Linh kiện tích cực là gì

ĐIỆN TỬ CƠ BẢNBÀI 2: LINH KIỆN TÍCH CỰC.• I. Chất bán dẫn.• 1. Khái niệm về chất bán dẫn.• Chất bán dẫn là những chất có đặc tính dẫn điện trung giangiữa chất dẫn điện và chất cách điện.• Chúng có điện trở suất lớn hơn chất dẫn điện rất nhiều nhưnglại rất nhỏ so với chất cách điện.•2. Tính chất của chất bán dẫn.•- Chất bán dẫn bị ảnh hưởng nhiều đến tính chất dẫn điện củanó như nhiệt độ, ánh sáng và độ thuần khiết của nó

Bạn đang xem: Linh kiện tích cực là gì




Xem thêm: Vichai Srivaddhanaprabha Là Ai, Tỉ Phú Vichai: Người Bí Ẩn

Bạn đang xem trước 20 trang tài liệu Điện tử cơ bản - Bài 2: Linh kiện tích cực, để xem tài liệu hoàn chỉnh bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên


Xem thêm: Bạn Là Ai Trong "Thuỷ Thủ Mặt Trăng"? ? Bạn Là Ai Trong Thuỷ Thủ Mặt Trăng

ĐIỆN TỬ CƠ BẢNBÀI 2: LINH KIỆN TÍCH CỰC.• I. Chất bán dẫn.• 1. Khái niệm về chất bán dẫn.• Chất bán dẫn là những chất có đặc tính dẫn điện trung gian giữa chất dẫn điện và chất cách điện. • Chúng có điện trở suất lớn hơn chất dẫn điện rất nhiều nhưng lại rất nhỏ so với chất cách điện.•2. Tính chất của chất bán dẫn.•- Chất bán dẫn bị ảnh hưởng nhiều đến tính chất dẫn điện của nó như nhiệt độ, ánh sáng và độ thuần khiết của nó.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•3. Phân loại bán dẫn.•- Có 2 loại chất bán dẫn đó là bán dẫn loại N mang dấu – và bán dẫn P mang dấu +Cấu tạo loại N Cấu tạo loại PĐIỆN TỬ CƠ BẢN4. Đặc điểm chung tiếp giáp P –N.•Khi các chất bán dẫn loại P, N được hình thành trong cùng một khối thì xảy ra một sự tương tác trong đó các điện tử dư thừa bán dẫn loại N khuếch tán sang mặt tiếp xúc để điền vào lỗ trống trong bán dẫn loại P. Tạo thành 1 mặt tiếp xúc có rất ít điện tử thừa (có điện trở rất lớn)Mặt tiếp xúcBán dẫn loại PBán dẫn loại NLỗ trống Điện tửMiền điện tích không gianĐIỆN TỬ CƠ BẢNII. Diode.1.. Cấu tạo.•- Diode được cấu tạo gồm hai lớp bán dẫn P – N ghép lại với nhau tạo thành lớp tiếp giáp P-N. Hai lớp bán dẫn được nối ra ngoài cực nối với bán dẫn P gọi là cực Anôt cực với bán dẫn N goi là Ktốt.KAĐIỆN TỬ CƠ BẢN- Ký hiệu:Anốt Katốt- Hình dạng của một số loại diode.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN2. Nguyên lý làm việc.a. Phân cực thuận cho diode:NP+Vdc1•Khi diode có điện thế Anốt cao hơn so với điện thế Katốt khi đó diode được phân cực thuận.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•b. Phân cực ngược cho diode.P N+Vdc•- Khi ta nối cực âm của nguồn với Anốt và cực dương của nguồn với Katốt. Do tác dụng của nguồn ngoài làm cho bề rộng của miền điện tích không gian tại bề mặt tiếp giáp P-N tăng lên. Hàng rào điện áp tăng, ngăn cản các điện tử ở phía bán dẫn N sang lớp bán dẫn P và lỗ trống từ lớp bán P sang lớp bán dẫn N. ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•3. Phân loại diode.