Giáo trình Điện tử cơ bản - Nghề: Điện công nghiệp (Cao đẳng) - CĐ Kỹ Thuật Công Nghệ Bà Rịa-Vũng Tàu
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.45 MB, 234 trang )
ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH BR – VT
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ
GIÁO TRÌNH
MÔ ĐUN ĐIỆN TỬ CƠ BẢN
NGHỀ ĐIỆN CÔNG NGHIỆP
TRÌNH ĐỘ CAO ĐẲNG
Ban hành kèm theo Quyết định số: 01/QĐCĐN ngày 04 tháng 01 năm 2016
của Hiệu trưởng trường Cao đẳng nghề tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu
Bà Rịa – Vũng Tàu, năm 2016
TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể được
phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham
khảo.
1
Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh
doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm.
2
LỜI GIỚI THIỆU
Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện công nghiệp ở trình
độ Cao đẳng Nghề, giáo trình Điện tử cơ bản là một trong những giáo trình mô
đun môn học đào tạo chuyên ngành được biên soạn theo nội dung chương trình
khung được hiệu trưởng trường cao đẳng nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn
ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới
có liên quan đến nội dung chương trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo,
nội dung lý thuyết và thực hành được biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong
sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao.
Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng như khoa học
và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức
mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng tôi có đề ra nội dung thực tập của từng
bài để người học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên,
tùy theo điều kiện cơ sở vật chất và trang thiết bị, các trường có thể sử dụng
cho phù hợp.
Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng được mục tiêu đào tạo
nhưng không tránh được những khiếm khuyết. Rất mong nhận được đóng góp ý
kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện
hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Trường Cao đẳng nghề BRVT, KP Thanh
Tân – TT Đất Đỏ BRVT
Bà Rịa – Vũng Tàu, ngày 02 tháng 1 năm 2016
Biên soạn
1. Kỹ sư Nguyễn Hùng Chủ biên:
2. Kỹ sư Lê Minh Tân
3
4
MỤC LỤC
LỜI GIỚI THIỆU
...............................................................................................
3
Nội dung:
...........................................................................................................
16
BÀI 01
................................................................................................................
18
THIẾT KẾ MẠCH IN
........................................................................................
18
Giới thiệu:
.........................................................................................................
18
1. Một số quy tắc khi thiết kế mạch in
.................................................................
18
2. Quy trình thiết kế mạch in
.................................................................................
19
2.1. Thiết kế mạch in trên phần mềm máy tính
..............................................
19
2.1.1. Sơ đồ bố trí linh kiện.
.............................................................................
19
2.1.2. Sơ đồ mạch in
........................................................................................
19
2.1.3. Chế tạo mạch in
.....................................................................................
20
2.2. Thiết kế mạch in trên giấy
........................................................................
20
2.2.1. Vẽ bằng tay
.............................................................................................
20
3. Các bước thực hiện một tấm mạch in
...............................................................
22
4. Thực hành hoàn thiện mạch in
..........................................................................
25
CÂU HOI ÔN TÂP:
̉
̣
...........................................................................................
27
Câu 1: Nêu cac b
́ ươc thiêt kê mach in?
́
́ ́ ̣
...................................................................
27
Câu 2: Nêu cac b
́ ươc chê tao mach in?
́
́ ̣
...................................................................
27
Câu 3: Thiêt kê va han linh kiên cac mach điên t
́ ́ ̀ ̀
̣
́
̣
̣ ử như hình 1.22:
.........................
27
Câu 4: Lam mach trai tim
̀
̣
́
.........................................................................................
28
BÀI 02
................................................................................................................
31
HÀN LINH KIỆN
..............................................................................................
31
1. Giới thiệu bộ dụng cụ cầm tay.
.........................................................................
31
1.1. Dụng cụ hàn
..............................................................................................
31
1.2. Chì hàn và nhựa thông
...............................................................................
33
1.1.1 Chì hàn:(xem hình 22)
............................................................................
33
1.1.2. Nhựa thông:( xem hình 2.3)
...................................................................
34
1.3. Kềm
...........................................................................................................
35
1.3.1. Kềm cắt (xem hình 2.4)
..........................................................................
35
1.3.2. Kềm mỏ nhọn (xem hình 2.5)
.................................................................
35
1.4. Các dụng cụ khác:
......................................................................................
36
2.1. Kỹ thuật hàn nối, ghép
..............................................................................
36
2.1.1. Hàn nối hai đầu dây dẫn (xem hình 2.7)
................................................
38
2.1.2. Mối hàn ghép song song (xem hình 2.8)
.................................................
38
5
2.1.3. Mối hàn ghép vuông góc
.........................................................................
39
2.2. Hàn mạch in
................................................................................................
39
2.2.1. Kỹ thuật hàn xuyên lỗ
.............................................................................
39
2.3. Kỹ thuật hàn IC dán
...................................................................................
41
2.3.1. Những dụng cụ cần thiết
.......................................................................
41
2.3.2. Hàn điện trở dán, tụ dán
.........................................................................
42
2.3.3 Hàn IC dán
................................................................................................
42
3. Phương pháp xử lý mạch sau hàn
.......................................................................
43
3.1. Yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn
.........................................................
