Bài giảng Điện tử học - Trương Văn Thanh

Từ năm 1947 tới nay, trong suốt hơn một nữa thế kỉ, vật liệu bán dẫn và các sản

phẩm điện tử được chế tạo từ chúng giữ vai trò quan trọng mang tính chất quyết định

đến các tiến bộ của khoa học và công nghệ.

Chương này đề cập bước đầu về vật liệu bán dẫn và một số linh kiện bán dẫn

thông dụng. Trong các chương sau, dựa trên các tính chất của các linh kiện bán dẫn để

tìm hiểu về các ứng dụng của chúng.

1.1. Chất bán dẫn

1.1.1. Cấu trúc tinh thể chất bán dẫn

Theo tính chất dẫn điện, người ta chia vật liệu thành 3 nhóm:

- Loại vật liệu cách điện (có điện trở suất lớn) điển hình là chất điện môi.

- Loại vật liệu dẫn điện (có điện trở suất nhỏ) điển hình là đồng. Nguyên tử đồng

có một điện tử hoá trị nằm ở quỹ đạo ngoài cùng. Do lực hút yếu, nên lực bên ngoài có

thể dễ dàng đánh bật điện tử ngoài cùng này ra khỏi nguyên tử đồng. Đó là lý do tại sao

đồng là chất dẫn điện tốt.

- Loại vật liệu bán dẫn là chất có điện tử hoá trị 4. Điển hình là các nguyên tố

thuộc nhóm 4 bảng tuần hoàn Menđêlêep như Silic (Si) và Gemani (Ge).

Cấu trúc mạng tinh thể của một chất bán dẫn điển hình như Si có đồ thị cấu trúc

vùng năng lượng của chất bán dẫn và cơ chế sinh hạt dẫn của chúng được cho trên hình

1.1a.

Cấu trúc vùng năng lượng của chất bán dẫn điện có dạng ba vùng tách biệt nhau:

Vùng cấm nằm giữa một vùng có nhiều mức năng lượng cao còn bỏ trống (gọi là vùng

dẫn) và một vùng có các mức năng lượng thấp đã bị hạt chiếm đầy (gọi là vùng hoá

trị). Việc hình thành cơ chế dẫn điện gắn liền với quá trình sinh từng cặp hạt dẫn tự do

là điện tử (trong vùng dẫn) và lỗ trống (trong vùng hoá trị) nhờ việc ion hoá một

nguyên tử silic tương đương với việc một điện tử hoá trị nhảy mức năng lượng qua

vùng cấm lên vùng dẫn để lại một liên kết bị khuyết (lỗ trống) trong vùng hoá trị. Kết

quả là dòng điện trong chất bán dẫn sạch gồm hai thành phần tương đương nhau (do

các cặp sinh đôi điện tử tự do - lỗ trống) đóng góp và muốn đạt được điều này cần một

năng lượng kích thích đủ lớn (vài eV) đủ để gây ra quá trình nhảy mức của electron4

qua vùng cấm từ vùng hoá trị (năng lượng thấp) lên vùng dẫn (các mức năng lượng cao

hơn).

pdf 205 trang yennguyen 2420
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Điện tử học - Trương Văn Thanh", để tải tài liệu gốc về máy hãy click vào nút Download ở trên

Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Điện tử học - Trương Văn Thanh

Bài giảng Điện tử học - Trương Văn Thanh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC PHẠM VĂN ĐỒNG 
KHOA CƠ BẢN 
 
