Giáo trình Mạch điện tử cơ bản
1. Khái niệm
1.1 Khái niệm về tín hiệu
Tín hiệu là sự biến đổi của một hay nhiều thông số của một quá trình vật lý
nào đó theo qui luật của tin tức. Trong phạm vi hẹp của mạch điện, tín hiệu là hiệu
thế hoặc dòng điện. Tín hiệu có thể có trị không đổi, ví dụ hiệu thế của một pin,
accu; có thể có trị số thay đổi theo thời gian, ví dụ dòng điện đặc trưng cho âm
thanh, hình ảnh. . . . Tín hiệu cho vào một mạch được gọi là tín hiệu vào hay kích
thích và tín hiệu nhận được ở ngã ra của mạch là tín hiệu ra hay đáp ứng.
Người ta dùng các hàm theo thời gian để mô tả tín hiệu và đường biểu diễn
của chúng trên hệ trục biên độ - thời gian được gọi là dạng sóng. Dưới đây là một
số hàm và dạng sóng của một số tín hiệu phổ biến.
1.2 Các dạng tín hiệu
Về dạng sóng ta có tín hiệu sin, vuông, xung, răng cưa, v.v.
Về tần số là tín hiệu hạ tần, âm tần (AF), cao tần (HF), siêu cao tần (VHF),
cực cao tần (UHF), v.v., hoặc đôi khi phát biểu theo bước sóng: sóng rất dài
(VLF), sóng dài (LW), sóng trung bình (MW), sóng ngắn (SW), sóng centimet,
sóng milimet, sóng vi ba, sóng nanomet, v.v.
Về sự liên tục gồm có tín hiệu liên tục (continuous) và gián đoạn (không liên
tục) (discontinuous). Liên tục hay gián đoạn là xét về biên độ hoặc thời gian.12
Về dạng sóng hay sự liên tục, người ta còn phân ra tín hiệu tương tự (analog) hay
liên tục thời gian (continuous_time) và tín hiệu số (digital) hay rời rạc thời gian
(discrete-time). Tín hiệu biến thiên liên tục về biên độ như hình 1.1 là tín hiệu
tương tự.Tín hiệu như hình 1.3a là tín hiệu số.
Về tính xác định người ta phân ra tín hiệu xác định (deterministic) và tín
hiệu ngẫu nhiên (random).
Về tính tuần hoàn có tín hiệu tuần hoàn (periodic) có dạng sóng lặp lại sau
mỗi chu kỳ T, và tín hiệu không tuần hoàn (aperiodic) là tín hiệu không có sự lặp
lại tức không có chu kỳ .Nếu sự lặp lại chỉ gần đúng ta có tín hiệu chuẩn tuần hoàn
(quasi-periodic).
2. Mạch mắc theo kiểu EC, BC, CC
Mục tiêu
Giải thích được nguyên lý hoạt động của ba cách mắc
Lắp được mạch khuếch đại cơ bản
Trang 1
Trang 2
Trang 3
Trang 4
Trang 5
Trang 6
Trang 7
Trang 8
Trang 9
Trang 10
Tải về để xem bản đầy đủ
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Mạch điện tử cơ bản
áp gồm R9, R10, R8, C9, C8, C7 và IC2 phát hiện điện áp sai lệch từ điện áp phản hồi đưa về. Ngõ ra của IC2 được đưa về mạch nhân ( mạch tích đạo hàm ) chỉnh lưu điện áp ngõ vào, do đó tạo ra tín hiệu dòng điện mẫu tại ngõ ra của khối mạch nhân. Vòng lặp ổn áp dòng điện được thực hiện bởi R2, R3, R4, C6, C5, C7 và IC1 tạo ra tín hiệu sai lệch dòng điện tại ngõ vào dương của IC1đưa vào bộ PWM, mạch PWM so sánh với tín hiệu răng cưa để tạo ra tín hiệu chi kỳ làm việc dùng để điều khiển Q. Mô hình hóa đơn giản của mạch Hình 2.5 : Mô hình hóa đơn giản của mạch Boost PFC B- THỰC HÀNH 3.4 Lắp mạch ổn áp có hồi tiếp I- Tổ chức thực hiện Lý thuyết dạy tập chung Thực hành theo nhóm (3 sinh viên/nhóm) II.