Trong bất kỳ mạch điện tử nào, chúng ta bắt gặp hai loại thành phần điện tử: Một loại phản ứng với dòng chảy của năng lượng điện và tích trữ hoặc tiêu tán năng lượng. Đây là các thành phần bị động. Chúng có thể là các thành phần tuyến tính có phản ứng tuyến tính với năng lượng điện hoặc các thành phần phi tuyến có phản ứng phi tuyến đối với năng lượng điện.

Một trong đó cung cấp năng lượng hoặc kiểm soát dòng năng lượng. Đây là các thành phần Hoạt động. Chúng yêu cầu nguồn điện bên ngoài được kích hoạt và thường được sử dụng để khuếch đại tín hiệu điện. Hãy để chúng tôi xem chi tiết từng thành phần.

3 thành phần tuyến tính thụ động:

Điện trở: Điện trở là một linh kiện điện tử được sử dụng để chống lại sự di chuyển của dòng điện và làm giảm điện thế. Nó bao gồm một thành phần dẫn điện thấp được nối bằng dây dẫn ở cả hai đầu. Khi dòng điện chạy qua điện trở, năng lượng điện bị điện trở hấp thụ và bị tiêu tán dưới dạng nhiệt. Do đó, điện trở cung cấp một điện trở hoặc đối lập với dòng điện. Điện trở được đưa ra là

R = V / I, trong đó V là điện áp rơi trên điện trở và I là cường độ dòng điện chạy qua điện trở. Công suất tiêu tán được cung cấp bởi:

P = VI.

Quy luật kháng chiến:

Điện trở ‘R’ được cung cấp bởi một vật liệu phụ thuộc vào các yếu tố khác nhau

Thay đổi trực tiếp trên chiều dài của nó, l
Thay đổi tỷ lệ nghịch trên diện tích mặt cắt ngang của nó, A
Phụ thuộc vào bản chất của vật liệu được xác định bởi Điện trở suất hoặc Điện trở riêng, ρ
Cũng phụ thuộc vào nhiệt độ
Giả sử rằng nhiệt độ là không đổi, thì Điện trở (R) có thể được biểu thị bằng R = ρl / A, Trong đó R là điện trở tính bằng ôm (Ω), l là chiều dài tính bằng mét, A là diện tích tính bằng mét vuông và ρ là cụ thể Điện trở tính bằng Ω-mts

Giá trị của một điện trở được tính theo điện trở của nó. Lực cản là sự đối lập với dòng điện.

Hai phương pháp để đo giá trị điện trở:

Sử dụng mã màu: Mỗi điện trở bao gồm 4 hoặc 5 dải màu trên bề mặt của nó. Ba (hai) màu đầu tiên đại diện cho giá trị điện trở, trong khi 4 màu^{thứ tự}(thứ ba) màu đại diện cho giá trị số nhân và màu cuối cùng đại diện cho dung sai.
Sử dụng Đồng hồ vạn năng: Một cách đơn giản để đo điện trở là sử dụng Đồng hồ vạn năng để đo giá trị điện trở bằng ohms.

Điện trở trong mạch điện tử

2 loại điện trở:

Điện trở cố định : Điện trở có giá trị điện trở là cố định và được sử dụng để cung cấp sự đối nghịch với dòng điện.
- Chúng có thể là điện trở thành phần cacbon được tạo thành từ hỗn hợp cacbon và gốm.
- Chúng có thể là điện trở màng cacbon bao gồm màng cacbon lắng đọng trên nền cách nhiệt.
Một điện trở carbon
- Chúng có thể là điện trở màng kim loại bao gồm thanh gốm nhỏ được phủ kim loại hoặc oxit kim loại, với giá trị điện trở được kiểm soát bởi độ dày của lớp phủ.
Điện trở kim loại
- Chúng có thể là một điện trở quấn dây bao gồm một hợp kim được quấn quanh một thanh sứ và được cách điện.
- Chúng có thể là điện trở gắn trên bề mặt bao gồm vật liệu điện trở như oxit thiếc lắng đọng trên chip gốm.
Điện trở biến đổi : Chúng cung cấp một sự thay đổi trong giá trị điện trở của chúng. Chúng thường được sử dụng trong phân chia điện áp. Chúng có thể là chiết áp hoặc cài đặt trước. Có thể thay đổi lực cản bằng cách điều khiển chuyển động của cần gạt nước. Biến trở hoặc điện trở thay đổi, bao gồm ba kết nối. Thường được sử dụng như một bộ chia điện áp có thể điều chỉnh. Nó là một điện trở có phần tử di động được định vị bằng núm hoặc đòn bẩy bằng tay. Phần tử có thể di chuyển còn được gọi là gạt nước, nó tạo ra sự tiếp xúc với dải điện trở tại bất kỳ điểm nào được điều khiển bằng tay chọn.

