Tất cả những linh phụ kiện bán dẫn và IC ( vi mạch tổng hợp ) đều được sản xuất từ những chất bán dẫn loại P và loại N. Tuỳ theo cách tổng hợp của những tiếp giáp P – N sẽ tạo ra những linh phụ kiện bán dẫn khác nhau .
I – ĐIỐT BÁN DẪN
Điôt bán dẫn là linh phụ kiện bán dẫn có một tiếp giáp P – N, có vỏ bọc bằng thuỷ tinh, nhựa hoặc sắt kẽm kim loại. Có hai dây dẫn ra là hai điện cực : anôt ( A ) và catôt
(K)
∗ Theo công nghệ sản xuất, điôt được phân ra : – Điôt tiếp điểm : chỗ tiếp giáp P – N là một điểm rất nhỏ, chỉ cho dòng điện nhỏ đi qua, thường được dùng để tách sóng và trộn tần – Điôt tiếp mặt : Chỗ tiếp giáp P – N có diện tích quy hoạnh lớn, cho dòng điện lớn đi qua, được dùng để chỉnh lưu ∗ Theo công dụng, điôt được phân ra những loại chính sau : – Điôt ổn áp ( điôt zene ) : được cho phép dùng ở vùng điện áp ngược đánh thủng mà không hỏng, được dùng để không thay đổi điện áp một chiều
– Điôt chỉnh lưu : đổi khác dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều
II – TRANZITO
Tranzito là một linh phụ kiện bán dẫn có 2 lớp tiếp giáp P – N, có vỏ bọc bằng nhựa hoặc sắt kẽm kim loại. Tranzito có ba dây dẫn ra là ba điện cực, cấu trúc và kí hiệu của nó như hình 4 – 3 .
Tuỳ theo cấu trúc, người ta phân tranzito thành hai loại : Tranzito PNP và Tranzito NPN. Chiều mũi tên ở trên kí hiệu của tranzito chỉ chiều dòng điện chạy qua tranzito : từ cực E sang cực C ở bán dẫn PNP và từ cực C sang cực E ở bán dẫn NPN
Tranzito là linh phụ kiện tích cực trong mạch điện tử, nó được dùng để khuếch đại tín hiệu, để tạo sóng, tạo xung …
III – TIRIXTO
1. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng
Tirixto là linh phụ kiện bán dẫn có ba lớp tiếp giáp P – N, có vỏ bọc bằng nhựa hoặc sắt kẽm kim loại, có ba dây dẫn ra là ba điện cực : Anôt ( A ), Catôt ( K ), Điều khiển ( G )
Tirixto thường được dùng trong mạch chỉnh lưu có điểu khiển, bằng cách tinh chỉnh và điều khiển cho UGK Open sớm hay muộn, qua đó đổi khác giá trị của điện áp ra .
2. Nguyên lý làm việc và số liệu kĩ thuật
a ) Nguyên lí thao tác Khi chưa có điện áp dương UGK vào cực điều khiển và tinh chỉnh thì dù cực anot có được phân cực thuận UAK > 0, tirixto vẫn không dẫn điện
Khi đồng thời có UAK dương và UGK cũng dương thì tirixto mới dẫn điện. Khi tirixto đã thông, UGK không còn công dụng nữa. Lúc này tirixto thao tác như một điôt tiếp mặt, nó hướng dẫn một chiều từ A sang K và sẽ ngưng dẫn khi UAK < 0 . b ) Số liệu kĩ thuật Khi dùng Tirixto cần chăm sóc tới những số liệu kĩ thuật đa phần là : IAK định mức ; UAK định mức ; UGK định mức ; IGK định mức .
