Giáo trình Lập trình PLC nâng cao - Khái quát chung về linh kiện điện tử
Phân loại dựa trên đặc tính vật lý
Linh kiện hoạt động trên nguyên lý điện từ và hiệu ứng bề mặt: điện trở bán dẫn,
DIOT, BJT, JFET, MOSFET, điện dung MOS IC từ mật độ thấp đến mật độ siêu
cỡ lớn UVLSI.
Linh kiện hoạt động trên nguyên lý quang điện: quang trở, Photođiot, PIN, APD,
CCD, họ linh kiện phát quang LED, LASER, họ linh kiện chuyển hoá năng lượng
quang điện như pin mặt trời, họ linh kiện hiển thị, IC quang điện tử
Linh kiện hoạt động dựa trên nguyên lý cảm biến: họ sensor nhiệt, điện, từ, hoá
học; họ sensor cơ, áp suất, quang bức xạ, sinh học và các chủng loại IC thông minh
dựa trên cơ sở tổ hợp công nghệ IC truyền thống và công nghệ chế tạo sensor.
Linh kiện hoạt động dựa trên hiệu ứng lượng tử và hiệu ứng mới: các linh kiện
được chế tạo bằng công nghệ nano có cấu trúc siêu nhỏ: Bộ nhớ một điện tử,
Transistor một điện tử, giếng và dây lượng tử, linh kiện xuyên hầm một điện tử,
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Lập trình PLC nâng cao - Khái quát chung về linh kiện điện tử
BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG CAO ĐẲNG XÂY DỰNG THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH GIÁO TRÌNH LƯU HÀNH NỘI BỘ KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ CƠ BẢN TP. HỒ CHÍ MINH 2018 KHÁI QUÁT CHUNG VỀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Giới thiệu: Linh kiện điện tử là các phần tử linh kiên rời rạc, mạch tích hợp (IC) tạo nên mạch điện tử, hệ thống điện tử. Linh kiện điện tử được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực. Nổi bật nhất là ứng dụng trong lĩnh vực điện tử -viễn thông, CNTT. Linh kiện điện tử rất phong phú, nhiều chủng loại đa dạng.Công nghệ chế tạo linh kiện điện tử phát triển mạnh mẽ, tạo ra những vi mạch có mật độ rất lớn (Vi xử lý Pentium 4: > 40 triệu Transistor,) Xu thế các linh kiện điện tử có mật độ tích hợp ngày càng cao, tính năng mạnh, tốc độ lớn Mục tiêu: - Trình bày được khái quát về sự phát triển công nghệ điện tử - Trình bầy được vật liệu điện tử,phân loại và ứng dụng của linh kiện điện tử - Rèn luyện tính nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc. 1.Lịch sử phát triển công nghệ điện tử Mục tiêu: Trình bầy được lịch sử phát triển công nghệ điện tử Các cấu kiện bán dẫn như diodes, transistors và mạch tích hợp (ICs) có thể tìm thấy khắp nơi trong cuộc sống (Walkman, TV,ôtô, máy giặt, máy điều hoà, máy tính, ). Những thiết bị này có chất lượng ngày càng cao với giá thành rẻ hơn. PCs minh hoạ rất rõ xu hướng này Nhân tố chính đem lại sự phát triển thành công của nền công nghiệp máy tính là việc thông qua các kỹ thuật và kỹ năng công nghiệp tiên tiến người ta chế tạo được các transistor với kích thước ngày càng nhỏ→ giảm giá thành và công suất. Lịch sử phát triển : - 1883 Thomas Alva Edison (“Edison Effect”) - 1904 John Ambrose Fleming (“Fleming Diode”) - 1906 Lee de Forest (“Triode”)Vacuum tube devices continued to evolve - 1940 Russel Ohl (PN junction) - 1947 Bardeen and Brattain (Transistor) - 1952 Geoffrey W. A. Dummer (IC concept) - 1954 First commercial silicon transistor - 1955 First field effect transistor – FET - 1958 Jack Kilby (Integrated circuit) - 1959 Planar technology invented - 1960 First MOSFET fabricated At Bell Labs by Kahng - 1961 First commercial ICs Fairchild and Texas Instruments - 1962 TTL invented - 1963 First PMOS IC produced by RCA - 1963 CMOS invented Frank Wanlass at Fairchild Semiconductor - U. S. patent # 3,356,858 2.Phân loại linh kiện điện tử Mục tiêu: - Trình bầy được nội