TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

ỦY BAN NHÂN DÂN TỈNH HÀ TĨNH
TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT - ĐỨC HÀ TĨNH

GIÁO TRÌNH
Mơ đun/Mơn học: Điện Tử Cơ Bản
Nghề: Điện Cơng Nghiệp
Trình độ: Trung cấp
Tài liệu lưu hành nội bộ

Năm 2017
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

1


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

MỤC LỤC
BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN ............................................................................... 6
1. Các loại vật liệu điện ...................................................................................................... 6
1.1. Chất dẫn điện ........................................................................................................... 6
1.2. Chất cách điện ......................................................................................................... 6
1.3. Chất bán dẫn điện .................................................................................................... 6
2. Các hạt mang điện và dòng điện trong các mơi trường ................................................. 6
2.1. Dịng điện trong kim loại ......................................................................................... 6
2.2. Dòng điện trong chất điện phân .............................................................................. 8
2.3. Dòng điện trong chân khơng ................................................................................. 12
2.4. Dịng điện trong bán dẫn ....................................................................................... 14
BÀI 2: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG ................................................................................. 18

1. Điện trở......................................................................................................................... 18
1.1. Chức năng của điện trở .......................................................................................... 18
1.2. Phân loại điện trở ................................................................................................... 19
1.2.1. Phân loại theo cấu tạo ..................................................................................... 19
1.2.2. Phân loại theo công dụng ................................................................................ 20
1.3. Các thông số của điện trở ...................................................................................... 21
1.3.1. Trị số điện trở ................................................................................................. 21
1.3.2.Công suất của điện trở ..................................................................................... 22
1.4. Phương pháp kiểm tra chất lượng điện trở dùng đồng hồ vạn năng ..................... 22
1.5.Các kiểu ghép điện trở ............................................................................................ 24
1.5.1. Ghép nối tiếp ................................................................................................... 24
1.5.2. Ghép song song ............................................................................................... 24
1.5.3. Ghép hỗn hợp .................................................................................................. 25
1.6. Câu hỏi và bài tập ôn tập ....................................................................................... 25
2. Tụ điện.......................................................................................................................... 25
2.1. Khái niệm .............................................................................................................. 25
2.2. Cấu tạo và ký hiệu của tụ điện .............................................................................. 25
2.3. Phân loại ................................................................................................................ 26
2.3.1. Tụ oxit hóa (thường gọi là tụ hóa) .................................................................. 26
2.3.2. Tụ gốm (ceramic) ........................................................................................... 27
2.3.3.Tụ giấy ............................................................................................................. 27
2.3.5.Tụ màng mỏng ................................................................................................. 27
2.3.6.Tụ tung tan ....................................................................................................... 27
2.4. Các thông số kỹ thuật đặc trưng của tụ điện ......................................................... 27
2.4.1. Điện dung của tụ ............................................................................................ 27
2.4.2. Đặc tính của tụ đối với dịng một chiều ......................................................... 28
2.4.3 Đặc tính của tụ đối với dịng điện xoay chiều ................................................. 29
2.4.4. Điện thế làm việc của tụ điện ......................................................................... 30
2.5. Phương pháp kiểm tra chất lượng tụ điện ............................................................. 31
2.6. Các kiểu ghép tụ điện ............................................................................................ 33

2.6.1. Tụ điện ghép nối tiếp ...................................................................................... 33
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

2


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

2.6.2. Tụ điện ghép song song .................................................................................. 34
2.6.3. Tụ điện ghép hỗn hợp ..................................................................................... 34
2.7. Câu hỏi và bài tập ôn tập ....................................................................................... 34
3. Cuộn cảm ..................................................................................................................... 35
3.1. Cấu tạo và phân loại .............................................................................................. 35
3.1.1. Cấu tạo ............................................................................................................ 35
3.1.2. Phân loại ......................................................................................................... 36
3.2. Các thông số kỹ thuật của cuộn cảm ..................................................................... 36
3.2.1. Hệ số tự cảm (độ tự cảm) L ............................................................................ 36
3.2.2. Đặc tính của cuộn cảm đối với dịng điện một chiều ..................................... 37
3.2.3. Đặc tính của cuộn cảm đối với dòng điện xoay chiều .................................... 37
3.3. Phương pháp kiểm tra chất lượng cuộn cảm ......................................................... 38
3.4. Cách ghép cuộn cảm .............................................................................................. 39
3.4.1. Ghép nối tiếp cuộn cảm .................................................................................. 39
3.4.2. Ghép song song cuộn cảm .............................................................................. 39
BÀI 3: LINH KIỆN BÁN DẪN ..................................................................................... 40
1. Khái niệm chất bán dẫn ................................................................................................ 40
1.1. Chất bán dẫn thuần ................................................................................................ 40
1.2. Chất bán dẫn loại P ................................................................................................ 41
1.3. Chất bán dẫn loại N ............................................................................................... 42
2. Diode ............................................................................................................................ 42
2.1 Cấu tạo, ký hiệu và ứng dụng của Diode ............................................................... 42

2.2. Phân loại ................................................................................................................ 43
2.3. Nguyên lý hoạt động của diode ............................................................................. 49
2.4 . Đường đặc tính Volt – Ampe ............................................................................... 51
2.5. Cách kiểm tra diode ............................................................................................... 52
2.5.1. Nhận dạng Diode ............................................................................................ 52
2.5.2. Xác định cực tính Diode ................................................................................. 52
2.5.3. Kiểm tra phẩm chất của Diode ....................................................................... 54
2.6. Các thông số kỹ thuật ............................................................................................ 54
3. Transistor lưỡng cực PJT ............................................................................................. 55
3.1.Cấu tạo .................................................................................................................... 55
3.2. Phân loại Transistor ............................................................................................... 57
3.3. Nguyên lý hoạt động của Transistor lưỡng cực .................................................... 58
3.4.Phương pháp kiểm tra Transistor ........................................................................... 61
3.4.1. Nhận dạng Transistor ...................................................................................... 61
3.4.2. Xác định cực tính, loại và phẩm chất của Transistor ..................................... 61
3.5. Các thông số kỹ thuật của Transistor .................................................................... 67
3.5.1. Các giá trị giới hạn.......................................................................................... 67
3.5.2. Các thông số ................................................................................................... 69
3.6. Các mạch phân cực cho Transistor ........................................................................ 72
3.6.1. Phân cực kiểu định dòng Base (IB) ................................................................. 72
3.6.2. Phân cực định dịng IB và có thêm điện trở RE ............................................... 73
3.6.3. Phân cực theo kiểu phân áp ........................................................................... 76
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

