Giáo trình Linh kiện điện tử (Nghề: Điện tử công nghiệp) - CĐ Công nghiệp và Thương mại

BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG CAO ĐẲNG CÔNG NGHIỆP VÀ THƯƠNG MẠI

GIÁO TRÌNH

Tên mơ đun: Linh kiện điện tử
NGHỀ: ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP
TRÌNH ĐỘ TRUNG CẤP/CAO ĐẲNG NGHỀ
Ban hành kèm theo Quyết định số:

/QĐ-CĐCNPY, ngày

tháng năm 2018

của Hiệu trưởng trường Cao đẳng Công nghiệp và Thương mại

Vĩnh Phúc, năm 2018


1

Mục Lục
TRANG

TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN
LỜI MỞ ĐẦU

1
2

Bài 1. VẬT LIỆU VÔ TUYẾN ĐIỆN

1.1. Những khái niệm cơ bản

4
4

1.1.1. Cấu tạo của nguyên tử

4

1.1.2. Sự liên kết của phân tử và nguyên tử

5

1.1.3. Phân loại vật liệu vô tuyến điện

6

1.2. Vật liệu dẫn điện
1.2.1. Định nghĩa
1.2.2. Phân loại
1.2.3. Các thông số cơ bản
1.2.4. Một số vật liệu dẫn điện thường dùng
1.3. Vật liệu cách điện
1.3.1. Định nghĩa
1.3.2. Phân loại
1.3.3. Một số loại vật liệu cách điện thường dùng
1.4. Vật liệu từ
1.4.1. Định nghĩa
1.4.2. Phân loại
1.4.3. Một số loại vật liệu từ thường dùng

1.5. Vật liệu bán dẫn
1.5.1. Khái niệm
1.5.2. Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn
Bài 2. CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG
2.1. Điện trở
2.1.1. Công dụng, ký hiệu và đơn vị đo
2.1.2. Cấu tạo và phân loại điện trở
2.1.3. Các thông số kỹ thuật
2.1.4. Cách đọc giá trị điện trở
2.1.5. Ghép các điện trở
2.1.6. Kiểm tra chất lượng và những chú ý khi sử dụng
2.2. Tụ điện
2.2.1. Công dụng, ký hiệu và đơn vị đo

6
6
6
7
10
11
11
11
11
14
14
14
14
17
17
17

23
23
23
23
27
29
33
36
38
38


2

2.2.2. Cấu tạo và phân loại tụ điện
2.2.3. Các thông số kỹ thuật

38
40

2.2.4. Cách đọc giá trị tụ điện

42

2.2.5. Đặc tính của tụ điện

43

2.2.6. Ghép tụ điện

45

2.2.7. Kiểm tra chất lượng tụ điện

46

2.3. Cuộn cảm và biến áp

48

2.3.1. Cuộn cảm

48

2.3.2.

49

Biến áp

2.4. Thạch anh

51

2.4.1.
2.4.2.
2.4.3.
2.5. Rơ le
2.5.1.
2.5.2.

2.5.3.

51
51
51
51
51
52
53

Ký hiệu, hình dạng của thạch anh
Tính chất áp điện của thạch anh
Ứng dụng của thạch anh
Cấu tạo và kí hiệu cảu Rơle
Nguyên lý hoạt động của Rơ le
Ứng dụng của Rơ le

Bài 3. CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
3.1. Điốt
3.1.1. Cấu tạo và ký hiệu
3.1.2. Các thông số cơ bản
3.1.3. Nguyên lý làm việc
3.1.4. Phân loại điốt
3.1.5. Kiểm tra, đo đạc chất lượng điốt
3.2. Transistor lưỡng cực (BJT)
3.2.1. Cấu tạo, phân loại và ký hiệu
3.2.2. Nguyên lý làm việc
3.2.3. Phân cực cho Transistor
3.2.4. Các thông số kỹ thuật
3.2.5. Cách kiểm tra xác định cực tính và chất lượng Transistor

3.3. Transistor trường (FET)
3.3.1. Khái niệm
3.3.2. JFET
3.3.3. MOSFET

63
63
63
64
66
66
72
77
77
77
78
82
84
96
96
96
102


3

3.4. Transistor đơn nối ( UJT)
3.4.1. Cấu tạo và ký hiệu
3.4.2. Nguyên lý hoạt động
3.5. Các linh kiện bán dẫn đặc biệt

106
106
108
111

3.5.1. Thyristor

111

3.5.2. DIAC

116

3.5.3. TRIAC

119

3.5.4. OPTO

122

3.5.5. IGBT

124

Bài 4. CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ

128

4.1. Điện trở quang
4.1.1. Cấu tạo, ký hiệu
4.1.2. Ứng dụng
4.2. Điốt phát quang.
4.2.1. Cấu tạo, ký hiệu
4.2.2. Ứng dụng
4.3. LED 7 đoạn
4.3.1. Cấu tạo, ký hiệu
4.3.2. Ứng dụng
4.4. Điốt cảm quang
4.4.1. Cấu tạo, ký hiệu
4.4.2. Ứng dụng
4.5. Transistor quang
4.5.1. Cấu tạo, ký hiệu
4.5.2. Nguyên lý hoạt động
4.5.3. Ứng dụng