 Bµi gi¶ng 
ĐIỆN TỬ HỌC 
 Người biên soạn: 
 Trương Văn Thanh 
 Quảng Ngãi, tháng 05 năm 2014 
1 
LỜI NÓI ĐẦU 
Tập bài giảng Điện tử học này được biên soạn theo chương trình đào tạo mã 
ngành 51140211 ban hành theo Quyết định số 705/QĐ-ĐHPVĐ ngày 07 tháng 9 năm 
2012 của Hiệu trưởng trường Đại học Phạm Văn Đồng. Đây là một trong những học 
phần đào tạo giáo viên giảng dạy môn Vật lí Trung học cơ sở. 
Thời lượng của học phần là 3 tín chỉ, bao gồm 30 tiết lí thuyết và 30 tiết thực 
hành. 
Nội dung của phần lý thuyết giúp sinh viên: 
- Biết được những kiến thức về điện tử học đại cương như: vật liệu bán dẫn, một 
số linh kiện bán dẫn thông dụng và các ứng dụng của chúng trong kỹ thuật tương tự; 
biết được các phép toán, các định luật của Đại số logic, sử dụng chúng để tối ưu hóa 
các hàm logic; biết được các cổng logic cơ bản, các khối logic thông dụng, các mạch 
flip-flop và ứng dụng chúng để xây dựng các mạch số điển hình. 
- Hiểu được nguyên lí hoạt động của các thiết bị điện tử thông dụng được sử dụng 
phổ biến trong đời sống và kỹ thuật 
Nội dung của phần thực hành giúp sinh viên: 
- Nhận biết được một số linh kiện bán dẫn thông dụng như điện trở, tụ điện, cuộn 
cảm, điôt, tranzito, IC 
- Lắp đặt được một số mạch điện tử thông dụng như mạch chỉnh lưu, mạch 
khuếch đại trong máy tăng âm; mô phỏng được một vài mạch logic thông dụng như bộ 
giải mã hiển thị kí tự 
- Vận hành được một số thiết bị điện tử thông dụng trong đời sống và ở trường 
THCS như máy thu thanh, máy thu hình màu, dao động ký điện tử, máy vi tính 
- Làm việc cẩn trọng, kiên trì; gắn lí thuyết với thực tế 
Để sử dụng tốt tập bài giảng này sinh viên phải học xong các học phần Điện học 
trong chương trình đào tạo vì Điện tử học là khoa học có sơ sở là Điện học. 
Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc chắn trong quá trình biên soạn không tránh khỏi 
những sai sót. Rất mong được ý kiến đóng góp của người sử dụng để tập bài giảng 
ngày càng hoàn thiện hơn. Mọi ý kiến xin được gửi về địa chỉ E-mail: 
totoanly@pdu.edu.vn 
2 
PHẦN LÍ THUYẾT 
3 
Chương 1. LINH KIỆN BÁN DẪN 
Từ năm 1947 tới nay, trong suốt hơn một nữa thế kỉ, vật liệu bán dẫn và các sản 
phẩm điện tử được chế tạo từ chúng giữ vai trò quan trọng mang tính chất quyết định 
đến các tiến bộ của khoa học và công nghệ. 
Chương này đề cập bước đầu về vật liệu bán dẫn và một số linh kiện bán dẫn 
thông dụng. Trong các chương sau, dựa trên các tính chất của các linh kiện bán dẫn để 
tìm hiểu về các ứng dụng của chúng. 
1.1. Chất bán dẫn 
1.1.1. Cấu trúc tinh thể chất bán dẫn 
Theo tính chất dẫn điện, người ta chia vật liệu thành 3 nhóm: 
- Loại vật liệu cách điện (có điện trở suất lớn) điển hình là chất điện môi. 
- Loại vật liệu dẫn điện (có điện trở suất nhỏ) điển hình là đồng. Nguyên tử đồng 
có một điện tử hoá trị nằm ở quỹ đạo ngoài cùng. Do lực hút yếu, nên lực bên ngoài có 
thể dễ dàng đánh bật điện tử ngoài cùng này ra khỏi nguyên tử đồng. Đó là lý do tại sao 
đồng là chất dẫn điện tốt. 
- Loại vật liệu bán dẫn là chất có điện tử hoá trị 4. Điển hình là các nguyên tố 
thuộc nhóm 4 bảng tuần hoàn Menđêlêep như Silic (Si) và Gemani (Ge). 
Cấu trúc mạng tinh thể của một chất bán dẫn điển hình như Si có đồ thị cấu trúc 
vùng năng lượng của chất bán dẫn và cơ chế sinh hạt dẫn của chúng được cho trên hình 
1.1a. 
Cấu trúc vùng năng lượng của chất bán dẫn điện có dạng ba vùng tách biệt nhau: 
Vùng cấm nằm giữa một vùng có nhiều mức năng lượng cao còn bỏ trống (gọi là vùng 
dẫn) và một vùng có các mức năng lượng thấp đã bị hạt chiếm đầy (gọi là vùng hoá 
trị). Việc hình thành cơ chế dẫn điện gắn liền với quá trình sinh từng cặp hạt dẫn tự do 
là điện tử (trong vùng dẫn) và lỗ trống (trong vùng hoá trị) nhờ việc ion hoá một 
nguyên tử silic tương đương với việc một điện tử hoá trị nhảy mức năng lượng qua 
vùng cấm lên vùng dẫn để lại một liên kết bị khuyết (lỗ trống) trong vùng hoá trị. Kết 
quả là dòng điện trong chất bán dẫn sạch gồm hai thành phần tương đương nhau (do 
các cặp sinh đôi điện tử tự do - lỗ trống) đóng góp và muốn đạt được điều này cần một 
năng lượng kích thích đủ lớn (vài eV) đủ để gây ra quá trình nhảy mức của electron 
4 
qua vùng cấm từ vùng hoá trị (năng lượng thấp) lên vùng dẫn (các mức năng lượng cao 
hơn). 
