Elektronik 2
Klaus Beuth

Bauelemente
18., überarbeitete Auflage

unter Mitarbeit von O laf Beuth
V ogel Buchverlag

Der Lizenzgeber (Vogel Industrie Medien) überträgt dem Lizenznehmer (Higher Educational
and Vocational Book JSC Hanoi) das ausshliesstiche Recht zur Veröffentlichung in Buch
form dis Verkes in Vietnam.
Cuốn sách được xuất bản theo hợp đồng chuyển nhượng bản quyền giữa Công ty cổ phần
Sách Đại học - Dạy nghề, Nhà xuất bản Giáo dục và Nhà xuất bản Vogeỉ Bucheverlag
Würzburg.

© Bản quyền tiếng Việt thuộc HEVOBCO - Nhà xuất bản Giáo dục
183-2008/CXB/l5-363/GD

Mã số: 7K755Y 8 - DAI


LỜI G l ớ l THIỆU
Cùng với cuô"n *'Mạch điện tử’’, cuôn "Linh kiện điện tử" hỢp thành hai
trong bộ sách quan trọng nhất phục vụ cho lĩnh vực đào tạo ngành điện tử
tin học - điện tử viễn thông đã được NXB ’’Vogel Buchverlag" - Cộng hoà
Liên bang Đức xuât bản.
CuôVi "Linh kiện điộn tử” được chúng tôi lựa chọn mua bản quyền và
dịch sang tiếng Việt vì đây là c"n sách có nội dung tốt, đã được xuất bản đô"n
lần thứ 18 và đã được nhiều nước như: Trung Quốc, Ân Độ... mua bản quyền.
Cuôn ”Linh kiện điện tử" gồm 14 chương, nội dung xuyên suô"t của 14

chương là những vấn đề râ't cơ bản về cấc linh kiện điện tử, từ cấu tạo, đặc
diểm công nghệ chế tạo, nguyên lý làm việc, phạm vi ứng dụng đã được
các tác giả trình bày một cách ngắn gọn, dễ hiểu và súc tích. Kết thúc mỗi
chương đều có câu hỏi, bài tập giúp người học ôn tập và kiểm tra những
nội dung đã học. Sách sỗ là giáo trình, tài liộu tham khảo bổ ích cho nhiều
đối tưỢng và trình độ khác nhau trong lĩnh vực điện tử viễn thơng, đo
lường điổu khiển, tự động hố...
Viộc chuyển đổi ngơn ngữ từ tiếng Đức sang tiếng Việt cũng như lựa
chọn một hệ thơng ký hiệu đã được chuẩn hố sao cho phù hỢp và truyền
tải trung thành những nội dưng của bản gôc sang tiếng Việt một cách đơn
giản, dỗ hiểu gặp khơng ít khó khăn, nhưng người dịch là nhà giáo đã có
nhiều kinh nghiệm giảng dạy mơn "Linh kiộn điện tử” và đã được đào tạo
ỏ Cộng hoà Liên bang Đức nên nhiểư vấn đề phức tạp gặp phải trong quá
trình dịch đã đưỢc khắc phục.
Mặc dù người dịch đã có nhiều cơ" gắng, nhưng chắc chắn khơng tránh
khỏi cịn những sai sót, mong bạn đọc thơng cảm và mọi ý kiến đóng góp
xin gửi về Cơng ty Sách Đại học - Dạy nghề, Nhà xuất bản Giáo dục “ 25,
Hàn Thuyên, Hà Nội.
Chúng tôi hy vọng cuôn "Linh kiện điện tử” sỗ là tài liệu bổ ích đốì với
ĩihững ai học tập và quan tâm đơ"n lĩnh vực kỹ thuật điện tử.
Chúng tôi sẽ tiô"p tục tim kiếm các giáo trình, sách tham khảo có nội
dung tơ"t đã được xuất bản ỏ các quốc gia có nền giáo dục truyền thống, tiên
tiên khác nhau để chuyển sang tiếng Việt giúp cho nguồn tài liệu phục vụ
Dạy và Học thêm phong phú, tiếp cận trình độ Dạy và Học tiên tiến, đáp
ứng các yẻư cầu ngày càng nâng cao của sự nghiệp đổi mới giáo dục.
Nhân dịp xuất bản lần đầu cuốh ”Linh kiện điện tử" được dịch từ tiếng
Đức sang tiêng Việt, chúng tơi xin gửi lịi cảm ơn đến Nhà xuất bản Vogel
Buchverlag —Cộng hoà Liên bang Đức, tới các dịch giả về sự chia sẻ trong quá
trình hỢp tác cũng như lời cảm ơn chân thành tới sự quan tâm, đón nhận và
những đóng góp của bạn đọc gần xa. Mong rằng sự hỢp tác sẽ đưỢc tiếp tục.

