tai lieu dien oto (Repaired) pdf

R22 2R2
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
Mục lục
chơng 1: Điện, Điện tử cơ bản trên ôtô.
1.1. Vật liệu điện-điện tử.
Trong kỹ thuật điện và điện tử. Vật liệu điện-điện tử đợc chia ra làm bốn loại:
1.1.1. Vật liệu dẫn điện.
- Vật liệu dẫn điện là vật liệu có khả năng cho dòng điện xoay chiều chạy qua một cách dễ
dàng và thờng xuyên.
- Vật liệu dẫn điện: thờng là kim loại dạng nguyên chất hay hợp kim. Ag, Cu, Al các hợp
chất chứa Cu, Mangan.
1.1.2. Vật liệu cách điện.
- Vật liệu cách điện là những vật liệu có đặc tính không cho dòng điện chạy qua:
- Ví dụ nh thuỷ tinh, sứ, nhựa, cao su nói khác đi vật liệu cách điện là những vật liệu có
điện trở rất lớn không cho dòng điện chạy qua.
1.1.3. Vật liệu bán dẫn.
- Vật liệu bán dẫn là vật liệu có tính trung gian giữa vật liệu dẫn điện và vật liệu cách điện.
- Một vật liệu bán dẫn tinh khiết thì không dẫn điện vì có điện trở lớn. Nhng pha thêm vào
đó một tỉ lệ rất thấp các vật liệu thích hợp thì điện trở của bán dẫn giảm xuống rất rõ, trở
thành vật liệu dẫn điện.
- Hai chất bán dẫn thông dụng là Germani(Ge) và Silíc(Si).
1.1.4. Vật liệu từ tính.
Vật liệu từ tính là vật liệu có tính chất dễ nhiễm từ, trong kỹ thuật ngời ta hay dùng
sắt pha silíc để tăng điện trở xuất, giảm dòng phuco. Sắt Silic đợc dập thành tấm để
làm lõi biến áp, hợp kim anico, pecmanoi là những vật liệu từ tính dùng trong kỹ thuật.
1.2. Các linh kiện điện và điện tử cơ bản.
1.2.1. Điện trở.
a. Khái niệm:
+ Điện trở có tác dụng cản trở dòng điện, tạo sự sụt áp để thực hiện các chức năng
tuỳ theo vị trí của điện trở trong mạch.
R R

Hình 1.1: ký hiệu điên trở.
+ Đơn vị của điện trở: đơn vị là (ohm), 1K = 1.000
b. Cách đọc giá trị điện trở.
* Giá trị điện trở đợc ghi trực tiếp.
Ví dụ: 15/ 7W; 150/10W; 22/2W
1
Đồ án môn học Trang 1
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
22 2,2
Hình 1.2: Cách đọc giá trị điện trở.
* Giá trị điện trở đợc sơn bằng mã màu.
+ Quy tắc về mã màu.
Ngời ta quy định 10 màu để biểu thị cho 10 chữ số từ 0 đến 9.
Màu trên thân điện trở Giá trị tơng ứng
Đen 0
Nâu 1
Đỏ 2
Cam 3
Vàng 4
Xanh lá 5
Xanh lơ 6
Tím 7
Xám 8
Trắng 9
Bảng 1-1: Quy ớc về mã màu.
+ Cách đọc điện trở theo vòng màu.
- Điện trở có 3 vòng màu: dùng cho điện trở dới 10.

Vòng1 Vòng2 Vòng3
Hình 1.3 : Điện trở có 3 vòng màu.

Vòng thứ nhất: Chỉ số thứ nhất.
Vòng thứ hai: Chỉ số thứ hai.
Vòng thứ ba: Nếu là nhũ vàng thì nhân với 0,1.
Nếu là nhũ bạc thì nhân với 0,01.
Ví dụ1: Điện trở có:
Vòng thứ nhất màu vàng.
Vòng thứ hai màu tím.
Vòng thứ ba màu nhũ vàng.
Giá trị điện trở: 47x0,1=4,7
- Điện trở có 4 vòng màu: Đây là điện trở thờng gặp nhất.
Vòng1 Vòng2 Vòng3 Vòng4
2
Đồ án môn học Trang 2
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
Hình 1.4: Điện trở có 4 vòng màu.
Vòng thứ nhất: Chỉ số thứ nhất.
Vòng thứ hai: Chỉ số thứ hai.
Vòng thứ ba: Chỉ số thứ ba.
Vòng thứ t: Chỉ sai số: Thờng là 1 trong 4 màu;
Nâu: sai số 1% ; Đỏ: sai số 2% ;
Nhũ vàng: sai số 5% ; Nhũ bạc: sai số 10% ;
Ví dụ: Điện trở có 4 vòng màu theo thứ tự: Vàng, tím, cam, Nhũ bạc.
Vàng tím cam Nhũ bạc
Hình 1.5: Điện trở có 4 vòng màu.
Giá trị điện trở là:
Vàng Tím Cam Nhũ bạc
4 7 000 10%
Kết quả: 47.000 hay 47K , Sai số 10%
- Điện trở có 5 vòng màu: Là điện trở có độ chính xác cao.
c

