.3 31 Cách mắc tụ: 2.4.4 Ứng dụng tụ điện Cuộn cảm Rơ le 34 36 3.1.Cấu tạo ký hiệu cuộn cảm 36 3.2 Phân loại ứng dụng cuộn cảm 37 3.3 Cấu tạo kí hiệu qui ước Rơle 39 3.4 Nguyên lý hoạt động ứng dụng rơ le 41 BÀI 2: LINH KIỆN BÁN DẪN Đi ốt 45 45 1.2 Một số hình dạng diode khác 45 1.3 Các loại diode 46 1.3.1 Diode Zener 46 1.3.2 Diode Thu quang (Photo Diode) 48 1.3.3 Diode Phát quang (Light Emiting Diode: LED) 48 1.3.4 Diode xung 51 1.4.Đo kiểm tra Diode 51 1.5 Các mạch ứng dụng dùng diode 52 1.5.1 Nối tiếp 52 1.5.2 Cấu hình song song 53 1.6 Lắp mạch nguồn chiều đơn giản 53 Transistor BJT 69 2.1 Cấu tạo phân loại 69 2.2 Nguyên lý làm việc 70 2.3 Chế độ phân cực ổn định nhiệt 71 2.3.1 Cách mắc Bazơ chung (CB) 71 2.3.2 Cách mắc Emitơ chung (CE): 73 2.3.3 Cách mắc colectơ chung (CC): 75 2.4 Các tham số tham số tới hạn Tranzito: 75 2.5 Thực hành nhận dạng đo transistor 77 2.5.1 Thực hành nhận dạng transistor 77 2.5.2 Thực hành đo transistor 78 Transistor Trường FET 90 3.1 JFET 90 3.1.1 Cấu tạo kí hiệu quy ước 90 3.1.2 Nguyên lý hoạt động - đặc tuyến Von - Ampe JFET: 91 3.1.2 Đo, kiểm tra transistor FET 92 3.1.3 Mạch phân cực cố định 95 3.2 MOSFET 97 3.2.1 Cấu tạo kí hiệu quy ước 97 3.2.2 Nguyên lí hoạt động đặc tuyến Von - Ampe MOSFET 98 3.3 Đo, kiểm tra transistor MOSFET, JFET 102 3.3.1 Đo kiểm tra Mosfet 102 3.3.2 Đo kiểm tra JFET 104 Linh kiện nhiều tiếp giáp 111 4.1 Thyristor (SCR) 112 4.1.1 Cấu tạo kí hiệu quy ước 112 4.1.2 Đặc tuyến Vôn - A mpe 112 4.1.3 Các tham số quan trọng SCR: 114 4.1.3 Một vài ứng dụng thyristo (SCR): 114 4.2 Triac 117 4.2.1 Cấu tạo kí hiệu quy ước 117 4.2.2 Nguyên lý hoạt động: 119 4.2.2 Ứng dụng Triac 119 4.3 Diac 120 4.3.1 Cấu tạo - kí hiệu quy ước Hình 3.58 120 4.3.2 Ngun lý hoạt động Diac: 122 4.4 Nhận dạng, kiểm tra xác định cực tính chất lượng SCR, Triac, Diac 123 4.4.1 Nhận dạng linh kiện mã chữ 123 4.4.2 Xác định cực tính kiểm tra chất lượng linh kiện: SCR,TRIAC, DIAC BÀI 3: MỘT SỐ LINH KIỆN KHÁC Linh kiện quang 124 129 129 1.1 Điện trở quang (Phortoresistor) 129 1.1.1 Cấu tạo, ký hiệu, hình dạng: 129 1.1.2 Đặc tính điện trở quang 130 1.1.3 Ứng dụng 130 1.2 Diode quang 131 1.2.1 Cấu tạo, ký hiệu, hình dạng 131 1.2.2 Nguyên lý làm việc, đặc tính diode quang 132 1.2.3 Mạch điều khiển từ xa dùng diode quang 133 1.3 Transistor quang (Phototransistor) 133 1.3.1 Cấu tạo 134 1.3.2 Các mạch ứng dụng dung quang tranisitor 134 1.4 Các ghép quang 135 1.4.1 Bộ ghép quang transistor ( OPTO – Transistor ) 135 1.4.2 Bộ ghép quang với quang Darlington – Transistor 136 1.4.3 Bộ ghép quang với quang Thyristor ( OPTO- Thyristor ): 137 1.4.4 Bộ ghép quang với quang Triac ( OPTO – Triac ): 137 1.4.5 Ứng dụng OPTO – COUPLERS 138 IC 142 2.1 Khái niệm lịch sử phát triển 142 2.2 Phân loại ứng dụng 143 Thạch anh 145 3.1 Khái niệm lịch sử phát triển 145 3.2 Công dụng nguyên lý hoạt động 146 3.3 Ứng dụng thạch anh 148 LCD 149 4.1 Khái niệm lịch sử phát triển 149 4.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động 150 4.3 Phân loại ứng dụng 151 TÀI LIỆU THAM KHẢO 153 GIÁO TRÌNH MƠN HỌC Tên mơn học: Linh kiện điện tử Mã môn học: MH ĐTCN 08 Vị trí, tính chất, ý nghĩa vai trị mơn học: - Vị trí: Mơn học bố trí học trước môn học/mô-đun đào tạo chuyên môn nghề chương trình đào tạo trình độ Trung cấp Cao đẳng nghề Điện tử cơng nghiệp - Tính chất:Là mơn học bắt buộc - Ý nghĩa vai trị môn học:Linh kiện điện tử tập hợp tất vật liệu, linh kiện cần thiết để tạo nên mạch điện tử, cách ghép nối linh kiện mạch điện tử làm cho hoạt động Vì thế, việc hiểu ngun lý làm việc linh kiện, đánh giá đầy đủ đặc tính, ứng dụng giá trị chúng việc người thợ sửa chữa, lắp ráp thiết bị điện tử phải tìm hiểu Đối với học viên sách giúp tìm hiểu thơng số kỹ thuật, tính ứng dụng vật liệu, linh kiện điện tử Nếu mục đích cơng việc có kiến thức kỹ để sửa chữa việc làm hiệu học viên hiểu rõ tính năng, thực cách đo kiểm tra thông số vật liệu, linh kiện, ứng dụng thực tế thay vật liệu, linh kiện bị hỏng Mục tiêu mơn học: - Về kiến thức:  Phân tích cấu tạo nguyên lý linh kiện kiện điện tử thơng dụng  Nhận dạng xác ký hiệu linh kiện, đọc xác trị số chúng - Về kỹ năng:  Đo, kiểm tra hư hỏng linh kiện điện tử - Về thái độ:  Rèn luyện tính tỷ mỉ, xác an tồn vệ sinh cơng nghiệp Nội dung mơn học: Nội dung tổng quát phân bổ thời gian: Thời gian (giờ) Số TT Tên mơn học Tổng Lý số thuyết Thực hành, thí Thi/ nghiệm, thảo Kiểm luận, tập tra Bài Linh kiện thụ động Điện trở Tụ điện 15 10 20 15 Cuộn cảm rơ le Bài Linh kiện bán dẫn Đi ốt Transistor BJT Transistor Trường FET Linh kiện nhiều tiếp giáp Bài Một số linh kiện khác Linh kiện quang IC 30 12 Thạch anh LCD Thi kết thúc môn học Cộng: 45 BÀI 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Mã bài: MH ĐTCN08 - 01 Giới thiệu: Linh kiện thụ 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 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 Mục tiêu: - Phân biệt điện trở, tụ điện, cuộn cảm với linh kiện khác theo đặc tính linh kiện - Đọc trị số điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo qui ước quốc tế - Đo kiểm tra chất lượng điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo giá trị linh kiện - Thay thế, thay tương đương điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo yêu cầu kỹ thuật mạch điện cơng tác - Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo học tập Nội dung chính: Điện trở Điện trở linh kiện điện tử dùng mạch điện tử để đạt giá trị dòng điện điện áp theo yêu cầu mạch Chúng có tác dụng mạch điện chiều lẫn xoay chiều chế độ làm việc điện trở không bị ảnh hưởng tần số nguồn xoay chiều 1.1.Cấu tạo, ký hiệu, phân loại điện trở - Điện trở hợp chất cacbon: Điện trở có cấu tạo bột cacbon tán trộn với chất cách điện keo kết dính ép lại, nối thành thỏi hai đầu có dây dẫn để hàn Loại điện trở rẻ tiền, dễ làm có nhược điểm khơng ổn định, độ xác thấp, mức độ tạp âm cao Một đầu thân điện trở có vạch màu có chấm màu Đó quy định màu dùng để biểu thị trị số điện trở cấp xác 10 Các loại điện trở hợp chất bột than có trị số từ 10 đến hàng chục mêgơm, cơng suất từ 1/4 W tới vài W - Điện trở màng cacbon: Các điện trở có cấu tạo màng cacbon giới thiệu Hình 1.1 Các điện trở màng cacbon thay hầu hết điện trở hợp chất cacbon mạch điện tử Đáng lẽ lấp đầy hợp chất cacbon, điện trở màng cacbon gồm lớp chuẩn xác màng cacbon bao quanh ống phủ gốm mỏng Độ dày lớp màng bao tạo nên trị số điện trở, màng dày, trị số điện trở nhỏ ngược lại Các dây dẫn kim loại kết nối với nắp hai đầu điện trở Toàn điện trở bao lớp keo êpôxi, lớp gốm Các điện trở màng cacbon có độ xác cao điện trở hợp chất cacbon, lớp màng láng lớp cacbon xác trình sản xuất Loại điện trở dùng phổ biến máy tăng âm, thu thanh, trị số từ  tới vài chục mêgôm, công suất tiêu tán từ 1/8 W tới hàng chục W; có tính ổn định cao, tạp âm nhỏ, có nhược điểm l d v Dây dẫn Lớp phủ êpôxi Nắp kim loại Lớp điện trở Lõi gốm Hỡnh 1.1: Mt ct điện trở màng cacbon - Điện trở dây quấn: Điện trở gồm ống hình trụ gốm cách điện, quấn dây kim loại có điện trở suất cao, hệ số nhiệt nhỏ constantan mangani Dây điện trở tráng men, khơng tráng men quấn vịng sát quấn theo rãnh thân ống Ngồi phun lớp men bóng hai đầu có dây để hàn Cũng lớp men phủ ngồi có chừa khoảng để chuyển dịch chạy thân điện trở điều chỉnh trị số Do điện trở dây quấn gồm nhiều vịng dây nên có trị số điện cảm Để giảm thiểu điện cảm này, người ta thường quấn vòng dây cách điện dẹt 139 Hình 4.17: Mạch điện đóng ngắt role dung OPTO - transistor a b Hình 4.18 Ứng dụng mạch điều khiển quang Mạch điện hình 4.18a ứng dụng OPTO – Triac để đóng ngắt điện cho tải dùng nguồn xoay chiều Điện trở R để giới hạn dòng qua Led hồng ngoại khoảng 10 mA Khi Led sơ cấp cấp nguồn 12 V Triac kích dẫn điện tạo dịng 140 kích cho Triac cơng suất Khi Triac cơng suất kích dẫn điện cơng tắc để đóng điện cho tải Hình 4.18b:Triac nối quang điều khiển Triac dịng lớn (ví dụ 2N6071B) cung cấp cơng suất cho tải hoạt động nguồn điện 50 Hz Về phía điều khiển transitor 2N222 bảo vệ khơng cho dịng q lớn qua Led nối quang : dòng qua Led lớn điện điều khiển lớn điện cực B transitor lớn làm transitor dẩn chia xẻ bớt dòng điện với Led 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 141 Mạch 2: mạch đóng mở theo ánh sáng 142 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 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 IC 2.1 Khái niệm lịch sử phát triển IC: Vi mạch, hay vi mạch tích hợp, hay mạch tích hợp (integrated circuit, gọi tắt IC, gọi chip theo thuật ngữ tiếng Anh) tập mạch điện chứa linh kiện bán dẫn (như transistor) linh kiện điện tử thụ động (như điện trở) 143 kết nối với nhau, để thực chức xác định Tức mạch tích hợp thiết kế để đảm nhiệm chức linh kiện phức hợp.[1] Các linh kiện kích thước cỡ micrometre (hoặc nhỏ hơn) chế tạo cơng nghệ silicon 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.[2] Hiện nay, công nghệ silicon tiến tới giới hạn vi mạch tích hợp Lịch sử phát triển mạch tích hợp năm 1949, kỹ sư người Đức Werner Jacobi (Siemens AG) 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 Ngày 12 tháng năm 1958, người Mỹ Jack Kilby Texas Instruments trình bày vi mạch đầu tiên.[3] Kilby sau giành giải thưởng Nobel Vật lý năm 2000 Nửa năm sau kiện Kilby, 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 Noyce thông tin cho Kurt Lehovec Sprague Electric nguyên tắc tiếp giáp p-n cô lập gây tác động tiếp giáp p-n có thiên áp (diode), khái niệm quan trọng IC Fairchild Semiconductor quê hương công nghệ vi mạch silicon-gate với cổng tự liên kết (self-aligned gate), sở tất chip CMOS máy tính đại Cơng 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) (Intel 4004) đầu tiên, ông nhận Huy chương Quốc gia Công nghệ Đổi năm 2010 2.2 Phân loại ứng dụng Phân loại theo tín hiệu xử lý: Theo xử lý tín hiệu IC digital xử lý lưu trữ tín hiệu digital 144 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 lị 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 145 IC cảm biến q 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 FPGA (Field-programmable gate array) cấu hình IC digital khách hàng, bao gồm số lượng lớn đơn vị chức kết nối (interconnectable) Vi điều khiển (microcontroller) chứa tất phận máy tính nhỏ (bộ nhớ chương trình, ALU, nhớ ghi) IC cơng suất xử lý dịng hay điện áp lớn (ví dụ khuếch đại cơng suất lớn, kiểm sốt mạng điện lưới) System-on-a-chip (SoC) hệ thống chip Thạch anh 3.1 Khái niệm lịch sử phát triển Thạch anh: Một linh kiện điện tử quan trọng tất mạch điện tử có vi điều khiển.Có thể nói trái tim IC điều khiển Nhiệm vụ thạch anh tạo dao động (có nhiều kiểu tạo dao động khác L- C, R-C…) Thạch anh gọi băng tinh, không tan thành nước, trông suốt pha lê, có đặc tính đáng ý: Nó mát lạnh ta cầm lên tay Bởi từ xưa, để kiểm tra xem đồ thật hay đồ giả, thợ kim hoàn thường áp vào má xem có lạnh khơng Thạch anh điện tử linh kiện làm tinh thể đá thạch anh mài phẳng xác Linh kiện thạch anh làm việc dựa hiệu ứng áp điện Hiệu ứng có tính thuận nghịch Khi áp điện áp vào mặt thạch anh, bị biến dạng Ngược lại, tạo sức ép vào bề mặt đó, phát điện áp Lịch sử Những tinh thể thạch anh sử dụng chúng có tính chất “áp điện”, có nghĩa chúng chuyển dao động khí thành điện áp ngược lại, chuyển dao động khí thành xung điện áp Tính chất áp điện Jacques Curie phát năm 1880 từ chúng sử dụng vào mạch 146 điện tử tích chất hữu ích này.Một đặc tính quan trọng tinh thể thạch anh tác động dạng học đến chúng (âm thanh, sóng nước ) vào tinh thể thạch anh chúng tạo điện áp dao động có tần số tương đương với mức độ tác động vào chúng, chúng ứng dụng nhiều lĩnh vực Chẳng hạn kiểm soát rung động động xe để kiểm soát hoạt động chúng Lần Walter G Cady ứng dụng thạch anh vào kiểm soát dao động điẹn tử vào năm 1921 Ơng cơng bố kết vào năm 1922 đến năm 1927 Warren A Marrison ứng dụng tinh thể thạch anh vào điều khiển hoạt động đồng hồ Những tinh thể thạch anh sử dụng chúng có tính chất “áp điện”, có nghĩa chúng chuyển dao động khí thành điện áp ngược lại, chuyển dao động khí thành xung điện áp Tính chất áp điện Jacques Curie phát năm 1880 từ chúng sử dụng vào mạch điện tử tích chất hữu ích này.Một đặc tính quan trọng tinh thể thạch anh tác động dạng học đến chúng (âm thanh, sóng nước ) vào tinh thể thạch anh chúng tạo điện áp dao động có tần số tương đương với mức độ tác động vào chúng, chúng ứng dụng nhiều lĩnh vực Chẳng hạn kiểm soát rung động động xe để kiểm soát hoạt động chúng Lần Walter G Cady ứng dụng thạch anh vào kiểm soát dao động điẹn tử vào năm 1921 Ơng cơng bố kết vào năm 1922 đến năm 1927 Warren A Marrison ứng dụng tinh thể thạch anh vào điều khiển hoạt động đồng hồ 3.2 Công dụng nguyên lý hoạt động Thạch anh dao động ổn định để tạo tần số dao động cho vi điều khiển Đa số mạch điều khiển đèn Led dùng thạch anh Thạch anh 12Mhz, 24Mhz….mỗi loại cho xung nhịp khác – Thạch anh sử dụng rộng rãi, đâu có giá thành dẻ, khoảng 2k/1 147 – Thạch anh điện tử đa phần để tạo tần số ổn định tần số thạch anh tạo bị ảnh hưởng nhiệt độ mạch dao động RC… – Trong Vi điều khiển bắt buộc phải có thạch anh (trừ loại có dao động nội) xét chi tiết VDK có CPU, timer,… CPU bao gồm mạch logic mạch logic muốn hoạt động cần có xung clock, cịn timer gồm dãy FF cần phải có xung để đếm Tùy loại VDK mà xung clock ứng với chu kì máy, với xung clock VDK làm công việc nhỏ ứng với lệnh thực thi – Để chạy câu lệnh ic vi điều khiển, Bạn cần tạo xung nhịp Tần số xung nhịp phụ thuộc vào thạch anh gắn chân kết nối thạch anh vi điều khiển Ví dụ nhỏ với thạch anh 12MHz, Bạn có xung nhịp 1MHz, chu kỳ lệnh 1μs Để tăng độ ổn định tần số, người ta dùng thêm tụ nhỏ C6, C7 (33pF x2), tụ bù nhiệt ổn tần Điều cho thấy bạn thay đổi nhịp nhấp nháy đèn dùng thạch anh có tần số khác => Tóm lại thạch anh có nhiệm vụ tạo dao động ổn định, chuẩn xác Và ứng dụng cụ thể mạch điều khiển đèn led nhiều ứng dụng đại cho vi mạch lớn ngành điện tử Nguyên lí hoạt động 148 Như ta đặt điện áp xoay chiều vào biến dạng theo tần số điện áp Khi thay đổi đến tần số đó, cộng hưởng.Mạch tương đương gồm L C nối tiếp với Cả cụm song song với C khác R cách điện Tần số cộng hưởng Thạch anh tùy thuộc vào hình dáng kích thước Mỗi tinh thể thạch anh có tần số cộng hưởng: tần số cộng hưởng nối tiếp, tần số cộng hưởng song song Hai tần số gần có trị số bền vững, bị ảnh hưởng điều kiện môi trường bên Ngoài ra, hệ số phẩm chất mạch cộng hưởng lớn, nên tổn hao thấp 3.3 Ứng dụng thạch anh Mạch Dao động Thạch anh Cho tần số ổn định, sử dụng nhiều đồng hồ điện tử (như đồng hồ đeo tay, đồng hồ để bàn ), thiết bị đo lường điện tử (tạo xung chuẩn), mạch đồng màu TV, VCR, thiết bị tin học (máy vi tính, thiết bị nối với máy vi tính), nhạc cụ điện tử Piano điện, organ Mạch lọc tích cực dùng Thạch anh Sử dụng nhiều mạch khuếch đại trung tần máy thu thông tin liên lạc, TV, Radio Ngày nay, máy tính dù đại sử dụng dao động tinh thể để kiểm soát bus, xung nhịp xử lý (Trên mạch arduino có thạch anh, chức đây) 149 LCD 4.1 Khái niệm lịch sử phát triển LCD: Màn hình tinh thể lỏng Cơng nghệ hình tinh thể lỏng hay LCD (tiếng Anh: Liquid- Crystal Display) loại công nghệ hiển thị cấu tạo tế bào (các điểm ảnh) chứa tinh thể lỏng có khả thay đổi tính phân cực ánh sáng thay đổi cường độ ánh sáng truyền qua kết hợp với kính lọc phân cực LCD có ưu điểm phẳng, cho hình ảnh sáng, chân thật tiết kiệm lượng.