giáo trình điện tử cơ bản nghề điện công nghiệp cao đẳng

Kỹ thu¿t điện nói chung hay điện tử nói riêng là một ngành kỹ thu¿t liên quan đến việc nghiên cāu, thiết kế và āng dụng điện.Thông qua kỹ thu¿t điện con ng°ßi có thể thiết kế các thiết b

Lòch sā phỏt triÃn cụng nghò điòn tā

Phân lo¿i dựa trên đ¿c tính vÃt lý

Linh kiện ho¿t động trên nguyên lý điện từ và hiệu āng bề mặt: điện trá bán dẫn, DIOT, BJT, JFET, MOSFET, điện dung MOS… IC từ m¿t độ thấp đến m¿t độ siêu cỡ lớn UVLSI

Linh kiện ho¿t động trên nguyên lý quang điện: quang trá, Photođiot, PIN, APD, CCD, họ linh kiện phát quang LED, LASER, họ linh kiện chuyển hoỏ năng l°ợng quang điện nh° pin mặt tròi, họ linh kiện hiển thị,

Linh kiện ho¿t động dựa trên nguyên lý cÁm biến: họ sensor nhiệt, điện, từ, hoá học; họ sensor c¡, áp suất, quang bāc x¿, sinh học và các chÿng lo¿i

IC thụng minh dựa trờn cĂ sỏ tó hợp cụng nghệ IC truyền thòng và cụng nghệ chế t¿o sensor.

Linh kiện ho¿t động dựa trên hiệu āng l°ợng tử và hiệu āng mới: các linh kiện đ°ợc chế t¿o bằng công nghệ nano có cấu trúc siêu nhỏ: Bộ nhớ một điện tử, Transistor một điện tử, giếng và dây l°ợng tử, linh kiện xuyên hầm một điện tử, …

Phõn lo¿i dựa trờn chćc năng xā lý tớn hiòu

Hình 1.: Phân lo¿i linh kiện dựa trên chāc năng xử lí tín hiệu

Phân lo¿i theo ćng dăng

Vi m¿ch và āng dụng: (hình 2; hình 3)

- Memory chips: RAM, ROM, EEPROM

- Analog: Thông tin di động, xử lý audio/video

- Embedded systems: Thiết bị ô tô, nhà máy, Network cards System-on-chip (SoC)

Hình 2: Āng dụng cÿa vi m¿ch

Hình 3 : Āng dụng cÿa linh kiện điện tử

Linh kiện tích cực: DIOT, BJT, JFET,

MOSFET… Vi m¿ch tích hợp IC: IC t°¡ng tự,

IC sò, Vi xử lý… Linh kiện chỉnh l°u cú điều khiển

Linh kiện quang điện tử: Linh kiện thu quang, phát quang

GIàI THIịU VÀ VÂT LIịU ĐIịN TĀ

ChÃt cỏch điòn (chÃt điòn mụi

- Định nghĩa: Là chất dẫn điện kém, là các v¿t chất có điện trá suất cao

(107 ữ1017Ω.m) ỏ nhiệt độ bỡnh th°òng.Chất cỏch điện gỏm phần lớn cỏc v¿t liệu vô c¡ cũng nh° hữuc¡.

Tính chất Ánh h°áng rất lớn đến chất l°ợng cÿa linh kiện

- Các tính chất cÿa chất điện môi.

- Độ thẩm thấu điện t°Ăng đòi (hằng sò điện mụi - ε)

- Độ tãn hao điện môi (Pa)

- Độ bền về điện cÿa chất điện môi(Eđ.t)

- Dòng điện trong chất điện môi (I)

- Điện trá cách điện cÿa chất điện môi

ChÃt dÁn điòn

Định nghĩa: Là v¿t liệu cú độ dẫn điện cao Trị sò điện trỏ suất cÿa nú (khoÁng 10-8 ÷ 10-5 Ωm) nhỏ h¡n so với các lo¿iv¿t liệu khác Trong tự nhiên chất dẫn điện có thể là chất rÁn–kim lo¿i, chất lỏng–kim lo¿i nóng chÁy, dung dịch điện phõn hoặc chấtkhớ ỏ điện tr°òng cao.

Các tính chất cÿa chất dẫn điện

- Hệ sò nhiệt cÿa điệntrỏ suất(α)

- Công thoát cÿa điện tử trong kimlo¿i

VÃt liòu tÿ

Định nghĩa: V¿t liệu từ là v¿t liệu khi đặt vào trong một từ tr°òng thỡ nú bị nhiễm từ

- Các tính chất đặctr°ng cho v¿tliệutừ

- Độ từ thẩmt°Ăngđòi(ẳr)

LINH KIịN THĂ ĐịNG

Ký hiòu, phõn lo¿i, cÃu t¿o

1.1.1 Ký hiòu. a Định nghĩa Điện trá là đ¿i l°ợng v¿t lý đặc tr°ng cho tính chất cÁn trá dòng điện cÿa một v¿t thể dẫn điện b Đặc điểm Để đ¿t đ°ợc một giỏ trị dũng điện mong muòn t¿i một điểm nào đú cÿa m¿ch điện hay giỏ trị điện ỏp mong muòn giữa hai điểm cÿa m¿ch ng°òi ta dựng điện trỏ cú giỏ trị thớch hợp Giỏ trị cÿa điện trỏ khụng phụ thuộc vào tần sò dũng điện, nghĩa là giỏ trị điện trỏ khụng thay đói khi dùng á m¿ch một chiều cũng nh° xoay chiều. c Ký hiệu và đ¡n vị

- Ký hiệu: Đ¡n vị cÿa điện trá: ; K; M

Hỡnh 1.1 Điện trỏ cò định (Điện trỏ cú giỏ trị điện trỏ cò định)

Hình 1.2 Các lo¿i điện trá biến đãi ( Điện trá có giá trị điện trá thay đãi ) d Cỏc tham sò kỹ thu¿t đặc tr°ng cÿa điện trỏ.

- Trị sò cÿa điện trỏ là tham sò cĂ bÁn yờu cầu phÁi ón định, ớt thay đói theo nhiệt độ, độ ẩm….

- Trị sò cÿa điện trỏ phụ thuộc vào tớnh chất dẫn điện và kớch th°ớc cÿa v¿t liệu chế t¿o ra nó

Trong đó: R: Điện trá cÿa một v¿t dẫn.

 : Điện trá suất cÿa v¿t dẫn chế t¿o điện trá. l: Chiều dài cÿa v¿t dẫn

S: Tiết diện mặt cÁt cÿa v¿t dẫn.

* Dung sai ( sai sò ) cÿa điện trỏ:

- Dung sai hay sai sò cÿa điện trỏ biểu thị māc độ chờnh lệch giữa trị sò thực tế cÿa điện trỏ so với trị sò danh định mà đ°ợc tớnh theo %:

- Sai sò % gỏm cỏc cấp: 1%, 2%, 5%, 10% và 20%

- Cụng suất danh định là c°òng độ dũng điện tòi đa ch¿y qua điện trỏ mà không làm điện trá nóng quá PR ó 2P

- Công suất cÿa điện trá đ°ợc nhà chế t¿o qui °ớc thay đãi theo kích th°ớc lớn hay nhỏ với trị sò gần nh° đỳng nh° sau:

+ Công suất 1W có chiều dài û 1,2cm

Những điện trỏ cú cụng suất lớn hĂn th°òng là điện trỏ dõy quấn

Có 5 lo¿i điện trá chính là:

- Điện trá than ép d¿ng thanh.

- Điện trá màng kim lo¿i

- Điện trá oxit kim lo¿i

1.1.3 CÃu t¿o. a Điện trá than ép d¿ng thanh.

* Cấu t¿o: Đ°ợc chế t¿o từ bột than với chất liên kết nung nóng hoá thể đ°ợc bÁo vệ bằng một lớp vỏ giấy phÿ gòm hay lớp sĂn.

Hình 1.3 Cấu t¿o điện trá than ép d¿ng thanh.

+ Điện trỏ này th°òng đ°ợc chế t¿o với cụng suất cỡ ẳ W đến 1 W với giỏ trị từ 1/20 đến

+ Rẻ tiền tuy nhiên có nh°ợc điểm là tính ãn định kém khi nhiệt độ thay đãi sẽ gây ra dung sai b Điện trá màng kim lo¿i.

Chế t¿o theo cỏch kết lÁng mằng Ni-Cr (Niken-Crụm) trờn thõn gòm cú xẻ rãnh xoÁn sau đó phÿ lớp s¡n.

Hình 1.4 Cấu t¿o điện trá màng kim lo¿i

Lo¿i này có độ ãn định cao h¡n lo¿i than nh°ng giá thành cao h¡n vài phần c Điện trá oxit kim lo¿i.

Hình 1.5 Cấu t¿o điện trá oxit kim lo¿i Kết lÁng màng oxits thiếc trên thanh SiO2

Chịu đ°ợc nhiệt độ cao và độ ẩm cao Cụng suất danh định ẵ W Ng°òi ta dùng điện trá này khi cần có độ tin c¿y cao, độ ãn định cao. d Điện trá dây quấn.

V¿t liệu làm điện trá là dây quấn hợp kim đ°ợc quấn trên lõi làm v¿t liệu

Th°òng dựng khi yờu cầu giỏ trị điện trỏ rất thấp hay yờu cầu dũng điện rất cao, cụng suất 1W đến 25W Sai sò nhỏ lờn giỏ thành đÁt

Hình 1.6 Cấu t¿o điện trá dây quấn.

Cỏch đỏc, đo và cỏch mắc điòn trồ

1.2.1 Cỏch đỏc điòn trồ. a Biểu thị giỏ trị điện trỏ bằng sò và chữ: Đọc trực tiếp trờn thõn diện trỏ cú ghi rừ trị sò và đĂn vị R.

- Trị sò tr°ớc đĂn vị sau:

- Đ¡n vị xen giữa trị sò

Ví dụ: Đọc các điện trá sau: 15R, 1M5, K22 → Điện trá lần l°ợt có giá trị là

R = 15 ; 1,5M; 0,22 K b Biểu thị giá trị diện trá theo mã th¿p phân:

Vỡ thõn điện trỏ nhỏ nờn khú ghi đ°ợc nhiều sò và đĂn vị Vỡ v¿y ng°òi ta thòngnhất đĂn vị là , để trỏnh ghi nhiều sò ng°òi ta chỉ ghi một sò cú 3 chữ sò trong đú:

- Hai sò đầu là 2 sò cÿa trị sò điện trỏ

- Sò thā 3 là sò cỏc chữ 0 thờm vào tiếp theo bờn phÁi cÿa hai sò tr°ớc. c Biểu thị trị sò điện trỏ bằng cỏc v¿ch màu:

Dùng 3 vùng, 4 vùng hoặc 5 vùng màu để biểu thị giá trị điện trở Khi đọc giá trị của điện trở vạch màu, ta phải tuân theo bảng quy ước màu quốc tế như sau:

BÁng 2.1 Quy °ỏc mó màu quòc t¿

3 Bội sò Sai sò Đen 0 0 0 10 0

- Tr°òng hợp 3 vũng màu:

+ Vũng 1: nằm ỏ sỏt đầu điện trỏ chỉ sò thā nhất: (V1)

+ Vũng 3: bội sò (vũng biểu thị sò luỹ thừa cÿa 10): (V3)

+ Sai sò mặc định là 20% ³ R = ( V 1 V 2 ô V 3 )  20 %

Ví dụ: Đọc điện trá có các vòng màu lần l°ợt nh° sau: Đỏ: vòng 1 Đỏ: vòng 2 Đỏ: vòng 3

Do đó giá trị cÿa điện trá này là: ³ R = ( V 1 V 2 ô V 3 )  20 % = ( 22 ô 10 2  )  20 % = 2 , 2 K   20 %

- Tr°òng hợp 4 vũng màu:

+ Vòng 1,2: là vòng giá trị (V1,V2)

+ Vòng 3: là vòng luỹ thừa cÿa 10 (V3)

+ Vũng 4: là vũng sai sò (V4) ³ R = ( V 1 V 2 ô V 3 )  V 4

Ví dụ āng dụng 1: Đọc điện trá có các vòng màu lần l°ợt nh° sau: Đỏ: vòng 1 Đỏ: vòng 1 Đỏ: vòng 2 Đỏ Đỏ Đỏ Đỏ

- Do đó giá trị cÿa điện trá này là: ³ R = ( V 1 V 2 ô V 3 )  V 4 = ( 22 ô 10 4  )  5 % = 220 K   5 %

- Tr°òng hợp 5 vũng màu

+ Vòng 1,2,3: là vòng giá trị (V1, V2, V3)

+ Vũng 4 : là vũng biểu thị sò luỹ thừa cÿa 10 (V4)

+ Vũng 5 : là vũng sai sò (V5) ³ R = ( V 1 V 2 V 3 ô V 4 )  V 5

Ví dụ āng dụng 2: Đọc điện trá các vòng màu lần l°ợt nh° sau:

Xanh d°¡ng: vòng 2 Đen : vòng 3 Đỏ: vòng 4

- Do đó giá trị cÿa điện trá này là: ³ R = ( V 1 V 2 V 3 ô V 4 )  V 5 = ( 560 ô 10 2 )  2 % = 56 K   2 %

Ví dụ āng dụng 3: Đọc các điện trá có các vòng màu lần l°ợt nh° sau:

R2: xanh d°¡ng, xám, nâu, vàng kim.

R 3 : nâu, đen, đen, đỏ, đỏ.

+ Vòng 1 là vòng gần mép điện trá nhất, tiếp theo là vòng 1,2,3 + Điện trá 5 vòng màu có độ chính xác cao h¡n điện trá 4 vòng màu và điện trá 3 vòng màu.

1.3 Cỏch đo điòn trồ a Cỏch đo điện trỏ cò định (R):

- Để thang đo cÿa đáng há v¿n năng á vị trí đo , chỉnh không que đo Sau đú cặp 2 đầu que đo vào hai đầu điện trỏ Giỏ trị ( trị sò ) điện trỏ bằng thang đo nhõn chỉ sò khÁc độ trờn thang đọc

- Nếu ch°a °ớc l°ợng đ°ợc giá trị R thì để thang đo lớn nhất rái dựa vào trị sò cụ thể trờn đỏng hỏ xoay thang đo sao cho thớch hợp

- L°u ý đo thang nào phÁi chỉnh không thang đó.

- Trong quỏ trỡnh đo điện trỏ cò định cần l°u ý:

+ Nếu kim đáng há chỉ một giá trị nhất định trên thang đọc mà giá trị này đem nhõn với thang đo bằng giỏ trị điện trỏ thực tế ta đọc đ°ợc → R tòt.

+ Nếu kim đáng há chỉ >Ω trên thang đọc trong mọi nấc cÿa thang đo → R bị đāt, cháy ( áp dụng cho cÁ điện trá cầu chì )

+ Nếu kim đáng há chỉ một giá trị nhất định trên thang đọc mà giá trị này đem nhân với thang đo khác với giá trị điện trá thực tế ta đọc đ°ợc ( giá trị đo th°òng cao hĂn giỏ trị thực tế ta đọc đ°ợc trờn thõn điện trỏ ) → R tăng trị sò. b Cách đo điện trá biến đãi ( VR ): Để thang đo cÿa đáng há v¿n năng á vị trí đo , chỉnh không que đo.Sau đú cặp 2 đầu que đo vào 2 chõn cÿa biến trỏ để đo điện trỏ cò định, sau đú

Xanh d°¡ng Đen Đỏ Vàng

18 dòi 1 trong 2 que đo vào chõn giữa, rỏi dựng tay từ từ xoay trục điều khiển theo chiều kim đáng há và ng°ợc l¿i nếu:

+ Kim đỏng hỏ lờn xuòng một cỏch từ từ → VR tòt

Trong quá trình đo điện trở, nếu kim đồng hồ lệch hay nhảy vạch cho thấy biến trở bị mòn hoặc tiếp xúc không tốt, khiến việc đo bị hỏng Đối với điện trở phụ thuộc vào ánh sáng (quang trở: Cds), để thang đo của đồng hồ vẫn năng suất ở vị trí đo Ω nấc ×10 hoặc ×100, cần chỉnh không kim đo Sau đó, cặp 2 đầu que đo vào 2 chân của quang trở và thay đổi cường độ ánh sáng chiếu vào nơi tiếp nhận ánh sáng của Cds (bằng cách dùng một tay che lại rồi mở ra nơi tiếp nhận ánh sáng của Cds) Khi đó, quan sát kim đồng hồ để xác định được điện trở của quang trở.

- Kim đỏng hỏ lờn và xuòng ( tāc điện trỏ cÿa Cds thay đói ) theo c°òng độ ỏnh sỏng → Cds tòt.

- Kim đỏng hỏ khụng lờn hoặc lờn nh°ng khụng xuòng đ°ợc → Cds hỏng

Trong m¿ch điện tuỳ theo nhu cầu thiết kế mà ng°òi ta sử dụng điện trỏ cú giỏ trị khỏc nhau, tuy nhiờn trong sÁn xuất ng°òi ta khụng thể chế t¿o mọi giỏ trị cÿa điện trỏ đ°ợc mà chỉ sÁn xuất một sò điện trỏ tiờu biểu đặc tr°ng ,nên trong sử dụng nhà thiết kế phÁi sử dụng một trong hai ph°¡ng án sau: Một là phÁi tính toán m¿ch điện sao cho phù hợp với các điện trá có sẵn trên thị tr°òng Hai là tớnh toỏn mÁc cỏc điện trỏ sao cho phự hợp với m¿ch điện Điện trỏ mÁc nòi tiếp: Cỏch này dựng để tăng trị sò cÿa điện trỏ trờn m¿ch điện (Hình 1-7) a MÁc nòi tiếp:

Hỡnh 1.7 SĂ đỏ mÁc nòi tiếp cỏc điện trỏ

Dựng 3 điện trỏ ghộp nòi tiếp nhau nh° hỡnh 2.7.

Theo định lu¿t Ohm ta có: ÿ þ ÿ ý ü ô

Tóng sò điện ỏp trờn 3 điện trỏ chớnh là điện ỏp nguỏn nờn ta cú:

Nh° v¿y: điện trỏ t°Ăng đ°Ăng cÿa điện trỏ mÁc nòi tiếp cú trị sò bằng tóng sò cỏc điện trỏ riờng rẽ õ

1 (2.3) L°u ý: khi sử dụng điện trá phÁi biết hai đực tr°ng kỹ thu¿t cÿa điện trỏ là trị sò điện trỏ R và cụng suất tiờu tỏn PRcÿa điện trỏ.

Ví dụ1: Cho m¿ch điện nh° hình vẽ Với R1 = 2,2K, R2 = 4,7K Tính điện trá t°¡ng đ°¡ng cÿa m¿ch điện

GiÁi: Từ cụng thāc (2.1) ta cú Rtđ = 2,2 + 4,7 = 6,9K Trong thực tế, ng°òi ta chỉ mÁc nòi tiếp từ 02 đến 03 điện trỏ để trỏnh r°òm rà cho m¿ch điện Nếu cỏc điện trỏ trong m¿ch mÁc nòi tiếp cú trị sò R khỏc nhau trỡ việc tính công suất tiêu tán cÿa điện trá t°¡ng đ°¡ng sẽ phāc t¿p Do v¿y, để đĂn giÁn nờn chọn cỏc điện trỏ cú cựng trị sò mÁc nòi tiếp thỡ ta cú:

Công suất tiêu tán cÿa điện trá t°¡ng đ°¡ng:

Khi mắc nối tiếp, điện trở tăng và công suất tiêu tán tăng Ngược lại, khi mắc song song, điện trở giảm Lưu ý, điện trở tương đương của mạch điện luôn nhỏ hơn hoặc bằng điện trở nhỏ nhất trong mạch Thường dùng điện trở cùng trị số để mắc song song, vừa đạt được trị số mong muốn vừa chịu tải lớn theo ý muốn, đồng thời tăng diện tích tỏa nhiệt trên mạch khi công suất tỏa nhiệt cao (Hình 1-8).

Dùng 3 điện trá mÁc song song nhau nh° ( hình 1.8 )

Hình 1.8 S¡ đá mÁc song song các điện trá

Theo định lu¿t Ohm ta có:

Tóng sò dũng điện trờn 3 điện trỏ chớnh là dũng điện I cÿa nguỏn cung cấp nên ta có: ÿ ÿ þ ÿ ÿ ý ü

R là điện trá t°¡ng đ°¡ng cÿa 3 điện trá mÁc song song T°Ăng tự nh° cỏch mÁc nòi tiếp, để tớnh cụng suất tiờu tỏn đĂn giÁn nờn chọn cỏc điện trỏ cú cựng trị sò ghộp song song với nhau:

→ Điện trá t°¡ng đ°¡ng là:

Công suất tiêu tán cÿa điện trá t°¡ng đ°¡ng là: P R = 3 P R 1 = 3 ô 1 2 W = 3 2 W

Kết lu¿n: điện trá cÿa các điện trá mÁc song song bằng th°¡ng cÿa các điện trá mÁc riêng rẽ. õ = þ = ý ü

Khi mÁc điện trá song song sẽ làm tăng công thêm công suất tiêu tán nh°ng làm giÁm trị sò điện trỏ. c MÁc hỗn hợp:

Hình 1.9 MÁc các điện trá hỗn hợp.

Ngoài hai cỏch trờn ta cú thể mÁc hỗn hợp tāc là điện trỏ vừa mÁc nòi tiếp kết hợp với cÁ mÁc song song. Áp dụng các hệ thāc (2.3) và (2.4) cho m¿ch điện (hình 2.10) ta có:

Cỏc linh kiòn khỏc cựng nhúm và ćng dăng

1 5.1 Cỏc linh kiòn khỏc cựng nhúm. a Biến trá (Vairable Resistor: VR) (chiết áp).

Là lo¿i điện trá R có thể thay đãi đ°ợc giá trị trong một khoÁng nào đó

Nú th°òng cú 3 chõn (đòi với biến trỏ đĂn)

* Kí hiệu, hình dáng thực tế cÿa biến trá:

Hình 1.10 Kí hiệu cÿa biến trá.

Hình 1.11 Hình dáng thực tế cÿa biến trá.

Gám một điện trá màng than hay dây quấn có d¿ng hình cung góc 270 o

Cú một trục xoay ỏ giữa nòi với một con tr°ợt làm bằng than ( cho biến trỏ dây quấn ) hay làm bằng kim lo¿i ( biến trá than ), con tr°ợt sẽ ép lên mặt điện trỏ để t¿o kiểu nòi tiếp xỳc làm thay đói trị sò điện trỏ khi xoay trục

Hình 1.12: Cấu t¿o bên trong cÿa biến trá

Biến trỏ th°òng đ°ợc dựng nhiều trong ngành điện tử thu¿n tiện cho việc điều chỉnh m¿ch điện và âm l°ợng. b Điện trá nhiệt (Thermistor –th) (nhiệt trá).

Là lo¿i điện trỏ cú trị sò thay đói theo nhiệt độ

* Kí hiệu và hình dáng thực tế:

Hình 1.13 Kí hiệu và hình dáng thực tế cÿa điện trá nhiệt

Có hai lo¿i nhiệt trá:

+ Nhiệt trỏ cú hệ sò õm: là lo¿i nhiệt trỏ khi nh¿n nhiệt độ cao hĂn thỡ trị sò điện trỏ giÁm xuòng và ng°ợc l¿i Dựng ón định nhiệt cho cỏc tầng khuếch đ¿i. + Nhiệt trỏ cú hệ sò nhiệt d°Ăng: là lo¿i nhiệt trỏ khi nh¿n nhiệt độ cao hĂn thỡ trị sò điện trỏ tăng lờn Dựng làm cÁm biến nhiệt cho cỏc hệ thòng tự động điều khiển theo nhiệt độ

Nhiệt trỏ th°òng đ°ợc dựng để ón định nhiệt cho cỏc tầng khuếch đ¿i cụng suất hay làm linh kiện cÁm biến trong cỏc hệ thòng tự động điều khiển nhiệt độ. c Quang trá

* Định nghĩa: Quang trỏ cú trị sò điện trỏ lớn hay nhỏ tuỳ thuộc vào c°òng độ chiếu sỏng vào nú Độ chiếu sỏng càng m¿nh thỡ điện trỏ cú trị sò càng nhỏ và ng°ợc l¿i.

* Ký hiệu và hình dáng thực tế:

Hình 1.14 Kí hiệu và hình dáng thực tế cÿa quang trá.

Quang trỏ th°òng đ°ợc chế t¿o từ chất Sulfur-catmium nờn trờn ký hiệu th°òng ghi chữ Cds.

* Đặc điểm: Điện trỏ khi bị che tòi khoẳng vài trăm K đến vài M, khi đ°ợc chiếu sáng khoÁng vài trăm  đến vài K

Quang trỏ th°òng đ°ợc dựng trong cỏc m¿ch tự động điều khiển bằng ánh sáng, báo động… d Điện trá cầu chì ( Fusistor : F )

* Định nghĩa: Điện trỏ cầu chỡ cú tỏc dụng bÁo vệ quỏ tÁi nh° cỏc cầu chỡ cÿa hệ thòng điện nhà nh°ng nó đ°ợc dùng trong các m¿ch điện tử để bÁo vệ cho m¿ch nguán hay các m¿ch có dòng tÁi lớn nh° các transistor công suất Khi có dũng điện qua lớn hĂn trị sò cho phộp thỡ điện trỏ sẽ bị núng và bị đāt. Điện trỏ cầu chỡ cú trị sò rất nhỏ khoÁng vài Ohm.

* Ký hiệu và hình dáng:

Hình 1.15 Kí hiệu và hình dáng thực tế cÿa điện trá cầu chì. e Điện trá tuỳ áp (Voltage Dependent Resstor: VDR)

Là lo¿i điện trỏ cú trị sò thay đói theo điện ỏp đặt vào hai cực.

+ Khi điện ỏp giữa hai cực ỏ d°ới trị sò quy định thỡ VDR cú trị sò điện trỏ rất lớn coi nh° há m¿ch.

+ Khi điện ỏp giữa hai cực tăng cao quỏ māc qui định thỡ VDR cú trị sò giÁm xuòng cũn rất thấp coi nh° ngÁn m¿ch.

* Ký hiệu và hình dáng:

Biểu tượng và hình dáng thực tế của điện trở tùy áp Điện trở tùy áp có hình dạng giống điện trở nhưng nặng hơn do làm bằng kim loại.

VDR thường được mắc song song với các cuộn dây có hệ số tự cảm lớn để dập tắt các điện áp cảm ứng quá cao Khi cuộn dây bị mất dòng điện độ ngột, VDR sẽ dẫn điện mạnh, giúp tránh làm hỏng các linh kiện khác trong mạch.

- Trong sinh ho¿t, điện trá dùng để chế t¿o các lo¿i dụng cụ điện nh°: bàn ÿi, bếp điện, bóng đèn…

- Trong công nghiệp: điện trá đ°ợc dùng để chê t¿o các thiết bị sấy, s°ái, giới h¿n dòng điện khái động cÿa động c¡…

- Trong lĩnh vực điện tử: điện trá đ°ợc dùng để giới h¿n dòng điện hay t¿o sự giÁm áp

*Ví dụ. a Nờu sự giòng và khỏc nhau trong 3 cỏch đọc điện trỏ. b Đọc giá trị cÿa các điện trá sau:

R3: cam, trÁng, đen, đen, nâu. c.Tính điện trá t°¡ng đ°¡ng trong m¿ch điện nh° hình sau Biết: R1"0

TĂ ĐIịN

2.1 Ký hiòu, phõn lo¿i, cÃu t¿o

Tụ điện là lo¿i linh kiện thụ động có khÁ năng tích trữ năng l°ợng d°ới d¿ng điện tr°òng.

2.1.1 Ký hiòu và đÂn vò. ĐĂn vị Fara (F) Fa ra là một trị sò điện dung rất lớn nờn trong thực tế chỉ dựng °ớc sò cÿa Fara là:

Hình 1.18 Ký hiệu cÿa tụ điện.

2.1.2 Phân lo¿i và cÃu t¿o. a Phân lo¿i.

Tụ điện đ°ợc chia làm hai lo¿i chính là:

Tụ điện có phân cực tính d°¡ng và âm ( tụ một chiều ).

