Đồ án mạch bật tắt đèn sử dụng led thu phát

Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

Trường Đại học Sư phạm kỹ thuật Hưng n
Khoa: Điện- Điện Tử

ĐỒ ÁN MƠN HỌC
Đề tài: Tính tốn và chế tạo mạch điều khiển vẫy tay bật/tắt đèn tự động
Giáo viên hướng dẫn
Nhóm sinh viên thực hiện
Lớp
Khóa học
Ngành đào tạo

: Nguyễn Văn Vĩnh
: Phạm Đức Tuấn
Nguyễn Văn Tuấn
: 112212.A
: 2021 – 2025
: Điện tử công nghiệp

Hưng Yên -2021

1


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

KẾ HOẠCH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TH1
STT
1

TUẦN
3





2

4




3

6







4

5

8

10









NỘI DUNG CƠNG VIỆC
Tìm hiểu về đề tài.
Tìm hiểu ngun lý hoạt
động của ic Lm358,
Ne555, CD4017
Thiết kế sơ đồ khối phần
cứng của mạch.
Thiết kế sơ đồ nguyên lý
của mạch.
Báo cáo giáo viên hướng
dẫn tư vấn kĩ thuật.
Thiết kế lưu đồ thuật tốn.
Mơ phỏng mạch trên phần
mềm proteus.

Lăp ráp mạch trên bo test
(Breadboard)
Báo cáo giáo viên hướng
dẫn tư vấn kĩ thuật.
Làm mach in và lắp ráp
linh kiện.
Hiệu chỉnh mạch.
Viết báo cáo.
Báo cáo giáo viên hướng
dẫn tư vấn kĩ thuật
Hiệu chỉnh mạch.
Hoàn thiện báo cáo.
Chuẩn bị bảo vệ.
Báo cáo giáo viên hướng
dẫn tư vấn.

GHI CHÚ
 Cả nhóm

 Cả nhóm

 Cả nhóm

 Cả nhóm

 Cả nhóm

Hưng yên, ngày …… tháng …… năm 20…..
Người thực hiện

2


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án mơn học

LỜI NĨI ĐẦU.....................................................................................................5
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN...............................................6
TỔNG QUAN ĐỀ TÀI.......................................................................................7
ĐỀ TÀI “ TÍNH TỐN VÀ CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN VẪY TAY BẬT/TẮT
ĐÈN TỰ ĐỘNG”..................................................................................................7
PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI...............................................................7
CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Điện trở........................................................................................................10
1.1.1.Khái niệm...................................................................................................10
1.1.2. Phân loại..................................................................................................10
1.1.3. Mã màu của điện trở................................................................................10
1.1.4. Biến trở.....................................................................................................11
1.2. Tụ điện.........................................................................................................12
1.2.1. Khái niệm.................................................................................................12
1.2.2. Phân loại và cấu tạo................................................................................12
1.3. IC LM358....................................................................................................14
1.3.1. Sơ đồ chân và chức năng của từng chân..................................................14
1.3.2. Thông số kỹ thuật của IC LM358.............................................................15
1.3.2. Nguyên lý hoạt động và cấu trúc bên trong của IC LM358....................15
1.4.Diode.............................................................................................................17
1.4.1.Khái niệm...................................................................................................17
1.4.2. Cấu tạo và phân loại, tính chất của Diode...............................................18

1.4.3. Phân cực cho Diode..................................................................................19
1.4.4. Tính chất - ứng dụng.................................................................................20
1.5.Transistor......................................................................................................21
1.5.1Kí hiệu và cấu tạo của transistor................................................................21
1.5.2 Thông số kĩ thuật của transistor................................................................22
1.5.3. Phân cực cho transistor............................................................................22
1.5.4. Nguyên lí làm việc....................................................................................22
1.5.5. Các cách mắc transistor cơ bản...............................................................23
3