[1] Màn hình tinh thể lỏng dùng nguồn sáng tự cấp (thường dành cho hình màu máy tính hay TV) Lịch sử Được sản xuất từ năm 1970, LCD loại vật chất phản xạ ánh sáng điện thay đổi Nó hoạt động dựa nguyên tắc ánh sáng (Back Light) Nó bao gồm lớp chất lỏng nằm lớp kính phân cực ánh sáng Bình thường, khơng có điện áp, tinh thể xếp thẳng hàng hai lớp cho phép ánh sáng truyền qua theo hình xoắn ốc Hai lọc phân cực, lọc màu cân chỉnh xác định cường độ ánh sáng qua màu tạo pixel Khi có điện áp cấp vào, lớp canh chỉnh tạo vùng điện tích, canh chỉnh lại tinh thể lỏng Nó khơng cho phép ánh sáng qua để thị lên hình ảnh vị trí điểm ảnh Các điểm ảnh hình LCD transistor cực nhỏ 150 chế độ: cho phép ánh sáng qua không Điểm ảnh bao gồm yếu tố màu: đỏ, xanh lá, xanh dương Các hình LCD trước thường tiêu thụ điện nhiều, độ tương phản thấp nhà khoa học người Anh tìm "Biphenyl" - vật liệu tinh thể lỏng, LCD thực phổ biến LCD xuất máy tính cầm tay, trò chơi điện tử cầm tay, đồng hồ điện tử,… LCD ngày thiết kế nhỏ gọn, nhẹ, chiếm khơnggian, chất lượng hình ảnh tốt, tiêu thụ lượng thay dần hình CRT.[2] 4.2 Cấu tạo nguyên lý hoạt động Cấu trúc lớp hình tinh thể lỏng đen trắng khơng tự phát sáng (thường thấy máy tính bỏ túi) Kính lọc phân cực thẳng đứng để lọc ánh sáng tự nhiên vào Lớp kính có điện cực ITO Hình dáng điện cực hình cần hiển thị Lớp tinh thể lỏng Lớp kính có điện cực ITO chung Kính lọc phân cực nằm ngang Gương phản xạ lại ánh sáng cho người quan sát Có hai kiểu cấu tạo hình tinh thể lỏng chính, khác thiết kế nguồn sáng.[3] Trong kiểu thứ nhất, ánh sáng phát từ đèn nền, có vơ số phương phân cực ánh sáng tự nhiên Ánh sáng cho lọt qua lớp kính lọc phân cực thứ nhất, trở thành ánh sáng phân cực phẳng có phương thẳng đứng Ánh sáng phân cực phẳng tiếp tục cho truyền qua thủy tinh lớp điện cực suốt để đến lớp tinh thể lỏng Sau đó, chúng tiếp tục tới kính lọc phân cực thứ hai; có phương phân cực vng góc với kính lọc thứ nhất, tới mắt người quan sát Kiểu hình thường áp dụng cho hình màu máy tính hay TV Để tạo màu sắc, lớp cùng, trước ánh sáng đến mắt người, có kính lọc màu Ở loại hình tinh thể lỏng thứ hai, chúng sử dụng ánh sáng tự nhiên vào từ mặt có gương phản xạ nằm sau, dội ánh sáng lại cho người xem Đây cấu tạo thường gặp loại hình tinh thể lỏng đen trắng thiết bị bỏ túi Do không cần nguồn sáng nên chúng tiết kiệm lượng Hoạt động bật tắt 151 Nếu điện cực điểm ảnh không áp điện thế, phần tinh thể lỏng nơi khơng bị tác động cả, ánh sáng sau truyền qua chỗ giữ nguyên phương phân cực, cuối bị chặn lại hồn tồn kính lọc phân cực thứ hai Điểm ảnh lúc bị tắt mắt điểm tối Để bật điểm ảnh con, cần đặt điện vào