43
3.2. Phương pháp xử lý mạch sau hàn
..............................................................
44
CÂU HOI ÔN TÂP:
̉
̣
...........................................................................................
44
BÀI 03
................................................................................................................
48
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH PHÂN CỰC
...................................................
48
BẰNG CẦU PHÂN ÁP SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ
..............................................
48
1.3.Ứng dụng của điện trở
...............................................................................
50
1.4.Phân loại điện trở:
......................................................................................
50
2.Phương pháp đọc,đo và kiểm tra điện trở
..........................................................
51
2.2.2.Quy trình đo, kiểm tra điện trở
................................................................
54
Một số sai hỏng
.......................................................................................................
54
Nguyên nhân
............................................................................................................
54
3.Tính chọn điện trở cho mạch phân cực
..............................................................
55
4.Lắp ráp mạch phân cực bằng cầu phân áp sử dụng điện trở
............................
55
4.1.Lắp ráp mạch
..............................................................................................
55
4.2.Cấp nguồn cho mạch và khảo sát
..............................................................
56
CÂU HỎI ÔN TẬP
............................................................................................
56
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
57
BÀI 04
................................................................................................................
58
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU
.................................................
58
MỘT BÁN KỲ 1 PHA DÙNG DIODE
.............................................................
58
1. Khái niệm và phân loại chất bán dẫn
................................................................
58
1.1. Khái niệm chất bán dẫn:
...........................................................................
58
1.2. Chất bán dẫn loại n:
..................................................................................
59
1.3. Chất bán dẫn loại p:
..................................................................................
59
6
2. Cấu tạo, ký hiệu phân loại và nguyên lý hoạt động của Diode
.......................
60
2.1. Cấu tạo, ký hiệu và hình dáng:
..................................................................
60
2.2. Phân loại :
...................................................................................................
61
2.2.1. Diode Zener
..............................................................................................
61
2.2.2. Diode Thu quang. ( Photo Diode )
...........................................................
62
2.2.3. Diode Phát quang ( Light Emiting Diode : LED )
.................................
62
2.2.4. Diode Varicap (Diode biến dung)
...........................................................
63
2.2.5. Diode xung
..............................................................................................
63
2.2.6. Diode tách sóng.
.......................................................................................
64
2.2.7. Diode nắn điện.
.....................................................................................
64
2.3. Nguyên lý hoạt động:
.................................................................................
64
2.3.1. Phân cực thuận cho Diode.
.....................................................................
64
2.3.2. Phân cực ngược cho Diode.
...................................................................
65
3.Phương pháp đo, kiểm tra Diode
.........................................................................
66
4. Cấu tạo, ký hiệu phân loại và đặc tính của tủ điện
.........................................
67
4.1. Cấu Tạo:
.....................................................................................................
67
4.2. Ký hiệu: Tụ điện có ký hiệu là C
.............................................................
67
4.3. Đặc tính nạp xả của tụ
.............................................................................
67
4.4. Phân loại:
....................................................................................................
68
5. Phương pháp đọc, đo và kiểm tra tụ điện
..........................................................
69
5.1. Cách đọc : Lấy hai chữ số đầu nhân với 10(Mũ số thứ 3 )
....................
69
5.2. Cách đo, kiểm tra tụ điện:
.........................................................................
69
6.Nguyên lý hoạt động của mạch
...........................................................................
70
6.1.Sơ đồ mạch
.................................................................................................
70
6.2.Nhiệm vụ của các linh kiện
.......................................................................
70
6.3.Nguyên lý làm việc
......................................................................................
70
7.Các thông số của mạch
........................................................................................
71
8.Lắp ráp và khảo sát mạch chỉnh lưu 1 bán kỳ dùng diode
.................................
71
8.1.Lắp láp mạch
.....................................................................................................
71
CÂU HỎI ÔN TẬP
............................................................................................
73
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
74
BÀI 05
................................................................................................................
75
LẮP RÁP MẠCH CHỈNH LƯU TÒAN KỲ 1 PHA
.........................................
75
DÙNG 4 DIODE (CHỈNH LƯU CẦU)
............................................................
75
1.1.Sơ đồ mạch điện: (hình 5.1a)
.....................................................................
76
7
1.2.Nhiệm vụ của các linh kiện:
......................................................................
76
1.3.Nguyên lý làm việc:
....................................................................................
76
3.2. Khảo sát các thông số
................................................................................
78
CÂU HỎI ÔN TẬP
............................................................................................
80
BÀI 06
................................................................................................................
82
LÁP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU CẦU
........................................
82
BA PHA KHÔNG ĐIỀU KHIỂN
.....................................................................
82
1. Lắp ráp và khảo mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển tải trở
.............
82
2.Lắp ráp và khảo mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển tải cảm
...........
84
2.1.Lắp ráp mạch
..............................................................................................
84
CÂU HỎI ÔN TẬP
............................................................................................
86
BÀI 07
................................................................................................................
87
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU CẦU
........................................
87
BA PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN
..............................................................................
87
1.Lắp ráp và khảo mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển tải trở
....................
87
2.Lắp ráp và khảo mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển tải cảm
..................
89
BÀI 08
................................................................................................................
93
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH PHÂN CỰC BẰNG
.......................................
93
DÒNG BAZO DÙNG TRANSISTOR BJT
......................................................