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án mơn học

1.5.6. Hình dạng một số loại transistor thực tế..................................................26
1.6. . IC 7805:.....................................................................................................27
1.6.1. Khái niệm.................................................................................................27
1.6.2. Ứng dụng :................................................................................................27
1.7. Rơ le.............................................................................................................30
1.7.1. Khái niệm..................................................................................................30
1.7.2. Cấu tạo của rơ le......................................................................................30
1.7.3. Nguyên lí hoạt động rơ le.........................................................................32
1.7.4. Phân loại...................................................................................................33
1.7.5. Chức năng và ứng dụng............................................................................34
1.8. IC NE555.....................................................................................................34
1.8.1. Sơ đồ chân và chức năng của từng chân..................................................34
1.8.2. Nguyên lý hoạt động và cấu trúc bên trong của IC NE555.....................35
1.9. IC CD4017...................................................................................................38

1.9.1. Khái niệm..................................................................................................38
1.9.2. Cấu tạo......................................................................................................39
1.9.3. Đặc điểm...................................................................................................39
1.9.4. Ứng dụng..................................................................................................40
CHƯƠNG II: THIẾT KẾ MẠCH
2.1. Sơ đồ khối....................................................................................................41
2.1.1. Sơ đồ khối:................................................................................................41
2.1.2. Sơ đồ nguyên lý toàn mạch:......................................................................41
2.2. Tính tốn thiết kế mạch :.............................................................................42
2.3. Thiết kế mạch và hồn thiện........................................................................47
2.3.1. Sơ đồ thiết kế board:.................................................................................47
2.3.2. Hình ảnh sản phẩm...................................................................................48
Trang web tham khảo:........................................................................................51

4


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

ỜI NĨI ĐẦU

Đồ án mơn học

L

Trong thời đại hiện nay, khoa học kỹ thuật phát triển từng ngày. Song hành
với các thành tựu về khoa học cơng nghệ thì việc ứng dụng các thành tựu ấy vào
cuộc sống là điều rất cần thiết. Đặc biệt là sự phát triển của ngành kỹ thuật điện
tử, đã tạo ra hàng loạt những thiết bị với độ chính xác cao, gọn nhẹ và việc ứng

dụng chúng ngày càng được mở rộng. Vậy nên việc tạo ra những hệ thống thiết
bị đáp ứng nhu cầu của con người trở nên dễ dàng hơn.
Xuất phát từ lý do trên và những kiến thức chúng em có được trong quá trình
học tập và nghiên cứu, đặc biệt là được sự hướng dẫn của cô/thầy. Em được
nhận nghiên cứu đề tài: “ Tính tốn và chế tạo mạch điều khiển vẫy tay
bật/tắt đèn tự động ” nhằm củng cố về mặt kiên thức trong quá trình thực tế.
Chúng em nghĩ rằng đây là cơ hội cho chúng em học tập nghiên cứu để chinh
phục đỉnh cao của khoa học và công nghệ .
Sau khi nhận đề tài, nhờ sự giúp đỡ tận tình của giảng viên hướng dẫn
cùng với sự lỗ lực cố gắng của cả nhóm, sự tìm tịi, nghiên cứu tài liệu, đến nay
đồ án của chúng em về mặt cơ bản đã hoàn thành. Trong quá trình thực hiện dù
đã rất cố gắng nhưng do trình độ cịn hạn chế, kinh nghiệm cịn ít nên khơng
thể tránh khỏi sai sót. Chúng em rất mong nhận được những ý kiến đóng góp
của thầy cơ và bạn bè để đồ án của chúng em được hoàn thiện hơn!

5


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

HẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN

N

...................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................

.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
.............................................................................................................................
Hưng Yên, ngày 19 1tháng 10 năm 2022

6


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án mơn học

T

ỔNG QUAN ĐỀ TÀI
ĐỀ TÀI “ TÍNH TỐN VÀ CHẾ TẠO MẠCH ĐIỀU KHIỂN VẪY TAY BẬT/TẮT
ĐÈN TỰ ĐỘNG”
 Yêu cầu của đề tài
Dùng linh kiện điện tử cơ bản.
Mạch điều khiển chng kêu khi có sự tác động của vật thể.

