Bài 16. Diode, transistor và mạch tích hợp IC SVIP

I. DIOSE

1. Công dụng

Diode có công dụng cho dòng điện đi qua theo một chiều nhất định.

=> Thường biến đổi dòng điện xoay chiều thành dòng điện một chiều. Ngoài ra diode còn sử dụng để ổn áp,...

2. Hình dạng và kí hiệu

- Diode là một linh kiện được tạo thành từ hai lớp vật liệu bán dẫn P, N:

+ Lớp bán dẫn P mang điện tích dương: nối với cực anode (A).

+ Lớp bán dẫn N mang điện tích âm: nối với cực cathode (K).

- Khi được phân cực thuận (UAK > 0): diode dẫn, cho dòng điện đi theo chiều thuận từ A đến K.

- Diode dẫn hoàn toàn khi: U_AK > U_F (U_F là điện áp ngưỡng).

- Với diode Si, U_F có giá trị trong khoảng từ 0,6 V đến 0,8 V.

- Ngược lại, khi được phân cực ngược (U_AK < 0): diode không cho dòng điện đi qua.

- Hình dạng và kí hiệu của một số loại diode cơ bản:

Tên gọi	Hình dạng	Kí hiệu
Diode thường (Diode chỉnh lưu)
Diode ổn áp

3. Thông số kĩ thuật

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

- Điện áp ngược lớn nhất (U_nMax): 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.

II. TRANSISTOR LƯỠNG CỰC

1. Công dụng

Sử dụng để thực hiện các chức năng như:

- Khuếch đại tín hiệu.

- Chuyển mạch điện tử.

=> Với hai trạng thái đóng và mở (ON/OFF).

2. Hình dạng và kí hiệu

- Transistor lưỡng cực có cấu tạo gồm ba lớp vật liệu bán dẫn tương ứng với đầu ra là ba cực: 

+ Base (B).

+ Collector (C).

+ Emitter (E).

- Có hai loại transistor lưỡng cực là:

+ PNP.

+ NPN.

- Cấu tạo và kí hiệu của hai loại transistor lưỡng cực:

- 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.

- Các loại transistor:

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

+ Loại NPN dẫn dòng khi U_BE < - U_F và U_CE < 0.

=> U_F là điện áp ngưỡng.

- Tùy theo vật liệu chế tạo transistor, U_F có giá trị từ 0,3 V đến 0,7 V.

3. Thông số kĩ thuật

- Điện áp định mức collector - emitter (U_CEO): là điện áp lớn nhất cho phép đặt lên hai cực C và E.

- Điện áp định mức base - emitter (U_BEO): là điện áp lớn nhất cho phép đặt vào hai cực B và E.

=> Transistor có thể làm việc mà không bị đánh hỏng.

- Dòng điện collector định mức (I_C): là dòng điện collector lớn nhất cho phép chạy qua transistor.

- Dòng điện base định mức (I_B): là dòng điện base lớn nhất cho phép chạy qua transistor.

- Hệ số khuếch đại dòng (β): là tỉ số giữa dòng điện I_C và I_B.

- Trên thực tế, transistor do Nhật Bản sản xuất được sử dụng rộng rãi.

- Kí hiệu tên của transistor này thường có dạng:

+ Axxxx.

+ Bxxxx.

+ Cxxxx.

+ Dxxxx.

III. MẠCH TÍCH HỢP IC

1. Công dụng

- IC là tên viết tắt tiếng Anh của thuật ngữ mạch tích hợp (Integrated Circuit).

- IC được chế tạo bằng các công nghệ đặc biệt với độ chính xác cao (một lượng lớn các linh kiện điện tử siêu nhỏ).

- IC có nhiều công dụng và được ứng dụng rất rộng rãi trong hầu hết các thiết bị điện tử của đời sống.

- Chức năng của IC trong mạch điện tử:

+ Khuếch đại.

+ Tạo dao động.

+ Bộ nhớ máy tính,...

- Đặc điểm của IC:

+ Kích thước nhỏ gọn.

+ Hiệu năng xử lí cao.

+ Giá thành rẻ.

=> Góp phần quan trọng nhằm:

- Làm giảm kích thước và giá thành.

- Tăng hiệu năng và độ chính xác trong xử lí.

2. Nhận biết và phân loại

* Mỗi IC có kí hiệu và các chân (pin) khác nhau:

- Khi sử dụng IC cần tra cứu sổ tay và các tài liệu kĩ thuật tương ứng.

- Thông thường, các chân IC được bố trí theo kiểu hình răng lược có:

+ Một hàng chân.

+ Chân rết có hai hàng chân.

- Đối với IC có một hàng chân:

+ Nhìn theo mặt bên phải (mặt có ghi các chữ số kí hiệu của IC).

+ Đếm từ số 1 đến số cuối theo chiều từ trái qua phải.

- Đối với chân IC có hai hàng chân:

+ Nhìn từ trên xuống.

+ Đếm số 1 đến số cuối theo chiều ngược kim đồng hồ.

+ Bắt đầu từ bên có đánh dấu trên thân của IC.

* IC có thể phân loại dựa trên nhiều tiêu chí khác nhau:

- Phân loại dựa theo mật độ tích hợp:

+ SSI: mật độ tích hợp nhỏ, chỉ loại IC chứa vài chục transistor.

+ MSI: mật độ tích hợp trung bình, chỉ loại IC chứa vài 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 chứa hàng trăm ngàn đến vài tỉ transistor.

- Phân loại theo đặc điểm tín hiệu xử lí:

+ IC tương tự:

• Làm việc với tín hiệu tương tự.

• Điển hình là IC tuyến tính.

• IC công suất và IC cao tần.

+ IC số:

• Làm việc với tín hiệu số.

• IC số được thiết kế với phần tử cơ bản là cổng logic, mạch logic tổ hợp.

+ IC kết hợp tương tự và số:

• 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.

• Bộ nhớ máy tính.

+ IC sử dụng trong các thiết bị cảm biến như:

• Cảm biến nhiệt.

• Cảm biến áp suất,...

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

IV. THỰC HÀNH (HS THỰC HÀNH)