Nội dung chính Công nghệ 12 Điện - điện tử Kết nối bài 16: Diode, transistor và mạch tích hợp IC

BÀI 16: DIODE, TRANSISTOR VÀ MẠCH TÍCH HỢP IC

1. DIODE

1. Công dụng

- Cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định.

→ dùng để biến đổi sòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều.

Ngoài ra, diode dùng để ổn áp,…

2. Hình dạng và kí hiệu

- Được tạo thành từ 2 lớp vật liệu bán dẫn P mang điện tích dương được nối với cực anode (a), lớp bán dẫn N mang điện tích âm được nối với cực cathode (K).

Hình 16.3. Cấu tạo của diode

+ Khi được phân cực thuận (U_AK>0) thì diode dẫn, cho dòng điện đi theo chiều thuận từ A đến K. Diode dẫn hoàn toàn khi U_AK>UF.

+ Khi được phân cực ngược (U_AK<0) thì diode không cho dòng điện đi qua.

3. Thông số kĩ thuật

- Dòng định mức (lđm): Là trị số dòng điện lớn nhất cho phép chạy qua diode mà vẫn đảm bảo an toàn.

- Điện áp ngược lớn nhất (UnMax): Là trị số điện áp lớn nhất cho phép đặt lên hai cực của diode mà vẫn đảm bảo an toàn, diode không bị đánh thủng.

Diode có nhiều loại với các số liệu kĩ thuật khác nhau. Để đọc và hiểu được các số liệu kĩ thuật này, ta cần tra cứu theo bảng dữ liệu (datasheet) cung cấp bởi nhà sản xuất.

II. TRANSISTOR LƯỠNG CỰC

1. Công dụng

- Thực hiện các chức năng như khuyếch đại tín hiệu, chuyển mạch điện tử với trạng thái đóng và mở (ON/OFF).

2. Hình dạng và kí hiệu

Transistor lưỡng cực có cấu tạo gồm ba lớp vật liệu bân dẫn tương ứng với đầu ra là ba cực: Base (B), Collector (C) và Emitter (E).

Có 2 loại : NPN và PNP

Hoạt động của transistor lưỡng cực phụ thuộc vào trạng thái phân cực của lớp tiếp giáp (B - E) giữa cực B và E, lớp tiếp giáp (B - C) giữa cực B và C:

+ NPN dẫn dòng khi U_BE >U_F và U_CE>0

+ PNP dẫn dòng khi U_BE<-U_F và U_CE<0

(UF là điện áp ngưỡng: 0,3 - 0,7V)

3. Thông số kĩ thuật

- Điện áp định mức collector - emitter (UEC): điện áp lớn nhất cho phép đặt lên hai cực C và E để transistor có thể làm việc mà không bị đánh hỏng.

- Điện áp định mức base - emitter (UBEO): điện áp lớn nhất cho phép đặt vào hai cực B và E để transistorr có thể làm việc mà không bị đánh hỏng.

- Dòng điện collector (lB): dòng điện base lớn nhất cho phép chạy qua transistor.

- Hệ số khuếch đại dòng (β): tỉ số giữa dòng điện IC và IB của transistor.

Tên kí hiệu của transistor có dạng Axxxx, Bxxxx, Cxxxx, Dxxxx.

• A: kí hiệu transistor PNP.

• B: kí hiệu transistor NPN.

III. MẠCH TÍCH HỢP IC

1. Công dụng

- Khuếch đại 

- Tạo dao động

- Bộ nhớ máy tính

- vi xử lí,…

* Đặc điểm: nhỏ gọn, hiệu năng xử lí cao, giá thành rẻ.

→ Giảm kích thước, giá thành; tăng hiệu năng và độ chính xác của các thiết bị điện tử.

2. Nhận biết và phân loại

Mối IC có kí hiệu và các chân (pin) khác nhau.