1.1.2. Chất bán dẫn tạp chất loại n 
Người ta tiến hành pha các nguyên tố có 5 điện tử hoá trị (ví dụ Asen (As), 
Photpho (P)...) vào mạng tinh thể của chất bán dẫn sạch thuộc nguyên tố nhóm 4 (Si, 
Ge), kết quả thu được một chất bán dẫn loại mới có khả năng dẫn điện chủ yếu bằng 
điện tử (hạt đa số) gọi là chất bán dẫn tạp chất loại n. 
Tuy nhiên vẫn tồn tại cơ chế của chất bán dẫn nền (trước khi pha tạp chất) để 
hình thành từng cặp hạt dẫn tự do, nên lỗ trống cũng tham gia dẫn điện và gọi tên là hạt 
thiểu số. Mô hình cấu trúc mạng tinh thể của chất bán dẫn tạp loại n cho trên hình 1.1b. 
Mức năng lượng của tạp chất loại n nằm trong vùng cấm và sát đáy vùng dẫn của 
đồ thị năng lượng của chất bán dẫn làm nền. Điều này tạo khả năng các nguyên tử tạp 
chất dễ dàng bị ion hoá giải phóng ra điện tử tự do (nhảy từ mức năng lượng tạp chất 
lên vùng dẫn) và làm xuất hiện các ion dương tạp chất (là loại hạt có khối lượng lớn 
không di chuyển được và do đó không tham gia vào dòng điện). 
b) 
Si Si 
Si 
Si 
Si 
a) 
Al Si 
Si 
Si 
Si 
c) 
Lỗ trống dư Si 
Si 
Si 
Si As 
Điện tử tự do 
Vùng dẫn 
(điện tử tự do) 
Lỗ trống tự do 
(Vùng hóa trị) 
d) 
Hình 1.1. Cấu trúc tinh thể chất bán dẫn 
5 
Vậy dòng điện trong chất bán dẫn tạp chất loại n gồm điện tử (là loại hạt đa số) và 
lỗ trống (là loại hạt thiểu số) đóng góp, việc hình thành các hạt đa số thực hiện dễ dàng 
trong điều kiện bình thường với năng lượng kích thích nhỏ. 
1.1.3. Chất bán dẫn tạp chất loại p 
Nếu thực hiện pha các nguyên tố thuộc nhóm có 3 điện tử hoá trị, ví dụ Al, Ga, 
B...) vào mạng tinh thể Si sẽ xuất hiện các liên kết ghép đôi bị khuyết (lỗ trống). Chỉ 
cần kích thích một năng lượng đủ nhỏ, các nguyên tử tạp chất sẽ bị ion hoá tạo nên các 
ion âm (nhận điện tử) và các lỗ trống tự do. Mô hình mạng tinh thể của chất bán dẫn 
tạp loại p cho trên hình 1.1c 
Mức năng lượng tạp chất loại p nằm sát đỉnh vùng hoá trị tạo cơ hội nhảy mức ào 
ạt cho các điện tử hoá trị và hình thành một cặp ion âm tạp chất (không tham gia dòng 
điện) và lỗ trống (là hạt nhận đa số) ; điện tử trong cơ chế này là hạt thiểu số. 
1.1.4. Chuyển tiếp p - n 
Bằng các biện pháp công nghệ đặc biệt người ta tạo ra được một vùng chuyển 
tiếp (tiếp xúc, hay mối nối) tính dẫn điện từ loại p sang loại n được gọi là một tiếp xúc 
công nghệ pn. Đây là một dạng tiếp xúc phi tuyến tính có tính chất dẫn điện không đối 
xứng theo hai chiều điện áp đặt vào: 
Hình 1.2. Ba chế độ cơ bản của tiếp xúc công nghệ pn 
a) Chưa có tác động ngoài; b) Phân cực thuận (mở); c) Phân cực ngược (khoá) 
Etx 
a) 
p n 
c) 
Etx 
Engoài 
p n 
+ 
Etx 
Engoài 
b) 
p n 
+ 
6 
a. Bình thường khi chưa có tác động của trường ngoài (hình 1.2a) hệ thống tiếp 
xúc pn ở trạng thái cân bằng và không có dòng điện qua nó. Các ion dương (bên n) và 
ion âm (bên p) tạo nên một điện trường cục bộ txE
hướng từ n sang p làm cân bằng 
giữa dòng điện khuếch tán (của các hạt dẫn đa số) do chênh lệch nồng độ và dòng điện 
gia tốc (của các hạt dẫn thiểu số) do điện trường nội bộ txE
. 
b. Khi tác động của ngoàiE
ngược chiều với txE
(chiều ngoàiE
hướng từ vùng p sang 
vùng n, xem hình 1.2b), trạng thái cân bằng cũng bị phá vỡ: dòng khuếch tán của các 
hạt đa số tăng mạnh (có giá trị lớn) và dòng gia tốc giảm tới 0. Ta nhận được một tiếp 
xúc pn phân cực thuận. 
c. Khi tác động của ngoàiE
cùng chiều với txE
(hướng trường ngoài từ vùng n sang 
vùng p, xem hình 1.2c), trạng thái cân bằng ban đầu bị phá vỡ, dòng khuếch tán bị cản 
tới giá trị 0, dòng gia tốc tăng lên nhưng không đáng kể vì do các hạt dẫn thiểu số có 
nồng độ rất nhỏ so với hạt dẫn đa số, dòng này nhanh tới một giá trị bão hoà (cỡ 10-7  
10
-9
 A). Ta nói trong trường hợp này tiếp xúc pn bị khoá (bị phân cực ngược) và qua 
nó chỉ có dòng điện ngược nhỏ chảy từ vùng n sang vùng p. 
Việc phân tích trên dẫn tới kết luận về tính chất dẫn điện không đối xứng của tiếp 
xúc p-n: khi bị khoá, dòng qua nó nhỏ trong khi điện áp đặt vào (hướng từ n sang p) có 
giá trị lớn, do đó tiếp xúc có điện trở tương đối lớn. Khi được mở, tiếp xúc dẫn điện tốt 
với đặc trưng dòng qua nó (chảy từ p sang n) lớn trong khi điện áp rơi trên nó nhỏ, có 
chiều từ p sang n. 
1.2. Điôt bán dẫn 
1.2.1. Cấu tạo 
Cấu tạo của một điôt (diode) bán dẫn bao gồm một tiếp xúc phi tuyến p-n và hai 