Tụ điện không phân cực tính ( tụ xoay chiều ) đ°ợc chia làm nhiều d¿ng b Cấu t¿o cÿa tụ điện

- Tụ điện gám có hai bÁn cực làm bằng chất dẫn điện đặt song song nhau, á giữa là một chất cách điện gọi là điện môi.

- Chất cỏch điện thụng th°òng để làm điện môi trong tụ điện là giấy dầu, mica, gòm, khụng khớ….

- Chất cách điện đ°ợc lấy làm tên gọi cho tụ điện.

Hình 1.19 Cấu t¿o cÿa tụ điện.

Thớ dụ: tụ điện giấy, tụ điện dầu, tụ điện gòm, tụ điện khụng khớ…

2.1.3 Đ¿c điÃm. Điện dung C cÿa tụ điện đặc tr°ng cho khÁ năng chāa điện cÿa tụ điện. Điện dung C cÿa tụ điện tuỳ thuộc vào cấu t¿o và đ°ợc tính bái công thāc: d

Trong đó: ừ: là hằng sò điện mụi tuỳ thuộc vào chất cỏch điện

S: là diện tích bÁn cực (m 2 ) d: là bề dày lớp điện môi.

Hằng sò điện mụi cÿa một sò chất cỏch điện thụng dụng để làm tụ điện cú trị sò nh° bÁng sau:

2.1.4 Cỏc tham sò kỹ thuÃt đ¿c tr°ng cąa tă điòn.

Khi sử dụng tụ điện phÁi biết hai tham sò chớnh cÿa tụ điện là: Điện dung C ( đĂn vị là F, àF ): ghi trờn thõn tụ Điệp áp làm việc WV ( đ¡n vị là V ): ghi trên thân tụ.

Trờn thõn tụ ng°òi ta đó ghi rừ trị sò điện dung cÿa tụ và điện ỏp làm việc cÿa tụ Nếu điện áp đặt vào tụ lớn h¡n điện áp ghi trên thân tụ thì tụ sẽ bị đánh thÿng Do đó khi ta chọn tụ, phÁi chọn điện áp làm việc cÿa tụ điện

WV lớn h¡n điện áp đặt lên tụ điện Uctheo công thāc WV ó 2.Uc

Ngoài ra khi sử dụng nguán điện nào thì phÁi mÁc tụ ấy cho phù hợp.

2.2 Cỏch đỏc, đo và cỏch mắc tăđiòn

2.2.1 Cỏch đỏc tă điòn. a Đọc trực tiếp:

Trờn thõn tụ đều cú ghi trị sò điện dung, cấp chớnh xỏc và điện ỏp làm việc, đĂn vị là àF với tụ hoỏ

Vớ dụ: 100 àF ± 2 %, 10V b Đọc theo mã th¿p phân (đọc gián tiếp).

Vỡ kớch th°ớc cÿa tụ t°Ăng đòi nhỏ do v¿y để cho dễ đọc ng°òi ta qui °ớc khụng ghi đĂn vị chuẩn là picofara (pF) với tụ gòm Ng°òi ta qui °ớc sò cuòi dóy sò là sò 0 thờm vào hai sò đầu, chỉ chữ cỏi cuòi cựng quy °ớc sai sò tớnh theo %.

Ví dụ: Đọc các tụ điện sau: 102 M → C = 1000pF ± 20%

Qui °ớc sai sò cÿa tụ là: J = ± 5%, K= ± 10%, M= ± 20% c Đọc theo mã màu

Cỏch đọc trị sò cÿa tụ theo mó màu giòng nh° cỏch đọc trị sò cÿa điện trỏ theo mã màu nh°ng đ¡n vị cÿa tụ á cách đọc theo mã màu đ°ợc quy °ớc là pF Ví dụ: đỏ - đỏ - nâu - vàng kim → C = 220 pF ± 5% Đọc một sò giỏ trị đặc biệt cÿa cỏc tụ điện sau:

1: Sò thā nhất 0: sò thā 2 → C= 1000pF ± 5%

Dùng đáng há v¿n năng để thang đo điện trá ( tuỳ theo giá trị điện dung cÿa tụ điện mà ta chọn nấc đo phù hợp ) , ví dụ nh°:

+ Thang ì1 th°òng để khi đo tụ cú C > 100àF.

+ Thang ì10 th°òng để khi đo tụ cú C = 10àF - 100àF

+ Thang ì1K th°òng để khi đo tụ cú C = 0.1 - 10àF

+ Thang ì10K th°òng để khi đo tụ cú C = 0.001 – 0.1ýF

Sau đó dùng 2 que đo cÿa đáng há kẹp vào 2 chân cÿa tụ điện và thực hiện đo 2 lần có đÁo que đo và quan sát:

Nếu kim vọt lờn nhanh và trỏ về ừ ngay → tụ tòt.

Nếu kim vọt lên nh°ng không trá về hoặc trá về cách õ một khoÁng → tụ bị hỏng hoặc bị dò.

Nếu kim vọt lờn về 0  → tụ bị nòi tÁt

Nếu kim không nhúc nhích → tụ bị khô hay tụ bị đāt.

Nếu kim lên từ từ và trá về từ từ → tụ bị yếu

2.2.3 Cỏch mắc tă điòn a Tụ điện mÁc nòi tiếp.

Hai tụ điện mÁc nòi tiếp điện dung là C1, C2 cú dũng điện n¿p I nờn điện tích cÿa 2 tụ n¿p đ°ợc sẽ bằng nhau do Q = I.t

Hỡnh 1.20 MÁc cỏc tụ điện nòi tiếp. Điện tích n¿p đ°ợc vào tụ tính theo công thāc sau:

Gọi C là tụ điện t°Ăng đ°Ăng cÿa C1, C2mÁc nòi tiếp thỡ ta cú:

Q = +  = + V¿y khi mÁc nòi tiếp cỏc tụ điện cú điện dung C1, C2,…, Cnta cú điện dung t°¡ng đ°¡ng là :

Ta thấy, cụng thāc tớnh điện dung cÿa tụ điện mÁc nòi tiếp cú d¿ng nh° công thāc tính điện trá mÁc song song.

Ngoài điện dung, tụ điện cũn cú 1 thụng sò kỹ thu¿t quan trọng là điện ỏp làm việc (WV) Để tính điện áp làm việc cÿa tụ điện t°¡ng đ°¡ng đ°ợc thì ta đĂn giÁn chọn cỏc tụ điện mÁc nòi tiếp cú cựng thụng sò C và WV.

Vớ dụ: hai tụ điện C1, C2 cú cựng trị sò là 10 àF, 25 V khi mÁc nòi tiếp là tụ C t°¡ng đ°¡ng là: Điện dung: Điện áp làm việc C C C C 2 5 ý F

Kết lu¿n: Khi mÁc nòi tiếp là tụ điện sẽ cho ra tụ điện t°Ăng đ°Ăng cú điện dung nhỏ h¡n và điện áp làm việc lớn h¡n. b Tụ điện mÁc song song.

Hỡnh 1.21 MÁc cỏc tụ điện nòi tiếp. Điện tích n¿p vào tụ C1, C2 là : þ ý ü

Gọi điện dung C là điện dung t°¡ng đ°¡ng cÿa 2 tụ C1, C2và Q là điện tích n¿p vào tụ C thì ta có : Q = U.C

Mà điện tích n¿p vào C1, C2 bằng điện tích n¿p vào C nên:

V¿y khi mÁc song song các tụ điện có điện dung là C1, C2,…, Cnthì điện dung t°¡ng đ°¡ng là :

Ta thấy, công thāc tính điện dung t°¡ng đ°¡ng cÿa các tụ điện ghép song song cú d¿ng nh° cụng tớnh điện trỏ mÁc nòi tiếp.

L°u ý: trong tr°òng hợp mÁc song song điện ỏp làm việc cÿa tụ điện khụng thay đãi nên chọn các tụ điện mÁc song song có điện áp làm việc bằng nhau c MÁc hỗn hợp

Là kết hợp cÿa hai cỏch mÁc nòi tiếp và mÁc song song để đ¿t đ°ợc giỏ trị tụ điện theo yêu cầu đề ra.

2.3 Cỏc linh kiòn khỏc cựng nhúm và ćng dăng

2.3.1 Cỏc linh kiòn khỏc cựng nhúm.

Cú điện dung lớn từ 1àF đến 10000àF là lo¿i tụ cú phõn lo¿i cực tớnh d°¡ng và âm.

Tụ đ°ợc chế t¿o với bÁn cực nhôm và cực d°¡ng có bề mặt hình thành lớp oxit nhôm và lớp bọt khi có tính cách điện để làm chất điện môi Lớp oxit nhôm rất mỏng nên điện dung cÿa tụ lớn khi sử dụng phÁi lÁp đúng cực tớnh d°Ăng và õm, điện ỏp làm việc th°òng nhỏ hĂn 500V.

Ký hiệu và hình dáng thực tế cÿa tụ hoá:

Hình 1.22 Ký hiệu và hình dáng cÿa tụ hóa. b Tụ gòm ( Ceramic ).

Cú điện dung từ 1pF đến vài àF là lo¿i tụ khụng cú cực tớnh, điện ỏp làm việc cao lên đến vài trăm vôn

Hỡnh dỏng tụ gòm cú nhiều d¿ng khỏc nhau và cú nhiều cỏch ghi trị sò điện dung khác nhau.

Hỡnh 1.23 Ký hiệu và hỡnh dỏng cÿa tụ gòm.

Qui °ớc sai sò cÿa tụ: J = ±5%, K = ±5%, M = ±5% c Tụ giấy

Là lo¿i tụ không có cực tính gám có hai bÁn cực là các băng kim lo¿i dài, ỏ giữa cú lớp cỏch điện là giấy tẩm dầu và cuộn l¿i thành òng Điện ỏp đánh thÿng đến vài trăm vôn.

Ký hiệu và hình dáng tụ giấy:

Hình 1.24 Ký hiệu và hình dáng cÿa tụ giấy. d Tụ Mica.

Là lo¿i tụ không có cực tính, điện dung từ vài pF đến vài trăm nF, điện

29 áp làm việc rất cao trên 1000V.

Tụ mica đÁt tiền hĂn tụ gòm vỡ ớt sai sò, điệp ỏp tuyến cao, tần tòt, độ bền cao.

Trờn tụ mica đ°ợc sĂn cỏc chấm màu để chỉ trị sò điện dung và cỏch đọc giòng nh° cỏch đọc trị sò điện trỏ:

Hình 1.25 Ký hiệu và hình dáng cÿa tụ mica. e Tụ màng mỏng.

Là lo¿i tụ có chất điện môi là các chất Polyester (PE), Polyetylen (PS) điện dung từ vài trăm Picofara đến vài chục microfara, điện áp làm việc cao đến hàng nghàn vôn.

Hình 1.26 Ký hiệu và hình dáng cÿa tụ màng mỏng. f Tụ tang tan ( Tụ Tantalium ).

Là lo¿i tụ có phân cực tính, điện dung có thể rất cao nh°ng kích th°ớc nhỏ từ 0,1àF đến 100àF, điện ỏplàm việc thấp chỉ vài chục vụn Tụ tang- tan th°òng cú d¿ng viờn nh° hỡnh 2.28:

Hình 1.27 Ký hiệu và hình dáng cÿa tụ tang tan.

Tụ điện dùng để ngăn dòng điện một chiều và cho dòng xoay chiều đi qua vỡ v¿y tụ dựng làm nòi tầng trong cỏc m¿ch khuếch đ¿i.

Tụ dẫn điện ỏ tần sò cao nờn dựng vào việc thiết kế loa bóng, loa trầm.

Tụ n¿p xÁ điện trong m¿ch lọc nguán xoay chiều t¿o ra nguán một chiều

(m¿ch chỉnh l°u) bằng phẳng, giÁm bớt māc gợn sóng cÿa dòng điện xoay chiều hình sin

Tụ dùng để kết hợp với R, L để t¿o thành m¿ch cộng h°áng dùng trong chọn sóng, lọc sóng âm thanh.

CUịN CÀM

3.1 Ký hiòu, phõn lo¿i, cÃu t¿o

Cuộn cÁm là lo¿i linh kiện thụ động nó có khÁ năng tích luỹ năng l°ợng d°ới d¿ng từ tr°òng khi cú dũng điện xoay chiều ch¿y qua.

30 b Ký hiệu và đ¡n vị cÿa cuộn cÁm

* Ký hiệu, hình dáng cuộn cÁm

Hình 1.28 Ký hiệu và hình dáng cÿa cuộn cÁm

* ĐĂn vị.Henry (H), trong thực tế th°òng dựng cỏc °ớc sò cÿa Henry là miliHenry (mH) và micro (àH)

Cuộn dòy lõi sắt từ sử dụng cho tần số xoay chiều thấp, cuộn dòy lõi ferit sử dụng cho tần số cao, và cuộn dòy không khí sử dụng cho tần số rất cao.

Khi cuộn dõy cú lừi từ thỡ c°òng độ từ tr°òng lớn hĂn rất nhiều so với cuộn dây không có lõi ( lõi không khí )

Các thông số cơ bản của cuộn cảm bao gồm: độ tự cảm, hệ số phẩm chất, điện dung tự tạp, hệ số nhiệt, dòng điện làm việc của cuộn cảm, số vòng dây của cuộn cảm.

- Điện cÁm cÿa cuộn cÁm phụ thuộc vào kớch th°ớc, hỡnh dỏng và sò vũng Kớch th°ớc, sò vũng càng lớn thỡ điện cÁm càng lớn

Ngoài ra, vỏ bọc kim lo¿i cũng Ánh h°ỏng nhiều đến trị sò điện cÁm: lừi làm tăng điện cÁm, có lõi làm giÁm điện cÁm.

- Hệ sò chất l°ợng ( hay phẩm chất ):

Cuộn cÁm khi mÁc vào m¿ch điện xoay chiều, do có tãn hao trong cuộn dây, trong lõi… nên tiêu thụ một phần năng l°ợng Cũng nh° tụ điện, māc tãn hao đ°ợc biểu thị bằng giá trị cÿa tang góc tãn hao Cuộn cÁm có chất l°ợng càng cao thỡ tón hao năng l°ợng càng nhỏ Do v¿y, ta gọi trị sò nghịch đÁo cÿa tón hao là hệ sò chất l°ợng và ký hiệu là Q.

Cú thể nõng cao hệ sò chất l°ợng bằng cỏch dựng lừi bằng cỏc v¿t liệu nh°: ferit, sÁt cacbon…vỡ khi đú với trị sò điện cÁm nh° cũ chỉ cấn quấn ớt vũng dây h¡n.

Các cuộn cÁm dùng trong các thiết bị vô tuyến điện tử dân dụng cần có hệ sò phẩm chất là 40, cú nhiều bộ ph¿n cần đến 300 nh° cuộn cÁm trong m¿ch dao động

- Điện dung t¿p tán: Những vòng dây và các lớp dây t¿o nên một điện dung, có thể xem nh° có một tụ điện mÁc song song với cuộn cÁm, điện dung này làm giÁm chất l°ợng cuộn cÁm Cuộn cÁm một lớp có điện dung t¿p tán bé nhất (1-3pF), cuộn cÁm nhiều lớp có điện dung t¿p tán khoÁng (3-5) pF Bằng cách quấn phân đo¿n hay quấn tã ong sẽ làm giÁm điện dung này.

Có nhiều cách phân lo¿i cuộn cÁm:

+ Phân lo¿i theo kết cấu: Cuộn cÁm 1 lớp, cuộn cÁm nhiều lớp, cuộn cÁm có lõi không khí, cuộn cÁm có lõi sÁt bụi, cuộn cÁm có lõi sÁt lá…

+ Phõn lo¿i theo tần sò làm việc: Cuộn cÁm õm tần, cuộn cÁm cao tần

- Cuộn cÁm 1 lớp lừi khụng khớ: Gỏm một sò vũng dõy quấn vũng nọ sỏt vũng kia hoặc cỏch nhau vài lần đ°òng kớnh sợi dõy Dõy cú thể cuòn trờn khung đỡ bằng v¿t liệu cách điện cao tần hay nếu cuộn cÁm đÿ cāng thì có thể không cần khung đỡ mà chỉ cần hai nẹp giữ hai bên.

Để giảm điện dung ký sinh và đảm bảo kích thước hợp lý khi quấn cuộn cảm cho sò công suất lớn, cần quấn dây thành nhiều lớp theo kiểu chồng lên nhau giống như tổ ong Quấn một lớp sẽ làm tăng chiều dài cuộn cảm và điện dung ký sinh đáng kể, ảnh hưởng đến hiệu quả của mạch.

- Cuộn cÁm có lõi bột sÁt từ: Để rút ngÁn kích th°ớc cÿa 2 lo¿i trên bằng cỏch lỏng vào giữa nú một lừi ferit Thõn lừi cú răng xoÁn òc Hai đầu cú khớa 2 rónh Ng°òi ta dựng 1 cỏi quay vớt nhựa để điều chỉnh lừi lờn xuòng trong lũng cuộn cÁm để tăng hay giÁm trị sò tự cÁm cÿa cuộn cÁm

- Cuộn cÁm nhiều đo¿n hay cuộn cÁm ngăn cao tần là cuộn cÁm nhiều lớp nh°ng quấn l¿i nhiều đo¿n trên 1 lõi cách điện, đo¿n nọ cách đo¿n kia vài mm

- Cuộn cÁm âm tần: Các vòng cÁm đ°ợc quấn thành từng lớp đều đặn, vòng nọ sát vòng kia, lớp nọ sát lớp kia bằng một l°ợt giấy bóng cách điện, khung đỡ cÿa cuộn dây làm bằng bìa pretxpan Lõi từ là các lá thép Si mỏng cÁt thành chữ

E và I Mỗi chữ E và I xếp l¿i thành một m¿ch từ khép kín (hình 2-30)

Hình 1-29 Hình d¿ng các lo¿i cuộn cÁm

Cuộn cảm là một linh kiện điện có dây dẫn được bọc lớp cách điện, được quấn nhiều vòng liên tiếp trên một lõi Lõi cuộn cảm có thể là sắt từ, ferit hoặc không khí Cuộn cảm thường được sử dụng để lưu trữ năng lượng từ trường và có nhiều kiểu dáng khác nhau, chẳng hạn như cuộn cảm nhiều lớp hoặc nhiều đoạn.

Hình 1.31 Ký hiệu cuộn cÁm.

3.2 Cỏch đỏc, đo và cỏch mắc cuòn cÁm

Th°òng đ°ợc nhà sÁn xuất ghi rừ giỏ trị trờn thõn cuộn cÁm.

- Cấp nguán xoay chiều sau đó dùng một đáng há đo dòng điện và 1 đáng há đo điện trá

Cuộn cảm có độ tự cảm L sẽ sinh ra suất điện động tự cảm khi có dòng điện xoay chiều hoặc dòng điện một chiều biến thiên chạy qua Ngoài trở kháng do điện trở R của dây quấn tạo ra, cuộn cảm còn có trở kháng do tự cảm gây ra, gọi là cảm kháng, được tính theo công thức X L = 2  fL.

Tãng trá toàn bộ cÿa cuộn cÁm là: Z = R 2 + X L 2 f: Tần sò dũng điện (Hz) L: độ tự cÁm cÿa cuộn dây (H)

XL : cÁm kháng cÿa cuộn dây

Với dũng một chiều khụng đói ( f = 0 ) →XL = 0 → Z = R Nh° v¿y, đòi với dũng 1 chiều và dũng biến đói tần sò thấp thỡ cuộn cÁm cú tóng trỏ nhỏ, cũn đòi với dũng biến đói tần sò cao thỡ cuộn cÁm cú tóng trỏ lớn.

- Dùng đáng há v¿n năng để á thang đo Ω nấc ×1 hoặc ×10, sau đó dùng 2 que đo cÿa đáng há đặt vào các đầu cÿa cuộn cÁm và quan sát:

+ Nếu kim đáng há không lên ( chỉ >Ω ) → cuộn cÁm bị đāt.

+ Nếu kim đỏng hỏ lờn một giỏ trị điện trỏ nhất định → cuộn cÁm tòt.

Ngoài ra nếu quan sát bằng cách nhìn trực tiếp bằng mÁt vào cuộn cÁm mà thấy:

+ Cuộn cÁm có nám đen ( muội đen ) trên các vòng dây → cuộn cÁm bị cháy

+ Ch¿m các vòng dây với nhau ( do bong lớp êmay cách điện và sử dụng lõu ngày ) thỡ khi ho¿t động cuộn cÁm sẽ bị núng và bòc khúi.

LINH KIịN BÁN DÀN

CÂU TắO, PHÂN LOắI NGUYấN Lí LÀM VIịC, CÁCH ĐàC, ĐO KIÂM TRA VÀ CÁC ĆNG DĂNG C¡ BÀN CĄA ĐIOT

ĐO KIÂM TRA VÀ CÁC ĆNG DĂNG C¡ BÀN CĄA ĐIOT

2.1 Điôt ti¿p m¿t a Cấu t¿o. Điòt tiếp mặt gỏm hai bỏn dẫn lo¿i P và lo¿i N tiếp giỏp nhau Đầu bỏn dẫn P là cực d°Ăng (Anòt), đầu bỏn dẫn N là cực õm (Katòt) (hỡnh 3-9)

Hình 2.4 Cấu t¿o và ký hiệu cÿa diode Điòt tiếp mặt cú nhiều cỡ to nhỏ, hỡnh thāc khỏc nhau Do diện tiếp xỳc lớn, nên dòng điện cho phép đi qua có thể lớn hàng trăm miliampe đến hàng chục ampe, điện áp ng°ợc có thể từ hàng trăm đến hàng ngàn vôn Nh°ng điện dung giữa các cực lớn tới hàng chục picôfara trá lên, nên chỉ dùng đ°ợc ỏ tần sò thấp để nÁn điện

Nguyên lý làm việc cÿa điôt tiếp mặt: Phân cực thu¿n diode VA > VK

(VAK > 0) : nòi A với cực d°Ăng cÿa nguỏn, K với cực õm cÿa nguỏn Điện tích âm cÿa nguán đẩy điện tử trong N về lớp tiếp xúc Điện tích d°¡ng cÿa nguỏn đẩy lỗ tròng trong P về lớp tiếp xỳc, làm cho vựng khiếm khuyết càng hẹp l¿i Khi lực đẩy đÿ lớn thì điện tử từ vùng N qua lớp tiếp xúc, sang vùng

P và đến cực d°¡ng cÿa nguán….Lực đẩy đÿ lớn là lúc diode có VAK đ¿t giá trị Vγ, lúc này diode có dòng thu¿n ch¿y theo chiều từ A sang K Vγ đ°ợc gọi là điện thế ng°ỡng (điện thế thềm, điện thế mỏ) Đòi với lo¿i Si cú Vγ 0,6 V (0,7 V); Ge có Vγ= 0,2 V Phân cực nghịch diode VA < VK (VAK < 0): nòi A với cực õm cÿa nguỏn, K với cực d°Ăng cÿa nguỏn Điện tớch õm cÿa nguỏn sẽ hỳt lỗ tròng cÿa vựng P, điện tớch d°Ăng cÿa nguỏn sẽ hỳt điện tử cÿa vựng N, làm cho điện tử và lỗ tròng càng xa nhau hĂn Vựng khiếm khuyết càng rộng ra nờn hiện t°ợng tỏi hợp giữa điện tử và lỗ tròng càng khú khăn h¡n Nh° v¿y, sẽ không có dòng qua diode Tuy nhiên, á mỗi vùng bán dẫn cũn cú h¿t tÁi thiểu sò nờn một sò rất ớt điện tử và lỗ tròng đ°ợc tỏi hợp t¿o nên dòng điện nhỏ đi từ N qua P gọi là dòng nghịch (dòng rỉ, dòng rò) Dũng này rất nhỏ cỡ vài nA Nhiều tr°òng hợp coi nh° diode khụng dẫn điện khi phân cực nghịch

Tăng điện áp phân cực nghịch lên thì dòng xem nh° không đãi, tăng quá māc thì diode h° (bị đánh thÿng) Nếu xét dòng điện rỉ thì diode có dòng nhỏ ch¿y theo chiều từ K về A khi phân cực nghịch (hình 3-10

Hình 2.5 Nguyên lý ho¿t động cÿa điôt Đặc tuyến volt - Ampe Is: dòng bão hòa nghịch V÷ : Điện thế ng°ỡng

VB: Điện thế đánh thÿng Đầu tiên phân cực thu¿n diode, tăng VDC từ 0 lên, khi V D = V÷thì diode bÁt đầu có dòng qua V÷đ°ợc gọi là điện thế thềm (điện

42 thế ng°ỡng, điện thế mỏ) và cú trị sò phụ thuộc chất bỏn dẫn Sau khi VD v°ợt qua Vữ thỡ dũng điện sẽ tăng theo hàm sò mũ Phõn cực ng°ợc diode: tăng UAK thì chỉ có dòng dò rất nhỏ ch¿y qua diod Khi UAK tăng tới giá trị

VBthì dòng ng°ợc bÁt đầu tăng m¿nh.Tiếp tục tăng UAKthì dòng ng°ợc tăng rất nhanh nh°ng điện áp qua tiếp xúc PN chỉ lớn h¡n VBrất ít.(hình 2-6) Cho một thanh Indium (In) tiếp xúc công nghệ với miếng bán dẫn lo¿i

N bằng cách nung nóng chÁy In, nguyên tử In khuếch tán vào N t¿o ra 1 vùng bán dẫn lo¿i P hình thành 1 tiếp giáp P-N và đ°a ra hai điện cực

Hình 2-6 Đặc tuyến Volt – Ampe b Đặc điểm.

- Do diện tớch tiếp xỳc lớn nờn cho dũng qua diode cú trị sò lớn, dũng điện ch¿y từ A→ K khi đ°ợc phân cực thu¿n.

- Do diện tích tiếp xúc lớn nên tán t¿i 1 tụ điện ký sinh lớn và diode chỉ làm việc với l°ới điện õm tần ( tần sò thấp ). c Āng dụng.

- Dùng để chỉnh l°u điện áp xoay chiều thành một chiều

- Diode tiếp xúc mặt dùng làm diode chỉnh l°u, diode âm tần, diode nÁn điện

Diode bán dẫn đ°ợc chế t¿o từ hai lớp bán dẫn P và N ghép l¿i với nhau t¿o thành 1 tiếp giỏp P-N, trong đú đầu nòi với bỏn dẫn P gọi là anòt (A) và đầu nòi với bỏn dẫn N gọi là catòt (K).

2.2.2 Hỡnh dỏng và ký hiòu

Hình 2.7 Hình dáng và ký hiệu cÿa diode nÁm điện.

- Lo¿i tích hợp chāa 2 diode chung một vỏ.

- Lo¿i tích hợp chāa 4 diode chung một vỏ.

- Lo¿i công suất lớn (ch¿y dòng cao)

2.2.3 Nguyờn lý làm viòc. a Phân cực thu¿n cho diode.

Hình 2-8 Phân cực thu¿n cho diode.

Khi diode đ°ợc phõn cực thu¿n tāc là cực d°Ăng (+) cÿa nguỏn 1 chiều nòi với anòt, cực õm cÿa nguỏn nòi với catòt thỡ diode sẽ thụng và dẫn điện qua phụ tÁi Trị sò cÿa dũng điện phụ thuộc vào điện trỏ cÿa tÁi và cÿa m¿ch. b Phân cực ng°ợc cho diode

Hình 2-9 Phân cực ng°ợc cho diode.

Khi diode đ°ợc phõn cực ng°ợc, tāc là cực d°Ăng cÿa nguỏn nòi với catòt (K), cực õm cÿa nguỏn nòi với anòt thỡ diode sẽ khoỏ và khụng cho dũng điện qua phụ tÁi Rt( I = 0 ) Thực tế, trong tr°òng hợp này vẫn cú một dòng điện rất nhỏ qua diode theo chiều từ K sang A gọi là dòng điện ng°ợc hay dòng điện rò

V¿y diode chỉ cho dòng điện ch¿y qua từ A sang K khi phân áp thu¿n và không cho dòng điện ch¿y qua từ K sang A khi phân áp ng°ợc a Đặc tuyến V-A cÿa diode.