Hình 1.6: Điện trở có 5 vòng màu.
Quy ớc màu sắc giống nh điện trở có 4 vòng màu.
Sai số trong điện trở có 5 vòng màu. Cũng giống sai số ở điện trở có 4 vòng màu.
Ví dụ: Điện trở có 5 vòng màu, theo thứ tự: Nâu, tím,đỏ ,đỏ, nâu.
Giá trị của điện trở:
Nâu Tím Đỏ Đỏ Nâu
Hình 1.7: Điện trở có 5 vòng màu
Nâu tím đỏ đỏ nâu
1 7 2 00 1%
Kết quả: 17200 hay 17,2K, sai số 1%Phân loại điện trở.
c. Phân loại điện trở
* Phân loại theo vật liệu chế tạo.
+ Điện trở than: Đợc cấu tạo từ vật liệu than chì trộn với vật liệu cách điện theo tỉ
lệ thích hợp để có giá trị cần thiết. Sau đó đem ép lại thành thỏi, hai đầu ép lại vào hai sợi
dây kim loại để hàn vào mạch điện. Giá trị của điện trở than thờng đợc ghi bằng ký hiệu
vòng màu trên thân điện trở. Đây là loại thông dụng nhất vì chúng không đắt tiền và có
khả năng tạo ra điện trở có giá trị lớn, công suất từ 1,8 đến vài Watt.
3
Đồ án môn học Trang 3
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
+ Điện trở màng kim loại: Sử dụng vật liệu Ni-ken gắn vào lõi sứ hoặc thuỷ tinh,
loại này cho trị số ổn định. Điện trở loại này thờng dùng cho các mạch dao động vì chúng
có độ chính xác và tuổi thọ cao, ít phụ thuộc vào nhiệt độ.
+ Điện trở dây quấn: Dùng dây quấn hợp kim, quấn trên thân cách điện bằng sứ hay
nhựa tổng hợp để tạo ra các điện trở có giá trị nhỏ và chịu đợc công xuất tiêu tán lớn.
Điện trở dây quấn thờng dùng trong các mạch cung cấp điện của các thiết bị điện tử.
+ Điện trở xi măng: Vật liệu chủ yếu là xi măng chúng đợc sử dụng chủ yếu ở các
mạch cung cấp nguồn điện có công xuất không cao và không bốc cháy trong trờng hợp
quá tải.
* Phân loại theo công dụng.

+ Biến trở: Biến trở là loại điện trở có thể thay đổi chỉ số theo yêu cầu thờng gọi
là triết áp. Biến trở dùng để hiệu chỉnh mạch điện và có vai trò phân áp, phân dòng cho
mạch điện.
- Ký hiệu biến trở:

Hình 1.8 : Kí hiệu của biến trở.
Biến trở dây quấn: Dùng dây dẫn có điện trở xuất cao, đờng kính nhỏ quấn trên một
lõi cách điện bằng sứ hay nhựa tổng hợp.
Hình 1.9 : Ký hiệu của biến trở dây quấn.
- Biến trở than:
Cách đo biến trở: (Dùng đồng hồ vạn năng).
Tuỳ theo giá trị ghi trên thân biến trở mà ngời ta đặt đồng hồ ở thang đo thích hợp,
Thí dụ: Biến trở 10K ta đặt về thang Rx1K.
Đo bằng cách: Cố định đầu que đo vào đầu A (hoặc B) sau đó dời que đo sang
đầu. Kim đồng hồ xoay cùng nhịp với sự xoay của biến trở:
4
Đồ án môn học Trang 4
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
Hình 1.10: Cách đo biến trở
+ Điện trở nhiệt:
Điện trở nhiệt là linh kiện có giá trị phụ thuộc vào nhiệt độ thờng gọi là (tec-mi-
to). Điện trở nhiệt có hai loại:
- NTC: là điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm. Khi nhiệt độ tăng thì R giảm.
- PTC: là điện trở nhiệt có hệ số nhiệt dơng. Khi tăng nhiệt độ thì R tăng.
- ứng dụng: điện trở nhiệt dùng trong các mạch khuếch đại, để ổn định nhiệt và
dùng làm cảm biến trong mạch điều khiển nhiệt tự động.
- Ký hiệu của điện trở nhiệt:
PTC NTC

Hình 1.11: Ký hiệu của điện trở nhiệt.
+ Quang trở (LDR).
Quang trở là loại điện trở có giá trị phụ thuộc vào ánh sáng, khi độ sáng càng
lớn thì giá trị điện trở càng nhỏ và ngợc lại.
Ký hiệu:
LDR LDR
Hình 1.12 : Ký hiệu của quang trở.
ứng dụng: Quang trở dùng rộng rãi trong các mạch điện tử điều khiển bằng ánh
sáng nh mạch đếm sản phẩm, mạch tự động đóng cắt đèn đờng.
+ Điện trở cầu chì.
Là loại điện trở có giá trị rất nhỏ. Vài Ohm.
Ký hiệu: F


Hình 1.13 :Điện trở cầu chì.
ứng dụng: Dùng để lắp trên các đờng cung cấp nguồn của mạch điện tử có dòng tải
lớn, nh mạch quét trong Tivi
d. Mạch điện trở.
+ Ghép nối tiếp.
Ghép nối tiếp hai điện trở R
1
và R
2
với nhau chủ yếu nhằm mục đích tăng trị số
điện trở.
Khi ghép nối tiếp điện trở tổng sẽ là:
R=R
1
+ R
2

+ Ghép song song. Hình 1.14 Ghép nối tiếp các điện trở
5
Đồ án môn học Trang 5
1000vDC
5F
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
Khi ghép song song các điện trở ta có
điện trở tổng sẽ là:
1/R=1/R
1
+1/R
2


Hình 1.15 Ghép song song các điện trở
1.2.2. Tụ điện.
a. Cấu tạo của tụ điện :
Tụ điện là một linh kiện thụ động đợc sử dụng rất rộng rãi trong các mạch điện tử đ-
ợc cấu tạo từ hai bản cực làm bằng hai chât dẫn điện( Kim loại) đặt song song nhau, ở
giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi.
Ngời ta thờng dùng các chất : Thuỷ tinh, gốm sứ, mica, giấy, dầu, paraffin, không
khí để làm chất điện môi
Ví dụ: Tụ thuỷ tinh, tụ mica, tụ dầu, tụ gốm, tụ giấy, tụ hoá
Lớp điện môi
Đầu ra
Hình 1.16: Cấu tạo của tụ điện.
* Cách đọc giá trị tụ điện.
+ Các tụ điện có giá trị lớn từ 1àF trở lên nh tụ hoá, tụ dầu, tụ tantal nhà sản xuất
ghi cụ thể điện áp làm việc và giá trị điện dung trên thân tụ.

