Giao trinh điện tử cơ bản

MỤC LỤC
STT

1.1.
1.1.1.
1.1.2.
1.1.3.
1.1.4.
1.1.5.
1.1.6.
1.1.7.
1.2.
1.2.1.
1.2.2.
1.3.
1.3.1.
1.3.2.
1.3.3.
1.3.4.
1.3.5.
1.3.6.
1.3.7.
1.4.
1.4.1.
1.4.2.
1.4.3.
1.4.4.
1.4.5.
1.4.6.

NỘI DUNG

TRANG

Chương 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG R, L, C

7

Điện trở
Khái niệm chung
Cấu tạo điện trở
Đơn vị đo của điện trở
Các thông số cơ bản của điện trở
Cách đọc giá trị điện trở
Các cách mắc điện trở
Các linh kiện khác cùng nhóm
Biến trở
Khái niệm chung
Cấu tạo của biến trở
Tụ điện
Khái niệm chung
Cấu tạo và phân loại
Đơn vị đo của tụ điện
Các thông số cơ bản của tụ điện
Cách đọc giá trị tụ điện
Các cách mắc tụ điện
Các linh kiện khác cùng nhóm
Cuộn cảm
Khái niệm chung
Cấu tạo và phân loại
Đơn vị đo của cuộn cảm

Cách đọc giá trị cuộn cảm
Các cách mắc cuộn cảm
Các linh kiện khác cùng nhóm

7
7
7
9
9
9
10
10
14
14
14
14
14
15
17
17
18
18
19
19
19
20
21
21
21
21

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 1
Chương 2: CHẤT BÁN DẪN VÀ ĐI ỐT BÁN DẪN

23
26

2.1.
2.1.1.
2.1.2.

Chất bán dẫn và đi ốt bán dẫn
Chất bán dẫn
Đi ốt bán dẫn

26
26
30

2.2.
2.2.1.
2.2.2.
2.2.3.
2.2.4.
2.2.5.
2.2.6.

Các loại đi ốt bán dẫn thông dụng
Đi ốt chỉnh lưu
Đi ốt tách sóng

Đi ốt zener
Đi ốt biến dung
Điốt phát quang
Điốt cảm quang

32
32
36
37
38
38
39


3.1.
3.1.1.
3.1.2.
3.1.3.
3.1.4.
3.2.
3.2.1.
3.2.2.
3.2.3.
3.3.
3.3.1.
3.3.2.
3.3.3.
3.4.

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 2

40

Chương 3: TRANZITOR LƯỠNG CỰC ( BJT)

43

Cấu trúc và nguyên lý hoạt động của BJT
Cấu tạo, ký hiệu, hình dạng BJT
Nguyên lý hoạt động của BJT
Các tính chất cơ bản
Các loại BJT thông dụng
Các cách mắc cơ bản của BJT
Sơ đồ mạch mắc BC
Sơ đồ mạch mắc EC
Sơ đồ mạch mắc CC
Nguyên tắc khuếch đại của BJT
Mạch khuếch đại mắc EC
Mạch khuếch đại mắc CC
Mạch khuếch đại mắc BC
Các chế độ hoạt động của Tranzitor

43
43
44
46
47
48
49
49

49
50
50
51
52
54
54

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 3
Chương 4: TRANZITOR TRƯỜNG – FET

4.1.
4.1.1.
4.1.2.
4.1.3.
4.1.4.
4.2.
4.2.1
4.2.2.
4.2.3.

Khái niệm và phân loại
Khái niệm
Phân loại
Ứng dụng của Tranzitor trường
Hình dạng thực tế của FET
Tranzitor trường có cực cửa tiếp giáp (JFET)
Cấu tạo JFET
Nguyên tắc hoạt động của JFET
Các cách mắc cơ bản của JFET

4.3.
4.3.1
4.3.2.
4.3.3.

Tranzitor trường có cực cửa cách ly (MOSFET)
Cấu tạo của MOSFET kênh có sẵn
Nguyên tắc hoạt động của MOSFET
Các cách mắc cơ bản của MOSFET
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 4

5.1.
5.2.
5.3
5.4
5.5

Chương 5: MẠCH TỔ HỢP IC
Khái niệm chung
IC Analog
IC Digital
IC chuyển mạch SW
IC ổn áp

55
55
55
55
55

55
56
56
56
58
60
60
61
62
62

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 5

63
63
66
66
67
67
67

Chương 6: CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN KHÁC

68

-2-


6.1.
6.1.1.

6.1.2.
6.1.3.
6.1.4.
6.1.5.
6.1.6.
6.2.
6.2.1.
6.2.2.
6.2.3.
6.3.
6.3.1.
6.3.2.

Thyristor - SCR
Cấu tạo và ký hiệu
Nguyên lý làm việc
Đặc tuyến Volt – Ampere của SCR
Các thông số của SCR
Các loại SCR
Các mạch điện ứng dụng của SCR
TRIAC
Khái niệm về TRIAC
Các loại TRIAC
Các mạch điện ứng dụng của TRIAC
DIAC
Khái niệm
Các mạch điện ứng dụng của DIAC
CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 6
TÀI LIỆU THAM KHẢO

68
68
68
69
70
71
71
72
72
74
74
75
75
75
76
77

Chương 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG R, L, C
1.1. ĐIỆN TRỞ (R)

1.1.1. Khái niệm chung:
Điện trở là một trong những linh kiện điện tử dùng trong các mạch điện
tử để đạt các giá trị dòng điện và điện áp theo yêu cầu của mạch. Chúng có tác
dụng như nhau trong cả mạch điện một chiều lẫn xoay chiều và chế độ làm việc
của điện trở không bị ảnh hưởng bởi tần số của nguồn xoay chiều.
- Công dụng : Điện trở dùng để hạn chế dòng điện hay cản trở dòng điện.
- Ký hiệu:
R
R
Hình 1.1: Ký hiệu điện trở

- Hình dạng thực tế:

-3-


Hình 1.2: Hình dạng điện trở

1.1.2. Cấu tạo điện trở:
a) Điện trở than (carbon resistor)
Người ta trộn bột than và bột đất sét theo một tỉ lệ nhất định để cho ra
những trị số khác nhau. Sau đó, người ta ép lại và cho vào một ống bằng
Bakelite. Kim loại ép sát ở hai đầu và hai dây ra được hàn vào kim loại, bọc
kim loại bên ngoài để giữ cấu trúc bên trong, đồng thời chống cọ xát và ẩm.
Ngoài cùng người ta sơn các vòng màu để cho biết trị số điện trở. Loại điện trở
này dễ chế tạo, độ tin cậy khá tốt nên nó rẻ tiền và rất thông dụng. Điện trở than
có trị số từ vài Ω đến vài chục MΩ. Công suất danh định từ 0,125 W đến vài W.
b) Điện trở màng cacbon:
Điện trở màng cacbon gồm một lớp màng cacbon bao quanh một ống phủ
gốm mỏng. Độ dày của lớp màng bao này tạo nên trị số điện trở, màng càng
dày, trị số điện trở càng nhỏ và ngược lại. Hai dây dẫn kim loại được kết nối với
nắp ở cả hai đầu điện trở. Toàn bộ điện trở được bao bằng một lớp keo êpôxi,
hoặc bằng một lớp gốm. Các điện trở màng cacbon có độ chính xác cao hơn các
điện trở hợp chất cacbon, vì lớp màng được láng một lớp cacbon chính xác
trong quá trình sản xuất. Loại điện trở này được dùng phổ biến trong các máy
tăng âm, thu thanh, trị số từ 1 Ω tới vài chục mêgôm MΩ, công suất tiêu tán từ
1/8 W tới hàng chục W; có tính ổn định cao, tạp âm nhỏ, nhưng có nhược điểm
là dễ vỡ.
D ©y

N ¾p

k im

d É n

lo ¹ i

L í p
L â i g è m

Hình 1.3: Mặt cắt của điện trở
-4-

L í p

p h ñ

® iÖ n

trë

ª p « x i


c) Điện trở dây quấn:
Loại điện trở dây quấn có ưu điểm là bền, chính xác, chịu nhiệt cao do đó
có công suất tiêu tán lớn và có mức tạp âm nhỏ, nhưng giá thành cao.
Làm bằng hợp kim Ni – Cr quấn trên một lõi cách điện sành, sứ. Bên ngoài
được phủ bởi lớp nhựa cứng và một lớp sơn cách điện. Điện trở chính xác dùng

dây quấn có trị số từ 0,1 Ω đến 1,2 MΩ, công suất danh định thấp từ 0,125 W
đến 0,75 W , loại điện trở này gọi điện trở công suất.
d) Điện trở màng kim loại:
Điện trở màng kim loại được chế tạo theo cách kết lắng màng niken-crôm
trên thân gốm chất lượng cao, có xẻ rảnh hình xoắn ốc, hai đầu được lắp dây nối
và thân được phủ một lớp sơn. Điện trở màng kim loại ổn định hơn điện trở than
nhưng giá thành đắt gấp khoảng 4 lần. Công suất danh định khoảng 1/10W trở
lên. Phần nhiều người ta dùng loại điện trở màng kim loại với công suất danh
định 1/2W trở lên, dung sai ± 1% và điện áp cực đại 200V.
e) Điện trở ôxýt kim loại:
Điện trở ôxýt kim loại được chế tạo bằng cách kết lắng màng ôxýt thiếc
trên thanh thuỷ tinh đặc biệt. Loại điện trở này có độ ẩm rất cao, không bị hư
hỏng do quá nóng và cũng không bị ảnh hưởng do ẩm ướt. Công suất danh định
thường là 1/2W với dung sai ± 2%.
1.1.3. Đơn vị đo của điện trở:
Ôm: Ω
Ki lô ôm: KΩ
Mê ga ôm: MΩ
1 MΩ = 1.000 KΩ = 1.000.000 Ω
1 MΩ = 103 KΩ = 106 Ω
1.1.4. Các thông số kỹ thuật cơ bản của điện trở:
a. Công suất điện trở:
Là tích số giữa dòng điện đi qua điện trở và điện áp đặt lên hai đầu điện
trở. Trong thực tế, công suất được qui định bằng kích thước điện trở với các
điện trở màng dạng tròn, ghi trên thân điện trở với các loại điện trở lớn dùng
dây quấn vỏ bằng sứ, tra trong bảng với các loại điện trở hàn bề mặt (SMD).
b. Sai số của điện trở:
Là khoảng trị số thay đổi cho phép lớn nhất trên điện trở. Sai số nằm trong
phạm vi từ 1% đến 20% tuỳ theo nhà sản xuất và được ghi bằng vòng màu, kí tự.
c. Trị số điện trở:

Là giá trị của điện trở được ghi trên thân bằng cách ghi trực tiếp, ghi bằng
vòng màu, bằng kí tự.
-5-