128
128
129
130
130
131
132
132
133
134
134
135
135

135
136
136


4

CHƯƠNG TRÌNH MƠ ĐUN
Tên mơ đun: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ
Mã mô đun: MĐTC14010011
Thời gian thực hiện mô đun: 90 giờ (Lý thuyết: 30 giờ; Thực hành: 56 giờ; Kiểm tra: 4
giờ)
I. VỊ TRÍ, TÍNH CHẤT CỦA MƠ ĐUN:
- Vị trí: Được bố trí học đầu tiên các mơn cơ sở ngành.
- Tính chất: Là mơ đun kết hợp lý thuyết với thực hành, là mô đun cơ sở ngành bắt buộc
II. MỤC TIÊU MƠ ĐUN:
- Về kiến thức:
+

Trình bày được ứng dụng của các loại vật liệu điện, điện tử

+

Mô tả được cấu tạo, nguyên lý hoạt động, ứng dụng của các linh kiện điện tử.

- Về kỹ năng :
+

Nhận biết được các linh kiện điện tử.

+

Biết kiểm tra chất lượng các linh kiện điện tử

- Về năng lực tự chủ và trách nhiệm.
+

Dự lớp đầy đủ theo quy định

+

Rèn luyện tác phong cơng nghiệp, biết cách làm việc nhóm.

III. Nội dung mô đun:
1. Nội dung tổng quát và phân phối thời gian:

Số
TT

1.

Tên các bài trong mô đun

Bài 1. VẬT LIỆU VÔ TUYẾN ĐIỆN
1.1. Những khái niệm cơ bản
1.2. Vật liệu dẫn điện
1.3. Vật liệu cách điện
1.4. Vật liệu từ
1.5. Vật liệu bán dẫn

Tổng
số

6

Thời gian (giờ)
Thực
hành,
thí
Lý
nghiệm,
thuyết
thảo
luận,
bài tập
6

Kiểm
tra


5

2.

Bài 2. CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG
2.1. Điện trở

36

10

24

2

36

11

24

1

Bài 4. CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN
TỬ
4.1. ¯i¯n tr¯ quang
4.2. LED h¯ng ngo¯i.
4.3. LED b¯y ¯o¯n, m¯t ch¯ th¯ tinh
th¯ l¯ng
4.4. Transistor quang
4.5. T¯ b¯o quang ¯i¯n
4.6. Laser bán d¯n

12

3

8

1

Cộng

90

30

56

4

2.2. Tụ điện
2.3. Cuộn cảm và biến áp
2.4. Thạch anh
2.5. Rơ le
3.

Bài 3. CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN
3.1. Điốt
3.2. Transistor lưỡng cực (BJT)
3.3. Transistor trường (FET)
3.4. Các linh kiện bán dẫn đặc biệt

4.

2. Nội dung chi tiết:
Bài 1. VẬT LIỆU VÔ TUYẾN ĐIỆN

Thời gian: 6 giờ

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày được khái niệm cơ bản của các loại vật liệu vô tuyến điện
- Nhận biết được các loại vật liệu vô tuyến điện
- Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ.
* Nội dung của bài:
1.6. Những khái niệm cơ bản
1.6.1. Cấu tạo của nguyên tử
1.6.2. Sự liên kết của phân tử và nguyên tử
1.6.3. Phân loại vật liệu vô tuyến điện
1.7. Vật liệu dẫn điện
1.7.1. Định nghĩa


6

1.7.2. Phân loại
1.7.3. Các thông số cơ bản
1.7.4. Một số vật liệu dẫn điện thường dùng
1.8. Vật liệu cách điện
1.8.1. Định nghĩa
1.8.2. Phân loại
1.8.3. Một số loại vật liệu cách điện thường dùng
1.9. Vật liệu từ
1.9.1. Định nghĩa
1.9.2. Phân loại
1.9.3. Một số loại vật liệu từ thường dùng
1.10. Vật liệu bán dẫn
1.10.1.

Khái niệm
1.10.2.
Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn
1.10.2.1.
Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn tinh khiết
1.10.2.2.
Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn pha lẫn tạp chất
Bài 2. CÁC LINH KIỆN THỤ ĐỘNG

Thời gian: 36 giờ

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày được cấu tạo, kí hiệu quy ước, quy luật mã màu, mã kí tự biểu diễn trị số của
R, C, L.