NHÀ XUẤT BẤN GIÁO DỤC


LỊI MỞ ĐẦU

Cn "Linh kiện điện tử” đưỢc tái bản lần thứ 18 vào năm 2006 nằm
trong bộ sách của Nhà xuất bản "Vogel ßuchverlag” do nhiều tác giả biên
soạn. Bộ sách gồm 8 cuốn:
•

Điện tử 1 : Cơ sở kỹ thuật điện - Heinz Meister.

•

Điện tử 2 : Linh kiện điộn lử - Klaus Beuth.

• Điện tử 3: Mạch điện tử - Klaus Beulh và Wolfgang Schinusch.
• Điện tử 4: Kỷ thuật sô"- Klaus Beuth.
Điện tử 5: Kỹ thuật vi xử Iv - Helmut Miller và Lothar Wolz.

• Điện tu G: Kỹ Ihuật đo lường - Wolfgang Schmusch.
• Điện tử 7: Kỹ thuật thông tin viễn thông - Klaus Beuth và Günther Kurz.
• Điện tử 8 : Kỹ thưậl Sensor ” Wolfgang Schmusch,
Cuôn ’’Linh kiộn điộn tử" cùng cuôn "Mạch điộn tử" cung cấp cho bạn dọc
cấc kiôn Ihức cơ sở làm nền tảng trong ngành kỹ thuật điộn tử viễn thồng.
Trong q trình biơn soạn, các tác giả đã cô" gắng thể hiộn nội dung rõ
ràng, hộ thông hố kiơn thức và kêt hỢp với các đồ thi,hình vẽvói nhiều chi
tiet có tính sư phạm cao, cộp ĩìhộp kiơn thức mới thổ hiộn dưói dạng ngơn
ngữ kỹ thuật đơn giản, dỗ tiơp cận và dễ nhớ khơng địi hỏi người đọc phải
có kiến thức tốn cao cấp. Nội dung có chứa nhiều ví dụ và bài tập có lính

thực tiễn đế người đọc củng cơ" kic"n thức và có hứng thú vận dụng trong
thực tế kỹ thuật.
ĐỐI tượng bạn đọc mà các tác giả muôn hướng tới để cung cấp tài liệu
học tập hoặc tham khảo bổ ích thiết thực là tương đôi rộng rãi: Sinh viên,
kỹ sư, kỹ thuật viên hay công nhân kỹ thuật. Các đổi tưỢng muôn tự học đổ
nâng cao kiôn thức cơ sỏ của chuyên ngành cũng sẽ tìm được ở bộ sách này
những thơng tin hữu ích.
KLAUS BEUTH

4


Chương 1

KỸ THỈlệT ĐO DÙNG MÁY HIỆN SÓNG (OXYLO)
1.1. KHÁI NIỆM CHUNG

Máy hiện sóng (oxylo) là một thiết bị thơng dụng và đa năng
dùng để quan sát và tiến hành đo lường dạng tín hiệu, có thể lưu kết
quả nhị cơ cấu nhớ. Tên gọi “Oszillograph” bắt nguồn từ gôc La tinh
“Oscillare - dao động” và từ gốc Hy Lạp “grafein - ghi”. Như vậy
Oxylogiaf t;ó tìiể dịch nghĩa là bộ ghi lại dac động gồm £ chức năng
chính: giữ lại dao động, hiển thị và ghi lại nó. Ngồi ra tên gọi
Oxyloscop có ý nghĩa chỉ gồm chức năng quan sát dao động.
Nhờ Oxy/oscop có thể quan sàt một dao động điện áp biến thiên theo
thời gian thông qua đồ thị thời gian của nó trên màn ảnh: u = f(t).

/

/


%>
r
J

\
ơ=:/llf)

/
{

\

V
\

\

/

\
/
y

\

\

U2
Hình 1.2. Đồ thị quan hệ phụ thuộc

của
vào Uj.

Hình 1.1. Đổ thị thòỉ gian
của một điện áp.

i

\
r - i / f— V
i
\\ / = t)
i'/"
/
*'Ỷ
/
\
ỉ
N
/
f
VV
f
t
~Ti'~
/
\
ệ
t
_ i

— --V
—

Hinh 1.3. Biên đoi dòng điện I thành một điện áp tưdng đưđng,
đổ thị thịi gian của dịng diện.