50v
100àF
Hình 1.17: Các ký hiệu tụ hoá.
+ Một số tụ điện có giá trị điện dung nhỏ hơn 1àF cũng đợc ghi trực tiếp vào tụ điện.
047
160VDC
Hình 1.18: Các ký hiệu của tụ điện có giá trị nhỏ hơn 1
à
F.
6
Đồ án môn học Trang 6
c
033
160VDC
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
b. Phân loại tụ điện.
+ Tụ điện hoá học (tụ hoá).
Loại tụ điện này làm bằng hai lá nhôm mỏng và một hoá chất axit borax với các
giấy mỏng đặt giữa hai lá nhôm, cuộn tròn lại thành hình trụ.
Ký hiệu các loại tụ hoá:

+ C + C
- -
Hình 1.19: Kí hiệu của tụ điện hoá học.
+ Tụ giấy.
Tụ giấy là loại tụ không có cực tính gồm các lớp giấy tẩm dầu hay sáp làm chất điện
môi và đặt giữa hai lá nhôm mỏng, đợc cuộn tròn lại thành ống.
Kí hiệu của tụ giấy.
Hình 1.20: Hình dạng và kí hiệu của tụ giấy.
+ Tụ điện biến đổi.

- Là loại tụ gồm hai phần: Phần cố định làm bằng các miếng nhôm có hình bán
nguyệt, gắn song song nhau và cách điện với đế tụ. Phần di động cũng làm bằng các
miếng nhôm có hình bán nguyệt song song nhau và hàn với trục xoay của tụ. Phần di
động có thể quay quanh trục xoay một góc 180
0
. Mỗi vị trí ứng với một giá trị điện dung.
7
Đồ án môn học Trang 7
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
- Hình dáng và kí hiệu tụ biến đổi.
Hình 1.21 : Hình dáng và kí hiệu tụ xoay.
c. Phơng pháp đo tụ điện.
Trong thực tế ngời ta thờng dùng các phơng pháp sau:
- Phơng pháp đo tụ bằng đồng hồ .
Dựa vào đặc tính nạp, phóng của tụ mà ngời ta dùng đồng hồ để quan sát sự dịch
chuyển của kim đồng hồ.
- Nguyên tắc: Dùng thang đo R để quan sát sự chuyển động và vị trí kim
chỉ.
- Với tụ tốt: Khi đo thì kim lên sau đó phải trở về vị trí vô cực. Tụ có giá
trị càng lớn, kim chỉ càng nhiều và ngợc lại.
- Trờng hợp tụ hỏng: khi phát hiện bằng đồng hồ.
- Kim chỉ lên 0 sau đó không trở về: Tụ bị chạm chập các bản cực.
- Kim chỉ không lên: Tụ bị đứt, khô.
- Khi lên lng chừng, không trở về: Tụ bị rỉ.
d. Cách ghép tụ điện.
* Ghép nối tiếp.
Khi ghép nối tiếp các tụ điện ta có:
- U=U
1
+U

2

- 1/C=1/C
1
+1/C
2

Hình 1.22. Ghép nối tiếp các tụ điện
* Ghép song song.
8
Đồ án môn học Trang 8
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
Khi ghép song song các tụ điện ta có:
- C=C
1
+C
2
- U=U
1
nếu U
1
< U
2

- U=U
2
nếu U
2
< U
1

Hình 1.23. Ghép song song các tụ điện
e. ứng dụng của tụ điện .
- Tụ điện đợc dùng nhiều trong kỹ thuật điện và điện tử.
- Tụ điện để làm lệch pha, tạo từ trờng quay để làm mô tơ.
- Tụ điện dùng để bù pha tránh lệch pha trong mạch ba pha.
- Tụ điện dùng trong mạch dao động, tạo xung.
- Tụ điện có giá trị lớn thì để nắn điện.
- Tụ điện có giá trị bé dùng trong khu vực mạch cao tần và trong các mạch cộng hởng.
1.1.3. Điốt thờng.
a. Cấu tạo:
Gồm hai chất bán dẫn khác nhau là loại P và loại N.
- Loại P đợc gọi là cực anốt.
- Loại N đợc gọi là cực catốt.
Giữa hai chất bán dẫn là lớp tiếp giáp.
P N P N
Hình1.24: Cấu tạo và ký hiệu của điốt.
b. Nguyên lý làm việc.
* Phân cực thuận cho điốt (Dùng nguồn điện).
Khi nối cực dơng với anốt(P), cực âm với catốt (N). Lúc đó điện tích dơng của
nguồn sẽ đẩy lỗ trống vùng P sang vùng N Và điện tích âm nguồn đẩy electron từ N sang
P.Vùng P nhận electron nên trở thành vùng mang điện tích âm. cực dơng nguồn sẽ kéo
điện tích âm từ vùng P về. Còn vùng N mất electron nên trở thành vùng có điện tích dơng,
vùng này sẽ kéo điện tích âm của nguồn lên thế chỗ. Nh vậy đã có một dòng electron
chạy liên tục từ cực âm của nguồn qua điốt từ N sang P và về cực dơng nguồn. Nói cách
khác dòng điện đi qua điốt từ P sang N.
*Phân cực nghịch cho điốt.
P N

Hình1.25 : Phân cực cho điốt.
9

Đồ án môn học Trang 9
- +
VDC
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
Dùng nguồn điện : Nối cực âm với anốt, cực dơng với catốt. Lúc đó điện tích âm
của nguồn sẽ hút lỗ trống của vùng P và điện tích dơng nguồn sẽ hút electrton vùng N làm
lỗ trống, và electron hai bên tiếp giáp cũng xa nhau hơn, nên hiện tợng tái hợp giữa các
electron và lỗ trống càng khó khăn. Tuy nhiên trờng hợp này vẫn có một dòng điện (rất
nhỏ) đi qua điốt từ N sang P gọi là dòng điện rỉ.
c. Cách đo
Dùng đồng hồ vạn năng, bật về thang đo R.
Do đặc tính của điốt có điện trở thuận lớn, điện trở nghịch nhỏ. Ta đo nh sau :
+ Đo điện trở thuận; Que đỏ nối với P; Que đen nối với N.
+ Đo điện trở nghịch; Que đỏ nối với N; Que đen nối với P.


Hình 1.26: Cách đo điốt thờng.
Điện trở thuận và nghịch phụ thuộc vào chất bán dẫn Ge, Si theo bảng sau.
Điện trở thuận Điện trở nghịch
Điốt Ge
Vài Vài trăm K
Điốt Si
Vài Vài M
Bảng 1-4: Giá trị đo chuẩn khi đo điốt thờng.
Kết quả:
- Nếu cả điện trở thuận, nghịch đều 0 thì điốt bị đánh thủng.
- Nếu cả 2 điện trở thuận, nghịch đều vô cực, thì điốt bị đứt.
- Nếu điện trở thuận đúng và điện trở nghịch giảm nhiều thì điốt bị rỉ(hỏng).
- Nếu điện trở thuận và nghịch đúng bảng trên, thì điốt còn tốt.
d. Các thông số cơ bản của điốt thờng.

- Điện áp cực đại: Là điện áp phân cực lớn nhất đặt vào điốt mà không bị đánh
thủng.
- Dòng điện thuận cực đại: Là dòng lớn nhất có thể đi qua điốt mà không bị đánh
thủng. Nếu vợt quá điốt sẽ bị đánh hỏng.
- Dòng điện thuận trung bình: Là dòng làm việc của điốt.
- Điện áp rơi trên điốt: Là điện áp ngỡng của lớp tiếp giáp P N.
e. Đờng đặc tính vôn-ampe của điốt thờng
Điốt thờng có đờng đặc tíng vôn-ampe không đờng thẳng (phi tuyến tính) nghĩa là
dòng điện qua điốt phụ thuộc vào điện áp đặt không theo đờng thẳng.

10
Đồ án môn học Trang 10
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
I
T
-Dòng điện thuận

U
T
- Điện áp thuận
I
N
-Dòng điện nghịch
U
N
- Điện áp nghịch
U
Nmax
- Điện áp nghịch cực đại
Hình 1.27. Đờng đặc tính vôn-ampe của điốt thờng.

Từ đờng đặc tính của điốt ta thấy điện trở thuận của điốt không phải là một hằng số
mà thay đổi tuỳ theo điện áp đặt vào nó hay nói cách khác tuỳ theo dòng điện qua nó.
Điện trở thuận nhỏ khi dòng điện qua điốt lớn và ngựơc lại điện trở thuận lớn khi dòng
điện qua nó nhỏ. Nhờ đặc tính này mà điốt đợc sử dụng làm nhiệm vụ hồi tiếp đảm bảo
cho các tranzitor đóng tích cực.
+ ứng dụng của điốt thờng:
- Dùng để chỉnh lu dòng xoay chiều thành dòng một chiều.
- Làm Mạch tách sóng để lấy tín hiệu âm tần ra khỏi tín hiệu cao tần trong rađiô.
- Dùng điốt để phân cực cho tranristor nhằm ổn định điện áp phân cực.
11
Đồ án môn học Trang 11
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
f. Cách ghép điốt.
* Ghép nối tiếp.
Khi ghép nối tiếp các điốt ta có:
- I=I
1
=I
2
- U=U
1
+U
2

Hình 1.28. Ghép nối tiếp các điot
* Ghép song song.
Khi ghép song song các điốt ta có:
- I = I
1
+ I

2

- U=U
1
=U
2

Hình 1 .29. Ghép song song các điot
1.2.4. Điốt ổn áp.
a. Cấu tạo:
- Điốt ổn áp có cấu tạo nh điốt thờng nhng các chất bán dẫn đợc pha chế tạp chất với
tỉ lệ cao hơn điốt thờng. Điốt ổn áp thờng là loại silicium.
N
P P N P N

