4.1. ĐIỆN TRỞ
4.1.1. Điện trở là gì ? Hiểu một cách đơn giản - Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn.
Hình 1.32: Điện trở trên máy Laptop
Điện trở trên máy Laptop, chúng thường có thân mầu đen 4.1.2. Ký hiệu và đơn vị của điện trở
- Trên sơ đồ mạch điện trở có ký hiệu là R
- Đơn vị của điện trở là Ω (ohm), với các bộ số là KΩ, MΩ 1K Ω = 1000 Ω ,
1M Ω = 1000K Ω = 1000.000 Ω
Trên thân điện trở có ghi trị số: 223 nghĩa là 22 x 103 Ω = 22 KΩ 4.1.3. Các kiểu mắc của điện trở
* Điện trở mắc nối tiếp:
Hình 1.33: Sơ đồ nguyên lý Điện trở mắc nối tiếp
- Điện trở mắc nối tiếp có điện trở tương đương bằng tổng các điện trở cộng lại. Rtđ = R1 +R2 +R3
- Sụt áp trên các điện trở mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giá trị của các điện trở. - Dòng điện đi qua các điện trở mắc nối tiếp là như nhau.
* Điện trở mắc song song:
Hình 1.34: Sơ đồ nguyên lý Điện trở mắc song song
- Điện trở tương đương của mạch mắc song song được tính theo công thức 1/Rtđ = (1/R1) + (1/R2) + (1/R3)
- Dòng điện đi qua các điện trở mắc song song tỷ lệ nghịch với giá trị của các điện trở đó.
- Sụt áp trên các điện trở mắc song song là như nhau. 4.1.4. Ứng dụng của điện trở trên mạch
* Ta có thể lấy ra một điện áp bất kỳ (nhỏ hơn nguồn đầu vào) thông qua một cầu phân áp bằng điện trở.
Hình 1.35: Cầu phân áp bằng điện trở
U1 / U2 = R2 / R1
Ta có thể lấy ra điện áp U1 tuỳ ý (<12v) khi ta thay đổi giá trị các điện trở R1, R2 * Điện trở được sử dụng làm mắt lọc R-C trên các đường nguồn, lọc cho điện áp bằng phẳng hơn, đồng thời nó có ý nghĩa như một cầu chì phụ.
Hình 1.36: Điện trở được sử dụng làm mắt lọc R-C
* Điện trở phân cực cho Transistor hoạt động.
Hình 1.37: Điện trở phân cực cho Transistor hoạt động
Nếu không có điện trở phân cực thì các Transistor không thể hoạt động được.
* Trên các mạch dao động hoặc mạch khuếch đại âm tần sử dụng IC thì điện trở có tác dụng phân cực cho các chân của IC.
Hình 1.38: Điện trở có tác dụng phân cực cho các chân của IC.
4.1.5. Cách đo điện trở trên mạch.
- Trên mạch điện thường chỉ hỏng các điện trở có trị số nhỏ < 1KΩ, để đo kiểm tra các điện trở này ta làm như sau:
=> Chỉnh đồng hồ về thang 1Ω hoặc 10Ω, đo vào hai đầu điện trở và đảo hai chiều đo, lấy giá trị của chiều có trở kháng cao hơn, nếu giá trị đo cao hơn giá trị ghi trên thân điện trở là điện trở tăng trị số hoặc đứt.
Hình 1.39: Phép đo trên cho thấy điện trở tăng trị số
Phép đo trên cho thấy điện trở tăng trị số hoặc đứt, vì giá trị điện trở chỉ có 220Ω
4.2. TỤ ĐIỆN
4.2.1. Tụ điện là gì ?
- Tụ điện là một linh kiện điện tử được sử dụng rất nhiều trên các mạch điện, cấu tạo cơ bản của tụ điện là hai bản cực được cách ly bởi một chất điện môi, dựa vào tính chất hoá học của chất điện môi đó mà người ta phân ra thành tụ gốm hay tụ hoá.
- Tụ gốm thường có điện dung nhỏ và thường là tụ không phân cực. - Tụ hoá thường có điện dung lớn và là tụ có phân cực âm dương.
Hình 1.40: Ký hiệu của tụ điện trên sơ đồ.
Hình 1.41: Hình dáng của tụ hoá và tụ gốm trên vỉ máy Laptop, tụ hoá là tụ có phân cực vì vậy chúng được đánh dấu ở một đầu.