93
2. Nguyên hoạt động của BJT.
...............................................................................
97
2.1.Xét hoạt động của Transistor NPN .
..........................................................
97
2.2.Xét hoạt động của Transistor PNP .
..........................................................
98
3. Phương pháp đo, kiểm tra BJT
...........................................................................
99
4.Nguyên lý hoạt động của mạch phân cực bằng dòng Bazo
............................
103
dùng transistor BJT
................................................................................................
103
5.Lắp ráp mạch phân cực bằng dòng Bazo dùng transistor BJT
.........................
104
5.1. Lắp ráp mạch trên hình 8.13
....................................................................
104
5.2. Khảo sát các thông số của mạch
.............................................................
105
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
105
BÀI 09
..............................................................................................................
107
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH PHÂN CỰC BẰNG
.....................................
107
CẦU PHÂN ÁP DÙNG TRANSISTOR BJT
.................................................
107
8
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
..............................................................
108
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
109
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
110
BÀI 10
..............................................................................................................
111
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH KĐ EC
..........................................................
111
DÙNG TRANSISTOR BJT
.............................................................................
111
2.2.Đặc điểm của mạch
.................................................................................
112
2.3.Nguyên lý hoạt động của mạch
...............................................................
113
3.Lắp ráp, khảo sát mạch KĐ EC dùng transistor BJT
.......................................
114
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
..............................................................
114
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
115
BÀI 11
..............................................................................................................
116
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH KĐ BC
..........................................................
116
DÙNG TRANSISTOR BJT
.............................................................................
116
2.2.Các thông số của mạch
.............................................................................
117
2.2.1.Hệ số khuếch đại dòng điện: Ki
...........................................................
117
2.2.2.Nguyên lý hoạt động của mạch khi có tín hiệu đưa vào
......................
118
3.Lắp ráp, khảo sát mạch KĐ BC dùng transistor BJT
.......................................
118
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
..............................................................
119
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
119
BÀI 12
..............................................................................................................
121
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH KĐ CC
..........................................................
121
DÙNG TRANSISTOR BJT
.............................................................................
121
2. Nguyên lý hoạt động
.........................................................................................
121
2.2. Các thông số của mạch
............................................................................
122
3.Lắp ráp, khảo sát mạch KĐ BC dùng transistor BJT
.......................................
123
3.1.Lắp ráp mạch theo sơ đồ hình 12.1
..........................................................
123
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
..............................................................
123
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
124
9
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
125
BÀI 13
..............................................................................................................
126
LẮP RÁP MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT DÙNG BJT
.......................
126
1.Khái niệm mạch khuếch đại công suất
............................................................
126
2.Phân tích sơ đồ nguyên lý
..................................................................................
127
2.1.Sơ đồ mạch (hình 13.1)
............................................................................
127
2.2.Tác dụng các linh kiện và nguyên lý hoạt động
......................................
127
3.Lắp ráp mạch công suất dùng BJT
....................................................................
128
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
..............................................................
129
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
129
BÀI 14
..............................................................................................................
131
LẮP RÁP MẠCH ỔN ÁP NỐI TIẾP CÓ HỒI TIẾP
.....................................
131
ĐIỀU CHỈNH ĐƯỢC ĐIỆN ÁP NGÕ RA DÙNG 2 BJT
.............................
131
2. Nguyên lý hoạt động của mạch ổn áp nối tiếp có hồi tiếp điều chỉnh được
điện áp ngõ ra dùng 2 BJT
.................................................................................
132
2.2.Nhiệm vụ của các linh kiện:
....................................................................
133
2.3.Nguyên lý làm việc:
..................................................................................
133
2.4.Nhận xét:
...................................................................................................
134
3.Lắp ráp mạch ổn áp nối tiếp có hồi tiếp điều chỉnh được điện áp ngõ ra dùng
2 BJT
...................................................................................................................
134
3.1.Lắp ráp mạch
............................................................................................
134
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
..............................................................
135
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
136
BÀI 15
..............................................................................................................
138
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH ỔN ÁP LẤY RA 2 MỨC
............................
138
ĐIỆN ÁP ĐỐI XỨNG SỬ DÙNG IC 7805, 7905
.........................................
138
1.1.Họ IC 78xx
................................................................................................
138
1.2.Họ IC 79xx
................................................................................................
140
2.2.Nguyên lý hoạt động
.................................................................................
141
3.Lắp ráp và khảo sát mạch
..................................................................................
141
3.1.Lắp ráp mạch
............................................................................................
141
3.2.Khảo sát mạch
...........................................................................................
142
10
CUHễNTP
...........................................................................................
142
BI16
..............................................................................................................
144
LPRPMCHNPIUCHNHC
..........................................
144
INPNGếRADNGICLM317
...........................................................
144
2.1.Snguyờnlý:
.....................................................................................
148
3.LprỏpmchnỏpiuchnhcinỏpngừradựngICLM317
...........
149
3.1.Lprỏpmch
............................................................................................
149
3.2.Khosỏtmch
...........................................................................................
149
CUHễNTP
...........................................................................................
149
BI17
..............................................................................................................
151
LPRPMCHDAONGAHIDNGBJT
...................................
151
2.Phõntớchsnguyờnlý
.................................................................................