 Sản phẩm phải đảm bảo yêu cầu:
Sản phẩm phải hoạt động tốt.
Đảm bảo tính kĩ thuật, hoàn thành đúng thời gian quy định.
PHƯƠNG PHÁP THỰC HIỆN ĐỀ TÀI
- Đề tài “Tính tốn và chế tạo mạch điều khiển vẫy tay bật/tắt đèn tự
động “ , có nhiều phương pháp
1. Mạch bật tắt đèn tự động dùng quang trở :

Hình 1: Sơ đồ mạch dùng quang trở

7


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án mơn học

- Phân tích mạch :  Khi chặn ánh sáng chiếu vào quang trở, điện trở LDR
tăng, dòng IB nhỏ, VBE(Q1)<0.7, Q1 khơng dẫn, vì vậy điện áp đầu vào
không đi qua cực CE của Q1 mà qua điện trở R1 vào cực B của Q2, VBE(2)
> 0.7, Q2 dẫn, điện áp đầu vào đi qua R2 qua led làm led sáng và chạy vào
cực E nối mass của Q2. Kết luận: Khi khơng có ánh sáng à led sáng.
 Khi có ánh sáng chiếu vào quang trở, điện trở LDR giảm, dịng IB lớn,
VBE(Q1)>0.7, Q1 dẫn, vì vậy điện áp đầu vào đi qua R1 qua cực CE của
Q1, dẫn đến VBE(Q2) < 0.7, Q2 đóng, khơng có dịng qua led, led tắt. Kết
luận: Khi có ánh sáng à Led tắt, và ngược lại.
2. Mạch vỗ tay bật tắt đèn:

Hình 2: Sơ đồ thiết kế mạch bật tắt teo tiếng vỗ tay

- Phân tích mạch : Việc thực hiện xử lý tín hiệu trong mạch điện được miêu tả
như trên hình vẽ.Có 4 giai đoạn xử lý tín hiệu:
+ Giai đoạn đầu tiên, tín hiệu vào micro được khuếch đại.
+ Trong giai đoạn 2, bộ so sánh được sử dụng để ấn định một mức ngưỡng trên
mức tín hiệu được khuếch đại, như là mức để phân biệt có tiếng vỗ tay hay là
khơng.
+ Trong giai đoạn thứ 3, tín hiệu xung từ bộ so sánh được biến đổi thành dạng
xung có độ rộng xung lớn hơn, nó giúp làm giảm bớt nhiễu của tiếng vỗ tay.
+ Trong giai đoạn thứ 4, tín hiệu đầu tiên được dùng để bật đèn Led, và tín hiệu
tiếp theo làm tắt đèn Led. Việc này được thực hiện bằng cách sử dụng một bộ
đếm thập phân và đặt lại bộ đếm trên transistor Q2. Q0 được để trống, Q1 như
là rơle tín hiệu tới.
Chiết áp 1 được sử dụng để định áp cho micro phone.
Chiết áp 2 được sử dụng để tạo thiên áp cho transistor.
Chiết áp 3 được sử dụng để đặt mức điện áp tham chiếu cho bộ so sánh.

8


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

3. Mạch bật tắt đèn sử dụng cảm biến tiệm cận quang:

Hình 3: Mạch sử dụng cảm biến tiệm cận quang
- Phân tích mạch : Khi có người đi qua, cảm biến suất tín hiệu ở mức cao, sau
đó được đưa qua transistor để khuếch đại, tín hiệu sau đó được đưa vào khối
xử lí, tín hiệu được tạo trễ nhờ sử dụng NE555 và qua IC 4013 để chốt trạng

thái. Cuối cùng được đưa tới khối công suất, relay được kích hoạt để đóng tiếp
điểm thường mở, nguồn điện 220V được cấp vào tải (đèn). Đèn sáng. Ở lần tác
động tiếp theo, trạng thái được đảo laị nhờ IC 4013, đèn tắt. Các lần tác động
tiếp theo hoạt động tương tự

9


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

C

HƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1
.1. Điện trở
1.1.1.Khái niệm
- Điện trở là linh kiện điện tử thụ động, dùng để làm vật cản trở dòng điện theo
mong muốn của người sử dụng.
- Trường hợp đối với một dây dẫn thì trị số điện trở lớn hay nhỏ sẽ phụ thuộc
vào vật liệu làm dây dẫn (điện trở suất) và nó tỉ lệ thuận với chiều dài dây, tỷ lệ
nghịch với tiết diện dây dẫn.

