Giáo trình Kỹ thuật điện tử (Điện tử cơ bản): Phần 1 CĐ Kỹ Thuật Cao Thắng

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG KỸ THUẬT CAO THẮNG
KHOA ĐIỆN TỬ - TIN HỌC
BỘ MÔN ĐIỆN TỬ VIỄN THÔNG

GIÁO TRÌNH

KỸ THUẬT ĐIỆN TỬ
(ĐIỆN TỬ CƠ BẢN)
(GIÁO TRÌNH DÙNG CHO HỆ CAO ĐẲNG CHUYÊN NGHIỆP CÁC
NGÀNH CNKT: CƠ ĐIỆN TỬ, NHIỆT (CƠ ĐIỆN LẠNH), ĐIỆN-ĐIỆN
TỬ, ĐIỆN TỬ TRUYỀN THÔNG, TỰ ĐỘNG HÓA VÀ ĐIỀU KHIỂN
HỆ CAO ĐẲNG NGHỀ: KỸ THUẬT MÁY LẠNH VÀ ĐHKK, ĐIỆN TỬ
CÔNG NGHIỆP, KỸ THUẬT SỮA CHỮA LẮP RÁP MÁY TÍNH
HỆ TRUNG CẤP: CNKT NHIỆT (ĐIỆN LẠNH))

TP. HỒ CHÍ MINH, 09 - 2018
(LƯU HÀNH NỘI BỘ)



Mục lục

MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG ................................................................................ 1
1.1. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN ...................................................................................... 1
1.1.1. Định luật Ohm ......................................................................................................... 1
1.1.2. Định luật phân áp .................................................................................................... 1
1.1.3. Định luật phân dòng ................................................................................................ 3
1.1.4. Biến đổi tương đương giữa nguồn dòng và nguồn áp ............................................. 3
1.2. ĐIỆN TRỞ (RESISTOR) ............................................................................................ 5

1.2.1. Khái niệm ................................................................................................................ 5
1.2.2. Ký hiệu .................................................................................................................... 5
1.2.3. Đơn vị...................................................................................................................... 5
1.2.4. Các thông số kỹ thuật .............................................................................................. 5
1.2.5. Công dụng ............................................................................................................... 6
1.2.6. Phân loại và cấu tạo ................................................................................................ 6
1.2.7. Cách biểu thị giá trị điện trở ................................................................................... 7
1.2.8. Điện trở SMD (SMD-Surface Mount Devices) ...................................................... 9
1.2.9. Biến trở.................................................................................................................. 11
1.2.10. Ghép điện trở......................................................................................................... 12
1.3. TỤ ĐIỆN (CAPACITOR) ......................................................................................... 12
1.3.1. Khái niệm .............................................................................................................. 12
1.3.2. Ký hiệu .................................................................................................................. 12
1.3.3. Đơn vị.................................................................................................................... 13
1.3.4. Thông số kỹ thuật .................................................................................................. 13
1.3.5. Công dụng ............................................................................................................. 13
1.3.6. Phân loại ................................................................................................................ 13
1.3.7. Cấu tạo .................................................................................................................. 13
1.3.8. Cách ghi giá trị điện dung ..................................................................................... 15
1.3.9. Đặc tính của tụ điện .............................................................................................. 16
1.3.10. Ghép tụ điện .......................................................................................................... 16
1.4. CUỘN CẢM (INDUCTOR) .................................................................................... 17
1.4.1. Khái niệm .............................................................................................................. 17
1.4.2. Ký hiệu .................................................................................................................. 17
1.4.3. Đơn vị.................................................................................................................... 17
1.4.4. Cách ghi giá trị độ tự cảm ..................................................................................... 18
1.4.5. Đặc tính của cuộn cảm .......................................................................................... 18
1.4.6. Phân loại và cấu tạo .............................................................................................. 18
1.4.7. Ghép cuộn dây ...................................................................................................... 18
1.4.8. Công dụng ............................................................................................................. 19

CHƯƠNG 2: CHẤT BÁN DẪN VÀ DIODE ....................................................................... 25
2.1. CHẤT BÁN DẪN ..................................................................................................... 25
2.1.1. Khái niệm .............................................................................................................. 25
2.1.2. Chất bán dẫn thuần ................................................................................................ 25
2.1.3. Chất bán dẫn pha tạp ............................................................................................. 26
2.1.4. Mối nối P-N .......................................................................................................... 28
2.2. DIODE BÁN DẪN ...................................................................................................... 28
2.2.1. Cấu tạo, ký hiệu ...................................................................................................... 28
2.2.2. Nguyên lý hoạt động ............................................................................................. 29
2.2.3. Đặc tuyến Vôn - Ampe của Diode ........................................................................ 30
Trang i


Mục lục
2.2.4. Điện trở của diode .................................................................................................31
2.2.5. Mạch điện tương đương của diode ........................................................................32
2.2.6. Cơ chế đánh thủng trong diode..............................................................................36
2.2.7. Các thông số kỹ thuật của diode ............................................................................37
2.3. MỘT SỐ DIODE BÁN DẪN ......................................................................................37
2.3.1. Diode chỉnh lưu .....................................................................................................37
2.3.2. Diode phát quang – LED (Light Emitting Diode) .................................................37
2.3.3. Diode zener ............................................................................................................39
2.4. ỨNG DỤNG CỦA DIODE .........................................................................................41
2.4.1. Chỉnh lưu ...............................................................................................................41
2.4.2. Ứng dụng của diode zener trong mạch ổn áp ........................................................45
2.4.3. Mạch nguồn DC ....................................................................................................46
2.4.4. Mạch chỉnh lưu tăng đôi điện thế kiểu Latour.......................................................48
2.4.5. Mạch ghim .............................................................................................................48
CHƯƠNG 3: TRANSISTOR LƯỠNG CỰC .......................................................................57
3.1. TỔNG QUAN VỀ BJT ..............................................................................................57