Tiếp theo có thể hiển thị môl quan hộ hàm sô" giữa hai điện áp
Ui = f(Uọ) (hình 1 .2 ). Với các dịng điện I(t), không thể biểu diễn trực
tiếp mà cho I chảy qua một điện trở II để nhận được điện áp Ur
tương đương (tỷ lệ) có cùng quy luật với I(t) và việc hiển thị I(t) được
thực hiện gián tiếp qua ƯR(t) (hình 1.3).
Tương tự vói việc biểu diễn các đại lượng khác như đường sức từ
B(t), cưòng độ từ trường H(t) hay tần số f(t), trước tiên cần biến đổi


chúng về một diện áp tương đương có cùng quy luật biến thiơn, sau đó
hiển thị điện áp tương dương này. Mọi phép quan sát hoặc đo lường
dưỢc thực hiện một cách gián tiếp qua điện áp tương đương,
1.2. CẤU TẠO VÀ NGUYÊN LÝ HOẠT ĐỘNG CỦA MÁY HIỆN SÓNG

Nhờ một chùm tia điện tử đưỢc tạo ra từ một “súng điện tử” của ôVig
tia điện tử (xem chưđng 14), các dạng diện áp u = f(t) hay Ui = f(U 2)
được hiển thị trên màn ảnh của ô"ng tia (hình 1.4). Các tia điện tử được
gia tốc chuyển động nhanh dọc theo trục ô"ng tia và được lái lộch quỹ đạo
tạo thành các đường quét phát sáng trên màn hình từ trên xng dưới
và từ phải qua trái nhờ một hệ thơng lái tia đặt trong lịng ống tia (loai
diều khiển lái tia bằng điện trường - hình 1.5 và hình 1.6).
fVi


I

------------ỆĐiểm sáng
Súng điện tử

^ Ỹ2

Hình 1.4. Cấu tạo cơ bàn của
một ống tia điện tử.

Hình 1.5. Nguyên lý làm lệch
(lái) tia điện tử theo chiểu dọc.

Một cặp phiến điện cực điều khiển tia lệch theo phương thẳng đứng nhờ
điện áp đặt vào chúng gọi là cặp phiến Y.
Tương tự, một cặp phiến làm lệch tia theo phương nằm ngang gọi là cặp
phiến X.

Nhờ hệ thông lái tia này, một tia điện tử có thể quét đến mỗi
điểm trên màn hiện thị. Trong oxylo loại 2 tia, ông tia điện tử có 2
súng điện tử tạo ra hai tia và do đó có hai hệ thốhg hội tụ và làm lệch
tia độc lập nhau, thông thường do nhu cầu sử dụng loại 2 tia, cặp
phiôn lệch đứng độc lập còn cặp phiến lệch ngang được sử dụng chung
và do dó hai tín hiệu được hiển thị đồng thời trên màn và có thổ được
so sánh với nhau nhờ việc quét ngang chung.


Độ lệch tia trên màn (hiệu quả của việc lái tia bằng điện áp trên
các phiến lệch) đượe đánh giá nhị hệ số lái tia hay độ nhậy lái tia
tính theo v/cm . Đơn vị v/cm được định nghĩa là cần bao nhiêu volt để

làm lệch tia đi được 1 cm theo chiều ngang hoặc theo chiều đứng.
Khi điện áp tác động vào phiến có giá trị nhỏ (hơn IV) cần dùng
các mạch khuếch đại điện áp trước khi đưa tới các cặp phiến làm lệch
(hình 1.7 và 1.8) - được gọi tương ứng là bộ khuếch đại X (cho điện áp
làm lệch ngang) và bộ khuếch đại Y (cho điện áp làm lệch đứng).
Các bộ khuếch đại X và khuếch đại Y có thể thay đổi hệ số
khuếch đại, theo từng thang (từng bậc) và thay đổi liên tục trong 1
thang đà chọn. Khi diện áp vào khá lớn, thưịng có bộ suy giảm (làm
yếu tín hiệu cần quan sát) đưỢc sử dụng tại lổì vào như hình 1.9.
Hình 1.10 thể hiện sơ đồ khối tổng quát của một máy hiện sóng, bao
gồm các khơi cơ bản nhất. Các lơì vào X và lơi vào Y là khơng đốl
xứng ln có một cực tiếp đất (OV) và có điện trở vào khoảng vài MQ.
Tín hiệu Y đặt tói lối vào Y, qua bộ suy giảm Y, qua bộ khuếch đại Y, đặt
tói cặp phiến lệch Y.

