MỞ ĐẦU: Câu 1: Trình bày khái niệm chung về linh kiện điện tử? Câu 2: Linh kiện điện tử được chia làm mấy loại? Bài 1: Các khái niệm cơ bản Trang 2 BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN GIỚI THIỆU BÀI 1: Bài 1 là bài giới thiệu về các khái niệm cơ bản: vật dẫn điện và cách điện, các hạt mang điện và dòng điện trong các môi trường để người học có được kiến thức về tính chất, điều kiện làm việc của dòng điện trên các linh kiện điện tử. MỤC TIÊU CỦA BÀI NÀY LÀ: - Phát biểu được tính chất, điều kiện làm việc của dòng điện trên các linh kiện điện tử theo nội dung bài đã học. - Tính toán được điện trở, dòng điện, điện áp trên các mạch điện một chiều theo điều kiện cho trước. - Rèn luyện tính chính xác, nghiêm túc trong học tập và trong thực hiện công việc.
PHƯƠNG PHÁP GIẢNG DẠY VÀ HỌC TẬP BÀI 1 Đối với người dạy: sử dụng phương pháp giảng giảng dạy tích cực (diễn giảng, vấn đáp, dạy học theo vấn đề); yêu cầu người học thực hiện câu hỏi thảo luận và bài tập thực hành bài 1 (cá nhân hoặc nhóm). Đối với người học: chủ động đọc trước giáo trình (bài 1) trước buổi học; hoàn thành đầy đủ câu hỏi thảo luận và bài tập thực hành bài 1 theo cá nhân hoặc nhóm và hoàn thành đúng thời gian quy định. ĐIỀU KIỆN THỰC HIỆN BÀI 1 Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: phòng thực hành Điện tử cơ bản. Trang thiết bị máy móc: Máy chiếu và các thiết bị dạy học khác Học liệu, dụng cụ, nguyên vật liệu: Chương trình môn học, giáo trình, tài liệu tham khảo, giáo án, qui trình thực hành (nếu có), Phiếu đánh giá thực hành, mô hình học tập điện tử cơ bản, testboard, dây dẫn, LED, điện trở, kìm tuốt dây, VOM và các thiết bị/ công cụ/dụng cụ khác….
Các điều kiện khác: Không có KIỂM TRA VÀ ĐÁNH GIÁ BÀI 1 Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức Kỹ năng: Đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kĩ năng. Năng lực tự chủ và trách nhiệm: Trong quá trình học tập, người học cần: Bài 1: Các khái niệm cơ bản Trang 3 + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập. + Tích cực tham gia bài tập thực hành theo nhóm/ độc lập. + Tham gia đầy đủ thời lượng môn học.
+ Nghiêm túc trong quá trình học tập. Phương pháp: Điểm kiểm tra thường xuyên: 1 điểm kiểm tra (hình thức: hỏi miệng / bài tập thực hành) Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có NỘI DUNG BÀI 1 1. VẬT DẪN ĐIỆN VÀ CÁCH ĐIỆN 1. Vật dẫn điện và cách điện *Vật dẫn điện: Là vật khả năng cho phép sự di chuyển của các hạt mang điện đi qua nó.
Trong vật lý và kỹ thuật điện, một chất dẫn điện là một đối tượng hoặc loại vật liệu đó cho phép dòng chảy của dòng điện qua nó theo một hoặc nhiều hướng. Ví dụ, một dây điện là một dây dẫn điện có thể dẫn điện dọc theo chiều dài của nó. Dây cáp kết nối làm từ vật liệu dẫn điện Trong các kim loại như đồng hoặc nhôm, các hạt tích điện chuyển động là các electron. Điện tích dương cũng có thể di động, chẳng hạn như chất điện li cực dương của một pin, hoặc các proton di động của điện li proton của một tế bào nhiên liệu.
Chất cách điện là vật liệu không dẫn điện với ít điện tích di động tự do và chỉ hỗ trợ các dòng điện không đáng kể. Bài 1: Các khái niệm cơ bản Trang 4 *Vật cách điện: Là vật dẫn điện kém, không cho phép sự di chuyển của các hạt mang điện đi qua nó Chất cách điện là các chất dẫn điện kém, có điện trở suất rất lớn (khoảng 106 - 1015 Ωm). Các vật liệu này được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp và trong đời sống, nhằm mục đích ngăn chặn sự tiếp xúc của dòng điện với người hoặc với các dòng điện khác. Phip đồng làm từ vật liệu cách điện trong chế tạo mạch in.
Nhiều chất cách điện là các chất điện môi, tuy nhiên cũng có những môi trường cách điện không phải là chất điện môi (như chân không). Các loại vật liệu cách điện gồm có: cách điện rắn (ví dụ: gỗ, nhựa, vỏ bọc dây diện), cách điện lỏng (ví dụ: dầu máy biến áp), cách điện khí (không khí, khí SF6). Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử Đối với các chất cách điện là chất điện môi, các đặc trưng như điện trở suất, độ thẩm điện môi (hằng số điện môi), tổn hao điện môi, độ bền điện môi (điện áp đánh thủng cách điện) được quan tâm khi chế tạo các thiết bị cách điện. Yếu tố quan trọng để đánh giá một vật liệu cách điện là cường độ điện trường đánh thủng.
Khi cường độ điện trường đặt lên vật liệu vượt quá giá trị cho phép thì sẽ xuất hiện sự phóng điện (quá điện áp), phá hủy vật liệu và vật liệu mất đi đặc tính cách điện vốn có. Cường độ điện trường đánh thủng cũng là yếu tố quan trọng nhất để lựa chọn cách điện cho các ứng dụng. Các nghiên cứu để chế tạo các loại vật liệu cách điện có khả năng chịu được điện trường ngày càng cao được chú ý, để cho phép giảm kích thước của các thiết bị điện. CÁC HẠT MANG ĐIỆN TRONG CÁC MÔI TRƯỜNG 1.
Dòng điện trong kim loại Bài 1: Các khái niệm cơ bản Trang 5 Thực tế các proton (tích điện dương) chỉ có các dao động tại chỗ, còn các electron (tích điện âm) chuyển động. Chiều chuyển động của electron, do đó, ngược với chiều dòng điện quy ước. Dòng điện trong kim loại là dòng êlectrôn tự do chuyển dời có hướng. - Điện trở suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt độ: ρ = ρo [1 + α(t – to)].
α: hệ số nhiệt điện trở (K-1) ρo: điện trở suất của vật liệu tại nhiệt độ t0 - Suất điện động của cặp nhiệt điện: E = αT(T1 – T2). Trong đó T1 – T2 là hiệu nhiệt độ giữa đầu nóng và đầu lạnh; αT là hệ số nhiệt điện động. - Hiện tượng siêu dẫn: Là hiện tượng điện trở suất của vật liệu giảm đột ngột xuống bằng 0 khi khi nhiệt độ của vật liệu giảm xuống thấp hơn một giá trị Tc nhất định. Giá trị này phụ thuộc vào bản thân vật liệu.
Dòng điện trong chất lỏng, chất điện phân Trong dung dịch điện phân, plasma. các hạt tích điện trái dấu (ví dụ các ion âm và dương) có thể chuyển động cùng lúc, ngược chiều nhau. Dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển rời có hướng của các iôn dương theo chiều điện trường và các iôn âm ngược chiều điện trường. Hiện tượng gốc axit trong dung dịch điện phân tác dụng với cực dương tạo thành chất điện phân tan trong dung dịch và cực dương bị mòn đi gọi là hiện tượng dương cực tan.