IV – TRIAC VÀ ĐIAC
1. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng
Triac là linh phụ kiện bán dẫn được kí hiệu như hình 4 – 6. Triac có 3 điện cực là : A1, A2 và G . Điac có cấu trúc trọn vẹn giống như triac nhưng không có cực tinh chỉnh và điều khiển G . Triac và điac được dùng để tinh chỉnh và điều khiển những thiết bị điện trong những mạch điện xoay chiều . 2. Nguyên lí thao tác và số liệu kĩ thuật a ) Nguyên lí thao tác ∗ Triac – Khi cực G và A2có điện thế âm hơn so với A1 thì Triac mở. Cực A1 đóng vai trò anôt, còn cực A2 đóng vai trò catôt. Dòng điện đi từ A1 về A2 . – Khi cực G và A2 có điện thế dương hơn so với A1 thì Triac mở. Cực A2 đóng vai trò anôt, còn cực A1 đóng vai trò catôt. Dòng điện đi từ A2 về A1 . Triac có năng lực dẫn điện theo cả hai chiều và đều được cực G điều khiển và tinh chỉnh lúc mở . ∗ Điac Điac không có cực điều khiển và tinh chỉnh nên được kích mở bằng cách nâng cao điện áp đặt vào hai cực
b ) Số liệu kĩ thuật : Triac, điac có số liệu kĩ thuật giống như tirixto .
V – QUANG ĐIỆN TỬ
Quang điện tử là linh phụ kiện điện tử có thông số kỹ thuật biến hóa theo độ chiếu sáng, được dùng trong những mạch điện tử tinh chỉnh và điều khiển bằng ánh sáng. Ví dụ, loại quang điện tử khi cho dòng điện chạy qua, nó bức xạ ra ánh sáng, được gọi là LED ( Light emitting Diode ) .
VI – VI MẠCH TỔ HỢP
Là mạch vi điện tử tích hợp, được sản xuất bằng công nghệ đặc biệt quan trọng rất là phức tạp đúng chuẩn. Trên chất bán dẫn Si làm nền, người ta tích hợp, tạo ra trên đó những loại linh phụ kiện thiết yếu như : Điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điôt, tranzto, tirixto … . Chúng được mắc nối với nhau theo từng nguyên lí thao tác đơn cử từng mạch điện. Do đó mỗi IC có kí hiệu và chân khác nhau. Người ta chia IC ra làm hai nhóm : – IC tương tự như được dùng để khuếch đại, tạo xê dịch, ổn áp, thu phát sóng vô tuyến điện, …
– IC số được dùng trong những thiết bị tự động hóa, xung số, xử lí thông tin … .
Khi sử dụng các linh kiện bán dẫn và IC cần tra cứu sổ tay IC để chọn và lắp mạch cho đúng. Thông thường IC được bố trí chân theo kiểu hình răng lược có một hàng chân hoặc kiểu chân rết có hai hàng chân. Cách đếm chân IC theo quy ước như hình 4 – 9
Đối với IC một hàng chân, nhìn theo mặt bên phải, tức là mặt có ghi những chữ số kí hiệu của IC, ta đếm từ số 1 đến số cuối theo chiều từ trái sang phải .
Đối với IC hai hàng chân, nhìn từ trên IC xuống, đếm từ số 1 đến số cuối theo chiều ngược kim đồng hồ đeo tay, mở màn từ bên có ghi lại trên thân IC .