3


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

3.6.4. Phân cực nhờ hồi tiếp colector ....................................................................... 80

4. Transistor trường ( FET: Field Effect Transistor)...................................................... 82
4.1. Phân loại ................................................................................................................ 82
4.2. Transistor có cực cửa tiếp giáp ( JFET) ................................................................ 83
4.2.1. Cấu tạo và ký hiệu quy ước ............................................................................ 83
4.2.2. Nguyên lý hoạt động của JFET và MOSFET ................................................. 86
4.2.3. Hình dáng của transistor trường ..................................................................... 87
4.2.4. Đường đặc tính ............................................................................................... 87
4.2.5. Các tham số của JFET .................................................................................... 90
4.3. Transistor MOSFET (Transistor trường có cực cổng cách ly).............................. 91
4.3.1. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của MOSFET kênh liên tục ........................ 91
4.3.2. Cấu tạo và nguyên lý hoạt động của MOSFET kênh gián đoạn .................... 93
4.4. Phương pháp xác định cực tính và kiểm tra chất lượng của Transistor trường ... 93
4.4.1. Xác định cực tính ............................................................................................ 93
4.4.2. Xác định phẩm chất ........................................................................................ 94
5. Diac - SCR - Triac....................................................................................................... 97
5.1. Diac........................................................................................................................ 97
5.1.1. Cấu tạo và ký hiệu .......................................................................................... 97
5.1.2. Nguyên lý hoạt động ....................................................................................... 97
5.1.3. Đặc tính Volt – Ampe của DIAC ................................................................... 98
5.1.4. Các tham số kỹ thuật của DIAC ..................................................................... 98
5.2. Thyristor (SCR) ..................................................................................................... 98
5.2.1. Cấu tạo, ký hiệu và hình dáng của SCR ......................................................... 98
5.2.2. Nguyên lý hoạt động của SCR........................................................................ 99
5.2.3. Đặc tính Volt - Ampe ................................................................................... 100
5.2.4. Các thông số kỹ thuật của SCR .................................................................... 101
5.2.5. Phương pháp xác định cực tính và kiểm tra chất lượng của SCR ................ 102
5.3. Triac ..................................................................................................................... 105
5.3.1. Cấu tạo, ký hiệu và sơ đồ tương đương ........................................................ 105
5.3.2. Nguyên lý hoạt động ..................................................................................... 105
5.3.3. Đặc tính của Triac ......................................................................................... 106

5.3.4. Các phương pháp kích Triac ......................................................................... 106
5.3.5. Các tham số cơ bản của Triac ....................................................................... 107
5.3.6. Xác định cực tính và kiểm tra chất lượng của DIAC - TRIAC .................... 107
BÀI 4: CÁC MẠCH KHUẾCH ĐẠI DÙNG TRANSISTOR .................................. 109
1. Mạch khuếch đại đơn ................................................................................................. 109
1.1. Mạch mắc theo kiểu EC (Emitter - Common - phát chung) .............................. 109
1.2. Mạch mắc theo kiểu BC ( Base - Common - BC ) .............................................. 111
1.3. Mạch colecter chung........................................................................................... 114
2. Mạch ghép phức hợp .................................................................................................. 114
2.1. Mạch khuếch đại dùng Transistor ghép Cascading (Cascode) ........................... 114
2.1.1. Liên kết liên tiếp: (cascade connection) ....................................................... 115
2.1.2. Liên kết chồng (cascode connection) ........................................................... 120
2.2. Mạch khuếch đại Darlington ............................................................................... 121
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

4


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

2.3. Mạch khuếch đại Vi Sai ...................................................................................... 122
3. Mạch khuếch đại công suất ........................................................................................ 125
3.1. Mạch khuếch đại công suất đơn .......................................................................... 125
3.1.1. Mạch khuếch đại công suất đơn dùng Transistor ......................................... 125
3.1.2. Mạch khuếch đại công suất đơn không dùng biến áp ra............................... 126
3.2. Mạch khuếch đại công suất đẩy kéo .................................................................... 127
3.2.1. Mạch khuếch đại cơng suất dùng Transistor có biến áp ra ........................... 127
3.2.2. Mạch dùng hai Transistor khác loại.............................................................. 129
4. Câu hỏi và bài tập ôn tập ............................................................................................ 130
5. BTƯD: Lắp mạch dao động đa hài dùng Transistor có điều chỉnh kết hợp với tầng

khuếch đaị EC đầu ra ..................................................................................................... 130
BÀI 5: CÁC MẠCH ỨNG DỤNG DÙNG BJT ......................................................... 133
1. Mạch dao động ........................................................................................................... 133
1.1.Dao động đa hài .................................................................................................... 133
1.1.2. Mạch đa hài dùng OpAmp ............................................................................ 137
1.1.3. Mạch đa hài dùng IC555............................................................................... 142
1.1.4.. BTƯD: Lắp mạch dao động đa hài dùng Transistor ................................... 145
1.1.5. BTƯD: Lắp mạch dao động đa hài dùng IC 555 kết hợp với tầng khuếch đaị
EC đầu ra ................................................................................................................ 147
1.2. Dao động dịch pha. .............................................................................................. 149
1.2.1. Mạch tạo dao động kiểu cầu Xiphorop ......................................................... 149
1.2.2. Mạch tạo dao động kiểu cầu Wient .............................................................. 151
2.1. Khái niệm ............................................................................................................ 154
2.2. Mạch xén với diode lý tưởng............................................................................... 156
2.2.1. Mạch xén song song ..................................................................................... 156
2.2.2. Mạch xén nối tiếp ......................................................................................... 158
2.3. Mạch xén với diode thực tế ................................................................................. 160
2.3.1. Điện áp ngưỡng Vγ ....................................................................................... 161
2.3.2. Điện trở động rd ............................................................................................ 161
2.3.3. Ảnh hưởng của điện dung liên cực Cd .......................................................... 164
2.4. Mạch xén ở hai mức độc lập ............................................................................... 164
2.4.1. Dạng mạch dùng diode ................................................................................. 164
2.4.2. Dạng mạch dùng diode zener ....................................................................... 165
3. Mạch ổn áp ................................................................................................................. 166
3.1. Khái niệm ổn áp................................................................................................... 166
3.2. Thông số kỹ thuật của mạch ổn áp ...................................................................... 166
3.3. Phân loại mạch ổn áp ........................................................................................... 167
3.4. Mạch ổn áp tham số ............................................................................................. 168
3.5. Mạch ổn áp có hồi tiếp ........................................................................................ 171
3.6. Bài tập ứng dụng: Lắp Mạch ổn áp có điều chỉnh............................................... 172

TÀI LÀM THAM KHẢO ............................................................................................ 175

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

5


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

BÀI 1: CÁC KHÁI NIỆM CƠ BẢN
1. Các loại vật liệu điện
Người ta chia ra làm 3 loại vật liệu điện chính là:
1.1. Chất dẫn điện
Các chất mà có cấu tạo nguyên tử ở tầng ngồi cùng có một hay hai electron và có
khuynh hướng trở thành electron tự do được gọi là chất dẫn điện.
Các chất dẫn điện tốt nhất là vàng, bạc, đồng, nhôm…
1.2. Chất cách điện
Các chất mà cấu tạo ngun tử ở tầng ngồi cùng đã có dư electron tối đa hay gần
đủ số tối đa nên ít có khả năng tạo thành electron tự do được gọi là chất cách điện.
Các chất cách điện tốt nhất là: thủy tinh, sành, cao su, giấy…
1.3. Chất bán dẫn điện
Làchất mà cấu tạo ngun tử ở tầng ngồi cùng có bốn electron, chất bán dẫn có
điện trở lớn hơn chất dẫn điện nhưng nhỏ hơn chất cách điện. Các chất bán dẫn thông
dụng là silicium và germanium.
2. Các hạt mang điện và dịng điện trong các mơi trường
2.1. Dịng điện trong kim loại
a. Cấu trúc tinh thể của kim loại
Trong 2 phần “Vật lí phân tử và nhiệt học” ta đã biết rằng các kim loại ở thể rắn có
cấu trúc tinh thể, nghĩa là các iôn kim loại được sắp xếp một cách đều đặn theo một trật
tự nhất định trong không gian, tạo thành mạng tinh thể.

