Giáo trình Điện tử cơ bản - Nghề: Điện công nghiệp (Trung cấp) - 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 (3.92 MB, 199 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 TRUNG CẤP
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
1
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.
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 Trung cấp 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
Đất đỏ ngày tháng năm 2015
Tham gia biên soạn
1. Chủ biên :Kỹ sư Nguyễn Hùng
3
MỤC LỤC
MỤC LỤC
...........................................................................................................
4
BÀI 01
................................................................................................................
13
THIẾT KẾ MẠCH IN
........................................................................................
13
Giới thiệu:
.........................................................................................................
13
1. Một số quy tắc khi thiết kế mạch in
.................................................................
13
2. Quy trình thiết kế mạch in
.................................................................................
14
2.1. Thiết kế mạch in trên phần mềm máy tính
.............................................
14
2.1.1. Sơ đồ bố trí linh kiện.
............................................................................
14
2.1.2. Sơ đồ mạch in
.......................................................................................
15
2.1.3. Chế tạo mạch in
.....................................................................................
16
2.2. Thiết kế mạch in trên giấy
.......................................................................
16
2.2.1. Vẽ bằng tay
............................................................................................
16
3. Các bước thực hiện một tấm mạch in
...............................................................
23
4. Thực hành hoàn thiện mạch in
..........................................................................
28
CÂU HOI ÔN TÂP:
̉
̣
...........................................................................................
30
Câu 1: Nêu cac b
́ ươc thiêt kê mach in?
́
́ ́ ̣
...................................................................
30
Câu 2: Nêu cac b
́ ươc chê tao mach in?
́
́ ̣
...................................................................
30
Câu 3: Thiêt kê va han linh kiên cac mach điên t
́ ́ ̀ ̀
̣
́
̣
̣ ử như hình 1.22:
.........................
31
Câu 4: Lam mach trai tim
̀
̣
́
.........................................................................................
33
BÀI 02
................................................................................................................
40
HÀN LINH KIỆN
..............................................................................................
40
1. Giới thiệu bộ dụng cụ cầm tay.
.........................................................................
40
1.1. Dụng cụ hàn
.............................................................................................
40
1.2. Chì hàn và nhựa thông
..............................................................................
42
1.1.1 Chì hàn:(xem hình 22)
............................................................................
42
1.1.2. Nhựa thông:( xem hình 2.3)
..................................................................
43
1.3. Kềm
...........................................................................................................
44
1.3.1. Kềm cắt (xem hình 2.4)
..........................................................................
45
1.3.2. Kềm mỏ nhọn (xem hình 2.5)
................................................................
46
1.4. Các dụng cụ khác:
.....................................................................................
46
2.1. Kỹ thuật hàn nối, ghép
.............................................................................
47
2.1.1. Hàn nối hai đầu dây dẫn (xem hình 2.7)
................................................
49
2.1.2. Mối hàn ghép song song (xem hình 2.8)
.................................................
49
2.1.3. Mối hàn ghép vuông góc
.........................................................................
50
2.2. Hàn mạch in
...............................................................................................
51
2.2.1. Kỹ thuật hàn xuyên lỗ
............................................................................
51
4
2.3. Kỹ thuật hàn IC dán
...................................................................................
54
2.3.1. Những dụng cụ cần thiết
.......................................................................
54
2.3.2. Hàn điện trở dán, tụ dán
.........................................................................
55
2.3.3 Hàn IC dán
................................................................................................
56
3. Phương pháp xử lý mạch sau hàn
.......................................................................
59
3.1. Yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn
........................................................
59
3.2. Phương pháp xử lý mạch sau hàn
.............................................................
59
CÂU HOI ÔN TÂP:
̉
̣
...........................................................................................
60
BÀI 03
................................................................................................................
66
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH PHÂN CỰC
...................................................
66
BẰNG CẦU PHÂN ÁP SỬ DỤNG ĐIỆN TRỞ
..............................................
66
1.3.Ứng dụng của điện trở
..............................................................................
68
1.4.Phân loại điện trở:
......................................................................................
69
2.Phương pháp đọc,đo và kiểm tra điện trở
..........................................................
70
2.2.2.Quy trình đo, kiểm tra điện trở
...............................................................
73
Một số sai hỏng
.......................................................................................................
74
Nguyên nhân
............................................................................................................
