Điện tử cơ bản

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP TP. HCM KHOA ĐIỆN GV: Giang Bích Ngân Điện tử cơ bản? Nghe nhìn Tự động hóa Viễn thông Máy tính Đo lường Vũ trụ Y học v,v,, MỤC TIÊU Sau khi hoàn tất học phần sinh viên có khả năng: * Nắm vững nguyên lý hoạt động của mỗi linh kiện trong mạch điện. * Có khả năng phân tích, tính toán và ứng dụng các linh kiện điện tử vào trong thực tế NỘI DUNG MÔN HỌC * Chương mở đầu: Cơ sở điện học * Chương 1: Linh kiện thụ động * Chương 2: Chất bán dẫn và Diode * Chương 3: Transistor lưỡng cực * Chương 4: Transistor đơn nối * Chương 5: Transistor hiệu ứng trường * Chương 6: Mạch khuếch đại công suất * Chương 7: Bộ khuếch đại thuật toán * Chương 8: Các linh kiện bán dẫn công suất GÍAO TRÌNH THAM KHẢO [1]. Giáo trình Điện Tử Căn Bản, Khoa Điện, ĐH Công Nghiệp TP.HCM. - Tài liệu tham khảo [1]. Lê Tiến Thường, Giáo trình điện tử 1, NXB ĐHQG TP. HCM, 2003. [2]. Lê Phi Yến – Lưu Phú – Nguyễn Như Anh, Kỹ thuật điện tử, Đại Học Bách Khoa TP.HCM [3]. Millman & Halkias, Electronic Circuits and Devices, Prentice Hall, 2000. [4]. Malvino, Electronic Principles, 1999. Chương 0: CƠ SỞ ĐIỆN HỌC MỤC TIÊU THỰC HIỆN: Học xong bài này học viên có khả năng: Hiểu được bản chất vật lý của dòng điện, các đại lượng đặc trưng của chúng. Phân biệt dòng 1 chiều và xoay chiều. Cách thực hiện dòng điện 1 chiều và xoay chiều. Ứng dụng I. NGUỒN GỐC CỦA DÒNG ĐIỆN 1. Cấu tạo của vật chất: - Vật chất được cấu tạo từ các nguyên tử - những phần tử nhỏ nhất không thể tiếp tục phân chia. - Nguyên tử được cấu tạo gồm hạt nhân ở giữa mang điện tích dương và các electron tích điện âm ( e = -1,6. 10-19 C ) quay xung quanh nhân theo các quỹ đạo xác định nhờ lực li tâm cân bằng với lực hút của hạt nhân. - Các electron chỉ quay theo các quỹ đạo xác định được đánh dấu theo thứ tự từ trong ra ngoài K, L, M, N, O, P, Q,…, Xét về điện tích thì vật chất sẽ ở một trong ba trạng thái sau: Nguyên tử trung hoà về điện. Nguyên tử trở thành ion dương. Nguyên tử trở thành ion âm. Nếu n là số thứ tự của quỹ đạo thì số electron tối đa trên mỗi quỹ đạo là 2n2. Như vậy, các quỹ đạo có số electron lần lượt là 2, 8, 18, 32,… +1e +6e +14e Nguyên tử hydro Nguyên tử Carbon Nguyên tử silic (Si) 2. Điện tích và định luật Coulomb: a. Điện tích: lượng điện có trong vật thể mang điện gọi là điện tích. b. Định luật Culông ( Coulomb): Giữa hai vật mang điện cách nhau1 khoảng r tồn tại một lực tương tác tĩnh điện: 	 	F: lực đơn vị là Newton (N) 	q1,q2 : điện tích (C) 	r: khoảng cách (m) 	k: hằng số Qua khảo sát lực tác dụng tương hỗ giữa các vật mang điện tích người ta nhận thấy : 	-Hai vật mang điện tích cùng dấu (cùng dấu âm hay cùng dấu dương) sẽ đẩy nhau. 	