CHƯƠNG LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Nôi dung chương Giới thiệu chung Linh kiện thụ động (Passive Components) Một số linh kiện bán dẫn (Semiconductor) Một số cấu kiện quang điện tử (OptoElectronic Devices) N.D.Thiện - PTIT Chương 2 Giới thiệu chung (1) - Cấu kiện điện tử phần tử linh kiện rời rạc, mạch tích hợp (IC)… tạo nên mạch điện tử hệ thống điện tử - Cấu kiện điện tử ứng dụng nhiều lĩnh vực, bật ứng dụng lĩnh vực Điện tử, Viễn thông, CNTT - Các linh kiện bán dẫn diodes, transistors mạch tích hợp (ICs) tìm thấy khắp nơi sống (Walkman, TV, ôtô, máy giặt, máy điều hồ, máy tính…) Chúng ta ngày phụ thuộc vào chúng thiết bị có chất lượng ngày cao với giá thành rẻ - Công nghệ chế tạo linh kiện điện tử phát triển mạnh mẽ, tạo vi mạch có mật độ lớn (Vi xử lý Intel - khoảng 1,3 tỉ transistor…) - Xu cấu kiện điện tử có mật độ tích hợp ngày cao, có tính mạnh, tốc độ lớn… N.D.Thiện - PTIT Chương Giới thiệu chung (2) Chips… Sand… Chips on Silicon wafers N.D.Thiện - PTIT Chương Giới thiệu chung (3) Silicon Process 1.5μ Technology Intel386TM DX Processor 1.0μ 0.8μ 0.6μ 0.35μ 0.25μ 45nm Intel486TM DX Processor Nowadays! Pentium® Processor Pentium® Pro & Pentium® II Processors N.D.Thiện - PTIT Chương PHẦN LINH KIỆN THỤ ĐỘNG (Passive Components) N.D.Thiện - PTIT Chương Linh kiện thụ động (Passive Components) 2.1 Điện trở (Resistor) 2.2 Tụ điện (Capacitor) 2.3 Cuộn cảm (Inductor) 2.4 Biến áp (Transformer) N.D.Thiện - PTIT Chương 2.1 Điện trở (1) N.D.Thiện - PTIT Đặc điểm ký hiệu điện trở Trị số điện trở dung sai Hệ số nhiệt điện trở Công suất tiêu tán danh định Cách ghi đọc điện trở Chương 2.1 Điện trở (2) 2.1.1 Đặc điểm ký hiệu điện trở - Điện trở phần từ có chức ngăn cản dịng điện mạch Mức độ ngăn cản dòng điện đặc trưng trị số điện trở R - Đơn vị đo: mΩ, Ω, kΩ, MΩ - Điện trở có nhiều ứng dụng như: định thiên cho linh kiện bán dẫn, điều khiển hệ số khuyếch đại, cố định số thời gian, phối hợp trở kháng, phân áp, tạo nhiệt… Tùy theo ứng dụng, yêu cầu cụ thể dựa vào đặc tính loại điện trở để lựa chọn thích hợp - Cấu tạo đơn giản điện trở thường: Mũ chụp chân điện trở Vỏ bọc N.D.Thiện - PTIT Lõi Vật liệu cản điện Chương 2.1 Điện trở (3) Các ký hiệu điện trở Điện trở thường Biến trở 0,25W 0,5W 1W 10 W Điện trở công suất N.D.Thiện - PTIT Chương 10 2.2 Tụ điện (10) Ứng dụng tụ điện + Tụ khơng cho dịng điện chiều qua lại dẫn dòng điện xoay chiều, nên tụ thường dùng qua tín hiệu xoay chiều đồng thời ngăn cách dòng chiều mạch với mạch khác, gọi tụ liên lạc + Tụ dùng để triệt bỏ tín hiệu khơng cần thiết từ điểm mạch xuống đất (ví dụ tạp âm), gọi tụ thoát + Tụ dùng làm phần tử dung kháng mạch cộng hưởng LC gọi tụ cộng hưởng + Tụ dùng mạch lọc gọi tụ lọc Tụ dùng mạch chia dải tần làm việc, tụ cộng hưởng v.v Tụ dùng cho mục đích thuộc nhóm xác + Các tụ nhóm đa dụng dùng để liên lạc, lọc nguồn điện, tín hiệu ngồi tụ dùng để trữ lượng, định thời + Do có tính nạp điện phóng điện, tụ dùng để tạo mạch định giờ, mạch tạo xung cưa, mạch vi phân tích phân N.D.Thiện - PTIT Chương 30 2.2 Tụ điện (11) 2.2.5 Một số hình ảnh tụ điện Tụ hố (Electrolytic Capacitors) Tụ Tantan (Tantalum Capacitors) N.D.Thiện - PTIT Chương 31 2.2 Tụ điện (12) Tụ gốm (Ceramic Capacitors) Tụ gốm nhiều tầng (Multilayer Ceramic Capacitors ) Tụ film nhựa (Polystyrene Film Capacitors) N.D.Thiện - PTIT Chương 32 2.2 Tụ điện (13) Tụ Mica Biến dung N.D.Thiện - PTIT Chương 33 2.2 Tụ điện (14) Tụ tantalum xuyên lỗ Tụ gồm hàn dán Tụ tantalum hàn dán Tụ hóa Kích thước theo cm N.D.Thiện - PTIT Chương 34 2.2 Tụ điện (15) Tantalum capacitor Multilayer Chip Ceramic capacitor N.D.Thiện - PTIT Polypropylene Capacitor Polyester capacitor Motor Running & Start Capacitors Chương Variable Capacitor High voltage/power Capacitors Tuning/Air Variable Capacitor 35 2.2 Tụ điện (16) Paper capacitor (300pF 4µF); max 600Volts Mica capacitor (50pF -0.02µF) Top view of MEMS capacitor built at Stanford The resonant frequency is 1.64 MHz Oil capacitor (nF – sevaral hundred µF) several ten Kvolts N.D.Thiện - PTIT Ceramic Capacitor (1pF 0.01µF); max 30kVolts Chương 36 2.3 Cuộn cảm (Inductor) a Khái niệm • Cuộn cảm phần tử sinh tượng tự cảm có dịng điện biến thiên chạy qua Khi dịng điện qua cuộn cảm biến thiên tạo từ thông thay đổi sức điện từ cảm ứng cuộn cảm cảm ứng sức điện từ sang cuộn cảm kề cận với • Mức độ cảm ứng trường hợp phụ thuộc vào độ tự cảm cuộn cảm hỗ cảm hai cuộn cảm Các cuộn cảm cấu trúc để có giá trị độ cảm ứng xác định • Cuộn cảm đấu nối tiếp song song Ngay đoạn dây dẫn ngắn có cảm ứng N.D.Thiện - PTIT Chương 37 2.3 Cuộn cảm (2) b Ký hiệu số hình ảnh cuộn cảm L L Cuộn dây lõi Ferit Cuộn dây lõi sắt từ L Cuộn dây lõi khơng khí SMD Wound Chip Inductor N.D.Thiện - PTIT Chương 38 2.3 Cuộn cảm (3) b Ký hiệu số hình ảnh biến áp a Biến áp âm tần b Biến áp nguồn lõi sắt biến áp tự ngẫu c Biến áp cao tần không lõi d Biến áp lõi Ferit e Biến áp trung tần N.D.Thiện - PTIT Chương 39 2.3 Cuộn cảm (4) c Các tham số kỹ thuật đặc trưng cuộn cảm a) Độ tự cảm (L) S L = μ N l Trong đó: S - tiết diện cuộn dây (m2) N - số vòng dây l - chiều dài cuộn dây (m) μ - độ từ thẩm tuyệt đối vật liệu lõi (H/ m) - Đơn vị đo: H (Henry) Độ từ thẩm tuyệt đối số loại vật liệu Chân không: 4π x 10-7 