1.1.5. Cách đọc giá trị điện trở:
Điện trở có kích thước lớn thường dễ phân biệt, dễ ghi trị số nhưng với các
linh kiện có kích thước nhỏ thì hình dạng đôi khi gần giống nhau, chỉ khác nhau
về màu sắc nên trong thực tế đôi khi dễ bị nhầm lẫn. Sau đây là cách ghi trị số
của điện trở.
a. Ghi trực tiếp:
Là ghi trực tiếp các thông số kĩ thuật trên thân linh kiện. Thông thường chỉ
thực hiện được với các linh kiện có kích thước lớn. Đối với linh kiện này chỉ
việc đọc trị số bình thường.
b. Ghi bằng vòng màu:
Là cách đánh vạch màu trên thân điện trở, thường loại này ứng dụng cho
các loại điện trở có công suất nhỏ, thường khoảng ¼ W, thông qua bảng qui ước
vạch màu ta tính được giá trị của điện trở.
Điện trở thường được dánh dấu bằng 4,5, 6 vạch màu, với bảng màu qui
ước như sau:

Bảng 1.1: Bảng qui ước màu linh kiện thụ động
Qui ước màu
Qui ước số
Số lượng số 0
Đen
0
Không có
Nâu
1

0
Một số 0
Đỏ
2
00
Hai số 0
Cam
3
000
Ba số 0
Vàng
4
0.000
Bốn số 0
Lục (xanh lá)
5
00.000
Năm số 0
Lam (xanh dương)
6
000.000
Sáu số 0
Tím
7
0.000.000
Bảy số 0
Xám
8
00.000.000
Tám số 0

Trắng
9
000.000.000
Chín số 0
Vàng kim
0,...
∗ 0,1
Bạc kim
0,0...
∗ 0,01
Cách đọc điện trở có 4 vạch màu: loại này thông dụng nhất
-

Vòng chỉ sai số

Vòng chỉ số
-6- số 0
Vòng chỉ số lượng

Sai số
20%
1%
2%
3%
4%
5%
6%
7%
8%
9%

10%
20%


Hình 1.4: Điện trở có 4 vạch màu

Ví dụ: Đọc điện trở có 4 vòng màu như sau:
- Nâu; đỏ; đen; vàng kim = 1;2; không có số 0, sai số 5%. Đọc là:12Ω;5%
- Cam; cam; đỏ; bạch kim = 3; 3; hai số 0; sai số 10%. Đọc là:
3300Ω;10%
Chú ý: Với các loại điện trở có 4 vòng màu chỉ có ba loại sai số vàng kim 10%
bạc kim 20%. Các điện trở có 5 hoặc 6 vòng màu là loại điện trở chính xác mới
sử dụng loại sai số khác, được sử dụng chủ yếu trong các mạch có độ chính xác
cao như thiết bị đo lường.

Vòng chỉ sai số

Vòng chỉ số
Vòng chỉ số lượng số 0

Hình 1.5: Điện trở có 5 vạch màu
Vòng chỉ đầu

Vòng chỉ sai số
Vòng chỉ số
Vòng chỉ số lượng số 0
Hình 1.6: Điện trở có 6 vạch màu

c) Ghi bằng kí tự:
Loại linh kiện được ghi giá trị bằng kí tự thường có kích thước rất nhỏ

được dùng chủ yếu trong công nghệ hàn bề mặt SMD: Surface Mount Device.
Ngoài nhiệm vụ ghi trị số linh kiện đôi khi do nhu cầu kí tự còn có thể dùng để
ghi mã số linh kiện do đó muốn tra cứu thông số kĩ thuật của linh kiện người ta
cần phải tra bảng tuy nhiên việc dùng bảng tra trong thực tế chỉ tiến hành với
các linh kiện bán dẫn hoặc các linh kiện thụ động ở dạng tích hợp.
-7-


Ví dụ:

123
Số lượng số 0

chỉ số

Hình 1.7: Cách kí hiệu bằng kí tự thông thường.

Đọc giá trị điện trở như sau: 12000Ω
Với các điện trở nhỏ hơn 10 người ta thường chèn thêm chữ R:
1R
2

R47

Hình 1.8: Cách kí hiệu linh kiện giá trị nhỏ hơn 10

Điện trở được đọc là: 1,2Ω và 0,47Ω

1.1.6. Các cách mắc điện trở:

Hình 1.9: Các cách mắc điện trở

1.1.7. Các linh kiện khác cùng nhóm
a. Nhiệt điện trở (thermistor): là loại điện trở mà trị số của nó thay đổi theo
nhiệt độ
- Nhiệt trở dương ( PTC = Positive Temperature Coefficient) là loại nhiệt
trở có hệ số nhiệt dương.
- Nhiệt trở âm ( NTC = Negative Temperature Coefficient) là loại nhiệt
trở có hệ số nhiệt âm.
-8-


b. VDR (Voltage Dependent Resistor): là loại điện trở mà trị số của nó phụ
thuộc điện áp đặt vào nó. Thường thì VDR có trị số điện trở giảm khi điện áp tăng.
c. Điện trở quang (photoresistor) là một linh kiện bán dẫn thụ động
không có mối ghép P-N. Vật liệu dùng để chế tạo điện trở quang là CdS, CdSe
Cadmium Selenid), hoặc các tinh thể hỗn hợp khác.

Hình 1.10. Cấu tạo điện trở quang

Điện trở quang còn gọi là điện trở tùy thuộc ánh sáng (LDR ≡
Light Dependent Resistor) có trị số điện trở thay đổi tùy thuộc cường độ ánh
sáng chiếu vào. nó.