Chiết áp

Chiết áp chia điện áp thành các tỷ lệ khác nhau tùy thuộc vào vị trí di chuyển của nó. Nó được sử dụng trong các mạch khác nhau mà chúng ta yêu cầu điện áp nhỏ hơn điện áp nguồn.

Ứng dụng thực tế của điện trở biến đổi:

Đôi khi cần thiết kế một mạch phân cực một chiều có thể thay đổi để có thể nhận được một số điện áp cụ thể một cách chính xác, chẳng hạn như 1,5 vôn. Do đó, một bộ chia điện thế có một biến trở được chọn sao cho người ta có thể thay đổi hiệu điện thế từ 1 vôn đến 2 vôn từ pin một chiều 12 vôn. Không phải từ 0 đến 2 volt mà là 1 đến 2 volt vì một lý do cụ thể Người ta có thể sử dụng nồi 10k trên một chiều 12 volt và có thể nhận được điện áp đó nhưng rất khó điều chỉnh nồi vì góc hồ quang đầy đủ khoảng 300 độ . Nhưng nếu người ta đi theo một mạch bên dưới, anh ta có thể dễ dàng nhận được điện áp đó vì toàn bộ 300 độ có sẵn cho chỉ 1 vôn đến 2 vôn được điều chỉnh. Thể hiện trong mạch dưới 1,52 vôn. Đây là cách chúng tôi có được một giải pháp tốt hơn. Các điện trở biến đổi đặt một lần này được gọi là giá trị đặt trước.

Potentiometer Thực hành 3 Potentiometer Thực hành 1

Tụ điện : Tụ điện là một thành phần thụ động tuyến tính được sử dụng để lưu trữ điện tích. Một tụ điện thường cung cấp điện trở đối với dòng điện. Tụ điện bao gồm một cặp điện cực giữa chúng có chất điện môi cách điện.

Phí lưu trữ được cung cấp bởi

Q = CV trong đó C là điện dung và V là điện áp đặt vào. Vì dòng điện là tốc độ của dòng điện tích. Do đó, cường độ dòng điện qua tụ điện là:

I = C dV / dt.

Khi một tụ điện được nối trong mạch một chiều hoặc khi có dòng điện không đổi chạy qua nó, không đổi theo thời gian (tần số bằng không), tụ điện chỉ đơn giản là lưu trữ toàn bộ điện tích và chống lại dòng điện. Do đó, một khối tụ điện DC.

Khi một tụ điện được nối với một mạch điện xoay chiều hoặc một tín hiệu thay đổi theo thời gian chạy qua nó (với tần số khác 0), ban đầu tụ điện lưu trữ điện tích và sau đó tạo ra một điện trở đối với dòng điện tích. Do đó, nó có thể được sử dụng như một bộ giới hạn điện áp trong mạch xoay chiều. Điện trở được cung cấp tỷ lệ với tần số của tín hiệu.

2 loại tụ điện

Tụ điện cố định : Chúng cung cấp một điện kháng cố định đối với dòng điện. Chúng có thể là tụ điện Mica bao gồm mica làm vật liệu cách điện. Chúng có thể là tụ điện gốm không phân cực bao gồm các tấm gốm được tráng bạc. Chúng có thể là tụ điện phân cực và được sử dụng ở những nơi yêu cầu giá trị điện dung cao.

Tụ điện cố định

Tụ điện biến đổi : Chúng cung cấp điện dung có thể thay đổi bằng cách thay đổi khoảng cách giữa các tấm. Chúng có thể là tụ điện khe hở không khí hoặc tụ điện chân không.

Giá trị điện dung có thể được đọc trực tiếp trên tụ điện hoặc có thể được giải mã bằng mã đã cho. Đối với tụ điện gốm, 1^sthai chữ cái biểu thị giá trị điện dung. Chữ cái thứ ba biểu thị số lượng số không và đơn vị nằm trong Pico Farad và chữ cái biểu thị giá trị dung sai.

Cuộn cảm : Cuộn cảm là một linh kiện điện tử thụ động có chức năng lưu trữ năng lượng dưới dạng từ trường. Nó thường bao gồm một cuộn dây dẫn, cung cấp một điện trở đối với điện áp đặt vào. Nó hoạt động dựa trên nguyên lý cơ bản của định luật tự cảm Faraday, theo đó từ trường được tạo ra khi dòng điện chạy qua dây dẫn và sức điện động phát triển ngược lại với điện áp đặt vào. Năng lượng dự trữ được cung cấp bởi:

E = LI ^ 2. Trong đó L là độ tự cảm được đo bằng Henries và I là dòng điện chạy qua nó.

Cuộn dây dẫn

Nó có thể được sử dụng như một cuộn cảm để cung cấp khả năng chống lại điện áp đặt vào và tích trữ năng lượng hoặc được sử dụng kết hợp với tụ điện để tạo thành một mạch điều chỉnh, được sử dụng cho dao động. Trong mạch điện xoay chiều, điện áp dẫn dòng như điện áp áp đặt cần một thời gian để tạo thành dòng điện trong cuộn dây do sự đối nghịch.

2 thành phần thụ động phi tuyến tính:

Điốt: Diode là một thiết bị hạn chế dòng điện chạy theo một hướng. Diode nói chung là sự kết hợp của hai vùng pha tạp khác nhau tạo thành một điểm giao nhau tại điểm giao cắt sao cho điểm giao nhau điều khiển dòng điện tích qua thiết bị.

6 loại điốt:

Điốt nối PN : Điốt tiếp giáp PN đơn giản bao gồm một chất bán dẫn loại p được gắn trên một chất bán dẫn loại n sao cho hình thành một điểm nối giữa loại p và n. Nó có thể được sử dụng như một bộ chỉnh lưu cho phép dòng điện chạy theo một hướng thông qua kết nối thích hợp.

Một diode nối PN

Điốt Zener : Nó là một diode được tạo thành từ vùng p được pha tạp nhiều so với vùng n, sao cho nó không chỉ cho phép dòng điện chạy theo một hướng mà còn cho phép dòng điện chạy theo hướng ngược lại, khi sử dụng đủ điện áp. Nó thường được sử dụng như một bộ điều chỉnh điện áp.

Một diode Zener

Diode đường hầm : Nó là một diode tiếp giáp PN được pha tạp nhiều, nơi dòng điện giảm khi tăng điện áp thuận. Chiều rộng mối nối giảm khi nồng độ tạp chất tăng. Nó được làm từ gecmani hoặc gali Arsenide.

A Tunnel Diode

Điốt phát sáng : Là một loại diode tiếp giáp PN đặc biệt được làm từ chất bán dẫn như Gali Arsenide, phát ra ánh sáng khi có điện áp thích hợp. Ánh sáng do đèn LED phát ra là ánh sáng đơn sắc, tức là có một màu, tương ứng với một tần số cụ thể trong dải nhìn thấy của quang phổ điện từ.

Đèn LED

Diode ảnh : Là một loại diode tiếp giáp PN đặc biệt có điện trở giảm khi có ánh sáng chiếu vào. Nó bao gồm một diode tiếp giáp PN được đặt bên trong nhựa.

Một điốt quang

Công tắc : Công tắc là thiết bị cho phép dòng điện chạy qua các thiết bị hoạt động. Chúng là các thiết bị nhị phân, khi bật hoàn toàn, cho phép dòng điện chạy và khi tắt hoàn toàn, chặn dòng điện. Nó có thể là công tắc bật tắt đơn giản có thể là công tắc 2 tiếp điểm hoặc 3 tiếp điểm hoặc công tắc nhấn nút.

2 Thành phần Điện tử Hoạt động:

Linh kiện bán dẫn : Bóng bán dẫn là thiết bị thường biến đổi điện trở từ phần này sang phần khác của mạch. Chúng có thể được kiểm soát điện áp hoặc kiểm soát dòng điện. Một bóng bán dẫn có thể hoạt động như một bộ khuếch đại hoặc như một công tắc.

2 loại bóng bán dẫn:

BJT hoặc bóng bán dẫn kết nối lưỡng cực : BJT là một thiết bị điều khiển bằng dòng điện bao gồm một lớp vật liệu bán dẫn loại n được kẹp giữa hai lớp vật liệu bán dẫn loại p. Nó bao gồm ba thiết bị đầu cuối - cực phát, đế và thu. Mối nối cơ sở thu nhỏ ít pha tạp hơn so với đường giao nhau cơ sở phát. Điểm nối gốc cực phát được phân cực thuận trong khi điểm nối gốc cực thu được phân cực ngược trong hoạt động của bóng bán dẫn bình thường.

Một bóng bán dẫn kết nối lưỡng cực

FET hoặc Transistor hiệu ứng trường : FET là một thiết bị được điều khiển bằng điện áp. Các tiếp điểm ohmic được lấy từ hai bên của thanh loại n. Nó bao gồm ba thiết bị đầu cuối - Cổng, Cống và Nguồn. Điện áp được áp dụng qua cổng Nguồn và đầu cuối Nguồn xả kiểm soát dòng điện chạy qua thiết bị. Nó thường là một thiết bị có sức đề kháng cao. Nó có thể là JFET (bóng bán dẫn hiệu ứng trường tiếp giáp) bao gồm chất nền loại n, trên mặt của đó có một thanh khác loại được lắng đọng hoặc MOSFET (FET bán dẫn oxit kim loại) bao gồm một lớp cách điện bằng oxit silic giữa tiếp xúc Cổng kim loại và chất nền.