152
2.2.1.Nhieọmvuùcuỷacaựclinhkieọn:
...........................................................
152
2.2.2.Nguyờnlylamviờccuamachnh
sau:
..................................................
153
3.LprỏpmchdaongahidựngBJT
..........................................................
155
3.1.Lprỏpmch
............................................................................................
155
3.2.Khosỏtmch
...........................................................................................
155
CUHễNTP
...........................................................................................
156
BI18
..............................................................................................................
157
LPRPMCHDAONGAHIDNGIC555
...............................
157
2.Thụngs
.............................................................................................................
157
3.Chcnngca555
.............................................................................................
158
4.Btrớchõnvsnguyờnlý
..........................................................................
158
5.Chcnngtngchõnca555
............................................................................
160
7.LprỏpmchdaongahiphindựngIC555
..........................................
165
7.1.Lprỏpmchtheoshỡnh18.8
..........................................................
165
7.2.KhosỏtcỏcmchdaongahidựngIC555
.....................................
166
CUHễNTP
...........................................................................................
166
+Vthỏi:Rốnluyntớnhtm,chớnhxỏc,antonvvsinhcụngnghip
167
BI19
..............................................................................................................
168
LPRP,KHOSTCCCNGLOGICCBN
................................
168
11
1.Cổng AND (nhân)
...............................................................................................
168
1.1.Ký hiệu:
....................................................................................................
168
1.2. Phương trinh logic : Y =A.B
....................................................................
168
1.3. Bảng trạng thái.
........................................................................................
168
1.4.Sơ đồ chân IC cổng AND (IC 7408)
........................................................
169
1.5.Chức năng các chân IC 74LS08
................................................................
169
2. Cổng OR
............................................................................................................
170
2.1. Ký hiệu:
...................................................................................................
170
2.2. Phương trinh logic : Y = A + B
................................................................
170
2.3. Bảng trạng thái.
........................................................................................
170
2.4. Sơ đồ chân IC cổng And (IC 74LS32)
.....................................................
170
2.5. Chức năng các chân IC 74LS32
...............................................................
171
3. Cổng NOT(đảo)
..............................................................................................
171
3.1. Ký hiệu:
...................................................................................................
171
3.2. Phương trinh logic : Y =
..........................................................................
171
3.3. Bảng trạng thái.
........................................................................................
171
3.4. Sơ đồ chân IC 74LS04
.............................................................................
172
3.5.Chức năng các chân IC 74LS04
................................................................
172
4.Cổng NOR
..........................................................................................................
172
4.1 Ký hiệu:
....................................................................................................
172
4.2. Phương trinh logic: Y =
...........................................................................
173
4.3. Bảng trạng thái.
........................................................................................
173
4.4. Sơ đồ chân IC cổng NOR (IC 74LS02)
...................................................
173
4.5. Chức năng các chân IC 7402
....................................................................
174
5. Cổng NAND
......................................................................................................
174
5.1. Ký hiệu:
..................................................................................................
174
5.2. Phương trinh logic: Y =
..........................................................................
174
5.3. Bảng trạng thái.
........................................................................................
174
5.4. Sơ đồ chân IC cổng NAND (IC 7400)
.....................................................
174
5.5. Chức năng các chân IC cổng NAND (IC 7400)
.......................................
175
6. Lắp ráp các mạch dùng cổng logic cơ bản.
.....................................................
175
6.1. Các bước lắp ráp
......................................................................................
175
6.2. Các sai hỏng thường gặp
.........................................................................
176
CÂU HỎI ÔN TẬP
..........................................................................................
176
BÀI 20
..............................................................................................................
178
LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH MÃ HÓA 10 SANG 4
............................
178
1. Giới thiệu bộ mã hóa
.......................................................................................
178
1.1. Khái niệm mã hoá.
....................................................................................
178
12
1.2. Bảng mã.
...................................................................................................
179
1.3. Nguyên lý mã hoá.
....................................................................................
182
2. Sơ đồ chân vi mạch mã hóa 74ls147
..............................................................
184
2.1.Sơ đồ vi mạch
..........................................................................................
184
2.2. Chức năng chân vi mạch
.........................................................................
185
2.3. Bảng trạng thái
.........................................................................................
185
2.4. Nguyên lý hoạt động.
...............................................................................
185
3. Lắp ráp và khảo sát mạch mã hóa 10 sang 4
....................................................
186
CÂU HỎI ÔN TẬP
..........................................................................................
186
BÀI 21
..............................................................................................................
188
LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH GIẢI MÃ
...............................................
188
BCD SANG LED 7 ĐOẠN
.............................................................................
188
1.Giới thiệu mạch giải mã
....................................................................................
188
1.1.Khái niệm giải mã.
....................................................................................
188
1.2 Bảng mã.
....................................................................................................
189
1.3 Nguyên lý giải mã.
....................................................................................
190
2.Sơ đồ mạch giải mã BCD sang led 7 đoạn
.......................................................
194
2.1.Sơ đồ mạch (hình 21.4)
............................................................................
194
2.2 Bảng trạng thái.
.........................................................................................
194
2.3 Nguyên lý hoạt động.
................................................................................
195
3.Sơ đồ chân IC 7447
............................................................................................