H/m Khơng khí: 1.257x10-6 H/m Nickel 7.54x10-4 H/m N.D.Thiện - PTIT Ferrite T38 1.26x10-2 H/m Ferrite U M33 9.42x10-4 H/m Chương 40 2.3 Cuộn cảm (5) d Cách ghi đọc tham số cuộn cảm - Ghi trực tiếp: cách ghi đầy đủ tham số độ tự cảm L, dung sai, loại lõi cuộn cảm… Cách dùng cho loại cuộn cảm có kích thước lớn - Cách ghi gián qui ước : + Ghi quy ước theo mầu: Dùng cho cuộn cảm nhỏ 1,2,3,4 Vòng màu 1: số có nghĩa thứ chấm thập phân Vịng màu 2: số có nghĩa thứ hai chấm thập phân Vòng màu 3: số cần thêm vào, đơn vị đo μH Vòng màu 4: dung sai % N.D.Thiện - PTIT Chương 41 2.3 Cuộn cảm (6) Đen 0 Nâu 1 Đỏ 2 Cam 3 4 Lục 5 Lam 6 Tím 7 8 9 Vàng kim Chấm thập phân 5% Bạch kim - 10% Không màu N.D.Thiện - PTIT Dung sai Trắng + Tìm mã mầu cuộn cảm có trị số 470μH? Giá trị Xám Đỏ-vàng-đen-bạch kim Màu Vàng Ví dụ: + Xác định giá trị cuộn cảm có đánh dấu mã mầu là: - 20% Chương 42 2.3 Cuộn cảm (7) e Phân loại ứng dụng Dựa theo ứng dụng: + Cuộn cộng hưởng – cuộn cảm dùng mạch cộng hưởng LC + Cuộn lọc – cuộn cảm dùng lọc chiều + Cuộn chặn dùng để ngăn cản dòng cao tần, v.v - Dựa vào loại lõi cuộn cảm: + Cuộn dây lõi khơng khí: Loại cuộn dây khơng lõi cốt khơng từ tính, thường dùng cuộn cộng hưởng làm việc tần số cao siêu cao + Cuộn cảm lõi sắt bụi: Dùng bột sắt ngun chất trộn với chất dính kết khơng từ tính lõi cuộn cảm, thường dùng tần số cao trung tần Cuộn dây lõi sắt bụi có tổn thất thấp, đặc biệt tổn thất dòng điện xoáy ngược, độ từ thẩm thấp nhiều so với loại lõi sắt từ N.D.Thiện - PTIT Chương 43 2.3 Cuộn cảm (8) + Cuộn cảm lõi Ferit : thường cuộn cảm làm việc tần số cao trung tần Lõi Ferit có nhiều hình dạng khác như: thanh, ống, hình chữ E, chữ C, hình xuyến, hình nồi, hạt đậu,v.v Dùng lõi hình xuyến dễ tạo điện cảm cao, lại dễ bị bão hịa từ có thành phần chiều + Cuộn cảm lõi sắt từ: Lõi cuộn cảm thường hợp chất sắt - silic, sắt- niken … Đây cuộn cảm làm việc tần số thấp Dùng dây đồng tráng men cách điện quấn thành nhiều lớp có cách điện lớp tẩm chống ẩm N.D.Thiện - PTIT Chương 44 ... PTIT Chương 22 2. 2 Tụ điện (3) Các ký hiệu tụ điện + Tụ thường N.D.Thiện - PTIT + Tụ điện giải Chương Tụ có điện dung thay đổi (Biến dung) 23 2. 2 Tụ điện (4) 2. 2 .2 Các tham số kỹ thuật tụ điện. .. ảnh tụ điện Chương 21 2. 2 Tụ điện (2) 2. 2.1 Định nghĩa, ký hiệu tụ điện -Tụ điện linh kiện dùng để chứa điện tích Một tụ điện lý tưởng có điện tích cực tỉ lệ thuận với hiệu điện đặt theo cơng... chung (1) - Cấu kiện điện tử phần tử linh kiện rời rạc, mạch tích hợp (IC)… tạo nên mạch điện tử hệ thống điện tử - Cấu kiện điện tử ứng dụng nhiều lĩnh vực, bật ứng dụng lĩnh vực Điện tử, Viễn thông,