Hình 1.30: Cấu tạo và ký hiệu của điốt ổn áp.
12
Đồ án môn học Trang 12
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
b. Đặc tính:
Hình 1.31. Đ ờng đặc tính của điốt ổn áp.
* Đờng đặc tính của điốt ổn áp.
Từ đờng đặc tính của điốt ổn áp ta thấy:
+Điốt ổn áp cũng có điện trở thuận nh điốt
thờng.
+Trong giới hạn điện áp nghịch nhất định
(nhỏ hơn U
Z
) điốt có trị số điện trở nghịch
rất lớn nh các điốt nắn dòng bình thờng,

nhng khi điện áp nghịch vợt quá trị số
điện áp tới hạn ( điện áp ổn định) của điốt,
điện trở nghịch của nó giảm xuống rất đột
ngột (từ rất lớn xuống rất nhỏ). Rõ ràng nhìn vào đờng đặc tính ta thấy nó làm việc ở
hai chế độ:
- ở chế độ phân cực thuận điốt hoạt động nh điốt thờng.
- ở chế độ phân cực ngợc: Khi hai điốt hoạt động qua giới hạn điện áp đánh thủng
U
Z
dòng điện qua điốt tăng mạnh (dòng I
c
) và nó sẽ chuyển sang chế độ đánh thủng.
1.2.5. Điốt điều khiển.
a. Cấu tạo:
Điốt điều khiển có lớp tiếp giáp P N chế tạo đặc biệt, bề rộng miền điện tích có
thể thay đổi đợc khi điện áp phân cực ngợc thay đổi. Bề rộng của miền điện tích phụ
thuộc vào điện áp phân cực ngợc đặt vào điốt khi thay đổi điện áp đặt vào điốt điều khiển,
thì ta thay đổi đợc điện dung trên điốt.
- Kí hiệu: CD
13
Đồ án môn học Trang 13
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
Hình 1.32: Ký hiệu của điốt điều khiển.
b. ứng dụng:
Điốt điều khiển dùng chủ yếu trong mạch cộng hởng.
c. Đặc tính của điốt điều khiển.
- Lớp tiếp giáp N-P có miền điện tích không gian tạo thành một hàng rào năng lợng
ngăn không cho các điện trở từ vùng N sang vùng P. Hình thành một lớp cách điện xem
nh lớp điện môi có giá trị điện dung CD đợc tính theo công thức:
CD = S/d.

Trong đó: d Bề rộng miền điện tích không gian thay theo điện áp đặt vào điốt.
Hằng số điện môi.
S Tiết diện.
ID
Vr max VD

Vf

Hình 1.33: Đặc tính của điốt điều khiển.
14
Đồ án môn học Trang 14
A564
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
1.2.6. Tranzistor
a. Khái niệm
Tranzistor là linh kiện bán dẫn có ba chân ra, mà tín hiệu đầu ra đợc điều khiển bởi
tín hiệu đầu vào, để khuếch đại tín hiệu và chuyển mạch.
b. Cấu tạo
E C E C
N P N P N P
B B
E C E C

B B
E C E C
B B

C288
E B C E B C
E B C

Hình 1.34: Ký hiệu và hình dạng của tranzistor.
- Tranzistor gồm 2 chất bán dẫn ghép với nhau hình thành hai lớp tiếp giáp P N
nằm ngợc chiều nhau, giống nh hai điốt nối ngợc chiều nhau.
- Nếu hai điốt có chung nhau vùng bán dẫn loại P thì ta có loại NPN
- Nếu hai điốt có chung nhau vùng bán dẫn loại N thì ta có loại PNP
- Cực nối với vùng bán dẫn chung gọi là cực gốc (Base) viết tắt là B. Còn hai đầu
còn lại là cực phát Emiter (E) và cực góp Côlectơ( C).
c. Phơng pháp đo thử tranzistor.
* Phơng pháp kiểm tra tranzistor còn tốt hay đã hỏng.
Dùng đồng hồ vạn năng đa về thang đo Rx1000, đo điện trở các cặp chân BE, BC,
CE. Nếu trị số đo đợc nh bảng dới đây là tranzistor còn tốt.
Tranzistor loại Ge Tranzistor loại Si
R thuận R nghịch R thuận R nghịch
BE
Vài
100
500 K
Vài chục


BC
Vài
100
500 K
Vài chục


15
Đồ án môn học Trang 15
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên

CE
Vài
100
500 K


Bảng 1-5: Thông số chuẩn khi đo tranzistor.
Nếu đo điện trở các cặp cực BE, BC, CE. Có trị số khác bảng là tranzisto bị hỏng.



C288
E C B
Hình 1.35: Phơng pháp đo thử tranzistor.
* Phơng pháp xác định các cặp cực B, C, E của tranzistor.
Khi gặp tranzistor bị mất mã hiệu ta dùng đồng hồ để xác định các cực của nó.
- Dùng đồng hồ vạn năng bật ở nấc Rx1K. Ta đo hai chân bất ký của tranzistor mà
kết quả đo ngợc, đo xuôi kim đều không lên hoặc chỉ nhích một chút thì chân đó là cực C
và E. Chân còn lại là cực B.
Cách xác định chân E và C của tranzistor.
Đo điện trở ( dơngvới B, âm với E) giữa B và cực còn lại nếu kim chỉ lớn hơn là
chân C, chân nào có điện trở nhỏ hơn là chân E.
16
Đồ án môn học Trang 16
A564
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên

E C B
Hình 1.36: Phơng pháp xác định các cặp cực B, C, E của tranzistor.
d) Mạch điện nghiên cứu tranzitor.

