Tiêu đề giao-trinh-linh-kien-dien-tu.pdf ✅

GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Page 1 CHƯƠNG I. LINH KIỆN THỤ ĐỘNG Trạng thái điện của mỗi linh kiện điện tử được đặc trưng bởi 2 thông số: điện áp u và cường độ dòng điện i. Mối quan hệ tương hỗ i=f(u) được biểu diễn bởi đặc tuyến Volt-Ampere. Người ta có thể phân chia các linh kiện điện tử theo hàm quan hệ trên là tuyến tính hay phi tuyến. Nếu hàm i=f(u) là tuyến tính (hàm đại số bậc nhất hay phương trình vi phân, tích phân tuyến tính), phần tử đó được gọi là phần tử tuyến tính (R, L, C) và có thể áp dụng được nguyên lý xếp chồng. Điện trở: u R i . 1  Tụ điện: dt du i  C. Cuộn dây:   u dt L i . 1 Nếu hàm i=f(u) là quan hệ phi tuyến (phương trình đại số bậc cao, phương trình vi phân hay tích phân phi tuyến), phần tử đó được gọi là phần tử phi tuyến (diode, Transistor). 2.1. Điện trở (Resistor) Như đã đề cập trong chương trước, dòng điện là dòng chuyển dời có hướng của các hạt mang điện và trong vật dẫn các hạt mang điện đó là các electron tự do. Các electron tự do có khả năng dịch chuyển được do tác động của điện áp nguồn và trong quá trình dịch chuyển các electron tự do va chạm với các nguyên tử nút mạng và các electron khác nên bị mất một phần năng lượng dưới dạng nhiệt. Sự va chạm này cản trở sự chuyển động của các electron tự do và được đặc trưng bởi giá trị điện trở. 2.1.1. Định nghĩa: Điện trở là linh kiện cản trở dòng điện, giá trị điện trở càng lớn dòng điện trong mạch càng nhỏ. Định luật Ohm: Cường độ dòng điện trong mạch thuần trở tỷ lệ thuận với điện áp cấp và tỷ lệ nghịch với điện trở của mạch.
GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Page 2 R E I  [E]: Volt (V) [I]: Ampere (A) [R]: Ohm (Ω) 2.1.2. Các thông số của điện trở a. Giá trị điện trở Giá trị điện trở đặc trưng cho khả năng cản trở dòng điện của điện trở. Yêu cầu cơ bản đối với giá trị điện trở đó là ít thay đổi theo nhiệt độ, độ ẩm và thời gian,...Điện trở dẫn điện càng tốt thì giá trị của nó càng nhỏ và ngược lại. Giá trị điện trở được tính theo đơn vị Ohm (Ω), kΩ, MΩ, hoặc GΩ. Giá trị điện trở phụ thuộc vào vật liệu cản điện, kích thước của điện trở và nhiệt độ của môi trường. S l R  . Trong đó: ρ: điện trở suất [Ωm] l: chiều dài dây dẫn [m] S: tiết diện dây dẫn [m2 ] Trong thực tế điện trở được sản xuất với một số thang giá trị xác định. Khi tính toán lý thuyết thiết kế mạch, cần chọn thang điện trở gần nhất với giá trị được tính. b. Sai số Sai số là độ chênh lệch tương đối giữa giá trị thực tế của điện trở và giá trị danh định, được tính theo % 100%   dd tt dd R R R 
GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Page 3 Trong đó: Rtt: Giá trị thực tế của điện trở Rdd: Giá trị danh định của điện trở c. Hệ số nhiệt điện trở (TCR-Temperature Co-efficient of Resistor): TCR là sự thay đổi tương đối của giá trị điện trở khi nhiệt độ thay đổi 1oC, được tính theo phần triệu .10 ( / ) / 6 ppm C R R T o   (parts per million) Khi nhiệt độ tăng, số lượng các electron bứt ra khỏi quỹ đạo chuyển động tăng và va chạm với các electron tự do làm tăng khả năng cản trở dòng điện của vật dẫn. Trong hầu hết các chất dẫn điện khi nhiệt độ tăng thì giá trị điện trở tăng, hệ số   0 (PTC: Positive Temperature Co-efficient). Đối với các chất bán dẫn, khi nhiệt độ tăng số lượng electron bứt ra khỏi nguyên tử để trở thành electron tự do được gia tăng đột ngột, tuy sự va chạm trong mạng tinh thể cũng tăng nhưng không đáng kể so với sự gia tăng số lượng hạt dẫn, làm cho khả năng dẫn điện của vật liệu tăng, hay giá trị điện trở giảm, do đó có hệ số   0 (NTC: Negative Temperature Coefficient). Hệ số nhiệt   0 càng nhỏ, độ ổn định của giá trị điện trở càng cao. Tại một nhiệt độ xác định có hệ số nhiệt  xác định, giả sử tại nhiệt độ T1 điện trở có giá trị là R1 và hệ số nhiệt là 1 , giá trị điện trở tại nhiệt độ T2:    R2 R1 1 1 T2 T1    Hệ số góc= T R   0 oK Hình 2.1. Ảnh hưởng của nhiệt độ tới giá trị điện trở của vật dẫn
GIÁO TRÌNH LINH KIỆN ĐIỆN TỬ Page 4 d.Công suất tối đa cho phép Khi có dòng điện cường độ I chạy qua điện trở R, năng lượng nhiệt tỏa ra trên R với công suất: P U.I I .R 2   Nếu dòng điện có cường độ càng lớn thì nhiệt lượng tiêu thụ trên R càng lớn làm cho điện trở càng nóng, do đó cần thiết kế điện trở có kích thước lớn để có thể tản nhiệt tốt. Công suất tối đa cho phép là công suất nhiệt lớn nhất mà điện trở có thể chịu được nếu quá ngưỡng đó điện trở bị nóng lên và có thể bị cháy. Công suất tối đa cho phép đặc trưng cho khả năng chịu nhiệt. I R R U P . 2 max 2 max max   Trong các mạch thực tế, tại khối nguồn cấp, cường độ dòng điện mạnh nên các điện trở có kích thước lớn. Tại khối xử lý tín hiệu, cường độ dòng điện yếu nên các điện trở có kích thước nhỏ do chỉ phải chịu công suất nhiệt thấp. 2.1.3. Phân loại và ký hiệu điện trở a. Điện trở có giá trị xác định  Điện trở than ép (Điện trở hợp chất Cacbon): Được chế tạo bằng cách trộn bột than với vật liệu cản điện, sau đó được nung nóng hóa thể rắn, nén thành dạng hình trụ và được bảo vệ bằng lớp vỏ giấy phủ gốm hay lớp sơn. Hợp chất Carbon Các điện cực Dây dẫn Dây dẫn Hình 2.2. Điện trở than ép