Hình 1.11. Hình dạng và ký hiệu của điện trở quang

Khi bị che tối thì điện trở quang có trị số rất lớn, khi được chiếu sáng thì
độ dẫn điện của chất bán dẫn tăng do các cặp điện tử tự do và lỗ trống hình
thành nhiều tức là điện trở giảm nhỏ. Điện trở quang có trị số điện trở thay
đổi không tuyến tính theo độ sáng chiếu vào nó. Khi trong bóng tối điện trở

quang có trị số khoảng vài megaohm, trị số của điện trở quang trong bóng tối
với nhiều trường hợp ứng dụng cần phải biết. Khi được chiếu sáng điện trở
quang có trị số rất nhỏ khoảng vài chục đến vài trăm Ohm.
Điện trở quang được ứng dụng làm bộ phận cảm biến quang trong các
mạch tự động điều khiển bởi ánh sáng; mạch đo ánh sáng; mạch chỉnh hội tụ
của một số thiết bị; ....
e) Một số điện trở khác:
- Điện trở cầu chì
- Điện trở xi – măng.
-9-


- Điện trở chip.

Hình 1.12: Hình dạng một số điện trở đặc biệt

1.2. BIẾN TRỞ (VR - Variable Resistor)
1.2.1. Khái niệm chung:
Biến trở cũng giống như điện trở, được sử dụng để cản trở dòng điện,
nhưng có giá trị thay đổi được nhờ tác động cơ học.
- Kí hiệu của biến trở:

Hình 1.13: Ký hiệu của biến trở

1.2.2. Cấu tạo của biến trở:

Hình 1.14: Cấu trúc và hình dạng của biến trở

Mặt biến trở được phủ lớp bột than, con chạy và chân của biến trở là kim
loại để dễ hàn. Loại biên trở này dùng trong các mạch có công suất nhỏ dòng qua

biến trở từ vài mA đến vài chục mA để phân cực cho các mạch điện là chủ yếu.
1.3.

TỤ ĐIỆN (C)

1.3.1. Khái niệm chung:
-10-


Tụ điện (capacitor) là linh kiện có tính tích trữ năng lượng điện dưới dạng
điện trường. Tụ điện có nhiều loại và nhiều cỡ khác nhau. Phạm vi trị số điện
dung có từ 1,8pF đến trên 10.000 μF .
- Ký hiệu:

Hình 1.15: Ký hiệu tụ điện

a. ký hiệu tụ lá – b. ký hiệu tụ hóa – c. ký hiệu tụ xoay
- Hình dạng tụ điện:

Hình 1.16: Hình dạng tụ điện

a,c: tụ lá – b. tụ xoay – d,e: tụ hóa
- Công dụng: Tụ điện dùng để phóng, nạp điện áp hoặc lọc tín hiệu, tạo tần số
cộng hưởng
1.3.2. Cấu tạo và phân loại tụ điện
a. Cấu tạo: Tụ điện được cấu tạo gồm hai bản cực bằng chất dẫn điện (kim
loại) đặt song song gần nhau nhưng cách điện bởi lớp điện môi ở giữa.
-11-

Hình 1.17: Cấu tạo tụ điện

b. Phân loại tụ điện
* Dựa theo mục đích sử dụng:
- Tụ cố định: là tụ có trị số điện dung cố định. Trị số này được nhà sản xuất ấn
định có sai số trong phạm vi cho phép. Nó được chia làm hai dạng:
+ Tụ có cực (polar): tụ có phân cực tính dương và âm.
+ Tụ không phân cực (nonpolar): tụ có hai cực như nhau.
- Tụ biến đổi: là loại tụ có trị số điện dung được điều chỉnh thay đổi theo
yêu cầu sử dụng.
* Dựa theo chất điện môi:
- Tụ hóa: là loại tụ có phân cực tính. Tụ hóa có bản cực là những lá nhôm,
điện môi là lớp oxit nhôm rất mỏng được tạo bằng phương pháp điện phân.
Điện dung của tụ hóa khá lớn, tụ dùng một dung dịch hoá học là axit boric làm
điện môi. Chất điện môi này được đặt giữa 2 lá bằng nhôm làm hai cực của tụ.
Khi có một điện áp một chiều đặt giữa 2 lá thì tạo ra một lớp oxyt nhôm mỏng
làm chất điện môi, thường lớp này rất mỏng, nên điện dung của tụ khá lớn. Tụ
hoá thường có dạng hình ống, vỏ nhôm ngoài là cực âm, lõi giữa là cực dương,
giữa 2 cực là dung dịch hoá học. Tụ được bọc kín đế tránh cho dung dịch hoá
học khỏi bị bay hơi nhanh, vì dung dịch bị khô sẽ làm cho trị số của tụ giảm đi.
Tụ hoá có ưu điểm là trị số điện dung lớn và có giá thành hạ, nhưng lại có
nhược điểm là dễ bị rò điện. Khi dùng tụ hoá cần kết nối đúng cực tính của tụ
với nguồn cung cấp điện. Không dùng được tụ hoá cho mạch chỉ có điện áp
xoay chiều tức là có cực tính biến đổi.
Khi lắp ráp phải lắp đúng cực tính dương và âm. Điện thế làm việc
thường nhỏ hơn 500V.