74
3.Tính chọn điện trở cho mạch phân cực
..............................................................
75
4.Lắp ráp mạch phân cực bằng cầu phân áp sử dụng điện trở
............................
75
4.1.Lắp ráp mạch
..............................................................................................
75
4.2.Cấp nguồn cho mạch và khảo sát
..............................................................
75
CÂU HỎI ÔN TẬP
............................................................................................
76
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
76
BÀI 04
................................................................................................................
77
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU
.................................................
77
MỘT BÁN KỲ 1 PHA DÙNG DIODE
.............................................................
77
1. Khái niệm và phân loại chất bán dẫn
................................................................
77
1.1. Khái niệm chất bán dẫn:
...........................................................................
77
1.2. Chất bán dẫn loại n:
..................................................................................
78
1.3. Chất bán dẫn loại p:
..................................................................................
78
2. Cấu tạo, ký hiệu phân loại và nguyên lý hoạt động của Diode
.......................
79
2.1. Cấu tạo, ký hiệu và hình dáng:
.................................................................
79
2.2. Phân loại :
..................................................................................................
80
2.2.1. Diode Zener
.............................................................................................
80
2.2.2. Diode Thu quang. ( Photo Diode )
..........................................................
81
2.2.3. Diode Phát quang ( Light Emiting Diode : LED )
................................
82
2.2.4. Diode Varicap (Diode biến dung)
...........................................................
82
2.2.5. Diode xung
.............................................................................................
83
5
2.2.6. Diode tách sóng.
......................................................................................
83
2.2.7. Diode nắn điện.
....................................................................................
83
2.3. Nguyên lý hoạt động:
................................................................................
84
2.3.1. Phân cực thuận cho Diode.
.....................................................................
84
2.3.2. Phân cực ngược cho Diode.
...................................................................
85
3.Phương pháp đo, kiểm tra Diode
.........................................................................
85
4. Cấu tạo, ký hiệu phân loại và đặc tính của tủ điện
.........................................
86
4.1. Cấu Tạo:
....................................................................................................
86
4.2. Ký hiệu: Tụ điện có ký hiệu là C
............................................................
87
4.3. Đặc tính nạp xả của tụ
............................................................................
87
4.4. Phân loại:
...................................................................................................
88
5. Phương pháp đọc, đo và kiểm tra tụ điện
..........................................................
88
5.1. Cách đọc : Lấy hai chữ số đầu nhân với 10(Mũ số thứ 3 )
....................
88
5.2. Cách đo, kiểm tra tụ điện:
.........................................................................
89
6.Nguyên lý hoạt động của mạch
...........................................................................
89
6.1.Sơ đồ mạch
.................................................................................................
89
6.2.Nhiệm vụ của các linh kiện
.......................................................................
89
6.3.Nguyên lý làm việc
.....................................................................................
90
7.Các thông số của mạch
........................................................................................
90
8.Lắp ráp và khảo sát mạch chỉnh lưu 1 bán kỳ dùng diode
.................................
90
8.1.Lắp láp mạch
.....................................................................................................
90
CÂU HỎI ÔN TẬP
............................................................................................
92
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
93
BÀI 05
................................................................................................................
94
LẮP RÁP MẠCH CHỈNH LƯU TÒAN KỲ 1 PHA
.........................................
94
DÙNG 4 DIODE (CHỈNH LƯU CẦU)
............................................................
94
1.1.Sơ đồ mạch điện: (hình 5.1a)
....................................................................
95
1.2.Nhiệm vụ của các linh kiện:
......................................................................
95
1.3.Nguyên lý làm việc:
....................................................................................
95
3.2. Khảo sát các thông số
................................................................................
97
CÂU HỎI ÔN TẬP
............................................................................................
99
BÀI 06
..............................................................................................................
101
LÁP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU CẦU
......................................
101
BA PHA KHÔNG ĐIỀU KHIỂN
...................................................................
101
1. Lắp ráp và khảo mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển tải trở
...........
101
2.Lắp ráp và khảo mạch chỉnh lưu cầu 3 pha không điều khiển tải cảm
.........
103
2.1.Lắp ráp mạch
............................................................................................
103
CÂU HỎI ÔN TẬP
..........................................................................................
105
6
BÀI 07
..............................................................................................................
106
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH CHỈNH LƯU CẦU
......................................
106
BA PHA CÓ ĐIỀU KHIỂN
............................................................................
106
1.Lắp ráp và khảo mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển tải trở
..................
106
2.Lắp ráp và khảo mạch chỉnh lưu cầu 3 pha có điều khiển tải cảm
................
108
BÀI 08
..............................................................................................................
112
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH PHÂN CỰC BẰNG
.....................................
112
DÒNG BAZO DÙNG TRANSISTOR BJT
....................................................
112
2. Nguyên hoạt động của BJT.
.............................................................................
116
2.1.Xét hoạt động của Transistor NPN .
.......................................................
116
2.2.Xét hoạt động của Transistor PNP .
........................................................
117
3. Phương pháp đo, kiểm tra BJT
.........................................................................
118
4.Nguyên lý hoạt động của mạch phân cực bằng dòng Bazo
............................
122
dùng transistor BJT
................................................................................................
122
5.Lắp ráp mạch phân cực bằng dòng Bazo dùng transistor BJT
.........................
123
5.1. Lắp ráp mạch trên hình 8.13
...................................................................
123
5.2. Khảo sát các thông số của mạch
............................................................
124
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
124
BÀI 09
..............................................................................................................
126
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH PHÂN CỰC BẰNG
.....................................
126
CẦU PHÂN ÁP DÙNG TRANSISTOR BJT
.................................................
126
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
.............................................................
127
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
128
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
129
BÀI 10
..............................................................................................................
130
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH KĐ EC
..........................................................
130
DÙNG TRANSISTOR BJT
.............................................................................
130
2.2.Đặc điểm của mạch
.................................................................................
131
2.3.Nguyên lý hoạt động của mạch
...............................................................
132
3.Lắp ráp, khảo sát mạch KĐ EC dùng transistor BJT
.......................................
133
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
.............................................................
133
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
134
BÀI 11
..............................................................................................................
136
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH KĐ BC
..........................................................
136
DÙNG TRANSISTOR BJT
.............................................................................
136
2.2.Các thông số của mạch
............................................................................
137
2.2.1.Hệ số khuếch đại dòng điện: Ki
..........................................................
137
2.2.2.Nguyên lý hoạt động của mạch khi có tín hiệu đưa vào
.....................
137
7
3.Lắp ráp, khảo sát mạch KĐ BC dùng transistor BJT
.......................................
138
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
.............................................................
138
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
139
BÀI 12
..............................................................................................................
141
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH KĐ CC
..........................................................
141
DÙNG TRANSISTOR BJT
.............................................................................
141
2. Nguyên lý hoạt động
.........................................................................................
141
2.2. Các thông số của mạch
...........................................................................
142
3.Lắp ráp, khảo sát mạch KĐ BC dùng transistor BJT
.......................................
143
3.1.Lắp ráp mạch theo sơ đồ hình 12.1
.........................................................
143
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
.............................................................
143
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
144
+ Về thái độ: Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp
145
BÀI 13
..............................................................................................................
146
LẮP RÁP MẠCH KHUẾCH ĐẠI CÔNG SUẤT DÙNG BJT
.......................
146
1.Khái niệm mạch khuếch đại công suất
............................................................
146
2.Phân tích sơ đồ nguyên lý
..................................................................................
147
2.1.Sơ đồ mạch (hình 13.1)
............................................................................
147
2.2.Tác dụng các linh kiện và nguyên lý hoạt động
......................................
147
3.Lắp ráp mạch công suất dùng BJT
....................................................................
148
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
.............................................................
149
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
149
BÀI 14
..............................................................................................................
151
LẮP RÁP MẠCH ỔN ÁP NỐI TIẾP CÓ HỒI TIẾP
.....................................
151
ĐIỀU CHỈNH ĐƯỢC ĐIỆN ÁP NGÕ RA DÙNG 2 BJT
.............................
151
2. Nguyên lý hoạt động của mạch ổn áp nối tiếp có hồi tiếp điều chỉnh được
điện áp ngõ ra dùng 2 BJT
.................................................................................
152
2.2.Nhiệm vụ của các linh kiện:
....................................................................
153
2.3.Nguyên lý làm việc:
..................................................................................
153
2.4.Nhận xét:
...................................................................................................
