Bài tập Linh kiện điện tử chương 1

Tóm tắt nội dung tài liệu

1. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CHƯƠNG I. LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Trạng thái điện của mỗi linh kiện điện tử được đặc trưng bởi 2 thông số: điện áp u và cường độ dòng điện i. Mối quan hệ tương hỗ i=f[u] được biểu diễn bởi đặc tuyến Volt-Ampere. Người ta có thể phân chia các linh kiện điện tử theo hàm quan hệ trên là tuyến tính hay phi tuyến. Nếu hàm i=f[u] là tuyến tính [hàm đại số bậc nhất hay phương trình vi phân, tích phân tuyến tính], phần tử đó được gọi là phần tử tuyến tính [R, L, C] và có thể áp dụng được nguyên lý xếp chồng. 1 Điện trở: i  .u R du Tụ điện: i  C. dt 1 L Cuộn dây: i  u.dt Nếu hàm i=f[u] là quan hệ phi tuyến [phương trình đại số bậc cao, phương trình vi phân hay tích phân phi tuyến], phần tử đó được gọi là phần tử phi tuyến [diode, Transistor]. 2.1. Điện trở [Resistor] Như đã đề cập trong chương trước, dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện và trong vật dẫn các hạt mang điện đó là các electron tự do. Các electron tự do có khả năng dịch chuyển được do tác động của điện áp nguồn và trong quá trình dịch chuyển các electron tự do va chạm với các nguyên tử nút mạng và các electron khác nên bị mất một phần năng lượng dưới dạng nhiệt. Sự va chạm này cản trở sự chuyển động của các electron tự do và được đặc trưng bởi giá trị điện trở. 2.1.1. Định nghĩa: Điện trở là linh kiện cản trở dòng điện, giá trị điện trở càng lớn dòng điện trong mạch càng nhỏ. Định luật Ohm: Cường độ dòng điện trong mạch thuần trở tỷ lệ thuận với điện áp cấp và tỷ lệ nghịch với điện trở của mạch. Page 1
2. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ E I R [E]: Volt [V] [I]: Ampere [A] [R]: Ohm [Ω] 2.1.2. Các thông số của điện trở a. Giá trị điện trở Giá trị điện trở đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của điện trở. Yêu cầu cơ bản đối với giá trị điện trở đó là ít thay đổi theo nhiệt độ, độ ẩm và thời gian,…Điện trở dẫn điện càng tốt thì giá trị của nó càng nhỏ và ngược lại. Giá trị điện trở được tính theo đơn vị Ohm [Ω], kΩ, MΩ, hoặc GΩ. Giá trị điện trở phụ thuộc vào vật liệu cản điện, kích thước của điện trở và nhiệt độ của môi trường. l R  . S Trong đó: ρ: điện trở suất [Ωm] l: chiều dài dây dẫn [m] S: tiết diện dây dẫn [m2] Trong thực tế điện trở được sản xuất với một số thang giá trị xác định. Khi tính toán lý thuyết thiết kế mạch, cần chọn thang điện trở gần nhất với giá trị được tính. b. Sai số Sai số là độ chênh lệch tương đối giữa giá trị thực tế của điện trở và giá trị danh định, được tính theo % Rtt  Rdd   100% Rdd Page 2
3. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Trong đó: Rtt: Giá trị thực tế của điện trở Rdd: Giá trị danh định của điện trở c. Hệ số nhiệt điện trở [TCR-Temperature Co-efficient of Resistor]: TCR là sự thay đổi tương đối của giá trị điện trở khi nhiệt độ thay đổi 1 oC, được tính theo phần triệu R / T  .106 [ ppm/ oC ] [parts per million] R Khi nhiệt độ tăng, số lượng các electron bứt ra khỏi quỹ đạo chuyển động tăng và va chạm với các electron tự do làm tăng khả năng cản trở dòng điện của vật dẫn. Trong hầu hết các chất dẫn điện khi nhiệt độ tăng thì giá trị điện trở tăng, hệ số   0 [PTC: Positive Temperature Co-efficient]. Đối với các chất bán dẫn, khi nhiệt độ tăng số lượng electron bứt ra khỏi nguyên tử để trở thành electron tự do được gia tăng đột ngột, tuy sự va chạm trong mạng tinh thể cũng tăng nhưng không đáng kể so với sự gia tăng số lượng hạt dẫn, làm cho khả năng dẫn điện của vật liệu tăng, hay giá trị điện trở giảm, do đó có hệ số   0 [NTC: Negative Temperature Coefficient]. Hệ số nhiệt   0 càng nhỏ, độ ổn định của giá trị điện trở càng cao. R Hệ số góc= T 0oK Hình 2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới giá trị điện trở của vật dẫn Tại một nhiệt độ xác định có hệ số nhiệt  xác định, giả sử tại nhiệt độ T1 điện trở có giá trị là R1 và hệ số nhiệt là 1 , giá trị điện trở tại nhiệt độ T2: R2  R11  1  T2  T1  Page 3
4. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ d.Công suất tối đa cho phép Khi có dòng điện cường độ I chạy qua điện trở R, năng lượng nhiệt tỏa ra trên R với công suất: P  U .I  I 2 .R Nếu dòng điện có cường độ càng lớn thì nhiệt lượng tiêu thụ trên R càng lớn làm cho điện trở càng nóng, do đó cần thiết kế điện trở có kích thước lớn để có thể tản nhiệt tốt. Công suất tối đa cho phép là công suất nhiệt lớn nhất mà điện trở có thể chịu được nếu quá ngưỡng đó điện trở bị nóng lên và có thể bị cháy. Công suất tối đa cho phép đặc trưng cho khả năng chịu nhiệt. 2 U max Pmax   I max .R 2 R Trong các mạch thực tế, tại khối nguồn cấp, cường độ dòng điện mạnh nên các điện trở có kích thước lớn. Tại khối xử lý tín hiệu, cường độ dòng điện yếu nên các điện trở có kích thước nhỏ do chỉ phải chịu công suất nhiệt thấp. 2.1.3. Phân loại và ký hiệu điện trở a. Điện trở có giá trị xác định  Điện trở than ép [Điện trở hợp chất Cacbon]: Được chế tạo bằng cách trộn bột than với vật liệu cản điện, sau đó được nung nóng hóa thể rắn, nén thành dạng hình trụ và được bảo vệ bằng lớp vỏ giấy phủ gốm hay lớp sơn. Hợp chất Carbon Dây dẫn Dây dẫn Các điện cực Hình 2.2. Điện trở than ép Page 4
5. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Điện trở than ép có dải giá trị tương đối rộng [từ1Ω đến 100MΩ], công suất danh định [1/8W-2W], nhưng phần lớn có công suất là 1/4W hoặc 1/2W. Một ưu điểm nổi bật của điện trở than ép đó chính là có tính thuần trở nên được sử dụng nhiều trong phạm vi tần số thấp [trong các bộ xử lý tín hiệu âm tần].  