Giáo trình Điện tử cơ bản - Trường CĐ Nghề Sóc Trăng

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:140

Thêm vào BST

Báo xấu

12
lượt xem 7
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nội dung của giáo trình Điện tử cơ bản gồm có 6 chương: khái quát chung về linh kiện điện tử; các khái niệm cơ bản; linh kiện thụ động; linh kiện bán dẫn; các mạch khuếch đại dùng transistor; các mạch ứng dụng dùng BJT. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Giáo trình Điện tử cơ bản - Trường CĐ Nghề Sóc Trăng

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH SÓC TRĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ SÓC TRĂNG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: ĐIỆN TỬ CƠ BẢN Nghề: Điện công nghiệp, Kỹ thuật máy lạnh và Điều hòa không khí Trình độ: Trung cấp, Cao đẳng (Ban hành kèm theo quyết định số … … /QĐ/CĐN ngày … …/… …/… … của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Sóc Trăng)
Sóc Trăng, năm 2019 ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH SÓC TRĂNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ SÓC TRĂNG GIÁO TRÌNH MÔ ĐUN: ĐIỆN TỬ CƠ BẢN Nghề: Điện công nghiệp, Kỹ thuật máy lạnh và Điều hòa không khí Trình độ: Trung cấp, Cao đẳng (Ban hành kèm theo quyết định số … … /QĐ/CĐN ngày … …/… …/… … của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Nghề Sóc Trăng)
Sóc Trăng, năm 2019 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
LỜI GIỚI THIỆU Điện tử cơ bản là một trong những môn học được biên soạn dựa trên chương trình khung, chương trình dạy nghề do Bộ Lao động Thương binh và Xã hội và Tổng cục Giáo dục nghề nghiệp ban hành dành cho hệ Cao đẳng và Trung cấp nghề Điện Công nghiệp, Kỹ thuật máy lạnh và Điều hòa không khí. Giáo trình được biên soạn làm tài liệu học tập, giảng dạy nên giáo trình đã được xây dựng ở mức độ đơn giản và dễ hiểu nhất, trong mỗi bài đều có ví dụ áp dụng để làm sáng tỏ lý thuyết. Giáo viên biên soạn đã dựa trên kinh nghiệm giảng dạy, tham khảo đồng nghiệp và tham khảo ở nhiều giáo trình hiện có để phù hợp với nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế. Nội dung của môn học gồm có 6 chương: Chương 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Chương 2: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Chương 3: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Chương 4: LINH KIỆN BÁN DẪN Chương 5: CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR Chương 6: CÁC MẠCH ỨNG DỤNG DÙNG BJT Giáo trình cũng là tài liệu giảng dạy và tham khảo tốt cho các ngành thuộc lĩnh vực điện dân dụng, điện tử công nghiệp. Mong nhận được đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để tác giả sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Biên soạn
Lê Thị Điểm
MỤC LỤC Trang TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................132
DANH MỤC HÌNH Trang
GIÁO TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Điện tử cơ bản Mã số môn học: 59014521 I. Vị trí, tính chất của môn học Vị trí: Môn học này có ý nghĩa bổ trợ các kiến thức cần thiết về lĩnh vực điện tử cho học sinh – sinh viên ngành điện; làm cơ sở để tiếp thu các môn học khác như: PLC cơ bản, PLC nâng cao, điện tử công suất, kỹ thuật cảm biến. Môn học có thể học song song với môn học Mạch điện. Tính chất: Là môn học kỹ thuật cơ sở, thuộc môn học đào tạo nghề bắt buộc II. Mục tiêu môn học Về kiến thức: + Giải thích và phân tích được cấu tạo nguyên lý các linh kiện kiện điện tử thông dụng. + Phân tích được nguyên lý một số mạch ứng dụng cơ bản của tranzito như: mạch khuếch đại, dao động, mạch xén. + Trình bày được nguyên lý tháo hàn và hàn. Về kỹ năng: + Nhận dạng được chính xác ký hiệu của từng linh kiện, đọc chính xác trị số của chúng. + Hàn và tháo mối hàn các linh kiện trong mạch điện tử an toàn. Về thái độ: + Rèn luyện tính cẩn thận khoa học. + Rèn luyện tính ti mi, cân thân, chính xác, khoa h ̉ ̉ ̉ ̣ ọc và tác phong công nghiệp. III. Nội dung môn học
CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 1. Khái quát chung về kỹ thuật điện tử Kỹ thuật điện tử (tiếng Anh: Electronic engineering) là một ngành kỹ thuật điện sử dụng các phần tử điện phi tuyến và hoạt động tích cực như các linh kiện bán dẫn, đặc biệt là transistor, điốt, mạch tích hợp,... để thiết kế các mạch điện, thiết bị, vi xử lý, vi điều khiển và các hệ thống điện tử khác. Kỹ thuật điện tử thường cũng thiết kế các phần tử điện thụ động, thường là dựa trên bảng mạch in. 2. Các ứng dụng cơ bản của kỹ thuật điện tử: Kỹ thuật điện tử đề cập đến việc áp dụng các ứng dụng, nguyên tắc và các thuật toán được phát triển trong nhiều lĩnh vực liên quan, ví dụ như vật lý chất rắn, kỹ thuật vô tuyến, viễn thông, hệ thống điều khiển, xử lý tín hiệu, kỹ thuật hệ thống, kỹ thuật máy tính, kỹ thuật đo lường, Robot học, và nhiều thứ khác. Môn học Kỹ thuật điện tử cung cấp các kiến thức cơ bản về linh kiện điện tử và mạch điện đơn giản bao gồm: Cấu tạo, đặc tính kỹ thuật và ứng dụng của các linh kiện thụ động, bán dẫn và IC Cách nhận biết, đọc trị số và các thông số kỹ thuật khác của linh kiện điện tử thông dụng Mạch khuếch đại sử dụng transistor lưỡng cực, transistor trường; Mạch khuếch đại thuật toán Phương pháp đo kiểm linh kiện và các mạch điện cơ bản. 1
CHƯƠNG 2: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN 1. Vật liệu dẫn điện và cách điện Các vật liệu sử dụng trong kỹ thuật điện tử rất đa dạng và rất nhiều. Chúng được gọi chung là vật liệu điện tử để phân biệt với các loại vật liệu sử dụng trong các lĩnh vực khác. Tuỳ theo mục đích sử dụng và yêu cầu kỹ thuật mà lựa chọn vật liệu sao cho thích hợp đảm bảo về các chỉ tiêu kỹ thuật, dễ gia công và giá thành rẻ. Hình 2. 1 Dựa vào lý thuyết vùng năng lượng người ta chia vật chất ra làm ba loại là chất cách điện, chất bán dẫn và chất dẫn điện. Theo lý thuyết này thì các trạng thái năng lượng của nguyên tử vật chất được phân chia thành ba vùng năng lượng khác nhau là: vùng hóa trị, vùng dẫn và vùng cấm. Mức năng lượng cao nhất của vùng hóa trị ký hiệu là EV, mức năng lượng thấp nhất của vùng dẫn ký hiệu là EC và độ rộng vùng cấm ký hiệu là EG. + Ch ất c ách điệ n: Cấu trúc vùng năng lượng của chất cách điện được mô tả trong hình. Độ rộng vùng cấm EG có giá trị đến vài eV (EG ≥ 2eV). 2
+ Ch ất b án d ẫn: Chất bán dẫn có độ rộng vùng cấm rất nhỏ (EG
Trong chất điện phân tồn tại các ion sinh ra trong quá trình điện phân. Do đó hạt mang điện chủ yếu trong chất điện phân là các ion (ion dương và ion âm). Chiều của dòng điện trong chất điện phân là chiều di chuyển của các ion dương. 2.3 Dòng điện trong chân không Trong chân không không tồn tại vật chất nên chân không ‘không dẫn điện’. 2.4 Dòng điện trong chất bán dẫn Ở điều kiện bình thường chất bán dẫn thuần không dẫn điện. Hạt dẫn điện chủ yếu trong chất bán dẫn loại N là các electron và trong bán dẫn loại P là các ‘lỗ trống’ (mang điện tích dương). 4
CHƯƠNG 3: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG 1. Điện trở 1.1. Ký hiệu, đơn vị Điện trở là linh kiện được dùng rất nhiều trong kỹ thuật điện tử dùng để hạn chế dòng hoặc điều chỉnh dòng điện. Ký hiệu: Hình 3. 1 ký hiệu điện trở Đơn vị: Ω (Ohm). Điện trở của dây dẫn: Một dây dẫn điện có chiều dài L, tiết diện S, điện trở suất có điện trở là: L R = S Trong đó: : Ωm L: m S: m 2 R: Ω Định luật Ohm (Quan hệ dòng – áp): Dòng điện qua 1 điện trở tỉ lệ thuận với hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở và tỉ lệ nghịch với giá trị điện trở. U I = hay U = I.R R 5