Êlectrôn ở lớp ngoài cùng của nguyên tử kim loại dễ mất liên kết với hạt nhân của
nguyên tử và trở thành êlectrôn tự do trong kim loại. Do bị mất êlectrôn nên các nguyên
tử trong mạng tinh thể trở thành những iôn dương. Như vậy, trong tinh thể kim loại, ở
các nút mạng là các iôn dương, xung quanh iôn dương là các êlectrôn tự do. Giữa các iôn
dương kim loại và êlectrơn tự do có lực hút tĩnh điện.
Điện tích âm của tất cả các êlectrơn tự do có trị số tuyệt đối đúng bằng điện tích
dương của các iơn cho nên vật thể bằng kim loại trung hoà về điện. ở nhiệt độ bình
thường, các iôn trong mạng tinh thể chỉ dao động quang các vị trí cân bằng của chúng,
nói chung trật tự sắp xếp các iơn khơng thay đổi, cịn các êlectrơn tự do thì có thể chuyển

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

6


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

động tự do trong khoảng không gian giữa các iôn bên trong vật thể kim loại. Chính vì
vậy kim loại là vật thể dẫn điện tốt.
b. Bản chất dòng điện trong kim loại
Bằng nhiều thí nghiệm người ta đã xác nhận rằng tính dẫn điện của kim loại được
gây nên bởi chuyển động của các êlectrơn tự do.
Khi khơng có điện trường (chưa đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại một hiệu điện thế)
các êlectrôn tự do chỉ chuyển động hỗn loạn. Chuyển động của êlectrôn tự do giống như
chuyển độngnhiệt của các phần tử trong một khối khí, do đó, tính trung bình, lượng
êlectrơnchuyển động theo một chiều nào đó ln bằng lượng êlectrơnchuyển động theo
một chiều nào đó ln bằng lượng êlectrônchuyển động theo chiều ngược lại. Vì vậy, khi
khơng có điện trường, trong kim loại khơng có dịng điện.
Khi có điện trường trong kim loại (đặt vào hai đầu vật dẫn kim loại một hiệu điện
thế) các êlectrôn tự do chịu tác dụng của lực điện trường và chúng có thêm chuyển động

theo một chiều xác định, ngược với chiều điện trường, ngồi chuyển độngnhiệt hỗn loạn.
Đó là chuyển động có hướng của êlectrơn. Kết quả là xuất hiện sự chuyển dời có hướng
của các hạt mang điện, nghĩa là xuất hiện dòng điện. Dòng điện trong kim loại là dịng
êlectrơn tự do chuyển dời có hướng.
Vận tốc của chuyển động có hướng này rất nhỏ, bé hơn 0,2 mm/s; không nên lẫn
lộn vận tốc này với vận tốc lan truyền của điện trường (300 000 km/s); vận tốc này rất
lớn nên khi đóng mạch điện thì ngọn đèn điện dù có rất xa cũng hầu như lập tức phát
sáng.
c. Giải thích nguyên nhân gây ra điện trở của dây dẫn kim loại và hiện tượng
toả nhiệt của dây dẫn kim loại
* Trong khi chuyển động có hướng các êlectrôn tự do luôn luôn bị “ngăn cản” do
va chạm với các iôn kim loại nằm ở nút mạng tinh thể. Như vậy nguyên nhân gây ra điện
trở là sự va chạm của các êlectrôn tự do với các iôn dương của mạng tinh thể kim loại.
Hơn nữa, giữa hai va chạm kế tiếp, các êlectrơnchuyển động có gia tốc dưới tác
dụng của lực điện trường và thu được một năng lượng xác định (ngoài năng lượng của
chuyển độngnhiệt hỗn loạn). Năng lương của chuyển động có hướng được truyền một
phần (hay tồn phần) cho các iơn kim loại khi va chạm và biến thành năng lượngdao
động của các iơn quanh vị trí cân bằng của chúng, tức là biến thành nhiệt. Vì vậy khi
có dịng điện chạy qua dây dẫn kim loại nóng lên.
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

7


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

* Các kim loại khác nhau có cấu trúc mạng tinh thể khác nhau và mật độ êlectrôn
tự do (số êlectrôn tự do trong một đơn vị thể tích) khác nhau. Do đó tác dụng “ngăn cản”
chuyển động có hướng của các êlectrôn tự do trong mỗi kim loại cũng khác nhau. Đó là
lí do khiến cho điện trở suất của các kim loại khác nhau thì khác nhau.

* Điện trở của dây dẫn kim loại còn phụ thuộc vào nhiệt độ. Khi nhiệt độ tăng, các
iôn kim loại nằm ở các nút mạng tinh thểdao động mạnh hơn, vận tốc trung bình của
chuyển độngnhiệt của các êlectrôn cũng tăng, vì các êlectrơn tự do càng có khả năng va
chạm nhiều hơn với các iôn kim loại. Kết quả là điện trở của dây dẫn kim loại tăng lên
khi nhiệt độ tăng lên.
2.2. Dòng điện trong chất điện phân
a. Hiện tượng điện phân. Bản chất dòng điện trong chất điện phân
* Hiện tượng điện phân. Cũng như chất rắn, chẩt lỏng nói chung có thể là chất
cách điện hoặc dẫn điện.
Nhúng hai điện cực bằng than chì vào một bình thủy tinh đựng nước cất rồi mắc
qua một miliampe kế vào một nguồn điện ta thấy kim của miliampe kế chỉ số khơng.
Vậy nước cất là điện mối.
Bây giờ nếu ta hồ nước cất đó một ít muối ăn natri clorua (

), hoặc bất kì

một loại muối, axit hay bazơ nào khác, thì miliampe kế chỉ một dòng điện nào đấy. Vậy
dung dịch của các muối, axit, bazơ đã dẫn điện. Hơn nữa khi làm thí nghiệm với dung
dịch đồng sunfat (
) ta thấy sau một thời gian có một lớp đồng mỏng bám vào cực
âm. Hiện tượng đó gọi là hiện tượng điện phân.
Các dung dịch muối, axit, bazơ gọi là những chất điện phân.
* Bản chất dòng điện trong chất điện phân.
Theo thuyết điện li, khi các muối, axit, bazơ được hoà vào nước, chúng dễ dàng tạo
ra thành các iơn trái dấu. thí dụ phân tử
tách ra thành iơn
và
riêng rẽ.
Quá trình này gọi là sự phân li của phân tử chất hoà tan trong dung dịch. Sau khi được
tạo thành, một số iơn trái dấu có thể va chạm với nhau trong quá trình chuyển độngnhiệt

hỗn loạn và lại kết hợp với nhau thành phần tử trung hoà. Quá trình này gọi là sự tái hợp.
Với mỗi nhiệt độ nhất định, trong một dung dịch xác định, số phân tử bị phân li có giá trị
xác định, và khi đó, có bao nhiêu phân tử bị phân li thêm thì có bấy nhiêu phân tử được
tạo thanh do tái hợp.

