Tài liệu ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ BẢN VỀ ĐIỆN doc

ĐỒ ÁN MÔN HỌC
CƠ BẢN VỀ ĐIỆN

1

MỤC LỤC
ĐỒ ÁN MÔN HỌC CƠ BẢN VỀ ĐIỆN 1
1
MỤC LỤC 2
CHƯƠNG 2: ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 27
1. NGUYÊN LÝ CHUNG 27
2. CẤU TẠO CHUNG 28
2.1. STATO 28
2.2. Roto 29
3. ĐIỀU CHỈNH TỐC ĐỘ ĐỘNG CƠ ĐIỆN MỘT CHIỀU 30
3.1. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi từ thông θ 30
3.2. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện trở phụ Rf trên mạch phần ứng 31
3.3. Điều chỉnh tốc độ bằng cách thay đổi điện áp 32

Chương I: MỘT SỐ LINH KIỆN THỤ ĐỘNG
1. Điện trở
1.1. Khái niệm
- Điện trở là sự cản trở dòng điện chảy trong vật dẫn điện
- Ký hiệu: R
- Được xác định bằng biểu thức R = U/I
- Đơn vị là: Ohm
1.2. Phân loại
1.2.1. Phân loại theo cấu tạo
Có 4 loại cơ bản :
a. Điện trở than: Dùng bột than ép lại dạng thanh có trị số điện trở từ vài Ω

đến vài chục MΩ, công suất 1/8 W đến vài W. Loại dùng chất Nicken-Crôm có trị số ổn
định hơn điện trở than, giá thành cao .Công suất điện trở thường là
1/2 W.
b. Điện trở ôxit kim loại: Dùng chất oxit-thiếc chịu được nhiệt độ cao và độ ẩm cao.
Công suất điện trở thường là 1/2 W.
c. Điện trở dây quấn: Dùng các loại hợp kim để chế tạo các loại điện trở cần trị số nhỏ
hay cần dòng điện chịu đựng cao. Công suất điện trở vài W đến vài chục W.
d. Điện trở xi măng: Thành phần cấu tạo chính là xi măng. Công dụng chính là dùng
trong các mạch hạn dòng có công suất lớn. Ưu điểm chính của loại này là công suất lớn
và ít bị cháy chập khi mạch bị quá tải.
1.2.2. Phân loại theo công dụng
a. Biến trở
2

Biến trở còn được gọi là chiết áp được cấu tạo gồm một điện trở màng than hay dây
quấn có dạng hình cung góc quay 270 độ .Có một trục xoay, ở giữa nối một con trượt
làm bằng than hay làm bằng kim loại có biến trở than, con trượt sẽ ép lên mặt điện trở
để tạo kiểu nối tiếp xúc làm thay đổi trị số điện trở khi xoay trục.
VR
VR

Hình 1.1: Kí hiệu và hình dáng của biến trở
b. Nhiệt trở
Là loại điện trở có trị số thay đổi theo nhiệt độ. Có hai loại nhiệt trở :
• Nhiệt trở có hệ số nhiệt âm: Là loại nhiệt trở khi nhận giá trị cao hơn thì trị số
điện trở giảm xuống và ngược lại.
• Nhiệt trở có trị số nhiệt dương: Là loại nhiệt trở khi nhận nhiệt độ cao hơn thì trị
số điện trở tăng lên.
• Nhiệt trở thường dùng để ổn định nhiệt cho các tầng khuếch đại công suất hay
làm linh kiện cảm biến trong các hệ thống tự động điều khiển theo nhiệt độ.

TH


Hình 1.2: Kí hiệu ,hình dáng của nhiệt trở
c. Quang trở
Thường được chế tạo từ chất sulfur-catmium, lên trên kí hiệu thường ghi chữ CdS.
Quang trở có trị số điện trở lớn hay nhỏ tuỳ thuộc cường độ chiếu sáng vào nó. Độ
chiếu sáng càng mạnh thì điện trở có trị số càng nhỏ và ngược lại. Quang trở thường
dùng trong các mạch tự động điều khiên bằng ánh sáng, báo động …
CdS



Hình 1.3. Kí hiệu hình dáng của quang trở
d. Điện trở cầu chì
• Điện trở cầu chì có tác dụng bảo vệ quá tải như các cầu chì của hệ thống điện nhà
nhưng nó được dùng trong các mạch điện tử để bảo vệ cho mạch nguồn hay các
3

mạch có dòng tải lớn như các transistor công suất. Khi có dòng điện qúa lớn hơn
trị số cho phép thì điện trở sẽ bị nóng và bị đứt.
• Điện trở cầu chì có trị số rất nhỏ khoảng vài Ohm.
Hình 1.4. Kí hiệu hình dáng của điện trở cầu chì
e. Điện trở tuỳ áp: Viết tắt là VDR
• Đây là loại điện trở có trị số thay đổi theo điện áp đặt vào hai cực. Khi điện áp
đặt vào giữa hai cực ở dưới trị số danh định thì VDR có trị số còn thấp coi như
ngắn mạch.

