Các linh kiện điện tử cơ bản
Linh kiện điện tử là yếu tố không thể thiếu trong các mạch điện hiện nay. Hôm nay chúng ta cùng tìm hiểu các linh kiện điện tử cơ bản (căn bản) trong phần điện tử căn bản nhé.
Các linh kiện điện tử cơ bản
Các linh kiện điện tử là các phần tử điện tử rời rạc có những tính năng xác định, được ghép nối với nhau trong mạch điện thành thiết bị điện tử. Về cơ bản có 3 loại linh kiện điện tử như sau:
- Linh kiện tích cực: là linh kiện tương tác với nguồn điện AC/DC để cho ra nguồn tín hiệu mới, trong mạch tương đương thì biểu diễn bằng một máy phát tín hiệu, như diode, transistor,…
- Linh kiện thụ động không cấp nguồn vào mạch, có quan hệ tuyến tính với điện áp, dòng, tần số, như điện trở, tụ điện, cuộn cảm, biến áp,…
- Linh kiện điện cơ: tác động điện liên kết với cơ học, như thạch anh, rơle, công tắc..
Sau đây là các linh kiện điện tử cơ bản:
1. Điốt (hay còn gọi là Diode)
Định nghĩa: Điốt là một linh kiện điện tử bán dẫn chỉ cho dòng điện chạy qua một chiều mà không cho chạy qua chiều ngược lại.
Diode được ứng dụng làm mạch chuyển đổi dòng xoay chiều sang dòng 1 chiều hay điều khiển dòng điện theo ý muốn.
Như các bạn biết dòng điện chạy từ dương sang âm, khi phân cực thuận, nghĩa là cấp điện dương vào cực dương của diode thì diode không khác gì 1 sợi dây dẫn điện bình thường, nhưng khi phân cực ngươc, cấp điện dương vào cực âm của diode thì diode trở thành 1 khúc gỗ không dẫn điện.
Đèn sáng do phân cực đúng (diode cho phép điện dương đi qua)
Còn khi phân cực sai đèn sẽ tắt(diode không cho điện dương đi qua)
Ngoài ra còn 1 loại diode khi phân cưc sai vẫn cho phép điên áp đi qua gọi là diode zener ( mình sẽ tìm hiểu nó sau)
2 Điện trở
Điện trở là một linh kiện điện tử thụ động trong mạch điện có biểu tượng R. Điện trở suất là đại lượng vật lý đặc trưng cho tính chất cản trở dòng điện của vật liệu. Điện trở kháng được định nghĩa là tỉ số của hiệu điện thế giữa hai đầu vật thể đó với cường độ dòng điện đi qua nó:
Công thức tính điện trở R=U/I. Trong đó :
U: là hiệu điện thế giữa hai đầu vật dẫn điện, đo bằng vôn (V).
I: là cường độ dòng điện đi qua vật dẫn điện, đo bằng ampe (A).
R: là điện trở của vật dẫn điện, đo bằng Ohm (Ω).
Điện trở là gì ?
Hiểu một cách đơn giản – Điện trở là sự cản trở dòng điện của một vật dẫn điện, nếu một vật dẫn điện tốt thì điện trở nhỏ, vật dẫn điện kém thì điện trở lớn, vật cách điện thì điện trở là vô cùng lớn.
Do đó, điện trở bản chất là 1 sợi dây dẫn có điện trở rất lớn ( thực ra lớn bé còn tùy thuộc vào giá trị của nó), điện trở không phân cực, tức là không phân biệt âm dương
Cách đọc giá trị điện trở
Mỗi điện trở có 1 giá trị nhất định, vòng màu in trên điện trở thể hiện giá trị của nó. Thông thường, điện trở có 4 vòng màu. 2 vòng màu đầu là 2 chữ số đầu của giá trị. Vòng thứ 3 thể hiện số chữ số “0” đứng sau. Vòng thứ tư thể hiện sai số.