Hình 1.7. Bộ khuếch đại Y có thể điểu
chỉnh hệ số khuếch đại liên tục hay
từng nấc.

Hình 1.8. Bộ khuếch đại X, có thể điểu
chỉnh hệ số khuếch đại liên tục hay
từng nấc.

Bộ khuêch đại Y thưòng là bộ khuếch đại một chiều (xem chương
4), nó khuếch đại cả thành phần một chiều của tín hiệu Y. Khi khơng
mucm biểu diễn thành phần một chiều này, có thể nối một tụ điện
phía trước nhị một chuyển mạch có ghi rõ “chuyển mạch AC/DC”.
AC; dịng điện hoặc điện áp xoay
chiểu (biến thiên theo thời gian).
DC: dịng điện hoặc điện áp

một chiều (khơng đổi theo thịi
gian), khi ở vị trí AC thì tụ c được
nơl vào.
Tín hiệu X đặt tới lối vào X, qua
bộ suy giảm X, qua bộ khuếch
đại X đặt tới phiến làm lệch X.

Đầu vào
-o

~o
-o

—

Đầu ra

r*

Hình 1.9. Cấu tạo bộ suy giảm
đầu vào X hoặc đầu vào Y.

7


Tín hiệu trên màn ảnh có thể đưỢc dịch chuyển theo hai chiều:
thẳng đứng và dịch ngang theo ý muôn của ngưịi sử dụng (đang quan
sát tín hiệu). Khi đó cần bổ sung vào tín hiệu Y (cho dịch chiều đứng
tại phiến làm lộch Y) hoặc vào tín hiệu X (cho dịch chiềư ngang, tại
phiến làm lệch X) các giá trị điện áp một chiều thích hỢp. Các chức

năng trên do tầng “dịch T ’ hay tầng '‘dịch X” thực hiện. Khi đó tia
điện tử được dịch tịnh tiến theo chiều tương ứng tùy giá trị và cực
tính của các điện áp một chiều này.
Chuyển mạch AC-DC

Hình 1.10. Cấu trúc khối của một Oxylo.

N
/ \

\
c:'-

V
Hình 1.11. Đổ thị điện áp
khi dịch đứng (lên).

y

Hình 1.12. Đồ thị điện áp
khi dịch ngang (phải).

Khi muôn thể hiện sự phụ thuộc hàm sô" của điện áp theo thời
gian, cần duy trì tơc độ qt cửa tia điện tử (từ trái qua phải) không


đổi. Nghĩa là thời gian làm lệch tia cố định theo một dịng qt (ví dụ
thịi gian qt (chu kỳ quét) một dòng từ tráiqua phải là 1/50 giây).
Điện áp thực hiện việc lái tia đưỢc gọi là diện áp qt, códạng răng
cưa (hình 1.13) được tạo ra từ một bộ phát xung răng cưa:

Tần số của điện áp răng cưa có thể
thay đổi theo nhiều thang và thay đổi
liên tục trong mỗi thang. Tần sơ" nàv
càng lớn thì tốc độ quét của tia điện tử
càng nhanh.
Khi muốn hiển thị một chu kỳ điện
.Chu kỳ
áp hình sin, tín hiệu này cần đưa tới lối
■ lặp ĩ
Hỉnh 1,13. Điện áp quét dạng
vào Y; điện áp ràng cưa đưỢc đưa tồi lôi
răng cưa.
vào X. Chu kỳ của hai điện áp này phải
bằng nhau (hình 1.14, Tx = Tv).

Hinh 1.14. Quan hệ giữa chu kỳ của tín hiệu Y và chu kỳ của điện áp răng cưa.

Nếu

Ty hình trên màn sẽ khơng đứng vững (bị trôi đi)

Nếu Tx = 2 Ty trên màn sẽ xuất hiện hai chu kỳ tín hiệu hình sin.
Ta chỉ nhận được hình vũng trên màn khi

bằng bội sổ ngun của Ty.

Ta nói tín hiệu cần quan sát Uy và tín hiệu quét ngang Ux được
đồng bộ nhau về tần sơ". Có thể thực hiện việc đồng bộ bằng điều
chỉnh tay nhưng khá khó khăn, các oxylo ngày nay được đặt ