Linh kiện điện tử là gì? Ứng dụng của Điện trở, Tụ điện, Diode và Transistor - Blog Góc Vật lí

Blog Góc Vật lí chia sẻ bài viết "Linh kiện điện tử là gì? Ứng dụng của Điện trở, Tụ điện, Diode và Transistor" thuộc chủ đề Vật lí đại cương. Bạn có thể tìm đọc lại bài này bởi từ khóa: 

• Có mấy loại diode, 

• Diode là gì?, 

• điện tử cơ bản,

• Linh kiện điện tử thụ động là gì?, 

• Linh kiện điện tử tích cực, 

• Ứng dụng của điện trở. 

Linh kiện điện tử là một thuật ngữ rất quen thuộc, là yếu tố không thể thiếu trong các mạch điện hiện nay và được ứng dụng rất nhiều trong đời sống hằng ngày của con người. Vậy linh kiện điện tử là gì, chúng có bao nhiêu loại và ứng dụng của chúng như thế nào? Bài viết này, hãy cùng Blog Góc Vật lí tìm hiểu về linh kiện điện tử nhé.

Bạn có thể tải về bài viết này link Google Doc 

Linh kiện điện tử là gì?

Linh kiện điện tử (electronic components) là các phần tử rời rạc cơ bản có những tính năng xác định được dùng để ghép nối thành mạch điện hay các thiết bị điện tử. Đây là khái niệm linh kiện điện tử đầy đủ và tường minh nhất.

Khi tìm hiểu về linh kiện điện tử, bạn có thể hiểu một cách đơn giản đó chính là các phần tử riêng biệt, mỗi phần tử có những chức năng khác nhau, chúng được liên kết với nhau (thường là được hàn lại với nhau) để tạo thành các mạch điện tử, đáp ứng nhu cầu nào đó của con người.

Vậy, Linh kiện điện tử có mấy loại? Là những loại nào? Mời bạn cùng Blog Góc Vật lí tìm hiểu việc phân loại  linh kiện điện tử nhé.

Phân loại linh kiện điện tử

Có rất nhiều cách phân loại linh kiện điện tử khác nhau, thông thường và phổ biến nhất thì linh kiện điện tử được phân làm 2 loại là linh kiện điện tử thụ động (bị động) và linh kiện điện tử chủ động (tích cực).

Linh kiện điện tử thụ động là gì?

- Linh kiện điện tử thụ động (bị động) được hiểu là loại linh kiện có 2 đầu kết nối (2-terminal component), chúng không có khả năng phát năng lượng vào trong các mạch điện mà chúng được kết nối. Nói chung, chúng là các linh kiện có quan hệ tuyến tính với điện áp, dòng điện, tần số … của nguồn điện được kết nối. Dưới đây là hình ảnh một số loại linh kiện có 2 đầu kết nối rất thường gặp.

- Một số linh kiện điện tử thụ động phổ biến trong các mạch điện như điện trở, tụ điện, cuộn cảm …

Linh kiện điện tử chủ động là gì?

- Linh kiện điện tử chủ động (tích cực) là những loại linh kiện dựa vào nguồn năng lượng và có khả năng đưa điện vào mạch điện. Nói chung, chúng là các linh kiện tác động phi tuyến lên nguồn nuôi AC/DC để cho ra nguồn tín hiệu mới trong mạch điện.

- Một số linh kiện điện tử chủ động phổ biến như diode, transistor …

Như vậy đến đây, bạn đã phân biệt được thế nào là Linh kiện điện tử chủ động (tích cực) và Linh kiện điện tử thụ động (bị động) rồi phải không nào. 

Từ nãy đến giờ, chúng ta đã nhắc đến các linh kiện bao gồm: điện trở, tụ điện, đi-ốt bán dẫn, tranzito lưỡng cực, … Thế chúng có ứng dụng ra sao trong các mạch điện tử? Tiếp theo ta cùng tìm hiểu về ứng dụng của các linh kiện này nhé.

Ứng dụng của linh kiện điện tử

Điện trở là gì? Ứng dụng của điện trở

- Điện trở được biết đến là loại linh kiện điện tử thụ động với cấu tạo hai điểm kết nối, có tác dụng cản trở dòng điện nhằm tạo ra các giá trị dòng điện và điện áp theo yêu cầu của mạch điện. khả năng cản trở dòng điện của điện trở có thể tính được bằng các công thức tính điện trở và giá trị của các điện trở trong thực tế được ghi bằng số hoặc kí hiệu điện trở bằng các vạch màu.

- Điện trở có tác dụng như nhau trong cả mạch điện một chiều và xoay chiều. Chế độ làm việc của điện trở không bị ảnh hưởng bởi tần số của nguồn điện xoay chiều trong mạch điện

- Có 3 cách mắc điện trở, đó là: mắc nối tiếp, mắc song song và mắc hỗn hợp. Mắc điện trở nối tiếp nhằm tạo ra sự sụt áp mà dòng điện qua chúng bằng nhau; mắc điện trở song song nhằm phân chia dòng điện, mắc điện trở hỗn hợp nhằm tạo ra giá trị điện trở theo mong muốn từ các điện trở có sẵn giá trị, được sản xuất hàng loạt.

- Ứng dụng của điện trở: Khống chế dòng điện qua tải cho phù hợp, để mắc cầu phân áp, phân cực cho bóng bán dẫn hoạt động, tham gia vào các mạch tạo dao động …

Blog góc vật lí hi vọng rằng, phần kiến thức về điện trở này sẽ giúp bạn hiểu rõ hơn về các thiết bị điện, điện tử nói chung, thêm yêu lĩnh vực Vật lý và thành công trong cuộc sống.

Sau đây ta cùng tìm hiểu về Tụ điện - một linh kiện rất thường gặp trong ngành điện, điện tử.

Tụ điện là gì? Ứng dụng của tụ điện?

- Tụ điện là loại linh kiện điện tử thụ động với cấu tạo bởi hai bản cực đặt song song được ngăn cách bởi lớp 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 trên các bản cực của tụ. Dòng điện một chiều không đi qua tụ, nhưng  Tụ điện cho dòng điện xoay chiều chạy qua, khi đó, khả năng cản trở dòng điện của tụ được gọi là điện dung. Dưới đây là mô tả cấu tạo của tụ điện.

Với cấu tạo của tụ điện như vậy, ta cũng có thể xác định giá trị dung kháng của tụ điện bằng các công thức tính dung kháng (ZC) phụ thuộc vào điện dung của tụ điện và tần số của dòng xoay chiều đi qua tụ. Trên thực tế, người ta sản xuất hàng loạt các tụ điện với các giá trị điện dung khác nhau, người sử dụng chỉ cần chọn mua tụ điện theo kí hiệu trên tụ điện về ghép lại thành bộ tụ điện để dùng trong cách mạch điện, điện tử.

- Cũng giống như điện trở, tụ điện có 3 cách mắc là nối tiếp, song song và hỗn hợp.

- Khi tìm hiểu về tụ điện, chúng ta cần lưu ý là tụ phân cực hay không phân cực và 2 thông số cơ bản là giá trị điện dung của tụ và điện áp làm việc của tụ.

- Ứng dụng của tụ điện: Tụ điện có khả năng lưu trữ năng lượng điện, lưu trữ điện tích hiệu quả, được dùng để khởi động cho động cơ 1 pha, sử dụng trong mạch lọc nguồn, lọc nhiễu, mạch truyền tín hiệu xoay chiều …

Trong bài viết chia sẻ kiến thức, trang oto.edu cũng chia sẻ ứng dụng của tụ điện rất chi tiết: Ứng dụng trong hệ thống âm thanh xe ô tô, khi đó, tụ điện lưu trữ năng lượng cho bộ khuếch đại âm thanh.

Tiếp theo, sau phần giới thiệu về Điện trở và Tụ điện, mời bạn cùng Góc Vật lí tìm hiểu về Diode và Transistor nhé.

Diode bán dẫn là linh kiện điện tử chủ động hay linh kiện điện tử thụ động? Có mấy loại diode?

Diode là gì?

- Diode bán dẫn là linh kiện điện tử chủ động, cho phép dòng điện đi qua nó theo một chiều duy nhất mà không chạy ngược lại.

- Diode bán dẫn có cấu tạo chung là một khối bán dẫn loại P ghép với một khối bán dẫn loại N và được nối với 2 chân ra là Anot (+) và Catot (-).

- Diode hoạt động trên nguyên tắc, dòng điện đi từ cực Anot sang cực Catot mà không cho phép dòng điện đi theo chiều ngược lại, nên có thể chỉnh lưu dòng điện xoay chiều và những công dụng khác nữa.

- Khi sử dụng Diode, cần biết 3 thông số quan trọng là dòng điện định mức đi qua Diode, điện áp ngược chịu đựng được của Diode và tần số làm việc của Diode.

Các loại Diode

+ Diode chỉnh lưu: Chỉ hoạt động ở dải tần thấp, nó chỉ chịu đựng được dòng điện lớn và có áp ngược chịu đựng dưới 1000V. Loại này chỉ dùng để làm mạch chỉnh lưu dòng điện xoay chiều sang 1 chiều

+ Diode ổn áp (Diode Zener): Được sử dụng cho mạch nguồn điện áp thấp bởi nó có đặc tính ổn áp khá tốt trong quá trình hoạt động. Loại diode có chức năng hoạt động rất đặc biệt bởi vì có thể dòng điện chạy từ K sang A. Trong trường hợp nếu như nguồn điện áp có thể lớn hơn điện áp ghim của nó thì dòng điện ngược chạy qua thì nó ghim lại một điện áp ghim.

+ Diode phát quang (Led): Sử dụng nhiều để chiếu sáng, đèn báo hiệu có thể là làm đèn quảng cáo ..