3.2. CÁC TRẠNG THÁI HOẠT ĐỘNG CỦA TRANSISTOR LƯỠNG CỰC ..............58
3.2.1. Mạch phân cực cơ bản ...........................................................................................58
3.2.2. Đặc tuyến Vôn – Ampe .........................................................................................60
3.3. CÁC THÔNG SỐ KỸ THUẬT CƠ BẢN CỦA BJT ................................................62
3.3.1. Hệ số khuếch đại dòng điện DC (hFE) ...................................................................62
3.3.2. Điện áp giới hạn ....................................................................................................63
3.3.3. Dòng điện giới hạn ................................................................................................63
3.3.4. Công suất giới hạn .................................................................................................63
3.4. PHÂN CỰC CHO BJT ..............................................................................................64
3.4.1. Phân cực bằng hai nguồn riêng..............................................................................64
3.4.2. Phân cực bằng một nguồn chung (cực B, fixed bias) ............................................67
3.4.3. Phân cực bằng một nguồn chung có điện trở ổn định nhiệt RE ............................70
3.4.4. Phân cực bằng mạch chia áp..................................................................................73
3.4.5. Phân cực hồi tiếp từ cực C.....................................................................................77
3.5. BJT LÀM VIỆC TRONG CHẾ ĐỘ CHUYỂN MẠCH............................................79
3.6. MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ DÙNG TRANSISTOR ............................81
3.6.1. Mô hình tương đương AC của BJT .......................................................................81
3.6.2. Mạch khuếch đại mắc kiểu E chung (CE) .............................................................81
3.6.3. Mạch khuếch đại tín hiệu ngỏ mắc cực thu chung (CC) .......................................86
3.6.4. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc cực nền chung (CB).......................................87
CHƯƠNG 4: TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG - FET..............................................97
4.1. KHÁI NIỆM ..............................................................................................................97
4.2. TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG LOẠI MỐI NỐI – JFET (JUNCTION
FET) ....................................................................................................................................97
4.2.1. Cấu tạo ...................................................................................................................97
4.2.2. Nguyên lý hoạt động và đặc tuyến Volt-Ampe .....................................................97
4.2.2.1. Xét trường hợp VGS = 0 (ngắn mạch G-S), VDS>0: .......................................98
4.2.2.2. Xét trường hợp VGS < 0, VDS > 0: ..................................................................99
4.2.2.3. Vùng thắt kênh – Vùng bão hòa: .................................................................100
4.2.3. Phân cực cho JFET .................................................................................................100

4.2.3.1. Mạch phân cực cố định (fixed bias): ............................................................100
4.2.3.2. Mạch tự phân cực: ........................................................................................103
4.2.3.3. Phân cực dùng cầu phân áp: .........................................................................107

Trang ii


Mục lục
4.3. TRANSISTOR HIỆU ỨNG TRƯỜNG LOẠI CỰC CỔNG CÁCH LY –
MOSFET .......................................................................................................................... 110
4.3.1. MOSFET kênh có sẵn D-MOSFET (Deleption MOSFET) ................................ 110
4.3.1.1. Cấu tạo: ........................................................................................................ 110
4.3.1.2. Nguyên lý hoạt động cơ bản và các đặc tuyến Vôn-Ampe: ............................ 110
4.3.1.3. Phân cực D-MOSFET: ................................................................................ 111
4.3.2. MOSFET kênh cảm ứng E-MOSFET (Enhancement MOSFET) ...................... 117
4.3.2.1. Cấu tạo: ........................................................................................................ 117
4.3.2.2. Đặc tuyến Vôn–Ampe: ................................................................................ 117
4.3.2.3. Phân cực cho E-MOSFET: .......................................................................... 118
4.4. MẠCH KHUẾCH ĐẠI TÍN HIỆU NHỎ SỬ DỤNG TRANSISTOR TRƯỜNG FET
................................................................................................................................. 122
4.4.1. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc CS ............................................................... 124
4.4.2. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc CD ............................................................... 125
4.4.3. Mạch khuếch đại tín hiệu nhỏ mắc CG ............................................................... 127
CHƯƠNG 5: MẠCH KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN ..................................................... 134
5.1. GIỚI THIỆU OP-AMP ............................................................................................ 134
5.1.1. Ký kiệu và đặc tính của Op-Amp........................................................................ 134
5.1.2. Đặc tuyến truyền đạt của Op-Amp ..................................................................... 135
5.2. MẠCH KHUẾCH ĐẠI SỬ DỤNG OP-AMP ........................................................ 136
5.2.1. Mạch khuếch đại không đảo ............................................................................... 136
5.2.2. Mạch đệm không đảo .......................................................................................... 137

5.2.3. Mạch khuếch đại đảo .......................................................................................... 138
5.2.4. Mạch khuếch đại cộng đảo.................................................................................. 139
5.2.5. Mạch khuếch đại cộng không đảo....................................................................... 141
5.2.6. Mạch trừ .............................................................................................................. 144
5.3. MẠCH SO SÁNH SỬ DỤNG OP-AMP ................................................................ 145
5.3.1. Mạch so sánh với điện áp 0V .............................................................................. 145
5.3.2. Mạch so sánh điện áp với điện áp chuẩn Vref .................................................... 146
5.4. Mạch schmitt trigger: .............................................................................................. 148
5.4.1. Mạch schmitt trigger đảo – đối xứng: ................................................................. 148
5.4.2. Mạch schmitt trigger đảo – không đối xứng: ...................................................... 150
5.4.3. Mạch schmitt trigger không đảo – đối xứng ....................................................... 153
CHƯƠNG 6: THYSISTOR ................................................................................................. 162
6.1. GIỚI THIỆU HỌ THYRISTOR ............................................................................. 162
6.2. SCR (SILICON - CONTROLLED RECTIFIER) ................................................... 162
6.2.1. Tổng quan SCR ................................................................................................... 162
6.2.2. Nguyên lý hoạt động SCR .................................................................................. 163
6.2.3. Đặc tuyến Vôn-Ampe của SCR .......................................................................... 164
6.2.4. Các ứng dụng của SCR ....................................................................................... 165
6.3. DIAC ....................................................................................................................... 167
6.3.1. Tổng quan DIAC ................................................................................................. 167
6.3.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 167
6.3.3. Đặc tuyến vôn – ampe của DIAC ....................................................................... 168
6.4. TRIAC ..................................................................................................................... 168
6.4.1 Tổng quan TRIAC .............................................................................................. 168
6.4.2. Nguyên lý hoạt động ........................................................................................... 169
6.4.3. Đặc tuyến vôn – ampe ......................................................................................... 169
6.4.4. Ứng dụng của triac .............................................................................................. 171
CHƯƠNG 7: LINH KIỆN QUANG ................................................................................... 174
Trang iii

Mục lục
7.1 GIỚI THIỆU ............................................................................................................174
7.2 DIODE PHÁT QUANG (LED) ...............................................................................174
7.2.1 Cấu tạo .................................................................................................................174
7.2.2 Phân loại ..............................................................................................................174
7.2.3 Ứng dụng .............................................................................................................175
7.2.4 LED 7 đoạn..........................................................................................................177
7.3 MẶT CHỈ THỊ TINH THỂ LỎNG (LCD) ..............................................................177
7.3.1. Giới thiệu .............................................................................................................177
7.3.2. Cấu tạo thanh LCD ..............................................................................................178
7.4. QUANG ĐIỆN TRỞ (PHOTORESISTOR) ............................................................178
7.4.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động: .............................................................................178
7.4.2. Ứng dụng .............................................................................................................178
7.5. QUANG DIODE (PHOTODIODE) ........................................................................179
7.5.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ..............................................................................179
7.5.2. Ứng dụng .............................................................................................................180
7.6. QUANG TRANSISTOR (PHOTOTRANSISTOR) ................................................181
7.6.1. Cấu tạo, nguyên lý hoạt động ..............................................................................181
7.6.2. Ứng dụng .............................................................................................................182
7.7. CÁC BỘ GHÉP QUANG (OPTO – COUPLERS) .................................................183
7.7.1. Cấu tạo .................................................................................................................183
7.7.2. Nguyên lý hoạt động ...........................................................................................183
7.7.3. Đặc trưng kỹ thuật ...............................................................................................183
7.7.4. Ứng dụng .............................................................................................................183
PHỤ LỤC ...............................................................................................................................187

Trang iv

Chương 1: Linh kiện thụ động

CHƯƠNG 1
LINH KIỆN THỤ ĐỘNG
1.1. CÁC ĐỊNH LUẬT CƠ BẢN
1.1.1. Định luật Ohm
Cường độ dòng điện I chạy qua một đoạn mạch có điện trở R tỉ lệ thuận với hiệu điện thế U hai
đầu đoạn đoạn mạch đó và tỉ lệ nghịch với điện trở.
I

R
B

A
U

Hình 1.1. Định luật Ohm
U
I
R

(1.1)

Trong đó:
U là điện áp giữa 2 đầu đoạn mạch, đơn vị là volt (V)
R là điện trở của vật dẫn, đơn vị là ohm (Ω)
I là cường độ dòng điện chạy qua vật dẫn, đơn vị là ampe (A)
Lưu ý: Dòng điện được quy ước là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện tích dương
(ngược với chiều của các hạt mang điện tích âm).
Ví dụ 1.1: Tính cường độ dòng điện I trong mạch hình 1.1. Biết hiệu điện thế U=12 VDC và

R=10Ω.
Giải:
U 12
I 
 1.2( A)
R 10
Ví dụ: 1.2: Tính điện trở R trong mạch hình 1.1. Biết rằng dòng điện trong mạch I = 20mA và
hiệu điện thế U= 36 VDC.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ví dụ: 1.3: Tính điện áp U trong mạch hình 1.1. Biết rằng dòng điện trong mạch I = 20μA và
R=100kΩ.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
1.1.2. Định luật phân áp
Mạch phân áp có dạng như hình 1.2.
Dòng điện qua điện trở R1 và R2 là dòng điện I xác định qua công thức:
U in
I
R1  R2
Điện áp ra Uout cũng là điện áp giữa 2 đầu điện trở R2 được tính như sau:

Trang 1

(1.2)

Chương 1: Linh kiện thụ động

U out  R2 I 

R2U in
R1  R2

(1.3)

+
R1
Uin
R2
-

+

Uout
-

Hình 1.2. Mạch phân áp
Ví dụ 1.4: Cho mạch như hình 1.2, dựa vào mối quan hệ phân áp hãy tính Uout. Biết rằng Uin
=12 VDC, R1=1kΩ, R2=10kΩ.
Giải:
RU
U out  R2 I  2 in  10.9(V )
R1  R2
Ví dụ 1.5: Cho đoạn mạch như hình 1.3 với Uin = 6 VDC, R1=1 kΩ, R2=10 kΩ, R3=100kΩ.
Hãy tìm Uout.

+
R1
Uin
R2
-

+

Uout
-

Hình 1.3. Mạch ví dụ
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ví dụ 1.6: Cho đoạn mạch như hình 1.3 với Uout = 1.5 VDC, R1=150Ω, R2=3.3kΩ, R3=330Ω.
Hãy tìm Uin.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

Trang 2


Chương 1: Linh kiện thụ động

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
1.1.3. Định luật phân dòng
Mạch phân dòng có dạng như hình1.4:

I
I1

I2
R1

R2

Hình 1.4. Mạch phân dòng dùng nguồn dòng
Công thức tính dòng điện tại các nhánh:
 R2 
I1  I 

 R1  R2 

(1.4)

 R1 
I2  I 

 R1  R2 

Ví dụ 1.7: Cho mạch như hình 1.4. Hãy tìm I1, I2. Biết rằng R1 =5.6kΩ, R2=1kΩ, I=40mA.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ví dụ 1.8: Cho mạch như hình 1.4. Hãy tìm I1, I2. Biết rằng R1 =39Ω, R2=22Ω, I=5A.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
1.1.4. Biến đổi tương đương giữa nguồn dòng và nguồn áp
Trong mạch điện nguồn áp có thể được biến đổi sang nguồn dòng và nguồn dòng có thể được
biến đổi sang nguồn áp.

R
V

I

R

Hình 1.5. Biến đổi tương đương giữa nguồn áp và nguồn dòng
Biến đổi mạch gồm một nguồn áp mắc nối tiếp với một điện trở sang mạch gồm một nguồn
dòng mắc song song với một điện trở dùng công thức của định luật Ohm.
Trang 3


Chương 1: Linh kiện thụ động
Ví dụ 1.9: Cho mạch như hình 1.6. Hãy biến đổi thành mạch tương đương gồm một nguồn dòng
mắc song song với một điện trở.

R

2

V
10V

Hình 1.6. Mạch ví dụ
Giải:

U
 5( A)
R
Mạch biến đổi tương đương có dạng như hình 1.7.
I

R

I
5A

2

Hình 1.7. Mạch sau biến đổi tương đương sang nguồn dòng
Ví dụ 1.10: Cho mạch gồm một nguồn áp mắc nối tiếp với một điện trở như hình 1.5. Biết
nguồn áp có giá trị là 15 VDC và điện trở R=3kΩ. Hãy biến đổi thành mạch tương đương gồm
một nguồn dòng mắc song song với một điện trở.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………

…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ví dụ 1.11: Cho mạch như hình 1.8. Hãy biến đổi thành mạch tương đương gồm một nguồn áp
mắc song song với một điện trở.

R
3

I
2A
Hình 1.8. Mạch ví dụ
Giải:
U  IR  6(V )
Mạch biến đổi tương đương có dạng như hình 1.9.

Trang 4


Chương 1: Linh kiện thụ động

R
3
6V

Hình 1.9. Mạch sau biến đổi tương đương sang nguồn áp
Ví dụ 1.12: Cho mạch hình 1.8. Biết nguồn dòng có giá trị là 1mA và điện trở R=2kΩ. Hãy

biến đổi thành mạch tương đương gồm một nguồn áp mắc nối tiếp với một điện trở.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
1.2. ĐIỆN TRỞ (RESISTOR)
1.2.1. Khái niệm
Điện trở (resistor) là một linh kiện điện tử có tác dụng hạn chế cường độ dòng điện trong mạch.
Điện trở kháng (resistance) là đại lượng vật lí đặc trưng cho tính cản trở dòng điện của vật liệu.
Điện trở kháng R của dây dẫn tỉ lệ thuận với điện trở suất và độ dài của dây dẫn, tỉ lệ nghịch
với tiết diện của dây.
l
R
(1.5)
S
Trong đó:
R: điện trở của dây dẫn, tính bằng Ohm (Ω)
ӏ: chiều dài của dây dẫn, tính bằng mét (m)
S: tiết diện của dây dẫn, tính bằng mét vuông (m2)
 : đại lượng đặc trưng cho sức cản điện của vật liệu dùng làm dây dẫn, gọi là điện trở suất của
dây dẫn, được tính bằng Ohm met (Ωm).
1.2.2. Ký hiệu
Ký hiệu điện trở:

Hình 1.10. Ký hiệu điện trở

1.2.3. Đơn vị
Đơn vị của điện trở là Ohm (Ω)
Ngoài ra còn có các bội số:

1kΩ = 1 000 Ω = 103 Ω

1MΩ = 1 000 000 Ω = 106 Ω
1.2.4. Các thông số kỹ thuật
Trị số danh định: trị số này tính bằng Ohm (Ω), thường được ký hiệu trên thân điện trở bằng
vòng màu hoặc bằng chữ số.
Công suất danh định: công suất tiêu tán tối đa cho phép trên điện trở có thể chịu đựng, nếu sử
dụng quá trị số này thì điện trở bị hỏng. Các trị số của ông suất danh định trong công nghiệp:
Trang 5


Chương 1: Linh kiện thụ động
1/8W, 1/4W, 1/2W, 1W, 2W, 3W, 5W, 7W, 10W. Điện trở có công suất tiêu tán lớn thì có kích
thước lớn.
Dung sai của điện trở: dung sai là độ sai số của điện trở. Có 3 cấp dung sai thường dùng
là: ±0.25%,:±0.1%, ±0.5%, ±1%, ±2%, ±5%, ±10%. Những điện trở có dung sai nhỏ được
dùng trong các thiết bị đo cần có độ chính xác cao.
1.2.5. Công dụng
Điện trở là linh kiện điện tử thụ động được sử dụng trong tất cả các mạch điện tử.
1.2.6. Phân loại và cấu tạo
Phân loại dựa vào chức năng:

Điện trở có trị số không đổi.

Điện trở có trị số biến đổi được gọi là biến trở.
Phân loại dựa vào cấu tạo:


Điện trở màng than (carbon film resistor)

Điện trở màng kim loại (metal film resistor)

Điện trở dây quấn (wire wound resistor)

Hình1.11. Cấu tạo điện trở màng than

Hình 1.12. Cấu tạo điện trở màng
kim loại

Hình1.13. a. Điện trở dây quấn có giá trị R cố định
b. Điện trở dây quấn có giá trị R biến đổi

Hình1.14. Các hình dạng thực tế của điện trở

Trang 6


Chương 1: Linh kiện thụ động
1.2.7. Cách biểu thị giá trị điện trở
Giá trị và sai số của điện trở được biểu thị dùng màu sắc.
Bảng 1.1. Bảng màu điện trở
Màu sắc

Giá trị

Đen
(Black)

0

Nâu
(Brown)

1

Đỏ
(Red)

2

Cam
(Orange)

3

Vàng
(Yellow)

4

Xanh lục
(Green)

5

Xanh lam
(Blue)

6

Tím
(Violet)

7

Xám
(Grey)

8

Trắng
(White)

9

Đối với điện trở có 4 vòng màu, cách đọc được chỉ ra trong hình 1.15 và đơn vị đọc được Ohm.
Đối với điện trở 5 vòng màu cách đọc được chỉ ra trong hình 1.16 và đơn vị đọc được Ohm.
Lưu ý: Với những điện trở có trị số từ 10 trở xuống, nếu vòng thứ ba là:

Đen: không có số 0 thêm vào

Vàng kim: hai số ở vị trí vòng 1 và vòng 2 được chia cho 10

Bạc: hai số ở vị trí vòng 1 và vòng 2 được chia cho 100

Trang 7

Chương 1: Linh kiện thụ động
Vòng 1: số thứ nhất tương ứng với bảng
màu
Vòng 2: số thứ hai tương ứng với bảng
màu
Vòng 3: hệ số nhân (số lượng con số 0 thêm
vào)
𝑣à𝑛𝑔 5%
Vòng 4: dung sai {
𝑏ạ𝑐 10%

Hình 1.15. Cách đọc giá trị điện trở theo vòng màu với điện trở 4 vòng màu
Vòng 1: số thứ nhất tương ứng với bảng
màuVòng 2: số thứ hai tương ứng với bảng
màu
Vòng 3: số thứ ba tương ứng với bảng màu
Vòng 4: hệ số nhân (số lượng con số 0 thêm vào)
Vòng 5: dung sai (nâu 1%, đỏ 2%, xanh lá
0.5%, xanh lam 0.25%, tím 0.1%)

Hình 1.16. Cách đọc giá trị điện trở theo vòng màu đối với điện trở 5 vòng màu
Ví dụ 1.13: Cho điện trở như hình 1.17, hãy tìm giá trị của nó.

Vòng 1: Đỏ
→2

Vòng 2: Xanh lá
→5


Vòng 3: Đỏ
→00

Vòng 4: Vàng kim →± 5%

R = 2500 Ω ±5%

Trang 8


Chương 1: Linh kiện thụ động
R = 2500Ω ±5%

Đỏ
Xanh lá
Đỏ
Vàng kim

Hình 1.17. Hình ví dụ
Ví dụ 1.14: Cho điện trở có các vòng màu như sau, hãy tìm giá trị của nó.

Vòng 1: Đỏ

Vòng 2: Xanh lá

Vòng 3: Đen

Vòng 4: Vàng kim
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………

Ví dụ 1.15: Cho điện trở có các vòng màu như sau, hãy tìm giá trị của nó.

Vòng 1: Đỏ

Vòng 2: Xanh lá

Vòng 3: Vàng kim

Vòng 4: Bạc
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Ví dụ 1.16: Cho điện trở có các vòng màu như sau, hãy tìm giá trị của nó.

Vòng 1: Xanh lá

Vòng 2: Đen

Vòng 3: Bạc

Vòng 4: Vàng kim
…………………………………………………………………………………………………
………………………………………………………………………………………
Lưu ý: Điện trở 0 Ω có 1 vòng màu màu đen như hình 1.18
Đen

Hình 1.18. Điện trở 0 Ohm
1.2.8. Điện trở SMD (SMD-Surface Mount Devices)
Điện trở dán là loại điện trở có kích thước cực nhỏ thường dùng trong những mạch đòi hỏi sự
nhỏ gọn. Điện trở dán được làm theo công nghệ dán bề mặt, tức là dán trực tiếp lên bảng mạch
in. Kích thước của điện trở dán có thể nhỏ tới 0,6mm x 0,3mm.

Đặc điểm:

Công suất hoạt động (tỏa nhiệt) cực thấp: dưới 0.125W (dễ cháy nếu dùng không cẩn
thận).
Trang 9


Chương 1: Linh kiện thụ động

Độ chính xác cực cao: sai số chỉ +/- 1% trở xuống.

