Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Sự chuyển dịch mang tính toàn cầu hóa của ngành công nghiệp ô tô hiện đại, đặc biệt là sự phát triển nhanh chóng của các dòng xe hybrid và ô tô điện, đặt ra yêu cầu ngày càng khắt khe về năng lực làm chủ kỹ thuật điện - điện tử. Trong cấu trúc của ô tô thế hệ mới, các khối điều khiển điện tử (ECU), hệ thống cảm biến giám sát và các mạch chuyển mạch công suất đóng vai trò quyết định đến hiệu suất vận hành và tính an toàn. Thực tiễn này đòi hỏi công tác đào tạo kỹ sư ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô phải trang bị cho người học nền tảng lý thuyết vững chắc và kỹ năng thực hành chuẩn xác về linh kiện điện tử bán dẫn, làm bàn đạp để tiếp cận các hệ thống điều khiển phức tạp trên xe điện.

Xuất phát từ yêu cầu thực tiễn trên, đề tài khóa luận tốt nghiệp "Nghiên cứu, thi công một số mô-đun linh kiện điện tử cơ bản phục vụ cho giảng dạy" được thực hiện bởi sinh viên Nguyễn Hoàng Anh (MSSV: 19145339) và Nguyễn Thiện Hiếu (MSSV: 19145115), dưới sự hướng dẫn của ThS. Lê Quang Vũ tại Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh (khóa học 2019–2023, bảo vệ tháng 01 năm 2024, mã lưu trữ SKL012215).

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài được xác định cụ thể theo 3 nhóm yêu cầu:

  1. Về mặt kiến thức: Giúp người học nhận biết chính xác ký hiệu, hình dạng, cấu tạo và cách xác định giá trị thông số kỹ thuật của các linh kiện điện tử; rèn luyện khả năng tra cứu và phân tích dữ liệu kỹ thuật từ nhà sản xuất.
  2. Về mặt kỹ năng: Hình thành kỹ năng vẽ chuẩn xác ký hiệu mạch, nhận diện các cực của linh kiện điện tử và ứng dụng linh kiện vào các sơ đồ mạch thực tế.
  3. Về mặt tư duy: Xây dựng khả năng phân tích nguyên lý hoạt động của các mạch điện tử ứng dụng, từ đó phát triển tư duy logic về mạch điện tử chuyên ngành trên ô tô.

Văn bản khóa luận quy định 3 nhiệm vụ nghiên cứu chính:

  1. Nghiên cứu tổng quan về các linh kiện điện tử cơ bản và mạch điện ứng dụng.
  2. Thiết kế và thi công hệ thống các mô-đun linh kiện điện tử cơ bản phục vụ thực hành.
  3. Đánh giá kết quả thử nghiệm, kết luận và đề xuất kiến nghị phát triển đề tài.

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là các linh kiện điện tử cơ bản (điện trở, biến trở, nhiệt điện trở, quang trở, diode chỉnh lưu, diode Zener, LED, photodiode, transistor BJT, FET/JFET, MOSFET, Op-amp, IC định thời 555, cổng logic) cùng các mạch điện cơ bản ứng dụng nguyên lý của chúng. Phạm vi nghiên cứu giới hạn trong phạm vi lý thuyết điện tử cơ sở và quy trình chế tạo mô hình phần cứng giảng dạy tại xưởng thực hành của Khoa Cơ khí Động lực, Trường Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh; dữ liệu khảo sát và các quy trình chế tạo được thực hiện hoàn tất vào tháng 01 năm 2024.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Cơ sở lý thuyết của khóa luận được xây dựng dựa trên các định luật vật lý điện học và nguyên lý hoạt động của các linh kiện bán dẫn:

  • Định luật Ohm và mạch cầu phân áp: Khảo sát mối quan hệ giữa điện áp, dòng điện và điện trở ($U = I \cdot R$); phân tích nguyên lý hạ áp nguồn $V_{CC}$ thông qua mạch phân áp gồm hai hay nhiều điện trở nối tiếp với dòng điện $I = \frac{V_{CC}}{R_1 + R_2}$ và điện áp ngõ ra $V_{out} = I \cdot R_2$.
  • Linh kiện thụ động và cảm biến môi trường:
    • Nhiệt điện trở: Phân loại gồm nhiệt điện trở dương PTC (nhiệt độ tăng làm điện trở tăng) và nhiệt điện trở âm NTC (nhiệt độ tăng làm điện trở giảm), với dải đo nhiệt độ định mức từ -50°C đến 150°C; ứng dụng trong các mạch cầu phân áp đo nhiệt độ dầu, nước làm mát động cơ và nhiệt độ khí nạp.
    • Quang trở (LDR): Hoạt động dựa trên hiệu ứng quang dẫn của vật liệu bán dẫn thuần khiết hoặc pha tạp; giá trị điện trở giảm khi cường độ chiếu sáng tăng.
    • Biến trở: Cấu tạo gồm cuộn dây hợp kim có điện trở suất lớn, con chạy và 3 cực đấu nối; phân loại gồm biến trở con chạy, tay quay, than và dây cuốn.
  • Linh kiện bán dẫn rời rạc:
    • Diode tiếp giáp P-N: Phân cực thuận mở tiếp giáp với điện thế ngưỡng tối thiểu 0,6V; phân cực ngược ngăn dòng điện chạy qua với giới hạn điện áp ngược chịu đựng dưới 1000V.
    • Diode Zener: Cấu tạo có lớp $SiO_2$ tại tiếp giáp P-N, làm việc ổn áp tại vùng điện áp đánh thủng ngược $V_Z$; xác lập phương trình dòng điện qua điện trở hạn dòng $I_S = I_L + I_Z = I_{Lmax} + I_{Zk}$ và công suất tiêu tán cực đại $P_Z = V_Z \cdot I_Z$.
    • Diode quang (Photodiode): Biến đổi ánh sáng thành tín hiệu dòng điện microampe ($\mu A$) khi làm việc ở chế độ phân cực ngược dưới tác động của chùm photon.
    • Transistor lưỡng cực (BJT): Cấu trúc gồm 3 lớp bán dẫn tạo thành cực phát (Emitter - E), cực gốc (Base - B), cực thu (Collector - C); phân loại thành NPN và PNP; phương trình dòng điện $I_E = (1 + \beta) \cdot I_B$; điện áp kích mở cực nền $V_{BE} \ge 0,7V$; khảo sát 3 cấu hình phân cực gồm cực phát chung (CE), cực nền chung (CB) và cực thu chung (CC).
    • Transistor hiệu ứng trường (FET): Khảo sát JFET kênh N và kênh P đối xứng cực máng (Drain - D) và cực nguồn (Source - S) chịu sự điều khiển điện trường từ cực cổng (Gate - G); E-MOSFET kênh cảm ứng hoạt động theo điện áp ngưỡng $V_T$.
  • Mạch khuếch đại thuật toán và vi mạch định thời:
    • Op-amp: Khảo sát các chế độ mạch khuếch đại đảo, khuếch đại không đảo, mạch so sánh điện áp và mạch khuếch đại vi sai có phân áp ngõ vào ứng dụng trong cảm biến ánh sáng, cảm biến bóng tối.
    • IC định thời NE555P: Cấu trúc mạch so sánh, mạch lật và transistor xả điện bên trong; hoạt động theo 3 chế độ chuẩn gồm đơn ổn (Monostable), phi ổn (Astable) và lưỡng ổn (Bistable).
    • Cổng logic (Logic Gates): Khảo sát các cổng logic số cơ bản.