- Lập bảng vật tư thiết bị TT Thiết bị - Vật tư Thông số kỹ thuật Số lượng 1 Máy hiện sóng 20MHz, hai tia 1máy/nhóm 2 Đồng hồ vạn năng V-A-OM 1cái/nhóm 159 3 Bo mạch thí nghiệm dùng tranzitor lưỡng cực (BJT) Bo 2002 1mạch/nhóm 4 Linh kiện Bộ Bộ/nhóm 5 Dây nối Dây đơn 0,05mm X 25cm nhiều màu 20m/nhóm 6 Nguồn điện Điện áp vào 220ACV/2A Điện áp ra 0 -:- 30DCV 1bộ/nhóm XII- Quy trình thực hiện TT Các bước công việc Phương pháp thao tác Dụng cụ thiết bị,vật tư Yêu cầu kỹ thuật 1 Chuẩn bị Kiểm tra dụng cụ Kiểm tra máy phát xung Kiểm tra máy hiện sóng Bo mạch thí nghiệm Bộ dụng cụ Máy phát xung Máy hiện sóng Bo mạch Sử dụng để đo các dạng xung, Khi đo xác định được chu kỳ, dạng xung, tần số 2 Kết nối mạch điện Dùng dây dẫn kết nối Dây kết nối Bo mạch Đúng sơ đồ nguyên lý 3 Cấp nguồn Nối dây đỏ với dương Dây đen với âm Bộ nguồn Bo mạch 12VDC Đúng cực tính 4 Đo kiểm tra Kết nối mạch với đồng hồ vạn năng Đồng hồ vạn năng Đúng điện áp 5 Báo cáothực hành Viết trên giấy Bút, giấy Vẽ sơ đồ nguyên lý Vẽ sơ đồ lắp ráp Trình bầy nguyên lý hoạt động Ghi các thông số đo được VI- Kiểm tra, đánh giá (Thang điểm 10) TT Tiêu chí Nội dung Thang điểm 1 Kiến thức So sánh điểm khác nhau cơ bản trong cơ 4 160 chế hoạt động của tranzito lưỡng cực (BJT) và tranzito trường (FET) ở chế độ khoá Trình bầy được quy trình thực hành 2 Kỹ năng Lắp được mạch điện đúng yêu cầu kỹ thuật Đo được các thông số cần thiết 4 3 Thái độ - An toàn lao động - Vệ sinh công nghiệp 2 V- Nội dung thực hành 3.4 Lắp mạch ổn áp có hồi tiếp CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP A. Câu hỏi trắc nghiệm khách quan Bài 1: Hãy điền vào chỗ trống nội dung thích hợp với câu gợi ý dưới đây: 1: Hãy điền vào chỗ trống những nội dung thích hợp: a) Mạch dao động đa hài không ổn là ............................. b) Trong mạch dao động đa hài không ổn dùng hai tranzito có cùng thông số và cùng loại, các linh kiện quyết định tần số dao động là .................. c) Trong mạch dao động đa hài không ổn, nguyên nhân tạo cho mạch dao động được là do........................... 161 d) Ngoài các linh kiện R và C được đưa vào mạch dao động đa hài không ổn dùng tranzito hoặc, người ta còn có thể dùng...................để tạo tần số dao động ổn định và chính xác. e) Mạch xén còn được gọi là mạch............................ f) Mức xén dùng tranzito được xác lập dựa trên ........................... g) Ổn áp là mạch thiết lập nguồn cung cấp điện .................cho các mạch điện trong thiết bị theo yêu cầu thiết kế của mạch điện, từ ......................... Trả lời nhanh các câu hỏi dưới đây: 2: Muốn thay đổi tần số của mạch dao động đa hài chúng ta nên thực hiện bằng cách nào ? 3: Muốn thay đổi thời gian ngắt mở, thường gọi là độ rộng xung, cần thực hiện bằng cách nào? 4: Muốn cho một tranzito luôn dẫn trước khi cấp nguồn, cần thực hiện bằng cách nào? 5: Với nguồn cung cấp 12V tần số 1kHz dòng điện tải IC = 10mA dùng tranzito C1815 (=100) hãy chọn các linh kiện RC cho mạch. 6: Hãy cho biết nguyên nhân vì sao một mạch dao động không thể tạo dao động được, khi điện áp phân cực trên hai tranzito hoàn toàn giống nhau. Hãy làm bài tập dưới đây theo các số liệu đã cho: 7: Cho một mạch điện có Re = 4,7K, Rb = 47K, C=0,01F. Dùng tranzito C1815 (=100) với nguồn cung cấp 12V. Hãy cho biết: a) Độ rộng xung của mạch b) Tần số của mạch c) Tổng trở của mạch Bài 2: Hãy lựa chọn phương án mà học viên cho là đúng nhất trong các câu gợi ý dưới đây và tô đen vào ô vuông thích hợp: TT Nội dung câu hỏi a b c d 1 Sơ đồ mạch dao động đa hài đơn ổn dùng tranzito khác mạch dao động đa hài không ổn dùng tranzito ở yếu tố sau: a. Các linh kiện trong mạch mắc không đối xứng b. Trị số các linh kiện trong mạch không đối xứng c. Cách cung cấp nguồn ất cả các yếu tố trên □ □ □ □ 2 Xét về mặt nguyên lí có thể xác định được trạng thái dẫn hay không dẫn của tranzito bằng cách: a. Nhìn cách phân cực của mạch □ □ □ □ 162 b. Đo điện áp phân cực c. Xác định ngõ vào và ra của mạch ất cả các yếu tố trên. 3 Thời gian phân cách là: a. Thời gian giữa hai xung liên tục tại ngõ ra của mạch b. Thời gian giữa hai xung kích thích vào mạch c. Thời gian xuất hiện xung d. Thời gian tồn tại xung kích thích. □ □ □ □ 4 Độ rộng xung là: a. Thời gian xuất hiện xung ở ngõ ra b. Thời gian xung kích thích c. Thời gian hồi phục trạng thái xung d. Thời gian giữa hai xung xuất hiện ở ngõ ra □ □ □ □ 5 Thời gian hồi phục là: a. Thời gian từ khi xuất hiện xung đến khi trở về trạng thái ban đầu b. Thời gian tồn tại xung c. Thời gian mạch ở trạng thái ổn định d. Thời gian từ trạng thái xung trở về trạng thái ban đầu □ □ □ □ 6 Mạch đa hài đơn ổn dùng một nguồn có ưu điểm a. Dễ trong thiết kế mạch b. Có công suất tiêu thụ thấp c. Có nguồn cung cấp thấp d. Tất cả đều đúng □ □ □ □ 7 Mạch đa hài đơn ổn có tụ gia tốc có ưu điểm: a. Có độ rộng xung nhỏ b. Có biên độ lớn c. Có thời gian chuyển trạng thái nhanh d. Có thời gian hồi phục ngắn □ □ □ □ 163 BÀI 3: Hãy lựa chọn phương án đúng để trả lời các câu hỏi dưới đây bằng cách tô đen vào ô vuông thích hợp: tt Nội dung câu hỏi a b c d 1 Thế nào là chất bán dẫn? a. Là chất có khả năng dẫn điện. b. Là chất có khả năng dẫn điện yếu c. Là chất không có kả năng dẫn điện d. Là chất nằm giữa chất dẫn và cách điện. 2 Các yếu tố nào ảnh hưởng đến khả năng dẫn điện của chất bán dẫn? a. Nhiệt độ môi trường. b. Độ tinh khiết của chất bán dẫn c. Các nguồn năng lượng khác. d. Tất cả các yếu tố trên. 3 Dòng điện trong bán dẫn P là gì? a. Là dòng các điện tử tự do. b. Là dòng các lỗ trống. c. Là dòng các ion âm. d. Là tất cả các yếu tố trên. 4 Dòng điện trong chất bán dẫn N là gì? a. Dòng các điện tử tự do. b. Dòng các lỗ trống. c. Dòng các ion âm. d. Tất cả các yếu tố trên. 5 Linh kiện bán dẫn có ưu điểm gì? a. Nhỏ gọn. b. Giảm công suất tiêu hao c. Giảm nhiễu nguồn d. Các yếu tố trên. 6 Linh kiện bán dẫn có nhược điểm gì? a. Điện áp ngược nhỏ. b. Có dòng rỉ ngược. c. Các thông số kỹ thuật thay đổi theo nhiệt độ. d. Các yếu tố trên. 7 Điốt tiếp mặt có đặc điểm gì? a. Dòng điện chịu tải lớn. b. Điện áp đánh thủng lớn. c. Điện dung tiếp giáp lớn. d. Tất cả các yếu tố trên. 8 Các kí hiệu sau ký hiệu nào của điốt tiếp mặt? a. 164 b. c. d. 9 Điốt tiếp mặt dùng để làm gì? a. Tách sóng. b. Nắn điện. c. Ghim áp. d. Phát sáng 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. 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. 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. 13 Điốt tách sóng có công dụng gì? a. Nắn điện. b. Ghim áp. c. Tách sóng tín hiệu nhỏ. d. Phát sáng. 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. □ 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. 165 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. □ 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. 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. □ 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. 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. 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. 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 23 SCR khác tranzito ở điểm nào? a. Nguyên tắc cấu tạo. b. Nguyên lý làm việc. c. Phạm vi ứng dụng. 166 d. Tất cả các yếu tố trên. 