a) b)
Hình 1.37. Mạch điện nghiên cứu tranzitor
Nếu mắc tranzitor vào mạch điện nghiên cứu (nh hình a) ta thấy:
- Khi đóng hoặc mở công tắc K dòng điện cực góp I
C
đều hầu nh bằng không
nghĩa là điện trở tiếp giáp R
EC
của tranzitor lúc này rất lớn và coi nh đạt trị số cực
đại
R
EC max
. Hai cực E và C của tranzitor lúc này có tác dụng nh hai đầu của một công
tắc hiện đang ở vị trí cắt điện, nghĩa là tranzitor đóng không cho dòng điện đi qua.
- Nếu đa điện áp điều khiển vào cực gốc B của tranzitor (nh hình b) ta thấy ampe kế
A
1
chỉ dòng điện điều khiển I
B
, còn ampe kế A
2
chỉ dòng điện cực góp I
C
. Khi tăng dần
điện áp điều khiển U
EB
thì dòng I
B
tăng dần và dòng I
C

cũng tăng dần. Cứ tiếp tục tăng
dần U
EB
để tăng dần I
B
đến một lúc mặc dầu I
B
tiếp tục tăng nhng dòng I
C
không tăng nữa,
lúc đó điện trở R
EC
của tranzitor coi nh đạt trị số cực tiểu R
EC min
. Hai cực E và C của
tranzitor lúc này có thể coi nh hai đầu của một công tắc điện đang ở vị trí đóng mạch
nghĩa là tranzitor mở cho dòng điện đi qua.
- So sánh về mặt trị số các dòng điện I
B
và I
C
ta thấy dòng I
C
lớn hơn gấp nhiều lần
so với dòng điện điều khiển I
B
. Điều đó nói nên tác dụng của tranzitor là có thể dùng dòng
điện nhỏ (dòng điều khiển I
B
) để điều khiển dòng điện lớn (dòng làm việc I

C
) .
Tỉ số I
C
/ I
B
= K chính là hệ số khuyếch đại của tranzistor.
f. Sơ đồ tạo điện áp điều khiển bằng bộ phân áp.
17
Đồ án môn học Trang 17
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
Để đa điện áp điều khiển đến cực gốc B của tranzitor có trờng hợp dùng hai điện trở
R
1
và R
2
tạo thành bộ phân áp (hình vẽ). Dùng bộ phân áp có tác dụng làm điện áp U
EB
t-
ơng đối ổn định trong quá trình làm việc.

Hình 1.38. Sơ đồ tạo điện áp điều khiển bằng bộ phân áp
Trong sơ đồ có thể thay đổi R
1
, R
2
để điều chỉnh điện áp điều khiển U
EB
theo ý
muốn:

- Muốn tăng U
EB
có thể thực hiện bằng cách giữ nguyên R
1
và tăng R
2
lên hoặc giữ
nguyên R
2
và giảm R
1
xuống.
- Muốn giảm U
EB
có thể thực hiện bằng cách giữ nguyên R
2
và tăng R
1
lên hoặc giữ
nguyên R
1
và giảm R
2
xuống.
- Khi R
2
rất nhỏ so với R
1
có thể cho là cực gốc B của tranzitor gần với cực dơng của
nguồn (điện áp điều khiển ở cực gốc B gần bằng không) và tranzitor đóng.

- Khi R
1
rất nhỏ so với R
2
có thể cho là cực gốc B của tranzitor gần với cực âm của
nguồn (điện áp điều khiển ở cực gốc B cao) và tranzitor mở.
g. Cách mắc tranzitor loại PNP.
Có nhiều cách mắc tranzitor trong mạch điện nhng cách mắc thông dụng nhất
trong hệ thống trang bị điện ôtô, máy kéo nh hình vẽ.

Hình 1.39. Cách mắc tranzitor
Trong đó :
18
Đồ án môn học Trang 18
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
E,B,C- Ba cực của tranzitor
R
t
- Tải của tranzitor (có thể là cuộn dây kích thích máy phát điện, cuộn dây sơ
cấp của bôbin, cuộn dây rơle )
R
B
- Điện trở tạo điện áp điều khiển ở cực gốc B của tranzitor
- Cực góp C bao giờ cũng nối với phía cực âm nguồn điện qua điện trở tải hoặc trực
tiếp.
- Cực phát E bao giờ cũng nối phía cực dơng nguồn qua điện trở tải, điốt hoặc trực tiếp.
- Cực B có thể nối với nguồn về phía cực dơng hoặc cực âm qua điện trở hạn chế
hoặc trực tiếp.
1.2. cắt nối dòng điện bằng Tranzistor
Mạch đóng cắt dòng điện bằng Tranzistor nhanh hơn rất nhiều so với điều khiển

bằng cơ khí. Không gây ra tia lửa hồ quang ở tiếp điểm, điều tiết đợc dòng điện đi qua
nhiều hay ít.
19
Đồ án môn học Trang 19
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
1.2.1. Mạch cắt nối dòng điện bằng Tranzistor có tiếp điểm
a. Sơ đồ nguyên lý.
ĐK: Là một tiếp điểm điều khiển bằng cơ khí và là tiếp điểm thờng mở. Nguồn là
một ắc quy có giá trị điện áp 6, 12 hoặc 24 V. Cực E (Emitơ) của transistor đợc nối với d-
ơng nguồn, cực B (Bazơ) nối qua một điện trở R
b
và cực C đợc nối với phụ tải (R
t
).
b. Nguyên lý làm việc
Khi tiếp điểm ĐK mở cực B của tranzistor đợc nối với âm nguồn (ắc quy) thông qua
điện trở điều khiển R
b
. Cực E của tranzistor đợc nối với dơng nguồn ắc quy nên U
EB
> 0.
Vì vậy xuất hiện dòng điều khiển I
b
chạy trong mạch: Dòng điện đi từ dơng nguồn của ắc
quy tới cực E của tranzistor, qua lớp tiếp giáp EB, qua điện trở điều khiển về mát (âm
nguồn ắc quy).
Khi dòng I
b
xuất hiện tranzistor mở nên có dòng làm việc I
C