- Hai vật mang điện tích trái dấu thì hút nhau. Electron tự do trong vật dẫn điện sẽ chịu tác dụng bởi lực hút, từ cực dương của nguồn điện và lực đẩy từ cực âm của nguồn điện tạo thành một luồng electron chạy theo chiều từ điện tích âm sang đầu có điện tích dương trong vật dẫn điện. Người ta qui ước: chiều của dòng điện chạy theo chiều ngược với dòng electron, tức là dòng diện sẽ đi theo chiều từ đầu điện tích dương sang dầu có điện tích âm trong vật dẫn điện. 3. Dòng electron và dòng điện qui ước Điện áp là hiệu điện thế giữa 2 điểm khác nhau của mạch điện. 	UAB = VA – VB = - UBA , 	VA, VB :điện thế của các điểm A và B so với gốc Thông thường, một điểm nào đó của mạch được chọn làm điểm gốc có điện thế bằng 0 (điểm đất). Khi đó điện thế ở mọi điểm khác trong mạch có giá trị âm hoặc dương so với điểm gốc. Và điện thế này chính là điện áp tại điểm tương ứng. 4. Điện áp Định nghĩa: Dòng điện một chiều là dòng diện có chiều và trị số không thay đổi theo thời gian. Cường độ dòng điện (I):Cường độ dòng điện đo bằng lượng điện tích của các điện tử tự do chuyển động có hướng qua thiết điện dây dẫn trong 1 đơn vị thời gian. 	 Q: điện tích (coulomb – C) I: cường độ dòng điện (A) t: thời gian (giây- s) II. DÒNG ĐIỆN MỘT CHIỀU (DC) Trong các mạch điện tử thì cường độ dòng điên có trị số 1A là khá lớn nên người ta thường dùng ước số của A là: 	1mA (miliampere) = 10-3A 	1A (microampere) = 10-6A Các loại nguồn điện 1 chiều: Pin, acquy ( biến đổi hóa năng thành điện năng). Pin mặt trời (biến đổi trực tiếp quang năng thành điện năng). Máy phát điện 1 chiều (biến đổi cơ năng thành điện năng) Bộ nguồn điện tử công suất (biến đổi điện áp xoay chiều thành điện áp 1 chiều). Nguồn điện 1 chiều Hai thông số quan trọng của nguồn: điện áp làm việc và điện lượng. Điện lượng Q (Ah) là dung lượng điện chứa trong nguồn. Thời gian sử dụng nguồn (t) tuỳ thuộc vào cường độ dòng tiêu thụ I : Để tránh cho nguồn bị hư người ta giới hạn cường độ dòng tiêu thụ ở mức: Ghép nối tiếp: U = U1 + U2 + U3 Q = Q1 = Q2 = Q3 Ghép song song: U = U1 = U2 = U3 Q = Q1 + Q2 + Q3 Ghép hỗn hợp: U = U1 + U2 + U3 Q = Q1 + Q2 + Q3 Các cách ghép nguồn điện 1 chiều Định nghĩa: Dòng điện xoay chiều hình sin là dòng biến đổi theo thời gian một cách tuần hoàn với qui luật hình sin: 	i(t) = Imax sin (ωt + φ) ω tần số góc quan hệ với tần số f : ω = 2Лf Chu kỳ T là khoảng thời gian ngắn nhất để dòng điện lặp lại giá trị và chiều biến thiên. Tần số f (hertz – Hz) là số chu kỳ của dòng điện xoay chiều trong thời gian 1 giây: f = 1/ T III. DÒNG ĐIỆN XOAY CHIỀU Giá trị đỉnh Up: Điện áp của dòng điện xoay chiều có thể đạt giá trị cực đại Umax hoặc giá trị cực tiểu –Umax , ta gọi giá trị đỉnh U p = Umax. Giá trị trung bình: 	U = 0.63 Up Giá trị hiệu dụng: 	 Đại lượng đặc trưng cho dòng điện xoay chiều Công: Năng lượng điện có thể chuyển đổi thành các dạng năng lượng khác: Bàn ủi, bếp điện, bóng đèn, động cơ điện, bình điện phân… 	Ta nói dòng điện thực hiện 1 công: 	W (J) = U(V) . I(A) . t(s) 	J (Joule) = w.s, 1kWh = 1000Wh = 3.600.000Ws Công suất: Công của dòng điện sinh ra trong 1 đơn vị thời gian (1s). P = W/ t = U.I (watt) IV. Công và công suất của dòng điện