• a, Diode tiếp điểm :•- Diode tiếp điểm là diode có măt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn P –N rất nhỏ, hầu như thành một điểm, dùng để tách sóng. Diode nàythường có hình dạng nhỏ được bọc bởi vỏ thuỷ tinh, dùng để táchsóng.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•b, Diode tiếp mặt :• - Diode tiếp mặt là diode có mặt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn là một mặt phẳng, thường có màu đen, bọc nhựa dùng để nắn điện.•4. Tác dụng của diode trong mạch điện tử.•- Diode được dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều thành mộtchiều để cấp nguồn cho máy hoạt động.•- Ngoài ra diode còn được sử dụng làm mạch tách sóng để lấy tínhiệu âm tần ra khỏi tín hiệu cao tần trong Radio hoặc lấy tín hiêuhình tổng hợp từ tín hiêu trung tần hình trong tivi. Hoặc diode cònđược mắc trong mạch trộn tần để biến đổi tín hiệu cao tần thành tínhiệu trung tần•- Lợi dụng đặc tính ghim áp của diode trong các mạch khuếch đạicông suất âm tần người ta thường dùng diode để phân cực cho cácTZT nhằm ổn định điện áp phân cực.•- Dùng làm công tắc chuyển đổi trạng thái (chuyển mạch điện tử)trong lĩnh vực điện tử số.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•5. Các thông số cơ bản của Diode.•- Điện áp ngược cực đại Vref: là điện áp phân cực ngược lớn nhấtđưa vào diode mà không đánh thủng diode, nếu vượt quá điện áp nàydiode sẽ bị hỏng.•- Dòng điện thuận cực đại IFmax: là dòng điện lớn nhất có thể chạyqua diode mà diode khkông bị đánh thủng, vượt quá giá trị nàydiodesẽ bị hỏng.•- Dòng điện thuận trung bình là dòng điện làm việc của diode•- Điện áp thuận rơi trên diode Vf là điện áp ngưỡng của lớp tiếp giápP – N. Điện áp này đo được ở một dòng điện cố định.ĐIỆN TỬ CƠ BẢNĐIỆN TỬ CƠ BẢN•6. Cách xác định cực tính và chất lượng của diode.•a. Cách xác định cực tính .•- Sử dụng đồng hồ vạn năng(VOM)•Ta biết thang đo ohm của đồng hồ vạn năng sử dụng nguồn Pin 1,5v hay3v để đo điện trở Rx1, Rx10 , Rx100 Rx1k. Thường que đen nối với cựcdương của Pin và que đỏ nối với cực cực âm của Pin.•Đặt đồng hồ ở thang X1. Đo điện trở thuận và ngược của diode có mộtphép đo cho giá trị điện trở. Ứng với que đỏ là Ktôt, que đen là Anôt củadiode.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•b. Xác định chất lượng diode.•- Đặt đồng hồ ở thang x 1Ω , đặt hai que đo vào hai đầu Diode,nếu:• + Đo chiều thuận que đen vào Anốt, que đỏ vào Katốt => kim lên,đảo chiều đo kim không lên là => Diode tốt+ Nếu đo cả hai chiều kim lên = 0Ω => là Diode bị chập.+ Nếu đo thuận chiều mà kim không lên => là Diode bị đứt.+ Nếu để thang 1KΩ mà đo ngược vào Diode kim vẫn lên một chútlà Diode bị dò.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•II. Các diode đặc biệt•1. Diode ổn áp.•a, Cấu tạo và kí hiệu quy ước.•- Cấu tạo: Diode zener có cấu tạo giống như diode thườngnhương có nồng độ tạp chất cao hơn, thường được tạo từ tinh thểSi.