Hình 2.10 Đặc tuyến V-A cÿa diode nÁn điện.

Tăng điện áp VDC từ 0V lên và khi trờn diode đ¿t trị sò điện ỏp là

Điểm đặc trưng của diode bán dẫn là dòng điện chỉ bắt đầu chạy qua khi hiệu điện thế giữa hai cực của nó lớn hơn một giá trị nhất định, được gọi là điện áp ngưỡng Vđ Điện áp ngưỡng này tùy thuộc vào bản chất của chất bán dẫn chế tạo nên điốt.

Hình 2.11 Phân cực thu¿n cho diode

V ữ = 0,5Vứ0,6V; V D max = 0,8Vứ0,9V ( chất Si )

V ữ = 0,15Vứ0,2V; V D max = 0,4Vứ0,5V ( chất Ge ) Sau khi v°ợt qua điện áp thềm V÷ thì dòng điện qua diode sẽ tăng lên

* Phân cực ng°ợc diode:

Tăng điện ỏp VDC từ 0V lờn theo trị sò õm chỉ cú dũng điện rỉ ( dũng điện bóo hoà nghịch ) IScú trị sò rất nhỏ đi qua diode.

Nếu tăng cao māc điện áp nghịch đến một trị sò khỏ cao thỡ dòng điện qua diode tăng lên rất lớn sẽ làm h° diode. Điện áp ng°ợc đÿ để t¿o ra dòng điện ng°ợc lớn qua diode phÁi lớn hĂn trị sò V R max

Hình 2.12 Phân cực ng°ợc cho diode

Lúc đó diode sẽ bị đánh thÿng nên V R max còn gọi là điện áp đánh thÿng cÿa diode.

Khi dẫn điện, diode bị đòt núng bỏi P = ID.VD Nếu dũng IDlớn hĂn trị sò I max

F thì diode sẽ bị h° do quá nhiệt.

Nh° v¿y một diode cú cỏc thụng sò kỹ thu¿t cần biết khi sử dụng là:

- Chất bán dẫn chế t¿o để có V ÷ = VDmax

- Dòng điện thu¿n cực đ¿i IFmax

- Dòng điện bão hoà nghịch Is

- Điện áp nghịch cực đ¿i VRmax.

Ví dụ: bÁng tra các diode nÁn điện thông dụng

BÁng 3.1 Cỏc thụng sò kỹ thu¿t cÿa một sò diode nÁn điện:

* Qua đặc tuyến V-A cÿa diode nÁn điện ta thấy:

- Vùng (1) diode đ°ợc phân cực thu¿n với đặc tr°ng dòng lớn áp nhỏ, điện trá nhỏ.

- Vùng (2) diode phân cực ng°ợc ( D khoá ) với đặc tr°ng dòng nhỏ có giá trị Is rất nhỏ gần nh° không đãi, áp lớn ( hàng trục tới hàng trăm V ), điện trá lớn ( hàng chục nghìn  )

- Vùng (3) dòng điện ng°ợc tăng m¿nh, điện trá nhỏ, điện áp gần nh° không thay đãi đ°ợc gọi là vùng bị đánh thÿng

TRANZITOR BJT

3.1.CÃu t¿o, ký hiòu và nguyờn lý làm viòc

Hình 2.21 Cấu t¿o cÿa transistor l°ỡng cực

Transistor mòi nòi l°ỡng cực (BJT) đ°ợc phỏt minh vào năm 1948 bỏi John Bardeen và Walter Brittain t¿i phòng thí nghiệm Bell (á Mỹ) Một năm sau nguyên lí ho¿t động cÿa nó đ°ợc William Shockley giÁi thích Những phỏt minh ra BJT đó đ°ợc trao giÁi th°ỏng Nobel V¿t lớ năm 1956 Sự ra đòi cÿa BJT đã Ánh h°áng rất lớn đến sự phát triển điện tử học BJT ≡ Bipolar Junction Transistor ≡ Transistor mòi nòi l°ỡng cực ≡ Transistor tiếp xỳc l°ỡng cực ≡ Transistor l°ỡng nòi ≡ Transistor l°ỡngcực

Tranzito l°ỡng cực là linh kiện bán dẫn gám 3 lớp bán dẫn P,N xếp xen kẽ t¿o thành 2 chuyển tiếp pn Tranzitor đ°ợc sử dụng điều khiển chuyển m¿ch hoặc điều khiển khuếch đ¿i Tuỳ theo trình tự sÁp xếp giữa bán dẫn lo¿i N và P mà ta có Tranzitor lo¿i NPN hay Tranzitor lo¿i PNP Cấu t¿o: với TNPN Miền thā 1 ( miềnN ):gọi là miền Emiter có náng độ pha t¿p cao nhất , đóng vai trũ phỏt x¿ h¿t dẫn Điện cực nòi với miền Emiter gọi là điện cực Emiter (E) Miền thā 2 ( miềnP) : Gọị là miền Baj¡.miền này có náng độ pha t¿p thấp nhất đúng vai trũ truyền đ¿t h¿t dẫn Điện cực nòi với miền BajĂ gọi là điện cực Baj¡ (B) Miền thā 3 (miền N) : gọi là miền Collecter có náng độ pha t¿p cao h¡n miền Baj¡ nh°ng thấp h¡n miền Emiter , đóng vai trò thu gom h¿t dẫn Điện cực nòi với miền Collecter gọi là điện cực Collecter (C) Chuyển tiếp giữa miền Emiter - Baj¡ gọi là chuyển tiếp Emiter( JE ) Chuyển tiếp giữa miền Baj¡ - Collecter gọi là chuyển tiếp Collecter (JC

* TZT Đ°ợc chia làm hai lo¿i:

Hình 2.22 S¡ đá t°¡ng đ°¡ng transistor thu¿n.

- Lo¿i TZT ng°ợc ( NPN ):

Hình 2.23 S¡ đá t°¡ng đ°¡ng transistor ng°ợc.

- Với TZT thu¿n ( đèn thu¿n ) PNP:

Hình 2.24 Ký hiệu transistor thu¿n.

- Với TZT ng°ợc ( đèn ng°ợc ) NPN:

Hình 2.25 Ký hiệu transistor ng°ợc.

3.1.3.Nguyờn lý làm viòc. Để TZT làm việc ng°òi ta phÁi đặt điện ỏp một chiều vào cỏc cực cÿa TZT gọi là phân cực cho TZT

Hình 2.26 Phân cực cho transistor làm việc

Nguyên tắc phân cực của тран-đi-ốt là cho tiếp diện JE phân cực thuận và tiếp diện JC phân cực ngược (trong đó tiếp diện giữa E và B gọi là tiếp diện phát xạ (JE), còn tiếp diện giữa B và C gọi là tiếp diện tập).

JC )) a Xét TZT lo¿i PNP

Hình 2.27 Phân cực cho transistor thu¿n làm việc.

52 Đòi với TZT PNP thỡ cực E nòi vào cực d°Ăng, cực C nòi vào cực õm cÿa nguỏn DC, cực B nòi vào một điện ỏp õm sao cho:

VB < VE và VB > VC

H¿t tÁi di chuyển trong transistor PNP là lỗ tròng xuất phỏt từ E.

Trong tr°òng hợp này hai vựng bỏn dẫn P và N cÿa cực E và B giòng nh° diode ( gọi là diode BE ) đ°ợc phõn cực thu¿n nờn dẫn điện, lỗ tròng từ vựng bán dẫn P cÿa cực E sẽ sang vùng bán dẫn N cÿa cực B để tái hợp với electron Khi vựng bỏn dẫn N cÿa cực B cú thờm lỗ tròng nờn cú điện tớch d°Ăng Cực B nòi vào điện ỏp õm cÿa nguỏn nờn sẽ hỳt một sò lỗ tròng trong vựng bỏn dẫn N xuòng t¿o thành dũng điện IB Cực C nòi vào điện ỏp õm cao hĂn nờn hỳt hầu hết lỗ tròng trong vựng bỏn dẫn N sang vựng bỏn dẫn P cÿa cực C t¿o thành dũng điện IC Cực E nòi vào nguỏn điện ỏp d°Ăng nờn khi vựng bỏn dẫn P bị mất lỗ tròng sẽ hỳt lỗ tròng từ nguỏn d°Ăng lờn thế chỗ t¿o thành dòng điện IE

Hai mũi tờn trong TZT chỉ chiều lỗ tròng di chuyển, dũng lỗ tròng ch¿y ng°ợc chiều dũng electron nờn dũng lỗ tròng cú chiều cựng chiều với dũng điện quy °ớc, dòng điện IB và ICtừ trong TZT đi ra, dòng điện IE đi từ ngoài vào TZT

Sò l°ợng lỗ tròng bị hỳt từ cực E đều ch¿y qua cực B và cực C nờn dũng điện IB và ICđều từ cực E ch¿y qua Ta có:

- Tr¿ng thỏi phõn cực cho hai mòi nòi: Về cấu t¿o transistor PNP đ°ợc xem nh° hai diode ghép ng°ợc, TZT PNP sẽ dẫn điện khi đ°ợc cung cấp điện áp các cực nh° trên Lúc đó, diode BE đ°ợc phân cực thu¿n và diode BC đ°ợc phân cực ng°ợc. b Xét TZT lo¿i NPN.

Hình 2.28 Phân cực cho transistor ng°ợc làm việc Đòi với transistor NPN thỡ cực E nòi vào cực õm, cực C nòi vào cực d°Ăng cÿa nguỏn DC, Cực B nòi vào một điện ỏp d°Ăng sao cho:

VB > VE và VB < VC

H¿t tÁi trong transistor NPN là electron xuất phát từ cực E.

Trong tr°òng hợp này hai vựng bỏn dẫn P và N cÿa cực B và E giòng nh° một diode ( gọi là diode BE ) đ°ợc phân cực thu¿n nên dẫn điện, electron từ vùng bán dẫn N cÿa cực E sẽ sang vùng bán dẫn P cÿa cực B để tái hợp với lỗ tròng Khi đú vựng bỏn dẫn P cÿa cực B nh¿n thờm electron nờn cú điện tích âm

Cực B nòi vào điện ỏp d°Ăng cÿa nguỏn nờn sẽ hỳt một sò electron trong vựng bỏn dẫn P xuòng t¿o thành dũng điện IB Cực C nòi vào điện ỏp d°¡ng cao h¡n nên hút hầu hết electron trong vùng bán dẫn P sang vùng bán dẫn N cÿa cực C t¿o thành dũng điện IC Cực E nòi vào nguỏn điện ỏp õm nên khi bán dẫn N bị mất electron sẽ hút electron từ nguán âm lên thế chỗ t¿o thành dòng IE

Mũi tên trong transistor biểu thị hướng chuyển động của electron Theo quy ước, dòng điện chảy ngược chiều dòng electron, do đó dòng điện IB và IC chảy từ ngoài vào transistor, còn dòng điện IE chảy từ trong transistor ra.

Sò l°ợng electron bị hỳt từ cực E đều ch¿y sang cực B và cực C nờn dòng điện IB và ICđều ch¿y sang cực E Ta có:

- Tr¿ng thỏi phõn cực cho hai mòi nòi:

Về cấu t¿o transistor NPN đ°ợc xem nh° hai diode ghép ng°ợc Transistor sẽ dẫn điện khi đ°ợc cung cấp điện áp các cực nh° trên Lúc đó, diode BE đ°ợc phân cực thu¿n và diode BC đ°ợc phân cực ng°ợc.

Qui tÁc 1: Đòi với tranzito npn, điện ỏp t¿i colectĂ VC phÁi lớn hĂn điện ỏp t¿i emitĂ VE ớt nhất là vài phần m°òi cÿa một vụn, nếu khụng thỡ dũng sẽ khụng chÁy qua tiếp giỏp colectĂ-emitĂ Đòi với tranzito pnp, điện áp emit¡ phÁi lớn h¡n điện áp colect¡ một l°ợng t°¡ng tự.

Qui tÁc 2: Đòi với tranzito npn, cú sụt ỏp từ badĂ đến emitĂ là 0,6 V Đòi với tranzito pnp, cú điện ỏp 0,6 -V tăng từ badĂ đến emitĂ Về ý nghĩa ho¿t động, điều đó có nghĩa là điện áp baj¡ VB cÿa tranzito npn ít nhất phÁi lớn h¡n điện áp

VE là 0,6 V; nếu không thì tranzito sẽ không cho một dòng qua emit¡- colectĂ Đòi với tranzito pnp, VB ớt nhất phÁi nhỏ hĂn điện ỏp VE là 0,6 V, nếu không thì tranzito sẽ không cho một dòng chÁy từ colect¡ đếnemit¡.

3.2.2 Các cách mắc c¢ bÁn cąa transitor

Trong các m¿ch điện, BJT đ°ợc xem nh° một m¿ng 4 cực: tín hiệu đ°ợc đ°a vào hai chân cực và tín hiệu lấy ra cũng trên hai chân cực.

BJT có 3 cực là E, B, C nên khi sử dụng ta phÁi đặt một chân cựclàm dây chung cÿa m¿ch vào và m¿ch ra Ta có thể chọn một trong 3 chân cực để làm cực chung cho m¿ch vào và m¿ch ra Do đó, Transistor có 3 cách mÁc cĂ bÁn là m¿ch cực phỏt chung (CE), m¿ch cựcgòc chung (CB), và m¿ch cực góp chung (CC).

M¿ch cực phát chung (Common Emitter ≡ CE) (hình 2-29)

Hình 2-29 BJT mÁc kiểu cực phát chung.

BJT mÁc kiểu cực nền chung (Common Base ≡ CB) (hình 2-30)

Hình 2-30 BJT mÁc kiểu cực nền chung.

BJT mÁc kiểu cực thu chung (Common Collector ≡ CC) (hình 2-31)

Hình 2-31 BJT mÁc kiểu cực thu chung

-Tín hiệu vào B so với E, tín hiệu ra C so với E

- Pha giữa tín hiệu vào và ra: đÁo pha

-Hệ sò khuếch đ¿i Ai, Avlớn.

-Tín hiệu vào E so với B, tín hiệu ra C so với B

- Pha giữa tín hiệu vào và ra: cùng pha

- Hệ sò khuếch đ¿i Av lớn, Ai ≈ 1

- Tín hiệu vào B so với C, tín hiệu ra E sovới

- Pha giữa tín hiệu vào và ra: cùng pha

- Hệ sò khuếch đ¿i Ai lớn, Av ≈ 1

Hình 2-32 M¿ch khÁo sát đặc tuyến cÿa BJT

Xét m¿ch nh° hình 2-32 Với VBE là hiệu điện thế giữa cực nền B và cực phátE

VCE là hiệu điện thế giữa cực thu C và cực phát E.

" Đặc tuyến ngõ vào IB(VBE) āng với VCE = const

TRANZITO TR¯âNG

4.1 Phõn lo¿i, cÃu t¿o, ký hiòu và nguyờn lý làm viòc

Khác với TZT l°ỡng cực ( BJT ) đã xét á phần trên mà đặc điểm chÿ yếu là dũng điện trong chỳng do cÁ hai lo¿i h¿t dẫn ( điện tử và lỗ tròng tự do ) t¿o nờn, qua một hệ thòng gỏm hai mặt ghộp P-N rất gần nhau điều khiển thớch hợp Transistor tr°òng ( cũn gọi là transistor đĂn cực FET ) ho¿t động dựa trờn nguyờn lý hiệu āng tr°òng, điều khiển độ dẫn điện cÿa đĂn tinh thể bỏn dẫn nhò tỏc dụng cÿa 1 điện tr°òng.

Dòng điện trong FET chỉ do một lo¿i h¿t dẫn t¿o ra Công nghệ bán dẫn, vì điện tử càng tiến bộ, FET càng tỏ ra nhiêu °u điểm quan trọng trên hai mặt xử lý gia công tín hiệu với đội tin c¿y cao và māc tiêu hao năng l°ợng bộ Transistor tr°òng là lo¿i TZT cú tóng trỏ vào rất lớn, khỏc với lo¿i BJT lo¿i NPN hay PNP cú tóng trỏ vào t°Ăng đòi nhỏ ỏ cỏch rỏp thụng th°òng kiểu E chung.

FET dẫn điện chỉ bằng một lo¿i phần tử mang điện (hoặc điện tử hoặc lỗ tròng) nờn cũn cú tờn là transistor đĂn cực.

Lo¿i có cực cửa G là lớp tiếp xúc P-N (JFET: Junction Field- Effect Transistor)

Lo¿i có cực cửa cách li ( MOSFET : Metal Oxyde Semiconductor Field- Efect Transistor ) hay IGFET

Trong đó MOSFET l¿i chia ra hai lo¿i nữa là:

Khi nói FET là ý chỉ lo¿i JFET

4.1.2 CÃu t¿o, ký hiòu. a Transistor JFET ( Junction FET )

JFET đ°ợc gọi là FET nòi ( gọi tÁt là FET )

JFET có hai lo¿i là JFET kênh N, JFET kênh P.

Cực tháo Diode ( Drain ) ( cực máng D:Drain )

Cực cãng G ( Gate ) ( cực cửa G ).

BJT kênh N cấu tạo như hình trên, gồm có thanh bán dẫn loại N, hai đầu nối với hai dây ra gọi là cực thoát Diode (D) và cực nguồn (S) Hai bên thanh bán dẫn loại N là 2 vùng bán dẫn loại P tạo thành mối nối PN như diode, hai vùng này nối dính nhau gọi là cực Gate (G).

JFET kênh P có cấu t¿o t°¡ng tự nh°ng chất bán dẫn ng°ợc l¿i với kênh JFET kênh N

Hình 2.51 Ký hiệu transistor JFET

JFET kênh N và kênh P có ký hiệu nh° hình d°ới và đ°ợc phân biệt nhau bằng mũi tên á cực G.

- Xột sĂ đỏ m¿ch điờn JFET kờnh N, trong đú cực Diode nòi vào cực d°Ăng nguỏn VCC, cực S nòi vào cực õm nguỏn VCC

Hình 2.52 Đặc tính transistor JFET

Lúc này, dòng điện sẽ đi qua kênh theo chiều từ cực d°¡ng cÿa nguán cào cực Diode và ra á cực S để trá về nguán âm cÿa VCC Lúc đó kênh có tác dụng nh° một điện trá.

Khi tăng nguán VCC để tăng điện áp VDS từ 0V lên thì dòng điện tăng lên nhanh nh°ng sau đó đến một điện áp giới h¿n thì dòng điện IDkhông tăng đ°ợc nữa gọi là dòng điện bão hoà IDSS( Saturation ) Điện áp VDS có IDSS gọi là điện áp nghẽn VP0 (Punch-off)

- Khi cực G có điện áp âm ( VGS < 0V )

Khi một điện áp ngược được đưa vào chất bán dẫn P, điện áp dương ở giữa chất bán dẫn N sẽ làm cho mối nối PN phân cực ngược, đẩy electron từ chất bán dẫn N sang chất bán dẫn P, thu hẹp tiết diện lớp điện trở, từ đó làm tăng điện trở của khối dẫn, dẫn đến giảm cường độ dòng điện IB.

Khi tăng điện áp âm á cực G thì māc phân cực nghịch càng lớn làm dũng ID càng giÁm nhỏ và đến một trị sò giới h¿n thỡ dũng điện ID gần nh° không còn Điện áp này á cực G gọi là điện áp nghẽn VP0

Hình a là đặc tuyến ngõ ra cÿa JFET kênh N để chỉ sự thay đãi cÿa ID theo VDSāng với từng điện áp VGSá cực G ( gọi là đặc tuyến ID/VDS ) Hình BJT là đặc tuyến ngõ ra cÿa JFET kênh N chỉ sự thay đãi cÿa ID theo điện ỏp vào VDSvới một trị sò VDS nhất định.

- JFET kênh P có m¿ch điện có m¿ch điện nh° hình c với nguán –VCC cung cấp cho VDS, điện ỏp cung cấp cho cực G bõy giò là điện ỏp

Hình 2.53 Đặc tuyến ngõ ra cÿa transistor JFET

Cách phân cực đ¡n giÁn và thông dụng nhất cho JFET là phân cực tự động nh° m¿ch điện sau:

Hình 2.54 Phân cực cho JFET. Điện trỏ RG cú trị sò lớn khoÁng 1M đến 10M

Xét m¿ch JFET kênh N ta có:

VDS = VCC– ID(RD + RS) à cực G đ°ợc phõn cực ng°ợc mòi nòi PN nờn khụng cú dũng điện IG ( IG=0 ) nên VG = 0 Điện áp phân cực ngõ vào là:

VGS = VG-VS = 0V- ID.IS = - IDIS

Ph°Ăng trỡnh đ°òng tÁi tĩnh là:

Hình 2.55 Đặc tuyến cÿa JFET. b Transistor MOSFET ( Metal Oxide Semiconductor FET )

Chia làm hai lo¿i là MOSFET liên tục và MOSFET gián đo¿n Mỗi lo¿i kênh liên tục hay gián đo¿n đều có phân lo¿i theo chất bán dẫn là kênh N hay kênh P

Ta chỉ xét các lo¿i MOSFET kênh N và suy ra cấu t¿o ng°ợc l¿i cho kênh P

* Cấu t¿o, ký hiệu cÿa MOSFET kênh liên tục.

Kênh dẫn điện là hai vùng bán dẫn lo¿i N pha náng độ cao (N + ) đ°ợc nòi liền với nhau bằng vựng bỏn dẫn lo¿i N pha nỏng độ cấp thấp (N) đ°ợc khuếch tán trên một nền là chất bán dẫn lo¿i P phía trên kênh dẫn điện có phÿ lớp oxit cách điện SiO2

Hai dõy dẫn xuyờn qua lớp cỏch điện nòi hai vựng bỏn dẫn N + gọi là cực

S và D Cực G có tiếp xúc kim lo¿i bên ngoài lớp oxit nh°ng vẫn cách điện với kờnh N Th°òng cực S đ°ợc nòi chung với nền P

Hình 2.56 Ký hiệu và cấu trúc bán dẫn cÿa các transistor MOSFET

* Đặc tính cÿa MOSFET liên tục.

Hình 2.57 Phân cực cho transistor MOSFET.

Trong trường hợp này, cực dẫn điện đóng vai trò như một điện trở, khi tăng điện áp VDS thì dòng điện ID tăng dần đến một giá trị giới hạn là IDSS (dòng IDS bão hòa) Điện áp VDS ở giá trị IDSS cũng được gọi là điện áp ngưỡng Vp0 giống như JFET.

Hình 2.58 Đặc tuyến ngõ ra và đặc tuyến truyền dẫn cÿa MOSFET liên tục kênh N

Tr°òng hợp này cực G cú điện ỏp õm nờn đẩy electron từ kờnh N vào vùng nền P làm thu hẹp tiết diện kênh dẫn điện N và dòng điện ID bị giÁm xuòng do điện trỏ kờnh dẫn điện tăng lờn.

Khi tăng điện áp âm á cực G thì dòng điện IDcàng nhỏ và đến một trị sò giới h¿n, dũng điện IDgần nh° khụng cú Điện ỏp này ỏ cực G cũn gọi là điện áp nghẽn – VP0

- Khi VGS > 0V: Tr°òng hợp phõn cực cho cực G cú điện ỏp d°Ăng thỡ electron thiểu sò ỏ vựng nền P bị hỳt vào nền N nờn làm tăng tiết diện kờnh, điện trỏ kờnh bị giÁm xuòng và dũng điện ID tăng cao hĂn trị sò bóo hoà IDSS

Trong tr°òng hợp này IDlớn dễ làm h° MOSFET nờn ớt đ°ợc sử dụng.

* Phân cực cho MOSFET liên tục.

Do MOSFET liờn tục th°òng sử dụng ỏ tr°òng hợp VGS < 0V nờn cỏch phõn cực giòng nh° JFET

Cỏch tớnh cỏc trị sò điện ỏp VS,

VD, VGS, VDS và dòng điện ID cũng nh° cỏch xỏc định đ°òng tÁi tĩnh giòng nh° m¿ch JFET. c Cấu t¿o, ký hiệu cÿa MOSFET kênh gián đo¿n.

Trong MOSFET giám đo¿n thì hai vùng bán dẫn lo¿i N pha náng độ cao (N + ) Không dính liền nhau gọi là kênh gián đo¿n Mặt trên kênh dẫn điện cũng

SCR – TRIAC – DIAC

5.1.1.Phõn lo¿i,cÃu t¿o, ký hiòu, nguyờn lý làm viòc và ćng dăng Diac a Cấu t¿o

Diac thuộc nhúm linh kiện bỏn dẫn gỏm 3 lớp bỏn dẫn khỏc lo¿i ghộp nòi tiếp nhau nh° TZT nh°ng chỉ đ°a ra hai chân t°¡ng āng với hai cực cÿa Diac ( nú đ°ợc xem nh° một TZT khụng cú cực nền ) Do tớnh chất đòi xāng cÿa Diac nên không cần phân biệt T1, T2( do vai trò cÿa 2 chân này nh° nhau )Cấu t¿o cÿa DIAC t°Ăng đ°Ăng bòn BJT mÁc nh° hỡnh 3.59

Hình 2-68 Cấu t¿o (a), m¿ch t°¡ng đ°¡ng với cấu t¿o (b), (c) b Ký hiệu và hình dáng thực tế

Hình 2.69 Ký hiệu và hình dáng thực tế cÿa Diac. c Nguyên lý, đặc tuyến Von-ampe cÿa diac.

Hình 2.70 Nguyên lý, đặc tuyến Von-ampe cÿa diac.

Diac đ°ợc kớch mỏ bằng cỏch nõng cao điện ỏp đặt vào 2 cực Umỏ = 20 ứ 40

UBO là điện thế ng¿p ( Breakover ) và dòng điện qua Diac á điểm UBO là dũng điện ng¿p IBO ( IBO cú trị sò khoÁng từ vài chục ýA đến vài trăm ýA ) Diac có khÁ năng dẫn điện theo cÁ hai chiều Đặc tuyến von-Ampe cÿa diac t°¡ng tụ triac nh°ng không cần điều khiển.

Khi điện áp U đặt lên diac nằm thấp h¡n giá trị ng°ỡng U0hay cao h¡n –U0 theo cÁ hai chiều diac đều không dẫn điện ( khóa ) U ó U 0 ( hay t¿i giới h¿n

Khi hiệu điện thế đặt vào điốt ổn áp (U = ± U0) vượt giá trị ngưỡng U0, điốt sẽ chuyển sang trạng thái dẫn điện (thông) Đặc trưng điện áp rơi trên điốt lúc này nhỏ hơn U0 Dòng điện qua điốt phụ thuộc vào mạch tải, có cường độ lớn và duy trì theo cả hai hướng thuận và ngược Khi dòng điện qua điốt (dòng tải) giảm xuống dưới giá trị U0, điốt sẽ tự khóa.

Nếu chọn U 0 đÿ lớn, diac đ°ợc dựng trong m¿ch điện bÁo vệ chòng quỏ ỏp khi nú đ°ợc nòi song song t¿i đầu vào cÿa tÁi tiờu thụ điện ỏp xoay chiều.

Khi sử dụng diac cần quan tõm đến hai thụng sò: dũng tÁi và ỏp giới h¿n ( thực tế 20 ứ 40 V ) Đặc tuyến cÿa Diac hĂi giòng đặc tuyến cÿa 2 diode zenner ghộp nòi tiếp nh°ng ng°ợc chiều nhau nh° hình a Điện thế VBo cÿa Z1-Z2 chính là:

VBo = VD+VZ ( VD û 0,7 V ) d Āng dụng cÿa diac.

Diac thay cho một công tÁc đóng ngÁt điện xoay chiều bằng māc điện áp ( māc điện áp gọi là ng°ỡng má cÿa diac )

Diac đ°ợc dùng trong m¿ch điện bÁo vệ chòng quỏ ỏp khi nú đ°ợc nòi song song t¿i đầu vào cÿa tÁi tiêu thụ điện áp xoay chiều

Ví dụ: M¿ch dùng diac điều khiển triac

Hình 2.71 M¿ch dùng diac điều khiển triac.

