mở đầu - 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 nhớ các giá trị đại lượng, đơn vị của các đại lượng. - Đối với người học: Chủ động đọc trước giáo trình trước buổi học Điều kiện thực hiện bài học - Phòng học chuyên môn hóa/nhà xưởng: Phòng học chuyên môn - 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, phim ảnh, và các tài liệu liên quan. - Các điều kiện khác: Không có Kiểm tra và đánh giá bài học - Nội dung: Kiến thức: Kiểm tra và đánh giá tất cả nội dung đã nêu trong mục tiêu kiến thức 12 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: + Nghiên cứu bài trước khi đến lớp + Chuẩn bị đầy đủ tài liệu học tập.
+ 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) Kiểm tra định kỳ lý thuyết: không có Kiểm tra định kỳ thực hành: không có Nội dung chính: 1. Khái quát chung về linh kiện điện tử 1.
Lịch sử phát triển công nghệ điện tử: Lịch sử phát triển : - 1883 Thomas Alva Edison (“Edison Effect”) - 1904 John Ambrose Fleming (“Fleming Diode”) - 1906 Lee de Forest (“Triode”)Vacuum tube devices continued to evolve - 1940 Russel Ohl (PN junction) - 1947 Bardeen and Brattain (Transistor) - 1952 Geoffrey W. Những thiết bị này có chất lượng ngày càng cao với giá thành rẻ hơn. 13 Nhân tố chính đem lại sự phát triển thành công của nền công nghiệp điện tử là việc thông qua các kỹ thuật và kỹ năng công nghiệp tiên tiến người ta chế tạo được các transistor với kích thước ngày càng nhỏ→ giảm giá thành và công suất. Phân loại linh kiện điện tử: 1.
Phân loại dựa trên đặc tính vật lý: Linh kiện hoạt động trên nguyên lý điện từ và hiệu ứng bề mặt: điện trở bán dẫn, DIOT, BJT, JFET, MOSFET, điện dung MOS… IC từ mật độ thấp đến mật độ siêu cỡ lớn ULSI (Ultra Large Scale Integration) là những vi mạch chứa khoảng vài triệu transistor. đến vi mạch mật độ tích hợp cực cao GSI (Giant Scale Integration) là những vi mạch chứa khoảng vài trăm triệu transistor hoặc hơn. Linh kiện hoạt động trên nguyên lý quang điện: Quang trở, Photođiot, PIN, APD, CCD, họ linh kiện phát quang LED, LASER, họ linh kiện chuyển hoá năng lượng quang điện như pin mặt trời, họ linh kiện hiển thị, IC quang điện tử. Linh kiện hoạt động dựa trên nguyên lý cảm biến: Họ sensor nhiệt, điện, từ, hoá học; họ sensor cơ, áp suất, quang bức xạ, sinh học và các chủng loại IC thông minh dựa trên cơ sở tổ hợp công nghệ IC truyền thống và công nghệ chế tạo sensor.
Linh kiện hoạt động dựa trên hiệu ứng lượng tử và hiệu ứng mới: các linh kiện được chế tạo bằng công nghệ Nano có cấu trúc siêu nhỏ: Bộ nhớ một điện tử, Transistor một điện tử, giếng và dây lượng tử, linh kiện xuyên hầm một điện tử, … 1. Phân loại dựa trên chức năng xử lý tín hiệu (hình 1.1: Phân loại linh kiện dựa trên chức năng xử lý tín hiệu 1. Phân loại chung: Linh kiện thụ động (passive): R,L,C… Linh kiện tích cực (active): DIOT, BJT, JFET, MOSFET… Vi mạch tích hợp IC: IC tương tự, IC số, Vi xử lý… Linh kiện chỉnh lưu có điều khiển Linh kiện quang điện tử: Linh kiện thu quang, phát quang 2. Các ứng dụng cơ bản của linh kiện điện tử: 14 Vi mạch và ứng dụng: (hình 1.3) - Processors: CPU, DSP, Controllers - Memory chips: RAM, ROM, EEPROM - Analog: Thông tin di động ,xử lý audio/video - Programmable : PLA, FPGA - Embedded systems: Thiết bị ô tô, nhà máy, Network cards System-on-chip (SoC).2: Ứng dụng của vi mạch Hình 1.3: Ứng dụng của linh kiện điện tử 15 3.
Vật dẫn điện và cách điện.1 Khái quát chung: Trong kỹ thuật người ta chia vật liệu thành hai loại chính: Vật cho phép dòng điện đi qua gọi là vật dẫn điện Vật không cho phép dòng điện đi qua gọi là vật cách điện Tuy nhiên khái niệm này chỉ mang tính tương đối. Chúng phụ thuộc vào cấu tạo vật chất, các điều kiện bên ngoài tác động lên vật chất Về cấu tạo: Vật chất được cấu tạo từ các phần tử nhỏ nhất gọi là nguyên tử. Nguyên tử được cấu tạo gồm hạt nhân (gồm proton là hạt mang điện tích dương (+) , neutron là hạt không mang điện) và lớp vỏ của nguyên tử (là các electron mang điện tích âm e-- ). Vật chất được cấu tạo từ mối liên kết giữa các nguyên tử với nhau tạo thành tính bền vững của vật chất.
Cấu trúc mạng liên kết nguyên tử của vật chất Các liên kết tạo cho lớp vỏ ngoài cùng có số lượng proton bằng số lượng electron, với trạng thái đó nguyên tử mang tính bền vững và được gọi là trung hoà về điện. Các chất loại này không có tính dẫn điện, gọi là chất cách điện Các liên kết tạo cho lớp vỏ ngoài cùng có số lượng proton khác số lượng electron thì trở thành ion, chúng dễ cho và nhận điện tử, các chất này gọi là chất dẫn điện Về nhiệt độ môi trường: Trong điều kiện nhiệt độ bình thường (< 25 0C) các nguyên tử liên kết bền vững. Khi tăng nhiệt độ, động năng trung bình của các nguyên tử gia tăng làm các liên kết yếu dần, một số e -- thoát khỏi liên kết trở thành e-- tự do, lúc này nếu có điện trường ngoài tác động vào, vật chất có khả năng dẫn điện. Về điện trường ngoài: Trên bề mặt vật chất, khi đặt một điện trường hai bên chúng sẽ xuất hiện một lực điện trường E.
Các e -- sẽ chịu tác động của lực điện trường này, nếu lực điện trường đủ lớn, các e -- sẽ chuyển động ngược chiều điện trường, tạo thành dòng điện. Độ lớn của lực điện trường phụ thuộc vào hiệu điện thế giữa hai điểm đặt và độ dày của vật dẫn. Tóm lại: Sự dẫn điện hay cách điện của vật chất phụ thuộc nhiều vào các yếu tố: Cấu tạo nguyên tử của vật chất Nhiệt độ của môi trường làm việc Hiệu điện thế giữa hai điểm đặt lên vật chất 16 Độ dày của vật chất Vật dẫn điện: vật liệu dẫn điện là vật chất ở trạng thái bình thường có khả năng dẫn điện. Nói cách khác, là chất ở trạng thái bình thường có sẵn các điện tích tự do để tạo thành dòng điện 3.
Các đặc tính của vật dẫn điện, vật cách điện. - Các đặc tính của vật liệu dẫn điện. + Điện trở suất + Hệ số nhiệt + Nhiệt độ nóng chảy + Tỷ trọng Các thông số và phạm vi ứng dụng của các vật liệu dẫn điện thông thường được giới thiệu trong (Bảng 1-1) - Các đặc tính của vật liệu cách điện. + Độ bền về điện.
+ Nhiệt độ chịu đựng. + Hằng số điện môi. Các thông số và phạm vi ứng dụng được trình bày ở (Bảng 1-2) 17 Bảng 1-1. Vật liệu dẫn điện Nhiệt Điện trở độ Hệ số Tỷ tt Tên vật liệu suất nóng Hợp kim Phạm vi ứng dụng Ghi chú nhiệt trọng mm2/m chảy t0C Đồng đỏ Chủ yếu dùng làm dây 1 hay đồng 0,0175 0,004 1080 8,9 kỹ thuật dẫn (0,03 - đồng với - Các lá tiếp xúc 2 Thau 0,002 900 3,5 0,06) kẽm - Các đầu nối dây - Làm dây dẫn điện - Bị ôxyt hoá nhanh, tạo - Làm lá nhôm trong tụ thành lớp bảo vệ, nên xoay 3 Nhôm 0,028 0,0049 660 2,7 khó hàn, khó ăn mòn - Làm cánh toả nhiệt - Bị hơi nước mặn ăn - Dùng làm tụ điện (tụ mòn hoá) - Mạ vỏ ngoài dây dẫn để sử dụng hiệu ứng mặt 4 Bạc 960 10,5 ngoài trong lĩnh vực siêu cao tần 5 Nic ken 0,07 0,006 1450 8,8 - Mạ vỏ ngoài dây dẫn để Có giá thành rẻ hơn bạc sử dụng hiệu ứng mặt ngoài trong lĩnh vực siêu 18 cao tần Hợp chất - Hàn dây dẫn.
dùng để làm chất - Hợp kim thiếc và chì có Chất hàn dùng để hàn hàn gồm: nhiệt độ nóng chảy thấp 6 Thiếc 0,115 0,0012 230 7,3 trong khi lắp ráp linh hơn nhiệt độ nóng chảy - Thiếc kiện điện tử của từng kim loại thiếc và 60% chì. - Chì 40% - Cầu chì bảo vệ quá dòng Dùng làm chất hàn (xem 7 Chì 0,21 0,004 330 11,4 - Dùng trong ac qui chì phần trên) - Vỏ bọc cáp chôn - Dây săt mạ kem làm dây - Dây sắt mạ kẽm giá dẫn với tải nhẹ thành hạ hơn dây đồng 8 Sắt 0,098 0,0062 1520 7,8 - Dây lưỡng kim gồm lõi - Dây lưỡng kim dẫn sắt vỏ bọc đồng làm dây điện gần như dây đồng dẫn chịu lực cơ học lớn do có hiệu ứng mặt ngoài Hợp chất gồm: - 80% đồng 9 Maganin 0,5 0,00005 1200 8,4 - 12% Dây điện trở mangan - 2% nic ken 19 Hợp chất gồm: - 60% đồng 10 Contantan 0,5 0,000005 1270 8,9 - # 40% nic Dây điện trở nung nóng ken - # 1% Mangan Hợp chất gồm: 1400 - 67% (nhiệt Nicken - Dùng làm dây đốt nóng Niken - 11 1,1 0,00015 độ làm 8,2 (dây mỏ hàn, dây bếp Crôm - 16% săt việc: điện, dây bàn là) - 15% crôm 900) -1,5% mangan 20 Bảng 1-2.