-12-

- Tụ hóa tantal (Ta): là tụ có phân cực tính, có cấu tạo tương tự tụ hóa. Tụ
Tantal có kích thước nhỏ nhưng điện dung lớn. Điện thế làm việc chỉ vài chục
volt.
- Tụ giấy: là loại tụ không phân cực tính. Tụ giấy có hai bản cực là những
lá nhôm hoặc thiếc, ở giữa có lớp cách điện là giấy tẩm dầu và cuộn lại thành
ống.
- Tụ màng: là tụ không phân cực tính. Tụ màng có chất điện môi là màng
chất dẻo như: polypropylene, polystyrene, polycarbonate, polyethelene. Có
hai loại tụ màng chính: loại foil và loại được kim loại hóa.
- Tụ gốm (ceramic): là loại tụ không phân cực tính. Tụ gốm được chế tạo
gồm chất điện môi là gốm, trên bề mặt nó có lớp bạc để làm bản cực.
- Tụ mica: là loại tụ không phân cực tính. Tụ mica được chế tạo gồm
nhiều miếng mica mỏng, tráng bạc, đặt chồng lên nhau hoặc miếng mica mỏng
được xếp xen kẽ với các miếng thiếc. Các miếng thiếc lẻ nối với nhau tạo thành
một bản cực, Các miếng thiếc chẵn nối với nhau tạo thành một bản cực. Sau đó
bao phủ bởi lớp chống ẩm bằng sốp hoặc nhựa cứng. Thường tụ mica có dạng
hình khối chữ nhật.
1.3.3. Đơn vị đo tụ điện
Điện dung (capacitance) là đại lượng để đặc trưng khả năng tích điện của tụ.
Tụ điện ký hiệu: C, đơn vị: Farad (F)
Microfarad: 1 µF = 10-6 F
Nanofarad: 1 nF = 10-9 F
Picofarad: 1 pF = 10-12 F
1.3.4. Các thông số kỹ thuật cơ bản của tụ điện
- Độ chính xác: Tuỳ theo cấp chính xác mà trị số tụ điện có cấp sai số.
Bảng 1.2: Các cấp sai số của tụ điện
Cấp sai số
Cấp .001
Cấp .002
Cấp .005

Cấp .01
Cấp 0
Cấp I
Cấp II
Cấp III

Sai số cho phép

± 0,1%
± 0,2%
± 0,5%
± 1%
± 2%
± 5%
± 10%
± 20%
-13-


Cấp IV
Cấp V

- 20% đến + 30%
- 20% đến + 50%

- Điện áp làm việc là điện áp đặt lên tụ trong thời gian làm việc dài mà tụ không
bị đánh thủng (Khoảng 10 000 giờ).
Trên thực tế giá trị ghi trên thân là điện áp làm việc, tuy nhiên với các tụ
hiện nay trên thị trường do Việt Nam và Trung Quốc sản xuất thường ghi là điện
áp đánh thủng nên trong thay thế cần chú ý đến khi thay thế tụ mới trong sửa

chữa cần chọn lớn hơn để đảm bảo an toàn.
- Điện áp đánh thủng: là điện áp mà quá điện áp đó thì chất điện môi của tụ bị
đánh thủng.
- Trị số danh định: của tụ điện tính bằng Fara hoặc các ước số của Fara là 1 µ F
(10-6 Fara), nF (10-9 Fara) và pF(10-12 Fara) được ghi trên tụ điện bằng mã quy ước.
1.3.5. Cách đọc giá trị tụ điện
- Đọc giá trị tụ hóa: bằng cách đọc trực tiếp thông số ghi trên thân tụ điện
- Đọc giá trị tụ lá: thông qua vạch màu hoặc qui đổi. Qui ước màu đối với
tụ điện tương tự qui ước màu đối với điện trở.
1.3.6. Các cách mắc tụ điện
a. Mạch mắc nối tiếp:

Hình 1.18. Mạch tụ điện mắc nối tiếp

Công thức tính:

1
1
1
1
=
+ +...+
Ctd
C1 C 2
Cn

Ctd: Điện dung tương đương của mạch điện
Ví dụ: Cho tụ hai tụ điện mắc nối tiếp với C1= 1 μF , C2= 2,2 μF tính điện
dung tương đương của mạch điện.
Giải: Từ công thức tính ta có: Ctd =

b. Mạch mắc song song:
-14-

1 × 2,2
C1 × C 2
= 1 + 2,2 = 0,6875 μF
C1 + C 2


Hình 1.19. Mạch tụ điện mắc song song

Công thức tính: Ctd = C1+ C2 +...+ Cn
Ctd: Điện dung tương đương của mạch điện.
Ví dụ: Tính điện dung tương đương của hai tụ điện mắc nối tiếp, Với C1=
3,3 μF ; C2=4,7 μF .
Giải: Từ công thức ta có: Ctd = C1+ C2 = 3,3 + 4,7 = 8 μF
1.3.7. Các linh kiện khác cùng nhóm:
- Tụ tantal: là loại tụ có phân cực nhưng kích thước nhỏ.

Hình 1.20. Tụ tantal

- Tụ xoay: là loại tụ có trị số điện dung được điều chỉnh thay đổi theo yêu cầu
sử dụng.
- Tụ tinh chỉnh: Điện dung thay đổi được trong phạm vi nhỏ.
1.4. CUỘN CẢM (L)

1.4.1. Khái niệm chung:
Cuộn cảm có tác dụng ngăn cản dòng điện xoay chiều trên mạch điện, đối
với dòng điện một chiều cuộn cảm đóng vai trò như một dây dẫn điện.
- Công dụng: Cuộn cảm được ứng dụng làm micro điện động, loa điện

động, rơle, biến áp, cuộn dây trong đầu đọc đĩa,..Trong mạch điện tử, cuộn cảm
-15-


có thể ở mạch lọc nguồn, mạch lọc tần số, mạch dao động cộng hưởng, mạch
tạo (chỉnh sửa) dạng sóng, dạng xung,…
- Ký hiệu:

L1

Hình 1.21. Ký hiệu cuộn cảm

- Hình dạng các loại cuộn cảm:

Hình 1.22. Hình dạng thực tế cuộn cảm

1.4.2. Cấu tạo và phân loại:
a. Cấu tạo:
Cuộn cảm gồm những vòng dây cuốn trên một lõi cách điện. Có khi quấn
cuộn cảm bằng dây cứng và ít vòng, lúc đó cuộn cảm không cần lõi. Tùy theo tần
số sử dụng mà cuộn cảm gồm nhiều vòng dây hay ít, có lõi hay không có lõi.
Hệ số tự cảm là đại lượng đặc trưng cho khả năng tích trữ năng lượng từ
trường của cuộn cảm.
-16-


