Giáo trình mô đun điện tử cơ bản trường cđ nghề cơ điện và thuỷ lợi

TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ CƠ ĐIỆN VÀ THUỶ LỢI

GIÁO TRÌNH
MÔ-ĐUN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
(Tài liệu lưu hành nội bộ)

NGHỀ ĐÀO TẠO: ĐIỆN CÔNG NGHIỆP

Hưng Yên, năm 2011


LỜI NÓI ĐẦU
Giáo trình Điện tử cơ bản được biên soạn theo đề cương chương trình Môdun
đào tạo trung cấp nghề- cao đẳng nghề Điện công nghiệp. Nội dung được biên soạn
theo tinh thần ngắn gọn, dễ hiểu. Các kiến thức trong toàn bộ giáo trình có mối liên hệ
logic chặt chẽ.
Khi biên soạn giáo trình, chúng tôi đã cố gắng cập nhật những kiến thức có liên
quan đến môn học và phù hợp với đối tượng sử dụng cũng như cố gắng gắn những nội
dung lí thuyết với bài tập thực hành, trên cơ sở đó học sinh tiếp cận ngay với thực tế.
Nhằm tiếp thu bài hiệu quả cao nhất.
Nội dung của giáo trình được biên soạn với dung lượng 150 giờ, gồm:
Bài 1: Các khái niện cơ bản
Bài 2: Linh kiện thụ động
Bài 3: Linh kiện bán dẫn
Bài 4: Các mạch khuếch đại dùng Tranzitor
Bài 5: Các mạch ứng dụng dùng BJT
Trong quá trình sử dụng, tùy theo yêu cầu cụ thể có thể điều chỉnh quỹ thời gian
cho mỗi bài. Trong quá trình biên soạn, chúng tôi đã đề ra nội dung thực tập của từng
bài, Vì vậy, căn cứ vào trang thiết bị đó hoặc căn cứ vào trang thiết bị có của trường
mà xây dựng thời lượng và nội dung thực tập cụ thể .
Giáo trình được biên soạn cho đối tượng là học sinh, sinh viên TCN, CĐN,

công nhân nghề Điện nói chung và nó cũng là tài liệu tham khảo bổ ích cho sinh viên
Cao đẳng chuyên nghiệp chuyên ngành điện cũng như điện tử và điện lạnh
Mặc dù đã cố gắng nhưng chắc chắn không tránh khỏi hết khiếm khuyết. Rất
mong nhận được ý kiến đóng góp của người sử dụng để lần tái bản sau được hoàn
chỉnh hơn. Mọi góp ý xin được gửi về Khoa Điện- Điện tử trường CĐN Cơ điện và
Thuỷ lơi.
Hưng Yên, tháng 12 năm 2011
TÁC GIẢ

2


Nguyễn Đức Quý

DANH SÁCH HỘI ĐỒNG THẨM ĐỊNH GIÁO TRÌNH

1.
2.
3.
4.

Chủ tịch Hội đồng
Phó chủ tịch Hội đồng
Ủy viên
Ủy viên

3


MỤC LỤC

BÀI 1.....................................................................................................................8
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN.................................................................................8
1.1. VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN VÀ CÁCH ĐIỆN.................................................9
1.1.1. Vật liệu dẫn điện...................................................................................9
1.1.2. Vật liệu cách điện...............................................................................10
1.1.3. Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử..............................11
1.2. CÁC HẠT MANG ĐIỆN VÀ DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC TRƯỜNG..11
1.2.1. Dòng điện trong kim loại....................................................................11
1.2.2. Dòng điện trong chất lỏng, chất điện phân.........................................11
1.2.3. Dòng điện trong chất khí....................................................................11
1.2.4. Dòng điện trong chân không..............................................................12
1.2.5. Dòng điện trong chất bán dẫn.............................................................12
BÀI 2...................................................................................................................13
LINH KIỆN THỤ ĐỘNG..................................................................................13
2.1. ĐIỆN TRỞ................................................................................................13
2.1.1. Khái niệm và phân loại.......................................................................13
2.1.2. Các điện trở đặc biệt...........................................................................15
2.1.3. Cách ghép điện trở..............................................................................16
2/ Ghép hỗn hợp...........................................................................................16
2.1.4. Ứng dụng của điện trở........................................................................17
2.1.5 Cách đọc giá trị điện trở......................................................................18
2.1.6. Cách đo xác định giá trị điện trở........................................................19
2.1.7 Cách đo kiểm tra các điện trở đặc biệt................................................19
2.2. TỤ ĐIỆN...................................................................................................21
4


2.2.1. Định nghĩa..........................................................................................21
2.2.2. Cấu tạo và ký hiệu..............................................................................21
2.2.3. Các thông số của tụ.............................................................................22

2.2.4. Phân loại tụ điện.................................................................................23
2.2.5 Cách ghép tụ điện................................................................................24
2.2.6. Ứng dụng............................................................................................25
2.2.7. Cách đọc trị số tụ điện........................................................................26
2.2.8. Cách đo kiểm tra tụ điện.....................................................................26
2.3. CUỘN CẢM.............................................................................................28
2.3.1. Khái niệm...........................................................................................28
2.3.2. Cấu tạo và ký hiệu..............................................................................28
2.3.3. Cách ghép cuộn cảm...........................................................................29
2.3.4. Các đại lượng đặc trưng của cuộn cảm...............................................29
2.3.5. Ứng dụng............................................................................................30
2.3.6. Cách đo kiểm tra cuộn cảm................................................................31
BÀI 3...................................................................................................................32
LINH KIỆN BÁN DẪN.....................................................................................32
3.1. CHẤT BÁN DẪN.....................................................................................32
3.1.1. Khái niệm...........................................................................................32
3.1.2. Phân loại.............................................................................................32
3.2. TIẾP GIÁP P-N, ĐIÔT TIẾP MẶT..........................................................34
3.2.1. Tiếp giáp P-N......................................................................................34
3.2.2. Điôt tiếp tiếp mặt................................................................................35
3.2.3. Cấu tạo, phân loại và các ứng dụng cơ bản của điôt..........................37
3.2.4. Phương pháp kiểm tra chất lượng của điôt.........................................45
5


