Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Trần Thanh Toàn
Bài 1 :
CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
1.1 ĐIỆN TRỞ
1.1.1 Khái niệm
Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật
thể dẫn điện. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với
cường độ dòng điện đi qua nó:
trong đó:
U : là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V).
I : là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ămpe (A).
R : là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω
1.1.2 cấu tạo điện trở
Điện trở có các loại cơ bản : điện trở không phải dây quấn và điện trở dây quấn ,
điện trở nhiệt
a. Điện trở không phải dây quấn
Điện trở thường làm bằng hỗn hợp than hoặc kim loại trộn với chất kết dính rồi đem
ép lại , vỏ được phủ lớp sơn than hay hỗn hợp kim loại trên một lõi sứ . Hai đầu có dây
ra .
Điện trở không phải dây quấn có hai loại : trị số cố định và trị số biến đổi (chiết áp)
Tóm tắt nội dung tài liệu: Bài giảng Kỹ thuật điện tử - Trần Thanh Toàn
Trường Cao đẳng nghề Đồng Tháp Khoa Công nghệ thông tin Bài giảng áp dụng cho lớp TKL12 và TKL13: KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ GVHD: Trần Thanh Toàn Lưu hành nội bộ ĐỒNG THÁP, 2014 Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 2 Mục lục: Bài 1 : .............................................................................................................................................. 5 CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ .......................................................................................................... 5 1.1 ĐIỆN TRỞ ............................................................................................................................ 5 1.1.1 Khái niệm ...................................................................................................................... 5 1.1.2 cấu tạo điện trở ............................................................................................................... 5 1.1.3 Những thông số cơ bản của điện trở .............................................................................. 6 1.1.4 Kí hiệu và ghi nhãn điện trở........................................................................................... 7 1.2 TỤ ĐIỆN .............................................................................................................................. 8 1.2.1 Cấu tạo ........................................................................................................................... 8 1.2.2 Những thông số cơ bản của tụ điện ................................................................................ 8 1.2.3 Kí hiệu và phân loại ....................................................................................................... 9 1.3. CUỘN CẢM VÀ BIẾN ÁP ............................................................................................... 11 1.3.1 Cuộn cảm .................................................................................................................... 11 1.3.2 Những thông số cơ bản của cuộn cảm ......................................................................... 11 b. Điện kháng ( cảm kháng) : ................................................................................................ 11 1.3.3 Phân loại và ứng dụng .................................................................................................. 12 1.4 Biến Áp ............................................................................................................................... 12 1.4.1 Biến áp cảm ứng ......................................................................................................... 12 1.4.2 Biến áp trung tần .......................................................................................................... 13 1.4.3 Biến áp âm tần ............................................................................................................. 13 Bài 2: ............................................................................................................................................. 15 CHẤT BÁN DẪN VÀ LINH KIỆN TÍCH CỰC ......................................................................... 15 2.1 Chất bán dẫn ....................................................................................................................... 