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

8


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

Khi không có điện trường, các iơn chuyển độngnhiệt hỗn loạn, khơng có dịng điện
tích tụ ưu tiên theo hướng nào và khơng có dịng điện chạy qua dung dịch điện phân.
Khi đặt một hiệu điện thế vào hai điện cực, trong bình điện phân có một điện
trường, các iơn chịu tác dụng của lực điện nên có thêm chuyển động theo phương của
điện trường (ngoài chuyển động nhiêt hỗn loạn): các iôn dương (
chẳng hạn)
chuyển động theo chiều điện trường về cực âm (cịn gọi là catơt), cịn những iơn âm (
chẳng hạn) chuyển động ngược chiều điện trường về cực dương (cịn gọi là anơt).
Chuyển động có hướng của các iơn tạo nên dịng điện trong bình điện phân.
Vậy: Dịng điện trong chất điện phân là dịng chuyển rời có hướng của các iôn
dương theo chiều điện trường và các iôn âm ngược chiều điện trường.
* Phản ứng phụ trong hiện tượng điện phân. Khi các iôn chuyển dời về các điện
cực chúng truyền điện tích cho các điện cực: các iôn âm đến anôt và nhương êlectrôn,
các iôn dương đến catôt và thu êlectrôn; chúng trở thành các nguyên tử hay phân tử
trung hoà.
Những nguyên tử hay phân tử trung hồ được tạo ra ở các điện cực có thể bảm vào
cực, hoặc bay lên khỏi dung dịch điện phân, hoặc tác dụng với điện cực và dung môi,
gây nên các phản ứng hoá học khác. Các phản ứng hoá học này gọi là phản ứng phụ hay

phản ứng thứ cấp. Các phản ứng này thường là phức tạp, phụ thuộc vào bản chất của
điện cực, vào dung môi và nhiều điều kiện khác nữa.
* Cực dương tan. Xét trường hợp cụ thể về phản ứng phụ xảy ra khi chất điện
phân là dung dịch đông sunfat (
), với anơt bằng đồng cịn anơt có thể bằng một
kim loại nào đó người ta thấy có hiện tượng sau đây.
Khi có dịng điện chạy qua bình điện phân các iơn
chuyển đến catôt, thu
hai êlectrôn, trở thành nguyên tử
bám vào catôt. Cịn các iơn
thì chuyển về
anơt, tác dụng với một ngun tử
ở cực đồng, tạo thành một phân tử
và
nhường hai êlectrôn cho anôt. Muối đồng sunfat vừa được tạo thành bị tan ngay vào
dung dịch. Kết quả là anôt làm bằng đồng bị hao dần đi, cịn ở catơt lại có đồng bám vào.
Như vậy dịng điện đã có tác dụng “chuyển chở” đồng từ anôt sang catôt. Vì đồng ở anôt
đã tan dần vào dung dịch, nên hiện tượng này gọi là cực dương tan. Ta lưu ý rằng hiện
tượng cực dương tan xảy ra tất cả các trường hợp điện phân dung dịch muối kim loại mà
anôt làm bằng chính kim loại ấy.
Khảo sát sự liên hệ giữa cường độ dịng điện qua bình điện phân với hiệu điện thế
đặt vào hai điện cực, người ta thấy rằng, khi có cực dương tan phụ thuộc bậc nhất vào
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

9


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

. Như vậy dòng điện trong chất điện phân tuân theo định lt Ơm khi có hiện tượng

cực dương tan .
b. Định luật Farađây (Faraday)
Ta thấy rằng khi có dịng điện trường đặt vào dung dịch điện phân thì các iơn
chuyển dời về các điện cực, và sau khi đã thu thêm hoặc nhường êlectrôn cho các điện
cực chúng biến thành các ngun tử hay phân tử trung hồ. Càng nhiều iơn đến điện cực
thì lượng chất bám vào cực càng nhiều. Năm 1834 nhà bác học Farađây người Anh đã
nghiên cứu định lượng vấn đề này và phát biểu thành [lk 8]định luật Farađây{/lk] sau
đây:
Khối lượng chất được giải phóng ra ở điện cực tỉ lệ với đương lượng hoá học
của chất đó với điện lượng đi qua dung dịch điện phân.

là khối lượng mol, là hóa trị của chất đó,

là hệ số tỉ lệ. Hệ số tỉ lệ

một giá trị đối với tất cả các chất. Người ta thường kí hiệu

, trong đó

có cùng
cũng là

một hằng số đối với mọi chất và gọi là số Farađây. Thí nghiệm chứng tỏ rằng
. Công thức được viết dưới dạng:

với là cường độ dịng điện khơng đổi và
là thời gian dịng điện chạy qua.

là điện lượng đi qua bình điện phân,


c. Điện tích của iơn
Theo định luật Farađây muốn giải phóng
di chuyển qua bình điện phân. Muốn giải phóng

một chất cần có điện lượng
chất đó thì cần điện lượng

. Điện lượng này chính là do các iơn của chất đang xét có trong
chất đó, chuyển qua bình điện phân.
Ta biết trong

của một nguyên tố có số ngun tử bằng số Avơgađrơ
ngun tử/kmol. Do đó có thể tích được điện tích của mỗi

(Avogadro)
iơn hố trị một (
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

) là:
10


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

Đó cũng chính là độ lớn của điện tích nguyên tố. Từ đó ta cũng dễ dàng thấy rằng
điện tích của iơn hố trị hai (

) là 2 , của iơn hố trị 3 (

) là 3 ...


Vậy các iôn trong dung dịch điện phân mang điện tích bằng một số nguyên lần điện
tích nguyên tố.
Dựa trên hiện tượng điện phân năm 1874 người ta đã xác định được giá trị của điện
tích nguyên tố.
d. Ứng dụng của hiện tượng điện phân
* Luyện kim
- Người ta dựa vào hiện tượng cực dương tan để tinh chế kim loại. Chẳng hạn đồng
nấu từ quặng ra (còn chứa nhiều tạp chất), đúc thành các tấm và dùng chúng làm cực
dương trong bình điện phân đựng dung dịch đồng sunfat. Khi điện phân, cực dương tan
dần, đồng nguyên chất bám vào cực âm, còn tạp chất lắng xuống đáy.
- Một số kim loại còn được chế trực tiếp bằng phương pháp điện phân. Chẳng hạn
nhôm được dùng trong kĩ thuật và đời sống được chế tạo bằng cách điện phân dung dịch
nhôm ôxit trong criôlit (
) nóng chảy với điện cực bằng than. Phương pháp
điều chế này có giá thành hạ. Trong cơng nghiệp một số kim loại khác như magiê, các
kim loại kiềm và nhiều hố chất như clo, hiđrơ, xut v.v... cũng được điều chế bằng
phương pháp điện phân.
* Mạ điện. Mạ điện là dùng phương pháp điện phân để phủ một lớp kim loại
(thường là kim loại không gỉ) lên những đồ vật bằng kim loại khác. Khi đó vật cần được
mạ dùng làm cực âm, kim loại dùng để mạ làm cực dương, cịn chất điện phân là dung
dịch có muối của kim loại dùng để mạ. Hiện nay việc mạ vàng, mạ bạc và nhất là mạ kền
bằng phương pháp này rất phổ biến.
* Đúc điện. Nguyên tắc của đúc điện cũng giống mạ điện. Trước tiên người ta làm
khuân của vật định đúc bằng sáp ong hay bằng một chất dễ nặn nào khác, rồi quét lên
khuân một lớp than chì (graphit) mỏng để cho nó thành dẫn điện. Khn này được dùng
làm cực âm, cịn cực dương thì bằng kim loại mà ta muốn đúc và dung dịch điện phân là
muối của kim loại đó. Khi đặt một hiệu điện thế vào hai cực đó, kim loại sẽ kết thành
một lớp lên khuôn đúc, dày hay mỏng là tuỳ thuộc vào thời gian điện phân. Sau đó người
ta tách lớp kim loại ra khỏi khuôn và được vật cần đúc.