3.3. TRANZITOR LƯỠNG CỰC (BJT).........................................................47
3.3.1. Cấu tạo................................................................................................47
3.3.2. Nguyên lý làm việc.............................................................................50
3.3.3. Các thông số của Tranzitor.................................................................51
3.3.4. Phương pháp kiển tra chất lượng của Tranzitor.................................52

3.3.5. Các đặc tuyến của Tranzitor...............................................................53
3.3.6. Các cách mắc Tranzitor......................................................................54
3.3.6. Phân cực cho Tranzitor.......................................................................55
1/ Nguyên tắc chung phân cực Tranzitor......................................................55
3.5. TRANZITOR TRƯỜNG (FET)...............................................................63
3.5.1. Đặc điểm chung..................................................................................63
3.5.2. Tranzitor trường loại JFET.................................................................64
3.5.3. Tranzitor loại MOSFET......................................................................70
3.6. TRYRISTOR (SCR).................................................................................80
3.6.1. Cấu tạo................................................................................................81
3.6.2. Nguyên lý làm việc.............................................................................81
3.6.3. Đặc tuyến V/A....................................................................................82
3.6.4. Các thông số của Thyristor.................................................................82
3.6.5. Ứng dụng............................................................................................83
3.6.6. Phương pháp xác định chất lượng của Thyristor................................83
3.7. TRIAC.......................................................................................................85
3.7.1. Cấu tạo................................................................................................85
3.7.2. Nguyên lý làm việc.............................................................................86
3.7.3. Đặc tuyến V/A....................................................................................87
3.7.4. Ứng dụng............................................................................................87
6


3.7.5. Phương pháp xác định chất lượng của Triac......................................87
3.7. DIAC.........................................................................................................89
3.7.1. Cấu tạo................................................................................................89
3.7.2. Nguyên lý làm việc.............................................................................90
3.7.3. Ứng dụng............................................................................................90
3.7.4. Đo kiểm tra Diac.................................................................................90
BÀI 4...................................................................................................................91

CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANZTOR...........................................91
4.1. KHÁI QUÁT CHUNG.............................................................................91
4.1.1. Khái niệm về mạch khuếch đại...........................................................91
4.1.2. Các chế độ làm việc của mạch khuếch đại.........................................92
Hồi tiếp trong các mạch khuếch đại.............................................................94
4.2. MẠCH KHUẾCH ĐẠI ĐƠN...................................................................95
4.2.1. Mạch khuếch đại mắc theo kiểu E chung (EC)..................................95
4.2.2. Mạch khuếch đại mắc theo kiểu B chung (BC)..................................97
4.2.3. Mạch khuếch đại mắc theo kiểu C chung (CC)..................................99
4.3. MẠCH GHÉP PHỨC HỢP....................................................................101
4.3.1. Ghép các tầng khuếch đại.................................................................101
4.3.2. Mạch khuếch đại Cascade................................................................104
4.3.3. Mạch khuếch đại Darlington............................................................106
4.3.4. Bộ khuếch đại vi sai..........................................................................108
4.4. MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT...................................................110
4.4.1 Những vấn đề chung về mạch khuếch đại công suất.........................110
4.4.2. Mạch khuếch đại công suất đơn.......................................................111
4.4.3. Mạch khuếch đại đẩy kéo.................................................................113
7


....................................................................................................................113
BÀI 5.................................................................................................................126
CÁC MẠCH ỨNG DỤNG DÙNG BJT...........................................................126
5.1. MẠCH DAO ĐỘNG..............................................................................127
5.1.1. Đặc điểm chung................................................................................127
5.1.2. Mạch dao động tạo xung vuông.......................................................127
5.1.3. Mạch dao động dịch pha...................................................................133
5.1.4. Mạch dao động tạo xung tam giác....................................................139
5.1.5. Mạch dao động dùng thạch anh........................................................141

5.2. MẠCH XÉN...........................................................................................142
5.2.1. Mạch xén trên...................................................................................142
5.2.2. Mạch xén dưới..................................................................................142
5.2.2. Mạch xén 2 mức độc lập...................................................................143
5.2.3. Mạch ghim điện áp...........................................................................144
5.3. MẠCH ỔN ÁP........................................................................................150
5.3.1. Đặc điểm chung................................................................................150
5.3.2. Mạch ổn áp tham số..........................................................................150
5.3.3. Mạch ổn áp hồi tiếp..........................................................................151
TÀI LIỆU THAM KHẢO.................................................................................158
BÀI 1
CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
Mục tiêu:
Sau khi học xong sinh viên ( học sinh ) phải:
+ Trình bày được khái niệm và đặc điểm của vật liệu dẫn điện, vật liệu
cách điện.
+ Phân tích được dòng điện trong các môi trường: Kim loại, trong chất
8


lỏng, chất điện phân, trong chân không, trong chất bán dẫn.
+ Thông qua bài học làm cơ sở cho việc phân tích nguyên lý làm việc của
các mạch điện tử.
1.1. VẬT LIỆU DẪN ĐIỆN VÀ CÁCH ĐIỆN

1.1.1. Vật liệu dẫn điện
1/ Khái niệm
Vật liệu dẫn điện là vật liệu mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự do
(lớp ngoài cùng có 1 hay 2 electron).
Vật liệu dẫn điện đặt trong môi trường điện tích các electron tự do sẽ chuyển

động theo hướng nhất định của trường và tạo thành dòng điện.
Vật liệu dẫn điện tồn tại ở các thể rắn, lỏng, khí. Đó là kim loại, hợp kim hay phi
kim, ví dụ: than, graphit.