: Dòng đi từ dơng nguồn
ắc quy đến cực E của tranzistor, qua lớp tiếp giáp EC, qua cực C qua phụ tải (R
t
) về âm
nguồn ắc quy.
Khi tiếp điểm ĐK đóng cực B của tranzistor đợc nối với dơng nguồn nên U
EB
bằng
không, do đó dòng I
b
cũng bằng không. Vì vậy tranzistor đóng, dòng I
C
mất không cung
cấp cho phụ tải.
20
Đồ án môn học Trang 20
Hình 1.40: Mạch cắt nối dòng bằng
tranzistor có tiếp điểm
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
1.2.1. Mạch cắt nối dòng điện bằng tranzisto không có tiếp điểm
a. Sơ đồ nguyên lý
Rt
~
Hình 1.41: Mạch cắt nối dòng bằng
tranzisto không có tiếp điểm
PL. Bộ phát lệnh R
t
. Phụ tải
T
1

, T
2
. Tranzisto thuận AQ. ắc quy
R
b
. Điện trở điều khiển
Mạch cắt nối dòng bằng tranzistor không có tiếp điểm dùng bộ phát lệnh PL (máy
phát điện xoay chiều cỡ nhỏ) dùng để điều khiển tranzistor T
1
. Cực B của tranzistor T
1
nối với một đầu cực của bộ phát lệnh, cực C nối với cực B của T
2
. Cực C của T
2
đợc nối
với R
t
b. Nguyên lý làm việc:
Khi bộ phát lệnh làm việc nó sẽ phát ra dòng điện xoay chiều và đặt lên cực B của
tranzistor T
1
một điện áp thay đổi.
* Khi cực B của T
1
nhận thế dơng từ bộ phát lệnh PL, ở cực E của T
1
có điện thế nhỏ
hơn điện thế ở cực B (V
E

< V
B
) nên U
EB
của T
1
nhỏ hơn không nên không có dòng điều
khiển I
b
nên T
1
đóng. T
1
đóng cực B của T
2
đợc nối với âm nguồn thông qua điện trở R
b
,
cực E của T
2
đợc nối với dơng ắc quy nên hiệu điện thế U
EB
của T
2
lớn hơn không, xuất
hiện dòng điều khiển I
b
của T
2
:

Dòng điện đi từ dơng nguồn ắc qui đến cực E của T
2
qua lớp tiếp giáp EB của
tranzistor đến điện trở phân cực R
b
và trở về âm nguồn của ắc quy.
Khi đó T
2
sẽ mở có dòng làm việc I
c
qua phụ tải :
Dòng điện đi từ dơng nguồn của ắc qui đến cực E của T
2
qua tiếp giáp EC của T
2
đến
phụ tải (R
t
) về âm nguồn của ắc quy.
21
Đồ án môn học Trang 21
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
Khi cực B của T
1
nhận thế âm của bộ phát lệnh, ở cực E của T
1
có điện thế lớn hơn
điện thế ở cực B (V
E
> V

B
) nên hiệu điện thế U
EB
của T
1
lớn hơn không. Vì vậy có dòng
điều khiển I
b
của T
1
:
Dòng điện đi từ dơng nguồn ắc quy đến cực E của T
1
, qua lớp tiếp giáp EB của T
1
trở
về âm của bộ phát lệnh.
Lúc đó T
1
mở xuất hiện dòng làm việc I
c
:
Dòng điện đi từ dơng ắc quy đến cực E của T
1
, qua lớp tiếp giáp EC đến điện trở
phân cực R
b
về âm ắc quy. Cực B của T
2
đợc nối với dơng nguồn thông qua T

1
dẫn đến
U
EB
của T
2
bằng không (Thực chất U
EB
> 0 nhng rất nhỏ). Vì vậy dòng I
b
của T
2
bằng
không, T
2
đóng không có dòng làm việc I
c
.
1.3. Các biện pháp đảm bảo cho tranzistor đóng tích cực.
1.3.1. Nhận xét:
Xét sự đóng mở tranzistor: Khi tranzistor mở điện áp U
EB
lớn hơn không nhng rất
nhỏ. Khi tranzistor đóng U
EB
nhỏ hơn không cũng rất nhỏ. Vì vậy việc đóng cắt dòng điện
bằng tranzistor có danh giới không rõ dàng nên tranzistor đóng không chắc chắn. Vì vậy
để đảm bảo tranzistor đóng tích cực thì phải tạo ra điện áp chênh lệch giữa hai cực E, B
lớn (U
EB

lớn hơn không rất nhiều khi bóng tranzistor mở và nhỏ hơn không rất nhiều khi
tranzistor đóng). Để giảm công suất hao tán khi tranzistor mở tới thấp nhất thì phải chọn
trị số U
EB
, I
b
thích hợp giúp quá trình chuyển trạng thái xảy ra tức thời.
1.3 2. bằng điện trở hồi tiếp rht.
a. Sơ đồ mạch.
Sơ đồ mạch bao gồm: Nguồn là một ắc quy có trị số điện áp 6, 12 hoặc 24 V. Một g
tranzistor PNP (cực E nối với dơng nguồn thông qua một điện trở hồi tiếp, cực C của
tranzistor nối với âm nguồn thông qua phụ tải Rt.

22
Đồ án môn học Trang 22
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
Cực B đợc nối với âm nguồn thông qua điện trở phân cực R
B
). Tiếp điểm ĐK dùng
để điều khiển đóng mở tranzistor.