Điện trở thường

Điện trở Công Suất

Điện trở Cơng Suất Biến Trở

Hình 1.1: Điện trở
1.1.2. Phân loại
Điện trở thường: điện trở thường là các loại điện trở có cơng suất nhỏ từ
0,125W đến 0,5W.
Điện trở cơng suất: là các điện trở có cơng suất lớn hơn từ 1W, 2W, 5W,
10W.
Điện trở sứ, điện trở nhiệt: Là cách gọi khác của các điện trở công suất,
điện trở này có vỏ bọc sứ, khi hoạt động chúng tỏa nhiệt.
Điện trở dây cuốn: Loại điện trở này dùng dây điện trở quấn trên than lớp
cách điện thường bằng sứ, có trị số điện áp thấp nhưng cơng suất làm việc lớn
từ 1W đến 25W.
Điện trở màng kim loại: Chế tạo theo cách kết lắng màng Ni-Cr.

Hình 1.2: Điện trở thường

10


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

1.1.3. Mã màu của điện trở
a) Bảng mã màu (Điện trở 4 vạch mầu)
Bảng 1.1: Mã vạch màu của điện trở

Màu

Tên màu
(ký hiệu)

Số thứ 1

Số thứ 2

Hệ số nhân

Ngân nhũ
(SR)
Kim nhũ
(GD)
Đen (BK)
Nâu (BN)
Đỏ (RD)
Cam (OG)
Vàng
(YE)

-

-

-

-

-

10-2

±10

-

-

10-1

±5

1
2
3

0
1
2
3

1
101
102
103

±1
±2
-

4

4

104

-

5

5

105

±0,5

6

6

106

±0,25

Tím (VT
7
Xám (GY) 8
Trắng
9

(WH)

7
8

107
108

±0,1
-

9

109

-

Giá trị của điện trở tính bằng Ω

Xanh
(GN)

lá

Xanh
(BL)

lơ

Sai số

%
±20

1.1.4. Biến trở
Biến trở là loại điện trở có thể thay đổi trị số theo yêu cầu,thường gọi là
chiết áp,có 2 loại đó là biến trở dây quấn và biến trở than.
Biến trở dây quấn: Dùng dây dẫn có điện trở suất cao,đường kính nhỏ,quấn
theo kiêu lõi cách điện bằng sứ hay nhựa tổng hợp hình vịng cung 270 độ,hai
đầu hàn với hai cực dẫn điện A và B.
11


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

Ký hiệu của biến trở trong sơ đồ mạch điện có thể ở các dạng như sau:

Hình 1.3: Kí hiệu biến trở
1
.2. Tụ điện
1.2.1. Khái niệm
Khái niệm: Tụ điện là một loại linh kiện thụ động được sử dụng rất rộng
rãi trong các mạch điện tử,có khả năng tich trữ năng lượng dưới dạng từ trường
Kí hiệu : C
Hình ảnh tụ điện:

Hình 1.4: Tụ điện
1.2.2. Phân loại và cấu tạo

 Phân loại
Đối với tụ điện có rất nhiều loại nhưng thực tế người ta phân ra thành hai loại
chính là tụ khơng phân cực và tụ phân cực.
- Tụ không phân cực: Gồm các lá kim loại ghép xen kẽ với lớp cách điện
mỏng, giá trị của nó thường từ 1,8pF - 1μF. Còn giá trị tụ lớn hơn thì sẽ có kích
thước rất lớn khơng tiện chế tạo.
- Tụ phân cực: Có cấu tạo gồm 2 cực điện cách ly nhau nhờ một lớp chất điện
phân mỏng làm điện mơi. Lớp điện mơi càng mỏng thì trị số điện dung càng
12


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án mơn học

cao. Loại tụ này có sự phân cực được ghi trên thân của tụ, vì thế nếu nối nhầm
cực tính thì lớp điện mơi sẽ bị phá hủy làm hư hỏng tụ.
- Trong thực tế chúng ta thường gặp các loại tụ như sau:
+ Tụ gốm: Điện môi bằng gốm thường có kích thước nhỏ, dạng ống hoặc dạng
đĩa có tráng kim loại lên bề mặt, trị số từ 1pF - 1μF và có điện áp làm việc
tương đối cao.
+ Tụ mica: Điện mơi làm bằng mica có tráng bạc, trị số từ 2,2pF – 10nF và
thường làm việc ở tần số cao, sai số nhỏ, đắt tiền.
+ Tụ giấy polyste: Chất điện môi làm bằng giấy ép tẩm polyester có dạng hình
trụ, có trị số từ 1nF - 1μF.
+ Tụ hóa (tụ điện phân): Có cấu tạo là lá nhôm cùng bột dung dịch điện phân
cuộn lại đặt trong vỏ nhơm, loại này có điện áp làm việc thấp, kích thước và sai
số lớn, trị số điện dung khoảng 0,1 μF – 4700 μF.
+ Tụ tan tang: Loại tụ này được chế tạo ở hai dạng hình trụ có đầu ra dọc theo

trục và dạng hình tan tan.
Tụ này có kích thước nhỏ nhưng trị số điện dung cũng lớn khoảng 0,1 μF - 100
μF.
+ Tụ biến đổi: Là tụ xoay trong radio hoặc tụ tinh chỉnh.
 Cấu tạo
- Cấu tạo của tụ điện: Tụ điện được cấu tạo bởi hai bản điện cực băng kim loại.
Khi ta cung cấp cho hai bản cực một điện thế giữa không gian hai bản kim loại
xuất hiện một điện trường. một bản cực được tích điện dương, cịn bản cực kia
tích điện âm. Tụ diện tích lũy năng lượng dưới dạng điện trường. Khi tăng điện
áp tác dụng vào tụ điện. Lúc này năng lượng điện trường giữa hai bản cực sẽ
tăng lên. Lúc này tụ điện hoạt động với vai trò là một linh kiện của mạch điện,
nhưng nó tích lũy năng lượng.ngược lại, khi điện áp tác dụng nên tụ điện giảm
tụ điện lại cung cấp một mạch điện áp cho mạch ngoài. Lúc này tụ điện hoạt
động như một nguồn điện.quá trình xảy ra là quá trình phóng điện của tụ
điện.Người ta thường dùng giấy, gốm, mica, giấy tẩm hóa chất làm điện mơi và
tụ điện cũng được phân loại theo tên gọi của các chất điện mơi này: tụ giấy, tụ
gốm, tụ hóa…
Điện dung: Là đại lượng nói nên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện,
điện dung của tụ phụ thuộc vào điện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và
khoảng cách giữa hai bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách giữa
hai bản cực.
Đơn vị của tụ điện: Fara (F), MicroFra (μF), NanoFara (nF), PicrôFara (pF).
 Ứng dụng

13


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

Tụ điện được sử dụng rất nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử, trong các
thiết bị điện tử. trong mỗi một mạch điện tụ đều có một cơng dụng nhất định
như: truyền dẫn tín hiệu, lọc nhiễu, lọc điện nguồn, tạo dao động…
Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, do đó tụ
được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch về điện
áp một chiều.
Lọc điện áp xoay chiều sau khi đã chỉnh lưu (loại bỏ pha âm) thành điện áp
một chiều bằng phẳng, đó là nguyên lý của các tụ lọc nguồn.
Với điện áp xoay chiều thì tụ dẫn điện cịn với điện áp một chiều thì tụ lại
thành tụ lọc.
Tụ giấy và tụ gốm thường lắp trong các mạch cao tần còn tụ hóa thường
lắp trong mạch âm tần hoặc lọc nguồn điện có tần số thấp.
1
.3. IC LM358
1.3.1. Sơ đồ chân và chức năng của từng chân
-LM358 là một IC, một bộ khuếch đại thuật tốn chân cắm kép cơng suất thấp.
Có ưu điểm hơn so với bộ khuếch đại thuật toán chuẩn trong các ứng dụng dùng
nguồn đơn.
-Các LM tương đương có thể sử dụng để thay thế là:
LM258, LM2904, LM324.