• Điện trở tuỳ áp có hình dáng giống như nhiệt trở nhưng nặng như kim loại.
Ứng dụng của điện trở

• Trong sinh hoạt, điển trở được dùng để chế tạo các loại dụng cụ điện như: Bàn
ủi, bếp điện, bóng đèn …
• Trong công nghiệp, điện trở để chế tạo các thiết bị sấy, giới hạn dòng điện khởi
động của động cơ …
• Trong lĩnh vực điện tử, điện trở được nạp cho pin nickel-cadmium.
2. Tụ điện
2.1. Khái niệm
- Tụ điện là một loại linh kiện thụ động trong mạch điện tử.
- Ký hiệu là : C
- Đơn vị là: F
2.2. Phân loại
Tụ điện được chia làm hai loại chính là:
• Tụ điện không phân cực tính dương và âm:

4
FUSISTỎR
TOR

Hình 2.1. Tụ điện không phân cực dương và âm
• Tụ điện phân cực tính được chia làm nhiều dạng:
•


Hình 2.2. Tụ phân cực tính
2.2.1. Tụ oxit hóa (thường gọi là tụ hóa)
Tụ hóa có điện dung lớn từ 1μF đến 10.000μF là loại tụ có phân loại cực tính dương
và âm.

Hình 2.3.Kí hiệu và hình dáng của tụ hóa

2.2.2. Tụ gốm
- Tụ gốm có điện dung từ 1 ρF đến 1μF, là loại tụ không có cực tính, điện áp làm việc
vài trăm volt.
- Về hình dáng tụ gồm có nhiều dạng và có nhiều cách ghi trị số điện dung C
khác nhau.
5
.01
50V
100
25V
22ŋ F

C=0,01μF C=100 ρF C=22ŋ F
Hình 2.4. Kí hiệu, hình dáng, cách đọc tụ gốm
2.2.3. Tụ giấy
Là loại tụ không có cực tính gồm có hai bản cực là các băng kim loại dài, ở giữa có lớp
cách điện là giấy tẩm dầu cuộn lại thành ống. Điện áp đánh thủng đến vài trăm volt.
Hình 2.5. Kí hiệu, hình dáng của tụ giấy
2.2.4. Tụ mica
Là loại tụ không có cực tính, điện dung từ vài ρF đến vài trăm ŋF, điện áp làm việc
rất cao, trên 1000V. Trên tụ mica được sơn các chấm màu để chỉ trị số điện dung và
cách đọc giống như cách đọc trị số điện trở.

Hình 2.6. Tụ mica
2.2.5. Tụ màng mỏng
Là loại tụ có chất điện môi là các chất polyester (PE), polyetylen (PS), điện dung từ vài
trăm ρF đến vài chục μF, điện áp làm việc đến hàng ngàn volt.
Hình 2.7. Tụ màng mỏng

2.2.6. Tụ tang

Là loại tụ có phân cực tính, điện dung có thể rất cao nhưng kích thước nhỏ từ 0.1μF đến
100μF, điện áp làm việc thấp chỉ vài chục volt.
6

2.3. Ứng dụng
2.3.1. Tụ dẫn diện ở tần số cao
Tín hiệu âm tần, âm thanh bổng thuộc loại tần số cao nên tín hiệu âm bổng sẽ được
qua tụ C để đưa vào loa bổng, có âm trầm có tần số thấp sẽ bị chặn lại. Do đó tín hiệu
âm trầm chỉ đưa vào loa trầm.
2.3.2. Tụ nạp xả điện trong mạch
Mạch nắn điện chỉ có tác dụng cho bán kỳ dương của dòng điện xoay chiều đi qua và
không cho bán kì âm đi qua. Nếu có tụ C đặt song song với tải ở ngõ ra thì tụ sẽ nạp
điện khi điện áp tăng lên và xả điện khi điện áp giảm xuống làm cho dòng điện được
liên tục và giảm bớt mức gợn sóng của dòng điện xoay chiều hình sin.
3. Điốt
3.1. Cấu tạo
Trong một tinh thể bán dẫn thể Si ( hay Gr) được pha để trở thành vùng bán dẫn
loại N và vùng bán dẫn loại P, ở mối nối P – N có sự nhạy cảm đối với các tác động của
điện, quang, nhiệt.
Trong vùng bán dẫn P có nhiều lỗ trống, trong vùng N có nhiều electron thừa, khi
hai vùng này tiếp xúc nhau sẽ có một số electron vùng N qua mối nối và tái hợp với lỗ
trống của P.
Tại mối nối xảy ra sự cho nhận electron và lỗ trống vùng N và P đến khi điện tích
âm của vùng P đủ lớn để đẩy các electron không cho electron từ vùng N sang P nữa.
Sự chênh lệch điện tích ở hai bên mối nối gọi là hàng dào điện áp hay còn gọi là
vùng nghèo điện tử.
Diot bán dẫn có cấu tạo như hình 3.1.

Hình 3.1.
3.2. Nguyên lí hoạt động

3.2.1. Phân cực ngược
- Khi ta cấp âm nguồn vào cực A ( cực P) của điôt, cực dương nguồn sẽ hút lỗ trống của
vùng P và điện tích dương của nguồn sẽ hút electron của vùng N làm cho lỗ trống và
hai bên lớp tiếp giáp càng xa nhau hơn nên hiện tượng tái hợp giữa electron và lỗ trống
càng khó khăn. Tuy nhiên trường hợp này vẫn có một dòng điện rất nhỏ qua điôt từ N-
> P gọi là dòng điện rỉ, trị số khoảng ŋA.
- Dòng điện rỉ còn gọi là dòng điện bão hoà nghịch I
s
. Do dòng có trị số rất nhỏ nên
trong nhiều trường hợp người ta coi như điốt không dẫn điện khi phân cực ngược.
7


Hình 3.2 .Phân cực ngược cho diot
3.2.2. Phân cực thuận Diode.
- Dùng một nguồn DC nối cực dương của nguồn vào chân P và cực âm của nguồn vào
chân N của diode. Lúc đó điện tích dương của nguồn sẽ đẩy lỗ trống trong vùng P và
điện tích của nguồn sẽ đẩy electron trong vùng N làm cho
electron và lỗ trống lại gần mối nối hơn và khi lực đẩy tĩnh điện đủ lớn thì electron từ N
sẽ sang mối nối qua P và tái hợp lỗ trống.
- Khi vùng N mất electron trở thành mạng điện tích dương thì vùng N sẽ kéo điện tích
âm của nguồn lên thế chỗ, khi vùng P nhận electron trở thành mạng điện tích âm thì cực
dương của nguồn sẽ kéo theo điện tích âm từ vùng P về. Như vậy đã có một dòng
electron chảy liên tục từ cực âm của nguồn qua diode về cực dương của nguồn, nói cách
khác có dòng điện đi qua diode theo chiều từ P sang.


Hình 3.3. Phân cực thuận cho diode
3.3. Đặc tính vôn-ampe của diode
- Đặc tính vôn-ampe của diode biểu thị mối quan hệ giữa dòng điện chảy qua nó và

điện áp giữa Anôt và Catôt.
- Khi diode được phân cực thuận lúc đầu dòng điện qua diode tăng dần qua diode cho đ
- Khi phân cực ngược cho diode nếu tăng điện áp âm thì ban đầu chỉ có một dòng điện
đến khi điện áp đặt nên diode đạt ngưỡng mở là 0,6V với Si và 0,3V với Ge thì điện áp
8

tăng vọt lên nên tiếp tục tăng điện áp nguồn thì điện áp giữa hai đầu diode vẫn giữ ở
mức là 0,6 với Si và 0,3 với Ge.

Hình 3.4.Đặc tuyến vôn-ampe của diot
Nhận xét:
Đường đặc tuyến của diode được chia làm 3 vùng:
+Vùng 1 đánh thủng vùng này được phân cực thuận với dòng lớn(mA), điện áp
nhỏ.
+ Vùng 2 vùng phân cực ngược dòng điện nhỏ, điện áp lớn.
+ Vùng 3 vùng đánh thủng.
3.4. Phân loại diode.
Diode được phân làm nhiều loại như diode chỉnh lưu, diode tách sóng, diode biến
tần, photodiode, diode phát quang…
3.4.1. Diode chỉnh lưu
Được sử dụng trong các mạch lọc nguồn từ xoay chiều sang một chiều, do đặc tính
của diode cho điện áp dương của tín hiệu xoay chiều đi qua nên trong các mạch chỉnh
lưu người ta chia ra các loại mạch chỉnh lưu như chỉnh lưu nưả chu kỳ, chỉnh lưu toàn
chu kỳ, chỉnh lưu cầu.
3.4.2. Photo diode
• Cấu tạo: Ứng dụng hiệu ứng quang áp, người ta chế tạo ra diode quang. Đó là
một chuyển tiếp P – N có cấu trúc sao cho ánh sáng dễ dàng chiếu trực tiếp lên
bề mặt bán dẫn.
Khi làm việc, diode quang được phân cực nhờ nguồn điện áp E (hình dưới) mà
do đó có một dòng điện ngược ban đầu I

0
rất nhỏ. Khi được ánh sáng chiếu vào, có thêm
dòng điện sáng I tạo ra bởi các hạt mang năng lượng của phôtôn và chảy cùng chiều với
dòng điện ngược. Vì vậy, dòng tổng chảy qua tải R
t
có trị số đáng kể và tăng theo cường
độ ánh sáng chiếu vào.
• Đặc tuyến vôn – ampe
9



Hình 3.5 .Đặc tuyến vôn-ampe
Để thiết lập đặc tuyến vôn – ampe của chuyển tiếp P – N được chiếu sáng, ta gọi V là
điện áp hj trên chuyển tiếp đó ( theo chiều thuận), và I là dòng điện tổng ( với chiều
dương quy ước là chiều của dòng I, nghĩa là chiều của dòng điện ngược với chuyển tiếp
P – N)
Dưới tác dụng của điện áp V dòng chuyển tiếp P – N theo chiều thuận được xác định
bởi: I
s
(e – 1)
Vì vậy dòng tổng hộp chảy qua chuyển tiếp P – N được chiếu sáng ( theo chiều dòng
điện ngược ) sẽ là:
I = I . I
s
(e -1)
Hoặc sau một vài lần biến đổi đơn giản sẽ có dạng khác:
V = T .ln [ I – I/I
s
+ 1 ]

Hệ thức trên chính là biểu thức giải thích đặc tuyến vôn – ampe của chuyển tiếp P –
N được chiếu sáng. Nó biểu thị quan hệ dòng điện I chảy qua chuyển tiếp P – N ( theo
chiều ngược) và điện áp V đặt lên chuyển tiếp đó ứng với các trạng thái chiếu sáng khác
nhau.
• Đặc tuyến năng lượng
10


Hình 3.6
Đặc tuyến năng lượng I = f ứng với tổng điện áp phân cực khác nhau của phôtô
diode
Ta thấy khi quang thông không quá lớn thì dòng điện sáng I gần như tăng chủ yếu
theo cường độ sáng. Mặt khác với cùng một quang thông như nhau, nếu điện áp phân
cực ngược cho phôtôdiode càng lớn thì dòng I sang càng lớn. Sở dĩ như vậy là vì khi
điện áp phân cực ngược lớn, miền nghèo thì sẽ mở rộng, do đó quãng đường mà hạt dẫn
ohải khuyếch tán từ nơi sản sinh( nơi đươc chiếu sáng) đến biên giới vùng nghèo sẽ rút
ngắn lại, khiến số lượng hạt dẫn bị hao hụt do tái hợp trên đường đi sẽ giảm, dòng điện
sáng sẽ càng lớn. Thực ra ảnh hưởng của điện áp V đến trị số dòng điện I là rất yếu, bởi
vì như ta đã thấy từ họ đặc tuyến Vôn – Ampe của phần diode, các đặc tuyến gần như
song song với trục điện áp V.
• Ứng dụng
Phôtôdiode thực chất là một chuyển tiếp P – N được chiếu sáng và phân cực ngược.
Nó cung cấp một dòng điện ( theo chiều ngược ) tỷ lệ vơí cường độ sáng chiếu vào. Vì
vậy, tương tự như quang trở, phôtôdiode được dùng làm phần tử cảm biến trong các
thiết bị đo ánh sáng, trong các mạch điều khiển hoặc dùng như một điện trở có trị số R
thay đổi theo cường độ sáng.
3.4.3. Diode phát quang
Diode phát quang là một linh kiện bán dẫn thuộc nhóm điện quang, hoạt động dựa
trên hiện tượng tái hợp bức xạ tức là hiện tượng giải phóng ra các photon khi có tái hợp
trực tiếp giữa các lỗ trống.

Điện áp thuận đặt vào LED thường cỡ 1V – 2 V tương ứng với dòng điện thuận cỡ vài
chục mA. Trong phạm vi dòng điện nhỏ cường độ ánh sáng phát ra gần như tăng tuyến
tính với trị số dòng điện thuận. Nhưng khi làm việc với dòng qúa lớn thì nhiệt độ toả ra
lớn làm hiệu suất lượng tử giảm, do đó cường độ ánh sáng giảm.
Về phía ngược, các LED có điện áp cực đại cho phép nhỏ hơn nhiều so với diode silic,
thông thường chỉ cỡ từ 3V – 5V.
11

LED được sử dụng rất rộng rãi nó thường được sử dụng trong các thiết bị hiển thị như
màu các màn hình dùng ma trận LED, LED 7 thanh hay dùng trong quảng cáo, ngoài ra
nó còn dùng làm thiết bị phát sáng hồng ngoại cung cấp cho các thiết bị thu hồng ngoại
như photo diode, photo transistor …
3.5. Ký hiệu và đặc điểm nhận dạng một số loại diode
.
TT Ký hiệu loại diode Đặc điểm
1
Chỉnh lưu
Côngsuất nhỏ
- Kích thước nhỏ, thân màu xám hoặc đen.
- Vòng màu trắng ký hiệu đầu catốt.

2
Chỉnh lưu
Công suất lớn
- Kích thước lớn, vỏ thường bằng kim loại để
tản nhiệt
3 Chỉnh lưu cao
tần
- Kích thước nhỏ, vỏ thường làm bằng thuỷ tinh
trong suốt.

- Là diode tiếp điểm, vòng màu ký hiệu thường
có màu đỏ hoặc xanh ký hiệu catốt.
- Làm việc ở tần số cao.
4 Diode ổn áp
- Kích thước nhỏ phụ thuộc vào công suất làm
việc của nó.
- Trên thân thường có ký hiệu giá trị điện áp ổn
áp
5
Diode phát
Quang
- Vỏ thường có màu (xanh, đỏ, vàng).
- Đối với diode hồng ngoại và một số loại khác
thường được chế tạo trong suốt.
- Một số loại có thể phát ra hai màu khác nhau.
6 Diode thu
Quang
- Vỏ thường có hai màu: Trong suốt và loại có
màu đỏ đen có tác dụng chỉ cho tia hồng ngoại
đi qua.