điện cực nó, làm thay đổi định hướng phân tử tinh thể lỏng nơi ấy; kết ánh sáng sau truyền qua phần tinh thể lỏng chỗ điểm ảnh bị xoay phương phân cực đi, lọt qua lớp kính lọc phân cực thứ hai, tạo điểm màu kính trước Hiển thị màu sắc chuyển động Màu sắc tạo phối màu phát xạ từ ba loại điểm ảnh đỏ, lục lam Hình ảnh kính trước cảm nhận tổng thể tất điểm ảnh, điểm ảnh mang màu sắc độ sáng định, quy định, theo quy tắc phối màu phát xạ, mức độ sánh ba điểm ảnh (tỉ lệ ba màu đỏ, lục lam), tức quy định việc bật/tắt điểm ảnh Để làm điều này, lúc điện thích hợp đặt vào điểm ảnh nằm hàng, đồng thời phần mềm máy tính lệnh áp điện vào cột có điểm ảnh cần bật Ở thời điểm, điểm ảnh trạng thái bật/tắt định - ứng với ảnh hình Việc thay đổi trạng thái bật/tắt điểm ảnh tạo hình ảnh chuyển động Điều thực cách áp điện cho hàng từ hàng đến hàng (gọi quét dọc) áp điện cho cột từ cột đến cột (sự quét ngang) Thơng tin ảnh động từ máy tính chuyển thành tín hiệu quét dọc quét ngang tái tạo lại hình ảnh hình 4.3 Phân loại vàứng dụng Phân loại sản phẩm LCD ma trận thụ động LCD ma trận thụ động (dual scan twisted nematic, DSTN LCD) có đặc điểm đáp ứng tín hiệu chậm (300ms) dễ xuất điểm sáng xung quanh điểm bị kích hoạt khiến cho hình bị nhịe Các cơng nghệ Toshiba Sharp đưa HPD (hybrid passive display), cuối năm 1990, cách thay đổi công thức vật liệu tinh thể lỏng để rút ngắn thời gian chuyển đổi trạng thái phân tử, cho phép 152 hình đạt thời gian đáp ứng 150ms độ tương phản 50:1 Sharp Hitachi theo hướng khác, cải tiến giải thuật phân tích tín hiệu đầu vào nhằm khắc phục hạn chế DSTN LCD, nhiên hướng chưa đạt kết đáng ý.[4] LCD ma trận chủ động LCD ma trận chủ động thay lưới điện cực điều khiển loại ma trận transistor phiến mỏng (thin film transistor, TFT LCD) có thời gian đáp ứng nhanh chất lượng hình ảnh vượt xa DSTN LCD Các điểm ảnh điều khiển độc lập transistor đánh dấu địa phân biệt, khiến trạng thái điểm ảnh điềukhiển độc lập, đồng thời tránh bóng ma thường gặp DSTN LCD 153 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Tài liệu giáo viên biên soạn, 2016 - Tài liệu đào tạo ISO-5S, Prime Group, 2008 - Tiêu chuẩn ISO 9000:2005, ISO 9001:2008, ISO 9004:2009 - Các website sau: http://www.tcvn.gov.vn, http://www.vpc.org.vn, http://www.quacert.gov.vn, http://www.iso.org, http://www.tbtvn.org ... BIÊN SOẠN GIÁO TRÌNH NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ KỸ THUẬT CÔNG NGHỆ MỤC LỤC Trang TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN LỜI GIỚI THIỆU MỤC LỤC GIÁO TRÌNH MƠN HỌC BÀI 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Điện trở... 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Mã bài: MH ĐTCN08 - 01 Giới thiệu: Linh kiện thụ 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. .. linh kiện - Thay thế, thay tương đương điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo yêu cầu kỹ thuật mạch điện công tác - Rèn luyện tính tư duy, sáng tạo học tập Nội dung chính: Điện trở Điện trở linh kiện điện