Hình 1.23. Cấu tạo cuộn cảm

b. Phân loại cuộn cảm:
Có nhiều cách phân loại cuộn cảm:

a) Phân loại theo kết cấu: cuộn cảm 1 lớp, cuộn cảm nhiều lớp, cuộn cảm
có lõi không khí, cuộn cảm có lõi ferit, cuộn cảm có lõi sắt từ…
b) Phân loại theo tần số làm việc: cuộn cảm âm tần, cuộn cảm cao tần.
1.4.3. Đơn vị đo của cuộn cảm
Đơn vị đo của cuộn cảm là: Henri (H)
1 H (Henry) = 103 mH (milihenry)
1H
= 106 µH (microhenry)
Hệ số tự cảm phụ thuộc vào số vòng dây, tiết diện, chiều dài và vật liệu
làm lõi của cuộn cảm.
1.4.4. Cách đọc giá trị cuộn cảm: Giống như cách đọc điện trở theo vạch màu.
1.4.5. Các cách mắc cuộn cảm:
a) Mắc nối tiếp:

Ltd = L1 + L2
b) Mắc song song:

-17-


1.3.6. Các linh kiện khác cùng nhóm
* Biến áp:
- Công dụng: Dùng để biến đổi điện áp xoay chiều có thể tăng áp hoặc hạ
áp, có tần số không đổi.
- Ký hiệu:

(d)
Hình 1.24. Ký hiệu biến áp

a. Biến áp có lõi là không khí – b. Biến áp có lõi là ferit

c. Biến áp có lõi là sắt từ
– d. Biến áp tự ngẫu
- Cấu tạo biến áp: Biến áp gồm 2 cuộn dây đồng tráng men cách điện quấn
trên một lõi thép từ khép kín, cuộn nhận điện áp vào gọi là cuộn sơ cấp,
cuộn cho lấy điện áp ra là cuộn thứ cấp. Lõi từ không phải là một khối sắt mà
gồm nhiều lá sắt mỏng ghép song song cách điện nhau để tránh dòng
điện Foucoult làm nóng biến thế.
Ngoài ra, lõi của biến thế cõ thể là sắt bụi hay không khí

-18-


Cuộn sơ cấp

Cuộn thứ cấp

Hình 1.25. Cấu tạo biến áp

CÂU HỎI VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 1
Câu hỏi nhiều lựa chọn: Hãy lựa chọn phương án đúng để trả lời các
câu hỏi dưới đây bằng cách tích dấu X vào ô vuông thích hợp:
TT
1.1

1.2

1.3

1.4

1.5

Nội dung câu hỏi
Điện trở có tính chất gì?
a. Dẫn điện DC
b. Dẫn điện AC
c. Dẫn điện DC và AC.
d. Không cho dòng điện đi qua.
Trong mạch điện, điện trở làm nhiệm vụ gì?
a. Giảm áp.
b. Hạn dòng.
c. Phân cực.
d. Cả ba yếu tố trên.
Căn cứ vào đâu để phân loại điện trở?
a. Cấu tạo.
b. Tính chất.
c. Công dụng.
d. Cấp chính sác.
Điện trở mắc nối tíêp có tính chất gì?
a. Tăng giá trị
b. Giảm giá trị
c. Giá trị không thay đổi.
d. Cả ba đều sai
Điện trở mắc song song có tính chất gì?
a. Tăng giá trị
b. Giảm giá trị
-19-

□
□

□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□


1.6

c. Tăng công suất
d. Cả ba đều đúng
Thông thường người ta mắc điện trở song song để làm
gì?
a. Tăng công suất chịu tải
b. Giảm giá trị điện trở trên mạch
c. Tăng diện tích toả nhiệt trên mạch
d. Cả ba điều trên

Điện trở có thông số kĩ thuật cơ bản nào?

a. Trị số
b. Sai số
c. Công suất
d. Cả ba điều trên
1.8 Biến trở trong mạch điện dùng để làm gì?
a. Thay đổi giá trị của điện trở.
b. Thay đổi điện áp phân cực
c. Thay đổi dòng phân cực
d. Cả ba đều sai
1.9 Trong kĩ thuật biến trở than dùng để làm gì?
a. Hạn chế dòng điện qua mạch
b. Giảm điện áp cung cấp cho mạch
c. Phân cực cho mạch điện
d. Cả ba điều trên.
1.1 Trong kĩ thuật biến trở dây quấn dùng để làm gì?
0
a. Hạn chế dòng qua mạch điện.
b. Giảm điện áp cung cấp cho mạch điện
c. Phân cực cho mạch điện
d. Gồm a,b
1.11 Tụ điện có tính chất gì?
a. Ngăn dòng một chiều
b. Ngăn dòng xoay chiều
c. Cả a,b đúng
d. Cả a,b sai
1.1 Trong kĩ thuật tụ điện được chia làm mấy loại?
2
a. Phân cực
b. Không phân cực
c. Thường

□
□
□
□
□
□

1.7

-20-

□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□

□
□
□
□
□


1.1
3

1.1
4

1.1
5

1.1
6

1.1
7

1.1
8

1.1
9

d. Gồm a, b.
Tụ mắc nối tiếp có tính chất gì?

a. Tăng trị số
b. Giảm trị số
c. Không thay đổi
d. Tất cả đều sai
Tụ mắc song song có tính chất gì?
a. Tăng trị số
b. Giảm trị số
c. Không thay đổi
d. Tất cả đều sai.
Trong thực tế thông thường người ta mắc tụ theo cách
nào?
a. Mắc nối tiếp
b. Mắc song song
c. Mắc hỗn hợp
d. Tất cả các cách trên
Tụ điện có những thông số cơ bản nào?
a. Trị số
b. Điện áp làm việc
c. Cấp chính xác
d. Tất cả các yếu tố trên.
Cuộn cảm có tính chất gì?
a. Ngăn dòng DC
b. Ngăn dòng AC
c. Cả a, b đúng
d. Cả a, b sai
Hệ số từ cảm của cuộn cảm phụ thuộc vào yếu tố nào?
a. Số vòng dây.
b. Phẩm chất lõi
c. Kĩ thuật quấn.
d. Cả ba điều trên.