197
4.Lắp ráp và khảo sát mạch giải mã BCD sang led 7 đoạn
..............................
198
CÂU HỎI ÔN TẬP
..........................................................................................
199
BÀI 22
..............................................................................................................
200
LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH DỒN KÊNH 4_1
....................................
200
1.Giới thiệu bộ dồn kênh
......................................................................................
200
1.1.Khái niệm
..................................................................................................
200
1.2.Sơ đồ mạch.
..............................................................................................
201
1.3.Nguyên lý hoạt động.
................................................................................
201
2. Cấu trúc mạch dồn kênh 4 đường vào 1 đường ra (IC74ls153)
......................
203
2.1. Cấu trúc IC 74153
....................................................................................
203
2.2.Sơ đồ mạch dồn kênh 4 sang 1.
................................................................
204
2.3. Nguyên lý hoạt động.
..............................................................................
204
3.Lắp ráp và cân chỉnh mạch dồn kênh 4 đường vào 1 đường ra.
......................
204
CÂU HỎI ÔN TẬP
..........................................................................................
205
13
BÀI 23
..............................................................................................................
207
LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT
.............................................................................
207
MẠCH PHÂN KÊNH 1 SANG 4
...................................................................
207
1.Giới thiệu bộ phân kênh
....................................................................................
207
1.1. Khái niệm
.................................................................................................
207
1.2.Sơ đồ mạch.
..............................................................................................
208
1.3. Nguyên lý hoạt động.
...............................................................................
208
2. Sơ đồ chân vi mạch phân kênh 74ls155
.........................................................
209
2.1.Sơ đồ vi mạch
...........................................................................................
209
2.2. Chức năng chân vi mạch
.........................................................................
210
3. Lắp ráp và khảo sát mạch phân kênh 1 sang 4
...............................................
210
CÂU HỎI ÔN TẬP
..........................................................................................
211
BÀI 24
..............................................................................................................
212
LẮP RÁP VÀ KHẢO SÁT MẠCH ĐẾM LÊN
..............................................
212
KHÔNG ĐỒNG BỘ 4 BIT
.............................................................................
212
1. Flip – Flop
.......................................................................................................
212
1.1. Giới thiệu
.................................................................................................
212
1.2. Mạch RS Flip – Flop
................................................................................
215
1.3. Mạch JK Flip – Flop
.................................................................................
218
1.4. Mạch D Flip – Flop
..................................................................................
221
1.5. Mạch T Flip – Flop
...................................................................................
223
2. Mạch đếm
.........................................................................................................
225
2.1. Ký hiệu.
....................................................................................................
225
2.2. Bảng trạng thái.
........................................................................................
226
2.3. Nguyên lý hoạt động.
...............................................................................
228
3. Sơ đồ chân vi mạch phân kênh 74ls112
.........................................................
230
3.1.Sơ đồ vi mạch
..........................................................................................
230
230
..........................................................................................................................
3.2.Chức năng chân vi mạch
..........................................................................
231
3.3. Bảng trạng thái
.........................................................................................
231
4.Lắp ráp và khảo sát mạch đếm lên không đồng bộ 4 bit
................................
231
4.1.Lắp ráp