2/ Những vật liệu dẫn điện thường dùng
+ Đồng đỏ hay đồng kỹ thuật: Dẫn điện tốt. Điện trở suất ρ = 0,0175 Ωmm2/m,
hệ số nhiệt α = 0,004, nhiệt độ nóng chảy là 1080 0C, tỉ trọng là 8,9. Đồng được dùng
làm dây dẫn, mạch in trong các máy. Dây dẫn có thể là đơn (1 sợi) hoặc nhiều sợi (dây
mềm thường gọi là dây xúp) bọc trong vỏ cách điện. Dây đồng phủ một lớp men cách
điện (quen gọi là dây ê may) dùng để quấn các cuộn cảm hoặc các cuộn biến áp.
+ Đồng thau: Là hợp kim của đồng và kẽm. Đồng thau dùng làm các lá tiếp xúc,
các cầu nối dây.
+ Nhôm: Dẫn điện khá tốt, ρ = 0,028 Ωmm2/m, α = 0,0049, nhiệt độ nóng chảy
6600C. Nhôm nhẹ hơn đồng và độ bền cơ học kém đồng. Trong không khí nhôm bị ôxi
hóa nhanh tạo thành lớp ôxit nhôm ở mặt ngoài bảo vệ cho nhôm không bị tiếp tục ăn
mòn.
Nhôm dùng làm dây dẫn điện nhẹ, rẻ tiền hơn đồng. Lá nhôm dùng làm các vỏ
bọc kim, làm tụ xoay, làm các tấm tỏa nhiệt cho tranzitor công suất lớn. Lá nhôm
mỏng còn dùng làm bản cực của tụ điện giấy và tụ hóa học.
+ Sắt: Dẫn điện kém hơn đồng và nhôm. ρ = 0,09 Ωmm2/m, α = 0,0062, nhiệt độ
nóng chảy 15200C, D = 7,8. Dây sắt mạ kẽm dùng trong trường hợp tải công suất nhỏ.
Dây sắtphủ ở ngoài một lớp vỏ bọc bằng đồng gọi là dây lưỡng kim dùng làm dây
truyền dẫn tần số cao cũng không kém dây đồng mấy do hiệu ứng bề mặt. Lá sắt mềm
được dùng làm khung máy, vỏ máy. Lá sắt mềm tráng thiếc gọi là sắt tây dùng làm
màn chắn, hộp bọc kim cho các bộ phận làm việc
+ Thiếc: ρ = 0,115 Ωmm2/m, α = 0,042, nhiệt độ nóng chảy 2300C, D = 7,3.
Thiếc dùng để hàn, thường được pha lẫn với chì (khoảng 30% - 60% chì).
+ Chì: ρ = 0,21 Ωmm2/m, α = 0,004, nhiệt độ nóng chảy 3300C, D = 11,4. Chì dễ

9

bị ô xi hóa và lớp ô xít chì bảo vệ cho chì không tiếp tục bị ô xi hóa nữa, do đó chỉ
dùng làm vỏ bọc dây cáp chon dưới đất, chì dùng làm cầu chì, pha với thiếc để hàn.
Chì còn được dùng trong chế tạo ắc quy axit.
+ Hợp kim có điện trở suất cao: Người ta dùng các hợp kim có điện trở suất cao
để làm các dây điện trở. Các hợp kim thường dùng là:
• Mengani (chứa 86% đồng, 12% mangan,2% kền). Mengan có điện trở suất
ρ = 0,5 Ωmm2/m, α = 0,00005, nhiệt độ nóng chảy 12000C, D = 8,4.
Mengani dùng để làm điện trở.
• Nicrom (chứa 67% kền, 16% sắt,15% crom và 1,5% mangan), điện trở suất
ρ = 0,5 Ωmm2/m, α = 0,00005, nhiệt độ nóng chảy 12000C, D = 8,4.
• Contantan (chứa 60% đồng, gần 40% kền, khoảng 1% mangan), điện trở
suất ρ = 0,5 Ωmm2/m, α = 0,000005, nhiệt độ nóng chảy 12700C, D = 8,9.
Contantan dùng làm dây điện trở nung nóng.

1.1.2. Vật liệu cách điện
1/ Khái niệm
Vật liệu cách điện là vật liệu có cấu tạo nguyên tử ở lớp ngoài cùng đã có đủ
electron tối đa hay gần đủ số tối đa nên rất ít có khả năng tạo ra electron tự do.