Qua m¿ch VR-C1 và R-C2, điện áp xoay chiều UC2 đặt lên diac Khi

U C ó ( Uo: điện áp ng°ỡng ) cÿa diac thì diac thông t¿o dòng xung làm triac thông, cấp điện cho tÁi á cÁ 2 nửa chu kỳ xoay chiều.

Góc má triac đ°ợc điều chỉnh bái biến trá VR

Ví dụ: Điều khiển môt¡ AC

Hình 2.72: M¿ch điều khiển môt¡ AC

M¿ch này cú cấu trỳc gần giòng với m¿ch đốn mò, chỉ bó sung thờm phần m¿ch R2C2 Tòc độ cÿa mụtĂ đ°ợc điều chỉnh bằng chiết ỏp R1 e Cách nh¿n biết diac.

Trong thực tế diac th°òng cú màu xanh d°Ăng hoặc xanh hĂi nõu và cú mó sò đặc tr°ng ghi trờn thõn: D…, DB…, N…, ST…

5.2.1 Phõn lo¿i, cÃu t¿o,ký hiòu và nguyờn lý làm viòc a.Cấu t¿o

SCR đ°ợc cấu t¿o từ 4 lớp bán dẫn khác lo¿i đặt liền nhau theo trình tự P-N-P-N Hai lớp ngoài gọi là hai miền phỏt, miền phỏt P gọi là anòt A, cũn miền phỏt N gọi là catòt K Hai lớp giữa gọi là miền gòc Tiếp giỏp giữa hai miền gòc gọi là lớp gúp, cũn tiếp giỏp giữa mỗi miền gòc và miền phỏt gọi là lớp phỏt Một trong 2 miền gòc đ°ợc đ°a ra ngoài thành điện cực thā 3 gọi là cực điều khiển G

Nếucực điều khiển ỏ c¿nh catòt thỡ SCR cú ký hiệu hỡnh BJT và đ°ợc gọi là SCR lo¿i P.

Nếu cực G á c¿nh một thì SCR thuộc lo¿i N.

Hình 2.73 Cấu t¿o cÿa SCR. Để chế t¿o SCR lo¿i P, đầu tiờn ng°òi ta dựng ph°Ăng phỏp hợp kim để chế t¿o SCR lo¿i PNP tiếp mặt Sau đó dùng ph°¡ng pháp khuếch tán để phÿ lên trên cực góp cÿa SCR một lớp bán dẫn lo¿i N để t¿o thành cực phát thā

2 là catụt Cũn cực phỏt ban đầu sẽ là anụt, cực gòc ban đầu là cực điều khiển.

Transistor thyristor có 3 cực do được tạo ra dựa trên cấu trúc tiếp mặt NPN, với cực phát ban đầu là catôt, cực gốc ban đầu là cực điều khiển và trên cực góp thêm một lớp bán dẫn loại P làm anôt.

Cực điều khiển ( Gate: G ) gÁn với lớp

SCR có 3 lớp tiếp xúc J1, J2, và J3

SCR là cấu trúc ghép từ một cặp BJT n1p2n2 (gồm các tầng bán dẫn n1, p2, n2) và p1n1p1 (gồm các tầng bán dẫn p1, n1, p1) Hai cặp BJT này được mắc liên hợp nhau theo sơ đồ: I_A nối với I_E1; I_K nối với I_E2.

I = ( khi IG = 0 ) khi có IG ù0 ta có: IK IA + IG

Hình 2.75 Cấu t¿o và s¡ đá t°¡ng đ°ong cÿa SCR

5.2.2 Ký hiòu và hỡnh dỏng thực t¿.

Hình 2.76 Ký hiệu và hình dáng thực tế cÿa SCR.

5.2.3 Nguyên lý, đ¿c tuy¿n Von-ampe cąa SCR. Để phõn tớch nguyờn lý cÿa SCR, ng°òi ta cú thể xem SCR giòng nh° hai transistor gám một transistor PNP (T2) và một transistor NPN (T1) ghép l¿i theo kiểu cực C cÿa NPN (T1) nòi với cực B cÿa PNP (T2) và ng°ợc l¿i cực C cÿa PNP (T2) nòi cực BJT cÿa NPN (T1) a Tr°òng hợp 1: SCR phõn cực thu¿n.

Xét m¿ch điện nh° sau:

A nòi với cực d°Ăng và K nòi với cực õm cÿa nguỏn VCC

Hình 2.77 M¿ch phân cực thu¿n SCR

M¿ch điện hình 2.77 là m¿ch điện đ°ợc vẽ theo kiểu xem SCR nh° hai transistor trong đó gọi T1 là transistor NPN và T2 là transistor PNP b Tr°òng hợp cực G để hỏ hay VGo = 0V

Khi cực G có VG = 0V có nghĩa là transistor T1 không có phân cực á cực BJT nên T1ng°ng dẫn Khi T1ng°ng dẫn, IB1 = 0, IC1 = 0, nên IB2 = 0 và T2 cũng ng°ng dẫn Nh° v¿y tr°òng hợp này SCR khụng dẫn điện đ°ợc, dũng qua SCR là IA= 0V và VAK û VCC

Khi điện áp nguồn VCC tăng lên đến mức lớn hơn điện áp ngưỡng VBO (Breakover), điện áp VAK sẽ tăng theo Tuy nhiên, khi điện áp VAK đạt đến giá trị ngưỡng, nó sẽ giảm đột ngột như một điốt và dòng điện IA tăng nhanh Lúc này, SCR chuyển sang trạng thái dẫn điện với dòng điện duy trì IH (holding) Sau đó, đặc tính của SCR sẽ giống như một điốt phân cực thuận.

Khi đóng công tÁc K1để cấp nguán VDCđ°ợc giÁm thế qua RGcho cực G thì SCR dễ chuyển tr¿ng thái dẫn điện Lúc này transistor T1đ°ợc phân cực á cực B nên dòng điện IG vào cực cãng chính là IB1 làm T1 dẫn cho ra IC1, dòng điện IC1 chính là dòng điện IB2 nên lúc đó T2 cũng dẫn điện và cho ra dòng điện IC2, dũng điện IC2l¿i cung cấp ng°ợc l¿i cho T1 và IC2 =IB1 Nhò đú mà SCR sẽ tự duy trì tr¿ng thái dẫn mà không cần có dòng IGliên tục.

Ta có: IC1 =IB2 và IC2 =IB1

CÁC MắCH KHUắCH ĐắI DÙNG TRANZITO

M¿ch mắc theo kiÃu B - C ( Baz¢ common )

Hình 3.4: S¡ đá nguyên lý m¿ch mÁc theo kiểu B-C ( Baz¡ common ) b Tác dụng linh kiện.

EC: là nguán nuôi một chiều ( +VCC )

Q: Transistor làm nhiệm vụ khuếch đ¿i tín hiệu xoay chiều.

R1, R2 và RE: phân cực và ãn định điểm làm việc cho TZT Q.

RC: TÁi cÿa tầng khuếch đ¿i

Tín hiệu đ°a vào giữa B và E

Tín hiệu lấy ra giữa C và B

( tín hiệu đ°a vào chân B và lấy ra trên chân C, chân B đ°ợc thoát mass thông qua tụ ).

→ Do v¿y đây là m¿ch E chung. c Nguyên lý m¿ch điện.

= R C R C Điện áp ra và điện áp vào đáng pha.

+ à nửa chu kỳ d°¡ng cÿa En (+) trên, (-) d°ới → UE tăng (vì UBE = UB

-UE)→ IbgiÁm → ICgiÁm ( vì IC = ò.Ib ) → UCtăng ( Vì UC = EC– ICRC, mà

EC, RCkhông đãi ) → U ra và Uvđáng pha.

Trong nửa chu kỳ âm của điện áp nguồn, điện áp cực đại của tụ điện (UE) giảm xuống, kéo theo điện áp cơ sở của transistor (UBE) tăng lên Sự gia tăng của UBE dẫn đến dòng emitter (Ib) và dòng collector (Ic) tăng theo Do Ic tăng, điện áp collector (UC) giảm Điện áp cực đại của tụ cấp nguồn (Ura) và điện áp cực đại của tụ phân cực (Uv) sẽ cùng pha trong nửa chu kỳ này.

GiÁn đỏ thòi gian mụ tÁ hỡnh d¿ng điện ỏp đầu ra:

Rr t°Ăng đòi lớn ( ỷ m¿ch EC

Kut°Ăng đòi lớn, khoÁng 50 ứ

M¿ch làm việc ãn định á tần sò cao.

So với tầng EC và CC, tầng mÁc BC ít dùng h¡n vì nó cho phộp nh¿n đ°ợc hệ sò khuếch đ¿i điện ỏp và hệ sò khuếch đ¿i cụng suất cao nh°ng hệ sò khuếch đ¿i dòng điện l¿i nhỏ h¡n 1 ( m¿ch BC không khuếch đ¿i dòng điện ) Trá kháng vào quá nhỏ là 1 nh°ợc điểm lớn á tầng mÁc BC ( là nguyên nhân chính dẫn tới nó ít đ°ợc sử dụng h¡n )

Việc sử dụng tầng BC thích hợp với các

Hỡnh 3.5: GiÁn đỏ thòi gian m¿ch mÁc theo kiểu B-C nguán tín hiệu có nội trá thấp ( t°¡ng đ°¡ng nh° điện trá ra tầng mÁc CC ) và thớch hợp ỏ vựng tần sò làm việc cao.

M¿ch mắc theo kiÃu C -C ( Collector common )

a S¡ đá nguyên lý: b Tác dụng linh kiện.

EC: là nguán nuôi một chiều (+VCC )

Q: Transistor làm nhiệm vụ khuếch đ¿i tín hiệu xoay chiều.

RE: điện trá tÁi cÿa tầng khuếch đ¿i.

C1: Tụ ghép tầng đầu vào Dẫn tín hiệu cần khuếch đ¿i vào cực B và ngăn không cho thành phần 1 chiều Ánh h°áng đến Uv (tín hiệu vào )

Hình 3.6: S¡ đá nguyên lý m¿ch mÁc theo kiểu C-C

C2: tụ ghép tầng đầu vào Dẫn tín hiệu đã khuếch đ¿i đ°a sang tầng sau, ngăn không cho thành phần một Ánh h°áng đến tầng sau

En: nguán tín hiệu đ°a vào là hình sin để khuếch đ¿i.

R n : nội trá cÿa nguán tín hiệu.

Rt: tÁi tiờu thụ năng l°ợng cÿa bộ khuếch đ¿i Giòng nh° m¿ch EC chỉ khỏc tÁi REmÁc á cực E

Về mặt xoay chiều nội trỏ nguỏn =0 ( coi nh° cực C nòi mass đòi với thành phần xoay chiều ).

Tín hiệu đ°a vào giữa B và C.

Tín hiệu lấy ra giữa C và E

Nh° v¿y cực góp ( C ) vừa tham gia m¿ch vào, vừa tham gia m¿ch ra, nên gọi là m¿ch C chung ( hay m¿ch cực góp chung ) c Nguyên lý làm việc.

Tín hiệu vào và tín hiệu ra đáng pha.

+ Nửa chu kỳ d°¡ng cÿa En (+) trên, (-) d°ới → UBE tăng → Ib tăng → IC tăng ( vì IC = ò.Ib ) → IE tăng → URE tăng → Ur tăng ( Ur = URE ) → Ura và

+ Nửa chu kỳ âm cÿa En (-) trên, (+) d°ới → UBEgiÁm → IbgiÁm → ICgiÁm ( vì IC = ò.Ib ) → IE giÁm → URE giÁm → Ur giÁm → Ura và Uvđáng pha. d Đặc điểm.

Rv lớn vài chục K ( lớn h¡n m¿ch EC ), RV lớn là một trong những °u điểm quan trọng cÿa tầng C chung.

Rr nhỏ khoÁng 10 ứ 50, th°òng đ°ợc dựng phòi hợp trỏ khỏng với tÁi cú trị sò nhỏ.

K i t°Ăng đòi lớn ( t°Ăng đ°¡ng EC )

Ku û 1 nên còn gọi là m¿ch khuếch đ¿i lặp l¿i emiter.

Hệ sò khuếch đ¿i cụng suất Kp û Ki ( vì Ku û 1 )

Th°òng dựng phòi hợp trá kháng với tín hiệu đ°a vào khuếch đ¿i có nội trá lớn và tÁi tầng khuếch đ¿i cú trị sò nhỏ.

Hỡnh 3.7: GiÁn đỏ thòi gian m¿ch mÁc theo kiểu C-C

M¿ch cực gúp ( C ) chung th°òng chỉ dựng ỏ tầng khuếch đ¿i õm tần đầu vào cho các máy quay đĩa, hoặc máy thu có quay đĩa Nó còn dùng trong tầng đệm thay biến áp giữa hai m¿ch cực phát chung, vì nó có trá kháng vào lớn dễ phòi hợp với trỏ khỏng ra lớn cÿa transistor tầng tr°ớc và nú cú trỏ khỏng nhỏ để phòi hợp với trỏ khỏng vào nhỏ cÿa transistor sau.

Mạch khuếch đại emitter chung thường được sử dụng để khuếch đại điện áp và công suất, hệ số khuếch đại điện áp gần bằng 1 Tín hiệu ra lấy trên emiter luôn cùng pha với tín hiệu vào trên base, nên nó còn được gọi là bộ lặp emitter Cách trở đầu vào lớn và trở đầu ra nhỏ rất phù hợp với vai trò là một khuếch đại đệm với nguồn tín hiệu hoặc đệm tiêu thụ.

M¿ch khu¿ch đ¿i Cascode

Trong mạch khuếch đại VHF, UHF hoặc tầng khuếch đại Micro, cần khuếch đại tín hiệu rất nhỏ với mức tạp âm thấp Để đáp ứng được các đòi hỏi này phải chọn transistor lưỡng cực (BJT) có hệ số tạp âm thấp hoặc sử dụng transistor trường (FET) Tuy nhiên, giải pháp này có giá thành cao và không phải lúc nào cũng có sẵn để thay thế Trong những trường hợp này, thường sử dụng mạch Cascode.

Hình 3.8: M¿ch Cascode dùng Transistor cùng lo¿i. b Tác dụng linh kiện.

C1: tụ ghép tầng đầu vào, dẫn tín hiệu cần khuếch đ¿i đ°a vào cực B cÿa Q1

C3: Tụ ghép tầng đầu ra, dẫn tín hiệu đã khuếch đ¿i đ°a sang tầng sau.

EC: nguán nuôi một chiều cung cấp điện cho m¿ch điện.

R5: ân định chế độ công tác

R2 và R3: Điện trá định thiên cho Q2

C2: Nòi mỏt cực B cÿa Q2và xoay chiều.

Tín hiệu vào đ°a vào đầu vào cÿa Q1

Tín hiệu lấy ra á đầu ra cÿa Q2

Về ph°Ăng diện 1 chiều Q1, Q 2 mÁc nòi tiếp.

Q1 là tầng vào - mÁc theo s¡ đá EC ( m¿ch E chung ) có tãng trá vào t°¡ng đòi lớn, làm việc ỏ chế độ điện ỏp thấp để giÁm t¿p õm ( UCQ1khoÁng 1V ).

Q2 tầng ra - mÁc theo sĂ đỏ BC ( m¿ch B chung ) để làm việc ỏ tần sò cao, giÁm t¿p âm, có trá kháng ra lớn.

Tín hiệu cần khuếch đ¿i đ°ợc đ°a vào đầu vào ( In ) sẽ đ°ợc tụ C1đ°a vào cực B cÿa Q1, lúc này Q1 khuếch đ¿i tín hiệu lên đÿ lớn rái lấy ra á cực

C cÿa Q1 sau đó đ°a vào cực E cÿa Q2 để khuếch đ¿i tiếp nhằm t¿o ra tín hiệu cú hệ sò khuếch đ¿i lớn và t¿p õm nhỏ và tớn hiệu này đ°ợc C3 đ°a đến tầng khuếch đ¿i sau. d Đặc điểm

M¿ch cú t¿p õm nhỏ, hệ sò khuếch đ¿i t°Ăng đòi lớn.

M¿ch có trá kháng vào lớn ( bằng Rvào cÿa m¿ch EC ) và có trá kháng ra cũng lớn ( bằng Rra cÿa m¿ch BC ).

M¿ch làm việc ãn định

Nh°ợc điểm: điều chỉnh chế độ một chiều phāc t¿p

Th°òng dựng trong cỏc m¿ch khuếch đ¿i cao tần cÿa băng VHF, UHF hoặc á các tầng khuếch đ¿i micro cÿa các tăng âm ( Ampli ). Đặc điểm cÿa m¿ch khuếch đ¿i Cascode là dùng hai tầng khuếch đ¿i mÁc nòi tiếp Tầng thā 2 mÁc kiểu BC để tăng tần sò cÁt, giÁm t¿p nhiễu ( vỡ tầng thā 2 mÁc kiểu EC nờn hệ sò khuếch đ¿i cÿa tầng nhỏ ) Cũn tầng thā nhất mÁc kiểu EC, làm việc ỏ điện ỏp thấp, hệ sò khuếch đ¿i điện ỏp nhỏ Song hệ sò khuếch đ¿i điện ỏp toàn m¿ch lớn ( khoÁng vài trăm lần ).

M¿ch khu¿ch đ¿i Dalington

Trong nhiều tr°òng hợp ta cần cú hệ sò khuếch đ¿i dũng lớn cụng suất ra lớn thỡ ng°òi ta th°òng dựng hai transistor mÁc phāc hợp với nhau t¿o thành s¡ đá Darlington. Đây là m¿ch khuếch đ¿i phāc hợp gám 2 transistor Q1, Q2 ( hay T1, T2

) mÁc với nhau theo kiểu 2 cực C1, C2 nòi với nhau và cực E1 cÿa transistor

Q1 nòi vào cực B2 cÿa transistor Q2 Chỳng t¿o thành một transistor t°Ăng đ°Ăng cú cực gòc B1cÿa transistor Q1, cực phỏt là cực phỏt E2, cÿa transistor

Q2và cực gúp là cực gúp ( C ) nòi chung cÿa 2 transistor.

Trong m¿ch Darlington, 2 transistor có thể cùng lo¿i hay khác lo¿i trong tr°òng hợp này, cỏch mÁc hĂi khỏc và cần chỳ ý tới transistor t°Ăng đ°¡ng

M¿ch Darlington có thể mÁc theo kiểu cực phát chung ( CE ) hay cực gòc chung (CB).

Nh° v¿y ta có hai d¿ng s¡ đá Darlington.

+ S¡ đá Darlington chuẩn: hai transistor cùng lo¿i mÁc phāc hợp.

+ S¡ đá Darlington bù: 2 transistor khác lo¿i mÁc phāc hợp.

Trong m¿ch Darlington thì mỗi cặp Darlington đ°ợc coi là một transistor mới, chāc năng cÿa m¿ch do Q1 quyết định còn Q2 có tác dụng khuếch đ¿i dòng ra. a S¡ đá Darlington chuẩn

Hình 3.9: Dùng 2 Transistor lo¿i NPN

Hình 3.10: Dùng 2 Transistor lo¿i PNP

+ Q1: Transistor kích th°ớc ( drive ) công suất nhỏ quyết định tính chất ( lo¿i ) cÿa transistor t°¡ng đ°¡ng

+ Q2: Transistor công suất - quyết định công suất ra cÿa m¿ch.

+ Hai cực C cÿa Q1 và Q2đ°ợc đấu với nhau.

Cỏc tham sò cÿa transistor t°Ăng đ°Ăng:

+ Hệ sò khuếch đ¿i dũng tĩnh: ũ = ũ1 ũ2

+ Điện trá đầu vào ( rBE = 2 rBE1 ) : RV = 2RBE1

+ Điện trá đầu ra ( rCE = 2/3 rCE2 ) : Rra = 2/3 RCE2 b S¡ đá Darlington bù.

Dùng 2 transistor khÁc lo¿i mÁc thành 1 transistor t°¡ng đ°¡ng lo¿i NPN hoặc PNP

+ Q1: Transistor kích thích ( drive ) công suất nhỏ quyết định tính chất ( lo¿i ) cÿa transistor t°¡ng đ°¡ng ( Q ).

+ Q2: Transistor công suất - quyết định công suất ra cÿa m¿ch.

+ Cực E cÿa Q1 và cực C cÿa Q2 đ°ợc đấu với nhau

Cỏc tham sò cÿa transistor t°Ăng đ°Ăng:

+ Hệ sò khuếch đ¿i dũng tĩnh: ũ = ũ1 ũ2

+ Điện trá đầu vào ( rBE = 2 rBE1 ) : RV = 2RBE1

+ Điện trá đầu ra ( rCE = 2/3 rCE2 ) : Rra = 2/3 RCE2

* Chỳ ý: Trong cỏc m¿ch thực tế th°òng mÁc thờm điện trá tÁi R có tác dụng t¿o 1 sụt áp UR û 0,4 V để điều khiển má Q2 ( hay

T2 ) lúc dòng ra đÿ lớn và chuyển chúng ( Q2 hay T2 ) từ má sang khoá ( hay từ khoá sang má ) nhanh h¡n. c Cách phân cực m¿ch khuếch đ¿i.

Cỏch phõn cực cÿa m¿ch khuếch đ¿i Darlington giòng nh° một tầng lặp emiter cÿa tầng thā nhất chính là dòng baz¡ cÿa tầng thā hai.

Hai transistor sẽ t°¡ng đ°¡ng với 1 transistor có òD = ò1 ò2 và UBE

= 1,6V, khi đú dũng cực gòc đ°ợc tớnh:

Do òDrất lớn nên: I E = ( ò D + 1 ) I B û ò D  I B û I C Điện áp phân cực là:

Hình 3.12: Phân cực cÿa m¿ch khuếch đ¿i

Ví dụ: Tính điện áp và dòng điện phân cực cÿa m¿ch điện sau:

2.3 M¿ch khu¿ch đ¿i vi sai.

Nhiều các thiết bị điện tử đòi hỏi một bộ khuếch đ¿i đầu vào có chất l°ợng cao, làm việc ãn định ( dòng ra phÁi ãn định d°ới sự tác dụng cÿa nhiệt độ ) và khÁ năng chòng nhiễu cao Bộ khuếch đ¿i vi sai đã đáp āng đ°ợc các yêu cầu đó.

Các m¿ch khuếch đ¿i đã xét á trên khuếch đ¿i trực tiếp tín hiệu vào M¿ch khuếch đ¿i vi sai chỉ khuếch đ¿i sai lệch giữa hai tín hiệu vào a M¿ch điện

M¿ch gám 2 đầu vào ( 2 cửa vào là UV1, UV2 ) và hai đầu ra (

Mạch khuếch đại vi sai hoạt động dựa trên nguyên lý cầu cân bằng song song (cấu trúc đối xứng) Trong đó, chân phát cực (E) của hai transistor được nối với nhau Hai điện trở tải RC có giá trị bằng nhau (RC1 = RC2 = RC) khi hai transistor được chế tạo trong cùng điều kiện.

Hai nhánh cầu là hai điện trá R C 1 và

Hai nhánh cầu còn l¿i cÿa cầu là hai transistor Q1 và Q2đ°ợc chế t¿o trong cựng một điều kiện nờn tham sò giòng nhau

Q3, Q4 và R1, R2, R3t¿o thành m¿ch ón định dũng điện ( th°òng đ°ợc gọi là dòng điện ) giữ cho dòng I E 1 và

I cÿa Q1, Q2 luôn luôn ãn định Khi nhiệt độ thay đãi để m¿ch làm việc ãn định. Điện áp một chiều cung cấp cho tầng vi sai là hai nguán E C 1 và

E mÁc nòi tiếp nhau, điểm giữa nòi mass, hai nguỏn E C 1 và

E có thể khỏc nhau hay bằng nhau về trị sò th°òng E C 1 C 2

105 tiếp nên điện áp cung cấp tãng là:

Trong m¿ch khuếch đ¿i vi sai gọn phần nguán ãn dòng dùng Q3, Q4 đ°ợc thay bằng nguán dòng ( nội trá lớn dòng ra không đãi ) IEnh° sau:

Hình 3.13: M¿ch khuếch đ¿i vi sai

Hình 3.14: M¿ch khuếch đ¿i vi sai rút gọn

* Tuỳ theo cách đ°a tín hiệu vào mà có chế độ khác nhau: Đ°a tớn hiệu vào một đầu vào, cũn một đầu nòi đất - chế độ đĂn Hai đầu vào đ°a hai tín hiệu khác nhau

- Chế độ vi sai. Đ°a cùng một tín hiệu hai đầu vào

Nh° v¿y, tín hiệu đ°a vào tầng khuếch đ¿i vi sai có thể từ hai nguán riêng biệt hoặc từ một nguán và có thể đấu nh° sau:

Chú ý: Tín hiệu đ°a tới đầu vào là tín hiệu xoay chiều (chế độ xoay chiều )

* Tín hiệu ra có thể lấy bằng hai cách:

Kiểu khụng đòi xāng là điện ỏp lấy ra giữa một Collector ( R C 1 hoặc

+ U ra 1 = U r 1 = U C 2 lấy ra giữa cực C cÿa Q1và điểm mass.

+ U ra 2 = U r 2 = U C 2 lấy ra giữa cực C cÿa Q2và điểm mass.

Kiểu đòi xāng: là điện ỏp ra đ°ợc lấy giữa hai Collector cÿa Q1 và

U = = − lấy trờn hai cực C cÿa 2 transistor ( đ°òng chéo cÿa cầu ) b Sự ãn định chế độ làm việc cÿa m¿ch khuếch đ¿i vi sai.

Xét nguyên lý làm việc cÿa m¿ch ãn dòng ( g°¡ng dòng điện ), trong đó Q4đấu thành diode để ãn định nhiệt cho Q3

Nếu bỏ qua I B 3 rất nhỏ so với I E 3 thì ta có:

Hình 3.15: Sự ãn định chế độ làm việc cÿa m¿ch khuếch đ¿i vi sai.

Từ (4) suy ra IEđ°ợc xác định phụ thuộc chÿ yếu bái độ lớn cÿa

R1, R2, R3, E C 2 Đây là các phần tử không phụ thuộc vào nhiệt độ ( có giá trị xác định ) Do v¿y có thể coi IEkhông phụ thuộc vào nhiệt độ. Mặt khác ta thấy U BE Q 3 và 4

U sẽ biến thiờn cựng gia sò ( tăng cựng tăng, giÁm cựng giÁm ) khi nhiệt độ thay đói nờn tử sò cÿa biểu thāc (1) sẽ không đãi → IEkhông đãi ( IE = const )

Kết lu¿n: Dòng IEcÿa tầng khuếch đ¿i vi sai sẽ ãn định với mọi biến đãi cÿa nhiệt độ ( °u điểm cÿa m¿ch khuếch đ¿i vi sai ) Do v¿y m¿ch khuếch đ¿i vi sai làm việc ãn định. c Nguyên lý làm việc cÿa m¿ch khuếch đ¿i vi sai.

Ta xột cỏc tr°òng hợp sau:

* Tr°òng hợp tớn hiệu vào bằng 0 ( UV = 0 ) Đây là chế độ một chiều ( không có tín hiệu xoay chiều ):

Hình 3.16: Chế độ một chiều cÿa m¿ch khuếch đ¿i vi sai.

Do m¿ch đòi xāng nờn:

I = = ( vỡ Q1 và Q2giòng nhau ). Các dòng collector bằng nhau vì các dòng emitter bằng nhau vì

I = = Điện áp trên mỗi collector sẽ là:

U = = − Điện ỏp ra lấy trờn đ°òng chộo cần là:

→ Khi U v = 0 → Điện ỏp đầu ra đòi xāng bằng 0

Trong thực tế m¿ch khụng đòi xāng hoàn toàn nờn Uv = 0 cú thể Ur ự 0 tuy nhiờn sai sò đú là kụng đỏng kể, trong một sò m¿ch cú thể thiết kế m¿ch bù không

S¡ đá có sự ãn định cao với sự thay đãi cÿa nhiệt độ hoặc sự thay đói cÿa điện ỏp nguỏn vỡ độ trụi cÿa hai nhỏnh cầu hoàn toàn giòng

U thay đói cựng một gia sò ( U C 1 thay đói bao nhiêu thì

U cũng thay đãi bấy nhiêu và ng°ợc l¿i ).