12

7 Cầu chỉnh
lưu diode
- Có hai đầu vào điện áp xoay chiều.
- Cấu tạo bởi 4 diode mắc theo hình cầu.
- Hai đầu ra âm và dương.
- Có hai dạng như hình vẽ bên.
4. TRANSISTOR ( Bóng bán dẫn )

Nội dung đề cập : Cấu tạo, Ký hiệu và hình dáng, Thông số kỹ thuật, Cấp nguồn và phân cực và 3
cách mắc cơ bản.
4.1. Cấu tạo của Transistor. ( Bóng bán dẫn )
Transistor gồm ba lớp bán dẫn ghép với nhau hình thành hai mối tiếp giáp P-N , nếu ghép theo thứ
tự PNP ta được Transistor thuận , nếu ghép theo thứ tự NPN ta được Transistor ngược. về phương
diện cấu tạo Transistor tương đương với hai Diode đấu ngược chiều nhau .
Cấu tạo Transistor
Ba lớp bán dẫn được nối ra thành ba cực , lớp giữa gọi là cực gốc ký hiệu là B ( Base ), lớp bán
dẫn B rất mỏng và có nồng độ tạp chất thấp.
Hai lớp bán dẫn bên ngoài được nối ra thành cực phát ( Emitter ) viết tắt là E, và cực thu hay cực
góp ( Collector ) viết tắt là C, vùng bán dẫn E và C có cùng loại bán dẫn (loại N hay P ) nhưng có
kích thước và nồng độ tạp chất khác nhau nên không hoán vị cho nhau được.
4.2. Ký hiệu & hình dáng Transistor .
13

Ký hiệu của Transistor
Hình ảnh thực tế
Transistor công suất nhỏ Transistor công suất lớn
4.3. Các thông số kỹ thuật của Transistor, Transistor số (Digital transistor),
4.3.1. Các thông số kỹ thuật của Transistor
Dòng điện cực đại : Là dòng điện giới hạn của transistor, vượt qua dòng giới hạn này
Transistor sẽ bị hỏng.
Điện áp cực đại : Là điện áp giới hạn của transistor đặt vào cực CE , vượt qua điện áp giới
hạn này Transistor sẽ bị đánh thủng.
Tấn số cắt : Là tần số giới hạn mà Transistor làm việc bình thường, vượt quá tần số này thì
độ khuyếch đại của Transistor bị giảm .
Hệ số khuyếch đại : Là tỷ lệ biến đổi của dòng ICE lớn gấp bao nhiêu lần dòng IBE
Công xuất cực đại : Khi hoat động Transistor tiêu tán một công xuất P = UCE . ICE nếu
công xuất này vượt quá công xuất cực đại của Transistor thì Transistor sẽ bị hỏng .
4.3.2. Một số Transistor đặc biệt .

* Transistor số ( Digital Transistor ) : Transistor số có cấu tạo như Transistor thường
nhưng chân B được đấu thêm một điện trở vài chục KΩ
14

Transistor số thường được sử dụng trong các mạch công tắc , mạch logic, mạch điều
khiển , khi hoạt động người ta có thể đưa trực tiếp áp lệnh 5V vào chân B để điều khiển
đèn ngắt mở.
Minh hoạ ứng dụng của Transistor Digital
* Transistor công xuất dòng ( công xuất ngang )
Transistor công xuất lớn thường được gọi là sò. Sò dòng, Sò nguồn vv các sò này được
thiết kế để điều khiển bộ cao áp hoặc biến áp nguồn xung hoạt động , Chúng thường có
điện áp hoạt động cao và cho dòng chịu đựng lớn. Các sò công xuất dòng( Ti vi mầu)
thường có đấu thêm các diode đệm ở trong song song với cực CE.
15

Sò công xuất dòng trong Ti vi mầu
4.4. Cấp nguồn và phân cực cho Transistor
Nội dung : Ứng dụng của Transistor, Cấp nguồn cho Transistor, phân cực cho
Transistor hoạt động, Mạch phân cực có hồi tiếp.

4.4.1. Ứng dụng của Transistor.
Thực ra một thiết bị không có Transistor thì chưa phải là thiết bị điện tử, vì vậy
Transistor có thể xem là một linh kiện quan trọng nhất trong các thiết bị điện tử, các loại
IC thực chất là các mạch tích hợp nhiều Transistor trong một linh kiện duy nhất, trong
mạch điện , Transistor được dùng để khuyếch đại tín hiệu Analog, chuyển trạng thái của
mạch Digital, sử dụng làm các công tắc điện tử, làm các bộ tạo dao động v v
4.4.2. Cấp điện cho Transistor ( Vcc - điện áp cung cấp )
Để sử dụng Transistor trong mạch ta cần phải cấp cho nó một nguồn điện, tuỳ theo mục
đích sử dụng mà nguồn điện được cấp trực tiếp vào Transistor hay đi qua điện trở, cuộn
dây v v nguồn điện Vcc cho Transistor được quy ước là nguồn cấp cho cực CE.

Cấp nguồn Vcc cho Transistor ngược và thuận
Ta thấy rằng : Nếu Transistor là ngược NPN thì Vcc phải là nguồn dương (+), nếu
Transistor là thuận PNP thì Vcc là nguồn âm (-)
16

4.4.3.Phân cực cho Transistor .
* Phân cực : là cấp một nguồn điện vào chân B ( qua trở định thiên) để đặt Transistor
vào trạng thái sẵn sàng hoạt động, sẵn sàng khuyếch đại các tín hiệu cho dù rất nhỏ.
* Tại sao phải định thiên cho Transistor nó mới sẵn sàng hoạt động ? : Để hiếu được
điều này ta hãy xét hai sơ đồ trên :
- Ở trên là hai mạch sử dụng transistor để khuyếch đại tín hiệu, một mạch chân B
không được phân cực và một mạch chân B được phân cực thông qua Rđt.
-Các nguồn tín hiệu đưa vào khuyếch đại thường có biên độ rất nhỏ ( từ 0,05V đến
0,5V ) khi đưa vào chân B( đèn chưa phân cực) các tín hiệu này không đủ để tạo ra
dòng IBE ( đặc điểm mối P-N phaỉ có 0,6V mới có dòng chạy qua ) => vì vậy cũng
không có dòng ICE => sụt áp trên Rg = 0V và điện áp ra chân C = Vcc
-Ở sơ đồ thứ 2 , Transistor có Rđt phân cực => có dòng IBE, khi đưa tín hiệu nhỏ
vào chân B => làm cho dòng IBE tăng hoặc giảm => dòng ICE cũng tăng hoặc giảm ,
sụt áp trên Rg cũng thay đổi => và kết quả đầu ra ta thu được một tín hiệu tương tự đầu
vào nhưng có biên độ lớn hơn.
=> Kết luận : phân cực nghĩa là tạo một dòng điện IBE ban đầu, một sụt áp trên Rg ban
đầu để khi có một nguồn tín hiệu yếu đi vào cực B , dòng IBE sẽ tăng hoặc giảm =>
dòng ICE cũng tăng hoặc giảm => dẫn đến sụt áp trên Rg cũng tăng hoặc giảm => và
sụt áp này chính là tín hiệu ta cần lấy ra .
3. Một số mạch phân cực khác .
* Mạch phân cực dùng hai nguồn điện khác nhau .
* Mach phân cực có điện trở phân áp
* Mạch phân cực có hồi tiếp .
17

4.5. Cách mắc Transistor căn bản.
4.5.1. Transistor mắc theo kiểu E chung.
Mạch mắc theo kiểu E chung có cực E đấu trực tiếp xuống mass hoặc đấu qua tụ
xuống mass để thoát thành phần xoay chiều, tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực
C, mạch có sơ đồ như sau :
Mạch khuyếch đại điện áp mắc kiểu E chung ,Tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực
C
Rg : là điện trở ghánh , Rđt : Là điện trở định thiên, Rpa : Là điện trở phân áp .
Đặc điểm của mạch khuyếch đại E chung.
• Mạch khuyếch đại E chung thường được định thiên sao cho điện áp UCE
khoảng 60% ÷ 70 % Vcc.
• Biên độ tín hiệu ra thu được lớn hơn biên độ tín hiệu vào nhiều lần, như vậy
mạch khuyếch đại về điện áp.
• Dòng điện tín hiệu ra lớn hơn dòng tín hiệu vào nhưng không đáng kể.
• Tín hiệu đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào : vì khi điện áp tín hiệu vào tăng
=> dòng IBE tăng => dòng ICE tăng => sụt áp trên Rg tăng => kết quả là điện áp
chân C giảm , và ngược lại khi điện áp đầu vào giảm thì điện áp chân C lại tăng
=> vì vậy điện áp đầu ra ngược pha với tín hiệu đầu vào.
• Mạch mắc theo kiểu E chung như trên được ứng dụng nhiều nhất trong thiết bị
điện tử.
4.5.2. Transistor mắc theo kiểu C chung.
18

Mạch mắc theo kiểu C chung có chân C đấu vào mass hoặc dương nguồn ( Lưu ý : về
phương diện xoay chiều thì dương nguồn tương đương với mass ) , Tín hiệu được đưa
vào cực B và lấy ra trên cực E , mạch có sơ đồ như sau :
Mạch mắc kiểu C chung , tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực E
Đặc điểm của mạch khuyếch đại C chung .
• Tín hiệu đưa vào cực B và lấy ra trên cực E
• Biên độ tín hiệu ra bằng biên độ tín hiệu vào : Vì mối BE luôn luôn có giá trị

khoảng 0,6V do đó khi điện áp chân B tăng bao nhiêu thì áp chân C cũng tăng
bấy nhiêu => vì vậy biên độ tín hiệu ra bằng biên độ tín hiệu vào .
• Tín hiệu ra cùng pha với tín hiệu vào : Vì khi điện áp vào tăng => thì điện áp ra
cũng tăng, điện áp vào giảm thì điện áp ra cũng giảm.
• Cường độ của tín hiệu ra mạnh hơn cường độ của tín hiệu vào nhiều lần : Vì khi
tín hiệu vào có biên độ tăng => dòng IBE sẽ tăng => dòng ICE cũng tăng gấp β
lần dòng IBE vì
ICE = β.IBE giả sử Transistor có hệ số khuyếch đại β = 50 lần thì khi dòng
IBE tăng 1mA => dòng ICE sẽ tăng 50mA, dòng ICE chính là dòng của tín hiệu
đầu ra, như vậy tín hiệu đầu ra có cường độ dòng điện mạnh hơn nhiều lần so với
tín hiệu vào.
• Mạch trên được ứng dụng nhiều trong các mạch khuyếch đại đêm (Damper),
trước khi chia tín hiệu làm nhiều nhánh , người ta thường dùng mạch Damper để
khuyếch đại cho tín hiệu khoẻ hơn . Ngoài ra mạch còn được ứng dụng rất nhiều
trong các mạch ổn áp nguồn ( ta sẽ tìm hiểu trong phần sau )
4.5.3. Transistor mắc theo kiểu B chung.
19