dung để làm căn cứ phân loại linh kiên điện tử 2.1.Phân loại dựa trên đặc tính vật lý Linh kiện hoạt động trên nguyên lý điện từ và hiệu ứng bề mặt: điện trở bán dẫn, DIOT, BJT, JFET, MOSFET, điện dung MOS IC từ mật độ thấp đến mật độ siêu cỡ lớn UVLSI. Linh kiện hoạt động trên nguyên lý quang điện: quang trở, Photođiot, PIN, APD, CCD, họ linh kiện phát quang LED, LASER, họ linh kiện chuyển hoá năng lượng quang điện như pin mặt trời, họ linh kiện hiển thị, IC quang điện tử Linh kiện hoạt động dựa trên nguyên lý cảm biến: họ sensor nhiệt, điện, từ, hoá học; họ sensor cơ, áp suất, quang bức xạ, sinh học và các chủng loại IC thông minh dựa trên cơ sở tổ hợp công nghệ IC truyền thống và công nghệ chế tạo sensor. Linh kiện hoạt động dựa trên hiệu ứng lượng tử và hiệu ứng mới: các linh kiện được chế tạo bằng công nghệ nano có cấu trúc siêu nhỏ: Bộ nhớ một điện tử, Transistor một điện tử, giếng và dây lượng tử, linh kiện xuyên hầm một điện tử, 2.2 Phân loại dựa trên chức năng xử lý tín hiệu ( hình 1) Hình 1 : Phân loại linh kiện dựa trên chức năng xử lí tín hiệu 2.3.Phân loại theo ứng dụng Vi mạch và ứng dụng: (hình 2;hình 3) - Processors : CPU, DSP, Controllers - Memory chips : RAM, ROM, EEPROM - Analog : Thông tin di động ,xử lý audio/video - Programmable : PLA, FPGA - Embedded systems : Thiết bị ô tô, nhà máy , Network cards System-on-chip (SoC). Hình 2: Ứng dụng của vi mạch Hình 3 : Ứng dụng của linh kiện điện tử Linh kiện thụ động: R,L,C Linh kiện tích cực: DIOT, BJT, JFET, MOSFET Vi mạch tích hợp IC: IC tương tự, IC số, Vi xử lý Linh kiện chỉnh lưu có điều khiển Linh kiện quang điện tử: Linh kiện thu quang, phát quang 3. Giới thiệu về vật liệu điện tử Mục tiêu: - Giới thiệu được các loại vật liệu điện tử 3.1.Chất cách điện (chất điện môi) Định nghĩa : Là chất dẫn điện kém, là các vật chất có điện trở suất cao (107 ÷1017Ω.m) ở nhiệt độ bình thường.Chất cách điện gồm phần lớn các vật liệu vô cơ cũng như hữu cơ. Tính chất ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng của linh kiện - Các tính chất của chất điện môi . - Độ thẩm thấu điện tương đối(hằng số điện môi - ε) - Độ tổn hao điện môi (Pa) - Độ bền về điện của chất điện môi (Eđ.t) - Nhiệt độ chịu đựng - Dòng điện trong chất điện môi (I) - Điện trở cách điện của chất điện môi 3.2.Chất dẫn điện Định nghĩa : Là vật liệu có độ dẫn điện cao. Trị số điện trở suất của nó (khoảng 10-8 ÷ 10-5 Ωm) nhỏ hơn so với các loạivật liệu khác.Trong tự nhiên chất dẫn điện có thể là chất rắn–kim loại, chất lỏng–kim loại nóng chảy, dung dịch điện phân hoặc chấtkhí ở điện trường cao. Các tính chất của chất dẫn điện - Điện trở suất - Hệ số nhiệt của điệntrở suất(α) - Hệ số dẫn nhiệt: λ - Công thoát của điện tử trong kim loại - Điện thế tiếp xúc 3.3.Vật liệu từ Định nghĩa: Vật liệu từ là vật liệu khi đặt vào trong một từ trường thì nó bị nhiễm từ - Các tính chất đặctrưng cho vậtliệutừ - Từ trở và từ thẩm - Độ từ thẩmtương đối(μr) - Đường cong từ hóa BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN Mã bài: 13-01 Giới thiệu: Nền tảng cơ sở của hệ thống điện nói chung và điện kỹ thuật nói riêng xoay quanh vấn đề dẫn điện, cách điện của vật chất gọi là vật liệu điện. Do đó hiểu được bản chất của vật liệu điện, vấn đề dẫn điện và cách điện của vật liệu, linh kiện là một nội dung không thể thiếu được trong kiến thức của người thợ điện, điện tử. Đó chính là nội dung của bài học này. Mục tiêu : - Phát biểu được tính chất, điều kiện làm việc của dòng điện trên các linh kiện điện tử theo nội dung bài đã học. - Tính toán được điện trở, dòng điện, điện áp trên các mạch điện một chiều theo điều kiện cho trước. - Rèn luyện tính chính xác, nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc. 1.Vật dẫn điện và cách điện Mục tiêu: - Trình bầy được các khái niệm cơ bản về vật dẫn điện, vật cách điện - Trình bầy được các đặc tính của vật dẫn điện, cách điện 1.1 Vật dẫn điện và cách điện: Trong kỹ thuật người ta chia vật liệu thành hai loại chính: Vật cho phép dòng điện đi qua gọi là vật dẫn điện Vật không cho phép dòng điện đi qua gọi là vật cách điện Tuy nhiên khái niệm này chỉ mang tính tương đối. Chúng phụ thuộc vào cấu tạo vật chất, các điều kiện bên ngoài tác động lên vật chất Về cấu tạo: Vật chất được cấu tạo từ các phần tử nhỏ nhất gọi là nguyên tử. Nguyên tử được cấu tạo gồm hạt nhân (gồm proton là hạt mang điện tích dương (+) , neutron là hạt không mang điện) và lớp vỏ của nguyên tử (là các electron mang điện tích âm e-- ). Vật chất được cấu tạo từ mối liên kết giữa các nguyên tử với nhau tạo thành tính bền vững của vật chất. (hình1-1) Hình 1-1. Cấu trúc mạng liên kết nguyên tử của vật chất Các liên kết tạo cho lớp vỏ ngoài cùng có số lượng proton bằng số lượng electron , với trạng thái đó nguyên tử mang tính bền vững và được gọi là trung hoà về điện. Các chất loại này không có tính dẫn điện, gọi là chất cách điện Các liên kết tạo cho lớp vỏ ngoài cùng có số lượng proton khác số lượng electron thì trở thành ion, chúng dễ cho và nhận điện tử, các chất này gọi là chất dẫn điện Về nhiệt độ môi trường: Trong điều kiện nhiệt độ bình thường (< 250C) các nguyên tử liên kết bền vững. Khi tăng nhiệt độ, động năng trung bình của các nguyên tử gia tăng làm các liên kết yếu dần, một số e -- thoát khỏi liên kết trở thành e-- tự do, lúc này nếu có điện trường ngoài tác động vào, vật chất có khả năng dẫn điện. Về điện trường ngoài: Trên bề mặt vật chất, khi đặt một điện trường hai bên chúng sẽ xuất hiện một lực điện trường E. Các e-- sẽ chịu tác động của lực điện trường này, nếu lực điện trường đủ lớn, các e-- sẽ chuyển động ngược chiều điện trường, tạo thành dòng điện. Độ lớn của lực điện trường phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai điểm đặt và độ dày của vật dẫn. Tóm lại: Sự dẫn điện hay cách điện của vật chất phụ thuộc nhiều vào các yếu tố: Cấu tạo nguyên tử của vật chất Nhiệt độ của môi trường làm việc Hiệu điện thế giữa hai điểm đặt lên vật chất Độ dày của vật chất Vật dẫn điện: vật liệu dẫn điện là vật chất ở trạng thái bình thường có khả năng dẫn điện. Nói cách khác, là chất ở trạng tháI bình thường có sẵn các điện tích tự do để tạo thành dòng điện 1.2.Các đặc tính của vật dẫn điện, vật cách điện - Các đặc tính của vật liệu dẫn điện . - Điện trở suất - Hệ số nhiệt - Nhiệt độ nóng chảy - Tỷ trọng Các thông số và phạm vi ứng dụng của các vật liệu dẫn điện thông thường được giới thiệu trong (Bảng 1-1) Bảng 1-1. Vật liệu dẫn điện tt Tên vật liệu Điện trở suẩt mm2/m Hệ số nhiệt Nhiệt độ nóng chảy t0C Tỷ trọng Hợp kim Phạm vi ứng dụng Ghi chú 1 Đồng đỏ hay đồng kỹ thuật 0,0175 0,004 1080 8,9 Chủ yếu dùng làm dây dẫn 2 Thau (0,03 - 0,06) 0,002 900 3,5 đồng với kẽm - Các lá tiếp xúc - Các đầu nối dây 3 Nhôm 0,028 0,0049 660 2,7 - Làm dây dẫn điện - Làm lá nhôm trong tụ xoay - Làm cánh toả nhiệt - Dùng làm tụ điện (tụ hoá) - Bị ôxyt hoá nhanh, tạo thành lớp bảo vệ, nên khó hàn, khó ăn mòn - Bị hơi nước mặn ăn mòn 4 Bạc 960 10,5 - Mạ vỏ ngoài dây dẫn để sử dụng hiệu ứng mặt ngoài trong lĩnh vực siêu cao tần 5 Nic ken 0,07 0,006 1450 8,8 - Mạ vỏ ngoài dây dẫn để sử dụng hiệu ứng mặt ngoài trong lĩnh vực siêu cao tần Có giá thành rẻ hơn bạc 6 Thiếc 0,115 0,0012 230 7,3 Hợp chất dùng để làm chất hàn gồm: - Thiếc 60% - Chì 40% - Hàn dây dẫn. - Hợp kim thiếc và chì có nhiệt độ nóng chảy thấp hơn nhiệt độ nóng chảy của từng kim loại thiếc và chì.. Chất hàn dùng để hàn trong khi lắp ráp linh kiện điện tử 7 Chì 0,21 0,004 330 11,4 - Cầu chì bảo vệ quá dòng - Dùng trong ac qui chì - Vỏ bọc cáp chôn Dùng làm chát hàn (xem phần trên) 8 Sắt 0,098 0,0062 1520 7,8 - Dây săt mạ kem làm dây dẫn với tải nhẹ - Dây lưỡng kim gồm lõi sắt vỏ bọc đồng làm dây dẫn chịu lực cơ học lớn - Dây sắt mạ kẽm giá thành hạ hơn dây đồng - Dây lưỡng kim dẫn điện gần như dây đồng do có hiệu ứng mặt ngoài 9 Maganin 0,5 0,00005 1200 8,4 Hợp chất gồm: - 80% đồng - 12% mangan - 2% nic ken Dây điện trở 10 Contantan 0,5 0,000005 1270 8,9 Hợp chất gồm: - 60% đồng - # 40% nic ken - # 1% Mangan Dây điện trở nung nóng 11 Niken - Crôm 1,1 0,00015 1400 (nhiệt độ làm việc: 900) 8,2 Hợp chất gồm: - 67% Nicken - 16% săt - 15% crôm -1,5% mangan - Dùng làm dây đốt nóng (dây mỏ hàn, dây bếp điện, dây bàn là) - Các đặc tính của vật liệu cách điện . - Độ bền về điện. - Nhiệt độ chịu đựng. - Hằng số điện môi. - Góc tổn hao. - Tỉ trọng. Các thông số và phạm vi ứng dụng được trình bày ở (Bảng 1-2) Bảng 1-2. Vật liệu cách điện TT Tên vật liệu Độ bền về điện (kV/mm) t0C chịu đựng Hằng số điện môi Góc tổn hao Tỷ trọng Đặc điểm Phạm vi ứng dụng 1 Mi ca 50-100 600 6-8 0,0004 2,8 Tách được thành từng mảnh rất mỏng - Dùng trong tụ điện - Dùng làm vật cách điện trong thiết bị nung nóng (VD:bàn là) 2 Sứ 20-28 1500-1700 6-7 0,03 2,5 - Giá đỡ cách điện cho đường dây dẫn - Dùng trong tụ điện, đế đèn, cốt cuộn dây 3 Thuỷ tinh 20-30 500-1700 4-10 0,0005-0,001 2,2-4 4 Gốm không chịu được điện áp cao không chịu được nhiệt độ lớn 1700-4500 0,02-0,03 4 - Kích thước nhỏ nhưng điện dung lớn - Dùng trong tụ điện 5 Bakêlit 10-40 4-4,6 0,05-0,12 1,2 6 Êbônit 20-30 50-60 2,7-3 0,01-0,015 1,2-1,4 7 Pretspan 9-12 100 3-4 0,15 1,6 Dùng làm cốt biến áp 8 Giấy làm tụ điện 20 100 3,5 0,01 1-1,2 Dùng trong tụ điện 9 Cao su 20 55 3 0,15 1,6 - Làm vỏ bọc dây dẫn - Làm tấm cách điện Lụa cách điện 8-60 105 3,8-4,5 0,04-0,08 1,5 Dùng trong biến áp Sáp 20-25 65 2,5 0,0002 0,95 Dùng làm chất tẩm sấy biến áp, động cơ điện để chống ẩm Paraphin 20-30 49-55 1,9-2,2 Dùng làm chất tẩm sấy biến áp, động cơ điện để chống ẩm Nhựa thông 10-15 60-70 3,5 0,01 1,1 - Dùng làm sạch mối hàn - Hỗn hợp paraphin và nhựa thông dùng làm chất tẩm sấy biến áp, động cơ điện để chống ẩm Êpoxi 18-20 1460 3,7-3,9 0,013 1,1-1,2 Hàn gắn các bộ kiện điện-điện tử Các loại plastic (polyetylen, polyclovinin) Dùng làm chất cách điện 2. Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử Mục tiêu: - Trình bầy được điện trở cách điện của linh kiện điện tử, của mạch điện - Giải thích được thông số ghi trên thân linh kiện điện tử Điện trở cách điện của linh kiện là điện áp lớn nhất cho phép đặt trên linh kiện mà linh kiện không bị đánh thủng (phóng điện). Các linh kiện có giá trị điện áp ghi trên thân linh kiện kèm theo các đại lượng đặc trưng. Ví dụ: Tụ điện được ghi trên thân như sau: 47/25vV, có nghĩa là giá trị điện dung của tụ là 47 và điện áp lớn nhất có thể chịu đựng được không quá 25v. Các linh kiện không ghi giá trị điện áp trên thân thường có tác dụng cho dòng điện một chiều (DC) và xoay chiều (AC) đi qua nên điện áp đánh thủng có tương quan với dòng điện nên thường được ghi bằng công suất. Ví dụ: Điện trở được ghi trên thân như sau: 100/ 2W Có nghĩa là giá trị là 100 và công suất chịu đựng trên điện trở là 2W Các linh kiện bán dẫn do các thông số kỹ thuật rất nhiều và kích thước lại nhỏ nên các thông số kỹ thuật được ghi trong bảng tra mà không ghi trên thân nên muốn xác định điện trở cách điện cần phải tra bảng. Điện trở cách điện của mạch điện là điện áp lớn nhất cho phép giữa hai mạch dẫn đặt gần nhau mà không sảy ra hiện tượng phóng điện, hay dẫn điện. Trong thực tế khi thiết kế mạch điện có điện áp càng cao thì khoảng cách giữa các mạch điện càng lớn. Trong sửa chữa thường không quan tâm đến yếu tố này tuy nhiên khi mạch điện bị ẩm ướt, bị bụi ẩm... thì cần quan tâm đến yếu tố này để tránh tình trạng mạch bị dẫn điện do yếu tố môi trường. 3. Các hạt mang điện và dòng điện trong các môi trường Mục tiêu: Trình bầy được nội dung các hạt mang điện và dòng điện trong các môi trường . 3.1. Khái niệm hạt mang điện Hạt mang điện là phần tử cơ bản nhỏ nhất của vật chất mà có mang điện gọi là điện tích, nói cách khác đó là các hạt cơ sở của vật chất mà có tác dụng với các lực điện trường, từ trường. Trong kỹ thuật tuỳ vào môi trường mà tồn tại các loại hạt mang điện khác nhau, Chúng bao gồm các loại hạt mang điện chính sau: - e-- (electron) : Là các điện tích nằm ở lớp vỏ của nguyên tử cấu tạo nên vật chất, khi nằm ở lớp vỏ ngoài cùng lực liên kết giữa vỏ và hạt nhân yếu dễ bứt ra khỏi nguyên tử để tạo thành các hạt mang điện ở trạng thái tự do dễ dàng di chuyển trong môi trường. - ion+ : Là các nguyên tử cấu tạo nên vật chất khi mất điện tử ở lớp ngoài cùng chúng có xu hướng lấy thêm điện tử để trở về trạng thái trung hoà về điện nên dễ dàng chịu tác dụng của lực điện, nếu ở trạng thái tự do thì dễ dàng di chuyển trong môi trường. - ion-- : Là các nguyên tử cấu tạo nên vật chất khi thừa điện tử ở lớp ngoài cùng chúng có xu hướng cho bớt điện tử để trở về trạng thái trung hoà về điện nên dễ bị tác dụng của các lực điện, nếu ở trạng thái tự do thì chúng dễ dàng chuyển động trong môi trường. 3.2 Dòng điện trong các môi trường Dòng điện là dò ... cả các yếu tố trên. 3.8 Các kí hiệu sau ký hiệu nào của điốt tiếp mặt? a. b. c. d 3.9 Điốt tiếp mặt dùng để làm gì? a. Tách sóng. b. Nắn điện. c. Ghim áp. d. Phát sáng 3.10 Dòng điện chạy qua điốt có chiều như thế nào? a. Chiều tuỳ thích. b. Chiều từ Anode đến Catode. c. Chiều từ Catode đến Anode. d. Tất cả đều sai. 3.11 Mạch nắn điện dùng điốt có mấy loại dạng mạch? a. Nắn điện một bán kỳ. b. Nắn điện hai bán kỳ. c. Nắn điện tăng áp. d. Tất cả các loại trên. 3.12 Điốt tách sóng có đặc điểm gì? a. Dòng điện chịu tải rất nhỏ. b. Công suất chịu tải nhỏ. c. Điện dung kí sinh nhỏ. d. Tất cả các yếu tố trên. 3.13 Điốt tách sóng có công dụng gì? a. Nắn điện. b. Ghim áp. c. Tách sóng tín hiệu nhỏ. d. Phát sáng. 3.14 Điốt Zener có đặc điểm cấu tạo gì? a. Giống điốt tiếp mặt. b. Giống điốt tách sóng. c. Có tỷ lệ tạp chất cao. d. Có diện tích tiếp xúc lớn. 3.15 Điốt zener có tính chất gì khi được phân cực thuận? a. Dẫn điện như điốt thông thường. b. Không dẫn điện. c. Có thể dẫn hoặc không dẫn. d. Tất cả đều sai. 3.16 Điốt zêne có tính chất gì khi bị phân cực ngược? a. Không dẫn điện. b. Không cho điện áp tăng hơn điện áp zêne c. Dẫn điện. d. Có thể dẫn hoặc không dẫn. 3.17 Điốt quang có tính chất gì? a. Điện trởngược vô cùng lớn khi bị che tối. b. Điện trở ngược giảm khi bị chiếu sáng. c. Điện trở ngược luôn lớn ở mọi trường hợp. d. Cả a và b. 3.18 Điôt phát quang có tính chất gì? a. Giống như điốt nắn điện b. Phát sáng khi được phân cực thuận. c. Phát sáng khi được phân cực ngược. d. Giống như điốt quang. 3.19 Điốt biến dung có tính chất gì? a. Điện dung giảm khi được phân cực thuận. b. Điện dung tăng khi được phân cực ngược. c. Điện dung tăng khi được phân cực thuận. d. Gồm a và b. 3.20 Tranzito có gì khác với điốt? a. Có hai tiếp giáp PN. b. Có ba chân (cực) c. Có tính khuếch đại. d. Tất cả các yếu tố trên. 3.21 Fet có dặc điểm gì khác tranzito? a. Tổng trở vào rất lớn. b. Đạ lượng điều khiển là điện áp. c. Hoạt động không dựa trên mối nối PN d. Tất cả các yếu tố trên. 3.22 Điắc khác điốt ở điểm nào? a. Nguyên tắc cấu tạo. b. Nguyên lý làm việc. c. Phạm vi ứng dụng. d.Tất cả các yếu tố trên 3.23 SCR khác tranzito ở điểm nào? a. Nguyên tắc cấu tạo. b. Nguyên lý làm việc. c. Phạm vi ứng dụng. d.Tất cả các yếu tố trên. 3.24 SCR có tính chất cơ bản gì? a. Bình thường không dẫn b. Khi dẫn thì dẫn bão hoà. c. Dẫn luôn khi ngắt nguồn kích thích. d. Tất cả các yếu tố trên. 3.25 Muốn ngắt SCR người ta thực hiện bằng cách nào? a. Đặt điện áp ngược. b. Ngắt dòng đi qua SCR. c. Nối tắt AK của SCR d. Một trong các cách trên. 3.26 Trong kỹ thuật SCR thường được dùng để làm gì? a. Làm công tắc đóng ngắt. b. Điều khiển dòng điện một chiều. c. Nắn điện có điều khiển. d.Tất cả các yếu tố trên. 3.27 Về cấu tạo SCR có mấy lớp tiếp giáp PN? a. Một lớp tiếp giáp. b. Hai lớp tiếp giáp. c. Ba lớp tiếp giáp. d. Bốn lớp tiếp giáp. 3.28 Về cấu tạo Triắc có mấy lớp tiếp giáp PN? a. Một lớp tiếp giáp. b. Hai lớp tiếp giáp. c. Ba lớp tiếp giáp. d. Bốn lớp tiếp giáp. 3.29 Nguyên lý hoạt động của Triắc có đặc điểm gì? a. Giống hai điốt mắc ngược đầu. b. Giống hai tranzito mắc ngược đầu. c. Giống hai SCR mắc ngược đầu. d. Tất cả đều sai. 3.30 Trong kỹ thuật Triắc có công dụng gì? a. Khoá đóng mở hai chiều. b. Điều khiển dòng điện xoay chiều. c. Tất cả đều đúng . d. Tất cả để sai. Câu 1. 2. Hãy điền vào chỗ trống các cụm từ thích hợp với nội dung nêu dưới đây: 3.31. Chất bán dẫn là chất có đặc tính dẫn điện trung gian. giữa chất dẫn điện và chất cách điện. 3.32. Chất bán dẫn có điện trở tăng khi nhiệt độ tăng, được gọi là nhiệt trở dương và ngược lại. Chất bán dẫn có điện trở giảm khi nhiệt độ giảm được gọi là âm 3.33. Có chất bán dẫn khi cường độ ánh sáng tăng lên thì điện trở của chất bán dẫn cũng tăng theo, đợc gọi là quang trở dương 3.34. Chất tạp trong chất bán dẫn có tác dụng tạo điện tử hoặc lỗ trống cho chất bán dẫn. 3.35. Trong kết cấu mạng tinh thể dùng gecmani (hoặc silicon...) có hoá trị 4, chất tạp là asen (As), phôtpho (P) hoặc ăngtimoan (Sb) sẽ tạo nên chất bán dẫn loại N còn nếu trong kết cấu mạng tinh thể dùng chất tạp là inđi (In), bo (B) hoặc gali (Ga) sẽ tạo nên chất bán dẫn loại P 3.36. Hai chất bán dẫn P và N tiếp xúc với nhau tạo nên tiếp giáp P-N, nếu được phân cực thuận (điện áp dương được đặt vào phía chất bán dẫn P), lúc đó dòng điện từ dương nguồn qua khối bán dẫn P vượt qua vùng tiếp giáp để đến khối bán dẫn N chảy qua tiếp giáp P-N. 3.37. Mạch nắn điện toàn kỳ dùng 2 điôt có nhược điểm là phải dùng biến áp có ba mối để tạo nên hai cuộn dây có số vòng và độ dài bằng nhau để có được điện áp ngõ ra có trị số bằng nhau. 3.38. Mạch nắn điện toàn kỳ dùng 2 điôt có ưu điểm là dùng ít linh kiện hơn chỉnh lưu toàn kỳ. 3.39. Mạch nắn điện hình cầu có ưu điểm là sử dụng biến áp không đối xứng 3.40. Mạch nắn điện hình cầu có nhược điểm là phải lựa chọn các Diot nắn điện như nhau để nắn điện toàn kỳ. Câu 1.3..Hãy tô đen vào ô trống tương ứng với nội dung của các phần câu nêu trong bảng dưới đây mà học viên cho là đúng hoặc sai: TT Nội dung Đúng Sai 3.41 Điốt tách sóng thường dùng loại điôt tiếp mặt □ 3.42 Điốt nắn điện thường dùng loại điôt tiếp mặt □ 3.43 Điôt zêne có điện áp zêne (điện áp ngược) thấp □ 3.44 ánh sáng từ bên ngoài tác động vào điôt quang làm thay đổi điện trở của điôt □ 3.45 Điôt phát quang sẽ phát ra ánh sáng khi không có dòng điện đi qua □ 3.46 Điôt quang và điôt phát quang đều có khả năng cho dòng điện đi theo một chiều □ 3.47 Mỗi thanh của LED 7 thanh có một hoặc hai điôt để hiển thị ký tự □ 3.48 Khi sử dụng LED 7 thanh cần biết LED đó thuộc loại LED anôt □ chung hoặc LED cathôt chung. 3.49 Điôt quang có điện dung thay đổi khi điện áp phân cực thay đổi □ 3.50 Điện áp đặt vào để LED phát quang thường là 1,4 -2,8V □ 3.51 Tranzito lưỡng cực có hai lớp tiếp giáp PN □ 3.52 Dòng điện chính chạy qua Tranzito đi từ cực c đến cực E gọi là dòng Ic □ 3.53 Tranzito lượng cực dẫn điện khi Diode BE dẫn điện và Vc> Ve □ 3.54 Tranzito lưỡng cực muốn làm việc nhất thiết phải có dòng phân cực B □ 3.55 Tranzito hiệu ứng trường muốn làm việc chỉ cần điện áp phân cực □ 3.56 Tranzito có tổng trở ngõ vào và ra nhỏ hơn FEET □ 3.57 Tranzito và FEET đều được dùng để khuêch đại hoặc chuyển mạch □ 3.58 Tranzito và FEET đều bị đánh thủng khi bị quá dòng hay quá áp □ 3.59 JFEET kênh p dẫn điện mạnh khi điện áp phân cực dương □ 3.60 JFEET kênh n dẫn điện mạnh khi điện áp phân cực dương □ Câu 2. 1. Hãy phân biệt chất cách điện, chất bán dẫn, chất dẫn điện. Cho ví dụ. 2. Bán dẫn thuần là gì? Nêu sự dẫn điện của bán dẫn thuần. 3. Bán dẫn tạp chất là gì? Có mấy loại? Kể tên và nêu đặc trưng của nó. 4. Diode bán dẫn là gì? Nêu nguyên lí hoạt động của nó. Cho biết điều kiện để nó dẫn điện, điều kiện để nó ngưng dẫn. Hãy vẽ và giải thích đặc tuyến volt – ampe của diode. 5. Hãy kể tên và vẽ kí hiệu của một số loại diode bán dẫn và cho biết vài ứng dụng của nó. 6. Diode zener còn được gọi là diode gì? Tại sao? 7. Diode quang là gì? Nêu nguyên lí hoạt động của diode quang. 8. Cho biết vài mạch ứng dụng của diode quang. 9. LED là gì? Nêu nguyên lí hoạt động của LED. 10. Hãy kể tên những linh kiện quang điện tử đã học và chia nó ra hai nhóm linh kiện biến đổi tín hiệu quang → điện, điện → quang. 11. BJT là gì? Có mấy loại? Kể tên và vẽ kí hiệu tương ứng của BJT. 12. Điều kiện để BJT dẫn điện là gì? Nêu nguyên lí hoạt động của BJT. 13. BJT có mấy cách mắc cơ bản? Nêu cách nhận dạng kiểu mắc của BJT. 14. Thiết lập hệ thức liên hệ giữa các dòng điện của BJT. 15. Phân cực BJT là gì? Có những dạng phân cực nào? Kể tên và vẽ dạng mạch tương ứng. Ứng với mỗi mạch hãy thiết lập công thức xác định tọa độ điểm phân cực Q, điện thế tại các cực của BJT. Đường tải tĩnh là gì? Viết phương trình đường tải tĩnh. Vẽ đường tải tĩnh. 16. Cho mạch phân cực cơ bản. Với VCC = 18 V; VBB = 3,6 V; VBE = 0,6 V; β = 80; RB = 50 k; RC = 2 k. a. Xác định tọa độ điểm phân cực Q. b. Viết phương trình đường tải tĩnh. Vẽ đường tải tĩnh. Xác định điểm Q trên đường tải tĩnh. c. Cho biết điện thế tại các cực của BJT. 17. Cho mạch phân cực bằng dòng IB. Với VCC = 12 V; VBE = 0,6 V; β = 100; RB = 520 k; RC = 2,5 k; RE = 0,5 k. a. Xác định tọa độ điểm phân cực Q. b. Viết phương trình đường tải tĩnh. Vẽ đường tải tĩnh. Xác định điểm Q trên đường tải tĩnh. c. Cho biết điện thế tại các cực của BJT. 18 . Cho mạch phân cực hồi tiếp điện áp. Với VCC = 12 V; VBE = 0,6 V; β = 100; RB = 270 k; RC = 2,5 k; RE = 0,5 k. a. Xác định tọa độ điểm phân cực Q. b. Viết phương trình đường tải tĩnh. Vẽ đường tải tĩnh. Xác định điểm Q trên đường tải tĩnh. c.Cho biết điện thế tại các cực của BJT. 19. Cho mạch phân cực BJT dạng dùng cầu phân thế. Với VCC = 18 V;VBE = 0,6 V; β = 80; RB1 = 12 k; RB2 = 48 k; RC = 1,5 k; RE = 0,5 k. a. Hãy vẽ dạng mạch (lưu ý: phải chọn RB1, RB2 vị trí thích hợp). b. Xác định tọa độ điểm phân cực Q. c. Viết phương trình đường tải tĩnh. Vẽ đường tải tĩnh. Xác định điểm Q trên đường tải tĩnh. d. Cho biết điện thế tại các cực của BJT. Bài tập : 1. Diod 1.1 Thực hành nhận dạng và đo thử các loại diode. 1.2 Khảo sát hoạt động của diode. - Mắc mạch như hình 3-76 . - Thay đổi điện áp đầu vào và đo các thông số, ghi vào bảng giá trị. Hình 3-76 Bảng 3-1 : Khảo sát Diod Uin(V) -12 -6 0 0,1 0,2 0,8 1 1,5 3 Ud(V) Id(mA) Vẽ đồ thị V-A. 1.3 . Ứng dụng của diode. 1.3.1.Khảo sát mạch chỉnh lưu bán kỳ: - Ráp mạch như (hình 3-77). Hình 3-77 - Khi chưa mắc tụ, thay đổi lần lượt Ui và đo Uo ghi vào bảng 3-2: UUi(V) 3 6 9 12 15 18 Uo(V) K= Uo/Ui Bảng 3.3 UUi(V) 3 6 9 12 15 18 Uo(V) K= Uo/Ui Uo ( C =10 ) Uo ( C =470 ) Uo ( C =100 ) Uo ( C =220 ) Mắc các tụ điện với các giá trị khác nhau và lập lại các bước đo trên (khi mắc tụ phải chú ý đến cực tính). Nhận xét kết quả bảng 3.2 và bảng 3.3 : ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 1.3.2. Mạch chỉnh lưu toàn) kỳ 2 diode: - Mắc mạch như hình (3-78) Hình 3-78 - Đo các điện thế : Không tải: VC1 = VC2 = VC3 = Có tải: VC1 = VC2 = VC3 = Nhận xét. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 1.3.3.Khảo sát mạch chỉnh lưu toàn kỳ: Các bước tiến hành như khảo sát mạch chỉnh lưu bán kỳ. Sơ đồ mạch (hình 3-79) : Hình 3-79 Nhận xét. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 1.3.4. Mạch chỉnh lưu nhân 2 điện áp: Ráp mạch theo sơ đồ (hình 3-80) Hình 3-80 Đo các điện thế : Không tải: VC1 = VC2 = VC3 = Có tải: VC1 = VC2 = VC3 = Nhận xét. ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 1.3.5. Nguồn lưỡng cực đối xứng: Hình 3-81 Mắc mạch như (hình 3-81) . Đo điện thế VDC (+) = VDC (-) = Nhận xét: ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 2. Transitor 2.1. Nhận dạng và đo kiểm tra các BJT: Bảng 3-4 : Nhận dạng và đo kiểm tra các BJT. Mã số B-E B-C C-E Ký hiệu Hình dạng và chân BJT1 BJT2 BJT3 BJT4 2.2 Xác định đặc trưng ngõ vào: Hình 3-82 - Ráp mạch trên Testboard. (hình 3-82) - Cấp nguồn cho mạch. - Điều chỉnh biến trở để IB = 0, UBE = 0. - Thay đổi biến trở lấy từng cặp giá trị trên 2 đồng hồ ghi vào bảng 3.5 theo từng cặp. - Vẽ đặc trưng ngõ vào của BJT C1815: Nhận xét: ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 2.3 Xác định đặc trưng ngõ ra: - Giữ đồng hồ IB. Thay đổi VCC - Chỉnh biến trở sao cho IB = 20 A, đo các giá trị IC và UCE tương ứng với VCC, bảng 3.5. Bảng 3-5 : Thông số UCE và IC khi IB = 20 A. VCC 3V 6V 7.5V 9V 12V UCE IC - Chỉnh biến trở sao cho IB = 50 A làm lại như trên, bảng 3.5: Bảng 3-5 : Thông số UCE và IC khi IB = 50 A. VCC 3V 6V 7.5V 9V 12V UCE IC - Vẽ đặc trưng ngõ ra của BJT C1815: Nhận xét: ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- 3. Nhận dạng, đo thử các loại FET. Tiến hành đo thử các loại FET, rút ra nhận xét. Nhận xét: ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- ---------------------------------------------------------------------------------------------------- -- 4. Nhận dạng và đo kiểm tra diac, SCR, Triac - Đo kiểm tra Diac tốt xấu - Đo kiểm tra SCR tốt xấu. - Tiến hành xác định chân SCR theo các bước: Đo ? xác định loại trừ được chân A có đặc điểm là số ? rất lớn so với 2 chân kia. Vặn đồng hồ ở thang đo Rx1 rồi đặt que đen ở chân A vừa xác định, que đỏ ở một trong 2 chân còn lại, kích chạm ngón tay vào chân A và chân còn lại, nếu kim lên mạnh thì que đỏ chỉ chân K BÀI 4 : CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANZITO Mã bài : 13 -04
File đính kèm:
- giao_trinh_lap_trinh_plc_nang_cao_khai_quat_chung_ve_linh_ki.pdf