Dòng điện trong chân không Dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron bứt ra từ catôt bị nung nóng. Diot chân không chỉ cho dòng điện đi qua theo một chiều, nó gọi là đặc tính chỉnh lưu. Dòng electron được tăng tốc và đổi hướng bằng điện trường và từ trường và nó được ứng dụng ở đèn hình tia catot (CRT). Dòng điện trong chất bán dẫn Dòng điện trong chất bán dẫn là dòng chuyển dời có hướng đồng thời của các êlectrôn tự do và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường.
Một số chất ở phân nhóm chính nhóm 4 như Si, Ge trong những điều kiện khác nhau có thể dẫn điện hoặc không dẫn điện, gọi là bán dẫn. Bán dẫn dẫn điện hằng hai loại hạt tải là electron và lỗ trống. Ở bán dẫn tinh khiết, mật độ electron bằng mật độ lỗ trống. Ở bán dẫn loại p, mật độ lỗ trống rất lớn hơn mật độ electron.
Ở bán dẫn loại n, mật độ electron rất lớn hơn mật độ lỗ trống. Bài 1: Các khái niệm cơ bản Trang 6 Lớp tiếp xúc n – p có đặc điểm cho dòng điện đi theo một chiều từ p sang n. Đây gọi là đặc tính chỉnh lưu. Đặc tính này được dùng để chế tạo diot bán dẫn.
Bán dẫn còn được dùng chế tạo transistor có đặc tính khuyếch đại dòng điện. TÓM TẮT NỘI DUNG BÀI 1: 1.1 Vật dẫn điện và cách điện 1.2 Các hạt mang điện và dòng điện trong các môi trường CÂU HỎI CỦNG CỐ BÀI 1: Câu 1: Dòng điện trong kim loại là? Câu 2: Dòng điện trong chất bán dẫn là? A. Dòng electron tự do chuyển dời có hướng A. Dòng chuyển dời có hướng đồng thời của B.
Dòng chuyển dời có hướng của các ion các electron tự do và lỗ trống dưới tác dương theo chiều điện trường và các ion dụng của điện trường âm ngược chiều điện trường B. Dòng chuyển dời có hướng của các ion C. Dòng chuyển dời có hướng của các dương theo chiều điện trường và các ion electron bứt ra từ catot bị nung nóng âm ngược chiều điện trường D. Dòng chuyển dời có hướng đồng thời của C.
Dòng chuyển dời có hướng của các các electron tự do và lỗ trống dưới tác electron bứt ra từ catot bị nung nóng dụng của điện trường D. Dòng electron tự do chuyển dời có hướng Câu 3: Tính chất nào sau đây là “Sai” khi Câu 4: Trình bày công thức cho điện trở nói về chất bán dẫn? suất của kim loại phụ thuộc vào nhiệt A. Ở nhiệt độ thấp, bán dẫn dẫn điện kém độ? giống như điện môi B. Ở nhiệt độ cao bán dẫn dẫn điện khá tốt giống như kim loại C.
Dòng điện trong bán dẫn tuân theo định luật Ôm giống kim loại D. Ở nhiệt độ cao, trong chất bán dẫn có sự phát sinh các electron và lỗ trống Bài 1: Các khái niệm cơ bản Trang 7 BÀI 2: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG GIỚI THIỆU BÀI 2: Bài 2 là bài giới thiệu về linh kiện thụ động: điện trở, tụ điện, cuộn cảm để người học có được kiến thức phân biệt, đọc đúng và kỹ năng đo kiểm tra được chất lượng linh kiện thụ động. MỤC TIÊU CỦA BÀI NÀY LÀ: Về kiến thức: Phân biệt được điện trở, tụ điện, cuộn cảm với các linh kiện khác theo các đặc tính của linh kiện. Đọc đúng trị số điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo qui ước quốc tế.
Về kỹ năng: Đo kiểm tra được chất lượng điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo giá trị của linh kiện. Thay thế, thay tương đương điện trở, tụ điện, cuộn cảm theo yêu cầu kỹ thuật của mạch điện công tác.