•- Ký hiệu và hình dáng:DZENERDZ 6.8•Giá trị điện áp diode ổn áp đựơc thường được ghi trên thân củadiode.• - Do diode Zener có nồng độ tạp chất cao nên miền điện tíchkhông gian bị thu hẹp. Do đó khi phân cực ngược dễ dàng xảy rahện tượng huỷ thác hay còn gọi hiệu ứng zener làm cho điện áp ởhai đầu diode có giá trị không đổi mặc dù dòng điện thay đổi.Người ta thay đổi nồng độ tạp chất để tạo ra các loại diode ổn áp cógiá trị điện áp khác nhau: ví dụ 5V, 7.5V, 6V, 6.8V, 8V, 9V, 12V...• - Khi phân cực thuận thì diode ổn áp có đặc tính giống diodethường.ĐIỆN TỬ CƠ BẢNĐIỆN TỬ CƠ BẢN•b, Ứng dụng của diode ổn áp:• Được ứng dụng dùng để ổn định điện áp.• + Khi điện áp tác dụng dưới mức Vz của diode ổn áp thì điệnáp trên diode bằng điện áp tác dụngvà không có dòng điện chạy quadiode ổn áp.• + Khi điện áp tác dụng lớn hơn điện áp Vz của diode zener,thì dòng điện bắt đầu chảy qua diode và điện áp ra được ghim tại giátri Vz của diode, điện áp còn lại sụt trên R.+ERRtDz2. Diode quang.• a, Cấu tạo:•Gồm hai lớp bán dẫn P và N ghép với nhau, nhưng vỏ bọc cáchđiện có một miếng thuỷ tinh hay chất dẻo trong suất để thu nhậnánh sáng chiếu vào lớp tiếp giáp.•b, Tính chất.•- Khi không có ánh sáng chiếu vào, diode được phân cực ngược,dòng điện ngược rất nhỏ. Khí có ánh sáng chiếu vào lớp tiếp giápPN làm nội trở của diode giảm dòng điện ngược tăng lên tỷ lệvới cường độ ánh sáng.ĐIỆN TỬ CƠ BẢNĐIỆN TỬ CƠ BẢN•- Ký hiệu và hình dáng:DA K•c, Ứng dụng: Thường được ứng dụng trong các mạch tự độngđiều khiển, mạch đếm sản phẩm, trong hệ thống báo cháy, cáccảm biến trong máy VCD, CDĐIỆN TỬ CƠ BẢN•3. Diode phát quang (Light Emiting Diode: LED).•a, Cấu tạo:•Diode phát quang có cấu tạo giống diode thường nhưng đượcdùng chất bán dẫn đặc biệt như Ga (gallium), As khi có dòngđiện chạy qua diode tại lớp tiếp giáp P - N phát ra ánh sáng. Tuỳtheo chất bán dẫn mà ánh sáng phát ra có màu sắc khác nhau.A KA AKALED đôiDLEDĐIỆN TỬ CƠ BẢN- Mach phân cực cho đèn LED.+ V110VR1kD•Ứng dụng:•LED Thường được dùng trong các mạch hiển thị, mạch quảng cáo, cho biết trạng tháI của mạch như báo nguồn, báo mức logic,.ĐIỆN TỬ CƠ BẢNIII. TRANSISTOR.• Khái niệm:• - Transistor là linh kiện điện tử được cấu tạo từ các chất bándẫn dùng để khuếch đại tín hiệu, làm công tắc điện tử.•2. Cấu tạo: • *Gồm 3 lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N. Nếu ghép theo thứ tự PNP ta có Transitor thuận, nếu ghép theo thứ tự NPN ta có Transitor nghich. Về phuơng diện cấu tạo thì Transitor tương đương với hai Điode có dấu ngược chiều nhau ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•*Nguyên tắc hoạt động của Transitor:•Đối với NPN ta xét hoạt động của nó theo hình vẽ sauĐIỆN TỬ CƠ BẢN•Ta cấp nguồn một chiều UCE vào hai cực C và E trong đó cực Cnối với (+) còn cực E nối (-) như hình vẽ.•Ta cấp nguồn UBE đi qua công tắc và hạn trở dòng vào hai cựcB và E trong đó (+) vào chân B còn (-) vào chân E .