2/ Những vật liệu cách điện thường dùng
+ Sứ: Độ bền về điện 20 – 28 kV/mm, nhiệt độ chịu được 1500C - 1700C, hằng số
điện môi ε = 6-7, D = 2,5 - 3,3, góc tổn hao tgδ = 0,03.
Sứ được làm giá đỡ cách điện cho đường dây dẫn, dùng làm tụ điện, …
+Thủy tinh: độ bền về điện 20-30 kV/mm, nhiệt độ chịu được 500-17000C.
+ Gốm: Không chịu được điện áp cao và nhiệt độ lớn nhưng có ε = 1700 – 4500.
Gốm làm tụ điện kích thước nhỏ nhưng điện dung lớn.
+ Mika: Độ bền về điện lớn 50 kV/mm đến 100 kV/mm, nhiệt độ chịu được
0

600 C, ε = 6 – 8, mika dễ tách thành lá mỏng, mika làm tụ điện, dùng cách điện trong
thiết bị nung nóng (mỏ hàn, bàn là…)
+ Bakelit: Độ bền về điện từ 10 – 40 kV/mm
+ Ebonit: Độ bền về điện từ 20 – 30 kV/mm, nhiệt độ chịu được 50 – 600C.
+ Cao su: Độ bền về điện 20 – 30 kV/mm, nhiệt độ chịu được 55 0C. Cao su dùng
làm vỏ cách điện cho dây dẫn, làm tấm cách điện.
+ Sáp ong: độ bền về điện từ 20 – 25 kV/mm, nhiệt độ chịu được 65 0C. Sáp ong
dùng để nhúng tẩm chống ẩm.
+ Parafin: Tính chất gần giống sáp ong, dùng để nhúng tẩm chống ẩm.
+ Nhựa thông: Độ bền điện tử 10 – 15kV/mm, nhiệt độ chịu đựng từ 60 – 70 0C.
Nhựa thông dùng làm sạch mối hàn.
+ Parafin dùng để nhúng tẩm chống ẩm.
+ Bìa cách điện Pret – xơ pan: Độ bền về điện 9 – 12 kV/mm, nhiệt độ chịu được
0
100 C, dùng làm khung quấn biến áp.

10


+ Giấy làm tụ điện: độ bền về điện 20 kV/mm, chịu được nhiệt độ: 1000C.
+ Nhựa ê-pô-xi: độ bền về điện 18 – 20 kV/mm, nhiệt độ chịu được 140 0C,
thường dùng làm vỏ bọc các điốt, tranzitor bán dẫn.
+ Các loại chất dẻo: như polyetylen, Teflon, polyclovinyl, tentolit… cũng là các
chất cách điện tốt.

1.1.3. Điện trở cách điện của linh kiện và mạch điện tử
Ta có:

R= ρ

l
S

ρ : là điện trở suất
l: chiều dài
S: Tiết diện
Nếu R càng lớn  tính dẫn điện giảm.
Nếu ρ càng nhỏ  R nhỏ  Tính dẫn điện lớn.
Nếu S càng lớn R nhỏ.
Bạc ρ = 0,016 Ω mm2/m.
Đồng ρ = 0,017 Ω mm2/m.
Vàng ρ = 0,02 Ω mm2/m.
Nhôm ρ = 0,026 Ω mm2/m.
Thép ρ = 0,1 Ω mm2/m.
Chì ρ = 0,21 Ω mm2/m.
Thủy tinh ρ = 1013 Ω mm2/m.

Trong đó:

1.2. CÁC HẠT MANG ĐIỆN VÀ DÒNG ĐIỆN TRONG CÁC TRƯỜNG

1.2.1. Dòng điện trong kim loại
Khi có điện trường trong kim loại (đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại một hiệu điện
thế) các electrôn tự do chịu tác dụng của lực điện trường chuyển động theo 1 chiều xác
định ngược với chiều điện trường. Kết quả là xuất hiện sự chuyển rời có hướng của
các hạt mang điện, nghĩa là xuất hiện dòng điện. Vậy dòng điện trong kim loại là dòng
electron tự do chuyển dời có hướng.

1.2.2. Dòng điện trong chất lỏng, chất điện phân
Khi đặt một hiệu điện thế vào hai điện cực, trong bình điện phân có một điện

trường, các ion chịu tác dụng của lực điện nên có thêm chuyển động theo phương của
điện trường(ngoài chuyển động nhiệt hỗn loạn). Các ion dương chuyển động theo
chiều điện trường về cực âm(catot).Các ion âm chuyển động ngược chiều điện trường
về cực dương (anôt). Chuyển động có hướng của các ion tạo nên dòng điện trong bình
điện phân.Vậy dòng điện trong chất điện phân là dòng chuyển dời có hướng của các
ion dương theo chiều điện trường và các ion âm theo chiều ngược chiều điện trường.

1.2.3. Dòng điện trong chất khí
11


Khi có điện trường đặt vào khối khí đã bị ion hóa, các electron và các ion chịu
tác dụng của lực điện trường sẽ có thêm chuyển động có hướng( ngoài chuyển động
nhiệt hỗn loạn). Các ion âm và các electron chuyển động về phía cực dương(anot) các
ion dương chuyển động về phía cực âm(catot) tạo nên dòng điện trong chất khí. Vậy
dòng điện trong chất khí là dòng chuyển dời có hướng của các ion dương theo chiều
điện trường và các ion âm và electron ngược chiều điện trường.

1.2.4. Dòng điện trong chân không
Đặt 2 điện cực anôt và catôt vào trong môi trường chân không. Anôt nối với cực
dương, catôt nối với cực âm của nguồn điện. Dưới tác dụng của lực điện trường các
electron sẽ chuyển động từ catôt sang anôt và trong mạch xuất hiện dòng điện. Vậy
dòng điện trong chân không là dòng chuyển dời có hướng của các electron bứt ra từ
catôt bị nung nóng.

