CHƯƠNG 1: KHÁI QUÁT VỀ LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 1. Linh kiện điện tử thụ động 1. Điện trở Khái niệm: Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở vô cùng lớn. Ký hiệu, phân loại, cấu tạo a.
Điện trở của dây dẫn: Điện trở của dây dẫn phụ thuộc vào vật liệu, độ dài và tiết diện của dây được tính theo công thức sau: L R S Trong đó: ρ là điện trở xuất phụ thuộc vào chất liệu (Ωm) L là chiều dài dây dẫn (m) S là tiết diện dây dẫn (m2) R là điện trở đơn vị là (Ω-Ohm) b. Điện trở trong thiết bị điện tử: Điện trở được làm từ các hợp chất kim loại, tùy theo tỉ lệ pha trộn mà người ta tạo ra được các loại điện trở có trị số khác nhau. - Kí hiệu: Ký hiệu của điện trở trên các sơ đồ nguyên lý như sau: Hình 1.1: Ký hiệu điện trở - Đơn vị: Ω, KΩ, MΩ, trong đó: 1KΩ = 1000Ω; 1MΩ = 1000000Ω. - Phân loại: các loại điện trở trong các mạch điện tử có thể phân loại theo công suất, theo độ chính xác, theo vật liệu chế tạo, theo hình dáng.
Nếu phân loại theo công suất thì có các loại như sau: + Loại 1: các điện trở công suất lớn hơn 2W trở lên. Ví dụ như các điện trở công suất, điện trở sứ.2: Hình dáng thực của một điện trở công suất + Loại 2: Điện trở thường là các điện trở có công suất nhỏ từ 0,125W đến 0,5W Hình 1.3: Hình dạng thực của loại điện trở 4 vạch màu + Loại 3: Các điện trở có công suất và kích thước rất nhỏ (loại điện trở dán SMD) Hình 1.4: Cách ghi ký hiệu giá trị trên điện trở SMD 1. Cách đọc, đo và cách mắc điện trở a. Đọc giá trị - Loại1: thì trị số điện trở/công suất thường được ghi trực tiếp trên thân.
- Loại 2: điện trở thường được ký hiệu bằng 4 vòng màu, điện trở chính xác thì ký hiệu bằng 5 vòng màu. Giá trị điện trở được tính theo quy ước quốc tế. Bảng 1: Bảng quy ước màu điện trở Giá trị hàng Màu Số nhân Sai số trăm-chục-đơn vị Đen 0 100 20% Nâu 1 101 1% Đỏ 2 102 2% Cam 3 103 - Vàng 4 104 - Lục 5 105 - Lam 6 106 - Tím 7 107 - 4 Xám 8 108 - Trắng 9 109 - Vàng kim - 10-1 5% Bạch kim - 10-2 10% Không - 20% màu - Loại 3: điện trở dán SMD có giá trị là: 47*103 = 47000Ω = 47KΩ có giá trị là: 473*102 = 47200Ω =47.5: Cách đọc giá trị điện trở SMD - Đối với loại 4 vòng màu thì: vòng 1 là số hàng chục, vòng 2 là số hàng đơn vị, vòng 3 là số nhân và vòng 4 là sai số. Giá trị R xác định như sau: R = (vòng 1)(vòng 2) * 10(vòng 3) (vòng 4) - Đối với loại 5 vòng màu thì: vòng 1 là số hàng trăm, vòng 2 là số hàng chục, vòng 3 là số hàng đơn vị, vòng 4 là số nhân và vòng 5 là sai số.
Giá trị R xác định như sau: R = (vòng 1)(vòng 2)(vòng 3) * 10(vòng 4) (vòng 5) b. Cách mắc điện trở - Mắc kiểu nối tiếp 2 điện trở R1 và R2 được một điện trở tương đương R: R = R1+R2 R1 R2 180R 180R Hình 1.6: (a) Điện trở mắc nối tiếp - Mắc kiểu song song 2 điện trở được một điện trở tương đương R: 5 1 1 1 = + R R1 R 2 R3 10k R4 10k Hình 1.6(b) Điện trở mắc song song c. Công suất của điện trở Khi mắc điện trở vào một đoạn mạch, bản thân điện trở tiêu thụ một công suất P tính được theo công thức : U2 P UI I 2R R - Theo công thức trên ta thấy, công suất tiêu thụ của điện trở phụ thuộc vào dòng điện đi qua điện trở hoặc phụ thuộc vào điện áp trên hai đầu điện trở. - Công suất tiêu thụ của điện trở là hoàn toàn tính được trước khi lắp điện trở vào mạch.
- Nếu đem một điện trở có công suất danh định nhỏ hơn công suất nó sẽ tiêu thụ thì điện trở sẽ bị cháy. - Thông thường người ta lắp điện trở vào mạch có công suất danh định > = 2 lần công suất mà nó sẽ tiêu thụ. Các linh kiện khác cùng nhóm và ứng dụng a. Biến trở Là điện trở có thể chỉnh để thay đổi giá trị, có ký hiệu là VR chúng có hình dạng như sau : 6 Hình 1.7: Ký hiệu và hình ảnh thực của biến trở b.
Điện trở gói (thanh) Nhiều điện trở được đóng gói thành chung một khối. Mỗi điện trở bên trong có giá trị bằng nhau và bằng giá trị ghi trên gói. Kí hiệu trên sơ đồ nguyên lý như sau: R1 R2 1k 1k R4 R3 1k 1k Hình 1.8: Ký hiệu và một hình ảnh thực của điện trở thanh 7 c. Ứng dụng của điện trở Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện quan trọng không thể thiếu được, trong mạch điện, điện trở có những tác dụng sau: - Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp.
- Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một điện áp cho trước. Tụ điện Khái niệm: Tụ điện là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử, chúng được sử dụng trong các mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều, mạch tạo dao động. Ký hiệu, phân loại, cấu tạo a. Ký hiệu: Tụ điện có ký hiệu là C (Capacitor).
Thông thường nếu là tụ có cực tính thì trên ký hiệu sẽ có sự khác nhau giữa hai bản tụ. Ngược lại, tụ không có cực tính thì trên ký hiệu hai bản tụ giống nhau.9: Ký hiệu của tụ điện b. Cấu tạo của tụ điện: - Cấu tạo của tụ điện gồm hai bản cực đặt song song, ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi. - Người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hoá chất làm chất điện môi và tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện môi này như tụ giấy, tụ gốm, tụ hoá.10: Cấu tạo của tụ điện gốm(a) và tụ hoá(b) Hình 1.11: Hình ảnh thực của tụ gốm Hình 1.12: Hình dạng và kích thước của tụ hoá 1.
Cách đọc, đo và cách mắc tụ điện. Đọc giá trị - Điện dung: Là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện, điện dung của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữ hai bản cực theo công thức C=ξ.S/d 9 Trong đó: C : là điện dung tụ điện , đơn vị là Fara (F) ξ : Là hằng số điện môi của lớp cách điện. d : là chiều dày của lớp cách điện. S : là diện tích bản cực của tụ điện.
Đơn vị điện dung của tụ: Đơn vị là Fara (F) , 1Fara là rất lớn do đó trong thực tế thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như MicroFara (μF), NanoFara (nF), PicoFara (pF). 1 F = 1000 mF 1 mF = 1000 uF 1 uF = 1000 nF 1 nF = 1000pF - Với tụ hoá: Giá trị điện dung của tụ hoá được ghi trực tiếp trên thân tụ => Tụ hoá là tụ có phân cực (-) , (+) và luôn luôn có hình trụ Hình 1.13: Hình tụ hoá ghi điện dung là 185uF/điện áp 320V - Với tụ giấy, tụ gốm: Tụ giấy và tụ gốm có trị số ghi bằng ký hiệu Hình 1.14: Hình tụ gốm và trị số bằng ký hiệu Cách đọc: Lấy hai chữ số đầu nhân với 10(Mũ số thứ 3 ) Chữ K hoặc J ở cuối là chỉ sai số 5% hay 10% của tụ điện. - Tụ giấy và tụ gốm còn có một cách ghi trị số khác là ghi theo số thập phân và lấy đơn vị là MicroFara 10 Hình 1.15: Cách đọc giá trị tụ * Ý nghĩa của giá trị điện áp ghi trên thân tụ: - Ta thấy rằng bất kể tụ điện nào cũng được ghi trị số điện áp ngay sau giá trị điện dung, đây chính là giá trị điện áp cực đại mà tụ chịu được, quá điện áp này tụ sẽ bị nổ. - Khi lắp tụ vào trong một mạch điện có điện áp là U thì bao giờ người ta cũng lắp tụ điện có giá trị điện áp cực đại ghi trên thân tụ cao gấp khoảng 1,4 lần.
* Phân loại: Tụ điện có nhiều loại như tụ giấy, tụ gốm, tụ mi ca, tụ hoá nhưng về tính chất thì ta phân tụ là hai loại chính là tụ không phân cực và tụ phân cực - Tụ giấy, tụ gốm, tụ mica. (tụ không phân cực ) Các loại tụ này không phân biệt cực tính âm dương của chân tụ và thường có điện dung nhỏ từ 0,47 μF trở xuống, các tụ này thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu, mạch dao động.16: Vài loại tụ gốm - Tụ hoá (Tụ có phân cực) Tụ hoá là tụ có phân cực âm dương , tụ hoá có trị số lớn hơn và giá trị từ 0,47μF đến khoảng 4.700 μF, tụ hoá thường được sử dụng trong các mạch có tần số thấp hoặc dùng để lọc nguồn, tụ hoá luôn luôn có hình trụ. 11 Có ký hiệu dấu “–“ Hình 1.17: Tụ hoá có phân cực âm dương b. Đo tụ điện Có thể kiểm tra tụ điện bằng đồng hồ đo điện trở loại kim hoặc đồng hồ số (có chức năng kiểm tra tụ).
Khi đồng hồ kim ở thang đo điện trở thì giữa que đen và que đỏ có tồn tại một điện áp (do pin bên trong đồng hồ đo). Ta dùng điện áp này để kiểm tra tính nạp/phóng của tụ điện. Nếu tụ tốt thì tính nạp/phóng thể hiện rõ. Khi đặt kim đồng hồ vào 2 chân của tụ điện kim đồng hồ chạy từ ∞Ω về phía 0Ω (đến S1), sau đó kim chạy lùi lại về phía ∞Ω (đến S2).
Vị trí của S1 và S2 cũng như tốc độ di chuyển của kim đồng hồ phụ thuộc vào thang đo, điện dung của tụ điện và chất lượng tụ. - Đối với tụ giấy và tụ gốm thường hỏng ở dạng bị dò rỉ hoặc bị chập. Do điện dung của loại tụ này nhỏ nên ta thường dùng thang đo [1k] hoặc [10k], nên đảo vị trí kim vài lần khi tiến hành đo: + Khi đo tụ còn tốt kim phóng lên rồi lùi trở về phía vị trí cũ.