Đề cương môn học Thực hành Điện tử Bài 1.4: XÁC ĐỊNH PHẨM CHẤT LINH KIỆN TÍCH CỰC . 1. Tổng quan về các linh kiện: 1.1. Diode bán dẫn: a/ Tác dụng của Diode: Diode dùng để nắn dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Ngoài ra Diode còn dùng để ổn áp, bảo vệ mạch điện… b/ Cấu tạo: Khi đã có được hai chất bán dẫn là P và N , nếu ghép hai chất bán dẫn theo một tiếp giáp P - N ta được một Diode, tiếp giáp P -N có đặc điểm : Tại bề mặt tiếp xúc, các điện tử dư thừa trong bán dẫn N khuyếch tán sang vùng bán dẫn P để lấp vào các lỗ trống => tạo thành một lớp Ion trung hoà về điện => lớp Ion này tạo thành miền cách điện giữa hai chất bán dẫn (hình 1). Ở hình trên là mối tiếp xúc P - N và cũng chính là cấu tạo của Diode bán dẫn. c/ Ký hiệu Diode: A: Là cực Anode mang cực tính dương K: Là cực Kathode mang cực tính âm. d/ Phân cực: */ Phân cực thuận: Nếu ta đặt một điện trường (E) thuận cực vào hai đầu của Diode thì hàng rào điện thế bị thu hẹp lại lúc này sẽ có dòng điện (I D ) chảy qua tiếp giáp. Chứng tỏ khi phân cực thuận thì Diode mở (hình 2). * Kết luận : Khi Diode (loại Si) được phân cực thuận, nếu điện áp phân cực thuận < 0,6V thì chưa có dòng đi qua Diode, Nếu áp phân cực thuận đạt ≥ 0,6V thì có dòng đi qua Diode sau đó dòng điện qua Diode tăng nhanh nhưng sụt áp thuận vẫn giữ ở giá trị 0,6V. */ Phân cực ngược: Nếu ta đặt một điện trường (E) ngược cực vào hai đầu của Diode (hình 3) thì hàng rào điện thế càng mở rộng ra lúc này dưới sự tương tác của điện áp ngược sẽ không có dòng điện (I D ) chảy qua tiếp giáp P-N, mà chỉ có dòng rò (I S ) rất nhỏ chảy qua tiếp giáp. Chứng tỏ khi phân cực ngược thì Diode khóa. Diode có thể chịu được điện áp ngược rất lớn khoảng 1000V thì diode mới bị đánh thủng. e/ Các loại Diode đặc biệt: - Zenner Diode : Công dụng: Zenner Diode dùng để xén biên độ, ổn áp nguồn ra hoặc bảo vệ mạch điện. Điện thế nguồn cung cấp V DC = (1,5 ÷ 2)V Z . Khi phân cực ngược đến trị số điện thế Zenner V Z thì dòng tăng mà điện thế không tăng. - Diode quang (Photo Diode): Khi phân cực ngược tiếp giáp P-N, nếu dùng ánh sáng chiếu vào mặt tiếp giáp lúc đó dòng điện biến đổi tuyến tính với cường độ ánh sáng. Khi tiếp giáp P-N bị che tối: R nghịch = ∞ ; R thuận = rất lớn. Khi tiếp giáp P-N được chiếu sáng: R nghịch = 10k ÷ 100k ; R thuận = vài trăm Ω. - 1 - Hình 1 :Mối tiếp xúc P - N => Cấu tạo của Diode . A K P N + E ─ I D Hình 2. A K Hình 3. ─ E + I S P N A K Đề cương môn học Thực hành Điện tử Diode quang trong các hệ thống tự động điều khiển theo ánh sáng, báo động cháy . - Diode biến dung C D (Varicap): Diode biến dung C D (Varicap) là loại Diode có điện dung ký sinh thay đổi theo điện thế phân cực. Diode biến dung C D (Varicap) dùng trong các mạch điều khiển. Công dụng: Do đặc tính thay đổi áp phân cực nghịch làm cho điên dung mối nối thay đổi nên được dùng trong mạch dao động. 1.2. Transistor lưỡng cực (BJT: Bipolar Junction Transistor): a/ Tác dụng Transistor: Các loại Transistor dùng để khuếch đại tín hiệu đầu vào hoặc dùng trong các mạch điều khiển, hay làm các chuyển mạch điện tử. b/ Cấu tạo: Có hai tiếp giáp P-N. Tùy theo cách sắp xếp thứ tự các lớp P và N mà có hai loại: N-P-N (loại nghịch) và P-N-P (loại thuận). c/ Ký hiệu: Gồm