154
3.Lắp ráp mạch ổn áp nối tiếp có hồi tiếp điều chỉnh được điện áp ngõ ra dùng
2 BJT 154
3.1.Lắp ráp mạch
............................................................................................
154
3.2.Khảo sát các thông số của mạch
.............................................................
155
CÂU HỎ ÔN TẬP
...........................................................................................
156
BÀI 15
..............................................................................................................
158
LẮP RÁP, KHẢO SÁT MẠCH ỔN ÁP LẤY RA 2 MỨC
............................
158
ĐIỆN ÁP ĐỐI XỨNG SỬ DÙNG IC 7805, 7905
.........................................
158
8
1.1.HIC78xx
................................................................................................
158
1.2.HIC79xx
................................................................................................
160
2.2.Nguyờnlýhotng
................................................................................
161
3.Lprỏpvkhosỏtmch
..................................................................................
161
3.1.Lprỏpmch
............................................................................................
161
3.2.Khosỏtmch
..........................................................................................
162
CUHễNTP
...........................................................................................
162
BI16
..............................................................................................................
164
LPRPMCHNPIUCHNHC
..........................................
164
INPNGếRADNGICLM317
...........................................................
164
2.1.Snguyờnlý:
....................................................................................
168
3.LprỏpmchnỏpiuchnhcinỏpngừradựngICLM317
...........
169
3.1.Lprỏpmch
............................................................................................
169
3.2.Khosỏtmch
..........................................................................................
169
CUHễNTP
...........................................................................................
169
BI17
..............................................................................................................
171
LPRPMCHDAONGAHIDNGBJT
...................................
171
2.Phõntớchsnguyờnlý
.................................................................................
172
2.2.1.Nhieọmvuùcuỷacaựclinhkieọn:
..........................................................
173
2.2.2.Nguyờnlylamviờccuamachnh
sau:
.................................................
173
3.LprỏpmchdaongahidựngBJT
..........................................................
175
3.1.Lprỏpmch
............................................................................................
175
3.2.Khosỏtmch
..........................................................................................
175
CUHễNTP
...........................................................................................
176
BI18
..............................................................................................................
177
LPRPMCHDAONGAHIDNGIC555
...............................
177
2.Thụngs
.............................................................................................................
177
3.Chcnngca555
.............................................................................................
178
4.Btrớchõnvsnguyờnlý
..........................................................................
178
5.Chcnngtngchõnca555
............................................................................
180
7.LprỏpmchdaongahiphindựngIC555
..........................................
185
7.1.Lprỏpmchtheoshỡnh18.8
.........................................................
185
7.2.KhosỏtcỏcmchdaongahidựngIC555
.....................................
186
CUHễNTP
...........................................................................................
186
+Vthỏi:Rốnluyntớnhtm,chớnhxỏc,antonvvsinhcụngnghip
187
BI19
..............................................................................................................
188
LPRP,KHOSTCCCNGLOGICCBN
................................
188
1.CngAND(nhõn)
...............................................................................................
188
9
1.1.Ký hiệu:
...................................................................................................
188
1.2. Phương trinh logic : Y =A.B
...................................................................
188
1.3. Bảng trạng thái.
.......................................................................................
188
1.4.Sơ đồ chân IC cổng AND (IC 7408)
........................................................
189
1.5.Chức năng các chân IC 74LS08
................................................................
189
2. Cổng OR
............................................................................................................
190
2.1. Ký hiệu:
..................................................................................................
190
2.2. Phương trinh logic : Y = A + B
...............................................................
190
2.3. Bảng trạng thái.
.......................................................................................
190
2.4. Sơ đồ chân IC cổng And (IC 74LS32)
....................................................
190
2.5. Chức năng các chân IC 74LS32
...............................................................
191
3. Cổng NOT(đảo)
..............................................................................................
191
3.1. Ký hiệu:
..................................................................................................
191
3.2. Phương trinh logic : Y =
.........................................................................
191
3.3. Bảng trạng thái.
.......................................................................................
191
3.4. Sơ đồ chân IC 74LS04
.............................................................................
192
3.5.Chức năng các chân IC 74LS04
................................................................
192
4.Cổng NOR
..........................................................................................................
192
4.1 Ký hiệu:
...................................................................................................
192
4.2. Phương trinh logic: Y =
..........................................................................