Có mấy hình thức ghi trị số linh kện thụ động?
a. Ghi trực tiếp.
b. Ghi bằng vòng màu.
c. Ghi bằng kí tự.
d. Cả ba cách trên.
-21-

□
□
□
□
□

□
□
□
□

□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□
□

□
□
□
□
□
□
□
□


1.2
0

Cách ghi trị số linh kiện thụ động dựa vào đâu?
a. Giá trị của linh kiện.
b. Kích thước của linh kiện.
c. Hình dáng của linh kiện
d. Cấu tạo của linh kiện.

Chương 2:

□
□
□
□

CHẤT BÁN DẪN VÀ ĐI ỐT BÁN DẪN

2.1. CHẤT BÁN DẪN VÀ ĐI ỐT BÁN DẪN

2.1.1. Chất bán dẫn
a. Khái niệm chất bán dẫn:
Trong mạch điện tử nếu chỉ thuần các linh kiện thụ động thì không thể hoạt
động được, do các thông tin không được tạo ra hoặc không được biến đổi và
không được xử lý (điều chế, khuếch đại, chuyển đổi sang các dạng tín hiệu
khác..). Linh kiện tích cực trong mạch giữ vai trò quan trọng không thể thiếu
được, là điều kiện để tạo ra các thông tin tín hiệu, biến đổi và xử lí thông tin, là
nền tảng cấu tạo nên thiết bị điện tử. Ngày nay, với sự phát triển không ngừng
của khoa học, công nghệ, nhất là công nghệ bán dẫn, trong các thiết bị điện tử,
chúng ta gặp chủ yếu là linh kiện bán dẫn.
Đã từ lâu, tuỳ theo tính chất của vật chất, người ta thường chia vật chất làm
hai loại là chất dẫn điện và chất cách điện. Từ đầu thế kỷ trước người ta đã chú
ý đến chất bán dẫn điện (gọi tắt là chất bán dẫn).
* Định nghĩa: chất bán dẫn là chất có đặc tính dẫn điện trung gian giữa
chất dẫn điện và chất cách điện.
Sự phân chia trên chỉ có tính chất tương đối, vì điện trở suất của chất bán
dẫn còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác, nếu chỉ dựa vào điện trở suất để định
nghĩa thì chưa thể biểu thị đầy đủ các tính chất của các chất bán dẫn.
-22-


* Các tính chất của chất bán dẫn:
- Điện trở của chất bán dẫn giảm khi nhiệt độ tăng, điện trở tăng khi nhiệt
độ giảm. Một cách lý tưởng ở không độ tuyệt đối (- 273 0C) thì các chất bán dẫn
đều trở thành cách điện. Điện trở của chất bán dẫn thay đổi rất nhiều theo độ
tinh khiết. Các chất bán dẫn hoàn toàn tinh khiết có thể coi như cách điện khi ở
nhiệt độ thấp. Nhưng nếu chỉ có một chút tạp chất thì độ dẫn điện tăng lên rất
nhiều, thậm chí có thể dẫn điện tốt như các chất dẫn điện.
- Điện trở của chất bán dẫn thay đổi dưới tác dụng của ánh sáng. Cường

độ ánh sáng càng lớn thì điện trở của chất bán dẫn thay đổi càng lớn .
- Khi cho kim loại tiếp xúc với bán dẫn hay ghép hai loại bán dẫn N và P
với nhau thì nó chỉ dẫn điện tốt theo một chiều. Ngoài ra, các chất bán dẫn có
nhiều đặc tính khác nữa.
b. Chất bán dẫn thuần
- Khái niệm: Bán dẫn thuần là bán dẫn duy nhất không pha thêm chất
khác vào trong mạng tinh thể của chất bán dẫn.
- Sự dẫn điện của bán dẫn thuần: Người ta đã nghiên cứu và đưa ra kết
luận: dòng điện trong các chất dẫn điện là do các điện tử tự do chạy theo một
chiều nhất định mà sinh ra. Còn dòng điện trong chất bán dẫn không những do
sự di chuyển có hướng của các điện tích âm (điện tử), mà còn là sự di chuyển có
hướng của các điện tích dương (lỗ trống).
Ví dụ: Một nguyên tử gécmani có bốn điện tử ngoài cùng. Nó liên kết với
bốn nguyên tử chung quanh. Tạo thành 08 điện tử ở lớp ngoài cùng. Mối liên
kết này khá bền vững. Cho nên ở nhiệt độ rất sẽ không có thừa điện tử tự do, do
đó không có khả năng dẫn điện. Gọi là trạng thái trung hoà về điện.