tiếp xúc tuyến tính (tiếp xúc Ommic) để lấy ra hai điện cực được gọi là anôt (từ vùng 
p) và catôt (từ vùng n), với ký hiệu quy ước cho trên hình 1.3a. 
1.2.2. Đặc tuyến vôn - ampe của điôt bán dẫn 
Đặc tính von ampe biểu thị quan hệ đồ thị giữa dòng điện chảy qua điôt và điện 
áp đặt giữa anôt (A) và catôt (K) của nó (hình 1.3b). 
7 
Ta có các nhận xét và chú ý sau đây đối với đặc tính hình 1.3b: 
Đặc tính có ba vùng rõ rệt: 
Vùng (1) điôt được phân cực thuận với đặc trưng dòng lớn, điện áp nhỏ, điện trở 
nhỏ. 
Trong vùng mở (1) đặc tính có hai vùng (a) dòng thuận còn rất nhỏ và tăng yếu 
và (b) dòng thuận đủ lớn tăng mạnh. Điểm điện áp giới hạn giữa hai vùng này gọi là 
ngưỡng điện áp mở của điôt (Umở). 
Với điôt có nguồn gốc từ vật liệu Silic Umở 0,7V, từ Gemani Umở = 0,3V. 
Vùng (2) điôt phân cực ngược (khoá) với đặc trưng dòng điện nhỏ, có giá trị Irò 
rất nhỏ (khoảng hàng chục A tới hàng chục mA) gần như không đổi, điện áp lớn 
(hàng chục tới hàng trăm V), điện trở lớn (hàng chục nghìn ). 
Vùng (3) dòng điện ngược tăng mạnh, điện trở nhỏ, điện áp gần như không đổi, 
được gọi là vùng bị đánh thủng. 
1.2.3. Phân loại 
Dựa vào tác dụng của điôt ta có các loại 
1.2.3.1. Điôt chỉnh lưu 
a. Công dụng, kí hiệu 
Điôt chỉnh lưu dùng để biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. 
Điôt chỉnh lưu được kí hiệu như trên hình 1.3a 
Hình 1.3. 
a) Kí hiệu điôt; b) Đặc tính của điôt 
p n 
Tiếp xúc phi tuyến 
Anôt (A) Catôt (K) 
a) 3 
U 
I 
b) 
Umở 
2 
1 
a 
b 
8 
b. Cấu tạo và đặc điểm 
Điôt chỉnh lưu có thể làm việc với cường độ dòng điện lớn, lớp chuyển tiếp p-n 
cần có tiết diện lớn. 
1.2.3.2. Điôt tách sóng 
a. Công dụng 
Điôt tách sóng là một loại điôt chỉnh lưu dùng để tách tín hiệu tần số thấp ra khỏi 
sóng mang cao tần. Điôt tách sóng được kí hiệu như trên hình 1.3a 
b. Đặc điểm 
Điôt tách sóng làm việc với các dòng điện nhỏ, nhưng tần số cao, nên lớp chuyển 
tiếp cần có thiết diện nhỏ để giảm điện dung của lớp chuyển tiếp p-n, thường dùng điôt 
tiếp điểm. 
1.2.3.3. Điôt Zêne 
a. Cấu tạo, kí hiệu và nguyên lí 
Ở điôt bán dẫn, khi U ngược đủ lớn, thì lớp chuyển tiếp bị đánh thủng: dòng điện 
ngược tăng nhanh, trong khi hiệu điện thế thay đổi ít. Nói chung, sau đó điôt bị hỏng. 
Tuy nhiên, bằng cách pha tạp đặc biệt, người ta đã chế tạo ra các điôt mà khi bị đánh 
thủng thì không bị hỏng. Đó là những điôt Zêne, được kí hiệu như trên hình 1.4a 
b. Đặc tuyến, hình 1.4b. 
c. Công dụng, hình 1.14c. 
Điôt Zêne được sử dụng ở phần điện thế ngược của đặc tuyến, ở khu vực đánh 
thủng. UZ ổn định chính là điện áp đặt lên tải R 
Hình 1.4. Điôt Zêne 
a) Kí hiệu; b) Đặc tuyến vôn-ampe; c) Một sơ đồ ổn áp dùng điôt Zêne 
UZ là hiệu điện thế đánh thủng của điôt Zêne. Ung là điện áp nguồn. Mạch ổn áp hoạt động khi Ung UZ. 
Ung
R
D
Rhc
c) 
+ 
0 
Uz 
I 
V 
b) 
a) 
9 
1.2.3.4. Điôt biến dung 
a. Cấu tạo, nguyên lí và kí hiệu 
Là lớp chuyển tiếp p-n được chế tạo đặc biệt, khi phân cực nghịch lớp chuyển 
tiếp đóng vai trò như một tụ điện, trong đó các mẫu bán dẫn ở hai phía của lớp chuyển 
tiếp đóng vai trò của hai bản tụ điện, còn lớp chuyển tiếp là chất cách điện của tụ điện. 
Điện dung của tụ điện này phụ thuộc hiệu điện thế đặt vào. Hình 1.5a là kí hiệu của 
điôt biến dung. 
b. Công dụng 
Điôt biến dung có thể dùng thay cho tụ biến đổi, được dùng nhiều trong lĩnh vực 
cao tần. Ví dụ hình 1.5b là điôt biến dung dùng trong mạch chọn sóng. 
1.2.3.5. Điôt phát quang 
a. Cấu tạo, nguyên lí và kí hiệu 
Điôt được chế tạo từ những vật liệu bán dẫn thích hợp, khi dòng điện thuận chạy 
qua điôt, ở lớp chuyển tiếp p-n có ánh sáng phát ra. Đó là điôt phát quang (LED). Màu 
sắc của ánh sáng phát ra phụ thuộc vào các chất bán dẫn làm điôt và cách pha tạp chất 
vào các chất bán dẫn đó. Hình dạng, kí hiệu của điôt phát quang như trên hình 1.6a, b. 
Hình 1.5. Điôt biến dung 
a) Kí hiệu; b)Sơ đồ nguyên tắc của mạch chọn sóng dùng điôt biến dung 
L
RE DC
C
a) b) 
Hình 1.6. Điôt phát quang. a) Hình dạng; b) Kí hiệu; c) LED bảy đoạn 
p 
b) 
n 
c) 
e a b c d f g 
a 
g 
d 
f b 
e c 
a) 
n p 
10 
b. Đặc điểm, công dụng 
Điôt phát quang tiêu thụ ít năng lượng, bền, được dùng làm các bộ hiển thị, đèn 
báo, trong các màn hình quảng cáo, đèn trang trí và thắp sáng 
Lade (laser) bán dẫn cũng hoạt động trên cơ sở sự phát quang của lớp chuyển tiếp 