Hình 1.42: Biện pháp giúp tranzistor đóng tích cực nhờ điện trở hồi tiếp
b. Nguyên lý làm việc
Khi tiếp điểm điều khiển ĐK mở trong mạch xuất hiện dòng điều khiển I
b
:
Từ cực dơng ắc quy đến điện trở hồi tiếp Rht, đến cực E của tranzistor tới lớp tiếp
giáp EB, đến cực B, qua điện trở điều khiển Rb rồi trở về âm ắc quy.
Do có dòng điều khiển I
b

nên tranzistor mở vì vậy có dòng làm việc I
C
:
Từ dơng ắc quy đến cực E của tranzistor tới lớp tiếp giáp EC đến cực C qua phụ tải
(Rt) rồi trở về âm ắc quy.
Khi tiếp điểm ĐK đóng cực E và B của tranzistor đợc nối với dơng nguồn (U
EB
=0),
nên dòng điều khiển I
b
mất vì vậy tranzistor đóng, dòng làm việc I
C
cũng không còn.
Tác dụng của điện trở hồi tiếp là: Khi tiếp điểm ĐK đóng, cực B của tranzistor nối
với cực dơng của ắc quy. Cực E của tranzistor nối với dơng nguồn thông qua điện trở hồi
tiếp Rht nên có sự sụt áp trên Rt do đó điện thế ở cực B lớn hơn điện thế cực E (V
E
< V
B
).
Vì vậy điện áp U
EB
< 0 do đó tranzistor đóng chắc chắn.
+ Nhợc điểm của mạch dùng điện trở hồi tiếp:
- Do hiệu điện thế giữa hai đầu điện trở hồi tiếp không đổi do đó dòng điện sẽ bị tiêu
hao tại Rht (do không thay đổi đợc điện trở).
- Đảm bảo giảm điện áp nhanh chóng khi tranzistor đóng.
1.3.3. bằng điốt hồi tiếp
a. Sơ đồ mạch
Mạch nối hồi tiếp bằng Điốt gồm có nguồn là một ắc quy 6, 12 hoặc 24V một

Tranzitor PNP, cực E của Tranzitor đợc nối với dơng nguồn thông qua điốt hồi tiếp Đht
,
cực C của T đợc nối với âm nguồn thông qua phụ tải (Rt), cực B đợc nối với âm nguồn
23
Đồ án môn học Trang 23
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
thông qua điện trở điều khiển Rb. Việc đóng cắt Tranzitor nhờ vào tiếp điểm điều khiển
ĐK.

Hình 1.43: Biện pháp giúp transistor
đóng tích cực nhờ điốt hồi tiếp
b. Nguyên lý làm việc
Khi tiếp điểm điều khiển ĐK mở, trong mạch xuất hiện dòng điều khiển I
b
:
Từ dơng ắc qui đến điốt hồi tiếp (Đht) tới cực E của tranzistor đến lớp tiếp giáp EB
qua cực B đến phụ tải R
b
rồi đến âm ắc qui. Do có dòng I
b
nên tranzirtor mở có dòng làm
việc I
C
: Đi từ cực dơng của ắc quy tới cực E của transistor qua lớp tiếp giáp EC qua phụ
tải Rt về âm ắc quy.
Khi tiếp điểm điều khiển ĐK đóng cực E và B của transistor đợc nối với thế dơng
nên U
EB
= 0, dòng điều khiển I
b

mất nên tranzistor đóng dòng làm việc I
c
cũng mất.
Tác dụng của điôt hồi tiếp Đht: Tiếp điểm điều khiển ĐK đóng dòng từ dơng ắc qui
tới cực E của tranzistor qua điốt hồi tiếp (Đht) bị sụt áp tại Đht do đó V
E
< V
B
nên U
EB
< 0
nên tranzistor đợc đóng chắc.
24
Đồ án môn học Trang 24
Khoa ơ khí động lực Trờng Đại học SPKT Hng Yên
1.3.4. Mạch dùng biến áp xung.
a. Sơ đồ mạch:
Biến áp xung gồm 2 cuộn dây W
1
,W
2
và R
2
.

Hình 1.44. Mạch dùng biến áp xung
b. Nguyên lý làm việc.
Khi má vít ĐK đóng thì cực B của T nối với âm nguồn thông qua W
1
của biến áp

xung , cực E nối với dơng nguồn thông qua Rt nên có dòng điều khiển I
b
:
Đi từ (+) nguồn qua điện trở Rt qua tiếp giáp EB qua B qua cuộn W
1
qua má vít ĐK
rồi về âm nguồn. Do đó xuất hiện dòng làm việc I
c
:
Đi từ (+) nguồn qua Rt qua tiếp giáp EC qua cực C rồi về âm nguồn.
Khi má vít ĐK mở thì T đóng làm mất dòng điều khiển I
b
, làm cho dòng làm việc I
c
cũng mất. Khi dòng điện qua cuộn W
1
của biến áp xung bị mất tạo ra sức điện động cảm
ứng trong cuộn W
2
( xung áp cảm ứng). Xung áp cảm ứng ở cuộn W
2
có chiều dơng ở
cực gốc B của T, còn âm ở cực E do đó bảo đảm cho tranzitor đóng nhanh và rất tích cực.
Điện trở R
2
mắc song song với cuộn W
2
để tạo hình xung áp cho thích hợp.
1.4. bảo vệ tranzistor
1.4.1. Nhận xét

Trong mạch điện khi phụ tải không phải là điện trở thuần nhất mà là cuộn dây, khi
dòng điện biến thiên trong cuộn dây xuất hiện một suất điện động tự cảm có độ lớn phụ
thuộc vào số vòng dây quấn. Nếu suất điện động tự cảm này quá lớn sẽ làm hỏng
tranzistor. Mặt khác mỗi tranzistor chỉ làm việc với một điện áp và dòng điện cho phép
25
Đồ án môn học Trang 25