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. 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. 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. 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. 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. 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. 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. Hãy điền vào chỗ trống các cụm từ thích hợp với nội dung nêu dưới đây: 31. Chất bán dẫn là chất có đặc tính dẫn điện trung gian. giữa chất dẫn điện và chất cách điện. 167 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 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 34. Chất tạp trong chất bán dẫn có tác dụng tạo điện tử hoặc lỗ trống cho chất bán dẫn. 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 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. 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. 38. Mạch nắn điện toàn kỳ dùng 2 điôt có ưu điểm là dùng ít linh kiện hơn chỉnh lưu toàn kỳ. 39. Mạch nắn điện hình cầu có ưu điểm là sử dụng biến áp không đối xứng 40. Mạch nắn điện hình cầu có nhược điểm là phải lựa chọn cácDiot nắn điện như nhau để nắn điện toàn kỳ. Câu hỏi về Diot 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 41 Điốt tách sóng thường dùng loại điôt tiếp mặt □ □ 42 Điốt nắn điện thường dùng loại điôt tiếp mặt □ □ 43 Điôt zêne có điện áp zêne (điện áp ngược) thấp □ □ 44 ánh sáng từ bên ngoài tác động vào điôt quang làm thay đổi điện trở của điôt □ □ 168 45 Điôt phát quang sẽ phát ra ánh sáng khi không có dòng điện đi qua □ □ 46 Điôt quang và điôt phát quang đều có khả năng cho dòng điện đi theo một chiều □ □ 47 Mỗi thanh của LED 7 thanh có một hoặc hai điôt để hiển thị ký tự □ □ 48 Khi sử dụng LED 7 thanh cần biết LED đó thuộc loại LED anôt chung hoặc LED cathôt chung. □ □ 49 Điôt quang có điện dung thay đổi khi điện áp phân cực thay đổi □ □ 50 Điện áp đặt vào để LED phát quang thường là 1,4 -2,8V □ □ Câu hỏi về tranzito: 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 Tranzito đúng sai 51 Tranzito lưỡng cực có hai lớp tiếp giáp PN □ □ 52 Dòng điện chính chạy qua Tranzito đi từ cực c đến cực E gọi là dòng Ic □ □ 53 Tranzito lượng cực dẫn điện khi Diode BE dẫn điện và Vc> Ve □ □ 54 Tranzito lưỡng cực muốn làm việc nhất thiết phải có dòng phân cực B □ □ 55 Tranzito hiệu ứng trường muốn làm việc chỉ cần điện áp phân cực □ □ 56 Tranzito có tổng trở ngõ vào và ra nhỏ hơn FEET □ □ 57 Tranzito và FEET đều được dùng để khuêch đại hoặc chuyển mạch □ □ 58 Tranzito và FEET đều bị đánh thủng khi bị quá dòng hay quá áp □ □ 59 JFEET kênh p dẫn điện mạnh khi điện áp phân cực dương □ □ 60 JFEET kênh n dẫn điện mạnh khi điện áp phân cực dương □ □ 169 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Sổ tay linh kiện điện tử cho người thiết kế mạch (R. H.WARRING - người dịch KS. Đoàn Thanh Huệ - nhà xuất bản Thống kê) [2] Giáo trình linh kiện điện tử và ứng dụng (TS Nguyễn Viết Nguyên - Nhà xuất bản Giáo dục) [3] Kỹ thuật mạch điện tử (Phạm Xuân Khánh, Bồ Quốc Bảo, Nguyễn Viết Tuyến, Nguyễn Thị Phước Vân - Nhà xuất bản Giáo dục) [4] Kĩ thuật điện tử - Đỗ xuân Thụ NXB Giáo dục, Hà Nội, 2005 (Đỗ xuân Thụ - NXB Giáo dục) [5] Sổ tay tra cứu các tranzito Nhật Bản (Nguyễn Kim Giao, Lê Xuân Thế)
File đính kèm:
- giao_trinh_mach_dien_tu_co_ban.pdf