1.1. Điốt bán dẫn
- Có 1 lớp tiếp giáp P - N
- 2 điện cực A (anốt), K (catốt)
- Vỏ làm bằng thuỷ tinh, kim loại hoặc nhựa
Hình 1. Cấu tạo Điốt bán dẫn
b. Kí hiệuHình 2. kí hiệu Điốt bán dẫn
1.1.2. Nguyên lí làm việc
- Khi phân cực ngược Điôt ngăn không cho dòng điện đi qua
Hình 3. Phân cực ngược Điôt
- Khi phân cực thuận Điôt cho dòng điện đi qua
Hình 4. Phân cực thuận Điôt
Kết luận: Điôt cho dòng điện đi theo một chiều từ Anôt sang Catôt
1.1.3. Phân loại
a. Theo công nghệ chế tạoĐiôt tiếp điểm:
Hình 5. Điôt tiếp điểm
- Chỗ tiếp giáp có diện tích rất nhỏ
- Cho dòng điện nhỏ đi qua
- Dùng để tách sóng và trộn tần
Điôt tiếp mặt:
Hình 6. Điôt tiếp mặt
- Chỗ tiếp giáp P - N có diện tích lớn
- Cho dòng điện lớn đi qua
- Dùng để chỉnh lưu
- Điôt ổn áp (Điôt Zener): Cho phép dùng ở vùng điện áp ngược đánh thủng mà không hỏng, được dùng để ổn định điện áp một chiều
Hình 7. Ký hiệu Điôt Zener
- Điôt chỉnh lưu: Biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều
1.2. Tranzito
- Có 2 lớp tiếp giáp P - N
- 3 điện cực E, B, C
- Vỏ làm bằng kim loại hoặc nhựa
Gồm 2 loại là Tranzito PNP và Tranzito NPN:
Hình 8.1. Cấu tạo Tranzito PNP
Hình 8.2. Kí hiệu Tranzito PNP
Hình 9.1 Cấu tạo Tranzito NPN
Hình 9.2 Kí hiệu Tranzito NPN
1.2.3. Nguyên lí làm việc
Hình 10. Nguyên lí làm việc Trazito NPN
- Khi chưa có dòng điện điều khiển IB. Tranzito ở trạng thái khoá không cho dòng điện IC qua
- Khi có dòng điện điều khiển IB. Tranzito ở trạng thái mở nên cho dòng điện IC qua
1.2.4. Công dụng
Dùng để khuếch đại tín hiệu, tách sóng và xung,. . .
1.3. Tirixto
Hình 11. Cấu tạo Tirixto
- Là linh kiện bán dẫn có ba lớp tiếp giáp P - N
- Có vỏ bọc bằng nhựa hoặc kim loại
- Có 3 điện cực: Anôt (A), Catôt (K), Điều khiển (G)
Hình 12. Kí hiệu Tirixto
c. Công dụngDùng trong mạch chỉnh lưu có điểu khiển
1.3.2. Nguyên lý làm việc và số liệu kĩ thuật
a. Nguyên lí làm việc- Khi chưa có UGK > 0 thì dù UAK> 0, nó vẫn không dẫn điện
- Khi có UGK > 0 và UAK> 0, nó cho dòng điện đi từ A sang K, UGK không còn tác dụng
Khi dùng Tirixto cần quan tâm tới các số liệu kĩ thuật chủ yếu là: IAK định mức; UAK định mức; UGK định mức; IGK định mức.
1.4. Triac và Điac
- Cấu tạo:
- Triac có các lớp bán dẫn ghép nối tiếp như hình vẽ và được nối ra ba chân, hai chân A1, A2 và chân điều khiển (G)
- Về nguyên lí cấu tạo, Triac có thể coi như hai Tiristor ghép song song nhưng ngược chiều nhau
Hình 13. Cấu tạo Triac
Hình 14. Kí hiệu Triac
- Công dụng: Dùng để điều khiển các thiết bị điện trong các mạch điện xoay chiều.
- Khi cực G và A2 có điện thế âm hơn so với A1 thì Triac mở. Cực A1 đóng vai trò anôt, còn cực A2 đóng vai trò catôt. Dòng điện đi từ A1 về A2.
Hình 15. Nguyên lí làm việc của Triac khi cực G và A2 có điện thế âm hơn so với A1
- Khi cực G và A2 có điện thế dương hơn so với A1 thì Triac mở. Cực A2 đóng vai trò anôt, còn cực A1 đóng vai trò catôt. Dòng điện đi từ A2 về A1.
Hình 15. Nguyên lí làm việc của Triac khi cực G và A2 có điện thế dương hơn so với A1
b.2. Số liệu kĩ thuậtKhi dùng Triac cần quan tâm tới các số liệu kĩ thuật chủ yếu là:
\(I_{{A}_{1}A_{2}}\) định mức; \(U_{{A}_{1}A_{2}}\) định mức;\( I_{GA_{1}}\) định mức; \(U_{GA_{1}}\) định mức; \(I_{GA_{2}}\) định mức; \(U_{GA_{2}}\) định mức
1.4.2. Điac
a. Cấu tạo, kí hiệu, công dụng- Cấu tạo:
- Điac có các lớp bán dẫn ghép nối tiếp như hình vẽ và được nối ra hai chân A1, A2
- Về nguyên lí cấu tạo, Điac có thể coi như hai Tiristor ghép song song nhưng ngược chiều nhau. Nhưng không có cực điều khiển
- Kí hiệu
Hình 17. Kí hiệu Điac
- Công dụng: Dùng để điều khiển các thiết bị điện trong các mạch điện xoay chiều.