Đúc điện là phương pháp đúc chính xác, do đó các khn đĩa hát, các bản in
thường được chế tạo bằng phương pháp khác.
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

11


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

2.3. Dòng điện trong chân khơng
a. Bản chất dịng điện trong chân khơng
Chân khơng lí tưởng là một mơi trường trong đó khơng có một phân tử khí nào.
Trong thực tế, khi ta làm giảm áp suất chất khí trong ống đến mức (khoảng dưới 0,0001
) mà phân tử khí có thể chuyển động từ thành nọ sang thành kia của ống mà
không va chạm với các phân tử khác thì ta nói rằng trong ống là chân khơng.
* Thí nghiệm.
Ta tiến hành thí nghiệm bằng một ống thuỷ tinh đã hut chân khơng có hai điện cực:
anơt A và catơt K (H. 43.1). Ta đặt một hiệu điện thế vào giữa anơt và catơt: anơt nối với
cực dương, cịn catơt nối với cực âm của nguồn điện . Kim điện thế G chỉ số khơng,
chứng tỏ khơng có dịng điện chạy qua chân không: chân không là môi trường cách điện
tốt.
Bây giờ đốt nóng catơt bằng một nguồn điện (H.43.2) kim điện thế G bị lệch,
chứng tỏ có dịng điện chạy qua chân không. Nhưng nếu ta nối catôt K với cực dượng
của nguồn điện , cịn nối anơt A với cực âm thì vẫn khơng có dịng điện chạy qua chân
khơng. Như vậy dịng điện chạy qua chân khơng (nếu có) chỉ theo một chiều từ anơt
sang catơt.
* Bản chất dịng điện trong chân khơng:
Ở điều kiện bình thường trong kim loại có các êlectrơn tự do, chuyển động nhiều
hỗn loạn, nhưng các êlectrơn này khơng thốt ra được ngồi mặt kim loại do có các lực
liên kết giữa các êlectrôn ở bên trong kim loại. Nếu, bằng cách nào đó, ta cung cấp cho

các êlectrơn đó năng lượng cần thiết thì chúng có thể bứt ra khỏi kim loại. Nếu năng
lượng cần thiết được truyền cho êlectrôn bằng cách nung kim loại đến nhiệt độ cao (như
trong thí nghiệm trên, nhờ nguồn
) thì sẽ xảy ra sự phát xạ nhiệtêlectrôn. Trong nhiều
kim loại sự phát xạ nhiệtêlectrôn xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiều so với nhiệt độ nóng
chảy của kim loại.
Khi ta chưa đặt hiệu điện thế vào giữa anôt và catôt, anôt nối với cực dương, cịn
catơt nối với cực âm của nguồn điện, thì do tác dụng lực của lực điện trường, êlectrôn sẽ
chuyển động từ catơt sang anơt và trong mạch xuất hiện dịng điện.
Vậy dịng điện trong chân khơng là dịng chuyển dời có hướng của các êlectrơn
bứt ra từ catơt bị nung nóng.

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

12


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

Nếu ta mắc anơt vào cực âm của nguồn điện cịn catơt vào cực dương thì lực điện
trường lại có tác dụng đẩy êlectrơn trở lại catơt, do đó trong mạch khơng có dịng điện.
Vì vậy dịng điện chạy qua chân khơng chỉ theo một chiều từ anôt sang catôt.
b. Cường độ dịng điện trong chân khơng
Làm thí nghiệm để nghiên cứu chi tiết sự phụ thuộc của cường độ dòng điện qua
chân không vào hiệu điện thế U đặt giữa anôt và catôt người ta thấy rằng:
- Khi hiệu điện thế

, tức là anơt có điện thế thấp hơn catơt thì khơng có dịng

điện qua ống chân khơng.

- Khi hiệu điện thế dương
tức là anôt nối với cực dương, catôt nối với cực
âm, thì trong mạch có dịng điện. Hiệu điện thế càng lớn thì cường độ dòng điện càng
lớn. Tuy nhiên, khác với dòng điện qua vật dẫn kim loại, dịng điện trong chân khơng
khơng tăng tỉ lệ bậc nhất với hiệu điện thế (nghĩa là không tuân theo định luật Ôm).
Nếu hiệu điện thế đạt đến một giá trị nào đấy thì hầu như mọi êlectrôn phát xạ từ
catôt đều đến anôt. Nếu hiệu điện thế tiếp tục tăng thì dịng điện cũng khơng thể tăng lên
được nữa, dịng điện qua ống đạt giá trị bão hoà
. (H.43.3).
Nhiệt độ catôt càng cao thì khả năng phát xạ nhiệtêlectrôn càng lớn, do đó cường
độ dịng điện bão hồ cũng lớn hơn.
Trong thực tế để có dịng điện lớn, người ta phủ lên catôt một lớp ôxit của kim loại
kiềm thổ như bari, stronti, canxi v.v. Khi bị đốt nóng các ôxit này phát xạ nhiều êlectrôn
hơn các kim loại tinh khiết và do đó U tăng, dịng điện tăng lên.
c. Ứng dụng của dịng điện trong chân khơng
* Điơt điện tử. Dựa vào tính chất dẫn điện theo một chiều trong chân không người
ta chế tạo đèn điện tử hai cực hay điôt điện tử được dùng để biến đổi dòng điện xoay
chiều thành dòng điện một chiều (còn gọi là chỉnh lưu dịng điện xoay chiều). Điơt điện
tử là một ống thủy tinh hoặc kim loại được hút chân khơng đến áp suất khoảng
, có hai điện cực: catột là một ống kim loại hình trụ, bên trong ống
là dây đốt được dùng để làm nóng catơt (dây đốt được đốt bằng nguồn điện riêng); cịn
anơt thường cũng là một hình trụ bằng kim loại, đồng trục với catôt.
Nếu trong điơt điện tử nói trên ta đặt thêm một điện cực ở gần catôt, thì bằng cách
thay đổi điện thế cực này ta có thể làm thay đổi dịng êlectrơn đi từ canơt sang atơt và do
đó làm thay đổi cường độ dòng điện qua đèn. Hiện tượng này dùng để tạo ra triôt điện tử
(hay đèn điện tử ba cực) và cực thứ ba đó được gọi là cực lưới.
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

13



TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

* Ống phóng điện tử
- Nếu ta khoét một cái lỗ trên anôt của điôt điện tử thì một phần êlectrôn đi từ catôt
sang anôt sẽ chui qua lỗ tạo nên một chùm tia êlectrơn. Vì êlectrơn là hạt mang điện âm
nên chúng tia êlectrôn bị lệch trong điện trường và từ trường. Khi chùm tia êlectrôn đập
vào lớp chất huỳnh quang thì nó kích thích làm lớp này phát sáng. (Chùm tia êlectrơn
cịn có tính chất khác giống như tia catơt).
- Các tính chất của chùm tia êlectrơn như bị lệch đi trong điện trường và từ
trường, và khả năng kích thích sự phát quang của các chất, được ứng dụng trong ống
phóng điện tử là bộ phận chủ yếu trong máy thu hình, trong dao động kí điện tử....
Ống phóng điện tử là một ống chân không mà mặt trước của nó là màn hình quang
được phủ bằng chất huỳnh quang (như kẽm sunfat
chẳng hạn) phát ra ánh sáng khi
bị êlectrơn đập vào. Trong phần cổ ống (phần hẹp) có nguồn phát êlectrôn, gồm dây đốt,
catôt, các cực điều khiển và anôt. Ta đặt giữa anôt và catôt một hiệu điện thế từ vài trăm
nghìn vơn. Trên đường đi đến màn huỳnh quang chùm êlectrôn đi qua hai cặp bản cực
làm lệch, giống như hai tụ điện: một cặp bản nằm ngang một cặp bản thẳng đứng. Khi
đặt một hiệu điện thế giữa hai bản nằm ngang, chùm tia bị lệch theo phương thẳng
đứng. Còn khi đặt một hiệu điện thế giữa hai bản thẳng đứng chùm tia bị lệch theo
phương nằm ngang. Khi đặt các hiệu điện thế thích hợp vào hai cặp bản đó ta có thể làm
cho chùm tia êlectrơn có thể đập vào vị trí xác định trên màn huỳnh quang. Các cực
được cấu tạo, xếp đặt và có các điện thế sao cho chùm êlectrơn, một mặt được tăng tốc,
mặt khác được hội tụ chỉ gây một điểm sáng nhỏ trên màn huỳnh quang.
Vì khối lượng của các êlectrơn rất bé, qn tính của các êlectrôn rất nhỏ, cho nên
chúng hầu như phản ứng tức thời khi hiệu điện thế giữa các cặp bản thay đổi. Vì vậy
dùng ống phóng điện tử trong các dao động kí điện tử có thể nghiên cứu những q trình
biến thiên nhanh. Trong các máy thu hình chùm tia êlectrơn được làm lệch nhờ từ
trường.