1. IC có một hàng chân

Nhìn theo mặt phải (mặt có ghi các chữ số kí hiệu của IC, ta đếm từ số 1 đến số cuối theo chiều từ trái sang phải.

1. IC có hai hàng chân

Nhìn từ trên xuống, đếm từ số 1 đến số cuối theo chiều ngược kim đồng hồ, bắt đầu từ bên có đánh dấu trên thân của IC.

*Phân loại IC:

- Theo mật độ:

• SSI: Mật độ tích hợp nhỏ, chỉ loại IC chứa vài chục transistor.

• MSI: Mật độ tích hợp lớn, chỉ loại IC chứa vào trăm transistor.

• LSI: Mật độ tích hợp lớn, chỉ loại IC chứa hàng nghìn transistor.

• VLSI: Mật độ tích hợp rất lớn, chỉ loại IC có hàng trăm đến hàng vài tỉ transistor

- Theo đặc điểm tín hiệu xử lí:

• IC tương tự: Làm với tín hiệu tương tự, điển hình các IC tuyến tính, IC công suất và IC cao tần.

• IC số: Làm việc với tín hiệu số là cổng logic, mạch logic tổ hợp.

• IC kết hợp tương tự và số: IC này gồm các khối có khả năng xử lí và làm việc với cả tín hiệu tương tự và tín hiệu số.

- Phân loại theo công dụng:

• IC sử dụng trong các bộ xử lí trung tâm (CPU), bộ vi xử lí, vi điều khiển và bộ nhớ máy tính.

• IC sử dụng trong các thiết bị cảm biến như: cảm biến nhiệt, cảm biến ánh sáng, cảm biến áp suất,…

• IC dùng trong các mạch xử lí dòng điện và điện áp lớn (IC công suất).

IV. THỰC HÀNH

1. Chuẩn bị vật tư, dụng cụ

- Đồng hồ vạn năng: 1 chiếc.

- Diode SR5100: 3 chiếc.

- Transistor C1815: 3 chiếc.

- IC 74LS32: 2 chiếc.

- IC 74HC08N: 2 chiếc

2. Đo và kiểm tra linh kiện

a) Đo và kiểm tra diode

• Bước 1: Chuyển đồng hồ vạn năng về chế độ diode.

• Bước 2: Chạm que đen của đồng hồ vào cực cathode (K), que đỏ vào cực anode (A).

• Bước 3: Quan sát giá trị hiển thị trên đồng hồ vạn năng: Nếu giá trị nằm trong dải điện áp từ 0,3V đến 0,8V thì có nghĩa diode hoạt động tốt. Ngược lại, nếu giá trị là 0V hoặc không hiển thị bởi kí tự đặc biệt “OL” thì có nghĩa diode đã bị hỏng.

b) Đo và kiểm tra tran transistor

• Bước 1: Chuyển đồng hồ vạn nằn về chế độ đo diode.

• Bước 2: Sử dụng tài liệu tra cứu (datasheet) cung cấp bởi nhà sản xuất để xác định rõ các vị trí các chân B, C, E của transistor và loại transistor loại (NPN hay PNP).

• Bước 3: Nếu transistor loại PNP thì chạm que đó của đồng đồ vào chân E hoặc chân C, nếu hiển thị nằm trong dải điện áp 0,3V đến 0,8V thì có nghĩa transitor hoạt động tốt. Ngược lại, nếu giá trị là 0V hoặc hiển thị kí tự đặc biệt “OL” thì có nghĩa transistor đã bị hỏng.

1. Đo và kiểm tra IC

• Bước 1: Chuyển đồng đồ vạn nằn về chế độ đo thông mạch (Hình 16,11)

• Bước 2: Chạm lần lượt que đỏ và que đen của đồng hồ vào các chân (PIN) nằm trên mỗi cạnh của IC.

• Bước 3: Nếu thấy đồng đồ phát tiếng “bíp” thì đó là dấu hiệu cho thấy IC bị ngắn mạch, cần thay thế IC có thể là bị hỏng.