p-n. 
c. LED bảy đoạn 
LED bảy đoạn có loại anôt chung (như hình 1.6c) và loại catôt chung. Hiện nay 
LED bảy đoạn được dùng nhiều trong các thiết bị chỉ thị số. 
LED bảy đoạn là tập hợp 7 LED được chế tạo dạng thanh dài sắp xếp như hình 
1.6c và được ký hiệu bằng bảy chữ cái là a,b,c,d,e,f và g. Phần phụ của đèn là một 
chấm sáng (P) để chỉ dấu phẩy thập phân. LED bảy đoạn được điều khiển bằng các loại 
IC giải mã như IC 7447, 7448 họ TTL hay 4511, 4513 họ CMOS. 
1.2.3.6. Phôtôđiôt 
a. Cấu tạo, nguyên lí và kí hiệu 
Ánh sáng có bước sóng thích hợp chiếu vào lớp chuyển tiếp p-n tạo thêm các cặp 
electron-lỗ trống. Do đó, nếu điôt mắc vào hiệu điện thế ngược, thì dòng ngược qua lớp 
chuyển tiếp p-n tăng lên rõ rệt khi có ánh sáng. Ánh sáng càng mạnh thì cường độ dòng 
điện càng lớn. Người ta ứng dụng điều này để chế tạo ra phôtôđiôt (hay điôt quang), 
được kí hiệu như trên hình 1.7a 
b. Công dụng 
Phôtôđiôt dùng làm cảm biến ánh sáng, mạch điện nguyên tắc như hình 1.7b 
Ngoài các loại điôt nói trên, trong kĩ thuật, người ta còn sử dụng một số điôt có 
tính chất đặc biệt khác. 
Hình 1.7. Phôtôđiôt 
a) Kí hiệu; b) Mạch điện nguyên tắc 
b) a) 
E 
R 
11 
1.3. Tranzito lưỡng cực (tranzito hai mối nối - BJT) 
1.3.1. Cấu tạo của tranzito lưỡng cực 
Tranzito (transistor) lưỡng cực (thường gọi tắt là tranzito) là một hệ thống gồm 
ba lớp bán dẫn tạp chất cho tiếp xúc công nghệ xen kẽ nhau, do đó hình thành một hệ 
gồm hai tiếp xúc p-n phi tuyến tính (hình 1.8a,b) rất gần nhau, kết hợp với ba tiếp xúc 
tuyến tính để đưa ra 3 điện cực được gọi lần lượt là emitơ (cực phát) bazơ (cực gốc) và 
colectơ (cực góp) viết tắt là cực E, B, C tương ứng. Có hai kết cấu đặc trưng là dạng 
pnp (hình 1.8a) và dạng npn (hình 1.8b) với các ký hiệu quy ước trên hình 1.8c,d tương 
ứng. Như vậy có thể mô tả một cách quy ước tranzito bao gồm hai điôt DEB và DCB 
mắc đối nhau với ba cực ra E, B, C (hình 3.8e,f). 
1.3.2. Nguyên tắc hoạt động của tranzito 
Để mô tả hoạt động của tranzito, ta lấy tranzito lại pnp làm ví dụ. Sự hoạt động 
của tranz ...  hiểu 
47uF
1000uF
4
.7
100uF
4.7uF
0
.2
2
100uF
47uF
1
0
0
220uF
VT_A 
12 
13 
4 
14 
3 
2 
1 
6 
7 5 
8 
11 
10 
9 
Audio Muting 
In 
Hình 2. IC LA4440. a) Mạch điện nguyên tắc; b) Mạch in 
194 
- Linh kiện nối với các chân của IC 
- Chân cấp nguồn 
- Chân nối ra loa 
- Chân đưa tín hiệu vào 
3.2. Thi công mạch điện LA4440 
- Nhận bộ linh kiện từ giáo viên hướng dẫn 
- Cắm đầy đủ linh kiện vào mạch in LA4440 (hình 2b) 
- Đề nghị giáo viên hướng dẫn kiểm tra, khi được phép thực hiện hàn chân linh 
kiện vào mạch. 
3.3. Lắp đặt board mạch LA4440 vào hộp máy 
a. Lắp tản nhiệt cho IC 
b. Chọn vị trí thích hợp lắp đặt board mạch vào hộp máy 
c. Kết nối nguồn cung cấp cho board mạch 
d. Kết nối biến trở âm lượng (RV3 ở hình 3) với board mạch. 
e. Vẽ sơ đồ khối mạch điện đã lắp đặt trong hộp máy vào báo cáo thực hành: 
- Mạch điện gồm khối nguồn, khối công suất và biến trở âm lượng 
- Đường cung cấp nguồn 
- Đường đi của tín hiệu 
3.4. Chạy thử mạch điện LA4440 
a. Kiểm tra kĩ và báo cáo với giáo viên hướng dẫn kết quả bước 3.3a, b, c và d. 
b. Khi được sự cho phép của giáo viên hướng dẫn, thực hiện đóng điện để chạy 
thử board mạch LA4440. 
3.5. Kết quả 
Giáo viên hướng dẫn thu nhận và đánh giá lần 2: 
a. Báo cáo thực hành với nội dung của mục 3.3e 
b. Hộp máy đã lắp đặt, kết nối thành công mạch nguồn và mạch LA4440 
3.6. Chuẩn bị bài ở nhà cho buổi học sau: 
Tìm hiểu nội dung bài 4: Mạch khuếch đại dùng BJT và mạch điều chỉnh âm sắc 
kiểu suy giảm. 
195 
Bài 4: Mạch khuếch đại dùng BJT và mạch âm sắc 
4.1. Tìm hiểu sơ đồ nguyên lí của mạch khuếch đại MIC dùng BJT C1815 và 
mạch điều chỉnh âm sắc kiểu suy giảm: 
Từ hình 3, tìm hiểu: 
a. Mạch khuếch đại MIC 
- Cung cấp điện DC cho BJT 
- Ngõ vào và ngõ ra của tín hiệu 
b. Mạch điều chỉnh âm sắc 
- Tác dụng của RV1 và RV2 
- Ngõ vào và ngõ ra của tín hiệu 
4.2. Thi công mạch điện 
a. Nhận board mạch và bộ linh kiện từ giáo viên hướng dẫn 
b. Cắm đầy đủ linh kiện vào mạch trên board mạch 
c. Ghi nhận vị trí nối: nguồn cung cấp, tín hiệu vào và tín hiệu ra 
d. Đề nghị giáo viên hướng dẫn kiểm tra, khi được phép thực hiện hàn chân linh 
kiện vào mạch. 
4.3. Lắp đặt board mạch vào hộp máy 