2.4. Dịng điện trong bán dẫn
a. Sự bán dẫn của bán dẫn tinh khiết
* Đặc tính dẫn điện của bán dẫn. Bán dẫn là những chất có điện trở suất lớn của
kim loại nhưng nhỏ hơn của điện mơi. Tuy vậy thực ra khơng có một danh giới rõ rệt
giữa ba chất đó. Điểm khác biệt quan trọng giữa bán dẫn và kim loại là sự biến thiên của
điện trở suất theo nhiệt độ: khi nhiệt độ tăng điện trở suất của kim loại tăng lên, còn điện
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

14


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

trở suất của bán dẫn lại giảm đi (xem đồ thị hình 44.1). Như vậy ở nhiệt độ thấp bán dẫn
có tính chất cách điện như điện mơi, cịn ở nhiệt độ cao thì bán dẫn lại dẫn điện tốt.
Các chất bán dẫn rất phổ biến trong tự nhiên. Trong số các nguyên tố bán dẫn ta
hay gặp Si, Ge, As, Te, Se... Rất nhiều hợp chất có tính bán dẫn: tất cả các ôxit kim loại,
các sêlennua, sunfat và telurua của nhiều kim loại.
* Sự dẫn điện của bán dẫn tinh khiết. Để hiểu được bản chất của sự dẫn điện của
bán dẫn ta cần nghiên cứu cấu trúc bên trong của nó. Ta xét tinh thể silic ( ) là một bán
dẫn điển hình.
- Silic là ngun tố có hố trị bốn, nghĩa là lớp êlectrơn ngồi cùng của ngun tử
có bốn êlectrơn liên kết yếu với hạt nhân ngun tử của nó. Khi hợp thành mạng tinh
thể mỗi nguyên tử liên kết với bốn nguyên tử gần nó nhất bằng cách chung nhau từng
cặp êlectrơn hố trị, cặp êlectrơn này đồng thời thuộc về cả hai nguyên tử kề nhau. Loại
liên kết này gọi là liên kết cơng hố trị. Sơ đồ đơn giản hoá về cấu tạo của tinh thể silic
được biểu diễn trong mặt phẳng như trên hình 44.2, trong đó các đoạn thẳng nối hai
nguyên tử biểu thị cặp êlectrôn liên kết.
- Trong silic nguyên chất ở nhiệt độ thấp, các liên kết đó đều rất bền vững, do đó
tất cả các êlectrơn đều bị rằng buộc chặt chẽ với mạng tinh thể. Vì vậy ở nhiệt độ thấp

trong tinh thể bán dẫn khơng có hạt mang điện tự do và tinh thể silic không dẫn điện.
Điều này giải thích vì sao bán dẫn tinh khiết ở nhiệt độ thấp có tính cách điện.
- Nhưng ở nhiệt độ tương đối cao, các nguyên tử silic dao động mạnh đến nỗi một
số liên kết trong mạch tinh thể bị phá vỡ, do đó một số êlectrơn được giải phóng, trở
thành êlectrơn tự do giống như kim loại. Nhiệt độ càng cao thì số liên kết bị phá vỡ càng
nhiều, do đó số êlectrơn tự do cũng tăng lên. Hơn nữa, khi một sơ êlectrơn được giải
phóng khỏi liên kết thì ở trong tinh thể lại xuất hiện một chỗ trống thiếu êlectrôn liên
kết, gọi là lỗ trống. So với mối liên kết bình thường lỗ trống thiều một điện tích âm, do
đó lỗ trống mang điện tích dương (có độ lớn bằng điện tích của êlectrơn). Nhưng vị trí
của lỗ trống trong mạng tinh thể khơng phải là cố định, bởi vì một số êlectrôn từ một liên
kết nào đó gần đấy có thể chuyển đến vị trí lỗ trống, “lấp đầy” lỗ trống đó. Nhưng như
vậy mối liên kết bên cạnh lại bị mất một êlectrôn, ở đó lại xuất hiện lỗ trống. Q trình
như thế lại tiếp diễn và kết quả là lỗ trống bên trong mạng tinh thể có thể di chuyển từ
chỗ này đến chỗ khác, giống như sự di chuyển của một điện tích dương.
Tóm lại, ở nhiệt đơi tương đối cao trong tinh thể bán dẫn xuất hiện đồng thời hai
loại hạt mang điện tự do: êlectrôn và lỗ trống.Nhiệt độ càng cao thì số êlectrôn và số lỗ
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

15


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

trống càng nhiều, vì vậy độ dẫn điện của bán dẫn tăng theo nhiệt độ. Vơi bán dẫn tinh
khiết độ dẫn điện thường là nhỏ.
- Khi khơng có điện trường đặt vào tinh thể bán dẫn, êlectrôn và lỗ trốngchuyển
độngnhiệt hỗn loạn, khơng có chiều ưu tiên: trong bán dẫn khơng có dịng điện.
Khi có điện trường đặt vào tinh thể bán dẫn, lực của điện trường tác dụng lên
êlectrôn và lỗ trống làm cho chúng có thêm chuyển động có hướng: êlectrơnchuyển động
ngược chiều điện trường, cịn lỗ trốngchuyển động theo chiều điện trường, nghĩa là trong