- Tụ điện có tính chất nạp xả, vì vậy nó cho tần số cao đi qua và ngăn cản tần số thấp, khi có một dòng điện đi qua tụ và dòng điện đó được ngăn cản bởi một cảm kháng được tính bởi công thức Zc = 1 / 2ПfC
- Điện dung của tụ điện càng lớn hoặc tần số của dòng điện càng lớn thì cảm kháng của tụ càng nhỏ.
4.2.3. Ký hiệu và đơn vị của tụ điện. - Tụ điện ký hiệu là C và đơn vị là Fara
- 1Fara của tụ điện là một giá trị rất lớn, vì vậy trong thực tế người ta thường sử dụng các đơn vị nhỏ hơn như Pico Fara (P), Nano Fara (n) và Micro Fara (μ)
1 Fara = 106 μF = 109 nF = 1012 pF
- Các tụ hoá thường có điện dung từ 0,47μF đến hàng ngàn μF , vì vậy các tụ hoá thường được sử dụng trên các mạch lọc cho điện áp một chiều bằng phẳng.
- Các tụ gốm thường có điện dung nhỏ từ vài chục pico Fara đến vài trăm nano Fara và thường dùng để lọc nhiễu cao tần hoặc sử dụng trong các mạch dao động.
4.2.4. Ứng dụng của tụ điện.
* Tụ điện được sử dụng để lọc điện áp ra trên các mạch nguồn tạo ra điện áp một chiều bằng phẳng trước khi cung cấp cho các mạch bán dẫn và IC.
Hình 1.42: Tụ điện được sử dụng để lọc điện áp ra trên các mạch nguồn
* Tụ điện sử dụng để lọc nhiễu cao tần.
* Tụ điện sử dụng trong các mạch tạo dao động. 4.2.5. Hư hỏng và phương pháp kiểm tra tụ điện.
Tụ điện có tỷ lệ hỏng thấp, tuy nhiên khi hỏng tụ thường gây ra các bệnh về chất lượng và khiến cho người thợ khó xác định nguyên nhân, chúng ta sẽ kiểm tra tụ điện khi nghi ngờ chúng bị dò hay bị chập.
Tụ hoá thường được mắc trên các đường nguồn, vì vậy khi chập tụ hoá thường gây nên chập các đường điện áp, bạn có thể sử dụng đồng hồ vạn năng chỉnh về thang X1Ω và đo trực tiếp vào hai đầu tụ trên mạch, nếu tụ chập thì trở kháng sẽ xấp sỉ bằng 0.
Để xác định tụ gốm bị dò bạn cần tháo chúng ra ngoài, chỉnh đồng hồ về thang 1KΩ và đo vào hai đầu tụ, nếu đồng hồ lên kim mà không trở về giá trị vô cực là tụ bị dò.
Khi đo bằng thang 1KΩ thấy kim đồng hồ không trở về vô cùng là tụ bị dò.
Lưu ý : Nếu tụ ở trên mạch thì phép đo này không chính xác bởi song song với tụ còn có trở kháng của các mạch điện.
4.2.6. Ý nghĩa của tụ điện trên các máy tính.
- Vì sao người ta phải mắc rất nhiều tụ trên các mạch nguồn, vì sao phải mắc tụ lọc nhiễu trên các đường tín hiệu ? đó là những câu hỏi mà chúng ta thường đặt ra, các mạch điện sau đây sẽ giải thích phần nào các thắc mắc đó.
Đầu ra của mạch ổn áp cấp nguồn cho CPU khi không có tụ hoá thì điện áp ra có dạng hình răng cưa, với điện áp này thì CPU không thể hoạt động được.
Hình 1.43: Không có tụ hoá thì điện áp ra có dạng hình răng cưa
Khi có một tụ hoá, điện áp được lọc bằng phẳng hơn, tuy nhiên chúng vẫn bị gợn xoay chiều, với điện áp này thì CPU sẽ chạy không ổn định và có thể bị treo.
Hình 1.44: Có một tụ hoá thì điện áp ra có dạng bằng phẳng hơn
Khi sử dụng nhiều tụ lọc thì điện áp ra gần như bằng phẳng và với điện áp này thì CPU sẽ hoạt động ổn định.
Hình 1.45: Có nhiều tụ hoá thì điện áp ra có dạng bằng phẳng
* Vì sao trên các đường tín hiệu người ta thường mắc tụ gốm xuống mass để lọc nhiễu ?