a. Chọn vị trí thích hợp lắp đặt board mạch vào hộp máy 
b. Kết nối nguồn cung cấp cho board mạch 
100K
RV2
C1815
15K
To LA4440
VT_B
C9
Out
680K
472
10uF
1.2K
1.2K
100K
RV1
100uF
100K
RV3
4.7uF 104
103
1uF
222
4.7K
10K
In
470
Hình 3. Sơ đồ mạch MIC và mạch điều chỉnh âm sắc kiểu suy giảm 
196 
c. Kết nối ngõ ra tín hiệu của board mạch với biến trở âm lượng RV3. 
d. Kết nối ngõ MIC với ngõ vào tín hiệu của board mạch 
e. Vẽ sơ đồ khối mạch điện đã lắp đặt trong hộp máy vào báo cáo thực hành: 
- Mạch điện gồm khối nguồn, khối công suất, biến trở âm lượng, mạch điều chỉnh 
âm sắc và mạch khuếch đại MIC 
- Đường cung cấp nguồn 
- Đường đi của tín hiệu 
4.4. Chạy thử mạch điện 
a. Kiểm tra kĩ và báo cáo với giáo viên hướng dẫn kết quả bước 4.3a, b, c và d. 
b. Khi được sự cho phép của giáo viên hướng dẫn, thực hiện đóng điện để chạy 
thử mạch điện đã lắp đặt (máy tăng âm công suất nhỏ). 
c. Đo điện áp ở các chân của BJT C1815 ghi nhận kết quả vào báo cáo thực hành 
theo mẫu ở bảng 2 
Bảng 2: Giá trị điện áp tại các chân BJT 
 Vị trí đo 
Kết quả 
Nguồn 
cung cấp 
Chân E Chân B Chân C 
Đại lượng cần đo 
Thang đo đồng hồ 
Giá trị đo 
4.5. Kết quả 
Giáo viên hướng dẫn thu nhận và đánh giá lần 3: 
a. Báo cáo thực hành với nội dung của mục 4.3e và 4.4c 
b. Hộp máy đã lắp đặt, kết nối thành công máy tăng âm. 
4.6. Chuẩn bị bài ở nhà cho buổi học sau: 
Tìm hiểu nội dung bài 5: Máy thu thanh. 
Bài 5: Máy thu thanh 
5.1. Thiết bị thực hành: 
01 Radio cassette còn chạy được 
5.2. Nội dung tự tìm hiểu: 
197 
a. Sơ đồ khối chức năng; 
b. Sơ đồ nguyên lí; 
5.3. Nội dung thực hành: 
5.3.1. Tìm các núm chức năng của máy và hiểu công dụng của chúng. Ghi nhận 
kết quả vào báo cáo thực hành theo mẫu ở bảng 3: 
Bảng 3: Tên và công dụng các núm chức năng 
Stt Tên núm chức năng Công dụng 
5.3.2. Thực hiện và trình bày vào báo cáo thực hành các bước để: 
a. Thu được một đài ở băng sóng cực ngắn 
b. Thu được một đài ở băng sóng ngắn. 
c. Tăng/giảm âm lượng 
d. Tăng/giảm âm trầm 
e. Tăng/giảm âm bổng 
5.4. Kết quả: 
Các nhóm hoàn thành báo cáo thực hành với nội dung của mục 5.3.1 và mục 
5.3.2, nộp tại giáo viên hướng dẫn 
5.5. Chuẩn bị bài ở nhà cho buổi học sau: 
Tìm hiểu nội dung bài 6: Máy thu hình đen trắng. 
Bài 6: Máy thu hình đen trắng 
6.1. Thiết bị thực hành: 
01 tivi đen trắng còn chạy được 
6.2. Nội dung tự tìm hiểu: 
6.2.1. Sơ đồ khối chức năng; 
6.2.2. Sơ đồ nguyên lí. 
6.3. Nội dung thực hành: 
6.3.1. Tìm các ngõ đầu vào của máy và hiểu công dụng của chúng, ghi nhận kết 
quả vào báo cáo thực hành theo mẫu ở bảng 4. 
Bảng 4: Tên và công dụng các ngõ đầu vào 
198 
Stt Tên ngõ đầu vào Công dụng 
6.3.2. Tìm các ngõ đầu ra của máy và hiểu công dụng của chúng, ghi nhận kết 
quả vào báo cáo thực hành theo mẫu ở bảng 5. 
Bảng 5: Tên và công dụng các ngõ đầu ra 
Stt Tên ngõ đầu ra Công dụng 
6.3.3. Tìm các núm chức năng của máy và hiểu công dụng của chúng, ghi nhận 
kết quả vào báo cáo thực hành theo mẫu ở bảng 6. 
Bảng 6: Tên và công dụng của các núm chức năng 
Stt Tên núm chức năng Công dụng 
6.3.4. Thực hiện và trình bày vào báo cáo thực hành các bước để: 
a. Thu được một chương trình truyền hình. 
b. Thay đổi tần số dao động ngang. 
c Thay đổi tần số dao động dọc. 
d. Tăng/giảm độ sáng. 
e. Tăng/giảm độ tương phản. 
g. Tăng/giảm âm lượng. 
6.3.5. Quan sát máy thu hình khi không có lái tia ngang; khi không có lái tia dọc. 
Ghi nhận kết quả vào báo cáo thực hành 
6.4. Kết quả: 
Các nhóm hoàn thành báo cáo thực hành với nội dung của mục 6.3, nộp tại giáo 
viên hướng dẫn. 
6.5. Chuẩn bị bài ở nhà cho buổi học sau: 
Tìm hiểu nội dung bài 7: Máy thu hình màu. 
199 
Bài 7: Máy thu hình màu 
7.1. Thiết bị thực hành: 
02 tivi màu còn chạy được; lớp mang theo đầu DVD, máy tính xách tay 
7.2. Nội dung tự tìm hiểu: 
Sơ đồ khối chức năng 
Nguyên lí làm việc 
7.3. Nội dung thực hành: 
7.3.1. Tìm các ngõ đầu vào của máy và hiểu công dụng của chúng, ghi nhận kết 
quả vào báo cáo thực hành theo mẫu ở bảng 7. 
Bảng 7: Tên và công dụng của các ngõ đầu vào 
Stt Tên ngõ đầu vào Công dụng 
7.3.2. Tìm các ngõ đầu ra của máy và hiểu công dụng của chúng, ghi nhận kết 
quả vào báo cáo thực hành theo mẫu ở bảng 8. 
Bảng 8: Tên và công dụng của các ngõ đầu ra 
Stt Tên ngõ đầu ra Công dụng 
7.3.3. Tìm các nút chức năng của máy và hiểu công dụng của chúng, ghi nhận kết 