6
1.2. Cách đọc trị số điện trở Quy ước màu quốc tế: Hình 3. 2 7
Bảng màu sai số thường sử dụng: Màu Vàng kim Bạc Nâu Đỏ Sai số 5% 10% 1% 2% Bảng quy ước màu: Màu Đen Nâu Đỏ Cam Vàng Xanh Xanh Tím Xám Trắng lá dương Giá trị 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 * Cách đọc trị số điện trở 4 vòng màu : Là loại thông thường, thường là loại điện trở than có sai số tương đối lớn từ 10% đến 20%, có 3 vạch màu đứng gần nhau chỉ giá trị, 1 vạch màu đứng hơi xa chỉ sai số. Hình 3. 3 Ví dụ 1: 8
Hình 3. 4 Ví dụ 2: Điện trở có các vạch màu tương ứng là vạch 1: đỏ, vạch 2: đỏ, vạch 3: đỏ, vạch 4: vàng kim, thì điện trở có giá trị là 22.102 Ω = 2,2kΩ, sai số của điện trở là 5%. * Cách đọc trị số điện trở 5 vòng màu : (điện trở chính xác) Có hình dạng giống như điện trở 4 vòng màu nhưng có đến 4 vòng màu chỉ định giá trị và một vạch màu chỉ sai số, ba vạch đầu là giá trị số, vạch thứ 4 là giá trị lũy thừa, vạch thứ 5 chỉ sai số với các quy ước màu như trên. Hình 3. 5 Ví dụ 1: 9
Hình 3. 6 * Điện trở ghi giá trị bằng số: L oạ i g hi t rị t g iá r ự c t i ế p : Đọc bình thường với quy ước ký hiệu các bội số là: M (MΩ), K (KΩ), R (Ω). Ví dụ: 1M (1MΩ), 2,2K (2,2KΩ), 100R (100Ω). L oạ i g hi g t rị g iá t i ế p : Giá trị được ghi bằng 3 chữ số (hoặc 4 chữ số) i á n và 1 chữ cái. Với loại này ta đọc như điện trở 4 vòng màu (hoặc 5 vòng màu) với đơn vị là Ω. Chữ cái để chỉ sai số (F: 1%, G: 2%, J: 5%, K: 10%, M: 20%). 3 Ví dụ 273 J: 27.10 Ω = 27 kΩ, sai số 5%. 1.3. Cách đo trị số điện trở Ta có thể đo điện trở bằng Ohm kế hoặc bằng đồng hồ vạn năng VOM (volt – ohm– miliampere), dùng ở thang đo ohm với các giai đo Rx1, Rx10, Rx100, Rx1k, Rx10k. Khi đó ta kẹp 2 đầu que đo của đồng hồ vào 2 đầu của điện trở và đọc trị số. Lưu ý là trước khi đo thử phải chỉnh đồng hồ về giá trị 0 bằng cách chập 2 que đo và chỉnh biến trở (adj) trên đồng hồ đo để kim trở về giá trị 0. 10
Đối với các điện trở cực nhỏ người ta đo bằng cầu Weaton. Đối với các điện trở cực lớn, người ta đo bằng mêgaohm kế loại tay quay hay loại điện tử. Lưu ý là điện áp trên 2 đầu que đo mêgaohm kế khá lớn đến hàng trăm volt. 1.4. Cách mắc điện trở thường dùng: a. Cách mắc nối tiếp. Hình 3. 7 Các điện trở mắc nối tiếp có giá trị tương đương bằng tổng các điện trở thành phần cộng lại. Rtd = R1 + R2 + R3 Dòng điện chạy qua các điện trở mắc nối tiếp có giá trị bằng nhau và bằng I I = (U1 / R1) = (U2 / R2) = (U3 / R3) Từ công thức trên ta thấy rằng , sụt áp trên các điện trở mắc nối tiếp tỷ lệ thuận với giá trị điện trở . b. Cách mắc song song. Hình 3. 8 Các điện trở mắc song song có giá trị tương đương Rtd được tính bởi công thức: (1 / Rtd) = (1 / R1) + (1 / R2) + (1 / R3) 11
Nếu mạch chỉ có 2 điện trở song song thì Rtd = R1.R2 / (R1 + R2) Dòng điện chạy qua các điện trở mắc song song tỷ lệ nghịch với giá trị điện trở . I1 = (U / R1) , I2 = (U / R2) , I3 =(U / R3) Điện áp trên các điện trở mắc song song luôn bằng nhau c. Mắc hỗn hợp. Hình 3. 9 Mắc hỗn hợp các điện trở để tạo ra điện trở tối ưu hơn . Ví dụ: nếu ta cần một điện trở 9K ta có thể mắc 2 điện trở 15K song song sau đó mắc nối tiếp với điện trở 1,5K . d. Cầu phân thế: Cho mạch phân thế như hình sau, ta xét mối quan hệ giữa các điện thế V1, V2 với điện thế V. Hình 3. 10 R1.V R 2.V V1 = ; V2= R1 R 2 R1 R 2 1.5. Các linh kiện khác cùng nhóm và ứng dụng: a. Phân loại theo công dụng: 12