Hình 2.1. Cấu trúc tinh thể Si

-23-


Khi nhiệt độ tác động vào chất bán dẫn tăng lên, thì điện tử lớp ngoài cùng
được cung cấp nhiều năng lượng nhất. Một số điện tử nào đó có đủ năng lượng
thắng được sự ràng buộc của hạt nhân thì rời bỏ nguyên tử của nó, trở thành
điện tử tự do, di chuyển trong mạng tinh thể. Chỗ của chúng chiếm trước đây
trở thành lỗ trống và trở thành ion dương. Ion dương có nhu cầu lấy một điện tử
bên cạnh để trở về trạng thái trung hoà về điện. Người ta coi ion dương đó có
một lỗ trống, khiến cho một điện tử bên cạnh dễ nhảy vào lấp đi. Chỗ của điện
tử này lại bỏ trống, nghĩa là lại tạo nên một lỗ trống khác và lại có một điện tử ở

cạnh đó nhảy vào lấp chỗ trống. Cứ như vậy, mỗi khi có một điện tử tự do thoát
khỏi ràng buộc với hạt nhân của nó, chạy lung tung trong mạng tinh thể, thì
cũng có một lỗ chạy trong đó. Thực chất, sự di chuyển của lỗ trống là do di chuyển
của các điện tử chạy tới lấp lỗ trống
Trong chất bán dẫn tinh khiết bao giờ số điện tử và số lỗ trống di chuyễn
cũng bằng nhau. ở nhiệt độ thấp thì chỉ có ít cặp điện tử lỗ trống di chuyển.
Nhưng nhiệt độ càng cao thì càng có nhiều cặp điện tử, lỗ trống di chuyễn. Sự
di chuyển này không có chiều nhất định nên không tạo nên dòng điện. Nếu bây
giờ đấu thanh bán dẫn với hai cực dương, âm của một pin, thì giữa hai đầu
thanh bán dẫn có một điện trường theo chiều từ A đến B .Các điện tử sẽ di
chuyển ngược chiều điện trường, các điện tử tới lấp lỗ trống cũng chạy ngược
chiều điện trường. Dòng điện tử và dòng lỗ trống hợp thành dòng điện trong
thanh bán dẫn. nhiệt độ càng tăng thì dòng điện càng lớn.
E

0 --->

0 --->

0 --->

0 --->

0 --->

0 --->

0 --->

0 --->

0 --->

0 --->

+

0 --->

0--->
0 --->

0 --->

0--->

d ß n g ®i Ö n tö
------------->

0 --->
0 --->

0 --->

0 --->

0 --->

0 --->

A

o --->

------------->
0--->

d ß n g l ç tr è n g

B

E

_

Hình 2.2: Chiều chuyển động của các điện tử và lỗ trống

c. Sự dẫn điện trong chất bán dẫn tạp:
* Bán dẫn loại N: (Negative)
Bán dẫn loại N còn gọi là bán dẫn điện tử
-24-

Hình 2.3. Bán dẫn loại N.


hay bán dẫn âm. Nếu cho một ít tạp chất Asen
(As) vào tinh thể gecmani (Ge) tinh khiết ta thấy
hiện tượng sau: nguyên tử asen có năm điện tử ở
lớp ngoài cùng, nên chỉ có 4 điện tử của asen kết
hợp với bốn điện tử liên kết giữa asen và bốn nguyên tử gecmani, còn điện tử

thứ năm thì thừa ra. Nó không bị ràng buộc với một nguyên tử gecmani nào,
nên trở thành điện tử tự do chạy lung tung trong tinh thể chất bán dẫn. Do đó,
khả năng dẫn điện của loại bán dẫn này tăng lên rất nhiều so với chất bán dẫn
thuần. Nồng độ tạp chất Asen càng cao thì số điện tử thừa càng nhiều và chất
bán dẫn càng dẫn điện tốt. Hiện tượng dẫn điện như trên gọi là dẫn điện bằng
điện tử. Chất bán dẫn đó gọi là chất bán dẫn N,
Nếu cho tạp chất hoá trị 5 như phốt pho (P), Asen (As), antimoan (Sb)
vào các chất hoá trị 4 như gecmani (Ge), silic (Si), cacbon (C) ta có bán dẫn N.
Trong chất bán dẫn loại N thì các điện tử thừa là các hạt điện tích âm chiếm đa
số. Số lượng điện tử thừa phụ thuộc nồng độ tạp chất. Còn số các cặp điện tử lỗ trống do phá vỡ liên kết tạo thành thì phụ thuộc vào nhiệt độ.
Nếu đấu hai cực của bộ pin vào hai đầu một thanh bán dẫn loại N, thì
dưới tác động của điện trường E, các điện tử thừa và các cặp điện tử - lỗ trống
đang di chuyễn lộn xộn sẽ phải di chuyển theo hướng nhất định: điện tử chạy
ngược chiều điện trường còn các lỗ trống chạy cùng chiều điện trường. Nhờ đó
trong mạch có dòng điện. Dòng điện do các điện tử thừa sinh ra lớn hơn nhiều
so với dòng điện do các cặp điên tử - lỗ trống tạo nên . Vì thế các điện tử thừa
này gọi là điện tích đa số.
* Bán dẫn loại P: (Positive)
Bán dẫn loại P còn gọi là bán dẫn lỗ trống
hay bán dẫn dương. Nếu cho một ít nguyên tử In
đi (In) vào trong tinh thể gecmani tinh khiết thì
ta thấy hiện tượng sau: nguyên tử indi có ba điện
tử ở lớp ngoài cùng, nên ba điện tử đó chỉ liên kết
với ba điện tử của ba nguyên tử gecmani chung

Hình 2.4 Bán dẫn loại P.

quanh. Còn liên kết thứ tư của inđi với một nguyên tử gecmani nữa thì lại thiếu
mất một điện tử, chỗ thiếu đó gọi là lỗ trống, do có lỗ trống đó nên có sự di
chuyển điện tử của nguyên tử gécmani bên cạnh tới lấp lỗ trống và lại tạo nên

một lỗ trống khác, khiến cho một điện tử khác lại tới lấp. Do đó chất bán dẫn
-25-