quả vào báo cáo thực hành theo mẫu ở bảng 9. 
Bảng 9: Tên và công dụng của các nút chức năng 
Stt Tên nút chức năng Công dụng 
7.3.4. Thực hiện và trình bày vào báo cáo thực hành các bước thực hiện, kết quả 
thực hiện để: 
a. Thu được một chương trình truyền hình. 
d. Tăng/giảm độ sáng. 
e. Tăng/giảm độ tương phản. 
g. Tăng/giảm âm lượng. 
200 
7.3.5. Thực hiện kết nối, vận hành hệ thống đầu DVD - Tivi; hệ thống máy tính - 
Tivi và trình bày vào báo cáo thực hành kết quả các bước kết nối, vận hành đã thực 
hiện. 
7.4. Kết quả: 
Các nhóm hoàn thành báo cáo thực hành với nội dung của mục 7.3, nộp tại giáo 
viên hướng dẫn 
7.5. Chuẩn bị bài ở nhà cho buổi học sau: 
Tìm hiểu nội dung bài 8: Dao động kí điện tử. 
Bài 8: Dao động kí điện tử 
8.1. Thiết bị thực hành: 
01 dao động kí điện tử, 01 bộ thực hành mạch chỉnh lưu bán dẫn. 
8.2. Nội dung tự tìm hiểu: 
Cấu tạo, nguyên lí làm việc của dao động kí điện tử 
Mạch chỉnh lưu. 
8.3. Nội dung thực hành: 
8.3.1. Tìm các nút chức năng của dao động kí và hiểu công dụng của chúng, ghi 
nhận kết quả vào báo cáo thực hành theo mẫu ở bảng 10. 
Bảng 10: Tên và công dụng của các nút chức năng 
Stt Tên nút chức năng Công dụng 
8.3.2. Thực hiện và trình bày vào báo cáo thực hành (Bảng 11) các bước và kết 
quả thực hiện để: 
- Khảo sát dạng sóng điện tại điểm A của mạch điện hình 4 
Hình 4. Mạch chỉnh lưu nữa chu kì 
6V
220V
B
Rt
D A 
201 
- Khảo sát dạng sóng điện tại điểm B của mạch điện hình 5 
- Khảo sát dạng sóng điện tại điểm E của mạch điện hình 6. 
8.4. Kết quả: 
Các nhóm hoàn thành báo cáo thực hành với nội dung của mục 8.3, nộp tại giáo 
viên hướng dẫn 
Bảng 11: Khảo sát dạng sóng mạch chỉnh lưu 
Điểm khảo sát Các bước thực hiện Dạng sóng 
6V
220V
B
RtC
D
Hình 5. Mạch chỉnh lưu nữa chu kì có tụ lọc 
+-
220V
C
E
Rt
6V
Hình 6. Mạch chỉnh lưu cầu có tụ lọc 
202 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] Nguyễn Thế Khôi (Chủ biên), Hồ Tuấn Hùng (2007), Điện tử học, NXB Đại 
học Sư phạm, Hà Nội. 
[2] Nguyễn Văn Ninh, Hoàng Cao Tân (2000), Vật lí kĩ thuật I, NXB Giáo dục, 
Hà Nội. 
[3] Nguyễn Văn Ninh, Hoàng Cao Tân (2000), Vật lí kĩ thuật II, NXB Giáo dục, 
Hà Nội. 
 [4] Nguyễn Kim Giao, Lê Xuân Thế (2000), Kĩ thuật điện tử 1, NXB Giáo dục, 
Hà Nội. 
[5] Nguyễn Kim Giao, Lê Xuân Thế (2000), Kĩ thuật điện tử 2, NXB Giáo dục, 
Hà Nội. 
[6] Trần Văn Thịnh (2005), Kĩ thuật điện tử, NXB Đại học Sư phạm, Hà Nội. 
203 
MỤC LỤC 
LỜI NÓI ĐẦU ................................................................................................................. 1 
PHẦN LÍ THUYẾT ......................................................................................................... 2 
Chương 1. LINH KIỆN BÁN DẪN................................................................................. 3 
1.1. Chất bán dẫn .......................................................................................................... 3 
1.2. Điôt bán dẫn .......................................................................................................... 6 
1.3. Tranzito lưỡng cực (BJT) .................................................................................... 11 
1.4. Tranzito trường (FET) ......................................................................................... 17 
1.5. Tirixto .................................................................................................................. 23 
1.6. Triac .................................................................................................................... 24 
1.7. Mạch vi điện tử ................................................................................................... 25 
Chương 2. KHUẾCH ĐẠI ............................................................................................. 30 
2.1. Khái niệm chung về khuếch đại .......................................................................... 30 
2.2. Các mạch khuếch đại dùng BJT .......................................................................... 36 
2.3. Nối tầng khuếch đại ............................................................................................ 51 
2.4. Vi mạch khuếch đại thuật toán ............................................................................ 56 
