1 BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN TRƯỜNG CAO ĐẲNG CƠ ĐIỆN XÂY DỰNG VIỆT XÔ KHOA CƠ KHÍ ĐỘNG LỰC GIÁO TRÌNH MÔN HỌC 08: ĐIỆN TỬ CƠ BẢN NGHỀ CÔNG NGHỆ Ô TÔ TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG Ban hành kèm theo Quyết định số: 979 QD-CĐVX-ĐT ngày 12 tháng 12 năm 2019 của Hiệu trưởng Trường Cao đẳng Cơ điện xây dựng Việt Xô Ninh Bình, năm 2019 2 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 3 LỜI GIỚI THIỆU Ngày nay điện tử cơ bản đã phát triển rất mạnh và dược ứng dụng rộng rãi trong mọi lĩnh vực khoa học và đời sống. Chính vì vậy kiến thức điện tử cơ bản rất cần thiết cho sinh viên trong quá trình đào tạo ngành công nghệ ôtô, cũng như mọi ngánh khác. Giáo trình này biên soạn để làm tài liệu giảng dạy cho môn học điện tử cơ bản cho sinh viên hệ cao đẳng chuyên ngành công nghệ ôtô, ngoài ra cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho học sinh chuyên ngành khác. Về nội dung giáo trình được đề cập một cách có hệ thống kiến thức quan trọng theo chương trình khung 2019 cho môn điện tử cơ bản, ngành công nghệ ôtô. Các chương mục đã được xắp xếp theo một trật tự nhất định để đảm bảo tính hệ thống chuyên môn. Giáo trình bao gồm: Chương 1: Khái niệm cơ bản về vật liệu và linh kiện điện tử Chương 2: Các mạch điện tử cơ bản Chương 3: Các mạch điện tử cơ bản trong ôtô Do thời gian có hạn, là một giáo viên chuyên ngành công nghệ ôtô, hiểu biết về chuyên ngành điện tử còn hạn chế, chắc chắn rằng giáo trình không tránh khỏi thiếu sót, rất mong đóng góp ý kiến của các bạn đọc để kỳ tái bản sau được hoàn hảo hơn. Xin chân trọng cảm ơn khoa Cơ khí Động lực trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô cũng như sự giúp đỡ quý báu của đồng nghiệp đã giúp tác giả hoàn thành giáo trình này. Ninh Bình , ngày…. năm 2019 4 MỤC LỤC ĐỀ MỤC TRANG 1 Lời giới thiệu 1 2 Mục lục 2 3 Chương 1: Khái niệm cơ bản về vật liệu và linh kiện điện tử 4 4 Chương 2: Các mạch điện tử cơ bản 38 5 Chương 3: Các mạch điện tử cơ bản trong ôtô 51 5 CHƯƠNG TRÌNH MÔN HỌC Tên môn học: Điện tử cơ bản Mã môn học: MH 08 Thời gian thực hiện môn học: 30 giờ (Lý thuyết:24 giờ; Thực hành, thí nghiệm, thảoluận, bài tập: 4 giờ; Kiểm tra: 2 giờ) I. Vị trí tính chất của môn học: - Vị trí: Môn học có thể được bố trí giảng dạy song song với các môn học/ mô đun sau: MH 07, MH09, MH10, MH11. - Tính chất: Là môn học kỹ thuật cơ sở II. Mục tiêu môn học: - Về kiến thức: + Trình bày được đặc điểm cơ bản của vật liệu bán dẫn + Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các linh kiện điện tử cơ bản + Trình bày được sơ đồ và nguyên lý làm việc của các mạch điện tử cơ bản - Về kỹ năng: + Tra cứu sổ tay và lựa chọn được linh kiện điện tử thay thế phù hợp + Vẽ sơ đồ và trình bày nguyên lý làm việc mạch điều chỉnh điện áp máy phát và mạch điều khiển đánh lửa điện tử - Về năng lực tự chủ và trách nhiệm: + Tuân thủ đúng quy định về an toàn khi sử dụng thiết bị điện + Rèn luyện tác phong làm việc cẩn thận III. Nội dung môn học: 1. Nội dung tổng quát và phân bổ thời gian: 6 Thời gian (giờ) Thực hành, Lý Số Tên chương, mục Tổng thực tập, thí Kiểm thuyết TT số nghiệm,Thảo tra luận, bài