Điện trở dây quấn được chế tạo bằng cách quấn một đoạn dây không phải là chất dẫn điện tốt [Nichrome] quanh một lõi hình trụ. Trở kháng phụ thuộc vào vật liệu dây dẫn, đường kính và độ dài của dây dẫn. Điện trở dây quấn có giá trị nhỏ, độ chính xác cao và có công suất nhiệt lớn. Tuy nhiên nhược điểm của điện trở dây quấn là nó có tính chất điện cảm nên không được sử dụng trong các mạch cao tần mà được ứng dụng nhiều trong các mạch âm tần. Nichrome Dây dẫn Dây dẫn Lõi cách điện Hình 2.3. Điện trở dây quấn  Điện trở màng mỏng: Được sản xuất bằng cách lắng đọng Cacbon, kim loại hoặc oxide kim loại dưới dạng màng mỏng trên lõi hình trụ. Điện trở màng mỏng có giá trị từ thấp đến trung bình, và có thể thấy rõ một ưu điểm nổi bật của điện trở màng mỏng đó là tính chất thuần trở nên được sử dụng trong phạm vi tần số cao, tuy nhiên có công suất nhiệt thấp và giá thành cao. Màng mỏng Dây dẫn Dây dẫn Hình 2.4. Điện trở màng mỏng Page 5
6. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ b. Điện trở có giá trị thay đổi  Biến trở [Variable Resistor] có cấu tạo gồm một điện trở màng than hoặc dây quấn có dạng hình cung, có trục xoay ở giữa nối với con trượt. Con trượt tiếp xúc động với với vành điện trở tạo nên cực thứ 3, nên khi con trượt dịch chuyển điện trở giữa cực thứ 3 và 1 trong 2 cực còn lại có thể thay đổi. Có thể có loại biến trở tuyến tính [giá trị điện trở thay đổi tuyến tính theo góc xoay] hoặc biến trở phi tuyến [giá trị điện trở thay đổi theo hàm logarit theo góc xoay]. Biến trở được sử dụng điều khiển điện áp [potentiometer: chiết áp] hoặc điều khiển cường độ dòng điện [Rheostat] Trục điều khiển 2 Con trượt Vành điện trở 1 VR 3 potentiometer 2 1 VR 3 Rheostat  Điện trở nhiệt [Thermal Resistor -Thermistor]: Hình 2.5. Biến trở [VR] Là linh kiện có giá trị điện trở thay đổi theo nhiệt độ. Có 2 loại nhiệt trở: Nhiệt trở có hệ số nhiệt âm: Giá trị điện trở giảm khi nhiệt độ tăng [NTC], thông thường các chất bán dẫn có hệ số nhiệt âm do khi nhiệt độ tăng cung cấp đủ năng lượng cho các electron nhảy từ vùng hóa trị lên vùng dẫn nên số lượng hạt dẫn tăng đáng kể, ngoài ra tốc độ dịch chuyển của hạt dẫn cũng tăng nên giá trị điện trở giảm Nhiệt trở có hệ số nhiệt dương: Giá trị điện trở tăng khi nhiệt độ tăng, các nhiệt trở được làm bằng kim loại có hệ số nhiệt dương [PTC] do khi nhiệt độ Page 6
7. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ tăng, các nguyên tử nút mạng dao động mạnh làm cản trở quá trình di chuyển của electron nên giá trị điện trở tăng. Nhiệt trở được sử dụng để điều khiển cường độ dòng điện, đo hoặc điều khiển nhiệt độ: ổn định nhiệt cho các tầng khuếch đại, đặc biệt là tầng khuếch đại công suất hoặc là linh kiện cảm biến trong các hệ thống tự động điều khiển theo nhiệt độ.  Điện trở quang [Photo Resistor] λ λ Quang trở là linh kiện nhạy cảm với bức xạ điện từ quanh phổ ánh sáng nhìn thấy. Quang trở có giá trị điện trở thay đổi phụ thuộc vào cường độ ánh sáng chiếu vào nó. Cường độ ánh sáng càng mạnh thì giá trị điện trở càng giảm và ngược lại. Khi bị che tối: R  n.100k  n.M Khi được chiếu sáng: R  n.100  n.k Quang trở thường được sử dụng trong các mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng:[Phát hiện người vào cửa tự động; Điều chỉnh độ sáng, độ nét ở Camera; Tự động bật đèn khi trời tối; Điều chỉnh độ nét của LCD;…] 2.1.4. Cách ghi và đọc các tham số điện trở a. Biểu diễn trực tiếp  Chữ cái đầu tiên và các chữ số biểu diễn giá trị của điện trở: R[E] – Ω; K - K Ω; M - M Ω;…  Chữ cái thứ hai biểu diễn dung sai: F=1% J=5% G=2% K=10% H=2,5% M=20% Ví dụ: 8K2J: R=8,2KΩ; δ=5% R=8,2KΩ  0,41 KΩ=7,79KΩ  8,61KΩ Page 7
8. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Hoặc có thể các chữ số để biểu diễn giá trị của điện trở và chữ cái để biểu diễn dung sai. Khi đó chữ số cuối cùng biểu diễn số chữ số 0 [bậc của lũy thừa 10]. Ví dụ: 4703G: R=470K Ω; δ=2% b. Biểu diễn bằng các vạch màu Đối với các điện trở có kích thước nhỏ không thể ghi trực tiếp các thông số khi đó người ta thường vẽ các vòng màu lên thân điện trở.  3 vòng màu:  2 vòng đầu biểu diễn 2 chữ số có nghĩa thực  Vòng thứ 3 biểu diễn số chữ số 0 [bậc của lũy thừa 10]  Sai số δ=20%  4 vòng màu  2 vòng đầu biểu diễn 2 chữ số có nghĩa thực  Vòng thứ 3 biểu diễn số chữ số 0 [bậc của lũy thừa 10]  Vòng thứ 4 biểu diễn dung sai [tráng nhũ]  5 vòng màu:  3 vòng đầu biểu diễn 3 chữ số có nghĩa thực  Vòng thứ 4 biểu diễn số chữ số 0 [bậc của lũy thừa 10]  Vòng thứ 5 biểu diễn dung sai [tráng nhũ] Bảng quy ước mã vạch màu Màu Trị số Sai số Đen 0 Nâu 1 1% Đỏ 2 2% Cam 3 Vàng 4 Lục 5 Lam 6 Page 8
9. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Tím 7 Vạch 3 Xám 8 Vạch 1 Vạch 5 Trắng 9 Vàng kim -1 5% Bạc kim -2 10% Vạch 2 Vạch 4 2.1.5. Ứng dụng  Điện trở được sử dụng trong các mạch phân áp để phân cực cho Transistor đảm bảo cho mạch khuếch đại hoặc dao động hoạt động với hiệu suất cao nhất.  Điện trở đóng vai trò là phần tử hạn dòng tránh cho các linh kiện bị phá hỏng do cường độ dòng quá lớn. Một ví dụ điển hình là trong mạch khuếch đại, nếu không có điện trở thì Transistor chịu dòng một chiều có cường độ tương đối lớn.  Được sử dụng để chế tạo các dụng cụ sinh hoạt [bàn là, bếp điện hay bóng đèn,…] hoặc các thiết bị trong công nghiệp [thiết bị sấy, sưởi,…] do điện trở có đặc điểm tiêu hao năng lượng dưới dạng nhiệt.  Xác định hằng số thời gian: Trong một số mạch tạo xung, điện trở được sử dụng để xác định hằng số thời gian.  Phối hợp trở kháng: Để tổn hao trên đường truyền là nhỏ nhất cần thực hiện phối hợp trở kháng giữa nguồn tín hiệu và đầu vào của bộ khuếch đại, giữa đầu ra của bộ khuếch đại và tải, hay giữa đầu ra của tầng khuếch đại trước và đầu vào của tầng khuếch đại sau. 2.2. Tụ điện 2.2.1. Định nghĩa Tụ điện gồm 2 bản cực làm bằng chất dẫn điện được đặt song song với nhau, ở giữa là lớp cách điện gọi là chất điện môi [giấy tẩm dầu, mica, hay gốm, Page 9 Lớp điện môi Bản cực [không khí] kim loại
10. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ không khí]. Chất cách điện được lấy làm tên gọi cho tụ điện [tụ giấy, tụ dầu, tụ gốm hay tụ không khí]. C Ký hiệu Nếu điện trở tiêu thụ điện năng và chuyển thành nhiệt năng thì tụ điện tích năng lượng dưới dạng năng lượng điện trường, sau đó năng lượng được giải phóng. Điều này được thể hiện ở đặc tính tích và phóng điện của tụ điện. 2.2.2. Các tham số của tụ điện a. Điện dung của tụ điện Giá trị điện dung đặc trưng cho khả năng tích lũy năng lượng của tụ điện.  o S C d Trong đó: ε: Hệ số điện môi của chất cách điện εo=8,85.10-12[F/m]: Hằng số điện môi của chân không S: Diện tích hiệu dụng của 2 bản cực d: Khoảng cách giữa 2 bản cực Điện dung có đơn vị là F, tuy nhiên trong thực tế 1F là giá trị rất lớn nên thường sử dụng các đơn vị khác: 1μF=10-6F; 1nF=10-9F; 1pF=10-12F Một số hệ số điện môi thông dụng: Chân không ε=1 Không khí ε=1,0006 Gốm ε =30-7500 Mica ε =5,5 Dầu ε =4 Giấy khô ε =2,2 Polystyrene ε =2,6 Page 10
11. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Gốm [a] C=200pF với chất điện môi là không khí [b] C=1,5μF với chất điện môi là gốm b. Sai số: Là độ chênh lệch tương đối giữa giá trị điện dung thực tế và giá trị danh định của tụ điện, được tính theo % Ctt  Cdd  Cdd Ctt: Điện dung thực tế Cdd: Điện dung danh định Tùy theo yêu cầu của mạch mà dung sai của tụ điện có giá trị lớn hay nhỏ. c. Trở kháng của tụ điện Trở kháng của tụ điện đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện xoay chiều của tụ điện 1 Zc    j. X c j 2fC 1 Xc  : dung kháng của tụ 2fC f  0 : Z c   : hở mạch đối với thành phần một chiều f   : Z c  0 : ngắn mạch đối với thành phần xoay chiều d. Hệ số nhiệt của tụ điện [TCC – Temperature Co-efficient of Capacitor] Là độ thay đổi tương đối của giá trị điện dung khi nhiệt độ thay đổi 1oC, được tính theo o/oo: C TCC  T  10 6 [ ppm / oC ] C TCC càng nhỏ thì giá trị điện dung càng ổn định, do đó mỗi loại tụ chỉ hoạt động trong một dải nhiệt độ nhất định. Page 11
12. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ e. Điện áp đánh thủng Khi đặt vào 2 bản cực của tụ điện áp một chiều, sinh ra một điện trường giữa 2 bản cực. Điện áp càng lớn thì cường độ điện trường càng lớn, do đó các electron có khả năng bứt ra khỏi nguyên tử trở thành các electron tự do, gây nên dòng rò. Nếu điện áp quá lớn, cường độ dòng rò tăng, làm mất tính chất cách điện của chất điện môi, người ta gọi đó là hiện tượng tụ bị đánh thủng. Điện áp một chiều đặt vào tụ khi đó gọi là điện áp đánh thủng. Khi sử dụng tụ cần chọn tụ có điện áp đánh thủng lớn hơn điện áp đặt vào tụ vài lần. Điện áp đánh thủng phụ thuộc vào tính chất và bề dày của lớp điện môi. Các tụ có điện áp đánh thủng lớn thường là các tụ có kích thước lớn và chất điện môi tốt [Mica hoặc Gốm]. f. Dòng điện rò Thực tế trong chất điện môi vẫn tồn tại dòng điện có cường độ rất nhỏ, được gọi là dòng rò, khi đó có thể coi tụ điện tương đương với một điện trở có giá trị rất lớn, cỡ MΩ. Dòng rò du i C dt 2.2.3. Phân loại và ký hiệu a.Tụ có điện dung xác định Tụ điện được phân chia thành 2 dạng chính: Tụ không phân cực [không có cực tính] và tụ phân cực hoặc cũng có thể phân loại theo chất điện môi.  Tụ giấy [ Paper Capacitors]: Tụ giấy là tụ không phân cực gồm các lá kim loại xen kẽ với các lớp giấy tẩm dầu được cuộn lại theo dạng hình trụ. Điện dung C=1nF  0,1μF, điện áp đánh thủng của tụ giấy cỡ khoảng vài trăm Volt. Hoạt động trong dải trung tần. Ký hiệu: Page 12
13. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ C Lá kim loại Lớp điện môi Lá kim loại  Tụ gốm [Ceramic Capacitors]: Tụ gốm là tụ không phân cực được sản xuất bằng cách lắng đọng màng kim loại mỏng trên 2 mặt của đĩa gốm hoặc cũng có thể ở mặt trong và mặt ngoài của ống hình trụ, hai điện cực được gắn với màng kim loại và được bọc trong vỏ chất dẻo. Điện dung thay đổi trong phạm vi rộng C=n.pF  0,5μF, điện áp đánh thủng cỡ khoảng vài trăm Volt. Hoạt động trong dải cao tần [dẫn tín hiệu cao tần xuống đất], có đặc điểm là tiêu thụ ít năng lượng. C Ký hiệu:  Tụ Mica [Mica Capacitors]: Tụ Mica là tụ không phân cực được chế tạo bằng cách đặt xen kẽ các lá kim loại với các lớp Mica [hoặc cũng có thể lắng đọng màng kim loại lên các lớp Mica để tăng hệ số phẩm chất]. Điện dung C=n.pF  0,1μF, điện áp đánh thủng vài nghìn Volt. Độ ổn định cao, dòng rò thấp, sai số nhỏ, tiêu hao năng lượng không đáng kể, hoạt động trong dải cao tần [được sử dụng trong máy thu phát sóng Radio]. Ký hiệu: Bản cực kim loại C Lớp điện môi [giữa các bản cực] Bản cực kim loại Page 13
14. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ  Tụ màng mỏng [Plastic – film Capacitors]: Là tụ không phân cực, được chế tạo theo phương pháp giống tụ giấy, chất điện môi là Polyester, Polyethylene hoặc Polystyrene có tính mềm dẻo. Điện dung C=50pF-n.10μF [thông thường: 1nF-10μF], điện áp đánh thủng cỡ khoảng vài nghìn Volt, hoạt động trong các dải tần audio [âm tần] và radio [cao tần]. Ký hiệu: C  Tụ điện phân [Electrolytic Capacitors]: Tụ điện phân còn được gọi là tụ oxi hóa [hay tụ hóa], đây là loại tụ phân cực, gồm các lá nhôm được cách ly bởi dung dịch điện phân và được cuộn lại thành dạng hình trụ. Khi đặt điện áp một chiều lên hai bản cực của tụ điện, xuất hiện màng oxide kim loại cách điện đóng vai trò là lớp điện môi. Tụ điện phân có điện dung lớn, màng oxit kim loại càng mỏng thì giá trị điện dung càng lớn [0,1μF –n.1000μF], điện áp đánh thủng thấp [vài trăm Volt], hoạt động trong dải âm tần, dung sai lớn, kích thước tương lớn và giá thành thấp. Ký hiệu: + _ Page 14
15. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ  Tụ Tantal: Tụ Tantal cũng là tụ phân cực trong đó Tantal được sử dụng thay cho Nhôm. Tụ Tantal cũng có giá trị điện dung lớn [0,1μF-100μF] nhưng kích thước nhỏ, dung sai nhỏ, độ tin cậy và hiệu suất cao, điện áp đánh thủng vài trăm Volt. Thường được sử dụng trong các mục đích quân sự, trong các mạch âm tần và trong các mạch số. Ký hiệu: b. Tụ xoay [Air-Varialbe Capacitors ] Có thể thay đổi giá trị điện dung của tụ điện bằng cách thay đổi diện tích hiệu dụng giữa 2 bản cực hoặc thay đổi khoảng cách giữa 2 bản cực  Tụ xoay: gồm các lá động và lá tĩnh được đặt xen kẽ với nhau, hình thành nên bản cực động và bản cực tĩnh. Khi các lá động xoay làm thay đổi diện tích hiệu dụng giữa 2 bản cực do đó thay đổi giá trị điện dung của tụ. Giá trị điện dung của tụ xoay phụ thuộc vào số lượng các lá