193
4.3. Bảng trạng thái.
.......................................................................................
193
4.4. Sơ đồ chân IC cổng NOR (IC 74LS02)
..................................................
193
4.5. Chức năng các chân IC 7402
...................................................................
194
5. Cổng NAND
......................................................................................................
194
5.1. Ký hiệu:
.................................................................................................
194
5.2. Phương trinh logic: Y =
.........................................................................
194
5.3. Bảng trạng thái.
.......................................................................................
194
5.4. Sơ đồ chân IC cổng NAND (IC 7400)
....................................................
195
5.5. Chức năng các chân IC cổng NAND (IC 7400)
......................................
195
6. Lắp ráp các mạch dùng cổng logic cơ bản.
.....................................................
196
6.1. Các bước lắp ráp
.....................................................................................
196
6.2. Các sai hỏng thường gặp
........................................................................
197
CÂU HỎI ÔN TẬP
..........................................................................................
197
NỘI DUNG
Giáo trình được biên soạn với dung lượng thời gian đào tạo 90 giờ gồm có:
STT
TÊN CÁC BÀI TRONG MODUN
THỜI
HÌNH
GIAN
THỨC
10
GIẢNG
1
2
3
Thiết kế mạch in
Hàn linh ki ện
Lắp ráp, khảo sát mạch cầu phân áp sử dụng
5
5
5
DẠY
Tích hợp
Tích hợp
Tích hợp
4
điện trở
Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh lưu một bán kỳ 1
5
Tích hợp
5
pha dùng Diode
Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh lưu cầu 1 pha
3
Tích hợp
6
dùng điốt
Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh l ưu c ầu ba pha
5
Tích hợp
7
không điều khiển
Lắp ráp, khảo sát mạch chỉnh l ưu c ầu ba pha
5
Tích hợp
8
có điều khiển
Kiểm tra bài 4,5,6,7
Lắp ráp, khảo sát mạch phân cực bằng dòng
3
5
Tích hợp
Tích hợp
9
Bazo dùng transistor
Lắp ráp, khảo sát mạch phân cực bằng cầu
3
Tích hợp
2
2
2
5
3
5
Tích hợp
Tích hợp
Tích hợp
14
phân áp dùng transistor
Lắp ráp khảo sát mạch KĐ EC dùng transistor
Lắp ráp khảo sát mạch KĐ BC dùng transistor
Lắp ráp khảo sát mạch KĐ CC dùng transistor
Lắp ráp khảo sát mạch KĐCS dùng transistor
Kiểm tra bài 8,9,10,11,12,13
Lắp ráp và khảo sát mạch ổn áp nối tiếp có hồi
15
tiếp điều chỉnh được điện áp ngõ ra dùng 2 BJT
Lắp ráp, khảo sát mạch ổn áp lấy ra 2 mức điện
5
Tích hợp
17
áp đối xứng sử dụng IC 7805, 7905
Lắp ráp khảo sát mạch nguồn dùng IC LM317
Kiểm tra bài14,15,16
Lắp ráp khảo sát mạch dao động đa hài dùng
5
3
3
Tích hợp
Tích hợp
Tích hợp
18
transistor
Lắp ráp khảo sát mạch dao động đa hài dùng
3
Tích hợp
10
11
12
13
16
Tích hợp
Tích hợp
11
19
20
IC 555
Lắp ráp và khảo sát cổng logic c ơ b ản
Kiểm tra bài 17,18,19
Tổng
5
3
90
Tích hợp
Tích hợp
12
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
13
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).
14
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
15
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
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
16
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)
17
Hình 1.5 cửa sổ in file.pdf
Kết quả hình 1.6
Hình 1.6 Sơ đồ mạch in sau khi mirror
18
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
19
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.
20
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 2.15.
21
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
22
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.
̉
̣
̃ ̀
̀
́
̉
́
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 ử tích lũy năng lượng, mà thường gặp nhất là tụ điện. Các bộ dao
động tích thoát thường được sử dụng để tạo các xung vuông có độ rỗng khác
nhau và có thể làm việc ở các chế độ sau : chế độ tự dao động, kích thích từ
ngoài. Dao động đa hài là một loại dạng mạch dao động tích thoát, nó là mạch
tạo xung vuông cơ bản nhất các dạng đa hài thường gặp trong kỹ thuật xung.