•Khi ta mở công tắc ta thấy rằng khi hai cực C và E đã có dòngđiện nhương đèn lại không sáng lúc này dòng qua C =0•Khi công tắc đóng mối P_N được phân cực thuận do đó có dòngđiện chạy từ (+) nguồn UE B qua công tắc rồi qua mối BE về cựcâm tạo thành dòng baso .Khi dòng bazơ xuất hiện thì ngay lập tứccũng có dòng C làm cho bóng đèn sáng và dòng C mạnh hơn gấpnhiều lần dòng B. Do đó dòng C phụ thuộc hoàn toàn vào dòng Bđược tính theo công thức :•* Hình dạng và ký hiệu của Transitor ĐIỆN TỬ CƠ BẢNĐIỆN TỬ CƠ BẢN•* Kí hiệu trên transistor và loại transistor.•Hiện nay trên thị trường phổ biến với 3 loại Transitor với 3 hãng sản suất : Nhật Bản , Trung Quốc , Mỹ. •+ Nhật Bản thì trên Transitor chữ đầu tiên Thường là các chữ cái A, B, C, D. sau au đó là các là chữ cái A , B là transitor thuận PNP còn Transitor nào có bắt đầu bằng chữ cái C, D là Transitor nghịch NPN . Tran có chữ cái là A , C là Tran có công suất lớn. Còn B, D là tran có công suất nhỏ và tần số làm việc thấp hơn. số .nh− D846 , A 564 , C1815, B7333 .Transitor nào có bắt đầu ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•+ Mỹ thì khác các Tran sitor thuờng đưîc bắt đầu bằng 2N. Ví dụ nh− : 2N 2222; 2N3904Tran nào có 2 số sau chữ 2N là cùng chẵn hoặc cùng lẻ thì là NPN. Còn ngược lại hai số đó mà cùng chẵn lẻ khác nhau thì là Transitor PNP. •Còn một số loại khác 2N thì cách xác định lại là khác •+ Trung Quốc thì trên Transitor đưîc bắt đầu bằng số 3 sau đó là các chữ cái. Trong đó A,B là PNP, còn C, D là NPN . Còn sau các chữ cái A, B, C ,D nếu là X, P cho biết Transitor công suất nhỏ còn sau là A, G là Transitor công suất lớn nh− 3CP25, 3AP20 ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•Cách xác định cực (chân) cho Transitor:•Đối với của Nhật Bản sản xuất thì cách xác định chân nh− sau: •Transitor công suất nhỏ thì cực bazo thuong ở bên phải sau đó mới đến C và E như hình vẽ ta phải để transistor như hình vẽ.•Còn đối với Transistor Công suất lớn Thì cực bazo thuòng ở bên trái, và C ở giữa , E bên phải theo hình vẽ ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•Còn đối với transistor Trung Quốc thì khác chân B ở giữa còn C bên trái, E ở bên phải nếu ta đặt Transitor như trên. Còn đối với transistor Mỹ thì ngược lại so với Trung Quốc, Chân B ở giữa, Chân E ở bên trái, C ở bên phải, nếu ta đặt transitor như trên ĐIỆN TỬ CƠ BẢNKiểm tra, xác định cực tính của TZT bằng đồng hồ vạn năngE CBE CBXác định cực B và loại TZT.+ để đồng hồ ở thang đo ohm (x1).+ Lần lượt đo điện trở giữa các cặp cực (chân) BC, BE, EB (có 6 phép đo). Ta thấy có 2 phép đo có giá trị xấp xỉ bằng nhau vì cặp BC, BE, ta lầy giá trị ở lần đo có giá trị gần bằng nhau, nếu que đỏ đặt cố định ở chân nào thì đấy là chân B của TZT loại thuận. Tương tự nếu que đen đặt cố định ở chân nào thì đó là chân B của TZT loại ngược.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•b. Xác định cực C và E.•- Giả sử ta lấy loại TZT ngưược ta đã xác định đưưîc cực B, còn lại là cực C và E.• + Chuyển đồng hồ về thang đo ohm (x1k). Cặp 2 đầu que đo vào 2 cực còn lại của TZT, đồng thời dùng tay kích vào cực B. Ta thực hiện 2 lần đo lấy giá trị ở lần đo nhỏ hơn. Nếu que đen dặt ở cực nào thìa đó là cực C, cực còn lại là cực E.•+ Với loại TZT thuận ta cũng thực hiện tương tự nhưng que đỏ đặt ở cực nào thì đ? là cực C. ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•Các kiểu mạch cơ bản:• Transistor có ba cực hai cực dùng cho đầu vào cực còn lại và một trong hai cực đầu vào làm thành đầu ra. Cực dùng cho cả đầu vào và đầu ra được gọi là cực chung.Mạch mắc kiểu E chung: 15VdcUvaoUcc+C31uF+C21uFR610R510kVR10k 4%R41kR310k+C11uFR2100R11k Q1NPN•Tác dụng linh kiện.•+ Q làm nhiệm vụ khuếch đại.•+ R3, R4, VR: định thiên và phân áp cho Q•+ R5: tải chân C của Q.(3k)•+ R6 : Điện trở cực E nhằm ổn định nhiệt cho Q•+ C1, C2 tụ ghép tầng đầu vào và đầu ra.•+ C3: Tụ thoát thành phần xoay chiều từ cực E xuống mass•- Nguyên lý làm việc: • Giả sử tín hiệu đưa vào khuếch đại có dạng hình sin.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN+ Xét 1/2 T đầu điện áp vào có dạng dương trên âm dưới điện áp Ub/Q tăng, Ube = Ub - Ue, Ub tăng làm cho Ube tăng Q dẫn mạnh lên điện áp chân C/Q giảm điện áp đầu ra giảm.15VdcUvaoUcc+C31uF+C21uFR610R510kVR10k 4%R41kR310k+C11uFR2100R11k Q1NPN+Xét 1/ 2T sau điện áp đầu vào có dạng âm trên dương dưới điện áp Ub/Q giảm, Ube giảm Q dẫn yếu điện áp chân C/Q tăng điện áp đầu ra tăng.Như vậy,: Khi điện áp đầu vào thay đổi làm cho điện áp Ube thay đổi theo, điện áp trên cực C thay đổi điện áp đầu ra thay đổi theo quy luật tín hiệu đầu vào nhưưng có biên độ lớn hơn.ĐIỆN TỬ CƠ BẢNMạch Bazơ chung (BC).+ Ucc 15VdcUvaoUra+C21uFR54.7kR6680VR10k 40%R410K+C11uFR3470R2100R11kQ1- Tác dụng linh kiện:+ R1, R2, R6 phân cực và ổn định điểm làm việc cho TZT.+ R5 tải của tầng khuếch đại.+ C1, C2 tụ nối tầng.+R2, R3 điện trở cực E+ Tín hiệu đưược đưa vào cực B và cực E, tín hiệu được lấy ra cực B và cực C.Nguyên lý làm việc:ĐIỆN TỬ CƠ BẢN+ Ucc 15VdcUvaoUra+C21uFR54.7kR6680VR10k 40%R410K+C11uFR3470R2100R11kQ1•- Khi tín hiệu U vào tăng sẽ làm cho UE tăng lên do đó UBE giảm xuống. Qv dẫn yếu làm cho IC giảm UC tăng lên tức là Ura tăng lên.•- Ngược lại khi tín hiệu Uvào giảm xuống thì UE giảm do đó UBE tăng xuống. Qv dẫn mạnh làm cho IC tăng UC giảm xuống tức là Ura giảm.•Đặc điểm:•Mạch B chung khuếch đại điện áp mà không khuếch đại dòng điện nên hệ số khuếch đại công suất không lớn.Mạch Collector chung (CC).ĐIỆN TỬ CƠ BẢN+Ucc 15VdcUra+C21uFR54.7kQ1NPNR422kVR410k 40%R31kUvao+C11uFR2100R11k•- Tác dụng linh kiện:•+ Q làm nhiệm vụ khuếch đại.•+ R4, R3, VR: định thiên và phân áp cho Q•+ R5: tải chân E của Q•+ R2: Điện trở chân E•+ C1, C2 tụ ghép tầng đầu vào và đầu ra.