• Mạch mắc theo kiểu B chung có tín hiệu đưa vào chân E và lấy ra trên chân C ,
chân B được thoát mass thông qua tụ.
• Mach mắc kiểu B chung rất ít khi được sử dụng trong thực tế.
Mạch khuyếch đại kiểu B chung , khuyếch đại về điện áp và không khuyếch đại về dòng
điện.
5 . IC KHUẾCH ĐẠI THUẬT TOÁN
Nội dung : Giới thiệu chung, Cấu tạo, Mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng, Nguyên lý
hoạt động, Ứng dụng ( Mạch khuếch đại đảo, Mạch khuếch đại đảo, Mạch khuếch đại
đệm, Mạch so sánh )
5.1.Giới thiệu chung
Từ khi mới ra đời, mạch khuếch đại thuật toán được thiết kế để thực hiện các phép tính
bằng cách sử dụng điện áp như một giá trị tương tự để mô phỏng các đại lượng khác.

Trong đó mạch khuếch đại thuật toán sẽ thực hiện các thuật toán như Cộng, Trừ, Tích
phân và Vi phân vv Tuy nhiên, mạch khuếch đại thuật toán lại rất đa năng, với rất
nhiều ứng dụng khác ngoài các ứng dụng thuật toán. Các mạch khuếch đại thuật toán
thực nghiệm, được lắp ráp bằng các transistor, các đèn điện tử chân không hoặc những
linh kiện khuếch đại khác, được trình bày dưới dạng những mạch linh kiện rời rạc hoặc
các mạch tích hợp đã tương hợp với những linh kiện
Các mạch khuếch đại thuật toán thường có những thông số nằm trong những giới hạn
nhất định, và có những vỏ ngoài tiêu chuẩn, cùng với nguồn điện cung cấp tiêu chuẩn.
Chúng có rất nhiều ứng dụng trong lĩnh vực điện tử; chỉ cần một số ít linh kiện bên
ngoài nó có thể thực hiện cả một dải rộng xử lý tín hiệu tương tự.
5.2. Cấu trúc chân IC
20

IC khuếch đại thuật toán OP-AMPLY1


Ký hiệu IC khuếch đại thuật toán OP-Amply
IC gồm các chân :
_ Vcc : Chân điện áp cung cấp.
_ Mass : Chân tiếp đất .
_ IN 1 : Chân tín hiệu vào đảo.
_ IN 2 : Chân tín hiệu vào không đảo.
_ OUT : Chân tín hiệu ra.
Mặc dù các thiết kế có thể khác nhau giữa các sản phẩm và các nhà chế tạo, nhưng
tất cả các mạch khuếch đại thuật toán đều có chung những cấu trúc bên trong, bao gồm
3 tầng:
1. Mạch khuếch đại vi sai
o Tầng khuếch đại đầu vào tạo ra độ khuếch đại tạp âm thấp, tổng trở vào
cao, thường có đầu ra vi sai
2. Mạch khuếch đại điện áp

o Tầng khuếch đại điện áp, tạo ra hệ số khuếch đại điện áp lớn, độ suy giảm
tần số đơn cực, và thường có ngõ ra đơn
3. Mạch khuếch đại đầu ra:
o Tầng khuếch đại đầu ra, tạo ra khả năng tải dòng lớn, tổng trở đầu ra thấp,
có giới hạn dòng và bảo vệ ngắn mạch.
5.3.Mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng
Với mọi giá trị điện áp ở đầu vào, một mạch khuếch đại thuật toán "lý tưởng" có:
• Độ lợi vòng hở vô cùng lớn,
• Băng thông vô cùng lớn,
21

• Tổng trở đầu vào vô cùng lớn, (để cho dòng điện đầu vào bằng không),
• Điện áp bù bằng không,
• Tốc độ thay đổi điện áp vô cùng lớn,
• Tổng trở đầu ra bằng không và
• Tạp nhiễu (độ ồn) bằng không.
Như thế, đầu vào của mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng khi tính toán trong vòng
hồi tiếp có thể mô phỏng bằng một khâu nullator, ngõ ra với một khâu norato và kết hợp
cả 2 ( một mạch khuếch đại thuật toán lý tưởng hoàn chỉnh) bằng một khâu nullor
5.4. Nguyên lý hoạt động của OP-Amply
OP-Amply hoạt động theo nguyên tắc: Khuếch đại sự chênh lệch giữa hai điện áp đầu
vào IN1 và IN2
- Khi chênh lệch giữa hai điện áp đầu vào bằng 0 (tức IN2 – IN1 = 0V) thì điện áp ra có
giá trị bằng khoảng 45% điện áp Vcc
- Khi điện áp đầu vào IN2 > IN1 => thì điện áp đầu ra tăng lên bằng Vcc
- Khi điện áp đầu vào IN2 < IN1 => thì điện áp đầu ra giảm xuống bằng 0V
Sơ đồ bên trong của OP-Amply
5.5. Ứng dụng của OP-Amply
22