2. Phân tích sơ đồ nguyên lý
2.1.Sơ đồ mạch (hình 17.1)
Hình 17.1. Sơ đồ nguyên lý mạch dao động đa hài dùng BJT
2.2.Nguyên lý hoạt động
172
2. 2 . 1 . N h i e ä m vuï cuû a ca ù c linh kie ä n :
RC1, RC2: tải của 2 Transistor; Q1, Q2: Hai Transistor làm việc ở chế độ khóa.
RB1, RB2: điện trở phân cực cho Q1, Q2 và là điện trở phóng của 2 tụ C1 và C2.
C1, C2: hai tụ phóng nạp tạo phản hồi dương là điều kiện để mạch tự dao động.
VCC: nguồn cấp một chiều.
Để mạch đối xứng chon: C1 = C2 = C; RC1 = RC2 = RC; RB1 = RB2 = RB; T1 giống T2.
2.2.2.Nguyên ly lam viêc cua mach nh
́ ̀
̣
̉
̣
ư sau:
Lúc Q1 ngưng dẫn và Q2 bão hòa thì mạch sẽ phản ứng ra sao:
Hình 17.2. Mô tả nguyên lý mạch dao động đa hài dùng BJT
Lúc Q2 ngưng dẫn và Q1 bão hòa thì mạch sẽ phản ứng ra sao:
173
Hình 17.3. Mô tả nguyên lý mạch dao động đa hài dùng BJT
Khi Q2 bao hoa, no tao điêu kiên cho tu C
̃ ̀
́ ̣
̀
̣
̣ 1 xa điên, dong xa chay qua R
̉
̣
̀
̉
̉
2 về
nguôǹ nuôi, luć naỳ trên chân B cuả Q1 có volt âm, nên Q1 tam
̣ thơì ngưng
dân,
̃ cung luc nay tu C
̃
́ ̀ ̣ 2 nhanh chong nap lai điên, dong nap qua R
́
̣ ̣
̣
̀
̣
́ ̣
̉
4, do R4 co tri nho
nên C2 nap rât mau đây. Q
̣
́
̀
̃
̉ ̀ ̣
ơi,
̀ chờ đên khi tu C
́
̣ 1 xa hêt
̉ ́
1 ngưng dân chi la tam th
điên qua R
̣
̀ 1 se t
̃ ự trở lai trang thai bao hoa. Khi Q
̣
̣
́ ̃ ̀
̃ ̀ ́ ̃ ̉
̀
2 thi Q
1 bao hoa no se đây Q
2 vao
trang thai ng
̣
́ ưng dân. Khi Q
̃
̃ ̀ ́ ̃ ̣
̀
̣
̣ 2 xa điên, dong xa
̉ ̣
̀
̉
1 bao hoa no se tao điêu kiên cho tu C
qua R3, khi C2 xa điên trên
̉
̣
chân B cua Q
̉
̃ ́
âm nên Q2 se tiêp tuc bi gi
̃ ́ ̣
̣ ư ̃
2 se co volt
ngưng dân, luc nay C
̃ ́ ̀ 1 se nap lai điên nhanh, dong nap qua R
̃ ̣ ̣
̣
̀
̣
đên khi C
́
1.,,,Chờ
2 xả
hêt́ điên thi Q
̣
̀ 2 se t
̃ ự trở lai bao hoa va bây gi
̣
̃
̀ ̀
ờ lai đên Q
̣
́ 1 vao trang thai ng
̀
̣
́ ưng
dân...Qui trinh trên se lâp lai va chung
̃
̀
̃ ̣ ̣ ̀ ́ ta noi mach đa vao trang thai dao
́ ̣
̃ ̀ ̣
́
đông. Luc
̣
́
nay m
̀ ưc ap trên cac chân B,
́ ́
́
chân C cua 2 transistor luôn nhâp nhô, luc lên luc
̉
́
́
́
xuông, luc cao luc thâp, chung ta noi mach dao đông đa tao ra tin hiêu.
́
́
́
́
́
́ ̣
̣
̃ ̣
́
̣
Cach tinh chu ky cua tin hiêu va t
́ ́
̀ ̉ ́
̣
̀ ừ đo tinh ra tân sô cua tin hiêu:
́ ́
̀ ́ ̉ ́
̣
174