Giá thành cao: cao hơn điện trở thông thường khoảng 20%.
Hình dạng điện trở dán được chỉ ra trong hình 1.18. Một số cách đọc giá trị điện trở dán thể
hiện ở hình 1.18. Điện trở dán dùng 3 chữ số in trên lưng để chỉ giá trị của điện trở. Hai chữ số
đầu là giá trị thông dụng và số thứ 3 là số mũ của mười (số con số không).
Ví dụ 1.17:
334 = 33 × 104 ohms = 330 kilohms
222 = 22 × 102 ohms = 2.2 kilohms
473 = 47 × 103 ohms = 47 kilohms
105 = 10 × 105 ohms = 1.0 megohm
Điện trở dưới 100 ohms sẽ ghi: số cuối = 0 (Vì 100 = 1).

Hình 1.19. Hình dạng điện trở dán

Hình 1.20. Cách đọc trị số điện trở dán
Trang 10


Chương 1: Linh kiện thụ động
Ví dụ 1.18:

100 = 10 × 100 ohm = 10 ohms
220 = 22 × 100 ohm = 22 ohms
Đôi khi nó được khi hẳn là 10 hay 22 để tránh hiểu nhầm là 100 = 100ohms hay 220 là 220ohms.
Điện trở nhỏ hơn 10 ohms sẽ được ghi kèm chữ R để chỉ dấu thập phân.
Ví dụ 1.19:
4R7 = 4.7 ohms
R300 = 0.30 ohms
0R22 = 0.22 ohms
0R01 = 0.01 ohms
Trường hợp điện trở dán có 4 chữ số thì 3 chữ số đầu là giá trị thực và chữ số thứ tư chính là số
mũ 10 (số số không).
Ví dụ 1.20:
1001 = 100 × 101 ohms = 1.00 kilohm
4992 = 499 × 102 ohms = 49.9 kilohm
1000 = 100 × 100 ohm = 100 ohms
Một số trường hợp điện trở lớn hơn 1000ohms thì được ký hiệu chữ K (tức Kilo ohms) và điện
trở lớn hơn 1000.000 ohms thì ký hiệu chử M (Mega ohms).Các điện trở ghi 000 hoặc 0000 là
điện trở có trị số = 0ohms.
Lưu ý: những điện trở có giá trị cỡ vài chục ohm thường chỉ có 2 chữ số, chữ số thứ 3 đã bị
lược bỏ. Những điện trở có trị số cỡ vài ohm thường có chữ "R" đứng phía sau. Ví dụ: 3R = 3
ohm.
1.2.9. Biến trở
Điện trở có trị số biến đổi được gọi tên là biến trở (VR: Variable resistor) hay triết áp (P:
Potentiometer), đó là một điện trở có thể thay đổi trị số tùy theo yêu cầu sử dụng.
Ký hiệu:

Hình 1.21. Kí hiệu biến trở
Các hình dạng của biến trở:

Hình 1.22. Các hình dạng của điện trở

Trang 11


Chương 1: Linh kiện thụ động
1.2.10. Ghép điện trở
Ghép nối tiếp:

R1

R2

R3

V
Hình 1.23. Ghép điện trở kiểu nối tiếp
Điện trở tương đương xác định theo công thức:
R  R1  R2  R3
Ghép song song:

V

R1

(1.6)

R2

R3

Hình 1.24. Ghép điện trở kiểu song song
Điện trở tương đương xác định theo công thức:
1 1
1
1
 

(1.7)
R R1 R2 R3
Ví dụ 1.21: Cho mạch như hình 1.23. Xác định điện trở tương đương biết R1=30k Ω, R2=10
kΩ, R3=56k Ω.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ví dụ 1.22: Cho mạch như hình 1.24. Xác định điện trở tương đương biết R1=330 Ω, R2=10
kΩ, R3=56k Ω.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
1.3. TỤ ĐIỆN (CAPACITOR)
1.3.1. Khái niệm
Tụ điện được cấu tạo gồm có hai bản cực được đặt song song nhau, giữa hai bản cực là một
chất cách điện gọi là điện môi.
1.3.2. Ký hiệu
C
Ký hiệu tụ không phân cực:
Ký hiệu tụ phân cực:

Trang 12

Chương 1: Linh kiện thụ động
1.3.3. Đơn vị
Đơn vị của điện dung là Farad (F). Farad là đơn vị rất lớn nên thường dùng các ước số sau:

1 micro Farad ( 𝜇F và uF) = 1/1.000.000 F = 10-6 F

1 nano Farad (nF) = 1/1.000 𝜇F = 10-9 F

1 pico Farad (pF) = 1/1.000.000 𝜇F = 10-12 F
1.3.4. Thông số kỹ thuật
Điện dung danh định là giá trị điện dung ghi trên thân tụ.
Điện áp danh định là điện áp tối đa cho phép đặt lên hai cực của tụ điện, vượt quá trị số này tụ
bị hư.
Điện trở cách điện là trị số này biểu thị chất liệu của chất điện môi và cũng là biểu thị dòng điện
rò (rỉ) qua tụ điện.
1.3.5. Công dụng

Tụ lọc nguồn, lọc nhiễu

Tụ liên lạc giữa các tầng

Cách ly dòng điện DC…
1.3.6. Phân loại
Phân loại theo chất điện môi dùng trong tụ điện:

Tụ sứ là tụ điện có điện môi làm bằng sứ

Tụ hóa là tụ điện có điện môi làm bằng dung dịch hóa học


Tụ mica là tụ điện có điện môi làm bằng mica

Tụ giấy là tụ điện có điện môi làm bằng giấy…
Phân loại dựa vào cực tính của tụ điện:

Tụ có phân cực

Tụ không phân cực
Phân loại dựa vào giá trị của tụ điện:

Tụ điện có điện dung thay đổi: tụ biến đổi, tụ tinh chỉnh

Tụ điện có điện dung cố định
1.3.7. Cấu tạo
Tụ sứ là tụ không phân cực, trị số của tụ điện vào khoảng từ vài pF đến vài chục nghìn pF
thường được sử dụng trong các mạch điện có tần số cao hoặc mạch lọc nhiễu.