bán dẫn xuất hiện dòng điện.
Vậy: Dòng điện trong chất bán dẫn tinh khiết là dịng chuyển dời có hướng đồng
thời của các êlectrơn tự do và lỗ trống dưới tác dụng của điện trường.
b. Sự dẫn điện của bán dẫn có tạp chất
Trong thực tế việc chế tạo các bán dẫn hoàn toàn tinh khiết vừa xét ở trên là một
việc rất khó khăn. Các bán dẫn thường lẫn một ít tạp chất, hơn nữa trong kĩ thuật người
ta còn chủ động pha thêm tạp chất vào bán dẫn. Sở dĩ như vậy là vì tạp chất có ảnh
hưởng rất lớn đến sự dẫn điện của bán dẫn: chỉ cần một lượng rất ít tạp chất cũng đủ làm
cho độ dẫn điện của bán dẫn tăng lên hàng vạn, hàng triệu lân. Khi bán dẫn có chứa tạp
chất thì cùng với sự dẫn điện của bản thân bán dẫn (còn gọi là sự dẫn điện riêng) cịn có
sự dẫn điện do tạp chất. Thành phần của tạp chất còn ảnh hưởng đến bản chất dòng điện
bán dẫn. Tuỳ theo loại tạp chất pha vào bán dẫn tinh khiết, các bán dẫn được chia ra làm
hai loại: bán dẫn loại n và bán dẫn loại P.
* Bán dẫn điện tử hay bán dẫn loại n. Giả sử ta pha vào tinh thể silic một lượng
rất ít các ngun tử
(asen). Ngun tử
có năm êlectrơn hố trị. Trong mạng tinh
thể bốn êlectrôn của nguyên tử
tham gia vào việc tạo thành bốn mối liên hệ cộng hoá
trị với bốn ngun tử ở xung quanh (H. 44.3). Cịn êlectrơn thứ năm của nguyên tử
thì liên kết rất yếu bởi hạt nhân và dễ dàng tách khỏi nguyên tử để trở thành êlectrôn tự
do. Như vậy, trong trường hợp này (tức
) làm cho số êlectrôn tự do trong bán dẫn
tăng lên rất nhiều. Và chỉ cần một số nguyên tử tạp chất bằng một phần triệu số nguyên
tử bán dẫn tinh khiết cũng làm cho số êlectrôn tăng lên hàng vạn lần, nghĩa là độ dẫn
điện của bán dẫn có tạp chất lớn độ dẫn điện của bán dẫn tinh khiết hàng vạn lần.
Cần lưu ý rằng mặc dù số êlectrôn tự do tăng lên như vậy nhưng số lỗ trống thì
khơng tăng lên, do đó trong bán dẫn có tạp chất
mật độ êlectrôn rất lớn so với mật độ
lỗ trống. Vì lẽ đó bán dẫn có tạp chất

được gọi là bán dẫn điện tử hay bán dẫn loại
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

16


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

n*. Trong bán dẫn loại n hạt mang điện cơ bản (chủ yếu) là êlectrơn, cịn lỗ trống là hạt
mang điện khơng cơ bản.
* Bán dẫn lỗ trống hay bán dẫn loại p. Bây giờ ta lại giả sử trong tinh thể có lẫn
một lượng rất ít ngun tử bo ( ). Vì ngun tử bo chỉ có 3 êlectrơn hố trị, nên khi ở
trong tinh thể silic nó cịn thiếu một êlectrôn nữa để tạo thành bốn mối liên kết cộng hoá
trị với bốn nguyên tử silic gần nhất. Mối liên kết bị thiếu này dễ dàng nhận một êlectrôn
ở mối liên kết đầy đủ gần đó và như vậy tạo nên một lỗ trống. Vậy trong trường hợp này
tạp chất bo làm cho lỗ trống trong tinh thể tăng lên rất nhiều: chỉ cần một số nguyên tử
tạp chất băng một phần triệu số nguyên tử bán dẫn tinh khiết cũng làm cho số lỗ trống
tăng lên hàng vạn lần, do đó độ dẫn điện của bán dẫn có tạp chất lớn hơn độ dẫn điện của
bán dẫn tinh khiết hàng vạn lần.
Mặc dù số lỗ trống tăng lên như vậy, nhưng rõ ràng là số êlectrôn tự do lại khơng
tăng. Vì vậy trong bán dẫn có tạp chất bo mật độ lỗ trống rất lớn so với mật độ êlectrôn
tự do và bán dẫn như vậy gọi là bán dẫn loại p.
Trong bán dẫn loại p hạt mang điện cơ bản là lỗ trống, êlectrôn tự do là hạt
mang điện không cơ bản.

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

17



TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

BÀI 2: LINH KIỆN THỤ ĐỘNG
1. Điện trở
1.1. Chức năng của điện trở
Điện trở là đặc trưng cơ bản của chất dẫn điện. Là phần tử gây cản trở trong mạch
điện; có đơn vị đo là Ohm (Ω)
Một dây dẫn có điện trở lớn hay nhỏ tùy thuộc vào vật liệu làm dây dẫn, điện trở
dây dẫn tỉ lệ thuận với chiều dài và tỉ lệ nghịch với tiết diện dây dẫn.
R = .

l
s

Rt = Ro (1 + α.to)
Trong đó: Rt, Ro : là điện trở ở nhiệt độ toCvà 0oC
α :là hệ số nhiệt điện trở (độ-1)
R: Điện trở dây dẫn
: Điện trở suất (Ωm)
l: Chiều dài dây dẫn (m)
s: Tiết diện dây dẫn(m2)
Lưu ý: Điện trở suất có trị số thay đổi theo nhiệt độ và được tính theo cơng thức:
 = 0(1 + αt)
Trong đó:0 – điện trở ở 0oC
α – hệ số nhiệt
t – 0C
Điện trở là một trong những linh kiện điện tử thụ động được dùng nhiều trong các
thiết bị điện, điện tử, …, nhằm khai thác một điện áp khi có dịng điện chạy qua và khai
thác một dong điện khi có một điện áp đặt lên nó.
TheoĐịnh luật ohm phát biểu như sau « Cường độ dòng điện trong mach tỉ lệ thuận

với điện áp và tỉ lệ nghịch với điện trở trong mạch
I=

U
R

Trong đó : I – dịng điện trong mạch (A)
U – điện áp (V)
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

18


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

R – điện trở ()
Ký hiệu của điện trở :

1.2. Phân loại điện trở
1.2.1. Phân loại theo cấu tạo
Dựa vào cấu tạo điện trở dược phân thành 4 loại :
- Điện trở than: dùng bột than ép lại thành dạng thanhcó trị số điện trở từ vài ohm
đến vài chục mega ohm, công suất từ 1/8w đến vài w
- Điện trở màng kim loại: dùng chất niken – Crom có trị số ổn định hơn điện trở
than, giá thành cao. Công suất điện trở thường là 1/2w.
- Điện trở oxit kim loại: dùng oxit – thiếc, điện trở này chịu được nhiệt độ và độ ẩm
cao. Công suất điện trở thường là 1/2w.
- Điện trở dây quấn: dùng các loại dây hợp kim để chế tạo, có giá trị điện trở nhỏ,
dịng điện chịu đựng cao. Công suất thường từ vài woat đến vài chục woat.


ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

19


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

1.2.2. Phân loại theo công dụng
a. Biến trở (Variable resistor – VR)
Biến trở thường được gọi là chiết áp. Được cấu tạo gồm một điện trở màng than
hay dây quấn có dạng hình cung, góc quay 2700. Có một trục xoay ở giữa nối với con
trượt làm bằng than (cho biến trở dây quấn) và làm bằng kim loại (cho điện trở than).
Con trượt ép lên mặt biến trở để tạo kiểu nối tiếp tiếp xúc làm thay đổi trị số của điện trở
khi xoay trục.