có ba cực: Cực Base (B) là cực gốc dùng để điều khiển; Cực Emiter (E) là cực phát dùng để phát các điện tử; Cực Collector (C) là cực góp dùng để thu gom các điện tử từ cực Emiter phát ra (hình 4). d/ Phân cực: Ta xét loại N-P-N, còn loại P-N-P thì ngược lại. */ Phân cực thuận: Đối với loại N-P-N: thì V C >V B > V E ; Điện áp điều khiển là pha dương; Dòng điều khiển I B > 0; Dòng I E = I B + I C . */ Phân cực ngược: Đối với loại N-P-N thì V E >V B > V C , điện áp điều khiển là pha âm; dòng điều khiển I B < 0; dòng I E = I B + I C . 1.3. Thyristor (SCR: Silicon Controlled Rectifier- Bộ nắn điện được điều khiển làm bằng chất Silic): a/Cấu tạo, ký hiệu (hình 5): SCR gồm có 4 lớp chất bán dẫn khác loại P-N ghép nối tiếp nhau tạo thành ba tiếp giáp P-N và được nối ra ba chân: Anode (A) là cực dương, Kathode (K) là cực âm, Gate (G) là cực cửa. b/ Điều kiện đóng mở của SCR: +/ Điều kiện mở: V AK > 0v và Ig > 0. +/ Điều kiện đóng (khóa): V AK < 0. Khi SCR đã mở thì sự tồn tại xung Ig không còn ý nghĩa nữa. - 2 - Loại P-N-P B - Base Emiter E + C - Collector Loại N-P-N B + Base E - Emiter Collector C + Hình 4. Hình 5 Đề cương môn học Thực hành Điện tử 2. Nhận dạng và xác định phẩm chất: 2.1. Diode: a/ Nhận dạng Diode (hình 6): Căn cứ vào ký hiệu trên sơ đồ nguyên lý và trên panel để nhận dạng Diode. b/ Xác định cực tính Diode: Có các phương pháp để xác định cực tính và loại Diode như sau: */ Căn cứ vào dấu: Trên thân linh kiện hay trên sơ đồ (hình 7). Đối với Diode trên thân có dấu như vạch màu, hình dáng khác với thân của nó đó chính là cực Kathode, còn đầu kia là cực Anode. */ Dựa vào đồng hồ vạn năng: Bước1. Dùng đồng vạn năng ở thang đo x1Ω.(hình 8). Bước 2. Đặt hai que đo lên hai đầu của Diode, đồng thời ghi kết quả của phép đo R 1 (hình 9). Bước 3. Đảo hai que đo, thực hiện như bước 2, kết quả là R 2 (hình 10). Bước 4: Xác định cực tính: Lấy kết quả của hai phép đo R 1 và R 2 trên so sánh với nhau, kết quả phép đo nào nhỏ hơn thì tại que đen là cực Anode, còn tại que đỏ là cực Kathode của Diode. - 3 - Diode Đầu có dấu là Kathode A K Hình 7. Diode Vỏ sắt Ánh sáng Vỏ nhựa Vỏ trong 4. 5 Hình 6. Q đen Hình 8 Q đỏ Q đen Hình 9. Q đỏ Q đen Hình 10 Q đỏ Đề cương môn học Thực hành Điện tử c/ Kiểm tra phẩm chất của Diode: Để đánh giá chất lượng của Diode bằng cách kiểm tra chất lượng tiếp giáp P- N. Bước 1: Dùng đồng hồ thang đo x1Ω (hình 11). Bước 2: Đặt que đen lên cực Anode và que đỏ lên cực Kathode ( Phép đo thuận: R 1 ). Sau đó đặt que đen lên cực Kathode và que đỏ lên cực Anode (phép đo nghịch: R 2 ), đồng thời quan sát và ghi lại hai kết quả trên. Khi kiểm tra tiếp giáp P-N thuận (R1) nghịch (R2) bằng đồng hồ thang Ω thì có thể xảy ra một trong các trường hợp sau đây (hình 12): +/ Nếu R1 << R2 thì tiếp giáp P-N đó còn tốt → Diode tốt. +/ Nếu R1 = R2 = 0 thì tiếp giáp P-N đó bị chập→ Diode hỏng. +/ Nếu R1 = R2 = ∞ thì tiếp giáp P-N đó bị đứt → Diode hỏng. +/ Nếu R1 = R2 ≠ 0 thì tiếp giáp P-N thì tụ đó bị rò rỉ → Diode hỏng. 2.2. Transistor: a/ Nhận dạng Transistor: Căn cứ vào ký hiệu trên sơ đồ nguyên lý và trên panel để nhận dạng Transistror (hình 13). b/ Xác định cực tính, loại và phẩm chất của Transistor: */ Xác định cực tính dựa vào ký hiệu ( hình 14). Đối với