Phương pháp nghiên cứu thực tế được nhóm tác giả triển khai kết hợp giữa nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm kỹ thuật:

  • Phương pháp phân tích, tổng hợp tài liệu: Thu thập thông tin từ các giáo trình chuyên ngành kỹ thuật ô tô, tài liệu điện tử cơ sở và bảng thông số kỹ thuật (datasheet) của các linh kiện rời và vi mạch (NE555P, Op-amp).
  • Phương pháp thiết kế kỹ thuật trên máy tính:
    • Thiết kế cơ khí: Sử dụng phần mềm Autodesk Inventor để dựng mô hình 3D cho hệ thống khung đỡ kim loại và kết cấu hộp vỏ mô-đun mica.
    • Thiết kế điện tử: Sử dụng phần mềm Proteus để vẽ sơ đồ nguyên lý mạch, mô phỏng đặc tính làm việc và thiết kế mạch in (PCB layout) cho từng mô-đun.
  • Phương pháp gia công và thực nghiệm phần cứng: Thi công mạch in bằng phương pháp ăn mòn phíp đồng, khoan mạch, hàn lắp linh kiện cơ bản; gia công hộp chứa bằng mica; lắp đặt cọc cắm đấu dây thử nghiệm và kiểm tra đáp ứng điện áp/dòng điện thông qua đồng hồ đo vạn năng VOM.

Thiết kế và thi công mô-đun phần cứng

Quy trình thiết kế và chế tạo phần cứng của đề tài được triển khai qua các giai đoạn kỹ thuật cụ thể:

1. Ứng dụng phần mềm trong thiết kế

  • Thiết kế cơ khí bằng Autodesk Inventor: Toàn bộ khung giá đỡ tổng thể và vỏ hộp của từng mô-đun được dựng hình không gian 3 chiều (3D). Khung mô hình được tính toán kết cấu để nâng đỡ chắc chắn toàn bộ các hộp chức năng, bảo đảm góc nhìn và vị trí cắm giắc thao tác thuận tiện cho người học. Hộp mô-đun được thiết kế với kích thước chuẩn hóa, có gờ kê mạch in và nắp mica trong suốt in rõ sơ đồ chân.
  • Thiết kế mạch điện tử bằng Proteus: Tác giả sử dụng Proteus để số hóa các sơ đồ nguyên lý mạch thí nghiệm. Các thông số linh kiện được đưa vào mô phỏng kiểm tra chức năng (như chế độ dao động đa hài NE555, mạch khuếch đại Op-amp, mạch phân cực BJT). Sau khi mạch mô phỏng vận hành đúng lý thuyết, phần mềm chuyển đổi sang môi trường vẽ mạch in (PCB layout), ví dụ như mạch PCB layout 555 Astable, sau đó xuất ra bản vẽ định dạng PDF phục vụ công đoạn in chuyển nhiệt.

2. Quy trình thi công phần cứng

  • Thi công mạch in (PCB): Bản vẽ mạch in từ phần mềm Proteus được in lên giấy chuyên dụng và là ép nhiệt lên phíp đồng. Sau đó, phíp đồng được ngâm dung dịch ăn mòn hóa học để loại bỏ lớp đồng thừa, giữ lại đường mạch dẫn điện. Mạch sau khi ăn mòn được làm sạch, khoan lỗ chân linh kiện, quét lớp phủ bảo vệ và hàn cố định các linh kiện thụ động, đế cắm IC, diode và transistor.
  • Gia công hộp mô-đun và khung giá đỡ:
    • Mặt hộp được gia công từ tấm mica, khắc và in sơ đồ khối, ký hiệu chân linh kiện và các điểm đo kiểm tín hiệu.
    • Các cọc đấu dây (chốt cắm thí nghiệm) được cố định vào mặt mica, hàn nối dây dẫn chắc chắn từ bo mạch PCB phía dưới lên các đầu cọc trên bề mặt.
    • Bo mạch PCB được kê và bắt vít định vị vào lòng hộp bảo vệ, đảm bảo cách điện và chống va đập.
    • Khung mô hình hoàn thiện được hàn kết cấu chịu lực, sơn phủ bảo vệ và lắp ráp các khay trượt để gắn các hộp mô-đun vào vị trí thao tác chung.