5. 5.1.Mạch khuếch đại đảo dùng OP-Amply
- Nếu ta cho tín hiệu vào đầu vào đảo (cực âm) và đầu vào không đảo (cực dương) đem
chập xuống mass ta sẽ được một mạch khuếch đại đảo.
- Hệ số khuếch đại có thể điều chỉnh được bằng cách điều chỉnh giá trị các điện trở Rht
và R1, hệ số khuếch đại bằng tỷ số giữa hai điện trở này.
K = - Rht / R1
trong đó K là hệ số khuếch đại của mạch
5.5.2. Mạch khuếch đại không đảo dùng OP-Amply

Đây là sơ đồ của mạch khuếch đại không đảo, về hệ số khuếch đại thì tương đương
với mạch khuếch đại đảo nhưng điểm khác là điện áp ra Vout cùng pha với điện áp đầu
vào Vin
K = 1 + Rht / R1
5.5.3.Mạch khuếch đại đệm (khuếch đại dòng điện) dùng OP-Amply.
23


Khi đem đầu ra đấu với đầu vào âm (hay đầu vào đảo) rồi cho tín hiệu vào cổng
không đảo ta sẽ thu được một mach khuếch đại có hệ số khuếch đại điện áp bằng 1, tuy
nhiên hệ số khuếch đại về dòng lại rất lớn, vì vậy mạch kiểu này thường được sử dụng
trong các mạch khuếch đại về dòng điện.
5.5.4. Mạch so sánh dùng OP-Amply


_ Khi V2 = V1 thì điện áp ra Vout = Khoảng 45% Vcc & không đổi
_ Khi V2 > V1 hay V2 – V1 >0 thì Vout > 45% Vcc
_ Khi V2 < V1 hay V2 – V1 <0 thì Vout < 45% Vcc
_ Khi V1 = const thì Vout tỉ lệ thuận với V2
_ Khi V2 = const thì Vout tỉ lệ nghịch với V1
6. BIẾN ÁP

Nội dung : Cấu tạo, Tỷ số vòng/ vol, Công suất, Phân loại biến áp.
6.1. Cấu tạo của biến áp.
Biến áp là thiết bị để biến đổi điện áp xoay chiều, cấu tạo bao gồm một cuộn sơ cấp
( đưa điện áp vào ) và một hay nhiều cuộn thứ cấp ( lấy điện áp ra sử dụng) cùng quấn
trên một lõi từ có thể là lá thép hoặc lõi ferit .
24

Ký hiệu máy biến áp
6.2. Tỷ số vòng / vol của biến áp .
Gọi n1 và n2 là số vòng của quộn sơ cấp và thứ cấp.
U1 và I1 là điện áp và dòng điện đi vào cuộn sơ cấp
U2 và I2 là điện áp và dòng điện đi ra từ cuộn thứ cấp.
Ta có các hệ thức như sau :
U1 / U2 = n1 / n2 Điện áp ở trên hai cuộn dây sơ cấp và thứ cấp tỷ lệ thuận với số vòng
dây quấn.
U1 / U2 = I2 / I1 Dòng điện ở trên hai đầu cuộn dây tỷ lệ nghịch với điện áp, nghĩa là
nếu ta lấy ra điện áp càng cao thì cho dòng càng nhỏ.
6.3. Công xuất của biến áp .
Công xuất của biến áp phụ thuộc tiết diện của lõi từ, và phụ thuộc vào tần số của
dòng điện xoay chiều, biến áp hoạt động ở tần số càng cao thì cho công xuất càng lớn.
764. Phân loại biến áp .
* Biến áp nguồn và biến áp âm tần:

Biến áp nguồn Biến áp nguồn hình xuyến
* Biến áp nguồn thường gặp trong Cassete, Âmply , biến áp này hoạt động ở tần số
điện lưới 50Hz , lõi biến áp sử dụng các lá Tônsilic hình chữ E và I ghép lại, biến áp này
có tỷ số vòng / vol lớn.
* Biến áp âm tần sử dụng làm biến áp đảo pha và biến áp ra loa trong các mạch
khuyếch đại công xuất âm tần,biến áp cũng sử dụng lá Tônsilic làm lõi từ như biến áp
nguồn, nhưng lá tônsilic trong biến áp âm tần mỏng hơn để tránh tổn hao, biến áp âm

tần hoạt động ở tần số cao hơn , vì vậy có số vòng vol thấp hơn, khi thiết kế biến áp âm
tần người ta thường lấy giá trị tần số trung bình khoảng 1KHz - đến 3KHz.
* Biến áp xung & Cao áp .
25