- Khi nâng cao độ chênh điện A1 so với A2 thì: Dòng điện đi từ A1 về A2
Hình 18. Nguyên lí làm việc của Điac khi nâng cao độ chênh điện A1 so với A2
- Khi nâng cao độ chênh điện A2 so với A1 thì: Dòng điện đi từ A2 về A1
Hình 19. Nguyên lí làm việc của Điac khi nâng cao độ chênh điện A2 so với A1
b.2. Số liệu kĩ thuậtKhi dùng Điac cần quan tâm tới các số liệu kĩ thuật chủ yếu là: \(I_{A_{1}A_{2}}\) định mức; \(U_{A_{1}A_{2}}\) định mức
1.5. Vi mạch tổ hợp
- Là mạch vi điện tử tích hợp, được chế tạo bằng công nghệ đặc biệt hết sức tinh vi chính xác
- Là một tổ hợp các linh kiện điện tử như: Điện trở, tụ điện, cuộn cảm, điôt, tranzto, tirixto….
- Chúng có tác dụng như một mạch điện tử nào đó
- IC tương tự: Dùng để khuếch đại, tạo dao động, ổn áp, thu phát sóng, …
- IC số: Dùng trong các thiết bị tự động, xung số, xử lí thông tin….
- Cần tra cứu sổ tay IC để chọn và lắp mạch cho đúng
- Cần xác định đúng chân trước khi lắp
Hình 20. Hình dạng một số loại IC
1.6. Quang điện tử
- Quang điện tử là linh kiện điện tử có thông số thay đổi theo độ chiếu sáng, được dùng trong các mạch điện tử điều khiển băng ánh sáng.
- Ví dụ: Loại quang điện tử khi cho dòng điện chạy qua, nó bức xạ ra ánh sáng, được gọi là LED (Light Emitting Diode)
2. Luyện tập Bài 4 Công Nghệ 12
Sau khi học xong bài Bài 4: Linh kiện bán dẫn và IC, các em cần nắm vững các nội dung trọng tâm:
- Cấu tạo, ký hiệu, phân loại và nguyên lí làm việc của Điốt bán dẫn, Tranzito
- Cấu tạo, ký hiệu, nguyên lí làm việc và số liệu kĩ thuật của Tirixto
- Khái niệm, phân loại vi mạch tổ hợp
- Khái niệm quang điện tử
2.1. Trắc nghiệm
Các em có thể hệ thống lại nội dung kiến thức đã học được thông qua bài kiểm tra Trắc nghiệm Công nghệ 12 Bài 4 cực hay có đáp án và lời giải chi tiết.
Câu 2- Câu 5: Xem thêm phần trắc nghiệm để làm thử Online
2.2. Bài tập SGK và Nâng cao
Các em có thể xem thêm phần hướng dẫn Giải bài tập Công nghệ 12 Bài 4 để giúp các em nắm vững bài học và các phương pháp giải bài tập.
Bài tập 1 trang 24 SGK Công nghệ 12
Bài tập 2 trang 24 SGK Công nghệ 12
Bài tập 3 trang 24 SGK Công nghệ 12
Bài tập 4 trang 24 SGK Công nghệ 12
3. Hỏi đáp Bài 4 Chương 1 Công Nghệ 12
Trong quá trình học tập nếu có thắc mắc hay cần trợ giúp gì thì các em hãy comment ở mục Hỏi đáp, Cộng đồng Công Nghệ HOC247 sẽ hỗ trợ cho các em một cách nhanh chóng!
Chúc các em học tập tốt và luôn đạt thành tích cao trong học tập!