- Nhận biết được và biết đo đạc kiểm tra các linh kiện thụ động
- Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ.
* Nội dung của bài:
2.6. Điện trở
2.6.1. Công dụng, ký hiệu và đơn vị đo
2.6.2. Cấu tạo và phân loại điện trở
2.6.3. Các thông số kỹ thuật
2.6.4. Cách đọc giá trị điện trở
2.6.5. Ghép các điện trở
2.6.6. Kiểm tra chất lượng và những chú ý khi sử dụng
2.7. Tụ điện
2.7.1. Công dụng, ký hiệu và đơn vị đo
2.7.2. Cấu tạo và phân loại tụ điện
2.7.3. Các thông số kỹ thuật

7

2.7.4. Cách đọc giá trị tụ điện
2.7.5. Đặc tính của tụ điện
2.7.6. Ghép tụ điện
2.7.7. Kiểm tra chất lượng tụ điện
2.8. Cuộn cảm và biến áp
2.8.1. Cuộn cảm
2.8.1.1. Ký hiệu và cấu tạo của cuộn cảm
2.8.1.2. Các thông số kỹ thuật
2.8.1.3. Đặc tính của cuộn cảm
2.8.1.4. Ứng dụng của cuộn cảm
2.8.2.
Biến áp
2.8.2.1. Ký hiệu, cấu tạo và nguyên lý làm việc của biến áp
2.8.2.2. Các tỷ số của máy biến áp
2.8.2.3. Phân loại máy biến áp
2.9. Thạch anh
2.9.1. Ký hiệu, hình dạng của thạch anh
2.9.2. Tính chất áp điện của thạch anh
2.9.3. Ứng dụng của thạch anh
2.10. Rơ le
2.10.1.
Cấu tạo và kí hiệu cảu Rơle
2.10.2.
Nguyên lý hoạt động của Rơ le
2.10.3.
Ứng dụng của Rơ le

Bài 3. CÁC LINH KIỆN BÁN DẪN

Thời gian: 36 giờ

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày đúng về cấu tạo, kí hiệu quy ước và nguyên lý hoạt động của các linh kiện
bán dẫn..

-

Nhận biết được các linh kiện bán dẫn
Biết xác định cực tính và biết kiểm tra chất lượng các linh kiện bán dẫn,
Cẩn thận đảm bảo an toàn thiết bị và dụng cụ
Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ.

* Nội dung của bài:
3.6. Điốt
3.6.1. Cấu tạo và ký hiệu
3.6.2. Các thông số cơ bản


8

3.6.3. Nguyên lý làm việc
3.6.4. Phân loại điốt
3.6.5. Kiểm tra, đo đạc chất lượng điốt
3.7. Transistor lưỡng cực (BJT)
3.7.1. Cấu tạo, phân loại và ký hiệu
3.7.2. Nguyên lý làm việc

3.7.3. Phân cực cho Transistor
3.7.4. Các thông số kỹ thuật
3.7.5. Cách kiểm tra xác định cực tính và chất lượng Transistor
3.8. Transistor trường (FET)
3.8.1. Khái niệm
3.8.2. JFET
3.8.2.1. Phân loại, cấu tạo, ký hiệu
3.8.2.2. Nguyên lý hoạt động
3.8.2.3. Phân cực cho JFET
3.8.2.4. Đo kiểm tra chất lượng JFET
3.8.3. MOSFET
3.8.3.1. MOSFET kênh có sẵn
3.8.3.2. MOSFET kênh cảm ứng
3.9. Transistor đơn nối ( UJT)
3.9.1. Cấu tạo và ký hiệu
3.9.2. Nguyên lý hoạt động
3.10. Các linh kiện bán dẫn đặc biệt
3.10.1.
Thyristor
3.10.1.1.
SCR
3.10.1.2.
GTO
3.10.2.
DIAC
3.10.2.1.
Cấu tạo, ký hiệu
3.10.2.2.
Phân cực cho DIAC
3.10.3.

TRIAC
3.10.3.1.
Cấu tạo, ký hiệu
3.10.3.2.
Phân cực cho TRIAC
3.10.4.
OPTO
3.10.4.1.
Cấu tạo, ký hiệu


9

3.10.4.2.
3.10.4.3.
3.10.5.

Nguyên lý hoạt động
Ứng dụng

IGBT

3.10.5.1.

Cấu tạo, ký hiệu

3.10.5.2.

Nguyên lý hoạt động

3.10.5.3.

Ứng dụng

Bài 4. CÁC LINH KIỆN QUANG ĐIỆN TỬ

Thời gian: 12 giờ

* Mục tiêu của bài:

- Trình bày đúng cấu tạo, kí hiệu quy ước, nguyên lý hoạt động và ứng dụng của các linh
kiện quang.