MOSFET

TRIACS hoặc SCR : Bộ chỉnh lưu có điều khiển SCR hoặc Silicon là một thiết bị ba đầu cuối thường được sử dụng làm công tắc trong năng lượng điện . Nó là sự kết hợp của hai điốt trở lại có 3 điểm nối. Dòng điện qua SCR chạy do điện áp đặt qua cực dương và cực âm và được điều khiển bởi điện áp đặt qua cực Gate. Nó cũng được sử dụng như một bộ chỉnh lưu trong các mạch xoay chiều.

Một SCR

Vì vậy, đây là một số thành phần quan trọng trong bất kỳ mạch điện tử nào. Ngoài các thành phần chủ động và thụ động này, còn có một thành phần nữa, được sử dụng quan trọng trong mạch. Đó là Mạch tích hợp.

Mạch tích hợp là gì?

IC DIP

Mạch tích hợp là một con chip hoặc một vi mạch mà trên đó hàng ngàn bóng bán dẫn, tụ điện, điện trở được chế tạo. Nó có thể là IC khuếch đại, IC hẹn giờ, IC tạo sóng, IC nhớ hoặc IC vi điều khiển. Nó có thể là IC tương tự với đầu ra biến đổi liên tục hoặc IC kỹ thuật số hoạt động ở một vài lớp xác định. Các khối xây dựng cơ bản của IC kỹ thuật số là các cổng logic.

Nó có thể có sẵn trong các gói khác nhau như Gói kép trong đường (DIP) hoặc Gói phác thảo nhỏ (SOP), v.v.

Một ứng dụng thực tế của điện trở - Bộ phân chia tiềm năng

Bộ chia tiềm năng thường xuyên được sử dụng trong các mạch điện tử. Vì vậy, người ta mong muốn rằng sự hiểu biết thấu đáo về nó sẽ giúp ích rất nhiều trong việc thiết kế các mạch điện tử. Thay vì tính toán điện áp bằng cách áp dụng định luật Ohm, ví dụ sau đây bằng cách đánh giá theo tỷ lệ, người ta sẽ có thể nhanh chóng nhận được điện áp gần đúng trong khi tuân theo bản chất R&D của công việc.

Khi hai điện trở có giá trị bằng nhau (ví dụ: 6K cho cả R1 & R2) thì kết nối qua một nguồn cung cấp , cùng một dòng điện sẽ chạy qua chúng. Nếu một đồng hồ được đặt trên nguồn cung cấp được hiển thị trong sơ đồ, nó sẽ đăng ký 12v liên quan đến đất. Nếu sau đó đồng hồ được đặt giữa mặt đất (0v) và giữa hai điện trở nó sẽ đọc 6v. Điện áp của pin sau đó được chia đôi. Như vậy điện áp trên R2 đối với đất = 6v

Dải phân cách tiềm năng 1

Tương tự

2. Nếu các giá trị điện trở được thay đổi thành 4K (R1) và 8K (R2) thì điện áp ở tâm sẽ là 8v đối với đất.

Dải phân cách tiềm năng 2

3. Nếu các giá trị điện trở được thay đổi thành 8K (R1) và 4K (R2) thì điện áp ở tâm sẽ là 4v đối với đất.

Dải phân cách tiềm năng 3

Hiệu điện thế ở tâm được xác định tốt hơn bằng tỷ số của hai giá trị điện trở, mặc dù người ta có thể tính toán theo định luật Ohms để đạt được cùng một giá trị. Trường hợp 1 tỷ lệ là 6K: 6K = 1: 1 = 6v: 6v, trường hợp 2 tỷ lệ 4k: 8k = 1: 2 = 4v: 8v và trường hợp 3 tỷ lệ 8k: 4k = 2: 1 = 8v: 4v

Phần kết luận : -Trong một bộ chia điện thế, nếu giá trị điện trở trên được hạ xuống thì điện áp tại tâm sẽ tăng lên (liên quan đến đất). Nếu giá trị điện trở thấp hơn được hạ xuống thì điện áp tại tâm giảm.

Về mặt toán học nhưng hiệu điện thế ở tâm luôn có thể được xác định bằng tỉ số của hai giá trị điện trở theo thời gian và được cho bởi công thức định luật Ôm nổi tiếng V = IR

Hãy để chúng tôi xem ví dụ-2

V = {điện áp cung cấp / (R₁+ R_hai)} X R2

V = {12v / (4K + 8K)} R2

= (12/12000) x 8000

V = 8v