Hình 1.5: IC LM358.
 Sơ đồ chân:
1: Output A => Đầu ra của phần thứ nhất (phần A) của IC hay opamp 1
2: Inverting Input A => Đầu vào đảo ngược của phần thứ nhất (phần A) của IC
hay opamp 1
3: Non Inverting Input A => Đầu vào không đảo ngược của phần thứ nhất (phần
A) của IC hay opamp 1

4: GND => Nối mass / chân âm cho cả 2 opamp
14


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

5: Inverting Input B => Đầu vào đảo ngược của phần thứ hai (phần B) của IC
hay opamp
6: Non Inverting Input B => Đầu vào không đảo ngược của phần thứ hai (phần
B)của IC hay opamp 2
7: Output B => Đầu ra của phần thứ hai (phần B) của IC hay opamp 2
8: Vcc => Chân dương của cả 2 phần hay 2 opamp của IC

Hình 1.6: Sơ đồ chân lm358.
1.3.2. Thông số kỹ thuật của IC LM358
Model: 14 chân, xuyên lỗ
Điện áp: 3-32V với nguồn đơn, 1.5-16V với nguồn đôi
Dải nhiệt độ hoạt động: 0 ~ 70oC
Độ lợi khuếch đại DC 100dB
Điện áp ngõ ra: 0V đến VCC(+)-1.5V
1.3.2. Nguyên lý hoạt động và cấu trúc bên trong của IC LM358
- IC LM358 là một Ic khuếch đại thuật toán được ghép từ 2 Opamp
- Opamp về cơ bản là một thiết bị ba cực bao gồm hai đầu vào trở kháng cao.
Một trong số đó được gọi là đầu vào đảo ngược, được đánh dấu bằng dấu âm
hay dấu trừ (-). Đầu vào kia được gọi là đầu vào không đảo ngược, được đánh
dấu bằng dấu dương hay dấu cộng (+).
Cực thứ ba đại diện cho cổng đầu ra của opamp có thể vừa là cực góp vừa là

cực nguồn cho điện áp hoặc dòng điện. 

15


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án mơn học

Hình 1.7: Cấu trúc của opamp

 Đặc tính của opamp
1. Độ lợi vòng lặp hở
Độ lợi vòng lặp hở là độ lợi của opamp khơng có phản hồi dương hoặc âm.
Opamp lý tưởng sẽ có độ lợi vịng lặp hở vơ hạn nhưng thơng thường nó nằm
trong khoảng từ 20.000 đến 200.000.
2. Trở kháng đầu vào
Đây là tỷ số giữa điện áp đầu vào và dòng điện đầu vào. Giá trị này phải là vơ
hạn mà khơng có bất kỳ sự rò rỉ nào của dòng điện từ nguồn cấp đến các đầu
vào. Nhưng sẽ có một vài sự cố rò rỉ  vài pico ampe trong hầu hết các opamp
3. Trở kháng đầu ra
Opamp lý tưởng phải có trở kháng đầu ra bằng khơng mà khơng có bất kỳ nội
trở nào. Để nó có thể cung cấp đầy đủ dòng điện cho tải kết nối với đầu ra.
4. Chiều rộng băng tần
Opamp lý tưởng phải có đáp ứng tần số vơ hạn để có thể khuếch đại bất kỳ tần
số nào từ tín hiệu DC đến tần số AC cao nhất. Nhưng hầu hết opamp có băng
thơng hạn chế.
5. Giá trị bù
Đầu ra của opamp phải bằng không khi chênh lệch điện áp giữa các đầu vào

bằng không. Nhưng trong hầu hết các opamp, đầu ra sẽ không bằng 0 khi tắt và
sẽ có một ít điện áp.
 Nguyên lý hoạt động của opamp
- Hoạt động vòng lặp mở của opamp
Opamp có một đầu vào vi sai và một đầu ra đầu mút đơn. Vì vậy, nếu chúng ta
đặt hai tín hiệu một ở đầu cuối đảo ngược và một tín hiệu khác ở đầu cuối
khơng đảo, opamp lý tưởng sẽ khuếch đại sự khác biệt giữa hai tín hiệu đầu vào.
Chúng ta gọi sự khác biệt này giữa hai tín hiệu đầu vào là điện áp đầu vào vi
sai. Phương trình dưới đây cho biết đầu ra của một opamp :
16