các loại linh kiện Transistor thì đa số các hãng sản xuất nếu quay phần ghi tên ký hiệu linh kiện về phía mắt người đọc để xác định thứ tự các chân như sau: - 4 - Hình 14. Transistor Tên E C B Tên E B C Q đen Hình 11. Q đỏ Hình 12. Q đen Q đỏ Q đen Q đỏ P3N60E Transistor 2SD680 Hình 13. C1425 Đề cương môn học Thực hành Điện tử Đa số Transistor loại nghịch có chữ cái Cxxx, Dxxx, Hxxx, DTCxxx (số); Transistor loại thuận có cữ cái là Axxx, Bxxx, DTAxxx (số), RNxxx (Transistor số). */ Xác định cực tính dựa vào đồng hồ vạn năng: Có thể có những hãng sản xuất linh kiện không theo qui định thứ tự chân như trên, do đó ta phải dùng đồng hồ vạn năng để xác định cực tích và loại cho chính xác. (1). Xác định cực Base và loại của Transistor lưỡng cực: Bước1: Sử dụng đồng hồ thang đo Ω nhỏ nhất (Hình 15). Bước 2: Lấy một que bất kỳ làm cố định (que đen) và đặt lên một chân cố định bất kỳ (chân thứ nhất) . Que đo còn lại di động lên hai chân khác (chân thứ 2 và chân thứ 3), đồng thời ghi kết quả của hai phép đo đó (Hình 16). Lần đo thứ nhất ta có kết quả của hai phép đo R1-1 = R1-2. Bước 3: Di chuyển que cố định sang chân thứ hai (Hình 17), thực hiện như bước 2. Lần đo thứ hai ta có kết quả của hai phép đo R2-1. và R2-2. Bước 4: Di chuyển que cố định sang chân thứ ba (hình 18),thực hiện như bước 2. Lần đo thứ ba ta có kết quả của hai phép đo R3-1. và R3-2. Bước 5: Xác định cực Base và loại Transistor: Lấy kết quả của ba lần đo trên so sánh lần đo nào có hai kết quả phép đo bằng nhau hoặc gần bằng nhau và nhỏ nhất (lần 1) làm căn cứ để xác định cực Base và loại. ● Tại que đo cố định là cực Base của Transistor. ● Nếu que đo cố định là que đen thì Transistor là loại nghịch (N-P-N). Còn nếu que đo cố định là que đỏ thì Transistor là loại thuận (P-N-P). Chú ý: Nếu trong ba lần đo trên không có lần đo nào có kết quả hai phép đo bằng nhau và nhỏ nhất thi ta phải đổi que đo cố định rồi thực hiện như bước 2 đến bước 4. - 5 - Q đen Hình 15. Q đỏ Hình 16. Q đen Q đỏ Q đen Q đỏ Hình 17. Q đen Q đỏ Q đen Q đỏ Hình 18. Q đen Q đỏ Q đen Q đỏ Đề cương môn học Thực hành Điện tử (2). Xác định cực C và cực E của Transistor lưỡng cực: Ở đây ta dùng phương pháp kích: Bước 1: Dùng đồng hồ thang đo Ω nhỏ nhất (hình 19). Bước 2: Dùng ngón tay nối tắt cực Base với que đen (Transistor nghịch) hoặc que đỏ (Transistor thuận), rồi đảo vị trí hai que đo, đồng thời quan sát và ghi kết quả của hai phép đo (hình 20). Bước 3: Xác định cực C và cực E: Lấy hai kết quả đo so sánh với nhau, phép đo nào có kết quả đo nhỏ nhất thì tại que đen là cực C, tại que đỏ là cực E (Transistor loại nghịch). Còn transistor loại thuận thì ngược lại. d/ Kiểm tra phẩm chất Transistor lưỡng cực: Để đánh giá chất lượng của Transistor thường bằng cách phải kiểm tra chất lượng tiếp giáp P- N và hệ số khuếch đại. Dùng đồng hồ thang đo Ohm để đo tiếp giáp P-N thuận (R1) nghịch (R2) bằng cách: Bước 1: Dùng đồng hồ thang đo x1Ω để kiểm tra tiếp giáp BE, BC đồng thời quan sát kim chỉ thị và ghi kết quả đó lại. +/ Đo tiếp giáp BC (Hình 21). +/ Đo tiếp giáp BE (tương tự như đo tiếp giáp BC) (hình 21). Bước 2: Dùng đồng hồ thang đo x1kΩ hoặc x10kΩ để kiểm tra hai chân CE đồng thời quan sát kim chỉ thị và ghi kết quả đó lại.