1.2.5. Dòng điện trong chất bán dẫn
Khi không có điện trường đặt vào tinh thể bán dẫn, electron và lỗ trống chuyển
động nhiệt hỗn loạn, không có chiều ưu tiên trong bán dẫn không có dòng điện. Khi
có điện trường đặt vào trong chất bán dẫn lực điện trường tác dụng lên các electron và
lỗ trống làm cho chúng chuyển động có hướng. Electron chuyển động ngược chiều

điện trường, còn lỗ trống chuyển động ngược chiều điện trường nghĩa là trong bán dẫn
xuất hiện dòng điện. Vậy dòng điện trong chất bán dẫn tinh khiết là dòng chuyển dời
có hướng của các electron tự do và các lỗ trống dưới tác dụng của điện trường.

12


BÀI 2
LINH KIỆN THỤ ĐỘNG
Mục tiêu:
Sau khi học xong sinh viên ( học sinh ) phải:
+ Trình bày được khái niệm và đặc điểm của các linh kiện điện trở, tụ điện, cuộn
cảm
+ Phân biệt được điện trở, tụ điện, cuộn cảm với các linh kiện khác Đọc và đo
được giá trị của linh thụ động bằng đồng hồ đo van năng .
+ Thông qua bài học làm cơ sở cho việc đo kiểm tra xác định chất lượng linh
kiện trong quá trình sửa chữa

2.1. ĐIỆN TRỞ

2.1.1. Khái niệm và phân loại
1/ Khái niệm
Điện trở là linh kiện thụ động khi lắp vào trong mạch điện có tác dụng làm cản
trở dòng điện chạy qua để thực hiện khả năng tối ưu hóa của mạch điện.

13


Theo định luật Ôm ta có: R= U/I
Trong đó:

U điện áp đặt vào điện trở đơn vị tính là V (vôn)
I dòng điện chạy qua điện trở đơn vị tính là A ( Ampe)
R điện trở đơn vị tính Ôm (Ω)
Ký hiệu trên bản vẽ:

Đơn vị:

Ω, kΩ, MΩ
1MΩ = 1000 kΩ
1kΩ = 1000Ω

2/ Các loại điện trở
a. Điện trở than
Bao gồm vỏ bằng gốm, chất bên trong là bột than chì trộn với vật liệu keo cách
điện theo tỷ lệ thích hợp để có giá trị cần thiết được ép chặt lại thành hình trụ . Nối liền
với lớp than là 2 chân bằng kim loại.
Thường chế tạo từ 1Ω đến vài MΩ, công suất chịu đựng từ 0,125W ÷ 1W. Công
suất 1/4 W có chiều dài 0,7 cm, công suất 1/2W có chiều dài 1 cm, công suất 2W có
chiều dài 1,6cm, công suất 4W có chiều dài 2,4 cm. Là điện trở dùng phổ biến, rẻ tiền,
tuy nhiên nó lại có nhược điểm là tính ổn định kém, khi nhiệt độ thay đổi dễ gây ra
nhiễu, sai số lớn…

b. Điện trở dây quấn
Vật liệu làm điện trở là dây kim loại: hợp kim niken và Crom được quấn xung
quanh lõi cách điện (sứ). hoặc nhựa tổng hợp để tạo ra các điện trở có giá trị nhỏ và
chịu được công suất tiêu tán lớn.
Điện trở dây quấn được chia làm 2 nhóm:
+ Nhóm có điện trở chính xác có trị số điện trở sai số± 0,1%.
+ Điện trở công suất lớn, công suất tiêu tốn là 25W hoặc lớn hơn Dùng trong
các mạch cung cấp điện của các thiết bị điện tử.

Giá trị điện trở phụ thuộc vào chiều dài dây quấn công suất từ vài W đến vài
trăm W.

c. Điện trở màng kim loại
Sử dụng vật liệu, niken và Crom gắn vào lõi sứ hoặc thủy tinh cho trị số điện trở
ổn định. Dùng trong các mạch dao động vì chúng có độ chính xác cao ít phụ thuộc vào
nhiệt độ.

d. Điện trở cầu chì
14


Gồm ống thủy tinh và dây kim loại được nối vào 2 đầu khi có dòng điện qua lớn
hơn chỉ số cho phép thì điện trở sẽ bị nóng và bị đứt, để bảo vệ quá tải cho các mạch.

2.1.2. Các điện trở đặc biệt
1/ Biến trở
Ký hiệu:
VR

Biến trở là điện trở có trị số điều chỉnh được. Cấu tạo gồm vệt kim loại có thể là
vệt than hoặc gốm kim loại (oxit kim loại )được phủ một lớp, đế làm bằng loại vật liệu
cách điện và cho ra 3 chân, hai chân được nối 2 đấu biến trở, chân còn lại nối với
thanh trượt tiếp xúc. Biến trở có thể chế tạo theo kiểu xoay tròn, chỉnh trước hoặc
chỉnh sau…
Biến trở được dùng nhiều trong ngành điện-điện tử, thuận tiện cho việc hiệu
chỉnh mạch, điều chỉnh âm lượng, mạch equalizer, Vhol, Hhol...

2/ Điện trở nhiệt
Ký hiệu:

Loại điện trở này được chế tạo từ vật liệu gồm oxit mangan và niken, với 1 lượng
nhỏ đồng , sắt và coban để thay đổi các tính chất của chúng theo yêu cầu. Trị số của
điện trở này biến thiên đáng kể khi nhiệt độ thay đổi.
Có hai loại điện trở nhiệt :
+ Điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì
trị số điện trở giảm xuống và ngược lại, khi nhận nhiệt độ thấp hơn thì trị số điện
trở tăng lên.
+ Điện trở nhiệt có hệ số nhiệt dương là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn
thì trị số điện trở tăng lên và ngược lại.
Điện trở nhiệt thường được dùng để ổn định nhiệt cho các tầng khuếch đại công
suất hay làm linh kiện cảm biến trong các hệ thống tự điều chỉnh theo nhiệt độ.