Hình 1.25. Tụ sứ
Tụ hóa là tụ phân cực có cực dương được làm bằng kim loại đặc biệt được xử lý bề mặt để tạo
lớp oxit cách điện. Sau đó chất điện phân rắn hoặc không rắn (non-solid) được phủ lên mặt lớp
oxit để tạo ra cực âm. Do lớp oxit cách điện cực mỏng nên tụ hoá thường có trị số điện dung
lớn, từ hàng μF đến hàng chục ngàn μF. Trên thân tụ có ghi trị số điện dung, điện áp làm việc
ký hiệu là WV (Working Voltage) và dấu cực âm (-).
Tuy trên tụ hóa có ghi giá trị điện dung nhưng khi sử dụng cần lưu ý:

Khi dùng tụ hóa phải mắc đúng cực tính: cực dương gắn vào nơi có điện thế cao hơn
cực âm.

Không dùng tụ hóa ở mạch điện xoay chiều.

Trang 13


Chương 1: Linh kiện thụ động

Hình 1.26. Tụ hóa
Tụ giấy là tụ không phân cực gồm có hai lá kim loại đặt xen kẽ giữa hai bản giấy dùng làm chất
điện môi và cuộn tròn lại thành một ống. Tụ này có ưu điểm là tuy kích thước nhỏ nhưng điện
dung lớn. Khuyết điểm là điện trở cách điện nhỏ, dễ bị chập.

Hình 1.27. Tụ giấy
Tụ mica là tụ không phân cực gồm có những lá kim loại đặt xen kẽ với những lá mica dùng làm
điện môi. Tụ mica có tính năng tốt hơn tụ giấy nhưng đắt hơn.

Hình 1.28. Tụ mica
Tụ biến đổi (Tụ xoay): điện môi là không khí, tụ gồm có nhiều lá động và nhiều lá tĩnh hình
gần như bán nguyệt đặt song song và xen kẽ nhau. Các lá tĩnh thì cách điện với thân tụ, còn các
lá động thì gắn với trục xoay. Khi xoay trục tụ xoay thì phần diện tích đối diện giữa lá động và
lá tĩnh sẽ thay đổi, tức giá trị tụ thay đổi. Khi phần diện tích đối diện giữa hai lá nhiều thì giá
trị điện dung lớn và ngược lại.

Trang 14


Chương 1: Linh kiện thụ động
Ký hiệu tụ biến đổi:

Hình 1.29. Tụ biến đổi
Tụ tinh chỉnh: dùng để chỉnh cho mạch được chính xác. Những tụ này thường có trị số nhỏ và
phạm vi biến đổi hẹp. Người ta chỉ tác động đến tụ này khi lấy chuẩn, sau đó thì cố định vị trí.

Ký hiệu tụ tinh chỉnh:
C

Hình 1.30. Tụ tinh chỉnh
1.3.8. Cách ghi giá trị điện dung
Ghi chú: Đối với những tụ kích thước lớn thì giá trị điện dung được ghi trên thân tụ và các
thông số danh định.
Sai số:
Bảng 1.2 Sai số của tụ điện
F
G
J
K
L
M
±1%
±2%
±5%
±10%
±15%
±20%

Đối với tụ có một hoặc hai con số: con số này biểu thị giá trị điện dung của tụ, đơn vị
đọc là pF.
Ví dụ 1.21: Xác định giá trị điện dung của tụ sau:
5J
→
C = 5 pF ±5%
47J
→

C = 47 pF ±5%

Đối với tụ có ba con số: số ở vị trí hàng đơn vị là số lượng con số 0 (zero) phải thêm
vào sau hai số ở hàng chục và hàng trăm, đơn vị là pF.
Ví dụ 1.22: Xác định giá trị điện dung của tụ sau:
104J →
C = 100000 pF ±5% = 100nF ±5% = 0,1𝜇F ±5%

Trang 15


Chương 1: Linh kiện thụ động

Hình 1.31. Các giá trị của tụ điện trên thị trường
Ví dụ 1.23: Hãy xác định giá trị điện dung của tụ sau: 103J, 102J, 474J
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
1.3.9. Đặc tính của tụ điện
Đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện của tụ gọi là dung kháng. Dung kháng được
tính theo công thức:
1
1
Zc 

( )
(1.8)
C 2 fC

Cường độ dòng điện xoay chiều đi qua tụ điện tỉ lệ nghịch với dung kháng và tần số của dòng
điện.
Đối với dòng điện một chiều, vì dòng điện một chiều có 𝑓 = 0 → 𝑍𝐶 = ∞ nên tụ điện không
cho dòng một chiều chạy qua.
1.3.10. Ghép tụ điện
Ghép nối tiếp:

C1

C2

C3

V
Hình 1.32. Ghép tụ điện kiểu nối tiếp
Giá trị điện dung tương đương được tính bằng công thức:
1
1
1
1



C C1 C2 C 3

Trang 16

(1.9)

Chương 1: Linh kiện thụ động
Ghép song song:

C1

C2

C3

V
Hình1.33. Ghép tụ điện kiểu song song
Điện dung tương đương được tính bằng công thức:
C  C1  C2  C3
(1.10)
Ví dụ 1.24: Cho mạch như hình 1.32. Xác định điện dung tương đương biết: C1=30  F , C2=
60  F , C3= 0.1  F .
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ví dụ 1.25: Cho mạch như hình 1.33. Xác định điện dung tương đương biết: C1=0.47  F ,
C2= 3.3  F , C3= 0.1  F .
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
1.4. CUỘN CẢM (INDUCTOR)
1.4.1. Khái niệm
Cuộn cảm là một sợi dây dẫn điện quấn lại nhiều vòng trên một lõi, lõi có thể là không khí
(không có lõi) hoặc một khung cách điện (có lõi).
1.4.2. Ký hiệu

Cuộn dây không lõi
L
Cuộn dây lõi điều
chỉnh

Cuộn dây lõi sắt
L
Cuộn dây lõi
Ferrite

Hình 1.34. Cuộn cảm
1.4.3. Đơn vị
Cuộn cảm có một độ tự cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Henry (H).
Các ước số của Henry (H):

1 mili Henry (mH) = 10-3 H

1 micro Henry (𝜇H) = 10-6 H
Trang 17


Chương 1: Linh kiện thụ động
1.4.4. Cách ghi giá trị độ tự cảm
Trên thân cuộn cảm có in 3 vòng màu để biểu thị giá trị, vòng 1 có vị trí gần dây đồng hơn vòng
3. Cách đọc giá trị theo qui ước bảng màu và ý nghĩa của các vòng màu tương tự như điện trở,
đơn vị là 𝜇H.
1.4.5. Đặc tính của cuộn cảm
Đại lượng đặc trưng cho tính cản trở dòng điện của cuộc cảm được gọi là cảm kháng với công
thức tính:
Z L   L  2 fL()

(1.11)
Trong đó:
L: hệ số tự cảm của cuộn dây tính bằng Henry (H)
f: tần số làm việc của dòng điện tính bằng Hert
Cường độ dòng điện xoay chiều đi qua cuộn cảm tỉ lệ nghịch với cảm kháng và tần số của dòng
điện
Đối với dòng điện một chiều, vì dòng điện một chiều có 𝑓 = 0 → 𝑍𝐿 = 0(Ω) nên cuộn cảm
tương đương với một sợi dây dẫn điện.
Cuộn dây làm dòng điện xoay chiều bị chậm pha 90o so với điện thế.
1.4.6. Phân loại và cấu tạo
Cuộn cảm được phân loại theo tần số làm việc của dòng điện:

Cuộn dây cao tần

Cuộn dây trung tần

Cuộn dây hạ tần
Cuộn dây cao tần và trung tần dùng lõi ferrit: được làm từ bột sắt trộn với chất kết dính, sau đó
ép vào khuôn có dạng như mong muốn và đem đi nung.
Cuộn dây hạ tần dùng lõi sắt từ

Ở tần số thấp người ta dùng cuộn dây có lõi bằng sắt từ gồm nhiều lá ghép lại, lõi sắt
của cuộn dây được chế tạo giống như của biến thế.

Cuộn dây được quấn thành nhiều lớp, trên một khung bằng giấy cứng hay bằng nhựa và
lớp này cách điện với lớp kia bằng một lớp giấy mỏng, phía ngoài cuộn dây được bao lại bằng
một lớp giấy cứng.
1.4.7. Ghép cuộn dây
Ghép nối tiếp:

L1

L2

L3

V
Hình 1.35. Ghép cuộn cảm kiểu nối tiếp
Giá trị điện cảm tương đương được tính theo công thức:
L  L1  L2  L3
Ghép song song:

V

L1

L2

L3

Hình 1.36. Ghép cuộn cảm kiểu song song
Trang 18

(1.12)


Chương 1: Linh kiện thụ động
Giá trị điện cảm tương đương được tính theo công thức:
1 1 1 1
  

(1.13)
L L1 L2 L3
Ví dụ 1.26: Cho mạch như hình 1.35. Xác định điện cảm tương đương biết: L1= 1 mH, L2=
3mH, L3=4mH.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
Ví dụ 1.27: Cho mạch như hình 1.36. Xác định điện cảm tương đương biết: L1= 1 mH, L2=
3mH, L3=4mH.
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………………………
…………………………………………………………………………………
1.4.8. Công dụng
Cuộn dây được dùng để lọc trong

Các mạch lọc nguồn (máy cũ)

Cuộn dây kích thích trong loa, biến áp…

CÂU HỎI ÔN TẬP VÀ BÀI TẬP CHƯƠNG 1
A. TRẮC NGHIỆM
Câu 1: Giá trị của điện trở có vòng màu (nâu, xám, cam, bạc nhũ) là:
A. 18kΩ±10%
B. 18kΩ±5%
C. 1,8kΩ±5%
D. 1,8kΩ±10%
Câu 2: Giá trị của điện trở có vòng màu (lục, lam, nâu, vàng kim) là:
A. 560Ω±10%
B. 560Ω±5%
C. 56Ω±5%

D. 56Ω±10%
Câu 3: Vòng màu của điện trở có giá trị là:
A. Đỏ, đỏ, đỏ, vàng kim
B. Đỏ, đỏ, đỏ, bạc nhũ
C. Đỏ, đỏ, cam, vàng kim
D. Đỏ, đỏ, nâu, vàng kim
Câu 4: Vòng màu của điện trở có giá trị là:
A. Cam, cam, cam, bạc nhũ
B. Cam, cam, vàng, bạc nhũ
C. Cam, cam, cam, vàng kim
D. Cam, cam, vàng, vàng kim
Câu 5: Điện dung của tụ có mã ghi 475J là:
A. 4,7uF±5%
B. 0,47uF±5%
C. 4,7nF±5%
D. 0,47nF±5%
Câu 6: Điện dung của tụ có mã ghi 222K là:
A. 2,2nF±10%
B. 2,2nF±15%
Trang 19