15 2.1.1 Chất bán dẫn là gì ? ..................................................................................................... 15 2.1.2 Chất bán dẫn loại N..................................................................................................... 16 2.1.3 Chất bán dẫn loại P ..................................................................................................... 16 2.2. Diode (Đi ốt) Bán dẫn ........................................................................................................ 17 2.2.1 Tiếp giáp P - N và Cấu tạo của Diode bán dẫn. ........................................................... 17 2.2.2 Phân cực thuận cho Diode. ......................................................................................... 18 2.2.3 Ứng dụng của Diode bán dẫn . ..................................................................................... 19 2.2.4 Các loại Diode............................................................................................................. 19 2.3 Giới thiệu về Transistor ..................................................................................................... 23 2.3.1 Cấu tạo của Transistor. ( Bóng bán dẫn ) ..................................................................... 23 Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 3 2.3.2 Nguyên tắc hoạt động của Transistor. ......................................................................... 24 2.3.3 Ký hiệu và hình dạng của Transistor ........................................................................... 26 2.3.3.1 Ký hiệu & hình dáng Transistor .................................................................................. 26 2.3.3.2 Ký hiệu ( trên thân Transistor ) ............................................................................... 26 2.3.4 Các thông số kỹ thuật của Transistor .......................................................................... 27 2.3.5 Phân cực cho Transistor .............................................................................................. 27 2.3.5.1 Cấp điện cho Transistor ( Vcc - điện áp cung cấp ) .................................................. 27 2.4. Mosfet ............................................................................................................................... 31 2.4.1. Giới thiệu về Mosfet ................................................................................................... 31 2.4.2. Cấu tạo và ký hiệu của Mosfet. ................................................................................... 32 2.4.3. Nguyên tắc hoạt động của Mosfet .............................................................................. 33 2.4.4. Phân cực ...................................................................................................................... 35 2.4.5. Ứng dung của Mosfet trong thực tế ............................................................................ 36 2.5 Tranzito trường JFET .......................................................................................................... 37 2.5.1. Cấu tạo ........................................................................................................................ 38 2.5.2. Cơ bản về hoạt động của JFET ................................................................................... 38 2.5.3 Đặc điểm hoạt động JFET............................................................................................ 38 2.5.4 Phân cực cố định: ......................................................................................................... 39 2.5.4.2 Phân cực tự động: ............................................................................................................. 40 Bài 3: ............................................................................................................................................. 43 MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ ..................................................................................... 43 3.1. Các tham số h của transistor .............................................................................................. 43 3.2. Mạch khuếch đại cực phát chung ....................................................................................... 