.......................................................................................................
231
4.2.Khảo sát mạch
...........................................................................................
232
CÂU HỎI ÔN TẬP
..........................................................................................
232
14
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
233
TÀI LIỆU CẦN THAM KHẢO:
.....................................................................
234
15
Nội dung:
Giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 120 giờ gồm có:
STT
TÊN CÁC BÀI TRONG MODUN
THỜI
GIAN
HÌNH
THỨC
GIẢNG
DẠY
1
Thiết kế mạch in
5
Tích hợp
2
Hàn linh ki ện
5
Tích hợp
3
Lắp ráp, khảo sát mạch cầu phân áp sử dụng
điện trở
5
Tích hợp
4
Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh lưu một bán kỳ 1
pha dùng Diode
5
Tích hợp
5
Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh lưu cầu 1 pha
dùng điốt
3
Tích hợp
6
Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh l ưu c ầu ba pha
không điều khiển
5
Tích hợp
7
Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh l ưu c ầu ba pha
có điều khiển
5
Tích hợp
Kiểm tra bài 4,5,6,7
3
Tích hợp
8
Lắp ráp, khảo sát mạch phân cực bằng dòng
Bazo dùng transistor
5
Tích hợp
9
Lắp ráp, khảo sát mạch phân cực bằng cầu
phân áp dùng transistor
3
Tích hợp
10
Lắp ráp khảo sát mạch KĐ EC dùng transistor
3
Tích hợp
11
Lắp ráp khảo sát mạch KĐ BC dùng transistor
3
Tích hợp
12
Lắp ráp khảo sát mạch KĐ CC dùng transistor
3
Tích hợp
13
Lắp ráp khảo sát mạch KĐCS dùng transistor
5
16
Kiểm tra bài 8,9,10,11,12,13
3
Tích hợp
14
Lắp ráp và khảo sát mạch ổn áp nối tiếp có hồi
tiếp điều chỉnh được điện áp ngõ ra dùng 2 BJT
5
Tích hợp
15
Lắp ráp, khảo sát mạch ổn áp lấy ra 2 mức điện
áp đối xứng sử dụng IC 7805, 7905
5
Tích hợp
16
Lắp ráp khảo sát mạch nguồn dùng IC LM317
5
Tích hợp
17
Lắp ráp khảo sát mạch dao động đa hài dùng
transistor
3
Tích hợp
18
Lắp ráp khảo sát mạch dao động đa hài dùng
IC 555
5
Tích hợp
Kiểm tra bài 14,15,16,17,18
3
Tích hợp
19
Lắp ráp và khảo sát cổng logic c ơ b ản
5
Tích hợp
20
Lắp ráp và khảo sát mạch mã hóa 10 sang 4
5
Tích hợp
21
Lắp ráp và khảo sát mạch giải mã BCD sang
led 7 đoạn
5
Tích hợp
22
Lắp ráp và khảo sát mạch dồn kênh 4_1
5
Tích hợp
23
Lắp ráp và khảo sát mạch phân kênh 1 sang 4
5
Tích hợp
24
Lắp ráp và khảo sát mạch đếm lên không
đồng bộ 4 bit
5
Tích hợp
Kiểm tra bài 19,20,21,22,23,24
3
Tích hợp
25
Tổng
120
17
BÀI 01
THIẾT KẾ MẠCH IN
Mã bài: MB01
Giới thiệu:
Sinh viên cần được trang bị kiến thức về thiết kế mạch để tự thực hành
thiết kế và hoàn chỉnh một số mạch điện thông dụng bằng phương pháp bằng
tay. Việc thiết kế và chế tạo mạch in cần sinh viên nắm bắt được kỹ thuật hàn
linh kiện và khối lượng kiến thức tương đối lớn về các linh kiện điện tử: điện
trở, tụ điện...và một số IC: 555, CD4017, MSC51,...Vì vậy,thiết kế và chế tạo
mạch in là sự tổng hợp kiến thức của sinh viên về điện tử,diều này giúp người
dạy có cơ sở để đánh giá năng lực của sinh viên trong qua trình học
Mục tiêu : Sau khi h ọc xong bài học này ngườ i học có khả năng:
Trình bày được phương pháp vẽ mạch in bằng tay hoặc bằng máy
tính
Vẽ được mạch in từ sơ đồ nguyên lý sang mạch sơ đồ mạch theo
đúng yêu cầu kỹ thuật
- Nhận biết được các lỗi thường gặp, nguyên nhân và biện pháp phòng ngừa
Chế tạo được mạch in theo đúng yêu cầu kỹ thuật
Có ý thức về an toàn lao động, tính cẩn thận, chính xác trong quá trình chế tạo.
Nội dung:
1. Một số quy tắc khi thiết kế mạch in
Đơn giản hóa sơ đồ nguyên lý
Các linh kiện phải có chổ hàn chân riêng. Không hàn 2 linh kiện lên cùng 1
lỗ
Đường mạch in có thể đi vào giữa 2 chân linh kiện nhưng 2 linh kiện không
được nằm chồng chéo lên nhau
18
Các đường mạch trên sơ đồ nguyên lý giao nhau nhưng không tiếp xúc với
nhau thì trên sơ đồ mạch in phải được thiết kế sao cho chúng không giao nhau
Thiết kế được sơ đồ mạch in theo yêu cầu bố trí linh kiện
2. Quy trình thiết kế mạch in
2.1. Thiết kế mạch in trên phần mềm máy tính
Trong bài này, chúng ta hãy thiết kế mạch điện dao động dùng IC LM555
(Hình 1.1) sau đây bằng phần mềm trên máy tính.
Hình 1.1 mạch dao động dùng IC 555
2.1.1. Sơ đồ bố trí linh kiện.
Sau khi thiết kế mạch in trên máy tính xong, ta được kết quả như sau
(Hình 1.2).
Hình 1.2 bố trí linh kiện
2.1.2. Sơ đồ mạch in
Dưới đây là sơ đồ mạch in (Hình 1.3)
Hình 1.3 sơ đồ đường mạch in
Hiện nay trong giới sinh viên và làm nghề có rất nhiều cách vẽ để tạo mạch
in đẹp như:
In lụa.
Vẽ tay bằng bút lông.
Vẽ tay bằng cọ sơn.
Chụp tia cực tím bằng chất cảm quang.
In vi tính mực laser trên giấy láng, rồi ủi nóng lên mạch in cho mực từ giấy
dính qua bản đồng, rửa bằng nước cho giấy tróc ra
19
2.1.3. Chế tạo mạch in
Chuẩn bị thiết bị vật tư.
Board đồng hay còn gọi là mạch in, phím đồng...
Testboard.
Thuốc rửa sắt 2 clorua (Fe2Cl3).
Mach in đa đ
̣
̃ ược in săn trên giây.
̃
́
But lông dâu.
́
̀
Ban ui.
̀ ̉
Cưa.
Dùng khoan tay cho dễ khoan.
Axeton hoặc cồn.
Thước kẻ.
Khay nhựa dùng để rửa Board đồng.
2.2. Thiết kế mạch in trên giấy
2.2.1. Vẽ bằng tay
Bắt đầu.