Trong thực tế do khụng cú sự đòi xāng tuyệt đòi nờn U C 1 và

U thay đói khụng hoàn toàn giòng nhau, đầu ra cú độ trụi nào đú ( U r 12 ự 0 khi Uv =0 ) nh°ng độ trôi đó là rất nhỏ Khi cần có sự chính xác cao ng°òi ta cú thể lÁp thờm cỏc m¿ch chỉnh trụi để điều chỉnh sao cho khi Uv = 0 thì Ur = 0

Quan hệ giữa cỏc điện ỏp đầu ra đ°ợc biểu diễn bằng phõn bò điện áp á hình trên.

U r Điều này các bộ khuếch đ¿i khác không thể có đ°ợc.

* Tr°òng hợp cú tớn hiệu đ°a tới một trong cỏc đầu vào

Hình 3.17: Tín hiệu đ°a tới một trong các đầu vào cÿa m¿ch khuếch đ¿i vi sai.

GiÁ sử tín hiệu vào e~có chiều d°¡ng (+) trên âm (-) d°ới, xuất hiện dũng điện vào Iv qua cực B cÿa hai transistor nh° hỡnh trờn ( đ°òng đāt nét ).

+ Iv cùng chiều I b 1 nên dòng vào ( Iv ) này sẽ làm tăng dòng baz¡ cÿa transistor Q1 là I b 1 ( I b 1 ý )→ Q 1 dẫn m¿nh → I C 1 ývà I E 1 ý →

U RC ( vì U RC 1 = I C 1  R C 1 mà R C 1 có giá trị không đãi) → U r 1 ÿmột

110 l°ợng  U C 1 ng°ợc dấu ( đÁo pha ) −  U 1 với điện áp vào ( vì ý

E có giá trị không đãi ).

+ Iv ng°ợc chiều I b 2 nên dòng vào (Iv) này sẽ làm giÁm dòng baz¡ cÿa transistor Q2 là b 2

( vì U RC 2 = I C 2  R C 2 mà R C 2 = const ) → U r 2 ýmột l°ợng  U C 2 cùng dấu ( không đÁo pha ) ( + U C 2 ) với điện áp tín hiệu vào ( vì ÿ

Nh° v¿y với cách đ°a tín hiệu vào nh° đang khÁo sát ta thấy:

+ Điện áp đầu ra trên cực C cÿa Q1 ( r 1

U ) đÁo pha so với tín hiệu vào nên đầu vào một đ°ợc gọi là đầu vào đÁo.

+ Điện áp đầu ra trên cực C cÿa ( U r 2 ) cùng pha với tín hiệu ra vi sai:

R = ) Điện ỏp ra đ°ợc biểu diễn trờn đỏ thị phõn bò điện ỏp hỡnh ỏ trờn. Xỏc định hệ sò khuếch đ¿i cÿa m¿ch khuếch đ¿i vi sai là:

Trong đó: Rn: nội trá cÿa nguán tín hiệu vào

1 , v v r r : điện trá vào cÿa Q1 và Q2

Rv: điện trá vào cÿa transistor ( r v = r v = r v

+ Dũng điện vào t¿o gia sò dũng ra:

+ Gia sò điện ỏp t°Ăng āng là:

+ Hệ sò khuếch đ¿i điện ỏp ỏ đầu ra một và đầu ra hai: v n C v n v

Mà hệ sò khuếch đ¿i điện ỏp Khuếch đ¿iucÿa tầng đĂn EC ( E chung

+ Hệ sò khuếch đ¿i ỏ đầu ra vi sai ( K vs ) ( đầu ra đòi xāng ):

Tóm l¿i: Khi tín hiệu cần khuếch đ¿i đ°a vào một đầu vào

Hệ sò khuếch đ¿i ỏ đầu ra khụng đòi xāng

Hệ sò khuếch đ¿i ỏ đầu ra vi sai ( đầu ra đòi xāng )

( Với khuếch đ¿i là hệ sò khuếch đ¿i cÿa tầng đĂn mÁc E chung )

* Tr°òng hợp tớn hiệu cung cấp cho m¿ch khuếch đ¿i vi sai đ°a vào hai đầu vào.

U đ°ợc đ°a vào cÁ hai đầu vào.

U có cực tính khác nhau ( ng°ợc pha ) thì điện áp đầu ra vi sai:

Khi U V 1 và U V 2 có cực tính giòng nhau ( đỏng pha ) thỡ điện áp đầu ra vi sai:

U đáng pha và bằng nhau về độ lớn thì:

Cú nghĩa là hệ sò khuếch đ¿i với tín hiệu đáng pha Kđp

= 0 điều đó cũng có nghĩa là khi có nhiễu cùng tác động vào hai đầu vào ( nhiễu đáng pha ) thì á tín hiệu á

Hình 3.18: Tín hiệu cung cấp cho m¿ch khuếch đ¿i vi sai

112 đầu ra m¿ch khuếch đ¿i vi sai bằng không ( U r 12 =0 ) M¿ch khuếch đ¿i vi sai có khÁ năng khử đ°ợc nhiễu đáng pha Đây là đặc tính rất quan trọng mà không bộ khuếch đ¿i nào có đ°ợc.

*Đặc điểm cÿa m¿ch khuếch đ¿i vi sai.

Làm việc có độ ãn định cao

Khi điện áp vào bằng không thì điện áp t¿i đầu ra 1 và 2 cũng bằng không

Cú khÁ năng chòng nhiễu cao, triệt đ°ợc nhiễu đỏng pha

Có điện trá vào lớn hàng chục hoặc hàng trăm K

Hệ sò khuếch đ¿i điện ỏp đầu ra khụng đòi xāng bằng nửa hệ sò khuếch đ¿i cÿa tầng đ¡n E chung.

Hệ sò khuếch đ¿i điện ỏp đầu ra đòi xāng ( hệ sò khuếch đ¿i cÿa m¿ch vi sai ) bằng hệ sò khuếch đ¿i cÿa tầng đĂn E chung:

Do v¿y khuếch đ¿i vi sai là c¡ sá để xây dựng các bộ khuếch đ¿i thu¿t toán ( nó là một tầng c¡ sá cÿa bộ khuếch đ¿i thu¿t toán vi m¿ch với

MắCH KHUYắCH ĐắI CễNG SUÂT

3.1 Khỏi niòm, Phõn lo¿i, Đ¿c điÃm cąa m¿ch khu¿ch đ¿i cụng suÃt

Do tín hiệu đầu ra từ các mạch khuếch đại trước nhỏ, không đủ đáp ứng yêu cầu điều khiển các tải điện như loa, động cơ, bóng đèn nên cần sử dụng mạch khuếch đại công suất Mạch khuếch đại công suất có công suất đầu ra lớn, đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của tải điện như giảm độ méo phi tuyến, tăng hiệu suất làm việc Vì vậy, mạch công suất cần được nghiên cứu khác biệt so với các mạch khuếch đại thông thường trước đó.

V¿y tầng cụng suất là tầng khuếch đ¿i cuòi cựng cÿa bộ khuếch đ¿i Nú cú nhiệm vụ cho ra tÁi một công suất lớn nhất có thể, với độ méo cho phép và đÁm bÁo hiệu suất cao.

Do khuếch đ¿i tín hiệu lớn, Tranzior làm việc trong vùng không tuyến tính nên không thể dùng s¡ đá t°¡ng đ°¡ng tín hiệu nhỏ nghiên cāu mà phÁi dùng đá thị 3.1.2 Phân lo¿i

Tầng công suất có thể làm việc á chế độ A, B, A B, Và C, D tuỳ thuộc vào chế đô công tác cÿa Tranzito ú Chế độ A: Là chế độ khuếch đ¿i cÁ hai bán kỳ (D°¡ng và Âm cÿa tín hiệu hìn sin) ngõ vào.Chế độ này có hiệu suất thấp (Với tÁi điện trá d°ới 25%)nh°ng mộo phi tuyến nhỏ nhất, nờn đ°ợc dựng trong cỏc tr°òng hợp đặc biệt ú Chế độ B: Transistor đ°ợc phân cực t¿i VBE = 0 (vùng ng°ng) Là chế độ khuếch đ¿i một bán kỳ cÿa tín hiệu hìn sin ngõ vào, đây là chế độ có hhiệu suất lớn (ứx%), tuy mộo xuyờn giao lớn nh°ng cú thể khÁc phục bằng cách kết hợp với chế độ AB và dùng hái tiếp âm

113 ú Chế độ AB:Có tính chất chuyển tiếp giữa A và B Transistor đ°ợc phân cực á gần vùng ng°ng Tín hiệu ngõ ra thay đãi h¡n một nữa chu kỳ cÿa tín hiệu vào (Transistor ho¿t động h¡n một nữa chu kỳ - d°¡ng hoặc âm - cÿa tín hiệu ngõ vào) Nó có dòng tĩnh nhỏ để tham gia vào việc giÁm méo lúc tín hiệu vào có biên độ nhỏ ú Chế độ C: Transistor đ°ợc phân cực trong vùng ng°ng để chỉ một phần nhỏ h¡n nữa chu kỳ cÿa tín hiệu ngõ vào đ°ợc khuếch đ¿i., có hiệu suất khá cao (> 135 78%)nh°ng méo rất lớn Nó đ°ợc dùng trong các m¿ch khuếch đ¿i cao tần có tÁi là khung cộng h°áng để chọn lọc sóng đài mong muòn và để cú hiệu suất cao ú Chế độ D: Tranzito làm việc nh° một khoá điện tử đóng má D°ới tác dụng cÿa tín hiệu vào điều khiển Tranzito thông bão hoà là khoá đóng, dòng điện ch¿y qua tranzito IC đ¿t giá trị cực đ¿i, còn khoá má khi

Tranzito ngÁt dòng qua Tranzito bằng không IC =0

Ngoài cỏch phõn lo¿i nh° trờn thực tế phõn tớch m¿ch trong sửa chữa ng°òi ta có thể chia m¿ch khuếch đ¿i công suất làm hai nhóm Các m¿ch khuếch đ¿i công suất đ°ợc dùng một Tranzito gọi là khuếch đ¿i đ¡n , Các m¿ch khuếch đ¿i công suất dùng nhiều Tranzito gọi là khuếch đ¿i kép

Mô tÁ việc phân lo¿i các m¿ch khuếch đ¿i công suất

3.1.3 Đặc điểm cÿa m¿ch khuếch đ¿i công suất

• Tín hiệu đ°ợc khÁo sát trong m¿ch thuộc d¿ng tín hiệu có biên độ lớn khi phân tích m¿ch ta phÁi xem xét chế độ phân cực trong m¿ch á cÁ kỳ

• KhoÁng tần sò làm việc cÿa [20-20KHz], tần sò audio

Mạch khuếch đại công suất nằm ở ngõ ra, các tranzito tại đây có công suất cao Do hoạt động ở công suất cao nên chúng tỏa nhiều nhiệt, vì vậy để ổn định hệ số khuếch đại của mạch cũng như tăng tuổi thọ của tranzito ta thường lắp thêm các bộ phận tản nhiệt.

• Việc tính toán công suất cÿa đo¿n m¿ch một cách tãng quát:

Công suất ac trên tÁi RL :

Công suất cÿa nguán cung cấp: PCC = VCC.ICQ

• Công suất tiêu tán cÿa transistor: PT = PCC - PL

• Hiệu suất cÿa m¿ch khuếch đ¿i:

3.2 M¿ch khu¿ch công suÃt đ¿i đ¢n.

M¿ch khuếch đ¿i cụng suất đĂn làm việc ỏ chế độ A nờn th°òng gọi là m¿ch khuếch đ¿i công suất chế độ A.

Q: transistor làm nhiệm vụ khuếch đ¿i công suất

Rb: Điện trá định thiên

Rc: TÁi cÿa bộ khuếch đ¿i

C1, C2: Tụ ghép tầng đầu vào, đầu ra

Ec: Nguán nuôi một chiều cung cấp cho toàn m¿ch.

3.2.3 Nguyên lý làm việc. Để tín hiệu ra không bị méo điểm công tác tĩnh q đ°ợc chọn nằm á điểm giữa cÿa đặc tuyến tÁi

Hình 3.19 S¡ đá nguyên lý m¿ch khuếch đ¿i đ¡n.

Ph°Ăng trỡnh đ°òng tÁi UCE = Ec - ICRC, từ ph°Ăng trỡnh đ°òng tÁi ta xõy dựng đ°ợc đặc tuyến tÁi, h¿ đ°òng chiếu từ điểm Q đến hai chục t¿o độ sẽ có I C Q và

Hình 3.19 a Đặc tuyến cÿa m¿ch khuếch đ¿i đ¡n làm việc á chế độ A.

Từ điểm làm việc tĩnh ban đầu Q ta xỏc định đ°ợc cỏc tham sò sau: (chế độ tĩnh)

+ Dòng định thiên ( dòng phân cực một chiều ) đ°ợc tính theo EC và Rb: b b R

+ Dòng điện tĩnh qua cực Công suất:

+ Điện áp trên cực Công suất chế độ tĩnh ( ch°a có tín hiệu vào ) UCeo

+ Điện trá định thiên đ°ợc xác định từ biểu thāc:

Khi có tín hiệu vào giÁ sử dòng Iblà hình sin, điểm công tác thay đãi xung quanh điểm q ( trên đo¿n thẳng AqB ).

+ à nửa chu kỳ đầu dòng Ibtăng → Ictăng → UCEgiÁm ( vì U CE = E C - I C  R C

, mà Ec và Rccú giỏ trị cò định ).

+ à nửa chu kỳ đầu dòng IbgiÁm → IcgiÁm → UCE tăng

Dũng IC biến đói xung quanh giỏ trị ICo từ ICmax ứ ICmin Điện ỏp UCE biến đói xung quanh giỏ trị từ UCEo từ UCEmax ứ UCemin ( hình c )

Nh° v¿y khi có một tín hiệu AC ( chế độ động ) đ°ợc đ°a tới đầu vào cÿa m¿ch khuếch đ¿i, dũng điện và điện ỏp ra sẽ thay đói theo đ°òng tÁi một chiều.

Một tớn hiệu đầu vào nhỏ ( hỡnh 3.19b ) sẽ gõy ra dũng điện cực gòc thay đãi á bên và bên d°ới cÿa điểm làm việc tĩnh, dòng collector và điện áp collector- emiter (UCE) cũng thay đãi xung quanh điểm làm việc tĩnh này Khi tín hiệu đầu vào lớn h¡n ( hình 3.19c ) đầu ra sẽ biến thiên xa h¡n so với điểm làm việc tĩnh đó đ°ợc thiết l¿p từ thòi điểm tr°ớc, cho tới khi cÁ dũng điện và điện ỏp đ¿t tới một giỏ trị giới h¿n Đòi với dũng điện, giỏ trị giới h¿n này có thể là 0 á điểm kết thúc thấp hoặc Ec/RCá điểm kết thúc cao cÿa nửa chu kỳ ho¿t động cÿa nú Đòi với điện ỏp collector- emiter, giới h¿n cũng có thể là 0V hay bằng giá trị nguán cung cấp.

Hỡnh 3.19 bc GiÁn đỏ thòi gian cÿa m¿ch khuếch đ¿i đĂn làm việc ỏ chế độ A.

3.2.4 Cỏc tham sò cÿa m¿ch

Qua đá thị hình 1a ta thấy

( CE max CE min C max C min r

Pr đ¿t giá trị cực đ¿i (Pr max) khi:

+ UCE max - UCE min û EC

B Điện áp UECbiến thiên từ UCE maxđến UCE min

Dòng IC biến thiên từ ICmax đến ICmin

Giá trị nhỏ nhất cÿa I C là I Cmin

Giá trị lớn nhất cÿa I C là I Cmax

Giá trị nhỏ nhất cÿa I C là I Cmin

Giá trị lớn nhất cÿa I C là I Cmax

Biên độ U CE là IÊ m

Từ ( 4.7 ) ta thấy muòn tăng cụng suất ra phÁi tăng điện ỏp nguỏn cung cấp

Công suất nguán một chiều cung cấp Po( công suất tiêu thụ cÿa nguán ): Po

Hiệu suất cực đ¿i cÿa m¿ch khuếch đ¿i (ứ): o r o r

Nh° v¿y hiệu suất cực đ¿i cÿa m¿ch cực đ¿i t¿i chế A dùng tÁi điện trá là 25% Hiệu suất này chỉ đ¿t đ°ợc trong tr°òng hợp đặc biệt, cũn hầu hết các m¿ch khuếch đ¿i chế độ A dùng tÁi điện trá đều có hiệu suất nhỏ h¡n giá trị 25%.

Công suất tiêu tán trên mặt ghép collector (Pc)

Từ công thức (7), có thể thấy công suất tiêu tán trên mặt ghép collector (Pc) phụ thuộc vào biên độ tín hiệu ra Khi không có tín hiệu ra (Pr = 0), Pc đạt giá trị cực đại.

Do v¿y khi lựa chọn công suất chịu đựng cÿa transistor phÁi thoÁi mãn điều kiện công suất chịu đựng lớn nhất cÿa transistor phÁi lớn h¡n Po

Tầng khuếch đ¿i cụng suất đĂn cú hiệu suất thấp ( khi tÁi là biến ỏp ứ < 50%)

Cụng suất ra khụng lớn, th°òng khoÁng vài W, vỡ làm việc ỏ chế độ A tín hiệu vào có biên độ không quá lớn.

Tầng khuếch đ¿i công suất đ¡n có thể đ°ợc ghép điện dung hoặc ghép biến áp với tÁi ( hình 3.20 )

Hình 3.20: Cách ghép tầng khuếch đ¿i công suất đ¡n.

Tính toán bộ khuếch đ¿i công suất chế độ A cung cấp công suất 5W cho tÁi 8 ( Pr max = 5W, Rt = 8)

GiÁi: Điện áp nguán cung cấp:

Dòng điện tĩnh qua cực C:

Công suất tiêu thụ cÿa nguán:

Công suất tiêu tán lớn nhất trên cực Công suất cÿa transistor:

M¿ch khuếch đ¿i công suất đ¡n có hiệu suất thấp vì khi làm việc luôn cú dũng tĩnh hĂn Để khÁc phục nh°ợc điểm này, ng°òi ta mÁc tầng khuếch đ¿i công suất đẩy kéo làm việc á chế độ B hay chế độ AB. à chế độ B, transistor sẽ điều khiển dòng điện á mỗi nửa chu kỳ tín hiệu đầu ra, thì cần sử dụng 2 transistor, mỗi transistor đ°ợc sử dụng á mỗi chu kỳ khác nhau cÿa tín hiệu Khi một bộ ph¿n cÿa m¿ch đẩy tín hiệu lên cao trong suòt nửa chu kỳ cũn l¿i m¿ch điện khi đú gọi là m¿ch đẩy kộo Một tín hiệu đầu vào AC đ°ợc đ°a vào trong m¿ch điện đẩy kéo với sự ho¿t động á mỗi phần trên, mỗi nửa chu kỳ thay đãi nhau, tÁi sau đó sẽ nh¿n đ°ợc cÁ chu kỳ cÿa tín hiệu đó ( hình 3.21 ) Transistor công suất đ°ợc sử dụng trong m¿ch đẩy kéo có khÁ năng cung cấp công suất mong muòn cho tÁi và sự v¿n hành chế độ B cÿa những transistor này sẽ có hiệu suất lớn h¡n s¡ với việc sử dụng một transistor đ¡n trong chế độ A.

Hỡnh 3.21: SĂ đỏ khòi m¿ch khuếch đ¿i công suất đẩy kéo.

3.3.1 M¿ch khuếch đ¿i công suất đẩy kéo song song. a S¡ đá nguyên lý.

Hình 3.22: S¡ đá nguyên lý m¿ch khuếch đ¿i công suất đẩy kéo song song b Tác dụng linh kiện.

Q1 và Q2 là hai transistor cựng lo¿i và cú tham sò hoàn toàn giòng nhau: Tr1: Biến ỏp vào th°òng gọi là biến ỏp đÁo pha.

+ S¡ cấp Tr1 có tác dụng đ°a tín hiệu vào tầng khuếch đ¿i.

+ Thā cấp Tr1 gỏm hai nửa vũng dõy cú sò vũng bằng nhau cú pha ng°ợc nhau đ°a vào hai cực B cÿa Q1 và Q2

Tr2: Biến ỏp ghộp tớn hiệu đó đ°ợc khuếch đ¿i với tÁi và phòi hợp trỏ khỏng với tÁi

Nguồn đối xứng cung cấp cho mạch Tr2 gồm hai nửa cuộn dây giống nhau được cấp vào điểm giữa của cuộn dây cấp và qua biến áp Tr2 cấp cho hai cực C của Q1 và Q2.

+ Thā cấp Tr1 gỏm hai nửa vũng dõy cú sò vũng bằng nhau cú pha ng°ợc nhau đ°a vào hai cực B cÿa Q1 và Q2

+ Thā cấp đầu với tÁi Rt ( loa )

R1 và R2: Bộ phân áp định điểm làm việc ban đầu tầng khuếch đ¿i ( điện trá định thiên cho Q1 và Q2 )

CÁC MắCH ĆNG DĂNG DÙNG TRANZITO

M¿ch dao đòng đa hài

Trong kỹ thu¿t, để t¿o ra cỏc dao động khụng sin ng°òi ta th°òng dựng cỏc bộ dao động tích thoát Về nguyên tÁc, bất kỳ một bộ dao động không điều hoà nào cũng đ°ợc coi là một dao động không sin Trong các bộ dao động sin ngoài các linh kiện điện tử, trongm¿ch còn có m¿ch dao động gám hai phần tử phÁn kháng là cuộn dây (L) và tụ điện (C) Trong các bộ dao động tích thoát phần tử tớch trữ năng l°ợng đ°ợc n¿p điện và sau đú nhò thiết bị chuyển m¿ch nú phúng điện đến một māc xác định nào đó rái l¿ đ°ợc n¿p điện Nếu việc phóng điện đ°ợc thực hiện qua điện trá thì gần nh° toàn bộ năng l°ợng đ°ợc tích luỹ đều đ°ợc tiờu hao d°ới d¿ng nhiệt Nh° v¿y m¿ch dao động tớch thoỏt th°òng gỏm hai phần tử chính đó là: Cuộn dây (L) và điện trá (R) hoặc tụ điện (C) và điện trỏ (R) Thụng th°òng m¿ch dựng R, C là chÿ yếu.

" M¿ch dao động đa hài là m¿ch dao động tích thoát t¿o ra các xung vuông M¿ch có thể công tác á ba chế độ:

- Chế độ tự dao động gọi là tr¿ng thái tự kích (không ãn) - Chế độ đáng bộ (đ¡n

131 ãn) - Chế độ đợi (l°ỡng ãn)

1.1.1.M¿ch dao động đa hài không ãn Định nghĩa: M¿ch dao động đa hài không ãn là m¿ch dao động tích thoát dùng

R, C t¿o ra các xung vuông ho¿t động á chế độ tự dao động

+ Cấu t¿o Trong m¿ch dao động đa hài khụng ón, ng°òi ta th°òng dựng cỏc tranzito Q1, Q2 lo¿i NPN Các linh kiện trong m¿ch có những chāc năng riêng, gúp phần làm cho m¿ch dao động Cỏc trị sò cÿa cỏc linh kiện R cà C cú tỏc dụng quyết định đến tần sò dao động cÿa m¿ch Cỏc điện trỏ R1, R3 làm giÁm áp và cũng là điện trá tÁi cấp nguán cho Q1, Q4 Các điện trá R2, R3 có tác dụng phân cực cho các tranzito Q1, Q2 Các tụ C1, C2 có tác dụng liên l¿c, đ°a tín hiệu xung từ tranzito Q1 sang tranzito Q2 và ng°ợc l¿i (hình 4-1) minh ho¿ cấu t¿o cÿa m¿ch dao động đa hài không ãn dùng tranzito và các linh kiện R và

Hình 4.1: M¿ch dao động đa hài không ãn

M¿ch trờn Hỡnh 4.1 cú cấu trỳc đòi xāng: cỏc tranzito cựng thụng sò vàcựnglo¿i (hoặc NPN hoặc PNP), cỏc linh kiện R và C cú cựng trị sò nh° nhau

Nh° đã nêu trên, trong m¿ch trên Hình 5.1, các nhánh m¿ch có tranzito

Q1 và Q2 đòi xāng nhau: 2 tranzito cựng thụng sò và cựng lo¿i NPN, cỏc linh kiện điện trỏ và tụ điện t°Ăng āng cú cựng trị sò: R1 = R4, R2 = R3, C1 = C2 Tuy v¿y, trong thực tế, không thể có các tranzito và linh kiện điện trá và tụ điện giòng nhau tuyệtđòi, vỡ chỳng đều cú sai sò, cho nờn khi cấp nguỏn Vcc cho m¿ch điện, sẽmột trong hai tranzito dẫn tr°ớc hay dẫn m¿nh h¡n.

Nếu phân cực cho tranzito Q1 cao hơn, điện áp cực B của tranzito Q1 có điện áp dương hơn điện áp cực B của tranzito Q2, Q1 dẫn trước Q2, làm cho điện áp tại chân C của Q1 giảm, tụ C1 nạp điện từ nguồn qua R2, C1 đến Q1 về âm nguồn, làm cho cực B của Q2 giảm xuống, Q2 nhanh chóng ngưng dẫn Trong khi đó, dòng IB1 tăng cao dẫn đến Q1 dẫn bão hòa Đến khi tụ C1 nạp đầy, điện áp dương trên chân tụ tăng điện áp cho cực B của Q2, Q2 chuyển từ trạng thái ngưng dẫn sang trạng thái dẫn điện, trong khi đó, tụ C2 được nạp điện từ nguồn qua R3 đến Q2 về âm nguồn, làm điện áp tại chân B của Q1 giảm thấp.

Q1 từ tr¿ng thỏi dẫn sang tr¿ng thỏi ng°ng dẫn Tụ C1 xÁ điện qua mòi nòi B-

E cÿa Q2 làm cho dòng IB2 tăng cao làm cho tranzito Q2 dẫn bão hoà Đến khi tụ C2n¿p đầy, quá trình diễn ra ng°ợc l¿i

Trên cực C cÿa 2 tranzito Q1 và Q2xuất hiện các xung hình vuông, chu kỳ

T đ°ợc tớnh bằng thòi gian tụ n¿p điện và xÁ điện trờn m¿chđ°ợc tớnh bằng thòi gian tụ n¿p điện và xÁ điện trờn m¿ch.

Do m¿ch đòi xāng, ta cú:

Trong đó: t1, t2: thòi gian n¿p và xÁ điện trờn m¿ch

R1, R3: điện trá phân cực B cho tranzito Q1 và Q2

C1, C2: tụ liên l¿c, còn gọi là tụ hái tiếp xung dao động

Hỡnh 4-2: D¿ng xung trờn cỏc tranzito Q1 và Q2theo thòi gian

Từ đú, ta cú cụng thāc tớnh tần sò xung nh° sau

Ngày nay, công nghệ chế t¿o IC rất phát triển, nên việc lÁp ráp m¿ch dao động, ngoài việc dựng tranzito, ng°òi ta cũn hay dựng IC 555 hoặc IC sò Tuy v¿y, chúng ta cần nÁm vững cấu t¿o và ho¿t động cÿa m¿ch dao động đa hài dùng tranzito, để v¿n dụng kiến thāc khi sửa chữa m¿ch trong các thiết bị 1.1.2 M¿ch dao động đa hài đ¡n ãn

- Cấu t¿o Để dễ dàng phân biệt giữa m¿ch dao động đa hài không ãn và dao đụng đa hài đĂn ón, ng°òi học cần chỳ ý cỏch mÁc cỏc linh kiện trờn m¿ch.

+ M¿ch dao động đa hài đ¡n ãn cũng có 2 tr¿ng thái dẫn bão hòa và tr¿ng thái ng°ng dẫn nh°ng có một tr¿ng thái ãn định và một tr¿ng thái không ãn định.