-

Xác định đúng cực tính, chất lượng của các linh kiện quang.
Nhận biết được các linh kiện quang điện tử
Biết kiểm tra chất lượng các linh kiện quang điện tử
Cẩn thận đảm bảo an toàn thiết bị và dụng cụ
Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ.

* Nội dung của bài:
4.6. Điện trở quang
4.6.1. Cấu tạo, ký hiệu
4.6.2. Ứng dụng
4.7. Điốt phát quang.
4.7.1. Cấu tạo, ký hiệu
4.7.2. Ứng dụng
4.8. LED 7 đoạn
4.8.1. Cấu tạo, ký hiệu

4.8.2. Ứng dụng
4.9. Điốt cảm quang
4.9.1. Cấu tạo, ký hiệu
4.9.2. Ứng dụng
4.10. Transistor quang
4.10.1.
Cấu tạo, ký hiệu
4.10.2.
Nguyên lý hoạt động
4.10.3.
Ứng dụng


10

Bài 1. VẬT LIỆU VÔ TUYẾN ĐIỆN

Mục tiêu
Học xong bài học này học viên có năng lực:
- Trình bày được khái niệm cơ bản của các loại vật liệu vô tuyến điện
- Nhận biết được các loại vật liệu vô tuyến điện
- Nghiêm túc, khoa học, tỉ mỷ.
Nội dung chính
1.1. Những khái niệm cơ bản
1.1.1. Cấu tạo của nguyên tử

Từ các kết quả thực nghiệm, các nhà khoa học đã xác định được thành phần
cấu tạo của nguyên tử gồm có hạt nhân và lớp vỏ electron. Trong đó:
+ Hạt nhân nằm ở tâm nguyên tử, gồm các hạt proton và nơtron
+ Vỏ nguyên tử gồm các electron chuyển động trong không gian xung quanh hạt

nhân.
=> Nguyên tử được cấu tạo từ 3 loại hạt cơ bản là: electron, proton và nơtron.
- Khối lượng và điện tích của các loại hạt cấu tạo nên nguyên tử:

- Nguyên tử trung hòa về điện nên số proton (P) trong hạt nhân bằng số electron (E)
của nguyên tử. P = E
- Kích thước ngun tử: các ngun tử có kích thước khoảng 10-10 m= 0,1nm.
Nguyên tử nhỏ nhất là nguyên tử hidro có bán kính khoảng 0,053nm.
- Kích thước hạt nhân: nhỏ hơn các hạt nhân đều có kích thước khoảng 10-14m =


11

10-5 nm.
- Kích thước của electron và proton: nhỏ hơn rất nhiều so với kích thước
- Đơn vị khối lượng nguyên tử: u
1u = khối lượng của một nguyên tử đồng vị 12C =1,67.10-27 kg = 1,67.10-24 g
- Đơn vị điện tích nguyên tố: 1đơn vị điện tích nguyên tố = 1,602.10-19 C.
1.1.2. Sự liên kết của phân tử và nguyên tử

Trong kim loại ,các nguyên tử bị mất electron hóa trị trở thành các ion dương
các ion dương sắp xếp một cách tuần hoàn trật tự tạo nên mạng tinh thể kim loại
· Các electron hóa trị tách khỏi nguyên tử chuyển động hỗn loạn trong mạng tinh
thể , gọi là các electron tự do
· Sự mất trật tự của mạng tinh thể đã cản trởchuyển động của các electron .
· Electron chuyển động ngược chiều điện trường dưới tác dụng của lực điện trường.
Khi khơng có điện trường ngoài : Các electron tự do chỉ chuyển động nhiệt hỗn
loạn

Vậy : Khi khơng có điện trường ngồi, trong kim loại khơng có dịng điện

Các electron tự do chịu tác dụng của lực điện trường, chúng có thêm một chuyển
động phụ theo một chiều xác định ngược chiều điện trường; đó là chuyển động có
hướng của các electron; nghĩa là trong kim loại xuất hiện dòng điện


12

Hình 1.4: Dịng điện trong kim loại khi có điện trường ngồi
Khi có điện trường ngồi, trong kim loại sẽ xuất hiện dòng điện
Vậy : Dòng điện trong kim loại là dịng chuyển dời có hướng của các
electron tự do dưới tác dụng của điện trường ngoài.
1.1.3. Phân loại vật liệu vô tuyến điện

Chân không lý tưởng là một môi trường khơng có một phân tử khí nào.
Trong thực tế, khi làm giảm áp suất chất khí trong một ống xuống dưới 104
mmHg, lúc đó phân tử khí có thể chuyển động từ thành nọ đến thành kia của ống
mà khơng va chạm với các phân tử khác thì trong ống được xem là chân khơng.
Do đó chân khơng là mơi trường khơng có các hạt tải điện nên cách điện
trong điều kiện thường.
Muốn tạo ra dòng điện trong chân không phải làm phát sinh các hạt tải điện tự do
trong ống chân không .
Các kĩ thuật làm phát sinh các hạt electron là phải cung cấp năng lượng
ngoài cho các electron ở đầu cực catot để chúng thoát ra khỏi bề mặt kim loại.
1.2 Vật liệu dẫn điện:
1.2.1 Định nghĩa

Vật liệu dẫn điện là vật chất mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự
do. Nếu đặt những vật liệu này vào trong một trường điện, các điện tích sẽ chuyễn
động theo hướng nhất định của trường và tạo thành dịng điện, người ta gọi vật liệu
có tính dẫn điện.

13

1.2.2. Phân loại
Vật liệu dẫn điện dùng trong lĩnh vực điện tử gồm các kim loại và các hợp
kim.
Các đặc tính kỹ thuật của vật liệu dẫn điện là:
- Điện trở suất
- Hệ số nhiệt
- Nhiệt độ nóng chảy
- Tỷ trọng
1.2.3. Phân loại
Các thông số và phạm vi ứng dụng của các vật liệu dẫn điện thông thường
được giới thiệu trong Bảng 1.1 dưới đây:
1.2.4. Các thông số cơ bản

TT

Tên vật
liệu

1

2

Đồng đỏ
hay đồng
kỹ thuật
Thau

3

Nhơm

Vật liệu dẫn điện
Nhiệt Tỷ
độ trọng
Hợp kim
nóng
chảy
t0C
1080 8,9

Điện
trở suẩt
r
Wmm2/
m
0,0175

Hệ số
nhiệt
a

(0,03 0,06)

0,002

900

3,5

0,028

0,0049

660

2,7

0,004

Đồng với
kẽm

Phạm vi
ứng
dụng
Chủ yếu
dùng làm
dây dẫn
- Các lá
tiếp xúc
Các
đầu nối
dây
Làm
dây dẫn
điện

- Làm lá
nhôm
trong tụ
xoay
Làm
cánh toả
nhiệt
- Dùng

Ghi chú

- Bị ơxyt
hố
nhanh,
tạo thành
lớp bảo
vệ, nên
khó hàn,
khó
ăn
mịn
- Bị hơi
nước mặn


14

4

Bạc

5

Nic ken

0,07

6

Thiếc

0,115

960

10,5

0,006

1450

8,8

0,0012

230

7,3

làm tụ

điện (tụ
hố)
- Mạ vỏ
ngồi
dây dẫn
để
sử
dụng
hiệu ứng
mặt
ngồi
trong
lĩnh vực
siêu cao
tần
- Mạ vỏ
ngoài
dây dẫn
để
sử
dụng
hiệu ứng
mặt
ngoài
trong
lĩnh vực
siêu cao
tần
Hàn
Hợp chất

dùng để làm dây dẫn.
Hợp
chất hàn
kim thiếc
gồm:
- Thiếc 60% và chì có
nhiệt độ
- Chì 40%
nóng
chảy
thấp hơn
nhiệt độ
nóng
chảy của
từng kim
loại thiếc

ăn mịn

Có
giá
thành rẻ
hơn bạc

Chất hàn
dùng để
hàn trong
khi
lắp
ráp linh

kiện điện
tử


15

7

Chì

0,21

0,004

330

11,4

8

Sắt

0,098

0,0062 1520

7,8

9

Maganin

0,5

0,0000 1200
5

8,4

10

Contantan

0,5

0,0000 1270
05

8,9

11

Niken Crơm

1,1

0,0001 1400
5
(nhiệ
t độ

làm
việc:

8,2

Hợp chất
gồm:
- 80% đồng
- 12%
mangan
- 2% nicken
Hợp chất
gồm:
- 60% đồng
- 40%
nicken
- 1%
Mangan
Hợp chất
gồm:
- 67%
Nicken
- 16% sắt

và chì..
- Cầu chì
bảo vệ
q dịng
- Dùng
trong ac

qui chì
- Vỏ bọc
cáp chôn
- Dây săt
mạ kem
làm dây
dẫn với
tải nhẹ
Dây
lưỡng
kim gồm
lõi sắt vỏ
bọc đồng
làm dây
dẫn chịu
lực
cơ
học lớn
Dây điện
trở

Dây điện
trở nung
nóng

- Dùng
làm dây
đốt nóng
(dây mỏ
hàn, dây

Dùng làm
chát hàn
(xem
phần
trên)

- Dây sắt
mạ kẽm
giá thành
hạ
hơn
dây đồng
Dây
lưỡng
kim dẫn
điện gần
như dây
đồng do
có hiệu
ứng mặt
ngồi


16

900)

- 15% crôm
- 1,5%

mangan

bếp điện,
dây bàn
là)

1.2.4. Một số loại vật liệu cách điện thường dùng
+ Đất sét/ gốm/ sứ
Vật liệu gốm sứ (đất sét, gạch) được sử dụng để chế tạo thành các
chất mẹo điện, linh kiện và bảng mạch. Các đặc tính phương pháp điện của gốm tốt
được bổ sung bởi tính dẫn nhiệt cao. Đây là vật liệu tiêu hợp lý cho hướng dẫn điện
cao áp và RF.
+ Nhựa
Nhựa PVC, Cresyl Pthalate, DEHP và các loại nhựa không giống ngày
nay vừa mới thay thế cao su để sử dụng chất hướng dẫn điện cho dây kéo và các bộ
phận khác. PVC và nylon hiện giờ là tiêu hợp lý trong hầu hết các loại dây. Nhựa
có điện trở suất thấp hơn thủy tinh nhưng thực tế được sử dụng nhiều hơn song
song đây cũng là vật liệu cách điện thơng dụng và đa số cho nền móng dây điện và
cáp.
+ Gỗ/ giấy
Giấy và các tông được dùng sử dụng chất hướng dẫn điện trong một số trường
hợp nhất định vì các vật liệu này rẻ tiền và đủ sức hoạt động trong các tình huống
mà k có nhiệt độ cao hoặc điện áp cao. Gỗ cũng là một chất hướng dẫn nhiệt
tốt. cho nên, cả nhựa và gỗ đều được sử dụng trên tay cầm của công cụ nấu ăn và
các vật dụng gia đình khơng giống.
+ Mic
Tấm mica được dùng để cách điện khi gặp nhiệt độ cao. Mica có
tính kéo nhiệt cao vì thế chất mẹo điện mica rất có ích cho các bóng bán kéo tản
nhiệt hoặc các thành phần không giống với vỏ kéo điện. Đây là một vật liệu ổn định
tốt ngay cả khi xúc tiếp với các thành phần. Tấm mica đơn giản được đóng dấu

và định dạng cho các thành phần điện. Mica rất quan trọng so với các loại tụ
điện đa dạng nhất.
+ Thủy tinh (silica, tro soda và đá vôi)
Thủy tinh là một trong những vật liệu trước hết được sử dụng trong truyền
điện nhưng phần đông được thay thế theo hướng có lợi cho vật liệu rẻ hơn. Vật liệu
này hoạt động tốt cho điện báo và các thiết bị điện áp thấp khơng giống. Nó ln
ln được sử
dụng ngày
nay ở
một mức
độ nào
đó.
Bơng thủy tinh được dùng rộng rãi để mẹo nhiệt các tòa nhà, cũng như nồi hơi và
hồ chứa.


17

1.3. Vật liệu cách điện
1.3.1. Định nghĩa
Các đặc tính kỹ thuật của vật liệu cách điện:
· Độ bền về điện là mức điện áp chịu được trên đơn vị bề dày mà không bị đánh
thủng.
1.3.2. Phân loại

· Nhiêt độ chịu được,
· Hằng số điện mơi,
· Góc tổn hao: tg d
· Tỷ trọng.
1.3.3. Một số loại vật liệu cách điện thường dùng

Các thông số và phạm vi ứng dụng của các vật liệu cách điện thông thường
được giới thiệu trong Bảng 1.2 dưới đây:
Bảng 1.2 vật liệu cách điện
Độ bền
t0C
TT

Tên vật

về điện

chịu

Hằng

Góc

Tỷ

Đặc

phạm vi ứng

liệu

(kV/m

đựng

số điện

tổn

trọng

điểm

dụng

mơi

hao

6-8

0,0004

m)
1

2

Mi ca

Sứ

50-100

20-28

600

15001700

6-7

0,03

2,8

2,5

Tách

- Dùng trong

được

tụ điện

thành

- Dùng làm

từng

vật cách điện

mảnh

trong thiết bị

rất

nung

mỏng

(VD:bàn là)