(hình 22). - 6 - Q đen Hình 19. Q đỏ Ngón tay Hình 20. H1061 B Q đen Q đỏ Ngón tay H1061 B Q đen Q đỏ Hình 21. Q đen Q đỏ Q đen Q đỏ Hình 22. Q đen Q đỏ Q đen Q đỏ Đề cương môn học Thực hành Điện tử Bước 3: Dùng đồng hồ thang đo x1Ω để kiểm tra hệ số khuếch đại đồng thời quan sát kim chỉ thị và ghi kết quả đó lại (hình 23). Quá trình kiểm tra tiếp giáp P-N có thể xảy ra một trong các trường hợp sau đây: +/ Nếu R1 << R2 thì tiếp giáp P-N đó còn tốt. +/ Nếu R1 = R2 = 0 thì tiếp giáp P-N đó bị chập. +/ Nếu R1 = R2 = ∞ thì tiếp giáp P-N đó bị đứt. +/ Nếu R1 = R2 ≠ 0 thì tiếp giáp P-N thì tụ đó bị rò rỉ. Kết luận: Một Transistor đảm bảo chất lượng khi có các tiếp giáp P-N và hệ số khuếch đại tốt. 2.3. Thyristor: a) Phương pháp nhận dạng Thyristor: Căn cứ vào ký hiệu trên sơ đồ nguyên lý và trên panel để nhận dạng Thyristor (hình 24). b) Xác định cực tính Thyristor: */ Dựa vào ký hiệu: Đối với Thyristor thì đa số các hãng sản xuất thì quay phần ghi tên ký hiệu linh kiện về phía mắt người đọc để xác định thứ tự các chân (hình 26). */ Dựa vào đồng hồ vạn năng: Đối với những linh kiện bị mất đấu hay để xác định chính xác cực tính nên dùng đồng hồ vạn năng để xác định. Đối với Thyristor khi đặt điện áp thuận lên hai cực Anode và Kathode đồng thời cho xung kích vào cực điều khiển thì nó sẽ mở ra. Vậy ta chỉ cần xác định cực Anode và Kathode. Để xác định cực Anode và Kathode của Thyristor cách làm như sau: B1: Sử dụng đồng hồ thang đo nhỏ nhất (hình 27). B2: Dùng một sợi dây dẫn nối vào phần kim loại que đen của đồng hồ (hình 28). - 7 - Ngón tay Hình 23. D1555 B Q đen Q đỏ Q đen Hình 28. Q đỏ Q đen Hình 27. Q đỏ Hình 25. Thirystor Tên Thyristor A K G Hình 26. KA346 G A K Tên G A K Tên K A G Đề cương môn học Thực hành Điện tử B3: Đặt que đen cố định lên chân thứ hai, que đỏ và dây dẫn đặt lên hai chân còn lại, sau đó đảo que đỏ và dây dẫn cho nhau, quan sát và ghi kết quả của hai phép đo đó. R 1-1 = 10Ω; R 1-2 = ∞ (hình 29). Bước 4: Di chuyển que đen đặt cố định sang chân thứ nhất, sau đó thực hiện lặp lại như bước 3. R 2-1 = ∞; R 2-2 = ∞. Bước 5: Di chuyển que đen đặt cố định sang chân thứ ba, sau đó thực hiện lặp lại như bước 2. R 3-1 = ∞; R 3-2 = ∞ (hình 30). Bước 6: Xác định các cực. So các kết qủa của các phép đo so sánh với nhau, lấy kết quả phép đo nhỏ nhất ( R 1-1 = 10Ω) thì chân tại que đen là cực Anode, que đỏ là Kathode, còn tại sợi dây là Gate (hình 31). c) Kiểm tra phẩm chất Thyristor: Dùng đồng hồ thang x1Ω, đặt que đen vào Anode, que đỏ vào Kathode ban đầu kim không lên, dùng sợi dây điện nồi tắt giữa que đen của đồng hồ với chân Gate của Thyristor ta thấy đồng hồ lên kim, sau đó bỏ sợi dây điện ra thấy kim đồng hồ vẫn giữ nguyên => như vậy là Thyristor tốt (hình 32). - 8 - Hình 29. KA346 Q đen Q đỏ KA346 Q đen Q đỏ Hình 30. Q đen KA346 Q đỏ KA346 Q đen Q đỏ Hình 32. KA346 Q đen Q đỏ KA346 Q đen Q đỏ G A K G A K KA346 Q đen Q đỏ Hình 31. G A K . Đề cương môn học Thực hành Điện tử Bài 1. 4: XÁC ĐỊNH PHẨM CHẤT LINH KIỆN TÍCH CỰC . 1. Tổng quan về các linh kiện: 1. 1. Diode bán dẫn: a/ Tác dụng của Diode:. Transistror (hình 13 ). b/ Xác định cực tính, loại và phẩm chất của Transistor: */ Xác định cực tính dựa vào ký hiệu ( hình 14 ). Đối với các loại linh kiện Transistor