kim loại và khoảng không gian giữa các lá kim loại [Giá trị cực đại: 50μF-1000μF và giá trị cực tiểu: n.pF]. Điện áp đánh thủng cực đại cỡ vài kV. Tụ xoay là loại tụ không phân cực và thường được sử dụng trong máy thu Radio để chọn tần Ký hiệu: C Các lá động Trục điều khiển Các lá tĩnh  Tụ vi chỉnh [Trimmer]: Khác với tụ xoay là điều chỉnh diện tích hiệu dụng giữa các bản cực, tụ vi chỉnh có thể thay đổi giá trị bằng cách thay đổi khoảng cách giữa các bản cực. Tụ vi chỉnh gồm các lá kim loại được đặt xen kẽ Page 15
16. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ với nhau, ở giữa là lớp điện môi, khoảng cách giữa các bản cực được thay đổi nhờ ốc vit điều chỉnh. Vit điều chỉnh Bản cực trên Lớp điện môi Bản cực dưới Đế Hình 2.Tụ vi chỉnh Thông thường tụ vi chỉnh được nối song song với tụ xoay để tăng khả năng điều chỉnh. Giá trị điện dung C [n.pF-200pF], điện áp đánh thủng trung bình, hiệu suất cao [tổn hao năng lượng thấp]. Tụ vi chỉnh cũng là tụ không phân cực.  Tụ đồng trục chỉnh: Tụ đồng trục gồm 2 ống hình trụ kim loại được bọc lớp nhựa lồng vào nhau. Lớp nhựa đóng vai trò là lớp điện môi. Ống ngoài cố định đóng vai trò là bản cực tĩnh, ống bên trong có thể trượt đóng vai trò là bản cực động, do đó diện tích hiệu dụng giữa 2 bản cực có thể thay đổi làm thay đổi điện dung của tụ. Giá trị điện dung [C=n.pF-100pF], được ứng dụng trong dải cao tần. Ống cố định Ống trượt [bên ngoài] [bên trong] Lớp điện môi Điện cực 2.2.4. Cách ghi và đọc tham số của đồng trục chỉnh Hình 2. Tụ tụ điện a. Ghi trực tiếp: Đồi với các tụ có kích thước lớn [Tụ hóa, Tụ tantal] có thể ghi trực tiếp các thông số trên thân của tụ  Giá trị điện dung  Điện áp đánh thủng Page 16
17. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ b. Ghi theo quy ước  3 chữ số và 1 chữ cái:  Đơn vị là pF  2 chữ số đầu có nghĩa thực  Chữ số thứ 3 biểu diễn bậc của lũy thừa 10  Chữ cái biểu diễn sai số Ví dụ: 0.047/200V: C=0,047μF; UBR=200V 2.2/35: C=2,2μF; UBR=35V 102J: C=10.102pF=1nF; δ=5% .22K:C=0,22μF; δ=10% Bảng ý nghĩa của chữ số thứ 3 Sai số Chữ số Hệ số nhân B=0,1% H=3% 0 100 C=0,25% J=5% 1 101 D [E]=0,5% K=10% 2 102 F=1% M=20% 3 103 G=2% N=0,05% 4 104 5 105 8 10-2 9 10-1 2.2.5. Ứng dụng Dung kháng của tụ: Page 17
18. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ 1 Xc  2fC Nhận xét: Dung kháng của tụ tỷ lệ nghịch với tần số f của dòng điện. Tần số càng cao thì dung kháng của tụ càng nhỏ và ngược lại. Vậy có thể nói, tụ có tác dụng chặn thành phần một chiều [ f  0; X c   ] và dẫn tín hiệu cao tần. Dựa vào tính chất đó mà tụ điện được ứng dụng trong các mạch:  Tụ ghép tầng: Ngăn thành phần một chiều mà chỉ cho thành phần xoay chiều qua, cách ly các tầng về thành phần một chiều, đảm bảo điều kiện hoạt động độc lập của từng tầng trong chế độ một chiều. Đối với tín hiệu cao tần có thể sử dụng tụ phân cực hoặc tụ không phân cực, tuy nhiên đối với tín hiệu tần số thấp phải sử dụng tụ phân cực [Tụ hóa, tụ Tantal có điện dung lớn].  