Có tất cả 12 màu, mỗi màu có 1 giá trị khác nhau
Xem ảnh và ví dụ cho dễ hiểu
Ví dụ 1 : mình có 1 điện trở có 4 vòng màu : Đỏ Đỏ Nâu Ngân Nhũ
Màu Đỏ có giá trị là 2. Màu Nâu có giá trị là 1. Ngân Nhũ có sai số là 5%
==> Các số tương ứng với vòng màu là : 2 2 1 5%
Tính giá trị của điện trở bằng cách gép 2 số đầu tiên và thêm vào đằng sau nó 1 số 0 ( số 1 thể hiện thêm vào 1 số 0, tường tự nếu là 2 thì thêm 2 số 0 …. )
Vậy giá trị điện trở là 220 ôm sai số 5%
Ví dụ 2 : điện trở có vòng màu Cam Cam Xanh Lá (không cần xét đên vòng số 4 vì nó là sai số)
tương ứng : ===> 3 3 5
Giá trị điện trở 3.300.000 ôm
Thí dụ như có một đoạn dây dẫn có điện trở là 1Ω và có dòng điện 1A chạy qua thì điện áp giữa hai đầu dây là 1V.
Ohm là đơn vị đo điện trở trong SI. Đại lượng nghịch đảo của điện trở là độ dẫn điện G được đo bằng siêmen. Giá trị điện trở càng lớn thì độ dẫn điện càng kém. Khi vật dẫn cản trở dòng điện, năng lượng dòng điện bị chuyển hóa thành các dạng năng lượng khác, ví dụ như nhiệt năng.
Định nghĩa trên chính xác cho dòng điện một chiều. Đối với dòng điện xoay chiều, trong mạch điện chỉ có điện trở, tại thời điểm cực đại của điện áp thì dòng điện cũng cực đại. Khi điện áp bằng không thì dòng điện trong mạch cũng bằng không.
Điện áp và dòng điện cùng pha. Tất cả các công thức dùng cho mạch điện một chiều đều có thể dùng cho mạch điện xoay chiều chỉ có điện trở mà các trị số dòng điện xoay chiều lấy theo trị số hiệu dụng. Bạn đang xem bài viết các linh kiện điện tử cơ bản, cùng tìm hiểu tiếp nhé.
Đối với nhiều chất dẫn điện, trong điều kiện môi trường (ví dụ nhiệt độ) ổn định, điện trở không phụ thuộc vào giá trị của cường độ dòng điện hay hiệu điện thế. Hiệu điện thế luôn tỷ lệ thuận với cường độ dòng điện và hằng số tỷ lệ chính là điện trở.
Trường hợp này được miêu tả theo định luật Ohm và các chất dẫn điện như thế gọi là các thiết bị ohm. Các thiết bị này nhiều khi cũng được gọi là các điện trở, như một linh kiện điện tử thụ động trong mạch điện, được ký hiệu với chữ R (tương đương với từ resistor trong tiếng Anh).
3 Transistor
Transistor hay tranzito là một loại linh kiện bán dẫn chủ động, thường được sử dụng như một phần tử khuếch đại hoặc một khóa điện tử.
Đây là linh kiện vô cùng quan trọng và và cơ bản, mình sẽ giới thiệu với các bạn công dụng và cách hoạt động của nó. Không nhất thiêt phải hiệu rõ tí một về nó ( loạn đầu ^^)
Ta cũng có thể hiểu Transisto có bản chất là 1 cái công tắc mà hằng ngày các bạn vẫn nhấn. TUY NHIÊN có 1 số điểm khác biệt với cái công tắc mà các bạn biết :
- 1 : transisto không dùng tay để đóng mở mà dùng dòng điện để kích mở hoặc tắt
- 2: transisto có thể đóng ngắt cực nhanh
- 3: nó còn có khả năng khuyếch đại dòng điện đi qua
- 4: transisto rất nhỏ( có thể nhỏ bằng 1 tế bào máu )
Phân Loại :Transistor có 3 loại :
- Transisto lưỡng cực ( kí hiệu bjt)
- Transisto hiệu ứng trường (fet)
- Transisto mối đơn cực
Ở bài viết này, chúng ta sẽ tìm hiểu về transisto BJT. Gồm 2 loại PNP(hay còn gọi là thuận) NPN (nghịch)
Transisto gồm 3 chân. E C B . EC là hai chân phân cực. Chân B là chân điều khiển hai mối E C.
