Giáo trình Điện tử cơ bản - Công nghệ ô tô

BỘ LAO ĐỘNG - THƯƠNG BINH VÀ XÃ HỘI 
TỔNG CỤC DẠY NGHỀ 
GIÁO TRÌNH 
Môn học 
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN 
NGHỀ: CÔNG NGHỆ Ô TÔ 
TRÌNH ĐỘ: CAO ĐẲNG 
( Ban hành kèm theo Quyết định số:...) 
HÀ NỘI 2012 
 1 
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. 
MÃ TÀI LIỆU:MH 08 
LỜI GIỚI THIỆU 
Ngày nay điện tử cơ bản đã phát triển rất mạnh và dược ứng dụng rộng 
rãi trong mọi lĩnh vực khoa học và đời sống. Chính vì vậy kiến thức điện tử 
cơ bản rất cần thiết cho sinh viên trong quá trình đào tạo ngành công nghệ 
ôtô, cũng như mọi ngánh khác. Giáo trình này biên soạn để làm tài liệu giảng 
dạy cho môn học điện tử cơ bản cho sinh viên hệ cao đẳng chuyên ngành 
công nghệ ôtô, ngoài ra cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho học sinh chuyên 
ngành khác. Về nội dung giáo trình được đề cập một cách có hệ thống kiến 
thức quan trọng theo chương trình khung 2010 cho môn điện tử cơ bản, ngành 
công nghệ ôtô. Các chương mục đã được xắp xếp theo một trật tự nhất định 
để đảm bảo tính hệ thống chuyên môn. 
Giáo trình bao gồm: 
Chương 1: Khái niệm cơ bản về vật liệu và linh kiện điện tử 
Chương 2: Các mạch điện tử cơ bản 
Chương 3: Các mạch điện tử cơ bản trong ôtô 
Do thời gian có hạn, là một giáo viên chuyên ngành công nghệ ôtô, 
hiểu biết về chuyên ngành điện tử còn hạn chế, chắc chắn rằng giáo trình 
không tránh khỏi thiếu sót, rất mong đóng góp ý kiến của các bạn đọc để kỳ 
tái bản sau được hoàn hảo hơn. 
Xin chân trọng cảm ơn Tổng cục Dạy nghề, khoa Động lực trường Cao 
đẳng nghề Cơ khí Nông nghiệp cũng như sự giúp đỡ quý báu của đồng nghiệp 
đã giúp tác giả hoàn thành giáo trình này. 
 Hà Nội, ngày..tháng. năm 2012 
 Tham gia biên soạn 
1. Chủ biên: Hoàng Văn Thông 
 2 
MỤC LỤC 
 ĐỀ MỤC TRANG 
1 Lời giới thiệu 1 
2 Mục lục 2 
3 Chương 1: Khái niệm cơ bản về vật liệu và linh kiện điện tử 4 
4 Chương 2: Các mạch điện tử cơ bản 38 
5 Chương 3: Các mạch điện tử cơ bản trong ôtô 51 
 3 
CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC ĐIỆN TỬ CƠ BẢN 
Mã số của môn học: MH 08 
Thời gian của môn học: 45 giờ. (Lý thuyết: 45 giờ; Thực hành: 0 giờ) 
Vị trí, tính chất, ý nghĩa và vai trò của môn học: 
- Vị trí: 
Môn học được bố trí giảng dạy song song với các môn học/ mô đun sau: MH 07, 
MH 09, MH 10, MH 11, MH 12, MH13, MH 14, MH 15, MH 16, MH 18, MH 
19 
- Tính chất: 
Là môn học kỹ thuật cơ sở bắt buộc. 
- Ý nghĩa: giúp cho sinh viên có kiến thức cơ bản về điện tử cơ bản, góp phần vào 
học các môn chuyên môn điện ôtô được tốt hơn, nâng cao hiệu quả học tập. 
- Vai trò: môn học trang bị cho sinh viên những khái niệm, nguyên lý cơ bản của 
các linh kiện điện tử, để ứng dụng vào các môn học chuyên môn, ứng dụng vào 
thực tế. 
Mục tiêu của môn học: 
+ Nêu được đặc điểm cơ bản của vật liệu bán dẫn 
+ Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các linh kiện điện tử cơ 
bản 
+ Trình bày được sơ đồ và nguyên lý làm việc của các mạch điện tử cơ bản 
+ Tra cứu sổ tay và lựa chọn được linh kiện điện tử thay thế phù hợp 
+ Vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý làm việc mạch điều chỉnh điện áp máy 
phát và mạch điều khiển đánh lửa điện tử 
+ Tuân thủ đúng quy định về an toàn khi sử dụng thiết bị điện tử 
+ Rèn luyện tác phong làm việc nghiêm túc, tỉ mỉ. 
 4 
CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ VẬT LIỆU VÀ 
LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 
1. Khái niệm cơ bản về vật liệu và linh kiện điện tử MH 08 - 01 
Giới thiệu chung về bài 
Trình bày khái niệm cơ bản về tính dẫn điện bán dẫn, sự dẫn điện và hoạt động 
của các loại vật liệu bán dẫn. 
Mục tiêu: 
- Nêu được đặc điểm cơ bản của vật liệu bán dẫn 
- Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các linh kiện điện tử cơ bản 
- Tra cứu sổ tay và lựa chọn được linh kiện điện tử thay thế phù hợp 
- Tuân thủ các quy định, quy phạm về vật liệu và linh kiện điện tử. 
Nội dung: 
1. VẬT LIỆU BÁN DẪN: 
Mục tiêu: 
- Trình bày được khái niệm tính dẫn điện bán dẫn và sự dẫn điện của các loại vật 
liệu bán dẫn. 
1.1 Khái niệm tính chất điện của bán dẫn 
 Chất bán dẫn là một vật liệu có điện trở cao hơn so với chất dẫn điện tốt 
như đồng hay sắt, nhưng thấp hơn so với chất cách điện như thuỷ tinh hay cao su 
(hình 1.1) 
. Một chất bán dẫn có các tính chất sau: 
- Khi nhiệt độ tăng điện trở suất r của nó thay đổi. 
Điện trở suất bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi 
nhiệt độ tăng. Do đó ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn 
điện rất kém (giống như điện môi), còn ở nhiệt độ 
cao bán dẫn dẫn điện khá tốt (giống như kim loại) 
- Điên trở suất r của chất bán dẫn có giá trị trung 
gian giữa kim loại và điện môi. 
- Bán dẫn có những tính chất khác biệt so với kim 
loại 
- Khi hoà trộn nó với một chất nhất định tính dẫn 
điện của nó tăng. 
- Điện trở của nó thay đổi mạnh khi có ánh sáng 
chiếu vào. 
- Chất bán dẫn điển hình và được dùng phổ biến 
nhất là silic (Si). Ngoài ra, còn có các chất bán dẫn 
đơn chất khác như Ge, Se, các bán dẫn hợp chất như GeAs, CdTe, ZnS, nhiều ô 
xít, sunfua, sêlenua, telunua,và một số chất polime. 
r(Ω.m) 
1020 
1015 Điện môi 
1010 
105 
 Bán dẫn 
100 
10-5 
 Kim loại 
10-10 
 Hình 1.1: Điện trở 
 suất r vật liệu 
 5 
1.2 Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết 
 Ta xét trường hợp bán dẫn điển hình là Si, nếu trong mang tinh thể chỉ có 
một loại nguyên tử là Si, thì ta gọi đó là chất bán dẫn tinh khiết Silíc là một 
nguyên tố có hoá trị 4, tức là lớp điện tử lớp ngoài cùng của nguyên tử có bốn 
êlectron. Trong tinh thể, mỗi nguyên tử Si liên kết với bốn nguyên tử lân cận 
thông qua các liên kết cộng hoá trị. 
Như vậy, xung quanh mỗi nguyên tử Si có tám êlectron tạo thành lớp êlectron đầy 
(hình 1.2). Do đó liên kết giữa các nguyên tử trong tinh thể Si rất bền vững. 
 Ở nhiệt độ thấp, gần 00K các êlectron hoá 
trị liên kết chặt chẽ với các nguyên tử ở nút mạng. 
Do đó, trong tinh thể không có hạt tải điện tự do, 
bán dẫn Si không dẫn điện. 
 Ở nhiệt độ tương đối cao, nhờ dao động 
nhiệt của các phân tử, một số êlectron hoá trị thu 
thêm năng lượng và được giải phóng khỏi các liên 
kết, trở thành các êlectron tự do. Chúng có thể 
tham gia vào sự dẫn điện giống như êlectron trong 
kim loại. Đồng thời khi một êlectron bứt khỏi liên 
kết, thì một liên kết trống xuất hiện. Được gọi là lỗ 
trống. Lỗ trống mang một điện tích nguyên tố 
dương, vì liên kết thiếu êlectron. Một êlectron ở mối liên kết gần đó có thể chuyển 
đến lấp đầy liên kết bị trống và tạo thành lỗ trống ở vị trí khác, tức là lỗ trống cũng 
có thể dịch chuyển trong tinh thể. 
Vậy, ở nhiệt độ cao, có sự phát sinh ra các cặp êlectron - lỗ trống (hinh 1.3) 
 Bên cạnh đó luôn xảy ra quá trình tái hợp êlectron- lỗ trống, trong đó một 
êlectron tự do chiếm một mỗi liên kết bị trống và lại trở thành êlectron liên kết. 
Quá trình này làm mất đi đồng thời một êlectron tự do và một lỗ trống (một cặp 
êlectron- lỗ trống). Ở một nhiệt độ xác định, có sự cân bằng giữa quá trình phát 
sinh và qúa trình tái hợp. 
 Khi có điện trường đặt vào, êlectron chuyển 
động ngược chiều điện trường, gây nên dòng điện 
trong bán dẫn. 
Vậy, dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dời 
có hướng của các êlectron và lỗ trống. 
 Ở bán dẫn tinh khiết, số êlectron và số lỗ 
trống bằng nhau. nói chính xác hơn trong bán dẫn 
tinh khiết, mật độ êlectron và mật độ lỗ trống bằng 
nhau. Sự dẫn điện trong trường hợp này gọi là sự 
Hình 1.2 
Trong tinh thể Si ở nhiệt 
độ thấp không có hạt 
mạng điện tự do 
Si 
Si Si 
Si 
 Hình 1.3 
 Si ở nhiệt độ tương đối 
 cao, có sự phát sinh cặp 
 êlectron- lỗ trống 
Si 
Si Si 
Si 
Lỗ trống 
Êlectron 
 6 
dẫn điện riêng của bán dẫn. Bán dẫn tinh khiết còn được gọi là bán dẫn loại i. 
 Nhiệt độ càng cao thì số êlectron và lỗ trống càng lớn. Do đó độ dẫn điện 
của bán dẫn tinh thiết tỷ lệ thuận với nhiệt độ, độ dẫn điện tăng khi nhiệt độ tăng. 
Ở nhiệt độ phòng, bán dẫn Si tinh khiết dẫn điện kém, vì nó có rất ít êlectron tự do 
và lỗ trống. 
 Trong các cảm biến của ôtô cũng như các linh kiện khác, người ta ứng 
dụng sự phụ thuộc của điện trở bán dẫn vào nhiệt độ để làm điện trở bán dẫn. Đó 
là các dụng cụ, các cảm biến gồm một mẫu bán dẫn nối với hai dây dẫn. Nhiệt 
điện trở dùng để đo nhiệt độ, để điều chỉnh và khống chế nhiệt độ. 
Cặp êlectron - lỗ trống còn phát sinh khi ta chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp 
vào bán dẫn. Do đó điện trở suất của bán dẫn giảm khi có ánh sáng thích hợp 
chiếu vào. Đó là hiện tượng quang dẫn. Hiện tượng này được ứng dụng làm quang 
điện trở bán dẫn. Điện trở của nó giảm khi cường độ ánh sáng chiếu vào tăng. 
1.3 Sự dẫn điện của bán dẫn có tạp chất 
 Nếu bán dẫn Si có pha tạp chất, tức là các nguyên tử Si, còn có các nguyên 
tử khác, thì tính dẫn điện của bán dẫn thay đổi rất nhiều. Chỉ cần một lượng rất 
nhỏ tạp chất (với tỷ lệ vài phần triệu), độ dẫn điện của bán dẫn có thể tăng hàng 
vạn, hàng triệu lần. Khi đó cùng với sự dẫn điện riêng, còn có sự dẫn điện do tạp 
chất. 
1.4 Chất bán dẫn loại P 
 Nếu ta thêm vào tinh thể Silicium một chất 
có hoá trị 3 (vòng ngoài cùng có 3 điện tử) như 
Indium (hình 1.4), thì nguyên tử In dễ nối với ba 
điện tử Si theo liên kết cộng hoá trị, còn liện kết thứ 
tư bị bỏ trống nên rễ kết hợp với điện tử ở xung 
quanh và tạo ra lỗ trống (hole) mang điện dương 
(hình 1.5). chính lỗ trống tự do này làm cho độ dẫn 
điện của Si tăng lên nhiều lần. 
 Tạp chất In pha vào bán dẫn Si đã tạo nên lỗ 
trống làm cho số lỗ trống số êlectron dẫn, tức là mật 
độ lỗ trống lớn hơn mật độ êlectron. lỗ trống là hạt 
tải điện cơ bản (hay đa số), êlectron là hạt tải điện 
không cơ bản (hay thiểu số). Đó là bán dẫn lỗ trống 
hay bán dẫn loại P. 
 Nếu ta pha hai loại tạp chất, chẳng hạn P và 
In, vào bán dẫn Si, thì bán dẫn này có thể là loại P 
hay n tuỳ theo tỷ lệ giữa hai loại tạp chất. 
 Hình 1.4 
In 
Si 
Si Si 
In 
Lỗ trống 
 Hình 1.5 
 7 
 Các chất thường sử dụng làm tạp chất như: Indium (In), bo (B), phốt pho 
(P), arsenic (As), gallium (Ga), 
 Như vậy bằng cách chộn loại tạp chất và nồng độ tạp chất pha vào bán dẫn, 
ta có thể tạo ra bán dẫn thuộc loại mong muốn. Đây chính là một tính chất rất đặc 
biệt của bán dẫn, khiến cho nó có nhiều ứng dụng. 
1.5 Chất bán dẫn loại N 
 Giả sử trong mạng tinh thể Si có lẫn một nguyên tử phốt pho (P).Nguyên tử 
phốt pho có năm êlectron ở lớp ngoài (hình 1.6a). Trong đó bốn êlectron tham ra 
liên kết cộng hoá trị với nguyên tử Si ở xung quanh. Êlectron còn lại liên kết yếu 
với nguyên tử P, nên ngay ở nhiệt độ thấp, nó đã có thể rễ dàng bứt khỏi nguyên 
tử P và trở thành êlectron tư do (hình 1.6b). Nguyên tử P trở thành một ion dương, 
nằm tại nút mạng. 
 Như vậy tạp chất P đã tạo nên thêm các 
êlectron dẫn, mà không làm tăng thêm số lỗ 
trống. Do đó bán dẫn Si pha P có số êlectron 
nhiều hơn số lỗ trống, tức là mật độ êlectron lớn 
hơn mật độ lỗ trống. Ta gọi êlectron là hạt tải 
điện cơ bản hay đa số, lỗ trống là hạt tải điện 
không cơ bản hay thiểu số. Bán dẫn như vậy 
được gọi là bán dẫn êlectron hay bán dẫn loại N. 
1.6 Lớp chuyển tiếp P-N 
1.6.1 Sự hình thành lớp chuyển tiếp P-N 
 Lớp chuyển tiếp P-N được hình thành khi 
ta cho hai mẫu bán dẫn khác loại, loại p và loại 
n, tiếp xúc với nhau (hình 1.7). 
Khi có tiếp xúc, lỗ trống và êlectron khuếch tán 
từ mẫu p sang mẫu n và ngược lại. Tuy nhiên do 
ở bán dẫn p, lỗ trống là hạt tải điện đa số, nên 
dòng khuếch tán từ bán dẫn p sang n chủ yếu là 
dòng lỗ trống. Lỗ trống từ p sang n tái hợp với 
êlectron tự do. Do đó ở phía bán dẫn n gần mặt 
phân cách hai mẫu bán dẫn không còn hạt tải 
điện tự do nữa. Ở đó chỉ có các ion tạp chất 
mang điện dương. Tương tự từ phía n sang phía 
p, dòng khuếch tán chủ yếu là êlectron. Phía p, gần mặt phân cách hai mẫu, có các 
ion tạp chất mang điện âm. 
 Kết quả của sự khuếch tán là ở mặt phân cách giữa hai mẫu bán dẫn, bên 
phía n có một lớp điện tích dương, bên phía bán dẫn p có một lớp điện tích âm. 
a) 
Si 
Si Si 
P+ 
Êlectron 
 b) 
 Hình 1.6:Tạp chất P tạo 
 thêm êlectron tự do 
N 
+ + + + + 
+ 
P 
Et 
Hình 1.7: Lớp chuyển tiếp 
p-n 
 8 
Tai đó suất hiện một điện trường trong Et hướng từ n sang p, có tác dụng ngăn cản 
sự khuếch tán ở các hạt mang điện đa số (và thúc đẩy sự khuếch tán của các hạt 
tiểu số). Cường độ của điện trường Et tăng dần làm dòng khuếch tán các hạt tải 
điện đa số giảm dần. Sự khuếch tán dừng lại khi cường độ điện trường này đạt giá 
trị ổn định. Ta nói rằng ở chỗ tiếp xúc hai loai bán dẫn đã hình thành lớp chuyển 
tiếp p - n. Lớp chuyển tiếp có điện trở lớn, vì ở 
đó hầu như không có hạt tải điện tự do. 
1.6.2 Dòng điện qua lớp chuyển tiếp p-n 
 Ta mắc hai đầu của bán dẫn lớp chuyển 
tiếp p - n vào một nguồn điện có hiệu điện thế U, 
sao cho cực dương của nguồn nối với bản dẫn p, 
cực âm của nguồn nối với bán dẫn n như trên 
(hình 1.8). 
 Điện trường ngoài En do nguồn điện gây 
ra ngược chiều với điện trường Et của lớp 
chuyển tiếp, làm yếu điện trường trong. Do đó, 
dòng chuyển dời của các hạt tải điện đa số được 
tăng cường, gây nên dòng điên I có cường độ 
lớn chạy theo chiều từ bán dẫn p sang bán dẫn n. 
Đó là dòng điện thuận được gây nên bởi hiệu 
điện thế thuận của nguồn điện. Dòng này tăng 
nhanh khi hiệu điện thế U tăng. Đây là trường 
hợp lớp chuyển tiếp p - n mắc theo chiều thuận, 
còn gọi là lớp chuyển tiếp p - n phân cực thuận. 
Như vậy, khi lớp chuyển tiếp được phân cực 
thuận, các hạt tải điện đa số ở hai phía đều đi 
đến lớp chuyển tiếp và vượt qua lớp này, gây 
nên sự phun lỗ trống vào bán dẫn loại n, và phun 
êlectron vào bán dẫn p. 
Ta đổi cực của nguồn điện mắc vào mẫu bán 
dẫn, tức là mắc cực dương vào bán dẫn n cực 
âm vào bán dẫn p (hình1.9). 
Điện trường ngoài En cùng chiều với điện 
trường trong Et . Vì thế, chuyển dời của các hạt 
tải điện đa số hoàn toàn bị ngăn cẳn. Qua lớp 
chuyển tiếp chỉ có dòng các hạt tải điện thiểu số 
gây nên dòng điện I chạy từ n sang p, có cường 
độ nhỏ và hầu như không thay đổi khi ta tăng điện thế U. Đó là dòng điện ngược, 
 N P 
Et 
En 
+ _ Ith 
 Hình 1.8: Lớp chuyển 
 tiếp p-n mắc vào nguồn 
 điện theo chiều thuận 
 N P 
Et 
En 
+ _ 
Ing 
Hình 1.9: Lớp chuyển tiếp 
 p-n mắc vào nguồn điện 
 theo chiều ngược 
 Hình 1.10: Đặc tuyến 
 von-ampe của lớp chuyển 
 tiếp p-n 
 9 
do điện thế ngược của nguồn gây nên. Đây là trường hợp lớp chuyển tiếp p - n 
mắc theo chiều ngược (hay phân cực ngược). 
 Như vậy, dòng điện qua lớp chuyển tiếp p - n mắc theo chiều thuận (từ p 
sang n) có cường độ lớn, dòng điện qua lớp chuyển tiếp p - n mắc theo chiều 
ngược có cường độ rất nhỏ. Lớp chuyển tiếp p - n dẫn điện tốt theo một chiều, từ p 
sang n. Lớp chuyển tiếp p - n có tính chất chỉnh lưu. 
1.6.3 Đặc tính vôn- ampe của lớp chuyển tiếp p-n 
 Khảo sát sự biến thiên của cường độ dòng điện theo hiệu điện thế, có thể 
thu được đường đặc trưng vôn - ampe, còn gọi là đặc tuyến vôn - ampe, của lớp 
chuyển tiếp p - n như trên (hình 1.10) 
Tính chất của lớp chuyển tiếp p - n được ứng dụng trong nhiều dụng cụ bán dẫn 
như điốt, tranzito... 
2. LINH KIỆN ĐIỆN CƠ BẢN 
- Trong bài giới thiệu cấu ...  K2) theo nguyên lý 
bảo vệ quá điện áp chúng ta có thể làm mạch bảo vệ điện áp thấp. 
 Hình 2.15: Sơ đồ mạch báo hiệu và bảo vệ quá điện áp 
 47
b. Hoạt động: 
Bình thường điện áp bằng 220V rơ le K không hút, tiếp điểm thường đóng K1 
đóng điện cho tải. Khi điện áp vào tăng cao, trên biến trở VR nhận một tín 
hiệu điện áp vượt ngưỡng làm việc của điốt ổn áp Đo, điốt ổn áp cho phép 
dòng điện chạy qua. Hai transitor T1 và T2 nhận tín hiệu dòng điện chạy từ 
điốt ổn áp, khuếch đại dòng điện này, cấp cho cuộn dây rơ le (K). Rơ le tác 
động làm mở tiếp điểm thường đóng K1, cắt điện tải; đóng tiếp điểm thường 
mở K2 cho đèn hiệu (ĐH) sáng, chuông kêu báo hiệu rằng điện áp đang qúa 
cao nên căt điện. 
3.2 Các loại mạch điều khiển 
3.2.1 Mạch điều khiển điện áp 
a. Sơ đồ: 
Hình 2.16 gồm máy phát điện, bộ điều áp IC, đèn báo nạp, khoá điện, ắc quy. 
b. Hoạt động: 
Bộ điều chỉnh IC đa chức năng được sử dụng phần lớn trên các xe hiện 
nay đặc biệt là trên các xe dòng Toyota. Bộ điều chỉnh kiểu M bao gồm một 
IC ghép chứa một mạch tổ hợp khối đơn (M.IC). Đối với tiết chế kiểu M thì 
IC có chức năng như một bộ phát hiện hở mạch trong cuộn rô to và cho đèn 
báo nạp do đó hệ thống nạp khá đơn giản. 
 Hình 2.16: Mạch điều chỉnh điện áp máy phát bằng IC 
- Khi bật khoá điện trạng thái ON, động cơ tắt 
Khi bật khoá điện trạng thái ON sẽ cấp điện áp ắc quy đến cực IG của 
tiết chế IC. Điện áp này được phát hiện bởi M.IC và Tr1 được mở làm dòng 
kích từ ban đầu chạy đến cuộn rô to qua ắc quy và cực B. Để giảm dòng điện 
phóng qua ắc quy khi bật khoá điện, MIC giữ dòng kích từ ở giá trị nhỏ 
khoảng 0,2A bằng cách bật và tắt gián đoạn Tr1. Do việc phát điện chưa bắt 
đầu nên điện áp cực P bằng 0. Điện áp này được M.IC phát hiện, nó tắt Tr1, 
bật Tr2 làm cho đèn báo nạp bật sáng (hình vẽ). 
 48
Dòng điện phát ra bởi máy phát (thấp hơn điện áp tiêu chuẩn) 
Khi máy phát bắt đầu phát điện và điện áp cực P tăng, bộ M.IC chuyển 
Tr1 từ trạng thái tắt mở gián đoạn sang trạng thái mở liên tục làm cho dòng 
kích thích đủ lớn được cung cấp từ ắc quy đến cuộn rô to. Vì vậy dòng điện 
phát ra tăng đột ngột. Khi điện áp P tăng, bộ M.IC tắt Tr2 và bật Tr1 do sau đó 
không có sự chênh lệch điện áp nên đèn báo nạp tắt (hình vẽ). 
Khi Tr1 vẫn bật và điện áp cực S đạt tới điện áp tiêu chuẩn, trạng thái này 
được phát hiện bởi bộ Mc và Tr1 tắt. Khi điện áp cực S giảm xuống khoảng 
tiêu chuẩn, bộ MIC phát hiện sự giảm này và lại bật Tr1. Bằng cách lặp lại quá 
trình này điện áp cực S sẽ được giữ ở điện áp tiêu chuẩn. Do điện áp cực P 
cao bộ MIC giữ Tr2 tắt và Tr1 bật nên đèn báo nạp vẫn không sáng. 
3.2.2 Mạch điều khiển đánh lửa 
a. Sơ đồ: 
Sơ đồ có các bộ phận như (hình 2.17) 
T1, T2: transitor 
AM: khoá điện 
b. Hoạt động: 
- Khi bật khoá điện, động 
cơ chưa nổ, cực gốc và 
cực góp của transitor T1, 
T2 có sự chênh lệch điện 
thế nhưng chưa đến 
ngưỡng mở nên T1, T2 
khoá, không có dòng sơ 
cấp qua cuộn W1. 
- Khi động cơ nổ rô to 
phát tín hiệu quay các 
vấu rôto quét qua cuộn 
dây điều khiển làm cuộn 
dây điều khiển suất hiện 
suất điện động xoay 
chiều 
Hình 2.17 Mạch điều khiển đánh lửa 
điện tử không tiếp điểm 
. Khi đầu nối với cực gốc của transitor dương thì transitor sẽ dẫn, có dòng sơ cấp 
chạy như sau: (+) ắc quy → cầu chì → khoá điện → W1 → T1, T2 → mát. Sau đó 
cực này lại đổi dấu (-) làm T1, T2 khoá, làm mát dòng sơ cấp đột ngột, cảm ứng 
cuộn thứ cấp W2 suất hiện một suất điện động cao áp từ 25000V đến 30000V 
phóng lửa ra bugi. 
3.2.3 Mạch điều khiển xin đường 
a. Sơ đồ(hình 2.18) 
b. Hoạt động: 
 49
- Bật công tắc xin đường phải (RH): 
Dòng điều khiển từ (+ ) ắc qui → CC tổng→ KĐ →CC→Cực IG(IC) 
→ER(IC) →CT →mát. 
IC mở Tranzitor T1 có dòng qua rơ le, đóng K1 
Dòng làm việc từ (+) ắc qui đến cực +B (IC) qua K1 đến cực LR(IC) đến các 
đèn xin đường phải và đèn báo xin đường phải, ra mát. 
- Bật công tắc xin đường phải (RH): (Dòng điện đi tương tự) 
Dòng điều khiển từ (+ ) ắc qui → CC tổng →KĐ → CC →Cực IG (IC) →ER 
(IC)→ CT → mát. 
IC mở Tranzitor T2 có dòng qua rơ le, đóng K2 
Dòng làm việc từ (+) ắc qui đến cực +B (IC)qua K2 đến cực LL(IC) đến các 
đèn xin đường trái và đèn báo xin đường trái, ra mát. 
- Khi bật công tắc cảnh báo ( Xin dường đi thẳng hoặc báo nguy ) 
Dòng điều khiển từ (+ ) ắc qui → CC tổng → KĐ → CC → Cực IG(IC) → 
EHW(IC) → CT → mát. 
IC mở Tranzitor T1 và T2 có dòng qua hai rơ le, đóng K1 và K2 có dongf điện 
đến tất cả các đèn xin đường phải và trái. 
Hình 2.18 sơ đồ mạch điều khiển xin đường 
K2 
T1 T2 
K1 
ắc qui 
CC 
 50
Câu hỏi ôn tập chương 
1 Trình bày sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu dòng điện xoay 
chiều? 
2. Trình bày các loại mạch chỉnh lưu dòng điện xoay chiều? 
3. Trình bày sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch khuyếch đại? 
4. Nêu đặc điểm và nguyên lý hoạt động của các loại mạch khuyếch đại? 
5. Nếu khái niệm và công dụng mạch điều khiển? 
5. Trình bày sơ đồ và nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển điện tử? 
6. Trình bày sơ đồ mạch báo hiệu và bảo vệ quá áp? 
 51
CHƯƠNG 3: CÁC MẠCH ĐIỆN TỬ CƠ BẢN TRONG ÔTÔ 
3. Các mạch điện tử cơ bản trong ôtô MH 08 - 03 
Trong chương giới thiệu ứng dụng các linh kiện điện tử vào các mạch điện trong 
ôtô: mạch chỉnh lưu, các loại mạch điều khiển điện áp và các mạch đánh lửa. 
Mục tiêu: 
- Giải thích được các mạch điện tử cơ bản trên ô tô 
- Vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý làm việc mạch chỉnh lưu, mạch điều chỉnh điện 
áp máy phát và mạch điều khiển đánh lửa điện tử. 
- Tuân thủ các quy định, quy phạm về kỹ thuật điện tử. 
Nội dung: 
1. MẠCH CHỈNH LƯU CẦU BA PHA 
Mục tiêu 
- Giải thích được sơ đồ và trình bày được nguyên lý hoạt động của mạch chỉnh lưu 
cầu ba pha. 
1.1 Sơ đồ: 
Mạch chỉnh lưu cầu ba pha 
(hình 3.1) là sơ đồ cầu nắn điện 
3 pha. Mỗi pha nắn cả hai nửa 
chu kỳ, điện áp nắn ra là điện 
áp dây, như vậy sẽ có 6 nửa chu 
kỳ nắn qua phụ tải là dòng điện 
một chiều.Điện áp đã chỉnh lưu 
ba pha như 
 (hình 3.2) 
1.2 Nguyên lý hoạt động 
Giả sử thời điểm 1 điện áp tức thời pha A là lớn nhất, điện thế dương. Dòng 
điện tải đi như sau: Pha A® điốt 2 ® phụ tải® mát® điốt 4,6 để về pha C và pha B 
® điểm 0. 
® pha A. Thời điểm 2 thì pha A nhỏ nhất, dòng điện tải để pha A® 0 ® pha B điốt 1 
và pha C điốt 3 ® tải® mát® điốt 5 ® pha A ® 0. 
 Hình 3.1: Mạch chỉnh lưu cầu 3 pha 
 52
 Hình 3.2: Dòng điện 3 pha chưa chỉnh lưu và đã chỉnh lưu 
2. MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐIỆN ÁP MÁY PHÁT ĐIỆN 
Mục tiêu 
- Giải thích được sơ đồ nguyên lý và trình bày được nguyên lý hoạt động. 
- Giải thích được sơ đồ và trình bày được nguyên lý hoạt động của các mạch điều 
khiển điện áp máy phát. 
2.1 Sơ đồ nguyên lý mạch điện điều khiển điện áp dùng IC 
2.1.1. Sơ đồ 
Hình 3.3: gồm máy 
phát điện có cuộn 
dây stato, D cụm điốt 
nắn điện và cuộn dây 
kích thích rôto. 
- Bộ điều khiển hai 
transitor T1, T2, địên 
rở R và điốt ổn áp 
ZD, nối với ắc quy 
như hình vẽ. 
 Hình 3.3: Sơ đồ nguyên lý mạch 
 điều khiển điện áp dùng IC 
2.1.2. Hoạt động: 
- Khi điện áp ra tại chân B thấp, điốt ổn áp ZD chưa bị đánh thủng nên T2 
khoá, điện áp ắc quy được cấp đến cực gốc của T1 qua điện trở R1 và T1 dẫn, 
nên có dòng kích từ tới cuộn rô to theo sơ đồ B ® cuộn rô to ® E ® T1 ® 
F®mát . Khi điện áp ra tại cực B cao, điện áp điện áp cao hơn sẽ tác dụng lên 
điốt Zenner (ZD) và đi ốt này đạt tới điện áp đánh thủng, ZD trở nên dẫn điện 
vì vậy T2 mở, T1 khoá làm gián đoạn dòng kích từ điều chỉnh được điện áp ra 
của máy phát ổn định. 
 53
2.2 Các loại mạch điều chỉnh điện áp máy phát điện 
2 2.1 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động mạch điều chỉnh điện áp bán dẫn: 
a. Sơ đồ: 
Hình 3.4: sơ đồ mạch điều chỉnh điện áp máy phát 3 pha gồm: 
A: Am pe kế 
Kđ: khoá điện 
ĐZ: điốt ổn áp 
T1, T2: Transitor 
R, Rb1, Rb2: các điện trở 
Rt: điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm 
RP: điện trở phụ 
Znt: điốt hồi tiếp 
Đc: điốt bảo vệ transitor 
Wkt: cuộn dây kích thích rôto 
3 cuộn dây ba pha máy phát đấu với cụm điốt nắn dòng như trên. 
 Hình 3.4: Sơ đồ mạch điều chỉnh điện áp máy phát bán dẫn 
b. Hoạt động: 
- Ở số vòng quay nhỏ của máy phát, điện áp thấp hơn quy định thì đi ốt ổn 
áp ĐZ không cho dòng điện qua. Cực gốc B1 của tranzitor T1 nối với cực dương ắc 
quy qua R và RT nên bị khoá. Tranzitor T2 mở: Dòng điện phát gốc : Cực “+” ắc 
quy® ampe kế ® khoá điện ® 30 ® Znt ® E2 ® B2 ®Rb2 ® mát ® âm ắc 
quy. Tranzitor T2 mở. Có dòng kích thích máy phát Ikt cũng là dòng phát - góp: 
 54
Cực “+” ắc quy ® ampe kế ® khoá điện ® 30 ® Znt ® E2 ® C2 ® F ® Wkt 
® mát ® âm ắc quy. 
- Ở số vòng quay cao, điện áp máy phát quá giới hạn quy định thì đi ốt ổn áp 
ĐZ bị đánh thủng. Như vậy cực gốc của Tranzitor T1 được nối với điện trở gốc Rb1 
có điện thế âm nên Tranzitor T1 mở. Vì vậy có dòng điện phát góp của T1 qua E1, 
C1, Rb2. Cực gốc của Tranzitor T2 được nối với cực góp C1 nên B2 lại có điện thế 
dương hơn cực phát E2 (vì còn phải qua đi ốt hồi tiếp Zht) nên Tranzitor T2 khoá 
tích cực. Chính vì vậy dòng điện kích thích phải qua điện trở phụ nên nó bị giảm đi. 
Dòng điện kích thích máy phát: Cực “+” ắc quy® ampe kế® khoá điện® 30® 
Znt® Rp® F ® Wkt ® mát® âm ắc quy. 
- Điện trở nhiệt RT có hệ số nhiệt điện trở âm còn R có hệ số nhiệt điện trở 
dương hai điện trở này đấu song song thì khi nhiệt độ tăng hay giảm trị số tương 
đương vẫn không đổi khi Tranzitor T2 đóng, mở đột ngột thì trong cuộn dây Wkt xuất 
hiện s.đ.đ cảm ứng sẽ có dòng điện cảm ứng theo hướng cũ: Wkt ® mát® mát® 
Đc® F® F® Wkt. Như vậy để bảo vệ Tranzitor T1 và T2(sẽ không qua Rb1 và Rb2). 
- Như vậy khi số vòng quay máy phát nhỏ mạch điều khiển cung cấp dòng qua 
cuộn Wkt lớn, làm máy phát phát ra điện áp lớn, khi số vòng quay máy phát lớn, 
mạch điều khiển cung cấp cho dòng qua Wkt nhỏ để máy phát phát ra điện áp không 
quá lớn, cứ như thế mạch điều khiển, điều chỉnh điện áp máy phát phát ra ổn định 
trong một khoảng thích hợp. 
2.2.2 Mạch điều chỉnh điện áp máy phát bằng vi mạch: 
a. Sơ đồ: 
Hình 3.5: sơ đồ mạch điều chỉnh điện áp máy phát 3 pha gồm: 
A: Am pe kế 
Kđ: khoá điện 
T1, T2, T3: Transitor 
Д2, Д3: điốt ổn áp 
R, R1, R2, R4, R5: các điện trở 
R3: Biến trở 
Wk: cuộn dây kích thích rôto máy phát điện 
 55
 Hình 3.5: mạch điều chỉnh điện áp máy phát điện bằng vi mạch 
b. Hoạt động: 
- Điện áp máy phát thấp hơn điện áp hiệu chỉnh, điốt ổn áp Д2, Д3 chưa bị đánh 
thủng thì Transitor T3 khoá, thì có các dòng điện sau đây: 
+ Mạch điện bộ phận phân phối: 
Cực “+” ắc quy ® khoá điện BK ® B ® R4 ® R3 ® mát. 
+ Mạch điện điều khiển tranzitor T1: 
Cực “+” ắc quy® B® R5® B2- e2® B1 - e1 ® R® mát. 
+ Mạch kích thích máy phát: 
Cực “+” ắc quy® B3® Wkt® Ш ® k1® e1 ® R® mát. 
- Điện áp máy phát cao hơn điện áp hiệu chỉnh:thì đi ốt ổn áp Д2, Д3 bị đánh thủng làm 
cực B3 của transitor T3 nối mát, tranzitor T3 dẫn và có dòng gốc và dòng góp của T3 sẽ đi 
qua cực phát e3 , và e1 của T1 làm điện thế e1 dương hơn (khi chưa mở Д2, Д3, ) làm giảm 
dòng kích thích máy phát, làm giảm điện áp máy phát ...khi điện áp máy phát thấp 
ngưỡng đánh thủng Д2, Д3, thì Д2, Д3, lại đóng làm T3 khoá, T1, T2 dẫn điều khiển 
dòng kích thích máy phát lớn. Cứ như vậy bộ điều chỉnh sẽ điều chỉnh điện áp 
máy phát phát ra ổn định trong một khoảng thích hợp. 
2.2.3 Mạch điều chỉnh điện áp máy phát bằng IC (như hình 3.15). 
3. MẠCH ĐIỀU KHIỂN ĐÁNH LỬA ĐIỆN TỬ 
Mục tiêu 
- Giải thích được sơ đồ nguyên lý và trình bày được nguyên lý hoạt động. 
- Giải thích được sơ đồ và trình bày được nguyên lý hoạt động của các mạch điều 
khiển đánh lửa điện tử. 