Chương 3. MẠCH DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ .................................................................. 64 
3.1. Dao động riêng .................................................................................................... 64 
3.2. Dao động cưỡng bức ........................................................................................... 67 
3.3. Các mạch liên kết ................................................................................................ 73 
Chương 4. TẠO DAO ĐỘNG VÀ BIẾN ĐỔI DAO ĐỘNG ĐIỆN TỪ ....................... 79 
4.1. Máy phát dao động điều hòa dùng hệ tự dao động gần với hệ bảo toàn tuyến tính ..... 79 
4.2. Máy phát dao động không điều hòa .................................................................... 84 
4.3. Điều biến tín hiệu ................................................................................................ 95 
4.4. Tách sóng .......................................................................................................... 100 
4.5. Đổi tần ............................................................................................................... 109 
Chương 5. CƠ SỞ ĐIỆN TỬ SỐ ................................................................................. 113 
5.1. Hệ đếm trong kĩ thuật số ................................................................................... 113 
5.2. Cơ sở đại số logic .............................................................................................. 120 
5.3. Các cổng logic cơ bản ....................................................................................... 131 
204 
5.4. Các cổng đa chức năng thông dụng .................................................................. 134 
5.5. Các vi mạch logic thông dụng........................................................................... 138 
5.6. Mạch Trigơ ........................................................................................................ 145 
5.7. Biến đổi số tương tự và biến đổi tương tự số .................................................... 151 
Chương 6. CÁC HỆ THỐNG ỨNG DỤNG KĨ THUẬT ĐIỆN TỬ ........................... 154 
6.1. Nguyên lí thông tin liên lạc ............................................................................... 154 
6.2. Máy thu thanh ................................................................................................... 156 
6.3. Nguyên lí truyền hình ....................................................................................... 162 
6.4. Nguyên lí truyền hình màu ................................................................................ 172 
6.5. Đại cương về máy vi tính .................................................................................. 181 
6.6. Đại cương về dao động kí điện tử (Oscilloscope) ............................................. 186 
PHẦN THỰC HÀNH .................................................................................................. 190 
Bài 1: Mở đầu ........................................................................................................... 191 
Bài 2: Mạch nguồn ................................................................................................... 192 
Bài 3: Khuếch đại dùng IC ....................................................................................... 193 
Bài 4: Mạch khuếch đại dùng BJT và mạch âm sắc ................................................ 195 
Bài 5: Máy thu thanh ................................................................................................ 196 
Bài 6: Máy thu hình đen trắng ................................................................................. 197 
Bài 7: Máy thu hình màu .......................................................................................... 199 
Bài 8: Dao động kí điện tử ....................................................................................... 200 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................ 202 
MỤC LỤC .................................................................................................................... 203 

File đính kèm:

  • pdfbai_giang_dien_tu_hoc_truong_van_thanh.pdf