•+ Tín hiệu được đưa vào giữa Bvà C, tín hiệu được lấy ra giữachân C và chân E. Do vậy đây làmạch khuếch đại CC.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN+Ucc 15VdcUra+C21uFR54.7kQ1NPNR422kVR410k 40%R31kUvao+C11uFR2100R11k•Nguyên lý làm việc:• + Xét 1/2T đầu điện áp đầu vào có dạng dương trên âm dưới Ub /Q tăng, Ube tăng Q dẫn mạnh điện áp sụt trên Re tăng điện áp đầu ra tăng.•+ Xét 1/2T sau điện áp đầu vào đổi dấu Ub/Q giảm, Ube giảm Q dẫn yếu điện áp sụt trên Re giảm điện áp đầu ra giảm .•Như vậy điện áp đầu ra có pha cùng pha điện áp đầu vào •Mạch C chung khuếch đại dòng điện nhưng không khuếch đại điện áp nên hệ số khuếch đại không lớn.ĐIỆN TỬ CƠ BẢNKết luận:-Mạch B chung khuếch đại điện áp mà không khuếch đại dòngđiện nên hệ số khuếch đại công suất không lớn.- Mạch C chung khuếch đại dòng điện nhưng không khuếch đạiđiện áp nên hệ số khuếch đại không lớn.- Mạch E chung khuếch đại cả dòng điện và điện áp nên hệ sốkhuếch đại lớn.ĐIỆN TỬ CƠ BẢNIV- TRANSISTOR TRƯƯỜNG - FET•I. Tổng quan về transistor hiệu ứng trường.• Transistor trường là một loại bán dẫn mà hoạt động của nó dựa trên hiệu ứng trường. Dòng qua transistor trường là dòng các phần tử tải điện cơ bản chạy qua kênh dẫn, kênh dẫn này được điều khiển bằng điện trường. Có hai loại transistor trường tiếp giáp JFET và transistor cách ly MOSFET II. Transistor trưường loại JFET•1. Cấu tạo, kí hiệu quy ước của•transistor trường loại JFET (Juntion Field Effect Transistor) làloại TZT trường điều khiển hạt tảI điện qua kênh dẫn bằng lớptiếp giáp P – N. JFET có hai loại JFET kênh N và JFET kênh P.Cấu tạo nhưư sau.ĐIỆN TỬ CƠ BẢN•Trong JFET kênh N gồm có thanh bán dẫn loại N nối với dây ra gọi là cực tháo D và cực nguồn S . Hai bên thanh bán dẫn loại N là hai vùng bán dẫn loại P tạo thành mối nối P- N như diode, hai vùng này nối chung với nhau tạo thành cực cổng G.•JFET Kênh P có cấu tạo tương tự nhưưng chất bán dẫn ngược lại với JFET kênh N.Kí hiệu: ĐIỆN TỬ CƠ BẢNKªnh PCùc DCùc GCùc SNCùc SCùc DCùc GKªnhNP•2. Nguyên lý làm việc của JFET kênh N. •Xét mạch thí nghiệm JFET kênh N như hình vẽ.Cực D nối vào dương nguồn, cực S nối vào âm nguồn Vcc.•2. Nguyên lý làm việc của JFET kênh N. •Xét mạch thí nghiệm JFET kênh N như hình vẽ.Cực D nối vào dương nguồn, cực S nối vào âm nguồn Vcc.ĐIỆN TỬ CƠ BẢNNCùc SCùc DCùc GKªnhR11k+ V110VN•Trường hợp 1: Khi VGS = 0v.•Tiép giáp P – N của cực G và kênh bị phân cực ngược, không có dòng điện chạy qua cực cống G. Lúc này dòng điện sẽ đi qua kênh theo chiều từ cực dương của nguồn vào cực D và ra ở cực S để trở về âm nguồn Vcc, kênh N có tác dụng như một điện trở và dòng điện chạy qua kênh chỉ phụ thuộc vào điện áp VDS và điện trở RDS.ĐIỆN TỬ CƠ BẢNNCùc SCùc DCùc GKªnhR11k+ V110VN•Trường hợp 2: Khi VGS VK).• + Có một dòng kích (xung dương) vào cực• - Khi có xung dương kích vào cực G, Q2 dẫn điện thế tại cực C/Q2giảm mạnh kéo theo cực B/Q1