- Các đường tín hiệu trên máy tính chúng truyền đi các tín hiệu điện dưới dạng mã nhị phân 0, 1 (0 là không có điện, 1 là có điện), độ chênh lệch giữa hai giá trị logic này chỉ khoảng 1 đến 2V, trong khi đó các xung nhiễu có thể có biên độ cao hơn, nếu không có tụ lọc thì các xung nhiễu có thể làm cho giá trị 0 nhảy lên giá trị 1 và gây ra lỗi về dữ liệu, vì vậy trên các đường bus của máy tính ta thường thấy có rất nhiều tụ lọc.
4.3. CUỘN DÂY
4.3.1. Cấu tạo của cuộn dây:
- Cuộn dây gồm các vòng dây đồng phủ lớp cách điện quấn lại xung quanh một chiếc lõi, lõi đó có thể là không khí, là ferit hoặc lõi sắt
Hình 1.46: Ký hiệu cuộn dây
- Cuộn dây có ký hiệu là L, có đơn vị là Henry (H) Trên máy Laptop các cuộn dây được sử dụng trên các mạch điều khiển nguồn cho CPU và các Chipset...
Hình 1.47: Cuộn dây tham gia lọc điện
4.3.2. Tính chất của cuộn dây.
tần số thấp đi qua.
Khi có một dòng điện đi qua cuộn dây, cuộn dây sẽ cản trở dòng điện đó với hai trở kháng là điện trở thuần và cảm kháng, điện trở thuần thì phụ thuộc vào tiết diện và độ dày của các vòng dây còn cảm kháng thì phụ thuộc vào số vòng dây, chất liệu lõi và tần số của dòng điện đi qua, cảm kháng của cuộn dây được tính bởi công thức : Zl = 2 П F L
Trong đó : L là điện cảm nó phụ thuộc vào số vòng dây và chất liệu lõi F là tần số dòng điện đi qua cuộn dây.
4.3.3. Ứng dụng của cuộn dây :
Trên các máy Laptop thì cuộn dây thường được sử dụng trên các mạch nguồn xung, đó là các mạch cấp nguồn cho CPU và các linh kiện trên vỉ máy.
Cuộn dây trên các mạch nguồn Laptop chúng được bao bọc bởi lõi ferit, chúng được quấn khoảng 10 vòng và có điện trở thuần xấp sỉ bằng 0Ω
Trên các mạch nguồn, người ta kết hợp cuộn dây với tụ điện để tạo thành một mắt lọc, lọc cho điện áp xung trở thành điện áp một chiều bằng phẳng.
Cuộn dây có tính chất tích trữ năng lượng rồi xả ra trong các thời điểm dòng điện đi vào cuộn dây bị gián đoạn.
Hình 1.48: Hình ảnh cuộn dây trên máy Laptop
Dạng điện áp trước và sau cuộn dây, nếu không có cuộn dây thì bạn phải tốn rất nhiều tụ điện mới có thể lọc cho điện áp ra tương đối bằng phẳng.
Hình 1.49: Dạng điện áp trước và sau cuộn dây
- Cuộn dây trên vỉ máy Laptop rất ít khi hỏng, chúng hầu như không bao giờ bị đứt do các vòng dây có kích thước lớn (khoảng 0,23ly), nhưng chúng có thể bị cháy lớp emay cách điện khi dòng điện đi qua quá lớn, trong trường hợp này chúng có thể bị mất tác dụng và gây hỏng các đèn công suất.
- Để đo cuộn dây ta thường sử dụng thang X1Ω đo vào hai đầu cuộn dây xem chúng có thông mạch không, hầu hết các cuộn dây trên vỉ máy Laptop có điện trở thuần = 0Ω
4.4. DIODE BÁN DẪN 4.4.1. Diode bán dẫn là gì ?
- Diode bán dẫn là một linh kiện bán dẫn, chúng được cấu tạo từ các chất bán dẫn N và bán dẫn P ghép với nhau hình thành nên một mối nối Diode.
- Diode bán dẫn có đặc điểm giống như một chiếc van điện tử, nó chỉ cho dòng điện đi qua một chiều từ cực Anot sang cực Katot
Hình 1.50: Ký hiệu và hình dáng của Diode bán dẫn
- Diode bán dẫn có ký hiệu là chữ D và thường được đánh dấu ở đầu Katot - Có nhiều loại Diode như Diode nắn điện, Diode ổn áp, Diode muỗi... Diode nắn điện có ký hiệu là D... còn Diode ổn áp thì ký hiệu là ZD...
Hình 1.51: Hình dáng của Diode trên vỉ máy Laptop
4.4.2. Ứng dụng của Diode trên mạch.