+ à trang thỏi bỡnh th°òng, khi điện ỏp cấp nguỏn, m¿ch sẽ giữ tr¿ng thỏi này nếu không có sự tác động từ bên ngoài Khi ngõ vào nh¿n một xung kích thớch thỡ ngừ ra sẽ nh¿n đ°ợc một xung cú độ rộng tựy thuộc vào tham sò cÿa m¿ch và tham sò này cú thể địnhtr°ớc, nờn m¿ch cũn đ°ợc gọi là m¿ch định thòi, sau thòi gian xung ra m¿ch sẽ tự trỏ về tr¿ng thỏi ban đầu

* Nguyên lí ho¿t động cÿa m¿ch (hình 4-3)

* Khi cấp nguán cho m¿ch: Vcc cấp dòng qua điện trá Rb2làm cho điện áp t¿i cực B cÿa Q2 tăng cao h¡n 0,6V dẫn điện bão hòa điện áp trên cực C cÿa

Q2 ỷ 0V Đỏng thòi điện trỏ Rb nh¿n điện ỏp õm -VB đặt vào cực B tranzito Q1 cùng với điện áp Vcc lấy từ điện trá Rb1 làm cho cực B tranzito Q1 có

Khi giá trị điện áp tại chân C của Q1 nhỏ hơn 0,3V, Q1 dẫn, điện áp tại chân C của Q1 tăng lên mức Vcc Tụ C1 được nạp điện từ nguồn qua điện trở Rc1 và chân E của Q2 Mạch duy trì trạng thái này nếu không có xung âm tác động vào chân B của Q2 qua tụ C2.

Hình 4-3: M¿ch dao động đa hài đ¡n ãn

- Khi có xung âm tác động vào cực B cÿa Tranzito Q2 làm cho Q2 từ tr¿ng thái dẫn bão hoà chuyển sang tr¿ng thái ng°ng dẫn, điện áp t¿i cực C Q2 tăng cao, qua tụ liên l¿c C2 làm cho điện áp phân cực BQ1 tăng cao làm cho Q1 từ tr¿ng thái ng°ng dẫn sang tr¿ng thái, lúc này tụ C1 xÁ điện qua Q1 làm cho điện áp phân cực B cÿa Q2 càng giÁm, tranzito Q2 chuyển từ tr¿ng thái dẫn sang tr¿ng thái ng°ng dẫn, lúc này điện thế t¿i cực C cÿa Q2 tăng cao qua tụ C2 làm cho điện áp t¿i cực B cÿa Q1 tăng, tranzito Q1 dẫn bão hoà M¿ch đ°ợc chuyển trang thái Q1 dẫn bão hoà

- Khi chấm dāt xung kích vào cực B cÿa Q2, tụ C1 n¿p điện nhanh từ Rc1 qua tiếp giáp BEQ2, làm cho điện áp t¿i cực BQ2 tăng cao Q2 nhanh chóng chuyển tr¿ng thái từ ng°ng dẫn sang tr¿ng thái dẫn bão hoà, còn Q1 chuyển từ tr¿ng thái dẫn sang tr¿ng thái ng°ng dẫn trá về tr¿ng thái ban đầu

Hình 4-4: D¿ng sóng á các chân ra cÿa m¿ch á (hình 4-3)

Để mạch điện ăn hoạt động bình thường, cần đảm bảo chế độ phân cực phù hợp Cụ thể, transistor Q2 phải hoạt động trong vùng bão hòa Khi đó, dòng điện qua Q2 đạt giá trị lớn nhất, còn điện áp giữa cực collector và emitter của Q2 đạt giá trị nhỏ nhất.

(k là hệ sò bóo hũa sõu và k = 2 ứ 4) b) Thòi gian phõn cỏch: là khoÁng thòi gian nhỏ nhất cho phộp giữa 2 xung kích má M¿ch dao động đa hài đ¡n ãn có thể làm việc đ°ợc Nếu các xung kớch thớch liờn tiếp cú thòi gian quỏ ngÁn sẽ làm cho m¿ch dao động khụng làm việc đ°ợc trong tr°òng hợp này ng°òi ta núi m¿ch bị nghẽn

Ti: là thòi gian lặp l¿i xung kớch

Tx: là thòi gian xung

Th: là thòi gian phục hỏi

Ta có: Ti > Tx + Th

" Cỏc thụng sò kỹ thu¿t cĂ bÁn cÿa m¿ch

- Độ rộng xung là thòi gian t¿o xung ỏ ngừ ra m¿ch cú xung kớch thớch, phụ thuộc chÿ yếu vào tụ hái tiếp và điện trá phân cực Rb2

Ta có công thāc sau: tx = 0,69 Rb2.C1 (5-8)

- Thòi gian hỏi phục là thòi gian m¿ch chuyển từ tr¿ng thỏi xung trỏ về tr¿ng thỏi ban đầu, phụ thuộc chÿ yếu vào thòi gian n¿p điện qua tụ.

Vỡ trong thực tế sau khi hết thòi gian xung m¿ch khụng trỏ về tr¿ng thỏi ban đầu ngay do tụ C1 n¿p điện qua Rc1tăng theo công thāc

Tụ n¿p đầy trong thòi gian 5  , nh°ng th°òng chỉ tớnh Th = 4.Rc 1 Độ rộng xung t= tx + th (5-10)

- Biên độ xung ra à tr¿ng thái ãn định, Q1 ng°ng dẫn, Q2 bão hòa nên ta có:

Nh° v¿y, biên độ xung vuông âm do Q1 t¿o ra:

V1 =Vcc - 0,2v û Vcc và biên độ xung vuông d°¡ng do Q2 t¿o ra:

" Một sò m¿ch dao động đa hài đĂn ón khỏc a M¿ch dao động đa hài đ¡n ãn dùng một nguán (hình 4-5)

Hình 4-5 M¿ch đa hài đ¡n ãn dùng một nguán Trong m¿ch khụng dựng nguỏn -VB, điện trỏ RB nòi vỏ mỏy nờn RB đ°ợc chọn cú trị sò nhỏ hĂn Tuy nhiờn, do khụng cú nguỏn -VB nờn dũng phõn cực IB nhỏ, độ nh¿y tranzito tăng, nờn khÁ năng chòng nhiễu thấp Điụt

Dao đòng dòch pha

* Dao động dịch pha: Là một trong những m¿ch t¿o dao động hình sin M¿ch dao động hình sin thực hiện biến năng l°ợng cÿa nguán cung cấp 1 chiều thành dũng xoay chiều hỡnh sin cú tần sò theo yờu cầu.

- Cỏc m¿ch t¿o dao động hỡnh sin cú thể t¿o ra cỏc dao động cú tần sò vài Hz đến vài trăm MHz.

+ à tần sò thấp th°òng dựng Opam.

+ à tần sò cao th°òng dựng BJT, FET

+ à tần sò siờu cao dựng BJT, FET đặc biệt

* Bộ t¿o dao động hình sin: Đ°ợc cấu t¿o dựa trên c¡ sá một bộ khuếch đ¿i có hái tiếp d°Ăng ( sĂ đỏ khòi hỡnh 4.14)

K: hệ sò khuếch đ¿i cÿa bộ khuếch đ¿i ũ: hệ sò truyền đ¿t cÿa m¿ch hái tiếp

Hỡnh 4.14 SĂ đỏ khòi bộ khuếch đ¿i có hái tiếp d°¡ng.

Tín hiệu đ°a vào đầu vào cÿa bộ t¿o dao động là một phần cÿa điện áp ra đ°ợc truyền về theo m¿ch hái tiếp d°¡ng.

Hệ thống hái tiếp lấy tín hiệu đầu ra trả ngược lại đầu vào, có thể qua một hoặc nhiều tầng khuếch đại Trong đó, nếu hệ thống hái tiếp chỉ có một tầng khuếch đại thì được gọi là hệ thống hái tiếp nội bộ Ngược lại, nếu hệ thống hái tiếp có nhiều tầng khuếch đại thì được gọi là hệ thống hái tiếp sâu.

- Hái tiếp đ°ợc sinh ra ngẫu nhiên trong các m¿ch khuếch đ¿i về c¡ bÁn chúng chia làm hai lo¿i chính đó là:

+ Hái tiếp âm tāc là tín hiệu hái tiếp lấy từ đầu ra ng°ợc pha với tín hiệu vào

+ Hái tiếp d°¡ng là tín hiệu hái tiếp lấy từ đầu ra đ°a ng°ợc trá l¿i đầu vào đỏng pha với tớn hiệu đầu vào Hỏi tiếp d°Ăng làm tăng c°òng biờn độ điện ỏp đầu vào dẫn tới tăng hệ sò khuếch đ¿i đầu ra nh°ng nú làm cho hệ thòng làm việc không ãn định bái v¿y trong hầu hết các m¿ch khuếch đ¿i thông

140 th°òng đều khụng sử dụng hỏi tiếp d°Ăng, nú chỉ ỏp dụng cho cỏc m¿ch t¿o dao động.

* Điều kiện để m¿ch tự dao động: ĐÃ m¿ch tự dao đòng ( tự kớch ) phÁi thoÁ món hai điÁu kiòn:

+ Điều kiện về pha: tãng góc dịch pha cÿa tín hiệu trong bộ khuếch đ¿i (k ) và gúc dịch pha trong m¿ch hỏi tiếp ( ũ ) là một bội sò cÿa 2

+ Điều kiện về biên độ: K  ò ó 1 (5.2)

Công suất tín hiệu SCR giảm sẽ được bù hoàn toàn nhờ hệ số khuếch đại của bộ khuếch đại Để bộ khuếch đại hoạt động ở chế độ tự kích (tụ dao động) thì hồi tiếp trong mạch phải là hồi tiếp dương và có biên độ đủ lớn.

* M¿ch t¿o dao động hỡnh sin th°òng dựng m¿ch LC hoặc m¿ch RC phụ thuộc tần sò:

- Dựng LC t¿o ra tần sò dao động cao ( vài trục KHz trỏ lờn ).

- Dựng RC t¿o ra cỏc tần sò thấp tới vài Hz. b M¿ch dao động dịch pha a) b)

Hình 4.15: M¿ch dao động dịch pha

- Vỡ sự dịch pha cực đ¿i cÿa một khõu RC ( hỡnh 5.4a ) t¿i tần sò gần bằng không là vào khoÁng 90 0 , nên để có góc dịch pha  K = 180 0 , cần có ít nhất

3 khõu RC nòi tiếp ( th°òng ng°òi ta dựng m¿ch cú 3 khõu RC là đÿ ) ( hình 4.15b )

Nếu R=R1=R2=R3, C=C1=C2=C3thì sự phụ thuộc cÿa hàm truyền đ¿t ò và gúc di pha ũvào tần sò cho thấy trờn sĂ đỏ hỡnh 5.5.

- Với m¿ch có 3 khâu RC nòi tiếp t¿i tần sò f0 ta có:

+ Góc dịch pha ( độ lệch pha cÿa Ur = Uv ): ò = 

+ Hệ sò truyền đ¿t điện ỏp:

Trong đú tần sò f0 đ°ợc xác định f RC

0 =  (5.5) f0 āng với góc di pha bằng 180 0

Hình 4.16: Sự phụ thuộc cÿa hàm truyền đ¿t và gúc di pha vào tần sò c M¿ch dao động dịch pha dùng vi m¿ch khuếch đ¿i thu¿t toán ( OPAM ).

- M¿ch dao động dịch pha dùng vi m¿ch khuếch đ¿i thu¿t toán ( OPAM )

- M¿ch hái tiếp ( 3 khâu RC ) mÁc giữa đầu ra và đầu vào đÁo.

- Giữa đầu ra và đầu vào đÁo có Rhtthực hiện hái tiếp âm để m¿ch làm việc ón định, đỏng thòi Rht cũng xỏc định hệ sò khuếch đ¿i cÿa bộ khuếch đ¿i.

+ OPAM mÁc theo s¡ đá khuếch đ¿i đÁo nên

+ Dựng khõu RC nờn t¿i ử0 cú

Do v¿y t¿i ử0thỏa món điều kiện biờn độ

Muòn đ¿t đ°ợc điều này phÁi chọn td nt

Trong đó R0 là điện trá vào cÿa bộ khuếch đ¿i m¿ch dao động với tần sò ử = ử0 6 RC

Hình 4.17: M¿ch dao động dịch pha dùng vi m¿ch khuếch đ¿i thu¿t toán (OPAM).

Dao đòng th¿ch anh

a Khái niệm về th¿ch anh

- Khi yờu cầu m¿ch t¿o dao động cú tần sò ón định cao, chớnh xỏc mà dựng cỏc biện phỏp bỡnh th°òng nh° ón định nguỏn cung cấp, ón định tÁi… vẫn khụng đÁm bÁo đ°ợc độ ón định tần sò thỡ dựng m¿ch th¿ch anh để ón định tần sò, vỡ th¿ch anh cú tớnh chất rất đỏng quớ là độ bền cĂ học cao, ớt chịu Ánh h°áng cÿa nhiệt độ, độ ẩm và các tác dụng hóa học.

- Th¿ch anh cú tớnh chất ỏp điện, nghĩa là d°ới tỏc dụng cÿa điện tr°òng thỡ sinh ra dao động c¡ học và ng°ợc l¿i khi có dao động c¡ học thì sinh ra điện tích ( d°ới tác dụng cÿa lực ngoài, trên bề mặt th¿ch anh xuất hiện các điện tích Khi lực ngừng tác động thì các điện tích không còn ) do đó có thể dùng th¿ch anh nh° một khung cộng h°áng.

- Tinh thể th¿ch anh đ°ợc cÁt ra thành những phiến chữ nh¿t nhỏ theo chiều các trục với góc độ riêng rái mới đ°ợc đặt vào giữa 2 tấm cực cÿa tụ điện

Hình 4.18: Ký hiệu cÿa th¿ch anh.

- Tính chất dao động cÿa th¿ch anh đ°ợc biểu diễn bái s¡ đá t°¡ng đ°¡ng (hình4.18)

Hình 4.18 S¡ đá t°¡ng đ°¡ng cÿa th¿ch anh.

Kích thước phiến thạch anh càng nhỏ thì độ tự cảm Lq, điện dung Cq, điện trở Rq của bán thạch khối thạch anh càng nhỏ, nghĩa là tần số dao động riêng (tần số cộng hưởng) của nó càng lớn Để thay đổi tần số cộng hưởng riêng của thạch anh, người ta mắc nối tiếp nó với một tụ xoay chiều (tụ điện có điện dung thay đổi được) như hình 4.19.

Hỡnh 4.19 M¿ch thay đói tần sò cộng h°ỏng riờng cÿa th¿ch anh + C p điện dung giá đỡ cÿa th¿ch anh, Cpcó độ ãn định không cao ( Cp là điện dung đ°ợc hình thành giữa 2 mặt đ°ợc tráng kim lo¿i )

- Th¿ch anh khụng những cú đặc tớnh ón định tần sò tòt mà th¿ch anh cũn cú hệ sò phẩm chất Q rất cao dẫn đến tớnh chọn lọc tần sò rất cao Điều này cú thể thấy rừ từ đặc tuyến tần sò cÿa trỏ khỏng th¿ch anh ( đặc tớnh điện khỏng cÿa th¿ch anh ) nh° hình 4.20

Hỡnh 4.20 Đặc tuyến tần sò cÿa trỏ khỏng th¿ch anh

Từ đặc tớnh tần sò cÿa trỏ khỏng th¿nh anh ta thấy chỉ ỏ tần sò f0 thỡ trỏ khỏng th¿ch anh cực nhỏ ( X = 0 ) nờn tớn hiệu tần sò f0 đi qua th¿ch anh dễ dàng V¿y nờn tần sò dao động cÿa bộ dao động th¿ch anh chỉ quyết định bỏi tần

144 sò cộng h°ỏng bÁn thõn th¿ch anh f0 mà khụng phụ thuộc vào giỏ trị R, C cÿa m¿ch điện.

- Th¿ch anh cú hai tần sò cộng h°ỏng:

+ Tần sò cộng h°ỏng nòi tiếp fq, t¿i tần sò fq ta cú:

+ Tần sò cộng h°ỏng song song fp, t¿i tần sò fp ta cú:

Từ fqđến fpthì th¿ch anh mang tính cÁm

Từ 0 đến fq và từ fq đến õ thì th¿c anh mang tính dung

Do Cp > Cq nên fprất gần fq

Hỡnh 4.21 Đặc tuyến tần sò th¿ch anh.

Sau đõy là một sò bộ t¿o dao động dựng th¿ch anh. b M¿ch dao động th¿ch anh với tần sò cộng h°ỏng nòi tiếp.

Hỡnh 4.22: M¿ch dao động th¿ch anh với tần sò cộng h°ỏng nòi tiếp

- Th¿ch anh mÁc trong m¿ch hái tiếp và đóng vai trò nh° một phần tử ghép cú tớnh chọn lọc tần sò.

- Khi tần sò dao động cÿa m¿ch bằng tần sò cộng h°ỏng nòi tiếp cÿa th¿ch anh (f dđ = fq), trá kháng cÿa th¿ch anh Zq û 0

- T¿i tần sò cộng h°ỏng nòi tiếp ( fCHnt ) thỡ trỏ khỏng XTAL nhỏ nhất nờn biên độ tín hiệu hái tiếp ( điện áp hái tiếp ) về cực B cÿa transistor Q là lớn nhất, thỏa mãn điều kiện về biờn độ nờn m¿ch cú tần sò dao động fdđ = fq

Tần số cộng hưởng của thạch anh XTAL lớn hơn biên độ tín hiệu cần hồi tiếp về cực B của transistor, dẫn đến điều kiện dao động không được thỏa mãn và tín hiệu bị triệt tiêu.

Tần sò dao động cÿa m¿ch ón định và chớnh xỏc.

* Cỏch 2: M¿ch sử dụng transistor tr°òng FET hoặc MOSFET liờn tục kờnh

N theo nguyên lý cộng h°áng nòi tiếp

Khi cộng h°áng, trá kháng m¿ch th¿ch anh là nhỏ nhất và hái tiếp d°¡ng từ cực máng

(D) về cực cửa (G) là lớn nhất Lúc này dung kháng tụ

C là nhỏ nh°ng dòng một chiều không qua đ°ợc từ cực

D sang cực G Vỡ v¿y tần sò m¿ch đ°ợc định bỏi tần sò cộng h°ỏng nòi tiếp cÿa th¿ch anh

*Cách 3: M¿ch sử dụng transistor l°ỡng cực (BJT) đấu kiểu khác theo nguyên lý m¿ch cộng h°ỏng nòi tiếp.

Để kích thích phần tử thạch anh hoạt động trong mạch cộng hưởng nối tiếp, người ta mắc nối tiếp phần tử này với phần tử hồi tiếp Tại tần số cộng hưởng nối tiếp của thạch anh, trở kháng của nó là nhỏ nhất và hệ số khuếch đại dòng là lớn nhất Điện trở R1 R2 là cầu phân áp cấp cho cực B của Q Cuộn L cấp điện một chiều ngăn không cho tín hiệu xoay chiều ảnh hưởng tín hiệu ra Hệ số khuếch đại dòng từ cực C qua cực B là lớn nhất khi trở kháng của thạch anh là nhỏ nhất (khi cộng hưởng nối tiếp), trở kháng tụ C tại tần số dao động là không đáng kể nhưng nó ngăn không cho dòng một chiều đi từ cực C qua cực B.

Hình 4.24: Bộ t¿o dao động th¿ch anh điều khiển bằng hái tiếp nòi tiếp sử dụng BJT

Kết quÁ là tần sò cộng h°ỏng cÿa m¿ch dao động bằng tần sò cộng h°ỏng nòi tiếp cÿa th¿ch anh Thay đói điện ỏp cung cấp, thụng sò cÿa Q thay đói

146 nh°ng khụng chịu Ánh h°ỏng đến tần sò dao động đ°ợc giữ ón định nhò phần tử th¿ch anh. c M¿ch dao động th¿ch anh với tần sò cộng h°ỏng song song.

Hỡnh 4.25: M¿ch dao động th¿ch anh với tần sò cộng h°ỏng song song.

- Đây là m¿ch dao động 3 điểm điện dung, lúc này th¿ch anh XTAL đóng vai trũ điện cÁm L, muòn v¿y tần sò dao động ( fdđ ) cÿa th¿ch anh phÁi thỏa mãn điều kiện fq < f dđ < fp

- Tụ CS đ°a vào nòi tiếp với th¿ch anh XTAL để điều chỉnh điện áp trong ph¿m vi hẹp và phÁi thỏa mãn điều kiện Cq < C1,

- Tần sò dao động cÿa m¿ch cú thể xác định gần đúng: fdđ û fp.

Transistor tr°òng FET t¿o tớn hiệu theo nguyên lý m¿ch cộng h°áng song song cÿa th¿ch anh

- Khi cộng h°áng song song thì trá kháng m¿ch th¿ch anh là lớn nhất M¿ch cộng h°áng LC1 đ°ợc điều chỉnh qua C1cú tần sò gần tần sò song song cÿa th¿ch anh

Hình 4.26: M¿ch dao động th¿ch anh với tần sò cộng h°ỏng song song sử dụng FET

* Cách 3: M¿ch BJT đấu kiểu khác theo nguyên lý m¿ch cộng h°áng song song

- Khi th¿ch anh cộng h°áng song song thì trá kháng cÿa m¿ch đ¿t giá trị lớn nhất T¿i tần sò ho¿t động cÿa m¿ch cộng h°ỏng song song, phần tử th¿ch anh đ°ợc coi nh° là phần tử điện kháng lớn nhất Điện áp phân cực một chiều lớn nhất tăng lờn khi đi qua phần tử th¿ch anh t¿i tần sò cộng h°ỏng song song cÿa nó Điện áp đ°ợc ghép tới EQ bằng điện áp á bộ chia điện dung C1,

Hình 4.27: Bộ t¿o dao động th¿ch anh điều khiển bằng hái tiếp song song d.M¿ch dao động th¿ch anh dùng IC

Phần tử th¿ch anh đ°ợc mÁc nòi tiếp trờn đ°òng hỏi tiếp

Hình 4.28: M¿ch dao động th¿ch anh dùng IC

M¿ch xén trên, xén d°ái

M¿ch có công dụng cÁt bỏ phần trên hay phần d°ới cÿa tín hiệu ngõ vào th°òng dựng để tỏch lấy tớn hiệu riờng trong tớn hiệu chung cÿa nhiều thành phần tín hiệu khác nhau đ°ợc điều chế d°ới d¿ng biên độ hoặc dùng để sửa d¿ng tín hiệu, á d¿ng m¿ch này Tranzito đ°ợc phân cực tĩnh á chế độ AB,B,

C, hoặc D nằm nghiêng sang vùng ng°ng dẫn, tuỳ vào māc tín hiệu cần xén (hình 5-19) Là m¿ch dùng để tách tín hiệu đáng bộ trong tín hiệu hình hỗn hợp trong kỹ thu¿t truyền hình có ngõ vào là pha d°¡ng, m¿ch xén trong tr°òng hợp này là m¿ch xộn ỏ māc d°ới (cÁt bỏ phần d°ới cÿa tớn hiệu).

Tớn hiòu ngừ vào: Vi Tớn hiòu ngừ ra: Vo

Hình 4.30: M¿ch xén á māc d°ới Ho¿t động cÿa m¿ch nh° sau: Tranzito đ°ợc phân cực tĩnh nằm sâu trong cựng ng°ng dẫn (Chế độ C) nhò điện trỏ Rb phõn cực B cho tranzito xuòng mass Vbe =0v, Tranzito ng°ng dẫn điện áp t¿i cực C = Vcc Khi có tín hiệu có pha d°¡ng ngõ vào làm cho điện áp t¿i B tăng dần lên nh°ng ch°a đÿ lớn làm cho tranzito dẫn điện đến khi đ¿t giá trị đÿ lớn tranzito chuyển từ tr¿ng thái ng°ng dẫn sang tr¿ng thái dẫn điện, nhanh chóng r¡i vào vùng khuếch đ¿i, khoÁng biên độ tín hiệu còn l¿i đ°ợc khuếch đ¿i lấy ra trên cực C.trong tr°òng hợp tớn hiệu ngừ vào cú pha õm thỡ m¿ch điện cú cấu trỳc ng°ợc l¿i nh° (hình 4-31)

Tớn hiòu ngừ vào: Vi Tớn hiòu ngừ ra: Vo

Hình 4.31: M¿ch xén á māc trên Ngoài d¿ng m¿ch xộn đ°ợc trỡnh bày ỏ trờn cũn một sò d¿ng m¿ch khác dùng để tách sóng hoặc t¿o xung kích thích các tầng điều khiển

Hình 4-32: M¿ch xén d°ới māc không

- Ngõ vào là các tín hiệu điều biờn cú tần sò cao

- Tín hiệu có hai bán kỳ

Ngõ ra là các tín hiệu điều biên có tần òthấp.

Tín hiệu chỉ còn l¿i một bán chu kỳ tín hiệu. d°¡ng và âm.

- Đ°ợc dùng trong các m¿ch tách sóng biên độ trong Radio

Trên sơ đồ mạch điện, tiếp giáp BE của transistor đóng vai trò như một diode tách sóng cắt bỏ phần âm của tín hiệu (xén dưới) ở mạch không volt, đồng thời đảm nhận vai trò như một mạch khuếch đại điện áp tín hiệu ngõ ra lấy ra trên cực E (mạch mắc theo kiểu C-C).

M¿ch xộn ồ hai mćc đòc lÃp

Để lựa chọn mạch khuyếch đại phù hợp, cần cân nhắc nhu cầu mạch điện Mạch tuyến tính sử dụng transistor yêu cầu biên độ tín hiệu đầu vào đủ lớn để đảm bảo tín hiệu nằm trong vùng dẫn hoặc bão hòa của transistor, cho ra tín hiệu khuếch đại Trong mạch song song độc lập có cân bằng thì transistor hoạt động ở chế độ khuếch đại hạng A, còn trong mạch song song độc lập không cân bằng thì transistor có thể là loại PNP hoặc NPN tùy yêu cầu và hoạt động ở chế độ AB để tăng tuổi thọ.

Hình 4-33 M¿ch xén á hai māc độc l¿p cân xāng

Hình 4-34 M¿ch xén á hai māc độc l¿p không cân xāng

Trờn hỡnh vẽ hai m¿ch xộn ỏ hai māc độc l¿p đòi xāng và khụng đòi xāng không khác nhau chỉ khác nhau á chế độ phân cực để thay đãi māc tín hiệu ngõ ra.

CÂU HâI VÀ BÀI TÂP

Cõu 1 Hóy điền vào chỗ tròng nội dung thớch hợp với cõu gợi ý d°ới đõy? 1.1 Hóy điền vào chỗ tròng những nội dung thớch hợp: a) M¿ch dao động đa hài không ãn là b) Trong m¿ch dao động đa hài không ãn dùng hai tranzito có cùng thụng sò và cựng lo¿i, cỏc linh kiện quyết định tần sò dao động là c) Trong m¿ch dao động đa hài không ãn, nguyên nhân t¿o cho m¿ch dao động đ°ợc là do d) Ngoài các linh kiện R và C đ°ợc đ°a vào m¿ch dao động đa hài khụng ón dựng tranzito hoặc, ng°òi ta cũn cú thể dựng để t¿o tần sò dao động ón định và chớnh xỏc e) M¿ch xén còn đ°ợc gọi là m¿ch f) Māc xén dùng tranzito đ°ợc xác l¿p dựa trên g) ân áp là m¿ch thiết l¿p nguán cung cấp điện cho các m¿ch điện trong thiết bị theo yêu cầu thiết kế cÿa m¿ch điện, từ

1.2 TrÁ lòi nhanh cỏc cõu hỏi d°ới đõy: a) Muòn thay đói tần sò cÿa m¿ch dao động đa hài chỳng ta nờn thực hiện bằng cách nào ? b) Muòn thay đói thòi gian ngÁt mỏ, th°òng gọi là độ rộng xung, cần thực hiện bằng cách nào? c) Muòn cho một tranzito luụn dẫn tr°ớc khi cấp nguỏn, cần thực hiện bằng cách nào? d) Với nguỏn cung cấp 12V tần sò 1kHz dũng điện tÁi IC = 10mA dùng tranzito C1815 ( 0) hãy chọn các linh kiện RC cho m¿ch e) Hãy cho biết nguyên nhân vì sao một m¿ch dao động không thể t¿o dao động đ°ợc, khi điện ỏp phõn cực trờn hai tranzito hoàn toàn giòng nhau

Câu 2 Hãy lựa chọn ph°¡ng án mà học viên cho là đúng nhất trong các câu gợi ý d°ới đây và tô đen vào ô vuông thích hợp

1 S¡ đá m¿ch dao động đa hài đ¡n ãn dùng tranzito khác m¿ch dao động đa hài không ãn dựng tranzito ỏ yếu tò sau: a.Cỏc linh kiện trong m¿ch mÁc khụng đòi xāng a Trị sò cỏc linh kiện trong m¿ch khụng đòi xāng b Cách cung cấp nguán d.Tất cÁ các yếu tò trờn

2 Xét về mặt nguyên lí có thể xác định đ°ợc tr¿ng thái dẫn hay không dẫn cÿa tranzito bằng cách: a Nhìn cách phân cực cÿam¿ch b Đo điện áp phân cực c Xác định ngõ vào và ra cÿa m¿ch d.Tất cÁ các yếu tò trờn

Thời gian phục hồi là khoảng thời gian giữa hai xung liên tiếp tại ngõ ra của mạch Đây là thời gian mạch cần để trở về trạng thái ban đầu sau khi nhận được xung kích thích Trong các lựa chọn trên, câu trả lời đúng là "a Thòi gian giữa hai xung liên tục tại ngõ ra của mạch".

4 Độ rộng xung là: a Thòi gian xuất hiện xung ỏ ngừ ra b Thòi gian xung kớch thớch c Thòi gian hỏi phục tr¿ng thỏi xung d Thòi gian giữa hai xung xuất hiện ỏ ngừ ra

Thời gian hồi phục là khoảng thời gian trôi qua từ lúc xung tác động vào mạch cho đến khi mạch trở về trạng thái ổn định ban đầu Đây là khoảng thời gian quan trọng trong mạch điện, ảnh hưởng đến tốc độ phản hồi và khả năng xử lý tín hiệu của mạch.

6 M¿ch đa hài đ¡n ãn dùng một nguán có °u điểm a Dễ trong thiết kếm¿ch b Có công suất tiêu thụthấp c Có nguán cung cấpthấp d Tất cÁ đềuđúng

7 M¿ch đa hài đĂn ón cú tụ gia tòc cú °u điểm: a Có độ rộng xungnhỏ b Có biên độlớn c Cú thòi gian chuyển tr¿ng thỏi nhanh d Cú thòi gian hỏi phục ngÁn

Bài t¿p Hóy làm bài t¿p d°ới đõy theo cỏc sò liệu đó cho

Cho một m¿ch điện có Re = 4,7K, Rb = 47K, C=0,01 F Dùng tranzito C1815 ( 0) với nguán cung cấp 12V Hãy cho biết: a) Độ rộng xung cÿa m¿ch b) Tần sò cÿam¿ch

MắCH àN ÁP

MắCH àN ÁP THAM Sị

Hiện nay trong công nghiệp có rất nhiều āng dụng dùng điện áp một chiều do những °u điểm v°ợt trội cÿa nó Điện áp một chiều đ°ợc sử dụng trong các máy v¿n chuyển; trong truyền động máy cÁt gọt, trong giao thông đ°òng sÁt: ụtụ ch¿y điện, xe rựa bòc dỡ hàng, trong kỹ thu¿t điện hoỏ Động cĂ một chiều cú mụmen mỏ mỏy lớn, điều chỉnh trĂn đ°ợc tòc độ và rất đa d¿ng trong việc lựa chọn công suất.

Tuy nhiên, việc dựng động cơ điện một chiều cũng có hạn chế là dòng điện một chiều không được sử dụng rộng rãi, chế tạo phức tạp và cồng kềnh Vì vậy, để có được dòng điện một chiều, chúng ta phải biến đổi từ dòng điện xoay chiều được sử dụng rộng rãi nhờ "Nguồn ổn áp một chiều".

Nguỏn ón ỏp một chiều là một mỏy điện biến dũng điện xoay chiều tần sò 50Hz thành dòng điện một chiều có điện áp tuỳ ý dựa vào yêu cầu cÿa phụ tÁi Điện ỏp đầu ra cú thể giữa cò định trong một khoÁng điện ỏp nào đú nhò vào tín hiệu xung điều khiển Tranzitor M¿ch ãn áp gám 4 phần chính sau: + Biến ỏp: Biến đói điện ỏp từ l°ới điện 220V tần sò 50Hz thành điện ỏp thấp phù hợp với đầu vào cÿa bộ chỉnh l°u bán dẫn.

+ Chỉnh l°u: Là bộ biến đãi điện áp xoay chiều á đầu vào thành điện áp một chiều á đầu ra có độ nhấp nhô phụ thuộc vào s¡ đá chỉnh l°u.

+ Bộ lọc: là bộ để lọc bớt thành phần sóng hài b¿c cao cÿa điện áp chỉnh l°u nhằm mục đích san phẳng điện áp chỉnh l°u

+ M¿ch ãn áp: là m¿ch để duy trì điện áp tÁi á một khoÁng nhất định khi phụ tÁi thay đãi đột ngột

M¿ch ãn định là m¿ch điện nhằm đÁm bÁo cho điện áp nguán ãn định không bị thay đãi khi các tác nhân tác động vào, ví dụ khi l°ới điện thay đãi, khi điện trá tÁi hay nhiệt độ thay đãi.

Có 2 m¿ch ãn áp: ân áp 1 chiều và ãn áp xoay chiều.

1.1 M¿ch án áp dùng diode zener

Hình 5.1 S¡ đá m¿ch ãn áp dùng diode zener.

- Khi Uvbiến đãi l°ợng Uvkhá lớn điện áp ra ãn định biến đãi rất ít. Dòng Iôtăng tăng điện áp trên R h¿n chế Ur ãn định

- M¿ch điện trên ta thấy:

Khi Uv tăng UR1 tăng Ur ãn định

Khi Uv giÁm UR1 giÁm Ur ãn định

Khi Uv= const chỉ cú dũng tÁi tăng sẽ gõy ra sự phõn bò l¿i dũng Khi đó Iô giÁm là cho Ir hầu nh° không đãi và Ur đ°ợc giữ nguyên không đãi.

IôgiÁm Iô.R1giÁm Ir.Rt = Ur ãn định.

Khi cần ón định điện ỏp cao hĂn điện ỏp ón định cÿa Dz ng°òi ta mÁc nòi tiếp 2 hay nhiều Dz với nhau

- Bộ ón điện ỏp tham sò cú °u điểm là đĂn giÁn, tiết kiệm vòn.

Chất l°ợng ãn áp thấp chỉ phù hợp với tÁi tiêu thụ dòng nhỏ và không thay đãi đ°ợc māc điện áp cho tÁi theo yêu cầu hiệu suất thấp.

M¿ch ón ỏp t¿o ỏp 33V cò định cung cấp cho m¿ch dũ kờnh trong Ti vi màu ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³

Hình 5.2 S¡ đá m¿ch ãn áp dùng diode zener trong tivi màu.

- Từ nguỏn 110V khụng cò định thụng qua điện trỏ h¿n dũng R và ghim trờn Dz 33V để lấy ra một điện ỏp cò định cung cấp cho m¿ch dũ kờnh

Khi thiết kế mạch ăn áp ngược ta cần tính toán điện trở hạn dòng sao cho dòng điện ngược cực đại qua điốt Zener phải nhỏ hơn dòng mà điốt Zener chịu được Nhớ sự sụt áp trên R chia cho giá trị R sẽ bằng dòng điện cực đại qua điốt Zener, dòng điện này được gọi là I1.

Thụng th°òng ta nờn để dũng ng°ợc qua Dz f 25 mA

1.2 M¿ch án áp bù dùng TZT

Nhằm nâng cao chất l°ợng điện áp cho tÁi ( gọi là ãn áp so sánh, ãn áp có hái tiếp )

Theo cấu trúc có 2 d¿ng bù c¡ bÁn:

+ õn ỏp bự nòi tiếp: phần tử điều chỉnh nòi tiếp với tÁi.

+ ân áp bù song song: phần tử điều chỉnh song song với tÁi.

M¿ch ón ỏp bự nòi tiếp cú độ ón định cao hĂn và hiệu suất lớn hĂn nờn đ°ợc sử dụng phã biến trong thực tế.

1.2.1 SÂ đò khòi cąa m¿ch ỏn ỏp bự dựng TZT

Hỡnh 5 3 SĂ đỏ khòi cÿa m¿ch ón ỏp bự dựng TZT a Chāc năng cỏc khòi

- Khòi ỏp lấy mẫu (sample): lấy 1 phần điện ỏp đ°a vào bộ khuếch đ¿i so sánh û

Điện áp chuẩn (Reference) đóng vai trò tham chiếu trong hệ thống điều khiển tự động Nó được so sánh với điện áp mẫu và độ chênh lệch sau đó được khuếch đại, tạo ra tín hiệu điều khiển tác động lên phần tử điều chỉnh, giúp hệ thống duy trì giá trị mong muốn.

- Phần tử công suất ( điều chỉnh ) tác dụng nh° 1 biến trá, nội trá cÿa phần tử điều chỉnh ( do đó điện áp r¡i trên nó ) phụ thuộc vào sự điều khiển cÿa bộ khuếch đ¿i so sánh. b Nguyên lý làm việc

Khi điện áp vào thay đãi, điện áp ra cấp cho tÁi thay đãi

- M¿ch lấy mẫu sẽ theo dõi điện áp đầu ra thông qua một cầu phân áp t¿o ra (Ulm : áp lấy mẫu)

- M¿ch t¿o ỏp chuẩn => ghim lấy một māc điện ỏp cò định ( Uc : ỏp chuẩn )

- M¿ch so sánh sẽ so sánh hai điện áp lấy mẫu Ulm và áp chuẩn Uc để t¿o thành điện áp điều khiển

M¿ch khuếch đ¿i sửa sai sẽ khuếch đ¿i áp điều khiển, sau đó đ°a về điều chỉnh sự ho¿t động cÿa đèn công suất theo h°ớng ng°ợc l¿i, nếu điện áp ra tăng => thông qua m¿ch hái tiếp điều chỉnh => đèn công suất dẫn giÁm => điện ỏp ra giÁm xuòng Ng°ợc l¿i nếu điện ỏp ra giÁm => thụng qua m¿ch hái tiếp điều chỉnh => đèn công suất l¿i dẫn tăng => và điện áp ra tăng lên => kết quÁ điện áp đầu ra không thay đãi. c Một sò đặc điểm cÿa m¿ch ón ỏp bự

- Cung cấp điện ỏp một chiều ỏ đầu ra khụng đói trong hai tr°òng hợp điện áp đầu vào thay đãi hoặc dòng tiêu thụ cÿa tÁi thay đãi, tuy nhiên sự thay đãi này phÁi có giới h¿n

- Cho điện áp một chiều đầu ra có chất l°ợng cao, giÁm thiểu đ°ợc hiện t°ợng gợn xoay chiều

1.2.2 M¿ch ỏn ỏp bự nòi ti¿p dựng 2 tranzitor khỏc lo¿i. a S¡ đá nguyên lý: Hình 5.4

Hỡnh 5.4 M¿ch ón ỏp bự nòi tiếp dựng 2 tranzitor khỏc lo¿i b Tác dụng linh kiện

- Tụ C: là tụ lọc nguán chính, lọc điện áp sau chỉnh l°u 18V, đây cũng là điện áp đầu vào cÿa m¿ch ãn áp, điện áp này có thể tăng giÁm khoÁng 15%

- Q1: là đèn công xuất nguán cung cấp dòng điện chính cho tÁi, điện áp đầu ra cÿa m¿c ón ỏp lấy từ chõn C đốn Q1 và cú giỏ trị 12V cò định

- R1: là điện trá phân dòng có công suất lớn gánh bớt một phần dòng điện đi qua đèn công suất

- Cầu phân áp R5, VR1 và R6: t¿o ra áp lấy mẫu đ°a vào chân B đèn Q2

Diode zener Dz và R4: t¿o một điện ỏp chuẩn cò định so với điện ỏp ra

- Q2: là đèn so sánh và khuyếch đ¿i điện áp sai lệch => đ°a về điều khiển sự ho¿t động cÿa đèn công xuất Q1

- R3 liên l¿c giữa Q1 và Q2, R2 phân áp cho Q1 c Nguyên lý ho¿t động

- Điện áp đầu ra sẽ có xu h°ớng thay đãi khi điện áp đầu vào thay đãi, hoặc dòng tiêu thụ thay đãi

Khi điện áp vào tăng, điện áp chân E của transistor Q2 tăng nhiều hơn chân B (do có diode Zener ghim từ chân E lên nguồn tham chiếu), khiến điện áp cơ sở - phát xạ (UBE) giảm Điều này làm giảm độ dẫn của Q2, dẫn đến giảm độ dẫn của Q1 và điện áp đầu ra Ngược lại, khi điện áp vào giảm, mạch điều chỉnh sẽ điều chỉnh để tăng điện áp tham chiếu Ura Thời gian điều chỉnh này rất nhanh và được các tụ lọc đầu ra loại bỏ, đảm bảo điện áp một chiều đầu ra phẳng, ổn định.

Khi điều chỉnh biến trở VR1, điện áp lấy mẫu thay đổi, làm thay đổi độ dẫn của bóng bán dẫn Q2, từ đó ảnh hưởng đến độ dẫn của bóng bán dẫn Q1 Hệ quả là điện áp ra thay đổi Do đó, có thể dùng VR1 để điều chỉnh điện áp ra theo ý muốn Phạm vi ứng dụng của mạch này khá rộng rãi.

Dựng trong tivi đen trÁng SAM SUNG và một sò thiết bị điện, điện tử đĂn giÁn khác nh°: radio…

1.2.3 M¿ch ỏn ỏp bự nòi ti¿p dựng 3 tranzitor khỏc lo¿i: Hỡnh 5.5

Hỡnh 5.5 M¿ch ón ỏp bự nòi tiếp dựng 2 tranzitor khỏc lo¿i.

- C1: là tụ lọc nguán chính sau cầu Diode chỉnh l°u

- C2: là tụ lọc đầu ra cÿa m¿ch nguán tuyến tính

- Cầu phân áp R4, VR1, R5: t¿o ra điện áp lấy mẫu ULM

- R2 và Dz: t¿o ra áp chuẩn Uc

- R3 liên l¿c giữa Q3 và Q2, R1 định thiên cho đèn công xuất Q1

- R6: là điện trá phân dòng, là điện trá công xuất lớn

- Q3: là đèn so sánh và khuếch đ¿i áp dò sai

- Khuếch đ¿i điện áp dò sai

=> Nguán làm việc trong dÁi điện áp vào có thể thay đãi 10%, điện áp ra luụn luụn cò định

Dùng trong m¿ch nguán Ti vi nội địa nh¿t.

1.2.4 ¯u nh°āc điÃm cąa bò ỏn ỏp bự tuy¿n tớnh. a ¯u điểm Chất l°ợng ãn áp cao và cho phép biến đãi điện áp trong 1 giới h¿n nhất định b Nh°ợc điểm.

- Có hiệu suất thấp do tãn hao công suất trên phần tử điều chỉnh lớn.

MắCH àN ÁP DÙNG IC

Để thu nhỏ kớch th°ớc cũng nh° chuẩn húa cỏc tham sò cÿa bộ ón ỏp 1 chiều kiểu bự tuyến tớnh, ng°òi ta chế t¿o chỳng d°ới d¿ng vi m¿ch để thu¿n cho việc sử dụng.

IC ãn áp có I = 100mA ( hay I có giá trị vài A th¿m chí vài chục A ). Điện ỏp ra cú thể cò định đ°ợc hoặc điều chỉnh đ°ợc cụng suất tiờu tỏn vài W -> vài chục W.

IC ãn áp thông dụng hiện nay: 78xx, 79xx, LM105, LM309, LM317. Điện áp ãn định khoÁng 2:50V hoặc 97V, 110V, 115V

Họ 78xx cho ra điện áp ãn định có cực tính d°¡ng, điện áp ra đ°ợc chỉ thị bằng 2 sò cuòi.

Ví dụ: A 7805 Điện áp ra + 5V

M¿ch ãn áp dùng Diode Zener nh° trên có °u điểm là đ¡n giÁn nh°ng nh°ợc điểm là cho dòng điện nhỏ ( f 20mA ) Để có thể t¿o ra một điện áp cò định nh°ng cho dũng điện m¿nh hĂn nhiều lần ng°òi ta mÁc thờm Transistor để khuyếch đ¿i về dòng nh° s¡ đá d°ới đây

Hình 5.6 M¿ch ãn áp có Transistor khuyếch đ¿i.

- à m¿ch trên điện áp t¿i điểm A có thể thay đãi và còn gợn xoay chiều nh°ng điện ỏp t¿i điểm B khụng thay đói và t°Ăng đòi phẳng

- Nguyờn lý ón ỏp: Thụng qua điện trỏ R1 và Dz gim cò định điện ỏp chõn B cÿa Transistor Q1, giÁ sử khi điện áp chân E đèn Q1 giÁm => khi đó điện áp U BE ý ³ ý ³

160 tăng => dòng qua đèn Q1 tăng => làm cho điện áp chân E cÿa đèn tăng và ng°ợc l¿i

Mạch ổn áp đơn giản và hiệu quả được sử dụng rất rộng rãi và người ta đã sản xuất các loại IC họ LA78 để thay thế cho mạch ổn áp trên IC LA78 có sơ đồ mạch như phần mạch có màu xanh của sơ đồ trên.

Hình 5.7 IC ãn áp họ LA78.

Hình 5.8 IC ãn áp LA7805

* L°u ý : Họ IC78 chỉ cho dũng tiờu thụ khoÁng 1A trỏ xuòng, khi rỏp IC trong m¿ch để đÁm bÁo điện ỏp ra ón định thỡ điện ỏp vào th°òng phÁi đÁm bÁo nh° sau: UV = ( 1,2 ÷ 1,8 )Ur

* Āng dụng cÿa IC ãn áp họ 78xx.

IC ãn áp họ 78 đ°ợc dùng rộng rãi trong các bộ nguán, nh° bộ nguán cÿa đầu VCD, trong Ti vi mầu, trong máy tính v v

Hình 5.9 Āng dụng cÿa IC ãn áp LA7805 và LA7808 trong bộ nguán đầu VCD

2.1.2 IC ãn áp d°¡ng có điện áp ra điều chỉnh đ°ợc ( Dùng IC LM317 )

- IC LM317 là IC ãn áp d°¡ng có điện áp ra điều chỉnh đ°ợc với māc điện ỏp từ 1,25V ữ 25V; dũng ra 1,5A ( phÁi cú tỏa nhiệt tòt ) Đỏng thòi IC LM317 là IC có bÁo vệ quá tÁi

- Một sò đặc điểm thụng sò kỹ thu¿t cĂ bÁn cÿa LM317 nh° sau: ú 1,2V f UOUT f 35V ú IOUT MAX = 1,5A

161 ú 3V f UIN - UOUTf 40V. ỳ IADJ = (50 ứ100) ýA ú 10 mA f IOUTf IMAX

- Hình d¿ng IC LM317: hình 5.10

Hình 5.10 Hình d¿ng IC LM 317.

- S¡ đá nguyên lý cấu t¿o cÿa LM317 đ°ợc trình bày nh° sau: Hình 3.11

Hình 5.11 S¡ đá nguyên lý IC LM317

Theo yêu cầu thiết kế m¿ch ãn áp có điện áp ra thay đãi từ 0V đến 15V nên ta sử dụng một IC ãn áp thông dụng là LM317 Do LM317 chỉ cho điện ỏp ra trong dÁi 1,25V ứ 25V ( với cỏch mÁc thụng th°òng ) nờn ta phÁi sử dụng một cỏch mÁc phòi hợp nhằm điều chỉnh điện ỏp ra về māc 0V bằng cỏch dựng một khòi m¿ch để t¿o ra điện ỏp õm U1f -1,25V

+ M¿ch sử dụng IC LM317, với cỏch mÁc thụng th°òng ( hỡnh 5.12 ) điện ỏp ra chỉ nằm trong khoÁng 1,2V ứ 25V

Hình 5.12 S¡ đá ãn áp dùng LM317 Điện ỏp ra cú thể điều chỉnh đ°ợc nhò thay đói phõn ỏp R1 , R2 Dũng điện ra t¿i chõn ADJ cú giỏ trị rất nhỏ ( 50 ứ 100ýA ) Điện ỏp trờn R1 là 1,25V Khi đó điện áp ra đ°ợc tính theo công thāc:

Do IADJcó giá trị rất nhỏ nên có thể tính gần đúng Ura nh° sau:

(3.3) + Ph°¡ng pháp điều chỉnh Ur về māc điện áp 0V: Để có thể điều chỉnh Ur về māc 0V ta sử dụng cỏch mÁc m¿ch phòi hợp nh° sau:

Hình 5.13 S¡ đá nguyên lý chỉnh māc điện áp ra về māc 0V. Nguyên lý chỉnh Ur về māc 0V nh° sau:

Từ s¡ đá nguyên lý ta có:

Nếu ta có giá trị U1 f -1,25V thì khi đó ta có thể điều chỉnh đ°ợc điên áp Urvề māc 0V.

+ Cách tăng dòng điện ra tÁi:

Do IC LM317 chỉ có thể cho dòng điện ra tÁi cực đ¿i là 1,5A do đó để có thể đ¿t đ°ợc dòng ra tÁi là 3A ta có thể mÁc thêm transistor điều chỉnh phòi hợp với IC ón ỏp nh° sau:

Hình 5.14 IC ãn áp dùng thêm transistor ngoài để tăng dòng sử dụng

Transistor đóng vai trò thay thế IC cấp áp thành phần tử chịu dòng Do đó, chỉ cần chọn loại transistor chịu được dòng điện mong muốn (3A) và tính toán để phân cực cho transistor hoạt động đúng IC LM317 là IC cấp áp phổ biến, được ứng dụng nhiều trong thực tế, đặc biệt là để điều chỉnh tốc độ động cơ một chiều Ưu điểm của IC LM317 là điện áp ra ổn định và cách điều chỉnh điện áp ra khá đơn giản.

1 Họ IC 79xx Họ IC 79xx điện áp ra ãn định có cực tính âm, điện áp đ°ợc chỉ thị bằng 2 sò cuòi:

Ví dụ: A 7905 Điện áp ra – 5V

Nguồn âm có thể tạo ra đơn giản bằng cách sử dụng một cuộn biến áp có đầu ra âm và dương Tuy nhiên ở đây chúng ta sẽ tạo ra một nguồn âm bằng cách dùng các nguồn dòng có sẵn.

Việc t¿o ra điện áp âm từ các nguán điện áp d°¡ng có sẵn dựa trên nguyên lý cÿa một nguán xung c¡ bÁn sử dụng sự phóng và n¿p cÿa các tụ điện theo chu kỳ nhò tỏc dụng cÿa một xung vuụng đ°ợc t¿o ra từ một khòi m¿ch t¿o xung.

SĂ đỏ khòi m¿ch nh° sau: ý ³ ý ³

Hình 5.15 S¡ đá nguyên lý cÿa m¿ch t¿o điện áp âm. Trong đó: Các IC LM7812, LM555, và R1 , R2 , C1 , C2có tác dụng t¿o ra một xung vuụng cú tần sò đ°ợc xỏc định theo R1 , R2 , C1và biờn độ khoÁng 7,4V ( theo đặc tớnh cÿa IC555 ) Khòi t¿o xung xuụng này cú thể đ°ợc thay bằng bất kỳ một m¿ch t¿o xung vuông khác ( ví dụ nh° m¿ch đa hài dao động, m¿ch dao động dùng m¿ch di pha )

Khi đú t¿i chõn sò 3 ( chõn OUT ) cÿa IC 555 sẽ cú một xung vuụng cú biên độ là U0 = 7,4V Khi xung vuông á māc cao, dòng điện từ chân 3 n¿p vào tụ C3rỏi qua D1xuòng đất do đú tụ C3đ°ợc tớch điện.

MắCH àN ÁP XOAY CHIÀU

- õn ỏp này là sự phòi hợp giữa ón ỏp điện tử và tăng giàm điện điều khiển vô cấp.

Nh°ng thay vỡ điều chỉnh thÿ cụng bằng tay ng°òi ta thực hiện điều chỉnh tự động bằng động c¡ để làm thay đãi vị trí chãi điện trên mặt lớp dây đã c¿o vỏ.

- Điều chỉnh động cĂ servo DC12V qua hệ thòng bỏnh răng khớa trung gian.

Khi điện áp vượt trên định mức, động cơ servo sẽ quay theo chiều làm dịch chuyển về phía tăng sườn dông AX để làm giảm điện áp ra Ngược lại, nếu điện áp ra giảm xuống dưới định mức, động cơ servo sẽ quay ngược chiều để tăng điện áp đầu ra Khi điện áp đầu ra bằng với điện áp định mức, động cơ servo sẽ đứng yên.

- Động c¡ servo là động c¡ 1 chiều đặc biệt có khÁ năng đáp āng nhanh các thay đãi cÿa điện áp nguán

3.1.2 M¿ch điòn nguyờn lý ỏn ỏp điòn ỏp xoay chiÁu điÃn hỡnh. a S¡ đá nguyên lý: Hình 5.16

Hình 5.16 S¡ đá nguyên lý cÿa m¿ch ãn áp điện áp xoay chiều điển hình. b Tác dụng linh kiện

- Cuộn dây AX cÿa MBA tự ngẫu hình xuyến AX còn có 2 cuộn cách ly với cuộn dây chính để cấp nguán cho m¿ch điều khiển.

- M¿ch nÁn điện dùng 2 cuộn có điểm giữa ( Nếu CL bội áp thì không có điểm giữa và cầu l°u thì dùng 2 cuộn h¿ áp không có điểm giữa )

Cấp điện áp AC từ cuộn h¿ áp qua D1, D2t¿o thành 2 cấp 12V DC cấp cho các TZT ( Q1 Q12 )

- D2 và C1: chỉnh l°u và lọc điện.

- R1 và Dz2: ón ỏp tham sò ( thực tế dựng ón ỏp dÁi rộng hĂn ).

- Các TZT ( Q1 Q12 ): là các đèn ng°ợc.

Tùy từng lo¿i TZT dùng trong m¿ch dÁi điều chỉnh điện áp mà m¿ch điện U tăng ít hay nhiều. ³ ³

- D3: ãn định chế độ làm việc cho Q1

- VR: chỉnh māc điện áp ra trên tÁi.

- K1, K2: công tÁc hành trình lÁp á ng°ỡng trên và ng°ỡng d°ới cÿa giới h¿n điều chỉnh, để khi điện áp ra biến động v°ợt quá khÁ năng thì chãi điện sẽ ch¿m vào 1 trong 2 cụng tÁc hành trỡnh này làm nòi mass B(Q4) và B(Q8) động c¡ ngừng quay tránh cho chãi điện không bị mÁc kẹt vào khoÁng há ( khoÁng không có dây quấn AX ) tránh mất điện đầu ra. c Nguyên lý làm việc. Đóng Apstomat AT cấp nguán cho toàn m¿ch.

- GiÁ sử Ur tăng h¡n Uđm Khi đó điện áp 1 chiều sau D1 và D2 cũng tăng theo Vì điện áp +12V sau R1 luôn không đãi nên toàn bộ phần tăng cÿa điện ỏp này đều đặt vào cực B cÿa Q1 làm cho Q1 dẫn m¿ch, UC(Q1) õm xuòng đáng th¡i UE(Q1) d°¡ng lên, Q2 và Q5khóa l¿i. Điện ỏp UC(Q2) d°Ăng lờn, Q3dẫn m¿nh, UC(Q3) õm xuòng làm cho Q4 khúa l¿i, UC(Q4) d°Ăng lờn đỏng thòi UE(Q4) õm xuòng khi đú Q9dẫn và Q12 khúa l¿i.Mặt khỏc, Q4 và Q5 khúa, UC(Q5) d°Ăng lờn, Q6dẫn m¿nh UC(Q6) õm xuòng,

Q7 khúa, UC(Q7) d°Ăng lờn, Q8 dẫn m¿nh , UC(Q8) õm xuòng đỏng thòi

UE(Q8) d°¡ng lên làm cho Q10 khóa và Q11 dẫn Khi đó có dòng qua động c¡ từ nguán qua D1 R24 RCE(Q9) động c¡ DC ( chiều A B) CE(Q11) mass Động cĂ quay theo chiều làm chói điện dịch chuyển vể phớa tăng sò vòng dây cuộn AX để giÁm điện áp đầu ra trên tÁi.

- Khi điện ỏp ra giÁm xuòng d°ới điện ỏp định māc quỏ trỡnh xÁy ra ng°ợc l¿i Kết quÁ làm Q4 dẫn và Q8 khóa, má Q12 và Q10, khóa Q9 và Q11 Điện áp 1 chiều sau D1 qua R24 qua RCE(Q10) động c¡ DC ( chiều B A )

RCE(Q12) mass làm động c¡ quay theo chiều làm cho chãi điện dịch chuyển về phớa giÁm sò vũng dõy cuộn AX để tăng điện ỏp ra trờn tÁi.

Khi cấp điện áp ra định mức, điện áp một chiều sau D2 cũng đạt định mức Các transistor Q1 đến Q8 hoạt động ở trạng thái trung gian giữa khoá hoàn toàn và bão hoà nên cầu Uýtton (gồm Q4, Q9, Q12, Q10, Q11, Q8) cân bằng, không có dòng điện chạy qua động cơ DC nên stato động cơ đứng im.

* Ngoài ra m¿ch còn có thể có thêm 1 nguán acqui khô 12V hoặc tụ điện có điện dung lớn dự trữ năng l°ợng cÿa m¿ng điện Khi m¿ng điện bị mất đột ngột nguán năng l°ợng này sẽ làm cho động c¡ quay, dịch chãi điện về vị trí cuộn AX cú sò vũng lớn nhất trỏnh hiện t°ợng điện ỏp tăng đột ngột khi cú điện trá l¿i.

Một sò m¿ch ón ỏp cú chāc năng này đ°ợc cÁi tiến bằng cỏch đ°a thờm m¿ch t¿o trễ vào khòng chế rĂle cấp ỏp ra trờn tÁi Khi mất nguỏn, rĂle này sẽ há m¿ch cÁt điện áp đầu ra Khi có điện áp trá l¿i, sau khi m¿ch điều khiển đã đ°a chãi điện về vị trí thích hợp thì r¡le mới đóng l¿i cho điện áp đầu ra trỏnh cho tÁi khỏi bị < xòc điện=.

* M¿ch điện ãn áp điện áp xoay chiều hiệu Lioa NL -1000NM ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³

Hình 5.17 M¿ch điện ãn áp điện áp xoay chiều hiệu Lioa NL -1000NM

- IC2( BA6209 ): là cầu cân bằng Uytton

- IC1( HA17324) là các TZT điều khiển ( KĐ¿i thu¿t toán thực hiện so sánh).

- Q1, Q2: là 2 TZT định giới h¿n trên (250V) và giới h¿n d°ới (150V) trong ph¿m vi điều chỉnh thay cho công tÁc hành trình c¡ khí K1, K2

- IC ( AN7812 ) IC ãn áp + 12V DC

MắCH ĐIÀU KHIÂN VÀ KHịNG CHắ

M¿ch điÁu khiÃn đòng cÂ AC dựng Diac và Triac

Hình 6.1 M¿ch điện điều khiển tÁi AC dùng triac và diac. 1.1.2 Tác dụng linh kiện:

- Đ: búng đốn (tÁi AC) cần điều chỉnh độ sỏng tòi bằng ph°Ăng phỏp thay đãi điện áp.

- (C2, R4) mÁc song song triac để bÁo vệ triac khi cần điều chỉnh điện áp chúng mang tính điện dung.

- Diac đ°a xung vào cực G (triac).

- R2h¿n chế dòng điều khiển vào G (triac).

- R1, VR t¿o đ°òng n¿p cho C1và điều chỉnh điện ỏp vào G (triac).

1.1.3 Nguyên lý làm việc: Đóng nguán AC cấp điện áp cho toàn m¿ch.

- GiÁ sử nửa chu kì đầu: (+) trên, (-) d°ới.

Tụ C1 đ°ợc n¿p điện qua R và VR, điện áp trên C1 tăng từ OV ng°ỡng má cửa điac thì tụ C1phóng điện dẫn dòng điều khiển qua diac và R1(giÁm dòng d°¡ng) vào G triac à triac (+A, -K ) thuộc T1làm triac dẫn Khi đó động c¡ có dòng đi qua: từ d°¡ng nguán bóng đèn (Đ) triac âm nguán, bóng đèn sáng.

- Sang nửa chu kì sau: (-) trên, (+) d°ới.

Tụ C1 n¿p điện qua R1 VR Điện áp trên tụ C1 tăng từ 0 ng°ỡng má điac C1 phóng điện âm qua điac dẫn đ°ợc h¿ dòng khi qua R1 G cÿa triac đ°ợc kích xung âm Triac có ( +A, -K ) thuộc T2làm cho triac dẫn khi đó có dòng qua động c¡: Từ d°¡ng nguán qua triac bóng đèn (Đ) âm nguán Bóng đèn sáng.

Triac dẫn 2 chiều nhò cực G kớch xung õm (d°Ăng) nhò đú cú dũng xoay chiều qua búng đốn Độ sỏng tòi cÿa búng đốn phụ thuộc điện ỏp đặt vào bóng đèn do góc kích má vào G phụ thuộc vào VR ( điều chỉnh ) và ( Uđ

Hỡnh 6.2 GiÁn đỏ thòi gian m¿ch điện điều khiển tÁi AC dựng triac và diac

- Dùng trong điều khiển đèn bàn.

- Dùng trong điều khiển động c¡ có công suất nhỏ nh°: qu¿t trần, qu¿t bàn.

M¿ch điÁu khiÃn đòng cÂ AC dựng SCR và diac

Dùng 2 bộ chỉnh l°u có điều khiển mÁc song song ng°ợc chiều, với cách mÁc nh° v¿y có thể thực hiện điều chỉnh á cÁ 2 nửa chu kỳ. ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ³ ủ ủ ủ

Hình 6.3 M¿ch điều khiển động c¡ AC dùng thyristor và diac. (Chỉnh l°u hình tia 2 pha có điều khiển).

- SCR1, SCR2: dẫn dòng á 2 nửa chu kỳ cho phụ tÁi ( t°¡ng đ°¡ng triac ) điều chỉnh điện áp xoay chiều cho động c¡.

- Diac1, diac2: đ°a xung d°¡ng (+) kích vào cực G cÿa SCR1 và SCR2

- R1, R2: h¿n chế dòng d°¡ng (+) đ°a vào cực điều khiển G cÿa SCR1 và SCR2( tāc là dòng IG1, IG2 )

- C1, C2: n¿p và phóng điện kích má cho diac1 và diac2.

- D1: dẫn dũng d°Ăng (+) n¿p cho tụ C1 ( C2 khụng đ°ợc n¿p vỡ nòi tÁt )

- D2: dẫn dũng d°Ăng (+) n¿p cho tụ C2 ( C1 khụng đ°ợc n¿p vỡ nòi tÁt )  D1, D2: t¿o thành m¿ch n¿p cho C1, C2

- R, VR: thay đãi giá trị điện trá cÿa m¿ch n¿p

Ph°¡ng pháp điều chỉnh: Nếu điều chỉnh VR có giá trị nhỏ nhất thì biên độ đặt vào tÁi Rt( U, I ) cú giỏ trị lớn nhất → tòc độ tÁi cực đ¿i Cũn nếu điều chỉnh VR có giá trị lớn nhất thì ng°ợc l¿i. Đóng điện 1 pha ( ~ 220V ) cho m¿ch.

- GiÁ sử đầu UV có cực tính d°¡ng (+) trên, âm (- ) d°ới  D1 phân cực thu¿n nên D1dẫn, D2phân cực ng°ợc nên D2 khoá

D1 dẫn điện qua R và VR, tụ C1đ°ợc n¿p điện từ +UV ( điểm A1) → Rt→

D1→ R → VR →C1→ -UV( điểm B1) Sau thòi gian t tụ C1 đ°ợc n¿p đầy

 thế t¿i b d°¡ng  diac1 thông đ°a tín hiệu xung d°¡ng vào cực G cÿa SCR 1  SCR1phân cực thu¿n ( +A;-K )  SCR1dẫn đ°a điện vào tÁi Rt và góc má SCR1lớnc hay nhỏ phụ thuộc vào VR Dòng điện qua Rttừ +A1→

Rt→ SCR1→ -B1 Còn SCR2không có xung và phân cực ng°ợc nên SCR2 bị khoá.

- Đến nửa chu kỳ sau thì tín hiệu vào đãi chiều: UV có chiều âm (-) trên, d°¡ng (+) d°ới ( -A1;+B1 )  D2 phân cực thu¿n nên D2 dẫn còn D1 phân cực ng°ợc nên D1 khoá

D2 dẫn điện qua VR và R, tụ

→ VR → R → C2→ -A1 Sau thòi gian t thỡ tụ C2 đ°ợc n¿p đầy và khi C2 n¿p đến U ng°ỡng má cÿa diac2  thế t¿i a d°¡ng  diac2 thông đ°a tín hiệu xung d°¡ng vào cực G cÿa SCR2 ( hay khi diac2 thông sẽ dẫn dòng chÁy qua R2 kích vào cực G cÿa

SCR2 )  SCR2 đ°ợc phân cực thu¿n ( +A;-K )  SCR2 dẫn đ°a điện vào tÁi Rt Còn

SCR1 không có xung và phân cực ng°ợc nên khoá Dòng điện qua tÁi Rt từ +B1 →

Quá trình cā nh° thế tiếp diễn á các chu kỳ sau cÿa tín hiệu vào

Nh° v¿y trong cÁ chu kỳ đều có dòng điện chÁy qua tÁi Rt làm cho tÁi ho¿t động liên tục

Khi điều chỉnh VR tāc là điều chỉnh thòi gian n¿p cho tụ C,

C2 tāc là điều chỉnh ng°ỡng nmá cÿa Diac1 và Diac2 làm cho xung kích vào cực G cÿa

SCR1 và SCR2 nhiều hay ít và kết quÁ điện áp đặt lên tÁi Rt nhiều hay ít làm cho tÁi ho¿t động nhanh hay ch¿m.

Hỡnh 6.4 GiÁn đỏ thòi gian m¿ch điều khiển động c¡ AC dùng thyristor và diac

- M¿ch điện trờn th°òng đ°ợc dựng cho cỏc động cĂ cú cụng suất nhỏ và trung bình

- Ngoài ra m¿ch điện còn đ°ợc āng dụng với việc điều chỉnh điện áp với máy biến áp có công suất nhỏ.

- Dùng để điều khiển đèn bàn.

MắCH ĐIÀU KHIÂN TÀI DC

2.1 M¿ch đÁo chiÁu quay đòng cÂ 1 chiÁu dựng TZT

Hình 6.5 M¿ch điều khiển tÁi DC.

- Điện áp Uđkcấp vào A và B.

- Đ động c¡ 1 chiều cần đÁo chiều quay bằng ph°¡ng pháp đÁo chiều điện áp đặt vào Uđk

- R1, R2 điện trá h¿n chế dòng cho Q1, Q2

- D1, D2, D3, D4bÁo vệ tiếp giáp CE cÿa Q3, Q4, Q5, Q6

- Động cĂ nòi giữa C(Q3), C(Q4) và C(Q6), C(Q5)

- Các Q3, Q5, Q6, Q4mÁc t°¡ng đ°¡ng cầu.

- GiÁ sử ban đầu Uđk (+A), (-B)

+B(Q1) làm Q1 dẫn, tiếp giỏp CE(Q1) 0, C(Q1) õm xuòng và điện ỏp B(Q3) õm xuòng, Q3 dẫn đ°a d°Ăng vào A1 mặt khỏc E(Q1) d°Ăng lờn đặt vào B(Q5) -> Q5dẫn làm tiếp giỏp CE(Q5) 0 -> C(Q5) õm xuòng đặt õm vào B1 Khi đó có dòng điện qua động c¡ từ +EC qua Q3 -> A(A1->B1) -> Q5 -> mass Còn âm á B (Q2 khóa, Q4 khóa, Q6 khóa )

- ĐÁo chiều quay cÿa động c¡: ĐÁo Uđk (-A), (+B)

+B(Q2) làm Q2 dẫn, tiếp giỏp CE(Q2) 0, C(Q2) õm xuòng và điện ỏp B(Q6) õm xuòng, Q6dẫn đ°a d°Ăng vào B1mặt khỏc E(Q2) d°Ăng lờn đặt vào B(Q4)

-> Q4 dẫn làm tiếp giỏp CE(Q4) 0 -> C(Q4) õm xuòng đặt õm vào A1 Khi đó có dòng điện qua động c¡ từ +EC qua Q6 -> Đ(B1->A1) -> Q4 -> mass Động c¡ quay chiều ng°ợc Còn âm á A -> Q1 khóa, Q3 khóa, Q5 khóa

- Tóm l¿i Uđk > 0: ( +A, -B ) động c¡ quay thu¿n.

Chú ý : Nếu D4thu¿n thì +EC D4ngÁn m¿ch Q5sẽ bị ngÁn m¿ch dòng d°Ăng tăng khụng vào tÁi DC đ°òng dõy sẽ chỏy.

Dùng để đÁo chiều quay động c¡ công suất nhỏ và vừa Āng dụng trong cỏc hệ thòng tự động nhỏ độ tin c¿y cao

2.2 M¿ch điÁu khiÃn tòc đò đòng cÂ 1 chiÁu dựng IC tuy¿n tớnh

Hỡnh 6.6 SĂ đỏ nguyờn lým¿ch điều khiển tòc độ động cĂ 1 chiều dùng

- VR: Điều chỉnh điện áp cho IC MA 741

- IC MA 741: Khuếch đ¿i không đÁo.

- Q1: Làm việc á tr¿ng thái khuếch đ¿i.

- Đ: Động cĂ cần điều chỉnh tòc độ

M¿ch điện hình 4.6 cho phép đ°a ra 1 điện áp ãn định, có giá trị thay đãi đ°ợc từ 3V đến 15V khi điều chỉnh VR1, với dòng điện ra từ 0 đến 50mA Khi điện ỏp điều chỉnh lòi vào là +18V Khi điều chỉnh VR1 thỡ U2thay đói làm cho tòc độ động cĂ Đ thay đói.

D1 và D2t¿o ra 1 điện áp chuẩn có giá trị UZ2+U1

U Z2 +U D1 = 6,1V + 0,7V = 6,8V có tính chất quan trọng là ãn định nhiệt trong 1 dÁi rộng vì biến thiên theo nhiệt độ cÿa UZ2 và UD1 là ng°ợc nhau Điện áp chuẩn này qua bộ chia R2,R3 đặt tới cãng P cÿa IC 1 điện áp ng°ỡng khoÁng 3V IC dùng trong m¿ch là lo¿i phã biến MA741 á chế độ khuếch đ¿i 1 chiều mÁc kiểu khụng đÁo, cú hệ sò khuếch cú thể thay đói nhò thay đãi các giá trị cÿa điện trá hái tiếp âm VR4 – R4 Khi P á t¿n cùng ( d°ới ) û ³ ³

174 cÿa VR4chọn R4thớch hợp để cú hệ sò khuếch đ¿i = 5lần hay khi đó với VR1k thì R4chọn giá trị 2,5k Ta nh¿n đ°ợc điện áp t¿i cãng ra IC là Ur1=Up = 3V.5= 15V; qua Q1 là 1 tầng mÁc CC ta nh¿n đ°ợc t°¡ng āng Ur2=Ur1= 15V Khi P á điểm t¿n cůng tręn cÿa VR1 IC làm việc nh° 1 bộ lặp, hệ sò 1 và Ur1 Ur2 Khi đú bằng điện ỏp ng°ỡng 3V đó đ¿t tới cãng P cÿa IC à đây sự ãn định cÿa điện áp ra Ur1 và Ur2 đ°ợc duy trì trong m¿ch hình 4.1 điện áp đã thực hiện 1 vòng phÁn hái âm qua VR1R4 gia sò Ur2 sau đú đ°ợc IC so sỏnh với điện ng°ỡng Up và khuếch đ¿i sai lệch kết quÁ là nh¿n đ°ợc t¿i cóng ra 1 l°ợng gia sò U9r2 cú độ lớn t°Ăng đ°¡ng nh°ng ng°ợc dấu, đây chính là nguyên lí ãn định điện áp kiểu bù.Trờn hỡnh 4.6 đ°a ra m¿ch điều khiển tòc độ dựng vi m¿ch khuếch đ¿i Tòc độ cÿa động cĂ đ°ợc điều chỉnh nhò thay đói điện trỏ hỏi tiếp nghĩa là nhò thay đói điện ỏp cÿa bộ khuếch đ¿i Lỳc này điện ỏp động cĂ đ°ợc xỏc định.

MịT Sị ĆNG DĂNG KHÁC

3.1 M¿ch điÁu tòc đòđòng cÂ điòn mòt chiÁu dựng cÅu chỏnh l°u, SCR và Transistor

Hỡnh 6.7 SĂ đỏ nguyờn m¿ch điều tòc độ động cĂ điện một chiều dùng cầu chỉnh l°u, SCR và Transistor.

- Chỉnh l°u cầu đ°a ( âm vào K, d°¡ng vào A) cÿa SCR và đ°a 1 chiều vào khòi điều khiển cực G cÿa SCR

- R1h¿ áp và giÁm dòng t¿o cho áp – dòng vào điều khiển cực G cÿa SCR.

=> R1tác dụng nh° là điện trá công suất.

- Q1thu¿n, Q2ng°ợc đ°ợc mÁc B cÿa Q1nòi C(Q2) và B(Q2) nòi C(Q1) Tớn hiệu chân E(Q2) sẽ đ°ợc đ°a vào G ( điều khiển ) cÿa SCR Q1 và Q2má bão hòa và khóa

- Tụ C n¿p điện qua ( VR nòi tiếp R7 ) song song R5

3.1.3 Phõn tớch nguyờn lớ làm viòc

Khi VR thay đãi T n¿p = Điện áp đặt lên động c¡: Uđc¡ = UAB – USCR khi tăng ( giÁm ) USCR thì U đc¡ thay đãi

T¿i thòi điểm ban đầu tụ C ch°a n¿p điện ( UC = 0 )

Khi nguỏn điện nhò cầu CL 1 pha làm A ỏ SCR (+) hĂn K t¿i thòi điểm này điện ỏp 1 chiều đặt vào khòi điều khiển, tụ C đ°ợc n¿p điện.

E(Q1) nòi tiếp với C, ban đầu UC = 0 Q1 khúa Q2 khúa SCR không đ°ợc kích xung SCR khóa Khi điện áp n¿p vào tụ tăng dần đầy thì E(Q1) d°¡ng lên và C(Q2) d°¡ng nhất, B(Q2) d°¡ng làm Q2 dẫn khi đó E(Q2) d°¡ng lên lúc đó có xung d°¡ng dẫn vào cực G làm cho SCR má có dòng qua động c¡: từ +A Đ Đ1 SCR(A K) D3 -B(á1/2 chu kì đầu): +B D2 SCR D4 Đ -A ( ỏ ẵ chu kỡ sau ) Động cĂ bÁt đầu làm việc

Muòn thay đói xung làm SCR mỏ nhiều hay ớt thỡ điều chỉnh VR

* Chú ý: - Điện áp đặt vào m¿ch điều khiển là điện áp thấp

- Động c¡ AC: +1/2 chu kì đầu (+A) và (-B)

+ Động cĂ Đ luụn ch¿y với điện ỏp xoay chiều đ°ợc điều chỉnh tòc độ.

Dùng điều chỉnh tÁi AC có công suất trung bình trong máy công cụ Điều chỉnh MBA 1 pha 1 cách rất hiệu quÁ, tin c¿y

3.2 M¿ch khòng ch¿ đòng cÂ điòn KĐB 3 pha quay 2 chiÁu dựng IC HA17324 và TZT

3.2.1 SÂ đò nguyờn lý: Hỡnh 6.8

Hỡnh 6.8 SĂ đỏ nguyờn lým¿ch khòng chế động cĂ điện KĐB 3 pha quay

2 chiều dùng IC HA17324 và TZT. ủ ủ ³ 7 5

- IC HA17324: là các TZT khuếch đ¿i thu¿t toán so sánh

- R1: h¿n chế bÁo vệ cho biến trá VR.

- VR thay đói ( khòng chế tr¿ng thỏi đầu ra ) bằng sự thay đói U vào

- R2, Dz1, D2: t¿o cầu ãn áp cho IC

- D1, R3: h¿n chế dòng và dẫn d°¡ng vào Q1

- D2, R4: h¿n chế dòng và dẫn dòng d°¡ng vào Q2

-Q1, Q2: dẫn bão hòa và khóa ( công suất ).

- R¡le1, R¡le2: tÁi cÿa Q1 và Q2

- D1, D2: bÁo vệ CE khi Q1 và Q2 khóa

- T, N: 2 cụng tÁc tĂ thu¿n và ng°ợc khòng chế động cĂ 3 pha

- Khi VR di chuyển lên trên 1 điện áp 3 chân cÿa VR tăng đặt vào chân 5, chân 10 cÿa IC, mà các chân ( 2, 6, 9, 12 ) đặt 6V ã áp Khi đó Vpin5 > Vpin6

Vpin7= 12V đ°a vào chân 3, Vpin3 > Vpin2 Vpin1 V qua D1, R3

Dòng điện chạy qua rơ le 1 đóng tiếp điểm, cấp nguồn cho cụm tác động TA, tác động đóng tiếp điểm thường mở mặt động cơ, cấp nguồn vào stato của động cơ Động cơ tránh N có điện, mặt khác V pin 8.

> Vpin9 Upin8 = Upin13 = 12V, Upin13 > Upin12 Upin14 = 0V làm D2 phân cực ng°ợc khóa Q2 khóa N không có điện.

- Khi VR di chuyển xuòng d°ới (2) quỏ trỡnh ng°ợc l¿i T mất điện mỏ T động lực cÁt nguỏn Đ đỏng thòi N đúng N đÁo chộo 2 trong 3 pha cấp Đ làm Đ quay theo chiều ng°ợc l¿i.

- Khi VR di chuyển mà chân 3(VR) = 6V T, N mất điện động c¡ Đ dừng l¿i

3.3 M¿ch tựđòng khòng ch¿đốn chi¿u sỏng dựng IC 741và RÂle trung gian

3.3.1 SÂ đò nguyờn lý: Hỡnh 6.9

Hỡnh 6.9 SĂ đỏ nguyờn lý m¿ch tự động khòng chế đốn chiếu sỏng dùng

IC 741và R¡le trung gian ³

- R, VR: t¿o đ°òng n¿p và điều chỉnh thòi gian n¿p C.

- R 1 , R 2 : t¿o cầu phân áp đặt vào chân 3 (Vp)

- C: t¿o khoÁng thòi gian trễ (khi C n¿p)

- IC741: là IC khuếch đ¿i thu¿t toán ( khuếch đ¿i so sánh ).

- R3: điện trá h¿n chế dòng, định thiên cho Q.

- Q dẫn bão hòa hay khóa.

- D: bÁo vệ tiếp giáp CE(Q) khỏi bị đánh thÿng khi khóa đột ngột.

Tụ C n¿p điện, VN < VP VPin6 +VCC dẫn bóo hũa UC(Q) õm xuòng đặt vào r¡le lúc này có dòng qua r¡le từ +VCC R¡le RCE (Q) mass, rĂle đúng tiếp điểm th°òng đúng cấp nguỏn AC cho Đ.

Tụ C n¿p điện điện áp trên tụ tăng khi VN > VP VPin6 = 0V làm B(Q2) õm xuòng, Q khúa khụng cú dũng qua rĂle, rĂle mất điện mỏ tiếp điểm th°òng mỏ cÁt nguỏn vào Đ đốn khụng sỏng.

Để cài đặt thời gian trễ, hãy nhấn SW để tụ C xả hết Sau đó, khi UC = 0V, tụ C bắt đầu nạp điện, quá trình diễn ra như ban đầu Đây là mạch hẹn giờ tắt Thời gian tắt được điều chỉnh bằng cách thay đổi giá trị VR Mạch được ứng dụng như một rơ le điện tử trong các mạch tự động điều khiển thiết bị điện.

Chỳ ý : Muòn thay đói tr¿ng thỏi hẹn tÁt thành mỏ ta cú thể làm:

- ĐÁo vị trí chân 2 (741) cho chân 3(741).

- Hoặc thay Q ng°ợc (H1061) thành đèn thu¿n (A761) và phân cực l¿i cho A761

3.4 M¿ch tựđòng đúng căt đốn chi¿u sỏng dựng Transistor quang 3.4.1 SÂ đò nguyờn lý:

Hình 6.10 S¡ đá nguyên lým¿chtự động đóng căt đèn chiếu sáng dùng Transistor quang

- Q TZT quang ( lo¿i ng°ợc ) biến đãi điện trá RCE theo ánh sáng: Khi có ánh sáng chiếu vào B(Q) Q dẫn; khi ánh sáng chiếu vào B(Q) yếu thì Q khóa.

- Q nòi tiếp VR nòi tiếp R1 phõn ỏp cho Q1

- Q1, Q2làm việc á chế độ khóa mục đích t¿o xung đk cho cực G cÿa SCR.

- D2đ°a xung d°¡ng vào G cÿa SCR.

- D1 chỉnh l°u nửa chu kì d°¡ng cấp +9V cho Q, Q1, Q2

- SCR dẫn cấp điện cho đèn sáng.

- Khi có ánh sáng chiếu vào B(Q) Q dẫn RCE(Q) giÁm 0 , VR h¿ áp B(Q1) d°Ăng lờn Q1 dẫn, C(Q1) õm xuòng qua R1 làm B(Q2) õm xuòng,

Q2 khóa C(Q2) d°¡ng lên qua D2 kích xung d°¡ng vào G(SCR) mà SCR ( +A,-K ) SCR dẫn cho dòng qua Đ, Đ sáng Dòng qua đèn ( d°¡ng nguán Đ SCR âm nguán ).

- Khi không có ánh sáng chiếu vào B(Q) Q khóa RCE(Q)>> B(Q1) âm xuòng C(Q1) d°Ăng lờn đặt vào B(Q2) Q2 dẫn C(Q2) khụng d°Ăng làm cho không có xung vào G(SCR), SCR khóa không có dòng qua Đ và đèn Đ không sáng.

V¿y khi có ánh sáng chiếu vào thì Đ sáng và ng°ợc l¿i

Muòn điều chỉnh độ nh¿y cÿa m¿ch ta thay đói VR cho phự hợp ¯u điểm: đ¡n giÁn, rẻ tiền.

Nh°ợc điểm: Độ ãn định không cao, dễ bị nhiễu khi biến động nhẹ cÿa mụi tr°òng.

3.4.4 M¿ch điòn sau đõy cú thÃ khắc phăc đ°āc phÅn nào cąa nh°āc điÃm trên

Chọn R và VR lớn h¡n nhiều so với R1

Khi ánh sáng chiếu vào quang điện trở, điện áp đầu bóng đèn Q bắt đầu giảm dần do tụ C ph放 dòng cho Q1 dẫn yếu dần Đèn Đ vẫn sáng do UC giảm đến ngưỡng khóa của Q1 (UB(Q1) < 0,2V) Lúc này, Q1 khóa lại khiến Đ mất điện và tắt Nếu trời sáng, Đ sẽ tắt; còn nếu trời tối, Đ sẽ sáng.

Tiêu đề	Giáo Trình Điện Tử Cơ Bản Nghề Điện Công Nghiệp Cao Đẳng
Người hướng dẫn	Vũ Hỏng Nga
Trường học	Cao đẳng nghề Hà Nam
Chuyên ngành	Điện công nghiệp
Thể loại	giáo trình
Năm xuất bản	2021
Thành phố	Hà Nam

Định dạng
Số trang	180
Dung lượng	3,96 MB