Nội dung chính theo từng chương

Chương 1: Tổng quan đề tài

Chương này tập trung trình bày tính cấp thiết của đề tài trong bối cảnh ngành ô tô chuyển dịch sang hệ thống điều khiển điện tử và động cơ điện. Tác giả phân tích mục tiêu đào tạo thực hành của Khoa Cơ khí Động lực, xác lập 3 nhóm mục tiêu cụ thể (nhận biết linh kiện, vẽ mạch/xác định cực và phân tích tư duy mạch). Phạm vi nghiên cứu được định hình rõ trong phân môn điện tử cơ bản kết hợp chế tạo thiết bị dạy học phần cứng, xác định 3 nhiệm vụ nghiên cứu cần giải quyết trong đồ án.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết

Chương 2 là phần nội dung lý thuyết chi tiết, hệ thống hóa toàn bộ cấu tạo, ký hiệu, phân loại, nguyên lý làm việc và phương trình toán học của các linh kiện điện tử:

  • Khảo sát điện trở, mạch cầu phân áp điện trở than trong kỹ thuật ô tô; phân tích đặc tính của nhiệt điện trở PTC/NTC trong khoảng đo từ -50°C đến 150°C; phân loại quang trở thuần khiết và tạp chất; phân loại 4 nhóm biến trở (con chạy, tay quay, than, dây cuốn).
  • Khảo sát các loại diode: Diode chỉnh lưu silicon (ngưỡng 0,6V, điện áp ngược chịu đựng dưới 1000V); Diode Zener (lớp cách điện $SiO_2$, phương trình $I_S = I_L + I_Z$, công suất $P_Z$); LED phát sáng các màu đỏ, vàng, xanh lục; Photodiode làm việc theo hiệu ứng quang điện ở chế độ phân cực ngược tạo dòng điện cỡ microampe ($\mu A$).
  • Khảo sát transistor: Cấu trúc 3 lớp của BJT, 3 cấu hình mạch (CB, CE, CC), 3 vùng làm việc (bão hòa, khuếch đại, ngưng dẫn), công thức $I_E = (1 + \beta) \cdot I_B$ với điện áp $V_{BE} = 0,7V$; phân tích JFET kênh N, JFET kênh P và MOSFET kênh cảm ứng (E-MOSFET).
  • Khảo sát vi mạch Op-amp qua các sơ đồ mạch so sánh, khuếch đại không đảo, khuếch đại đảo, khuếch đại vi sai có phân áp ngõ vào và mạch cảm biến ánh sáng/bóng tối.
  • Khảo sát vi mạch định thời NE555P gồm sơ đồ cấu trúc bên trong, nguyên lý nạp xả tụ điện và 3 chế độ công tác (đa hài phi ổn, đơn ổn, lưỡng ổn), cùng các mạch ứng dụng: đèn LED nhấp nháy, điều chỉnh độ sáng bóng đèn, mạch còi cảnh sát.
Nhóm linh kiện Ký hiệu / Tên linh kiện Đặc tính kỹ thuật & Thông số chính nêu trong văn bản Ứng dụng cụ thể trong hệ thống
Điện trở & Biến trở $R$, Biến trở, NTC, PTC, LDR - Định luật Ohm: $U = I \cdot R$; Cầu phân áp: $V_{out} = I \cdot R_2$
- Nhiệt điện trở: Đo từ -50°C đến 150°C
- Biến trở: 3 cực, điều khiển bằng con chạy/tay quay		 Mạch ổn áp, điều chỉnh quạt gió, cảm biến nhiệt độ dầu/nước làm mát, cảm biến ánh sáng
Diode Diode chỉnh lưu, Diode Zener, LED, Photodiode - Diode thường: Ngưỡng thuận 0,6V, áp ngược chịu đựng < 1000V
- Zener: Vùng đánh thủng ngược $V_Z$, lớp $SiO_2$, $I_S = I_L + I_Z$
- Photodiode: Phân cực ngược khi chiếu sáng, dòng $\mu A$		 Chỉnh lưu xoay chiều, chống ngược cực, ổn định điện áp, hiển thị trạng thái, mắt thu hồng ngoại
Transistor BJT (NPN, PNP), JFET, E-MOSFET - BJT: $V_{BE} = 0,7V$, $I_E = (1+\beta)I_B$, 3 chế độ CB/CE/CC
- JFET/MOSFET: Điều khiển bằng điện áp cực cổng ($V_{GS}$), trở kháng vào lớn		 Mạch công tắc điện tử, mạch khuếch đại tín hiệu, điều khiển tải
Vi mạch tương tự & định thời Op-amp, IC định thời NE555P - Op-amp: Khuếch đại vi sai, so sánh điện áp
- NE555P: 3 chế độ (Astable, Monostable, Bistable)		 Mạch so sánh cảm biến quang, mạch tạo xung nhấp nháy LED, còi cảnh sát, điều độ sáng đèn