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án mơn học

VOUT = AOL(V1 - V2)
Trong đó, VOUT là điện áp tại cực đầu ra của opamp. AOL là độ lợi vịng mở
cho opamp đã cho và khơng đổi (lý tưởng). Đối với IC 741 AOL là 2 x 105.
V1 là điện áp tại cực không đảo.
V2 là điện áp tại cực đảo ngược.
(V1 - V2) là điện áp đầu vào vi sai.
Rõ ràng từ phương trình trên đầu ra sẽ khác 0 khi và chỉ khi điện áp đầu vào vi
sai khác 0 (V1 và V2 không bằng nhau), và sẽ bằng 0 nếu cả V1 và V2 bằng
nhau. Lưu ý rằng đây là một điều kiện lý tưởng, thực tế có những sự mất cân
bằng nhỏ trong opamp. Độ lợi vòng hở của một opamp là rất cao. Do đó, opamp
vịng hở khuếch đại điện áp đầu vào vi sai nhỏ lên một giá trị lớn.
- Ngoài ra, đúng là nếu chúng ta áp dụng điện áp đầu vào vi sai nhỏ, opamp sẽ
khuếch đại nó lên một giá trị đáng kể nhưng giá trị đáng kể này ở đầu ra không

thể vượt quá điện áp cung cấp của opamp. Do đó nó khơng vi phạm định luật
bảo tồn năng lượng.
- Hoạt động vịng lặp đóng:
Hoạt động được giải thích ở trên của opamp dành cho vịng lặp mở, tức là
khơng có phản hồi. Chúng ta sẽ tìm hiểu phản hồi trong cấu hình vịng kín.
Đường phản hồi này cung cấp tín hiệu đầu ra cho đầu vào. Do đó, tại các đầu
vào, hai tín hiệu có mặt đồng thời. Một trong số đó là tín hiệu được áp dụng ban
đầu và tín hiệu cịn lại là tín hiệu phản hồi. Phương trình dưới đây cho biết đầu
ra của một opamp vịng kín. 
VOUT = ACLx(V1 - V2) = ACLxVD
Trong đó VOUT là điện áp ở đầu ra của op-amp. ACL là độ lợi vịng kín. Mạch
phản hồi kết nối với opamp xác định độ lợi vịng kín ACL. VD = (V1 - V2) là
điện áp đầu vào vi sai. Chúng ta nói rằng phản hồi là tích cực nếu đường phản
hồi cung cấp tín hiệu từ cực đầu ra trở lại cực không đảo ngược (+). Phản hồi
tích cực được sử dụng trong bộ dao động. Phản hồi là tiêu cực nếu đường phản
hồi cấp một phần tín hiệu từ cực đầu ra trở lại cực đảo ngược (-). Chúng ta sử
dụng phản hồi tiêu cực cho opamp được sử dụng làm bộ khuếch đại. Mỗi loại
phản hồi, tiêu cực hay tích cực đều có ưu điểm và nhược điểm của nó.
Phản hồi tích cực =>Bộ tạo dao động
Phản hồi tiêu cực =>Bộ khuếch đại
- Các IC tương tự : LM258, LM324, LM2904, …

17


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

1
.4.Diode
1.4.1.Khái niệm
Diode là linh kiện điện tử thụ động, cho phép dịng điện đi qua nó theo
một chiều , sử dụng các tính chất của các chất bán dẫn.

Hình 1.8: Diode
1.4.2. Cấu tạo và phân loại, tính chất của Diode
 Cấu tạo và nguyên lý hoạt động
Cấu tạo: Diode bán dẫn được cấu tạo dựa trên chuyển tiếp P – N của hai
chất bán dẫn khác loại. Điện cực nối với bán dẫn P gọi là Anot còn điện cực nối
với bán dẫn N gọi là Katot. Trong kỹ thuật điện thường được kí hiệu như sau:

Hình 1.9: Kí hiệu Diode
Nguyên lý hoạt động: Diode sẽ dẫn điện theo hai chiều khơng giống nhau.
Nếu phân cực thuận thì diode sẽ dẫn điện gần như bão hòa. Nếu phân cực
nghịch thì diode dẫn điện rất yếu, thực chất chỉ có dịng điện rị.
Nói một cách gần đúng thì xem như diode chỉ dẫn điện một chiều từ Anot
sang Katot, và đây chính là đặc tính chỉnh lưu của Diode bán dẫn.

 Phân loại
Theo cơng dụng thì ta có: Diode ổn áp, Diode phát quang, Diode thu
quang, Diode biến dung, Diode xung, Diode tác song, Diode tách sóng.
+ Diode phát quang được sử dụng ở điều khiển tivi, đèn led ở biển quảng cáo,
nó phát ra ánh sang.