43 3.3. Mạch khuếch đại cực thu chung ........................................................................................ 44 3.4. Mạch khuếch đại cực nền chung ........................................................................................ 45 Bài 4: ............................................................................................................................................. 47 MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT ......................................................................................... 47 4.1 Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo ................................................................................... 47 4.2 Mạch OCL .......................................................................................................................... 47 4.2 Mạch OTL ........................................................................................................................... 49 a. Sơ đồ mạch điện: ............................................................................................................... 49 b. Nguyên lý hoạt động ......................................................................................................... 50 Bài 5: ............................................................................................................................................. 59 MẠCH KHUẾCH ĐẠI VI SAI .................................................................................................... 59 Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 4 5.1 Mạch khuyếch đại vi sai: (differential amplifier) ............................................................... 59 5.1.1 Dạng mạch căn bản: ..................................................................................................... 59 5.1.2 Mạch phân cực: ............................................................................................................ 61 5.1.3 Khảo sát thông số của mạch: ....................................................................................... 61 5.2 Mạch khuếch đại thuật toán ................................................................................................ 64 5.2.1 Cấu tạo ......................................................................................................................... 64 5.2.2 Các tham số của KĐTT ................................................................................................ 67 5.2.3 Các sơ đồ mắc cơ bản của KĐTT ................................................................................ 70 5.2.4 Các sơ đồ khuếch đại không đảo. ................................................................................ 72 5.2.5 Mạch cộng và mạch trừ. .............................................................................................. 75 5.2.6 Mạch vi phân và mạch tích phân. ............................................................................... 81 5.2.7 Mạch so sánh tương tự. ................................................................................................ 83 Bài 6 .............................................................................................................................................. 90 THYRISTOR ................................................................................................................................ 90 6.1 Thyristor - SCR (Đi ốt có điều khiển) ................................................................................ 90 6.1.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của Thyristor ........................................................... 90 6.1.2 Ứng dụng của Thyristor ............................................................................................... 92 6.2 Triac .................................................................................................................................... 92 6.2.1. Cấu tạo của triac: ........................................................................................................ 92 6.2.2. Nguyên lý làm việc: .................................................................................................... 93 6.3 Diac ..................................................................................................................................... 