b. Nhiệt trở (Themistor – Th)
Là loại điện trở có trị số thay đổi theo nhiệt độ. Nhiệt trở thường được dùng để ổn
định nhiệt cho các tầng khuếch đại công suất hay là linh kiện cảm ứng trong các hệ
thống tự động điều khiển theo nhiệt độ. Có hai loại nhiệt trở:
- Nhiệt trở có số nhiệt âm: là loại nhiệt trở mà trị số của nó giảm khi nhiệt độ tăng.
- Nhiệt trở có số nhiệt dương: là loại nhiệt trở mà trị số của nó tăng khi nhiệt độ
giảm.
c. Quang trở (photo Resistor)
Quang trở thường được chế tạo từ Sunfua Cadmium (CdS) là loại điện trở có trị số
điện trở phụ thuộc vào cường độ chiếu sáng. Cường độ chiếu sáng lớn trị số điện trở
càng nhỏ và ngược lại.
Quang trở thường được dùng trong các mạch tự động điều khiển bằng ánh sáng
hoặc báo động.
d. Điện trở cầu chì
Có tác dụng bảo vệ quá tải trong các mạch điện như hệ thống mạch điện trong nhà,

mạch nguồn hay các mạch có dịng tải lớn.
Khi ta cho dòng điện lớn hơn dòng điện cho phép đi qua điện trở cầu chì thì điện
trở này sẽ bị nóng và đứt. Gía trị của điện trở cầu chì thường rất nhỏ.
e. Điện trở tuỳ áp (VDR)
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

20


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

Là điện trở có trị số thay đổi theo điện áp đặt vào hai cực. Khi điện áp đặt vào hai
cực với giá trị quy định thì điện trở tuỳ áp có giá trị lớn hơn.
Điện trở tuỳ áp thường mắc song song trong các cuộn cảm có hệ số tự cảm lớn để
dập tắt các điện áp cảm ứng quá cao khi cuộn cảm bị mất dòng đột ngột, bảo vệ các linh
kiện khác trong mạch.
1.3. Các thông số của điện trở
1.3.1. Trị số điện trở
Trị số điện trở trong các điện trở là trị số danh định. Do người ta khơng thể chế tạo
các điện trở có trị số từ nhỏ tới lớn mà chỉ chế tạo các điện trở có trị số theo tiêu chuẩn.
Gía trị đó gọi là giá trị điện trở danh định.
Thông thường điện trở than là loại điện trở công suất nhỏ và trị số được ghi bằng
các vạch màu.

Màu

Giá trị

Bội số


Sai số

Đen

0

100

Nâu

1

101

± 1%

Đỏ

2

102

± 2%

Cam

3

103


Vàng

4

104

Lục

5

105

Lam

6

106

Tím

7

107

Xám

8

108


Trắng

9

109

Vàng kim

10-1

± 5%

Bạc

10-2

± 10%

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

21


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

Trong trường hợp đặc biệt, nếu khơng có vịng số 4 (ioại điện trở có 3 vạch màu)
thì sai số là 20%.
Hiện nay, người ta chế tạo các loại điện trở than có 5 vạch màu là các loại điện trở
có cấp chính xác cao hơn. Lúc đó các vạch màu có ý nghĩa như sau:
-


Vạch số 1: ghi số thứ nhất

-

Vạch số 2: ghi số thứ hai

-

Vạch số 3: ghi số thứ ba

-

Vạch số 4: bội số

-

Vạch số 5: sai số

Ví dụ:

Trên thị trường người ta không chế tạo điện trở có đủ các trị số từ nhỏ nhất đến lớn
nhất mà chỉ chế tạo các điện trở có trị số theo tiêu chuẩn: 10, 12, 15, 18, 22, 22, 33, 39,
43, 47, 51, 56, 68, 75, 82, 91. ngoài các loại điện trở trênthì là điện trở đặc biệt và
thường chỉ có trong kỹ thuật đo lường.
1.3.2.Cơng suất của điện trở
P = I2 R
Công suất của điện trở là trị số cơng suất tiêu tán tối đa khi có dịng điện chạy qua.
Nếu vượt quá trị số này điện trở sẽ bị hỏng (cháy) để chọn công suất cho điện trở người
ta tính theo cơng thức:

PR 2P
Trong đó: 2 được gọi là hệ số an toàn. Trong nhiều trường hợp đặc biệt có thể được
chọn cao hơn.
Đối với điện trở than thì công suất của điện trở thay đổi theo kích thước của điện
trở.
1.4. Phương pháp kiểm tra chất lượng điện trở dùng đồng hồ vạn năng
Bước 1: Sử dụng đồng hồ thang đo ôm hợp lý
ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

22


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

Bước 2: Đặt hai que đo lên hai đầu điện trở, đồng thời quan sát và ghi kết quả điểm
kim dừng trên vạch chia

Bước 3: Tính kết quả của phép đo (theo bài sử dụng đồng hồ chế độ đo Ohm)
Nếu gọi: A là giá trị thang đo Ω đang sử dụng
B là giá trị điểm kim dừng trên vạch chia thang đo Ω
Kết qủa phép đo: R1= A x B ( Đơn vị là đơn vị của thang đo đang sử dụng)
Bước 4: Đánh giá phẩm chất của điện trở:
Gọi kết quả đo được bằng đồng hồ vạn năng là R1.
Gọi giá trị xác định bằng mã hóa hay số thực trên thân của linh kiện là R2.
Quá trình kiểm tra sẽ xảy ra một trong các trường hợp sau:
- Nếu R1 = ( ≈) R2 thì linh kiện đó cịn tốt

- Nếu R1> R2 thì linh kiện đó kém phẩm chất hoặc bị hỏng

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN


23


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

1.5.Các kiểu ghép điện trở
1.5.1. Ghép nối tiếp

Áp dụng định luật Ohm ta có điện áp tổng trên ba điện trở chính là điện áp nguồn
nên:

U = U1 + U 2 + U 3
U = RI1 + RI2 + RI3
U = (R1 + R2 + R3)I = RI
R = R1 + R 2 + R 3

Khi giá trị của các điện trở không bằng nhau thì công suất tiêu tán cũng không bằng
nhau và việc tính tốn sẽ rất phức tạp do đó thơng thường người ta cho trị số điện trở
bằng nhau.
1.5.2. Ghép song song

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

24


TRƯỜNG CAO ĐẲNG NGHỀ VIỆT – ĐỨC HÀ TĨNH

I = I1 + I 2 + I 3

1 1
1
1
1
= +
+
+ .... +
R R1 R2 R3
Rn

Khi mắc song song các điện trở với nhau thì công suất tiêu tán sẽ tăng lên và giá
trị điện trở giảm xuống. Tuy nhiên khi mắc song song các điện trở không cùng giá trị thì
điện trở nào nhỏ nhất sẽ quyết định giá trị dòng điện chạy trong mạch.
1.5.3. Ghép hỗn hợp
Là cách ghép mà ở đó sử dụng cả cách ghép nối tiếp và cách ghép song song. Để
tính tốn điện trở mạch điện ta phân tích mạch thành dạng mắc nối tiếp (hoặc song
song)bộ phận sau đó áp dụng các cong thức đã học.
1.6. Câu hỏi và bài tập ôn tập
Câu 1: Hãy đọc trị số của các điện trở sau:
a.

Vàng, cam, đen, đỏ, trắng

b.

Xanh lá, xanh dương, tím, xám, nâu

c.

Đỏ, đỏ, cam, vàng kim


d.

Cam, tím, đỏ, nâu, bạch kim

Câu 2: Cho R1 = 20k, R2 = 50k, R3 = 33k, R4 = 100k, R5 = 47k. Hãy xác định điện
trở tương đương của mạch trong các trường hợp sau:
a. R1 nt R2 nt R3 ntR4 ntR5
b. R1 // R2 // R3 //R4 //R5
2. Tụ điện
2.1. Khái niệm
Tụ điện là linh kiện thụ động, có tác dụng hở mạch dịng một chiều và lọc bỏ các
tần số cần thiết trong các mạch lọc.
2.2. Cấu tạo và ký hiệu của tụ điện

ĐIỆN TỬ CƠ BẢN

25