Cũng giống như điốt, transistor được tạo thành từ hai chất bán dẫn điện. Khi ghép một bán dẫn điện âm nằm giữa hai bán dẫn điện dương ta được một PNP Transistor. Khi ghép một bán dẫn điện dương nằm giữa hai bán dẫn điện âm ta được một NPN Transistor.
Tên gọi Transistor là từ ghép trong tiếng Anh của “Transfer” và “resistor”, tức điện trở chuyển đổi, do John R. Pierce đặt năm 1948 sau khi nó ra đời. Nó có hàm ý rằng thực hiện khuếch đại thông qua chuyển đổi điện trở, khác với khuếch đại đèn điện tử điều khiển dòng qua đèn thịnh hành thời kỳ đó.
Chiều của mũi tên chính là chiều của dòng điện đi từ dương đến âm. Do đó, các bạn có thể thấy với tran NPN cực dương là C và âm là E, với tran PNP thì ngược lại
(hãy hình dùng transisto như 1 công tắc, E và C là hai mối nối của công tắc thông thường)
Cách điều khiển transisto :
Đối với tran thuận PNP : khi chân B có điện, (nối chân B lên dương nguồn, tran không dẫn ( tức là chưa bật công tắc) khi chân B được nối xuống mass ( âm nguồn) thì tran sẽ dẫn ( công tắc được bật)
Đối với tran ngược NPN thì ngược lại . tran sẽ dẫn khi chân B được cấp điện. và ngưng dẫn khi chân B được nối với âm nguồn
Tìm hiểu về transistor trên thị trường
Các transistor có kí hiệu đầu A B C D là transistor của Nhật . Thông thường khi nhìn vào mặt có chữ của các tran có mở đầu là A C và đếm lần lượt từ trái qua phải ta sẽ có thứ tự chân E C B (Em Có Bầu ^^) còn các tran công suất lớn thì B C E ( vì nó có gắn tản nhiệt)
VD : tran A1013 có sơ đồ chân như trên hình từ trái qua phải là ECB
Phương thức hoạt động của Transistor
- Transistor hoạt động được nhờ đặt một điện thế một chiều vào vùng biên (junction). Điện thế này gọi là điện thế kích hoạt (bias voltage)
- Mỗi vùng trong transistor hoạt động như một Đi-ốt. Vì mỗi transistor có hai vùng và có thể kích hoạt với một điện thế thuận hoặc nghịch. Có tất cả bốn cách thức (mode) hoạt động cho cả hai PNP hay NPN Transistor.
| Cách thức hoạt động (Operating Mode) | EBJ | CBJ |
|---|---|---|
| Phân cực nghịch Cut-Off | Nghịch (Reverse) | Nghịch (Reverse) |
| Phân cực thuận nghịch Active | Thuận (Forward) | Nghịch (Reverse) |
| Phân cực thuận Saturation | Thuận (Forward | Thuận (Forward) |
| Phân cực nghịch thuận Reverse-Active | Nghịch (Reverse) | Thuận (Forward) |
- Phân cực thuận nghịch (The Active mode) dùng cho việc khuếch đại điện thuận
- Phân cực nghịch thuận (Reverse-Active) dùng cho việc khuếch đại điện nghịch
- Vùng (The Cut-Off) and (Saturation) modes dùng như công tắc (switch) và biểu hiện trạng thái 1,0 trong điện số.