94 Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 5 Bài 1 : CÁC LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 1.1 ĐIỆN TRỞ 1.1.1 Khái niệm Điện trở là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của một vật thể dẫn điện. Nó được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó: trong đó: U : là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V). I : là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ămpe (A). R : là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω 1.1.2 cấu tạo điện trở Điện trở có các loại cơ bản : điện trở không phải dây quấn và điện trở dây quấn , điện trở nhiệt a. Điện trở không phải dây quấn Điện trở thường làm bằng hỗn hợp than hoặc kim loại trộn với chất kết dính rồi đem ép lại , vỏ được phủ lớp sơn than hay hỗn hợp kim loại trên một lõi sứ . Hai đầu có dây ra . Điện trở không phải dây quấn có hai loại : trị số cố định và trị số biến đổi (chiết áp) Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 6 b. Điện trở dây quấn Điện trở dây quấn có lõi bằng sứ và dây quấn là loại hợp kim có điện trở lớn (nicron,mangnin)hai đầu cũng có dây dẫn và bên ngoài thường được bọc bằng một lớp nien ailicát để bảo vệ . Điện trở dây quấn có hai loại : trị số cố định và chiết áp dây quấn . c. Điện trở nhiệt Có hai loại : - Hệ số nhiệt dương khi nhiệt độ tăng thì giá trị điện trở tăng . - Hệ số nhiệt âm khi nhiệt độ tăng thì giá trị điện trở giảm . Các loại này thường dùng trong các mạch làm việc ổn định với nhiệt độ như mạch khuếch đại công suất âm tầng . 1.1.3 Những thông số cơ bản của điện trở a. Điện trở danh định Trên điện trở không ghi giá trị thực của điện trở mà chỉ ghi giá trị gần đúng , làm tròn , đó là điện trở danh định . Đơn vị điện trở : ôm(Ω),kilôôm(KΩ),mêgaôm(MΩ),gigaôm(GΩ) 1GΩ = 1000 MΩ =1000.000 KΩ = 1000.000.000 Ω b. Sai số Điện trở danh định không hoàn toàn đúng mà có sai số . Sai số tính theo phần trăm (%) và chia thành ba cấp chính xác : cấp I có sai số +-5% , cấp II là +-10% , cấp III là +-20%. c. Công suất định mức Công suất định mức là công suất tổn hao lơn nhất mà điện trở chịu được một thời gian dài làm việc mà không ảnh hưởng đến trị số của điện trở . Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 7 d. Hệ số nhiệt của điện trở Khi nhiệt độ làm việc thay đổi thì trị số điện trở cũng thay đổi . Sự thay đổi trị số tương đối khi nhiệt độ thay đổi 1°C gọi là hệ số nhiệt của điện trở . Khi tăng 1°C trị số tăng khoảng 0.2%( trừ loại điện trở nhiệt) 1.1.4 Kí hiệu và ghi nhãn điện trở a. Kí hiệu : R b. Ghi nhãn : Điện trở ghi bằng số : Giá trị ghi bằng số , sai số đựơc ghi bằng % hoặc kí hiệu : M= 5% ; J =15% ; P =20% Ngoài ra các kí hiệu công suất , hãng sản xuất có hoặc không được ghi. Điện trở ghi bằng vòng màu : Qui ước giá trị các màu : Màu Trị số Sai số Đen 1 Nâu 2 Đỏ 3 Cam 4 Vàng 5 Xanh lục 6 Tím 7 Xám 8 Trắng 9 Nhũ vàng 5% Nhũ bạc 10% Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 8 Cách đọc : đọc bắt đầu vòng màu sát chân điện trở ( không phải vòng màu nhũ) ... t; qua R hạn dòng => qua mối BE về cực (-) tạo thành dòng IB Ngay khi dòng IB xuất hiện => lập tức cũng có dòng IC chạy qua mối CE làm bóng đèn phát sáng, và dòng IC mạnh gấp nhiều lần dòng IB Như vậy rõ ràng dòng IC hoàn toàn phụ thuộc vào dòng IB và phụ thuộc theo một công thức . IC = β.IB Trong đó IC là dòng chạy qua mối CE IB là dòng chạy qua mối BE β là hệ số khuyếch đại của Transistor Giải thích : Khi có điện áp UCE nhưng các điện tử và lỗ trống không thể vượt qua mối tiếp giáp P-N để tạo thành dòng điện, khi xuất hiện dòng IBE do lớp bán dẫn P tại cực B rất mỏng và nồng độ pha tạp thấp, vì vậy số điện tử tự do từ lớp bán dẫn N ( cực E ) vượt qua tiếp giáp sang lớp bán dẫn P( cực B ) lớn hơn số lượng lỗ trống rất nhiều, một phần nhỏ trong số các điện tử đó thế vào lỗ trống tạo thành dòng IB còn phần lớn số điện tử bị hút về phía cực C dưới tác dụng của điện áp UCE => tạo thành dòng ICE chạy qua Transistor. Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 26 Xét hoạt động của Transistor PNP . Sự hoạt động của Transistor PNP hoàn toàn tương tự Transistor NPN nhưng cực tính của các nguồn điện UCE và UBE ngược lại . Dòng IC đi từ E sang C còn dòng IB đi từ E sang B. 2.3.3 Ký hiệu và hình dạng của Transistor 2.3.3.1 Ký hiệu & hình dáng Transistor . Ký hiệu của Transistor Transistor công xuất nhỏ Transistor công xuất lớn 2.3.3.2 Ký hiệu ( trên thân Transistor ) Hiện nay trên thị trường có nhiều loại Transistor của nhiều nước sản xuất nhưng thông dụng nhất là các transistor của Nhật bản, Mỹ và Trung quốc. Transistor Nhật bản : thường ký hiệu là A..., B..., C..., D... Ví dụ A564, B733, C828, D1555 trong đó các Transistor ký hiệu là A và B là Transistor thuận PNP Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 27 còn ký hiệu là C và D là Transistor ngược NPN. các Transistor A và C thường có công xuất nhỏ và tần số làm việc cao còn các Transistor B và D thường có công xuất lớn và tần số làm việc thấp hơn. Transistor do Mỹ sản xuất. thường ký hiệu là 2N... ví dụ 2N3055, 2N4073 vv... Transistor do Trung quốc sản xuất : Bắt đầu bằng số 3, tiếp theo là hai chũ cái. Chữ cái thức nhất cho biết loại bóng : Chữ A và B là bóng thuận , chữ C và D là bòng ngược, chữ thứ hai cho biết đặc điểm : X và P là bòng âm tần, A và G là bóng cao tần. Các chữ số ở sau chỉ thứ tự sản phẩm. Thí dụ : 3CP25 , 3AP20 vv.. 2.3.4 Các thông số kỹ thuật của Transistor Dòng điện cực đại : Là dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới hạn này Transistor sẽ bị hỏng. Điện áp cực đại : Là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE , vượt qua điện áp giới hạn này Transistor sẽ bị đánh thủng. Tấn số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt quá tần số này thì độ khuyếch đại của Transistor bị giảm . Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán một công xuất P = UCE . ICE nếu công xuất này vượt quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor sẽ bị hỏng . 2.3.5 Phân cực cho Transistor 2.3.5.1 Cấp điện cho Transistor ( Vcc - điện áp cung cấp ) Để sử dụng Transistor trong mạch ta cần phải cấp cho nó một nguồn điện, tuỳ theo mục đích sử dụng mà nguồn điện được cấp trực tiếp vào Transistor hay đi qua điện Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 28 trở, cuộn dây v v... nguồn điện Vcc cho Transistor được quy ước là nguồn cấp cho cực CE. Cấp nguồn Vcc cho Transistor ngược và thuận Ta thấy rằng : Nếu Transistor là ngược NPN thì Vcc phải là nguồn dương (+), nếu Transistor là thuận PNP thì Vcc là nguồn âm (-) 2.3.5.2 Phân cực ( phân cực ) cho Transistor . Phân cực : là cấp một nguồn điện vào chân B ( qua trở phân cực) để đặt Transistor vào trạng thái sẵn sàng hoạt động, sẵn sàng khuyếch đại các tín hiệu cho dù rất nhỏ. Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 29 Tại sao phải phân cực cho Transistor nó mới sẵn sàng hoạt động ? : Để hiếu được điều này ta hãy xét hai sơ đồ trên : Ở trên là hai mạch sử dụng transistor để khuyếch đại tín hiệu, một mạch chân B không được phân cực và một mạch chân B được phân cực thông qua Rđt. Các nguồn tín hiệu đưa vào khuyếch đại thường có biên độ rất nhỏ ( từ 0,05V đến 0,5V ) khi đưa vào chân B( đèn chưa có phân cực) các tín hiệu này không đủ để tạo ra dòng IBE ( đặc điểm mối P-N phaỉ có 0,6V mới có dòng chạy qua ) => vì vậy cũng không có dòng ICE => sụt áp trên Rg = 0V và điện áp ra chân C = Vcc Ở sơ đồ thứ 2 , Transistor có Rđt phân cực => có dòng IBE, khi đưa tín hiệu nhỏ vào chân B => làm cho dòng IBE tăng hoặc giảm => dòng ICE cũng tăng hoặc giảm , sụt áp trên Rg cũng thay đổi => và kết quả đầu ra ta thu được một tín hiệu tương tự đầu vào nhưng có biên độ lớn hơn. => Kết luận : Phân cực ( hay phân cực) nghĩa là tạo một dòng điện IBE ban đầu, một sụt áp trên Rg ban đầu để khi có một nguồn tín hiệu yếu đi vào cực B , dòng IBE Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 30 sẽ tăng hoặc giảm => dòng ICE cũng tăng hoặc giảm => dẫn đến sụt áp trên Rg cũng tăng hoặc giảm => và sụt áp này chính là tín hiệu ta cần lấy ra . 2.3.5.3 Một số mạch phân cực khác . * Mạch phân cực dùng hai nguồn điện khác nhau . Mạch phân cực dùng hai nguồn điện khác nhau * Mach phân cực có điện trở phân áp Để có thể khuếch đại được nhiều nguồn tín hiệu mạnh yếu khác nhau, thì mạch phân cực thường sử dụng thêm điện trở phân áp Rpa đấu từ B xuống Mass. Mạch phân cực có điện trở phân áp Rpa * Mạch phân cực có hồi tiếp . Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 31 Là mạch có điện trở phân cực đấu từ đầu ra (cực C ) đến đầu vào ( cực B) mạch này có tác dụng tăng độ ổn định cho mạch khuyếch đại khi hoạt động. 2.4. Mosfet 2.4.1. Giới thiệu về Mosfet Mosfet là Transistor hiệu ứng trường ( Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor ) là một Transistor đặc biệt có cấu tạo và hoạt động khác với Transistor thông thường mà ta đã biết, Mosfet có nguyên tắc hoạt động dựa trên hiệu ứng từ trường để tạo ra dòng điện, là linh kiện có trở kháng đầu vào lớn thích hợn cho khuyếch đại các nguồn tín hiệu yếu, Mosfet được sử dụng nhiều trong các mạch nguồn Monitor, nguồn máy tính . Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 32 Transistor hiệu ứng trường Mosfet 2.4.2. Cấu tạo và ký hiệu của Mosfet. Ký hiệu và sơ đồ chân tương đương giữa Mosfet và Transistor Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 33 * Cấu tạo của Mosfet. Cấu tạo của Mosfet ngược Kênh N G : Gate gọi là cực cổng S : Source gọi là cực nguồn D : Drain gọi là cực máng Mosfet kện N có hai miếng bán dẫn loại P đặt trên nền bán dẫn N, giữa hai lớp P-N được cách điện bởi lớp SiO2 hai miếng bán dẫn P được nối ra thành cực D và cực S, nền bán dẫn N được nối với lớp màng mỏng ở trên sau đó được dấu ra thành cực G. Mosfet có điện trở giữa cực G với cực S và giữa cực G với cực D là vô cùng lớn , còn điện trở giữa cực D và cực S phụ thuộc vào điện áp chênh lệch giữa cực G và cực S ( UGS ) Khi điện áp UGS = 0 thì điện trở RDS rất lớn, khi điện áp UGS > 0 => do hiệu ứng từ trường làm cho điện trở RDS giảm, điện áp UGS càng lớn thì điện trở RDS càng nhỏ. 2.4.3. Nguyên tắc hoạt động của Mosfet Mạch điện thí nghiệm. Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 34 Mạch thí nghiệm sự hoạt động của Mosfet Thí nghiệm : Cấp nguồn một chiều UD qua một bóng đèn D vào hai cực D và S của Mosfet Q (Phân cực thuận cho Mosfet ngược) ta thấy bóng đèn không sáng nghĩa là không có dòng điện đi qua cực DS khi chân G không được cấp điện. Khi công tắc K1 đóng, nguồn UG cấp vào hai cực GS làm điện áp UGS > 0V => đèn Q1 dẫn => bóng đèn D sáng. Khi công tắc K1 ngắt, điện áp tích trên tụ C1 (tụ gốm) vẫn duy trì cho đèn Q dẫn => chứng tỏ không có dòng điện đi qua cực GS. Khi công tắc K2 đóng, điện áp tích trên tụ C1 giảm bằng 0 => UGS= 0V => đèn tắt => Từ thực nghiệm trên ta thấy rằng : điện áp đặt vào chân G không tạo ra dòng GS như trong Transistor thông thường mà điện áp này chỉ tạo ra từ trường => làm cho điện trở RDS giảm xuống . Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 35 2.4.4. Phân cực 2.4.4.1 Phân cực bằng cầu chia điện thế: Ðây là dạng mạch phân cực thông dụng nhất. Nên chú ý là do điều hành theo kiểu tăng nên không thể dùng cách phân cực tự động. Các điện trở R1, R2 , RS phải được chọn sao cho VG>VS tức VGS >0. Thí dụ ta xem mạch phân cực hình 3.7. - Ðặc tuyến truyền được xác định bởi: IDSS = 6mA IGS(off) =-3v - Ðường phân cực được xác định bởi: VGS = VG-RSID Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 36 Vậy VGS(off) = 1.5volt - ID(mA). 0,15 (k) Từ đồ thị hình 3.8 ta suy ra: IDQ =7.6mA VGSQ = 0.35v VDS = VDD - (RS+RD)ID = 3.18v 2.4.4.2 Phân cực bằng mạch hồi tiếp điện thế: Mạch cơ bản hình 3.9 - Ðặc tuyến truyền giống như trên. - Ðường phân cực xác định bởi: VGS = VDS = VDD - RDID (3.11) trùng với đường thẳng lấy điện. Vẽ hai đặc tuyến này ta có thể xác định được IDQ và VGSQ 2.4.5. Ứng dung của Mosfet trong thực tế Mosfet trong nguồn xung của Monitor Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 37 Mosfet được sử dụng làm đèn công xuất nguồn Monitor Trong bộ nguồn xung của Monitor hoặc máy vi tính, người ta thường dùng cặp linh kiện là IC tạo dao động và đèn Mosfet, dao động tạo ra từ IC có dạng xung vuông được đưa đến chân G của Mosfet, tại thời điểm xung có điện áp > 0V => đèn Mosfet dẫn, khi xung dao động = 0V Mosfet ngắt => như vậy dao động tạo ra sẽ điều khiển cho Mosfet liên tục đóng ngắt tạo thành dòng điện biến thiên liên tục chạy qua cuộn sơ cấp => sinh ra từ trường biến thiên cảm ứng lên các cuộn thứ cấp => cho ta điện áp ra. * Đo kiểm tra Mosfet trong mạch . Khi kiểm tra Mosfet trong mạch , ta chỉ cần để thang x1W và đo giữa D và S => Nếu 1 chiều kim lên đảo chiều đo kim không lên => là Mosfet bình thường, Nếu cả hai chiều kim lên = 0 W là Mosfet bị chập DS. 2.5 Tranzito trường JFET JFET được cấu tạo bởi 1 miếng bán dẫn mỏng ( loại N hoặc loại P ) 2 đầu tuơng ứng là D và S, miếng bán dẫn này được gọi là kênh dẫn điện. 2 miếng bán dẫn ở 2 bên kênh dẫn được nối với cực G, lưu ý, cự G được tách ra khỏi kênh nhờ tiếp xúc N-P. Đa phần các JFET có cấu tạo đối xứng nên có thể đổi chỗ cực D và S mà tính chất không thay đổi. Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 38 2.5.1. Cấu tạo Có 2 loại JFET : kênh n và kênh P. JFET kênh n thường thông dụng hơn. JFET có 3 cực: cực Nguồn S (source); cực Cửa G (gate); cực Máng D (drain). Cực D và cực S được kết nối vào kênh n. cực G được kết nối vào vật liệu bán dẫn p 2.5.2. Cơ bản về hoạt động của JFET JFET hoạt động giống như hoạt động của một khóa nước. • Nguồn áp lực nước-tích lũy các hạt e- ở điện cực âm của nguồn điện áp cung cấp từ D và S. • Ống nước ra - thiếu các e- hay lỗ trống tại cực dương của nguồn điện áp cung cấp từ D và S. • Điều khiển lượng đóng mở nước-điện áp tại G điều khiển độ rộng của kênh n, kiểm soát dòng chảy e- trong kênh n từ S tới D. 2.5.3 Đặc điểm hoạt động JFET JFET kênh N có 3 chế độ hoạt động cơ bản khi VDS >0: A. VGS = 0, JFET hoạt động bảo hòa, ID=Max B. VGS < 0, JFET hoạt động tuyến tính, ID↓ N NP P Drain (D) Source (S) Gate (G) P PN N Drain (D) Source (S) Gate (G) Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 39 C. VGS =-Vngắt, JFET ngưng hoạt động, ID=0 Đặc tuyến truyền đạt Đặc tuyến ra của JFET , UGS=const, ID=f(UDS) 2.5.4 Phân cực cố định: 2.5.4.1 Phân cực cố định: Dạng mạch như hình Ta có: IG = 0; VGS = -RGIG - VGG RGIG = 0 VGS = -VGG (3.1) 0 2 4 6 8 2 4 6 8 10 ID(mA) UDS(V) 10 UGS=-4V UGS=-0.5V UGS=-1V UGS=-2V UGS=-0V 3 Vùng dòng điện ID không đổi Vùng thuần trở UDSsat đánh thủng Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 40 Ðường thẳng VGS=-VGG được gọi là đường phân cực. Ta cũng có thể xác định được ID từ đặc tuyến truyền. Ðiểm điều hành Q chính là giao điểm của đặc tuyến truyền với đường phân cực. Từ mạch ngõ ra ta có: VDS = VDD - RDID (3.2) Ðây là phương trình đường thẳng lấy điện. Ngoài ra: VS = 0 VD = VDS = VDD - RDID VG = VGS = -VGG 2.5.4.2 Phân cực tự động: Ðây là dạng phân cực thông dụng nhất cho JFET. Trong kiểu phân cực này ta chỉ dùng một nguồn điện một chiều VDD và có thêm một điện trở RS mắc ở cực nguồn như hình Vì IG = 0 nên VG = 0 và ID = IS VGS = VG - VS = -RSID (3.3) Ðây là phương trình đường phân cực. Trong trường hợp này VGS là một hàm số của dòng điện thoát ID và không cố định như trong mạch phân cực cố định. - Thay VGS vào phương trình schockley ta tìm được dòng điện thoát ID. Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 41 - Dòng ID cũng có thể được xác định bằng điểm điều hành Q. Ðó là giao điểm của đường phân cực với đặc tuyến truyền. Mạch ngõ ra ta có: VDS = VDD-RDID-RSIS = VDD-(RD + RS)ID (3.5) Ðây là phương trình đường thẳng lấy điện. Ngoài ra: VS=RSID ; VG = 0; VD = VDD-RDID 2.4.5.3 Phân cực bằng cầu chia điện thế: Dạng mạch như hình 3.5 Ta có: VGS = VG - VS VS = RSIS = RSID VGS = VG - RSID (3.7) Ðây là phương trình đường phân cực. Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 42 Do JFET điều hành theo kiểu hiếm nên phải chọn R1, R2 và RS sao cho VGS < 0 tức IDQ và VGSQ chính là tọa độ giao điểm của đường phân cực và đặc tuyến truyền. Ta thấy khi RS tăng, đường phân cực nằm ngang hơn, tức VGS âm hơn và dòng ID nhỏ hơn. Từ điểm điều hành Q, ta xác định được VGSQ và IDQ. Mặt khác: VDS = VDD - (RD + RS)ID (3.8) VD = VDD - RDID (3.9) VS = RSID Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 43 Bài 3: MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ 3.1. Các tham số h của transistor Dạng mạch thông dụng và mạch tương đương xoay chiều như hình 2.38 Phân giải mạch tương đương ta tìm được: Việc phân giải các mạch dùng BJT theo thông số h cũng tương đương như kiểu mẫu re. Ở đây ta sẽ không đi sâu vào các chi tiết mà chỉ dừng lại ở những kết quả quan trọng nhất của mạch. Các thông số h thường được nhà sản xuất cho biết. Ngoài ra ta cần nhớ đến các liên hệ giữa 2 mạch tương đương 3.2. Mạch khuếch đại cực phát chung Thí dụ ta xem mạch hình 2.39a và mạch tương đương hình 2.39b Phân giải mạch tương đương ta tìm được Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 44 Ghi chú: Trường hợp ta mắc thêm tụ phân dòng CE hoặc mạch điện không có RE (chân E mắc xuống mass) thì trong mạch tương đương sẽ không có sự hiện diện của RE Các kết quả sẽ là: 3.3. Mạch khuếch đại cực thu chung Xem mạch hình 2.40a với mạch tương đương 2.40b Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 45 3.4. Mạch khuếch đại cực nền chung Dạng mạch và mạch tương đương như hình 2.41 Phân giải mạch tương đương ta tìm được: Kỹ thuật điện tử Áp dụng cho lớp: TKL12 và TKL13 46
File đính kèm:
- bai_giang_ky_thuat_dien_tu_tran_thanh_toan.pdf