Chương 3: Thiết kế, thi công một số mô đun linh kiện điện tử

Chương này ghi lại toàn bộ tiến trình kỹ thuật chế tạo mô hình dạy học. Nội dung bao gồm quy trình thiết kế phần mềm (sử dụng Autodesk Inventor dựng kết cấu khung và vỏ hộp 3D; sử dụng Proteus thiết kế sơ đồ mạch, mô phỏng và layout PCB mạch in) và quy trình thi công phần cứng thực tế (chế tạo mạch in phíp đồng, ăn mòn hóa học, gia công mặt hộp mica, hàn gắn linh kiện, đi dây ngõ ra cọc cắm và lắp ráp hoàn thiện khung mô hình).

Chương 4: Quy trình thực hiện các bài thực hành

Chương 4 biên soạn tài liệu hướng dẫn quy trình thí nghiệm từng bước trên các mô-đun phần cứng đã hoàn thiện, sử dụng dụng cụ đo chính là đồng hồ vạn năng VOM:

  • Module Diode – Voltage Divider: Quy trình đo kiểm phân cực thuận - ngược của diode chỉnh lưu, khảo sát điện áp sụt trên LED, đo dòng ngược của photodiode khi có/không có chiếu sáng, khảo sát điện áp ổn áp của diode Zener và đo điện áp phân áp trên các nhánh điện trở.
  • Mô-đun Transistor: Khảo sát điều kiện kích dẫn của BJT loại NPN và PNP, đo điện áp ngưỡng kích hoạt $V_{BE} \approx 0,7V$, khảo sát đặc tính đóng cắt của JFET kênh N, JFET kênh P và đo đặc tính đóng ngắt của MOSFET kênh N, MOSFET kênh P.
  • Mô-đun Opamp: Thực hành mạch so sánh điện áp sử dụng cầu phân áp điện trở; thực hành mạch so sánh sử dụng quang trở làm cảm biến quang; thực hành mạch khuếch đại vi sai có phân áp ngõ vào.
  • Mô-đun IC định thời 555: Khảo sát dạng tín hiệu và chu kỳ xung ở chế độ lưỡng ổn (Bistable Mode), chế độ phi ổn (Astable Mode) và chế độ đơn ổn (Monostable Mode).
  • Mô-đun Logic Gates: Quy trình đo mức logic ngõ ra tương ứng với các trạng thái tổ hợp ngõ vào trên các cổng logic cơ bản.

Chương 5: Kết luận và kiến nghị

Tổng kết toàn bộ kết quả chế tạo hệ thống mô hình dạy học và mức độ hoàn thành các mục tiêu đề ra; nêu rõ các khuyến nghị nhằm hoàn thiện và phát triển hệ thống thiết bị trong các giai đoạn nghiên cứu tiếp theo.

Kết quả và đóng góp

Khóa luận đã ghi nhận các kết quả thực nghiệm và giá trị đóng góp cụ thể:

  • Kết quả thi công phần cứng: Chế tạo thành công hệ thống mô hình thực hành gồm một khung giá đỡ hoàn chỉnh và 5 mô-đun chức năng độc lập (Module Diode – Voltage Divider, Module Transistor, Module Opamp, Module IC định thời 555, Module Logic Gates). Toàn bộ mô-đun đều được đóng hộp mica bảo vệ, có in sơ đồ nguyên lý mạch trực quan và gắn hệ thống cọc đấu dây tiêu chuẩn, cho phép thực hiện đo đạc bằng đồng hồ VOM thuận tiện và an toàn.
  • Xây dựng tài liệu thực hành: Biên soạn chi tiết quy trình thực hành cho từng mô-đun tại Chương 4, cung cấp trình tự kết nối dây, các bước đo thông số dòng điện, điện áp và hướng dẫn kiểm tra trạng thái hoạt động của linh kiện trong mạch.
  • Giải pháp và kiến nghị của tác giả: Đề xuất đưa hệ thống mô-đun vào phục vụ các bài thí nghiệm học phần Điện tử cơ bản cho sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô; kiến nghị tiếp tục mở rộng thêm các mô-đun chức năng mới nhằm nâng cao tính liên hoàn của các bài thực hành.
  • Đóng góp của đề tài: Tác giả tự đánh giá đề tài đã tạo ra một bộ thiết bị giảng dạy trực quan tự chế tạo trong nước, có giá thành hợp lý, giúp sinh viên chuyển hóa kiến thức lý thuyết trừu tượng thành kỹ năng phân tích và đo kiểm thực tế, đáp ứng trực tiếp nhu cầu trang bị nền tảng điện tử để tiếp cận chuyên sâu lĩnh vực ô tô điện.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

Khóa luận trình bày các giới hạn và định hướng mở rộng dựa trên phạm vi nghiên cứu thực tế:

  • Hạn chế: Do giới hạn về thời gian thực hiện đồ án và nguồn lực vật tư, các mô-đun phần cứng mới tập trung vào các linh kiện điện tử cơ bản và mạch chức năng độc lập ở mức tín hiệu nhỏ; chưa tích hợp trực tiếp vào các hệ thống điều khiển công suất lớn hay các cụm chấp hành chuyên sâu trên ô tô điện thực tế.
  • Hướng phát triển: Trong Chương 5, nhóm tác giả đề xuất hai định hướng nghiên cứu tiếp theo:
    1. Nghiên cứu, thiết kế và thi công bổ sung các mô-đun mạch điện tử ứng dụng nâng cao dành riêng cho ô tô điện (như mạch điều khiển động cơ điện, mạch quản lý năng lượng bộ pin cao áp, các mạch giao tiếp mạng truyền thông ô tô).
    2. Nâng cấp các mô-đun hiện có, bổ sung khả năng ghép nối liên hoàn giữa các mô-đun để mô phỏng một hệ thống điều khiển tự động hóa hoàn chỉnh trên phương tiện giao thông.

Giá trị tham khảo

Tài liệu khóa luận có giá trị tham khảo thiết thực cho các nhóm đối tượng và mục đích cụ thể:

  • Sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô, Kỹ thuật Cơ điện tử, Kỹ thuật Điều khiển và Tự động hóa: Tài liệu cung cấp cơ sở lý thuyết có hệ thống về các linh kiện bán dẫn và phương pháp tiếp cận mạch điện tử ô tô; hỗ trợ sinh viên học tập các môn Điện tử cơ sở, Điện - Điện tử ô tô và thực hành đo kiểm mạch bằng đồng hồ vạn năng VOM.
  • Giảng viên và cán bộ kỹ thuật phòng thí nghiệm: Là tài liệu tham khảo kỹ thuật hữu ích về phương pháp tự thiết kế, thi công thiết bị dạy học tự làm với chi phí tối ưu, bao gồm toàn bộ quy trình thiết kế cơ khí 3D trên Autodesk Inventor và layout mạch in PCB trên Proteus.
  • Các phần nội dung đáng tham khảo nhất:
    • Quy trình thiết kế mạch in PCB layout và xuất file thi công từ phần mềm Proteus (Chương 3).
    • Kết cấu và phương pháp thi công hộp mô-đun mica gắn cọc cắm thí nghiệm (Chương 3).
    • Hệ thống các bước thực hành và sơ đồ khảo sát 5 nhóm mô-đun linh kiện bán dẫn (Chương 4).