4 Tụ Điện
Tụ điện là một linh kiện điện tử thụ động rất phổ biến, được cấu tạo bới hai bản cực đặt song song, có tính chất cách điện 1 chiều nhưng cho dòng điện xoay chiều đi qua nhờ nguyên lý phóng nạp.
Ta cũng có thể hiểu Tụ điện là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo bởi hai bề mặt dẫn điện được ngăn cách bởi điện môi. Khi có chênh lệch điện thế tại hai bề mặt, tại các bề mặt sẽ xuất hiện điện tích cùng điện lượng nhưng trái dấu.
Sự tích tụ của điện tích trên hai bề mặt tạo ra khả năng tích trữ năng lượng điện trường của tụ điện. Khi chênh lệch điện thế trên hai bề mặt là điện thế xoay chiều, sự tích luỹ điện tích bị chậm pha so với điện áp, tạo nên trở kháng của tụ điện trong mạch điện xoay chiều.
Về mặt lưu trữ năng lượng, tụ điện có phần giống với ắc qui. Mặc dù cách hoạt động của chúng thì hoàn toàn khác nhau, nhưng chúng đều cùng lưu trữ năng lượng điện. Ắc qui có 2 cực, bên trong xảy ra phản ứng hóa học để tạo ra electron ở cực này và chuyển electron sang cực còn lại. Tụ điện thì đơn giản hơn, nó không thể tạo ra electron – nó chỉ lưu trữ chúng. Tụ điện có khả năng nạp và xả rất nhanh. Đây là một ưu thế của nó so với ắc qui.
Cấu tạo của tụ điện: bên trong tụ điện là 2 bản cực kim loại được đặt cách điện với nhau, môi trường giữa 2 bản tụ này được gọi là điện môi (môi trường không dẫn điện). Điện môi có thể là: không khí, giấy, mica, dầu nhờn, nhựa, cao su, gốm, thuỷ tinh… Tùy theo lớp cách điện ở giữa hai bản cực là gì thì tụ có tên gọi tương ứng.
Kí hiệu trong mạch : C
Đơn vị của tụ điện:
Đơn vị của tụ điện là Fara, 1 Fara có trị số rất lớn và trong thực tế người ta thường dùng các đơn vị nhỏ hơn như:
1F=10-6 MicroFara = 10-9 Nano Fara = 10-12 Pico Fara
Hiểu 1 cách đơn giản, khi câp điện tụ được nạp cho đế khi đầy ( thời gian nạp và dung lượng chứa phụ thuộc vào giá trị của tụ, tụ có giá trị càng lớn thì càng nạp lâu hơn và xả nhiều hơn). Khi có tải, hay điện áp của nguồn tụt xuống thâp, tụ lập tức phóng điện dó đó tụ có thể bù điện áp cho nguồn khi nguồn bị sụt áp hoặc đồ thì biểu diễn điện áp bấp bênh. Đây là chức năng lọc nguồn của tụ)
Cách đọc giá trị của tụ :
Đối với tụ phân cực( có phân biệt âm dương) giá trị của tụ được ghi rõ ràng và cực âm là cực có gạch màu trắng ( cực dương không kí hiệu) hoặc có thể xác định cực bằng chân tụ, chân dài hơn là dương, chân ngắn là âm. ( chỉ áp dụng cho tụ vừa mới mua )
Tụ không phân cực :
Cách đọc y hệt như điện trở nhé ^^ đơn vị là pico nha (ví cmn dụ tụ nâu bên trên có ghi 103 tức là giá trị của nó là 10.000 pF) Do không phân cực nên mắc âm dương sao cũng ok hết. Bạn đang xem bài viết các linh kiện điện tử cơ bản, cùng tìm hiểu tiếp nhé
Memristor là linh kiện bán dẫn hai cực thụ động phi tuyến, dựa trên thuyết liên quan đến điện tích và liên kết từ thông. Nó được nhà lý thuyết mạch Leon Chua đưa ra năm 1971, và được đặt tên theo ghép từ của “memory-resistor”, nghĩa chữ là “điện trở bộ nhớ”.