Sau khi đã có mạch in thiết kế trên các phần mềm vẽ mạch thì ta sẽ dựa vào
đó để vẽ mạch lên phôi PCB. Đối với các board mạch có những linh kiện nhiều
hơn 2 chân, thì khi làm mạch ta phải Mirror mạch điện, bằng cách dùng phần
mềm in ảo để in ra file .pdf. Các tùy chọn khi in dùng phấn mềm Orcad Layout
(xem hình 1.4).
Hình 1.4 cửa sổ in file.pdf
Sau đó, dùng phần mềm in ảo Microsoft Office để tạo file.pdf (xem hình 1.5)
Hình 1.5 cửa sổ in file.pdf
20
Kết quả hình 1.6
Hình 1.6 Sơ đồ mạch in sau khi mirror
Đầu tiên chúng ta cần sử dụng một bản Testboard để đánh dấu các điểm sẽ
khoan mạch vì nó có sẵn lỗ cố định để chúng ta đánh dấu chuẩn khoảng cách,
đảm bảo gắn vừa linh kiện (nhất là IC) ( xem hình 1.7).
Hình 1.7 Testboard
Đặt cố định PCB lưới lên phôi PCB cần vẽ mạch (xem hình 1.8).
Hình 1.8
Dùng bút lông để chấm lỗ xác định tại những vị trí của linh kiện cần thiết
ứng với vị trí lỗ của testbord (xem hình 1.9).
Hình 1.9 Bút lông dầu
Để đánh dấu các chân linh kiện một cách chính xác, ta dựa vào sơ đồ mạch
in đã Mirror, tránh trường hợp đặt các linh kiện gần nhau vì có thể gây ra lỗi linh
kiện chồng lên nhau.
Sau khi đã định vị các chân linh kiện, ta dùng bút lông dầu vẽ các chân linh
kiện lên mạch in.
Tiếp theo, ta dùng thước kẽ để vẽ các đường dây dẫn để nối các chân linh
kiện cần nối theo sơ đồ mạch điện
Sau khi hoàn thành công đoạn chấm, vẽ, kẻ thì kiểm tra lại theo sơ đồ tạo ra
từ phần mềm (đã nhắc ở trên), nếu chỗ nào sai cần dùng bông gòn (hay dùng vệ
sinh tai mũi) tẩm cồn hoặc axeton để tẩy và vẽ lại hình 1.10.
21
Hình 1.10 cồn hoặc axeton
Bây giờ chúng ta ngâm PCB vào dung dịch Fe2Cl3 (dùng bột sắt pha với
nước). Chú ý vừa ngâm vừa lắc cho tốc độ tan lớp mạ đồng diễn ra nhanh hơn
(xem hình 1.11).
Hình 1.11. Rửa mạch bằng Fe2Cl3
Mạch sau khi đả rửa hết lớp đồng hình 1.12.
Hình 1.12. Mạch in sau khi rửa
Phần mạch in là lớp đồng không bị hòa tan nằm dưới lớp mực mà ta đã vẽ.
Tiếp theo dùng axeton hoặc cồn. Tẩm axeton vào bông gòn và lau mạch cho sạch
lớp mực. Cuối cùng chúng ta dùng khoan để khoan lỗ mạch, hàn linh kiện và test
bord mạch xem hình 1.13.
Hình 1.13
3. Các bước thực hiện một tấm mạch in
Phương phap nay la dung mach đa đ
́ ̀ ̀ ̀
̣
̃ ược in săn trên giây, sau đo đăt lên phim
̃
́
́ ̣
́
đông va dung ban ui đê ui, luc nay do tac dung nhiêt lam nong chay m
̀
̀ ̀
̀ ̉
̉ ̉
́ ̀
́ ̣
̣ ̀
́
̉
ực in trên
giây va dinh vao phim đông.
́ ̀ ́
̀
́
̀
Bươc 1: Tao filemach in va in trên giây (xem hình 1.14).
́
̣
̣
̀
́
Dung cac phân mêm ve mach đê thiêt kê mach in nh
̀
́
̀
̀
̃ ̣
̉
́ ́ ̣
ư Orcad, Proteus...va xuât
̀ ́
ra file anh file mach in đa hoan thanh. Sau khi xuât ra file anh, ta đem đi in ra giây.
̉
̣
̃ ̀
̀
́
̉
́
22
Hình 1.14. File layout dùng để in mạch
Bươc 2: Tao mach in trên board đông.
́
̣
̣
̀
Cắt phần mạch in trên giấy cho sát kích thước cần làm.
Cắt một tấm board đồng bằng với kích thước trên.
Úp phần giấy phía mực đè lên mặt đồng. Làm sao cho vừa vặn, đừng chà
qua chà lại. Để cả hai lên một tấm gỗ phẳng hay vật gì khác để làm đế.
Bàn ủi cắm điện và để mức nóng cao nhất.
Đặt bàn ủi đè lên lớp giấy và tấm đồng ban nãy. Đè mạnh và cố định tại
chỗ trong khoảng 30 giây cho lớp keo trong mực in chảy ra và bám dính vào mặt
đồng.
Miết bàn ủi đều trên diện tích board để đảm bảo tất cả mực in đều bị
nóng chảy. Thời gian còn tùy vào kích thước board, độ nóng và lực miết xem
hình 2.18.
Để board chỗ thoáng cho nguội đi hoàn toàn.