tập Chương 1: Khái niệm cơ bản về 1 12 10.5 vật liệu và linh kiện điện tử 1. Vật liệu bán dẫn 2 2 2. Linh kiện điện cơ bản 2 2 3. Bộ vi xử lý 2 2 Chương 2: Các mạch điện tử cơ 2 8 4. Mạch khuếch đại 3 2 1 3. Mạch điều khiển 3 1.5 Chương 3: Các mạch điện tử cơ 3 10 8 1 1 bản trong ô tô 1. Mạch chỉnh lưu cầu ba pha 2 2 2. Mạch điều chỉnh điện áp máy 5 4 1 phát điện 3. Mạch điều khiển đánh lửa điện 3 2 1 tử Tổng cộng 30 24 4 2 7 CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CƠ BẢN VỀ VẬT LIỆU VÀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Mã bài: MH08-01 * Mục tiêu: - Trình bày được đặc điểm cơ bản của vật liệu bán dẫn - Trình bày được cấu tạo và nguyên lý làm việc của các linh kiện điện tử cơ bản - Tra cứu sổ tay và lựa chọn được linh kiện điện tử thay thế phù hợp - Tuân thủ các quy định, quy phạm về vật liệu và linh kiện điện tử. * Nội dung chương: 1. Khái niệm cơ bản về vật liệu và linh kiện điện tử 1. VẬT LIỆU BÁN DẪN: 1.1 Khái niệm tính chất điện của bán dẫn Chất bán dẫn là một vật liệu có điện trở cao hơn so với chất dẫn điện tốt như đồng hay sắt, nhưng thấp hơn so với chất cách điện như thuỷ tinh hay cao su (hình 1. Một chất bán dẫn có các tính chất sau: - Khi nhiệt độ tăng điện trở suất của nó thay đổi. 10 20 Điện trở suất bán dẫn tinh khiết giảm mạnh khi 1015 Điện môi nhiệt độ tăng. Do đó ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn điện rất kém (giống như điện môi), còn ở nhiệt độ 1010 cao bán dẫn dẫn điện khá tốt (giống như kim loại) Bán dẫn gian giữa kim loại và điện môi. 0 10 - Bán dẫn có những tính chất khác biệt so với kim loại 10-5 - Khi hoà trộn nó với một chất nhất định tính dẫn Kim loại -10 điện của nó 10 tăng. - Chất bán dẫn điển hình và được dùng phổ biến Hình 1.1: Điện trở suất r vật liệu nhất là silic (Si). Ngoài ra, còn có các chất bán dẫn đơn chất khác như Ge, Se, các bán dẫn hợp chất như GeAs, CdTe, ZnS,… nhiều ô xít, sunfua, sêlenua, telunua,…và một số chất polime.2 Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết Ta xét trường hợp bán dẫn điển hình là Si, nếu trong mang tinh thể chỉ có một loại nguyên tử là Si, thì ta gọi đó là chất bán dẫn tinh khiết Silíc là một nguyên tố có hoá trị 4, tức là lớp điện tử lớp ngoài cùng của nguyên tử có bốn êlectron. Trong tinh thể, mỗi nguyên tử Si liên kết với bốn nguyên tử lân cận thông qua các liên kết cộng hoá trị. Như vậy, xung quanh mỗi nguyên tử Si có tám êlectron tạo thành lớp êlectron đầy (hình 1. Do đó liên kết giữa các nguyên tử trong tinh thể Si rất bền vững. Ở nhiệt độ thấp, gần 00K các êlectron hoá trị liên kết chặt chẽ với các nguyên tử ở nút mạng. Do đó, trong tinh thể không có hạt tải điện tự do, Si Si bán dẫn Si không dẫn điện. Ở nhiệt độ tương đối cao, nhờ dao động nhiệt của các phân tử, một số êlectron hoá trị thu Si Si thêm năng lượng và được giải phóng khỏi các liên kết, trở thành các êlectron tự do. Chúng có thể Hình 1.2 tham gia vào sự dẫn điện giống như êlectron trong Trong tinh thể Si ở nhiệt kim loại. Đồng thời khi một êlectron bứt khỏi liên độ thấp không có hạt kết, thì một liên kết trống xuất hiện. Được gọi là lỗ mạng điện tự do trống. Lỗ trống mang một điện tích