3/ Quang trở
Ký hiệu:

15
Cds


Quang trở là loại điện trở có giá trị điện trở thay đổi khi chiếu ánh sáng với
cường độ khác nhau, được chế tạo từ chất Cadimi Sunphua (CdS). Quang trở có trị số
điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào cường độ chiếu sáng chiếu vào Cds. Độ chiếu sáng
càng mạnh thì điện trở thì điện trở có trị số càng nhỏ và ngược lại, độ chiếu càng thấp
thì điện trở có trị số càng lớn.
Điện trở khi bị che tối khoảng vài trăm Ω đến vài kΩ đến vài MΩ. Điện trở khi
được chiếu sáng khoảng vài trăm Ω đến vài kΩ. Quang trở thường được dùng trong
các mạch tự động chiếu sáng bằng ánh sáng.

2.1.3. Cách ghép điện trở

1/ Ghép nối tiếp
R = R1 + R2 + R3 +...+ Rn
Giá trị điện trở tổng tăng lên, chú ý các điện trở phải có cùng công suất.
R1

R2

2/ Ghép song song

R3

Rn

U
R1

1 1
1
1
= +
+ ... +
R R1 R2
Rn

R2
R3
Rn

Giá trị điện trở tổng giảm xuống.
U

2/ Ghép hỗn hợp

16


Rt = ( R1 + R 2) +

R3.R 4.R5
R 4.R5 + R3.R5 + R3.R 4

2.1.4. Ứng dụng của điện trở
Điện trở có mặt ở mọi nơi trong thiết bị điện tử và như vậy điện trở là linh kiện
quan trọng không thể thiếu được, trong mạch điện, điện trở có những tác dụng sau:
+ Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp.
Ví dụ: có một bóng đèn 9V, nhưng ta chỉ có nguồn 12V, ta có thể đấu nối tiếp
bóng đèn với điện trở để sụt áp bớt 3V trên điện trở.
R1

9v,2W

U=12v

Hình 2.1. Đấu nối tiếp với bóng đèn một điện trở.

Như hình trên ta có thể tính được trị số và công suất của điện trở cho phù hợp
như sau: Bóng đèn có điện áp 9V và công suất 2W vậy dòng tiêu thụ là:
I = P / U = (2 / 9 ) A đó cũng chính là dòng điện đi qua điện trở.
Vì nguồn là 12V, bóng đèn 9V nên cần sụt áp trên R là 3V vậy ta suy ra điện trở
cần tìm là R = U/ I = 3 / (2/9) = 27 / 2 = 13,5 Ω

Công suất tiêu thụ trên điện trở là : P = U.I = 3.(2/9) = 6/9 W vì vậy ta phải dùng
điện trở có công xuất P > 6/9 W
+ Mắc điện trở thành cầu phân áp để có được một điện áp theo ý muốn từ một
điện áp cho trước.

U2

R2

R1

U1

Hình 2.2. Cầu phân áp để lấy ra áp
U1 tuỳ ý .

17


Từ nguồn 12V ở trên thông qua cầu phân áp R 1 và R2 ta lấy ra điện áp U1, áp U1
phụ thuộc vào giá trị hai điện trở R1 và R2.theo công thức .
U1 / U = R1 / (R1 + R2) => U1 = U.R1/(R1 + R2)
Thay đổi giá trị R1 hoặc R2 ta sẽ thu được điện áp U1 theo ý muốn.

2.1.5 Cách đọc giá trị điện trở
1/ Đọc trực tiếp
Trên thân điện trở ghi rõ trị số và đơn vị R:
+ Trị số trước, đơn vị sau: VD trên thân điện trở ghi 100Ω → R= 100 Ω
+ Đơn vị xen giữa trị số: : VD trên thân điện trở ghi 1K5 → R= 1,5KΩ
+ Đơn vị đứng trước VD trên thân điện trở ghi R13 → R= 0,13Ω( Nếu có chữ

E,R ứng đơn vị là Ω, chữ K ứng đơn vị KΩ, chữ M ứng với đơn vị là MΩ)

2/ Đọc gián tiếp
a. Đọc theo mã thập phân
Vì thân điện trở nhỏ nên khó ghi trị được nhiều số và đơn vị. Vì vậy người ta
thống nhất đơn vị là Ω. Để tránh ghi nhiều số người ta qui định chỉ ghi một số có ba
chữ số. Trong đó 2 số đầu là 2 số của trị số điện trở. Số thứ 3 chỉ bội số 0.

Ví dụ : 102= 1000Ω.
b. Đọc theo mã màu
*. Bảng quy ước mã màu
Màu
Đen
Nâu
Đỏ
Cam
Vàng
Lục
Lam
Tím
Xám
Trắng
Vàng kim
Bạc kim

Trị số
0
1
2
3

4
5
6
7
8
9

Cấp số nhân
100
101
102
103
104
105
106
107
108
109
10-1
10 -2

Bảng 2.1. Bảng quy định mã màu cho giá trị điện trở

*. Cách đọc
18

Sai số
±1%
±2%

±5%
±10%


Vòng mầu thứ nhất chỉ số thứ nhất.
Vòng mầu thứ hai chỉ số thứ hai.
Vòng mầu thứ n-1 chỉ số lũy thừa của 10 (số số 0)
Vòng mầu n là chỉ số sai số.
Đơn vị đo là Ω
Vòng mầu sai số là vòng mầu có khoảng cách lớn hơn khoảng cách các vòng
màu khác, thông thường là màu vàng kim, nhũ bạc.
Ví dụ:
Lục, lam, vàng, vàng kim  56 x 104Ω ± 5% = 560kΩ ±5%
Nâu, đen, đen, vàng kim  10 x 100Ω ± 5% = 10Ω ±5%
Cam, vàng, nâu, đen, nâu  341 x 100Ω ± 2% = 341Ω ±2%
Đỏ, đỏ, vàng kim, vàng kim  22 x 10-1Ω ± 5% = 2,2Ω ±5%