Hình 1.15. Dùng bàn là để ủi mạch
Bươc 3: G
́
ỡ lơp giây in (hình 1.16)
́
́
Pha một thau nước xà phòng đủ để ngâm phủ toàn bộ board.
Bỏ board vào ngâm khoảng 20 phút.
Hình 1.16 Ngâm mạch trong xà phòng
Lấy board ra. Lúc này lớp giấy sẽ bị phân hủy và tróc ra xem hình 1.17.
23
Hình 1.17 Mạch sau khi ngâm xà phòng
Dùng tay gỡ nhẹ lớp giấy cho đến khi giấy trên bề mặt mạch in hết sạch
xem hình 1.18.
Hình 1.18 Mạch sau khi gỡ giấy
Do trong qua trinh g
́ ̀ ỡ va ui co nhiêu chô mach bi x
̀ ̉
́
̀
̃ ̣
̣ ươc kh
́ ơng co m
́ ực nên ta
dung but lông dâu tô lai nh
̀
́
̀
̣
ưng chô nao không co m
̃
̃ ̀
́ ực đê khi lam xong mach
̉
̀
̣
không bi rô hay b
̣ ̃
ị đứt mạch.
Bươc 4: R
́
ửa mach in (xem hình 1.19)
̣
Dung thuôc r
̀
́ ửa pha vơi n
́ ươc. Sau khi pha xong thi ta cho mach in vao dung
́
̀
̣
̀
dich nay sau đo l
̣
̀
́ ắc đều cho mạch in bị ăn hêt l
́ ớp đông không cân thiêt ra.
̀
̀
́
Hình 1.19 Rửa mạch in
Khi lớp đồng bị ăn hết, ta lấy ra rửa sạch bằng nước và để cho khô hoặc
sấy khô, dùng giấy nhám nhuyễn chà lớp mực in trên board cho sạch xem hình
1.20.
Hình 1.20. Mạch sau khi rửa Fe2Cl3
Bươc 5: Khoan m
́
ạch in
Dung khoan tay đê khoan (co thê dung khoan may) v
̀
̉
́ ̉ ̀
́ ơi cac linh kiên th
́ ́
̣
ường
như trở, tu, IC thi ta dung mui 0.8mm con đôi v
̣
̀
̀
̃
̀ ́ ới IC 78xx, triac... thu ta dung mui
̀
̀
̃
1.2mm...hình 1.21
Hình 1.21 Mạch in đa đ
̃ ược khoan lỗ
Bươc 6:
́ Han linh kiên va test mach.
̀
̣
̀
̣
Sau khi lam xong tât ca cac b
̀
́ ̉ ́ ước thi ta tiên hanh han linh kiên va test mach.
̀
́ ̀
̀
̣
̀
̣
24
4. Thực hành hoàn thiện mạch in
Sau khi vẽ hoàn chỉnh sơ đồ mạch in trên giấy, chúng ta bước sang giai
đoạn thực hiện mạch in. Trình tự thực hiện tiến hành theo các bước sau:
Bước 1: Dùng giấy nhám nhuyễn đánh sạch lớp oxit hóa đang bám trên tấm
mạch in (phía có tráng lớp đồng), trước khi vẽ các đường mạch.
Bước 2: Tạo đường mạch in trên mặt đồng có các phương pháp sau:
In mạch in đã vẽ ra giấy để in lụa hoặc ép nhiệt để tạo mạch in trên
đồng.
Dùng viết lông có dung môi acetone để vẽ nối các đường mạch trên
mặt đồng (dựa theo các điểm pointou vừa định vị và sơ đồ mạch đã vẽ trước
trên giấy). Trong khi vẽ ta chú ý, có hai phương pháp để vẽ điểm pad hàn trên
mạch in. Điểm pad hàn có thể vẽ theo hình tròn hoặc hình vuông. Thông
thường điểm pad tròn dễ thực hiện nhưng lại kém tính mỹ thuật hơn điểm
pad vuông.Muốn thực hiện điểm pad vuông, ta có thể dùng viết tô rộng (quanh
vị trí cần tạo điểm pad vuông), sau đó dùng đầu mũi dao nhọn và thước kẻ tỉa
bớt mực để duy trì một vùng mực bám hình vuông cho điểm pad cần thực hiện.
Công việc này đòi hỏi nhiều thời gian và sự tỉ mỉ khi thực hiện.
Sau khi đã tạo các đường mạch trên mặt đồng của mạch in, ta quan sát
xem có vị trí nào bị vẽ không liền nét, độ đậm của các đường phải đều nhau,
đồng thời không bỏ sót đường mạch nào cả. Trong trường hợp cần thiết, sinh
viên phải chờ cho mực khô hẳn rồi đồ lại một lần nữa.
Bước 3: Sau khi vẽ hoàn chỉnh, sinh viên chờ khô mới mang mạch in nhúng
vào thuốc tẩy. Hóa chất tẩy sẽ ăn mòn lớp đồng tại các vị trí không bám mực và
sẽ để nguyên lớp đồng tại các vị trí được bao phủ bằng các đường vẽ mực.
Khi nhúng mạch in trong thuốc tẩy, muốn phản ứng hóa học xảy ra nhanh,
cần thực hiện các thao tác sau để tăng tốc độ phản ứng:
25