Theo các mối quan hệ toán học đặc trưng, memristor vận hành giả thuyết theo cách sau: điện trở của memristor không phải là hằng số mà phụ thuộc vào lịch sử dòng điện chạy qua linh kiện, tức là điện trở hiện tại của nó phụ thuộc vào cách thức các điện tích đã chảy theo hướng nào trong quá khứ; linh kiện ghi nhớ lịch sử của nó – thuộc tính được gọi là không suy biến. Khi tắt nguồn điện, bộ nhớ ghi nhớ điện trở gần đây nhất cho đến khi nguồn nuôi được bật lại.
5 IC
Vi mạch tích hợp, hay vi mạch, hay mạch tích hợp (integrated circuit, gọi tắt IC, còn gọi là chip theo thuật ngữ tiếng Anh) là các mạch điện chứa các linh kiện bán dẫn (như transistor) và linh kiện điện tử thụ động (như điện trở) được kết nối với nhau, kích thước cỡ micrômét (hoặc nhỏ hơn) chế tạo bởi công nghệ silicon cho lĩnh vực điện tử học
IC có bản chật như một mạch điện tử thu nhỏ gói gọn trong 1 hộp nhựa bé xíu và chúng ta có thể ứng dụng rất nhiều từ nó
1 vài IC cơ bản
1 : opam – ic khuếch đại thuật toán
Nguyên lí so sánh của opam :
- Khi điện áp ở cổng + lớn hơn ở cổng – thì out ra sẽ là mức dương
- Khi áp ở cổng + bé hơn cổng – thì out ra mức âm
- Ứng dụng : xe dò đường, cảm biến ánh sáng, chống trộm ….
2 : OPTO
Hay còn gọi là ic cách li quang. bên trong có 1 con led và 1 photo diode. khi led sáng làm diode dẫn điện
Ứng dụng : làm cách mạch điều khiển công suất lớn mà không làm hư hại khối điều khiển chỉ sự dụng điện áp nhỏ
6 Vi mạch
Vi mạch, hay vi mạch tích hợp, hay mạch tích hợp (integrated circuit, gọi tắt IC, còn gọi là chip theo thuật ngữ tiếng Anh) là tập các mạch điện chứa các linh kiện bán dẫn (như transistor) và linh kiện điện tử thụ động (như điện trở) được kết nối với nhau, để thực hiện được một chức năng xác định. Tức là mạch tích hợp được thiết kế để đảm nhiệm một chức năng như một linh kiện phức hợp.
Các linh kiện kích thước cỡ micrometre (hoặc nhỏ hơn) chế tạo bởi công nghệ silicon.
Mạch tích hợp giúp giảm kích thước của mạch điện đi rất nhiều, bên cạnh đó là độ chính xác tăng lên. IC là một phần rất quan trọng của các mạch logic. Có hai loại IC chính gồm lập trình được và cố định chức năng, không lập trình được. Mỗi IC có tính chất riêng về nhiệt độ, điện thế giới hạn, công suất làm việc, được ghi trong bảng thông tin (datasheet) của nhà sản xuất.
Hiện nay, công nghệ silicon đang tiến tới những giới hạn của vi mạch tích hợp và các nhà nghiên cứu đang nỗ lực tìm ra một loại vật liệu mới có thể thay thế công nghệ silicon này.
7 Cuộn cảm
Cuộn cảm (hay cuộn từ, cuộn từ cảm) là một loại linh kiện điện tử thụ động tạo từ một dây dẫn điện với vài vòng quấn, sinh ra từ trường khi có dòng điện chạy qua. Cuộn cảm có một độ tự cảm (hay từ dung) L đo bằng đơn vị Henry (H).