nguyên tố dương, vì liên kết thiếu êlectron. Một êlectron ở mối liên kết gần đó có thể chuyển đến lấp đầy liên kết bị trống và tạo thành lỗ trống ở vị trí khác, tức là lỗ trống cũng có thể dịch chuyển trong tinh thể. Vậy, ở nhiệt độ cao, có sự phát sinh ra các cặp êlectron - lỗ trống (hinh 1.3) Bên cạnh đó luôn xảy ra quá trình tái hợp êlectron- lỗ trống, trong đó một êlectron tự do chiếm một mỗi liên kết bị trống và lại trở thành êlectron liên kết. Quá trình này làm mất đi đồng thời một êlectron tự do và một lỗ trống (một cặp êlectron- lỗ trống). Ở một nhiệt độ xác định, có sự cân bằng giữa quá trình phát sinh và qúa trình tái hợp. Khi có điện trường đặt vào, êlectron chuyển Lỗ trống động ngược chiều điện trường, gây nên dòng điện Si Si Êlectron Vậy, dòng điện trong bán dẫn là dòng chuyển dời Si Si có hướng của các êlectron và lỗ trống. Ở bán dẫn tinh khiết, số êlectron và số lỗ Hình 1.3 trống bằng nhau. nói chính xác hơn trong bán dẫn Si ở nhiệt độ tương đối tinh khiết, mật độ êlectron và mật độ lỗ trống bằng cao, có sự phát sinh cặp nhau. Sự dẫn điện trong trường hợp này gọi là sự êlectron- lỗ trống 9 dẫn điện riêng của bán dẫn. Bán dẫn tinh khiết còn được gọi là bán dẫn loại i. Nhiệt độ càng cao thì số êlectron và lỗ trống càng lớn. Do đó độ dẫn điện của bán dẫn tinh thiết tỷ lệ thuận với nhiệt độ, độ dẫn điện tăng khi nhiệt độ tăng. Ở nhiệt độ phòng, bán dẫn Si tinh khiết dẫn điện kém, vì nó có rất ít êlectron tự do và lỗ trống. Trong các cảm biến của ôtô cũng như các linh kiện khác, người ta ứng dụng sự phụ thuộc của điện trở bán dẫn vào nhiệt độ để làm điện trở bán dẫn. Đó là các dụng cụ, các cảm biến gồm một mẫu bán dẫn nối với hai dây dẫn. Nhiệt điện trở dùng để đo nhiệt độ, để điều chỉnh và khống chế nhiệt độ. Cặp êlectron - lỗ trống còn phát sinh khi ta chiếu ánh sáng có bước sóng thích hợp vào bán dẫn. Do đó điện trở suất của bán dẫn giảm khi có ánh sáng thích hợp chiếu vào. Đó là hiện tượng quang dẫn. Hiện tượng này được ứng dụng làm quang điện trở bán dẫn. Điện trở của nó giảm khi cường độ ánh sáng chiếu vào tăng.3 Sự dẫn điện của bán dẫn có tạp chất Nếu bán dẫn Si có pha tạp chất, tức là các nguyên tử Si, còn có các nguyên tử khác, thì tính dẫn điện của bán dẫn thay đổi rất nhiều. Chỉ cần một lượng rất nhỏ tạp chất (với tỷ lệ vài phần triệu), độ dẫn điện của bán dẫn có thể tăng hàng vạn, hàng triệu lần. Khi đó cùng với sự dẫn điện riêng, còn có sự dẫn điện do tạp chất.
Giáo trình điện tử cơ bản nghề công nghệ ô tô tại Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô
Giáo trình điện tử cơ bản cho nghề công nghệ ô tô tại trường cao đẳng cơ điện xây dựng Việt Xô, cung cấp kiến thức thiết yếu cho sinh viên.
Trường đại học
Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt XôChuyên ngành
Công nghệ ô tôNgười đăng
Ẩn danhThể loại
Giáo trìnhPhí lưu trữ
30 PointMục lục chi tiết
THÔNG TIN CHI TIẾT
Trường học: Trường Cao đẳng Cơ điện Xây dựng Việt Xô
Chuyên ngành: Công nghệ ô tô
Đề tài: Giáo Trình Điện Tử Cơ Bản Cho Công Nghệ Ô Tô
Loại tài liệu: Giáo trình
Năm xuất bản: 2019
Địa điểm: Ninh Bình
Trích đoạn nội dung tài liệu
Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