Câu hỏi thường gặp

1. Hệ thống mô hình thực hành trong đồ án bao gồm những mô-đun phần cứng cụ thể nào?
Hệ thống gồm khung giá đỡ hoàn thiện và 5 mô-đun chức năng độc lập được gia công hộp mica:

  • Mô-đun Diode – Cầu phân áp (Module Diode – Voltage Divider).
  • Mô-đun Transistor (khảo sát BJT, JFET, MOSFET).
  • Mô-đun Mạch khuếch đại thuật toán (Module Opamp).
  • Mô-đun Vi mạch định thời 555 (Module IC-555).
  • Mô-đun Cổng logic (Module Logic Gates).

2. Đề tài sử dụng những công cụ phần mềm nào trong quá trình thiết kế và thi công mô hình?
Nhóm tác giả sử dụng hai phần mềm kỹ thuật chính:

  • Autodesk Inventor: Thiết kế cơ khí 3D cho toàn bộ khung đỡ mô hình và cấu trúc vỏ hộp của từng mô-đun mica.
  • Proteus: Vẽ sơ đồ nguyên lý mạch điện tử, mô phỏng hoạt động chức năng và thiết kế bản vẽ bố trí mạch in (PCB layout) để xuất bản vẽ PDF phục vụ chế tạo phíp đồng.

3. Phạm vi đo nhiệt độ của nhiệt điện trở và ngưỡng điện áp dẫn thuận của Diode chỉnh lưu được xác định là bao nhiêu?
Theo số liệu công bố trong Chương 2:

  • Nhiệt điện trở (PTC và NTC) có phạm vi đo nhiệt độ làm việc danh định trong khoảng từ -50°C đến 150°C.
  • Diode chỉnh lưu thường cần một điện áp kích hoạt tối thiểu khi phân cực thuận là 0,6V để vùng nghèo co lại và cho dòng điện dẫn qua; đồng thời có khả năng chịu điện áp ngược dưới 1000V.

4. Vi mạch định thời NE555P được khảo sát ở những chế độ làm việc nào và có những mạch ứng dụng gì?
IC định thời NE555P được khảo sát ở 3 chế độ hoạt động chuẩn:

  • Chế độ phi ổn (Astable Mode - mạch dao động đa hài).
  • Chế độ đơn ổn (Monostable Mode).
  • Chế độ lưỡng ổn (Bistable Mode).
    Các mạch ứng dụng cụ thể của IC 555 được trình bày gồm: mạch đèn LED nhấp nháy, mạch điều chỉnh độ sáng bóng đèn và mạch còi cảnh sát.

5. Mô-đun Transistor cho phép người học tiến hành khảo sát thực nghiệm trên những loại linh kiện bán dẫn nào?
Mô-đun Transistor cho phép thực hành khảo sát trên 6 loại linh kiện bán dẫn rời rạc:

  • Transistor lưỡng cực BJT loại NPN.
  • Transistor lưỡng cực BJT loại PNP.
  • Transistor trường mối nối JFET kênh N.
  • Transistor trường mối nối JFET kênh P.
  • Transistor trường hiệu ứng cảm ứng MOSFET kênh N.
  • Transistor trường hiệu ứng cảm ứng MOSFET kênh P.

Kết luận

Đồ án tốt nghiệp "Nghiên cứu, thi công một số mô-đun linh kiện điện tử cơ bản phục vụ cho giảng dạy" của sinh viên Nguyễn Hoàng Anh và Nguyễn Thiện Hiếu đã giải quyết trọn vẹn mục tiêu hệ thống hóa lý thuyết điện tử bán dẫn và hiện thực hóa thành thiết bị dạy học trực quan. Bằng việc kết hợp hiệu quả giữa phần mềm thiết kế cơ khí Autodesk Inventor và phần mềm thiết kế mạch Proteus, nhóm tác giả đã chế tạo thành công hệ thống 5 mô-đun phần cứng gắn trên khung giá đỡ hoàn chỉnh cùng quy trình thực hành chi tiết bằng đồng hồ đo VOM. Công trình cung cấp giải pháp thiết bị thí nghiệm có tính ứng dụng cao, đáp ứng thiết thực nhu cầu đào tạo thực hành và củng cố tư duy mạch điện tử cho sinh viên ngành Công nghệ Kỹ thuật Ô tô hướng tới lĩnh vực xe điện.