nóng

- Giá đỡ cách
điện

cho

đường

dây

dẫn
- Dùng trong
tụ điện, đế


18

đèn, cốt cuộn

dây
3

Thuỷ

20-30

tinh
4

Gốm

500-

4-10

1700

0,0005

2,2-4

-0,001

khơng

khơng

1700-

0,02-

4

- Kích

- Dùng trong

chịu

chịu

4500

0,03

thước

tụ điện

được

được

nhỏ

điện áp

nhiệt

nhưng

cao

độ lớn

điện
dung
lớn

5

Bakêlit

10-40

4-4,6

0,05-

1,2

0,12
6

Êbơnit

20-30

50-60

2,7-3

0,01-

1,2-1,4

0,015
7

Pretspa

9-12

100

3-4

0,15

1,6

n
8

Giấy

Dùng làm cốt
biến áp

20

100

3,5

0,01

1-1,2

Dùng trong tụ
điện

làm tụ
điện
9

Cao su

20

55

3

0,15

1,6

- Làm vỏ bọc

dây dẫn
-

Làm tấm

cách điện
10

Lụa
cách
điện

8-60

105

3,8-4,5 0,040,08

1,5

Dùng
biến áp

trong


19

11

Sáp

20-25

65

2,5

0,0002

0,95

Dùng

làm

chất tẩm sấy
biến áp, động
cơ

điện

để

chống ẩm
12

Paraphi

20-30

49-55

n

1,9-

Dùng

làm

2,2

chất tẩm sấy
biến áp, động
cơ

điện

để

chống ẩm
13

Nhựa

10-15

60-70

3,5

0,01

1,1

- Dùng làm
sạch mối hàn

thông

-

Hỗn

hợp

paraphin

và

nhựa

thông

dùng

làm

chất tẩm sấy

biến áp, động
cơ

điện

để

chống ẩm
14

Êpoxi

18-20

1460

3,7-3,9 0,013

1,1-1,2

Hàn gắn các
bộ kiện điệnđiện tử

15

Các loại

Dùng

làm

plastic

chất

cách

(polyety

điện

len,


20

polyclo
vinin)
1.4. Vật liệu từ
1.4.1. Định nghĩa

Vật liệu từ là vật chất mà ở trạng thái bình thường có các điện tích tự do. Nếu
đặt những vật liệu này vào trong một trường điện, các điện tích sẽ chuyễn động
theo hướng nhất định của trường và tạo thành dòng điện, người ta gọi vật liệu có
tính dẫn điện.
1.4.2. Phân loại

Vật liệu dẫn điện dùng trong lĩnh vực điện tử gồm các kim loại và các hợp
kim.
Các đặc tính kỹ thuật của vật liệu dẫn điện là:

- Điện trở suất
- Hệ số nhiệt
- Nhiệt độ nóng chảy
- Tỷ trọng
1.4.3. Phân loại vật liệu vô tuyến điện

Các thông số và phạm vi ứng dụng của các vật liệu dẫn điện thông thường
được giới thiệu trong Bảng 1.3 dưới đây:

TT

Tên vật
liệu

1

2

Đồng đỏ
hay đồng
kỹ thuật
Thau

3

Nhôm

Điện
trở suẩt
r

Wmm2/
m
0,0175

Bảng 1.3: Vật liệu từ
Hệ số Nhiệt Tỷ
nhiệt
độ trọng
Hợp kim
nóng
a
chảy
t0C
0,004 1080 8,9

(0,03 0,06)

0,002

900

3,5

0,028

0,0049

660

2,7

Đồng với
kẽm

Phạm vi
ứng
dụng

Ghi chú

Chủ yếu
dùng làm
dây dẫn
- Các lá
tiếp xúc
Các
đầu nối
dây
Làm - Bị ôxyt


21

4

Bạc

5

Nic ken

0,07

6

Thiếc

0,115

960

10,5

0,006

1450

8,8

0,0012

230

7,3

dây dẫn
điện
- Làm lá
nhơm
trong tụ

xoay
Làm
cánh toả
nhiệt
- Dùng
làm tụ
điện (tụ
hố)
- Mạ vỏ
ngoài
dây dẫn
để
sử
dụng
hiệu ứng
mặt
ngoài
trong
lĩnh vực
siêu cao
tần
- Mạ vỏ
ngoài
dây dẫn
để
sử
dụng
hiệu ứng
mặt
ngoài

trong
lĩnh vực
siêu cao
tần
Hàn
Hợp chất
dùng để làm dây dẫn.
Hợp
chất hàn
kim thiếc
gồm:

hoá
nhanh,
tạo thành
lớp bảo
vệ, nên
khó hàn,
khó
ăn
mịn
- Bị hơi
nước mặn
ăn mịn

Có
giá
thành rẻ
hơn bạc

Chất hàn
dùng để
hàn trong
khi
lắp


22

7

Chì

0,21

0,004

330

11,4

8

Sắt

0,098

0,0062 1520

7,8

9

Maganin

0,5

0,0000 1200
5

8,4

10

Contantan

0,5

0,0000 1270
05

8,9

- Thiếc 60% và chì có
- Chì 40%
nhiệt độ
nóng
chảy
thấp hơn
nhiệt độ

nóng
chảy của
từng kim
loại thiếc
và chì..
- Cầu chì
bảo vệ
q dịng
- Dùng
trong ac
qui chì
- Vỏ bọc
cáp chơn
- Dây săt
mạ kem
làm dây
dẫn với
tải nhẹ
Dây
lưỡng
kim gồm
lõi sắt vỏ
bọc đồng
làm dây
dẫn chịu
lực
cơ
học lớn
Dây điện
Hợp chất

trở
gồm:
- 80% đồng
- 12%
mangan
- 2% nicken
Hợp chất
Dây điện
gồm:
trở nung

ráp linh
kiện điện
tử

Dùng làm
chát hàn
(xem
phần
trên)