Hình 1.10: Hình diode phát quang
18

Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

+ Diode chỉnh lưu được ứng dụng trong bộ đổi nguồn.

Hình 1.11: Diode chỉnh lưu
+ Diode biến dung được dùng nhiều trong các bộ thu phát sóng điện thoại, sóng
cao tần, siêu cao tần.
+ Diode tách sóng là loại diode nhỏ, vỏ bằng thủy tinh và còn được gọi là diode
tiếp điểm vì mặt tiếp xúc giữa hai chất bán dẫn P-N tại một điểm để tránh điện
dung kí sinh, Diode tách sóng thường dùng trong các mạch cao tần dùng để tách
song tín hiệu.
+ Diode nắn điện: Là diode tiếp mặt dùng để nắn điện trong các bộ chỉnh lưu
nguồn AC 50 Hz. Diode này thường có 3 loại là: 1A, 2A và 5A.
- Diode Zenner có cấu tạo tương tự như diode thường nhưng có hai lớp bán dẫn
P-N ghép với nhau. Diode Zener được ứng dụng trong chế độ phân cực ngược.
Khi phân cực thuận Diode zenner như diode thường
nhưng khi phân cực ngược Diode Zenner sẽ ghim lại một mức điện áp cố đingj
bằng giá trị ghi trên Diode.

Hình 1.12: Diode zener
 Tính chất , thơng số và tác dụng

Tính chất: Diode chỉ dẫn điện một chiều từ Anot sang Katot:
Khi UAK>0 ta nói diode phân cực thuận và dòng điện qua diode lúc đó gọi
là dịng điện thuận.
Khi UAK<0 ta nói diode phân cực ngược và dịng điện qua diode lúc đó gọi
là dịng điện ngược.


Thơng số:
Giá trị trung bình dịng điện cho phép khi phân cực thuận.
Giá trị điện áp ngược lớn nhất khi đặt vào diode chịu đựng.

Tác dụng:
Chỉnh lưu dòng xoay chiều thành dịng một chiều.

Do có nội trở lớn nên diode được dùng làm các công tắc điện tử, đóng ngắt
bằng điều khiển mức điện áp.

19


Trường Đại học SPKT Hưng Yên
Khoa: Điện – Điện tử

Đồ án môn học

1.4.3. Phân cực cho Diode
 Phân cực thuận
Khi ta cấp điện áp dương (+) vào Anot (vùng bán dẫn P) và điện áp âm (-)
vào Katot (vùng bán dẫn N), khi đó dưới tác dụng tương tác của điện áp, miền
cách điện thu hẹp lại. Khi điện áp chênh lệch giữa hai cực là 0,7V (với diode có
nền là Si) 0,3V(với diode có nền là Ge) thì điện tích miếng cách điện giảm
bằng 0 nên diode bắt đầu dẫn điện. Nếu tiếp tục tăng điện áp nguồn thì dòng qua
Diode tăng nhanh nhưng chênh lệch điện áp giữa hai cực của Diode không tăng(
vẫn giữ ở mức 0,7V).
- Khi Diode dẫn điện áp thuận được ghim ở mức 0,7 V. Đường đặc tính của nó
là đồ thị UI với U là trục tung và I là trục hoành. Giá trị điện áp đạt đến 0,7V thì

bão hịa.
Khi diode loại Si được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,7V
thì chưa có dịng đi qua diode. Nếu áp phân cực thuận đạt = 0,7V thì có dịng đi
qua Diode sau đó dịng điện đi qua Diode sau đó dịng điện qua Diode tăng
nhanh nhưng sụt áp vẫn giữ ở 0,7V.

 Phân cực ngược
Khi phân cực ngược cho Diode tức là cấp nguồn (+9) vào Katot và nguồn
(–) vào Anot.Dưới sự tương tác của điện áp ngược, miền cách điện càng rộng ra
và ngăn cản dòng điện qua mối tiếp giáp, diode có thể chịu được điện áp ngược
lớn khoảng 1000V thì mới bị đánh thủng.
Diode chỉ bị cháy khi áp phân cực ngược tăng >=1000V.

1.4.4. Tính chất - ứng dụng
 Tính chất
20