Phân loại: lõi không khí, lõi sắt bụi, lõi sắt lá
Đối với dòng điện một chiều (DC), dòng điện có cường độ và chiều không đổi (tần số bằng 0), cuộn dây hoạt động như một điện trở có điện kháng gần bằng không hay nói khác hơn cuộn dây nối đoản mạch. Dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường, B, có cường độ và chiều không đổi.
Khi mắc điện xoay chiều (AC) với cuộn dây, dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường, B, biến thiên và một điện trường, E, biến thiên nhưng luôn vuông góc với từ trường. Cảm kháng của cuộn từ lệ thuộc vào tần số của dòng xoay chiều.
Cuộn cảm L có đặc tính lọc nhiễu tốt cho các mạch nguồn DC có lẫn tạp nhiễu ở các tần số khác nhau tùy vào đặc tính cụ thể của từng cuộn cảm, giúp ổn định dòng, ứng dụng trong các mạch lọc tần số.
Đối với dòng điện một chiều (DC), dòng điện có cường độ và chiều không đổi (tần số bằng 0), cuộn dây hoạt động như một điện trở có điện kháng gần bằng không hay nói khác hơn cuộn dây nối đoản mạch. Dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường, B, có cường độ và chiều không đổi.
Khi mắc điện xoay chiều (AC) với cuộn dây, dòng điện trên cuộn dây sinh ra một từ trường, B, biến thiên và một điện trường, E, biến thiên nhưng luôn vuông góc với từ trường. Cảm kháng của cuộn từ lệ thuộc vào tần số của dòng xoay chiều.
Cuộn cảm L có đặc tính lọc nhiễu tốt cho các mạch nguồn DC có lẫn tạp nhiễu ở các tần số khác nhau tùy vào đặc tính cụ thể của từng cuộn cảm, giúp ổn định dòng, ứng dụng trong các mạch lọc tần số.
8 Ăng ten
Ăng ten (bắt nguồn từ từ tiếng Pháp antenne /ɑ̃tεn/), tên tiếng Anh: antenna, là một linh kiện điện tử có thể bức xạ hoặc thu nhận sóng điện từ. Có nhiều loại ăngten: ăngten lưỡng cực, ăngten mảng, ăngten đẳng hướng, ăngten định hướng…
rong một hệ thống thông tin vô tuyến, ăng-ten có hai chức năng cơ bản. Chức năng chính là để bức xạ các tín hiệu RF từ máy phát dưới dạng sóng vô tuyến hoặc để chuyển đổi sóng vô tuyến thành tín hiệu RF để xử lý ở máy thu.
Chức năng khác của ăngten là để hướng năng lượng bức xạ theo một hay nhiều hướng mong muốn, hoặc “cảm nhận” tín hiệu thu từ một hay nhiều hướng mong muốn còn các hướng còn lại thường bị khóa lại. Về mặt đặc trưng hướng của ăngten thì có nghĩa là sự nén lại của sự phát xạ theo các hướng không mong muốn hoặc là sự loại bỏ sự thu từ các hướng không mong muốn.
Các đặc trưng hướng của một ăng-ten là nền tảng để hiểu ăng-ten được sử dụng như thế nào trong hệ thống thông tin vô tuyến. Các đặc trưng có liên hệ với nhau này bao gồm Tăng ích, tính định hướng, mẫu bức xạ (ăng-ten), và phân cực.
Các đặc trưng khác như búp sóng, độ dài hiệu dụng, góc mở hiệu dụng được suy ra từ bốn đặc trưng cơ bản trên. Trở kháng đầu cuối (đầu vào) là một đặc trưng cơ bản khác khá quan trọng.
Nó cho ta biết trở kháng của ăng-ten để kết hợp một cách hiệu quả công suất đầu ra của máy phát với ăng-ten hoặc để kết hợp một cách hiệu quả công suất từ ăng-ten vào máy thu. Tất cả các đặc trưng ăngten này đều là một hàm của tần số.
Bạn đang xem bài viết các linh kiện điện tử cơ bản, hy vọng bạn sẽ được nhiều điều bổ ích