Trên các thiết bị điện tử nói chung và trên vỉ máy Laptop nói riêng, Diode cũng có nhiều ứng dụng khác nhau :
Hình 1.52: Diode chỉnh lưu điện áp xoay chiều thành điện áp một chiều
* Diode Zener có chức năng tạo ra một điện áp chuẩn không đổi, vì vậy các đi ốt này thường được sử dụng trong các mạch ổn áp.
Hình 1.54: Diode Zener có chức năng tạo ra một điện áp chuẩn không đổi
* Một đặc điểm nữa của Diode là chúng luôn luôn tạo ra một sụt áp khoảng 0,6V khi chúng được phân cực thuận cho dù dòng điện đi qua đi ốt có thay đổi thì sụt áp này cũng không thay đổi.
Với tính chất này thì ta có thể mắc nối tiếp Diode trên đường cấp nguồn nếu muốn giảm điện áp đi 0,6V trước khi cấp điện vào linh kiện.
Hình 1.55: Dùng Diode giảm điện áp đi 0,6V trước khi cấp điện vào linh kiện.
* Diode kép trên vỉ máy Laptop
Diode kép có hình dáng tương tự Transistor, tuy nhiên chúng thường có ký hiệu là D hoặc PD..., bên trong linh kiện này có 2 con Diode mắc nối tiếp.
4.4.3. Phương pháp kiểm tra Diode.
- Diode là linh kiện chỉ cho dòng điện đi qua một chiều vì vậy khi ta đo kiểm tra Diode ta chỉnh đồng hồ về thang đo 1Ω, đo một chiều thấy lên kim, đảo chiều đo thấy không lên kim là được. Nếu cả hai chiều đo thấy lên kim = 0Ω là Diode bị chập, cả hai chiều đo thấy không lên kim là Diode bị đứt.
- Nếu Diode ở trên vỉ máy thì khi đo ngược có thể kim đồng hồ vẫn lên một chút vì Diode được đấu song song với các mạch khác.
4. 5. TRANSISTOR TRƯỜNG – MOSFET
4.5.1. Transistor trường là gì ?
Transistor trường là một đèn bán dẫn hoạt động dựa trên hiệu ứng trường, điện áp điều khiển sẽ tạo ra từ trường và từ trường lại điều khiển dòng điện qua đèn.
* Cấu tạo của Transistor trường.
Hình 1.57: Transistor trường
Transistor trường (đèn trường) được cấu tạo từ các chất bán dẫn N và P, chúng có hai loại là thuận và ngược, đèn thuận còn gọi là kênh P còn đèn ngược gọi là kênh N.
Đèn ngược (kênh N) được ứng dụng nhiều hơn trong thực tế, chúng được cấu tạo bởi hai miếng bán dẫn P đặt trên nền bán dẫn N, giữa mối nối P-N được cách điện bởi lớp ôxit Silic, hai miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D và S còn nền N được nối ra thành cực G.
4.5.2. Mosfet là gì.
Mosfet là một đèn Transistor trường công suất vì vậy từ Mosfet thường đi đôi với đèn công suất trên các mạch nguồn.
* Hình dáng của Mosfet.
Hình 1.58: Hình dáng Mosfet trên Mainboard máy tính Desktop
Hình dáng Mosfet trên Mainboard máy tính Desktop. - Chân D ở trên hoặc ở giữa.
- Chân S ở bên phải - Chân G ở bên trái
Hình 1.59: Hình dáng Mosfet trên Mainboard máy tính Laptop
Hình dáng Mosfet đơn và Mosfet kép được sử dụng phổ biến trên các mạch nguồn của Laptop
4.5.3. Đặc điểm của Mosfet.
- Từ cực G sang cực D là cách điện. - Từ cực G sang cực S là cách điện.
- Khi phân cực thuận cho D – S (tức là với Mosfet ngược ta cấp điện dương vào D, cấp điện âm vào S) thì dòng điện đi qua đèn phụ thuộc vào điện áp chân G so với chân S.
=> Nếu : Điện áp chân G > điện áp chân S thì đèn dẫn. Điện áp chân G < = điện áp chân S thì đèn tắt.
Hình 1.60: Đặc điểm của Mosfet
4.5.4. Ứng dụng của Mosfet (8 chân) trên Laptop.
* Sử dụng Mosfet làm đèn công suất trên các mạch nguồn xung.
Trên các loại máy Laptop, Mosfet được sử dụng làm đèn công suất trên các mạch điều khiển nguồn như : mạch điều khiển nguồn cho CPU, cho các Chipset, RAM vv...
Hình 1.61: Moseft trên mạch điều khiển nguồn cho CPU của máy Acer
Hình 1.62: Hình dáng Mosfet trên các mạch điều khiển nguồn của Laptop