- Dây sắt
mạ kẽm
giá thành
hạ
hơn
dây đồng
Dây
lưỡng
kim dẫn

điện gần
như dây
đồng do
có hiệu
ứng mặt
ngồi


23

11

Niken Crôm

1,1

0,0001 1400
5
(nhiệ
t độ
làm
việc:
900)

8,2

- 60% đồng
- 40%
nicken
- 1%

Mangan
Hợp chất
gồm:
- 67%
Nicken
- 16% sắt
- 15% crơm
- 1,5%
mangan

nóng

- Dùng
làm dây
đốt nóng
(dây mỏ
hàn, dây
bếp điện,
dây bàn
là)

1.5. Vật liệu bán dẫn
1.5.1. Khái niệm

+ Chất bán dẫn là gì ?
Bán dẫn là những chất có tính dẫn điện không thể xem là kim loại hay điện
môi.
Tiêu biểu là Silic (14Si) và Gecmani (32Ge)
+ Vài tính chất cơ bản của chất bán dẫn
- Ở nhiệt độ thấp, điện trở suất của bán dẫn tinh khiết rất lớn. Khi nhiệt độ tăng,

điện trở suất giảm nhanh, nghĩa là hệ số nhiệt điện trở của bán dẫn có giá trị âm.
- Điện trở suất của chất bán dẫn phụ thuộc mạnh vào tạp chất. Chỉ cần có một
lượng tạp chất nhỏ cũng làm điện trở suất của chất bán dẫn thay đổi đáng kể.
- Điện trở suất của một số chất bán dẫn cũng giảm đáng kể khi nó bị chiếu sáng
hoặc khi bị tác dụng của các tác nhân ion hóa khác.
1.5.2 Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn
1.5.2.1. Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn tinh khiết
a. Electron và lỗ trống trong bán dẫn tinh khiết
Khi một electron bị rứt khỏi mối liên kết, trở thành một electron tự do
(electron dẫn) thì nó để lại một lỗ trống thiếu e- liên kết và được xem là hạt mang
điện dương.
Electron và lỗ trống là 2 hạt tải điện trong BD tinh khiết.
b. Dòng điện trong chất BD tinh khiết là dòng các electron dẫn chuyển động
ngược chiều điện trường và dòng các lỗ trống chuyển động đồng thời cùng
chiều điện trường.


24

Trong BD tinh khiết hay BD loại i, electron dẫn và lỗ trống có mật độ bằng
nhau nhưng nhỏ, chúng được gọi là những hạt tải điện thiều số
1.5.2.2. Đặc tính dẫn điện của chất bán dẫn pha lẫn tạp chất
Bán dẫn loại n
· Bán dẫn n là bán dẫn tạp chất có hạt tải điện mang điện âm.
· Khi pha tạp chất phôtpho (P), asen (As) hoặc antimon (Sb) là các nguyên tố có
5 e- hóa trị vào mẫu Silic thì e- thứ 5 của nguyên tử tạp trở thành e- tự do
trong tinh thể BD, giúp nó dẫn điện ngay ở nhiệt độ thấp.
· Mỗi nguyên tử tạp “cho” tinh thể bán dẫn một electron dẫn nên được gọi là
tạp chất cho
. Vị trí lớp chuyển tiếp p-n:

Lớp chuyển tiếp p-n là chỗ tiếp xúc của miền BD loại p và miền BD loại n
được tạo ra trên một tinh thể BD
Lớp nghèo
§ Tại lớp chuyển tiếp p-n có sự trà trộn vào nhau của hai hạt tải điện là e- dẫn và
lỗ trống của hai BD; chúng nối lại liên kết và cùng biến mất. Kquả, ở đây hình
thành một lớp khơng có hạt tải điện, có điện trở rất lớn, gọi là lớp nghèo.
§ Ở lớp nghèo, về phía BD n tích điện dương và về phía BD p tích điện âm
Bài tập
Bài 1: Phát biểu nào dưới đây là chính xác ?
Người ta gọi Silic là chất bán dẫn vì
A. nó khơng phải là kim loại, cũng không phải là điện môi.
B. hạt tải điện trong đó có thể là electron hoặc lỗ trống.
C. điện trở suất của nó rất nhạy cảm với nhiệt độ, tạp chất và các tác nhân ion
hóa khác.
D. Cả ba lí do trên.
Bài 2: Hạt tải điện chủ yếu trong BD loại n, trong BD loại p là những hạt gì ?
TRẢ LỜI:
Bài 1: D. Cả ba lí do trên
Bài 2: Hạt tải điện chủ yếu trong BD loại n là electron.
Hạt tải điện chủ yếu trong BD loại p là lỗ trống