Tụ thoát: Loại bỏ tín hiệu không hữu ích xuống đất [tạp âm]  Tụ lọc: Được sử dụng trong các mạch lọc [thông cao, thông thấp, thông dải hoặc chặn dải] [Kết hợp với tụ điện hoặc cuộn dây để tạo ra mạch lọc thụ động].  Tụ cộng hưởng: Dùng trong các mạch cộng hưởng LC để chọn tần Ngoài ra tụ còn có tính chất tích và phóng điện nên được sử dụng trong các mạch chỉnh lưu để là phẳng điện áp một chiều. 2.3. Cuộn cảm 2.3.1. Định nghĩa và ký hiệu Cuộn dây là môt dây dẫn được bọc lớp sơn cách điện quấn nhiều vòng liên tiếp trên lõi sắt. Lõi của cuộn dây có thể là: Lõi không khí, lõi sắt bụi hay lõi sắt lá Lõi không khí Lõi sắt lá Lõi sắt bụi 2.3.2. Đặc tính của cuộn dây a. Tạo từ trường bằng dòng điện Page 18
19. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Khi cho dòng điện một chiều qua cuộn dây, dòng điện sẽ tạo nên từ trường đều trong lõi cuộn dây [được xác định theo quy tắc vặn nút chai]. n Cường độ từ trường: H  I [A/m] l n: Số vòng dây l: Chiều dài của lõi [m] I: cường độ dòng điện [A] Cường độ từ cảm: B  o H [T] [Tesla] μo: Độ từ thẩm của chân không μo=4π.10-7 [H/m] μ : Độ từ thẩm tương đối của vật liệu từ so với chân không Nếu cường độ dòng điện I không đổi thì H và B là từ trường đều Nếu cường độ dòng điện i thay đổi thì H và B là từ trường biến thiên b. Tạo dòng điện bằng từ trường  Hiện tượng cảm ứng điện từ Định luật Faraday: Nếu từ thông qua một cuộn dây biến thiên sẽ sinh ra trong cuộn dây một sức điện động cảm ứng có độ lớn tỷ lệ với tốc độ biến thiên của từ thông. Định luật Lentz: Sức điện động cảm ứng sinh ra dòng điện cảm ứng có chiều chống lại sự biến thiên của từ thông sinh ra nó.  Sức điện động cảm ứng: ecu  n. t Page 19
20. GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ n : số vòng dây  : lượng từ thông biến thiên qua cuộn dây t : khoảng thời gian biến thiên  Hiện tượng tự cảm: Nếu dòng điện qua một cuộn dây biến thiên sẽ sinh ra một sức điện động tự cảm trong lòng cuộn dây chống lại sự biến thiên của dòng điện sinh ra nó và có độ lớn tỷ lệ với tốc độ biến thiên của dòng điện. i Sức điện động tự cảm: etc   L. [L: Hệ số tự cảm [H]] t  Hiện tượng hỗ cảm: Khi có hai cuộn dây được quấn chung trên một lõi hoặc được đặt gần nhau, khi đó dòng điện biến thiên ở cuộn này sinh điện áp hỗ cảm ở cuộn kia. i Sức điện động hỗ cảm: ehc   M [M: Hệ số hỗ cảm] t 2.3.3. Các tham số của cuộn cảm a. Hệ số tự cảm L Đặc trưng cho khả năng cảm ứng của cuộn dây  n2 Ln =  o . S i l b.Trở kháng của cuộn dây Trong thực tế luôn tồn tại điện trở thuần R bên trong cuộn dây Z L  RL  j 2fL Cảm kháng của cuộn dây: X L  2fL Page 20

Page 2

YOMEDIA

Trạng thái điện của mỗi linh kiện điện tử được đặc trưng bởi 2 thông số: điện áp u và cường độ dòng điện i. Mối quan hệ tương hỗ i=f[u] được biểu diễn bởi đặc tuyến Volt-Ampere. Người ta có thể phân chia các linh kiện điện tử theo hàm quan hệ trên là tuyến tính hay phi tuyến.

07-11-2013 222 28

Download

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2009-2019 TaiLieu.VN. All rights reserved.