3.1 Sơ đồ và nguyên lý hoạt động: 
a. Sơ đồ: 
 1. Ắc quy 
 2. Bộ phận điều khiển 
 2.3 Nắp chia điện 
 3. Biến áp đánh lửa (bô bin) 
 56
 4. Bugi 
 KZ, Kk: Khoá điện 
 Rp: điện trở phụ 
 W1: Cuộn sơ cấp bô bin 
 W2: Cuộn thứ cấp bô bin 
 Hình 3.6: nguyên lý mạch điều khiển đánh lửa 
b. Hoạt động (hình 3.6): 
Khi tiếp điểm KK’ đóng: Có dòng điện gốc IB = 0,5 ¸ 0,7 ampe làm Trangzitor mở ra, và 
có dòng điện góp Ik = 5 ¸ 7A. Như vậy dòng điện sơ cấp ISC = IB + IK lớn. Dòng điện 
gốc IB đi : ắcquy - ampe kế A - Khoá K3 - RP - W1- Cực phát E - Cực gốc B - KK’ 
đóng - ra mát về âm ắc quy, thì Trangzitor mở có dòng góp đi : ắcquy - ampe kế A 
- Khoá K3 - RP - W1- Cực phát E - Cực góp K - mát - âm ắc quy - điện trở lúc 
Trangzito mở 0,10 ¸ 0,15 W thời gian mở mạch : 3¸5ms. 
Khi tiếp điểm KK’ mở : 
Dòng điện gốc IB = 0, Trangzito khoá và dòng góp IK = 0 dòng ISC mất đột ngột 
thì trong cuộn dây thứ cấp W2 xuất hiện sức điện động cảm ứng 25000 ¸ 30000 
vôn đánh lửa ra các budi. Và bản thân cuộn sơ cấp W1 cũng suất hiện sức điện 
động tự cảm dưới 100vôn. 
3.2 Các loại mạch điều khiển đánh lửa điện tử 
3.2.1 Mạch điều khiển đánh lửa điện tử không tiếp điểm (như hình 3.16) 
2.2.2 Mạch điều khiển đánh lửa điện tử ECU(điều khiển đánh lửa lập trình): 
a. Sơ đồ (hình 3.7; 3.8): 
 57
Hình 3.7:Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa ECU có đen cô 
 Hình 3.8: Mạch điện điều khiển đánh lửa ECU 
 Hình 3.9: Sơ đồ khối hệ thống đánh lửa ECU không có đen cô 
 (đánh lửa trực tiếp) 
 58
b. Hoạt động: 
 ECU nhận các tín hiệu như tốc độ động cơ (Ne), vị trí trục khuỷu (G), 
lượng không khí nạp (VG) hoặc áp suất ống nạp (PIM),..., tín hiệu các cảm biến 
(hình 3.11). Các tín hiệu này dưới dạng điện áp thay đổi. ECU xử lý các tín hiệu 
và đưa ra các xung tín hiệu phù hợp với góc đánh lửa sớm tối ưu để diều khiển 
Transitor Tr1 dẫn, tạo ra xung IGT đến IC đánh lửa. Các xung IGT điều khiển Tr2 
dẫn để có dòng diện chạy qua sơ cấp bô bin, khi xung IGT ngắt Tr2 khoá làm mất 
dòng sơ cấp đột ngột cảm ứng cuộn thứ cấp suất hiện suất điện động cao áp phóng 
lửa ra bugi. 
Sức điện động tự cảm tạo ra trong cuộn sơ cấp bị ngắt tạo một tín hiệu IGF gửi về 
ECU để ECU xác nhận hệ thống đánh lửa đang hoạt động bình thường. 
- Mạch diều khiển góc ngậm điện: điều khiển Tr2 dẫn để đảm bảo điện áp thứ cấp 
thích hợp. 
- Mạch chống khoá: ngắt cưỡng bức Tr2 nếu có dòng chạy liên tục trong một chu 
kỳ dài hơn. 
- Mạch bảo vệ quá áp:ngắt cưỡng bức Tr2 nếu có điện áp nguồn cung cấp quá cao. 
Câu hỏi ôn tập: 
1. Giải thích sơ đồ và trình bày nguyên lý làm việc của mạch chỉnh lưu cầu ba 
pha? 
2. Giải thích sơ đồ nguyên lý và trình bày hoạt động mạch điện điều khiển điện áp 
dùng IC? 
3. Giải thích sơ đồ và trình bày nguyên lý hoạt động mạch điều khiển điện áp bán 
dẫn, IC và vi mạch? 
4.Giải thích sơ đồ nguyên lý và trình bày hoạt động của mạch đánh lửa điện tử? 
5.Trình bày nguyên lý hoạt động của mạch điều khiển đánh lửa điện tử không tiếp 
điểm? 
6. Giải thích sơ đồ và trình bày nguyên lý hoạt động mạch điều khiển đánh lửa 
lập trình loại có đen cô và loại không có đen cô? 
 59
Tài liệu tham khảo: 
1.KS Phạm Đình Bảo (2004), Điện tử căn bản, nhà xuất bản khoa học và kỹ thuật 
2. Tổng cục dạy dạy nghề (2012), Giáo trình môn học Điện tử cơ bản, Tổng cục 
dạy nghề ban hành, Hà nội 
3. Hoàng Ngọc Văn (1999), Giáo trình điện tử, đại học quốc gia thành phố Hồ 
Chí Minh trường Đại học sư phạm kỹ thuật. 
5. Đào Quang Lợi (2002), Giáo trình điện ôtô- máy kéo- xe máy, trường công 
nhân cơ khí nông nghiệp I trung ương. 
6. Lê Thị Hồng Tắm (2009), Giáo trình Kỹ thuật Điện tử, thành phố Hồ Chí 
Minh.