2.1.6. Cách đo xác định giá trị điện trở
Dùng đồng hồ đo vạn năng đặt ở thang đo điện trở chú ý chập 2 que đo và chỉnh
kim về 0Ω. Cặp 2 đầu que đo vào 2 đầu điện trở. Giá trị (trị số) R bằng thang đo nhân
với giá trị kim chỉ trên thang đọc Nếu chưa ước lượng được giá trị R thì để thang đo
lớn nhất rồi dựa vào trị số cụ thể trên đồng hồ để chuyển thang đo sao cho thích hợp.
Lưu ý đo thang nào phải chỉnh không thang đó, không được chạm tay vào 2 đầu que
đo sẽ gây sai số. Kết quả của phép đo có các trường hợp:
+ Kim đồng hồ không lên giá trị điện trở thì điện trở bị đứt
+Kim đồng hồ lên giá trị điện trở bằng 0Ω thì điện trở chập
+ Kim đồng hồ lên giá trị điện trở lớn hơn giá trị điện trở chuẩn ghi trên thân thì
điện trở tăng trị số.
+ Kim đồng hồ lên giá trị điện trở nhỏ hơn giá trị điện trở chuẩn ghi trên thân thì
điện trở giảm trị số.

2.1.7 Cách đo kiểm tra các điện trở đặc biệt
1/ Biến trở
Dùng đồng hồ đo vạn năng đặt ở thang đo X100; X1K ( tùy theo trị số của biến
trở để đo điện trở mà ta ước lượng thang đo ) sau đó đặt 2 que đo vào 2 chân ngoài của
biến trở để đo điện trở cố định. Dời một trong 2 que đo vào chân giữa từ từ xoay trục
điều khiển theo chiều kim đồng hồ và ngược lại nếu:
+ Kim đồng hồ lên xuống một cách từ từ → biến trở tốt
+ Trong quá trình vặn biến trở có vài vị trí kim đứng lại hay nảy vạch →biến
trở bị mòn hay do tiếp xúc không tốt
+ Kim đồng hồ lên nhưng không về → biến trở bị chập

19


+ Kim đồng hồ không lên → biến trở bị đứt

2/ Điện trở nhiệt
Dùng đồng hồ đo vạn năng đặt ở thang đo điện trở đo giá trị điện trở thay đổi
nhiệt độ tác động vào điện trở nhiệt nếu:
+ Khi nhiệt độ tăng trị số điện trở giảm → là điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm
+ Khi nhiệt độ giảm trị số điện trở tăng → là điện trở nhiệt có hệ số nhiệt âm

3/ Quang trở
Dùng đồng hồ đo vạn năng đặt ở thang đo điện trở đo giá trị điện trở thay đổi ánh
sáng vào quang trở nếu:
+ Cường độ ánh sáng chiếu vào quang trở lớn thì giá trị điện trở giảm
+ Cường độ ánh sáng chiếu vào quang trở giảm thì giá trị điện trở lớn.

BÀI TẬP THỰC HÀNH

Bài 1:
a. Thực hành đọc giá trị của điện trở
b. Dùng đồng hồ đo vạn năng đo giá trị của điện trở và chất lượng của điện trở
Bài 2:
a. Dùng đồng hồ đo vạn năng xác định chất lượng của biến trở
b. Dùng đồng hồ đo vạn năng xác định chất lượng của quang trở
c. Dùng đồng hồ đo vạn năng xác định chất lượng của nhiệt trở

20


2.2. TỤ ĐIỆN

2.2.1. Định nghĩa
Là linh kiện thụ động có khả năng tích lũy năng lượng dưới dạng điện trường.

2.2.2. Cấu tạo và ký hiệu
1/ Cấu tạo
Tụ điện gồm hai bản cực bằng chất dẫn điện( kim loại) đặt song song với nhau, ở
giữa hai bản cực là chất điện môi. Chất điện môi quy định tên của tụ điện. Người ta
thường dùng các chất: thủy tinh, gốm, sứ, mica, giấy,dầu praffin, dầu shellase, không
khí để làm chất điện môi.
Ví dụ: Tụ dầu, tụ gồm, tụ Mika, tụ không khí..

2/ Ký hiệu

Tụ không phân cực tính

Tụ phân cực tính

Tụ biến đổi

Đơn vị: Fara (F), Microfara ( µF) , nanofara (nF) , picofara (pF)
1µF = 10-6F
1nF = 10-9F
1pF = 10-12F

21


2.2.3. Các thông số của tụ
1/ Điện dung C
Là đại lượng nói lên khả năng tích điện trên hai bản cực của tụ điện, điện dung
của tụ điện phụ thuộc vào diện tích bản cực, vật liệu làm chất điện môi và khoảng cách
giữ hai bản cực theo công thức:
C =ε

S
d

ε là hằng số điện môi

Trong đó:

S là diện tích 2 bản cực
d là bề dày lớp điện môi
ε = 1 đối với chất điện môi là không khí
ε = 2,7 – 2,9 đối với chất điện môi là giấy tẩm dầu
ε = 5,5 đối với chất điện môi là gốm
ε = 4 – 5 đối với chất điện môi là mika

2/ Điện áp làm việc
Là điện áp lớn nhất đưa vào 2 bản cực của tụ mà không bị thủng lớp điện môi.
Nếu đặt lên tụ một điện áp lớn hơn điện áp làm việc thì lớp điện môi sẽ bị đánh thủng
Là điện áp do nhà chế tạo quy định. Khi lựa chọn tụ ta phải chọn điện áp của tụ
từ 1,5 – 2 lần điện áp đặt trên 2 cực của tụ.

3/ Khả năng nạp và xả của tụ điện
a. Với dòng điện (điện áp) một chiều

Hình 2.3. Thí nghiệm khản năng nạp và xả của tụ điện

Khi khóa K đóng sang vị trí 1 K = 1 thì không có dòng đi qua tụ điện hay I C = 0,
suy ra sức cản của tụ điện đối với dòng một chiều là vô cùng lớn (hay là không cho
dòng điện 1 chiều đi qua tụ điện).
Sau một thời gian xảy ra hiện tượng, các ion dương của nguồn V DC chuyển động

22


từ cực dương của nguồn về cực dương của tụ, các ion âm của nguồn V DC chuyển động
từ cực âm của nguồn về cực âm của tụ. Như vậy, tụ điện có điện cực tính điện trái dấu
sau một thời gian nhất định thì V C = VDC, khi đó ta nói tụ được nạp điện, thời gian nạp
của tụ phụ thuộc vào điện dung của tụ điện.
Khi K = 2 thì đèn D sáng, sau đó ánh sáng yếu dần rồi tắt, ta nói tụ đã phóng điện
quen đèn D, dòng điện đi từ cực dương của tụ qua đèn D và về bản cực âm của tụ điện.

b. Với dòng điện (điện áp) xoay chiều
Với dòng xoay chiều AC tụ điện gây ra 1 sức cản nhất định gọi là điện kháng:
XC =

1
1
=
WC 2π fC

Dòng điện và điện áp trên tụ biến thiên cùng quy luật có sự lệch pha 90 0. Có thể
nói với dòng AC tụ điện cho đi qua.

2.2.4. Phân loại tụ điện
1/ Tụ hóa
Tụ hóa là tụ phân cực tính, cấu tạo các điện cực làm bằng hai lá nhôm mỏng và
điện môi là hóa chất axit boric với các giấy mỏng đặt giữa 2 lá nhôm cuộn tròn lại
thành hình trụ. Toàn bộ được đặt trong một 1 hộp nhôm, chất Boric tác dụng lên nhôm
tạo ra ôxit nhôm và trở thành điện môi.
Tụ hóa thường có hình dáng lớn lên giá trị điện dung, điện áp chịu đựng đã ghi
trực tiếp lên thân của tụ. Hơn nữa, do là tụ phân cực tính nên trên thân của tụ điện đã
ghi dấu (-) để thể hiện cực (-) của tụ điện.

2/ Tụ giấy
Là loại tụ không phân biệt cực tính gồm các lớp giấy tẩm dầu hay sáp, làm chất
điện môi và đặt giữa hai lá nhôm mỏng được cuộn tròn lại thành hình ống. Tụ giấy có
điện dung rất thấp pF, điện áp làm việc cao hàng trăm V.

3/ Tụ gốm
Là loại tụ không phân biệt cực tính, chất điện môi là gốm có điện dung thấp từ
1pF - 1µF, điện áp làm việc đến vài trăm V, tụ gốm có nhiều hình dạng khác nhau,
thông dụng nhất là loại tròn, dẹt.

4/ Tụ Mica

Là tụ không phân biệt cực tính, gồm 1 miếng Mica mỏng và được phết lên hai

23


mặt lớp sơn kim loại dùng làm điện cực, sau cùng cuộn tròn lại thành hình trụ hay hình
hộp. Điện dung tụ Mica từ vài pF đến vài trăm µF, điện áp làm việc trên một nghìn V.
Tụ mica có tổn hao rất bé và điện trở cách điện cao, nên được dùng chủ yếu trong các
mạch cao tần, các phần tử cách li trong các máy radio.

5/ Tụ biến đổi
Thường được gọi là tụ xoay, gồm có hai phần:
- Phần cố định: làm bằng các miếng nhôm có hình bán nguyệt gắn song song với
nhau.
- Phần di động: cùng làm bằng miếng nhôm có hình bán nguyệt song song với
nhau và hàn với trục xoay của tụ. Phần di động đặt xen kẽ với phần cố định và cách
nhau bởi chất điện môi là không khí. Phần di động có thể xoay quanh trục xoay của tụ
một góc 1800. Tụ xoay có giá trị điện dung từ 15 pF – 500 pF, thường dùng trong các
mạch cộng hưởng cao tần của máy thu, máy phát vô tuyến điện.

2.2.5 Cách ghép tụ điện
1/ Ghép nối tiếp

.
1
1
1
1
=
+

+ ... +
C C1 C2
Cn

2/ Ghép song song

24


C = C1 + C2 + ... + Cn

3/ Ghép hỗn hợp

C=

C1.C 2(C 3 + C 4)
C1 + C 2 + C 3 + C 4

2.2.6. Ứng dụng
Tụ điện được sử dụng rộng rãi trong các mạch điện tử
+ Cho điện áp xoay chiều đi qua và ngăn điện áp một chiều lại, do đó tụ điện
được sử dụng để truyền tín hiệu giữa các tầng khuếch đại có chênh lệch và điện
áp một chiều .
+ Lọc điện áp xoay chiều sau khi đã được chỉnh lưu thành điện áp một chiều
bằng phẳng ( lọc nguồn)

25