+ Diode xung: Là những diode có tần số đáp ứng cao có thể từ vài chục kilo Hecz cũng có thể đạt được cả Megahertz. Sử dụng nhiều trong các bộ nguồn xung, các linh kiện thiết bị điện tử cao tần trong các thiết bị có công suất lớn

Ứng dụng của Diode bán dẫn: 

Đi-ốt dùng để chỉnh lưu dòng điện xoay chiều sang một chiều, để giảm áp, để bảo vệ chống cắm nhầm cực … ngoài ra, đi-ốt còn dùng để làm diode tách sóng, dùng để lọc tần số hoặc sử dụng ở mạch ghim áp phân cực cho các transistor hoạt động.

Transistor lưỡng cực

Transistor lưỡng cực là gì?

- Transistor lưỡng cực (Bipolar Junction Transistor - BJT) là từ ghép trong tiếng Anh của hai từ "Transfer" và "Resistor", tức là điện trở chuyển đổi. Transistor lưỡng cực nhằm chuyển tín hiệu yếu từ mạch điện trở thấp sang mạch điện trở cao, hay nói cách khác là một linh kiện điện tử có thể điều chỉnh dòng điện hoặc điện áp và hoạt động như một công tắc hoặc cổng cho tín hiệu điện tử trong mạch điện

- Transistor lưỡng cực là một loại linh kiện bán dẫn được tạo bởi từ 2 chất bán dẫn loại P và loại N đặt xen kẽ nhau, có 3 chân là chân B (Base - cực nền), chân C (Collector - cực thu) và chân E (Emitter - cực phát).

Xem thêm Cách khác khi định nghĩa về Transistor được đề cập trên Blog Góc vật lí tại bài viết: Transistor là gì?

Có mấy loại Transistor lưỡng cực?

Có 2 loại Transistor lưỡng cực là PNP và NPN, mỗi loại có chức năng và cách sử dụng hoàn toàn khác nhau.

 

Nguyên lý Hoạt động của Transistor lưỡng cực thế nào?

- Transistor hoạt động được nhờ đặt một điện thế một chiều vào vùng biên (junction) giữa 2 miền bán dẫn. Điện thế này gọi là điện thế kích hoạt (bias voltage). Trong Transistor có 2 vùng biên, mỗi vùng trong transistor hoạt động như một diode. 

- Transistor có 4 chế độ hoạt động là:

+ Chế độ bão hòa (Saturation): Transistor hoạt động giống như ngắn mạch. Dòng điện chảy tự do từ cực thu đến cực phát.

+ Chế độ Ngắt/Ngưng dẫn (Cut-off): Transistor hoạt động giống như hở mạch. Không có dòng điện chảy từ cực thu đến cực phát.

+ Chế độ Tích cực/Khuếch đại (Activate): Dòng điện từ cực thu đến cực phát tỷ lệ thuận với dòng điện chạy vào cực nền.

+ Chế độ Tích cực ngược (Reverse-Active): Giống như chế độ khuếch đại, dòng điện tỉ lệ với dòng cực gốc, nhưng theo chiều ngược lại. Dòng điện chảy từ cực phát đến cực thu.

>>>Liên quan: Transistor: Cấu tạo, Cách Mắc, Nguyên lý hoạt động

Ứng dụng của Transistor lưỡng cực thế nào?

+ Transistor lưỡng cực giúp Khuếch đại điện áp một chiều: Transistor được sử dụng trong các mạch khuếch đại một chiều DC, khuếch đại tín hiệu AC hoặc sử dụng cho các mạch khuếch đại vi sai, mạch khuếch đại đặc biệt, mạch ổn áp.

+ Sử dụng Transistor lưỡng cực làm công tắc: Các Transistor thường được sử dụng ở các mạch số như các khóa điện tử có thể ở trạng thái bật hoặc tắt. Sử dụng Transistor cho các ứng dụng năng lượng cao như chế độ chuyển mạch nguồn điện hay sử dụng cho các ứng dụng năng lượng thấp như các cổng logic số.

+ Khuếch đại công suất với Transistor lưỡng cực: Đây là phần ứng dụng của Transistor trong lĩnh vực âm thanh. Transistor xuất hiện trong hầu hết các mạch của các thiết bị âm thanh quan trọng như amply, cục đẩy công suất, loa, micro …

+ Khuếch đại chuyển mạch công tắc: Ứng dụng của Transistor phổ biến nhất là điều khiển rơle chuyển mạch. Tìm hiểu về các thiết bị âm thanh, bạn sẽ thấy nó rất hay có mặt trong các amply karaoke.

Trên đây là một số kiến thức cơ bản về linh kiện điện tử thường gặp như: Điện trở, Tụ điện, Đi-ốt và Transistor. Hy vọng nó sẽ cần thiết cho những bạn đang cần tìm hiểu về các linh kiện điện tử thụ động và chủ động, hãy đọc các bài viết trong Blog Góc Vật lí để biết thêm thật nhiều thông tin bạn nhé.

Bài viết này thuộc chủ đề Điện tử cơ bản, bạn có đóng góp về nội dung bài viết này xin hãy để lại nhận xét cuối bài viết hoặc liên hệ với Admin Góc Vật lí: Bùi Công Thắng nha. Chúc bạn thành công!

Bạn muốn tìm kiếm gì không?

>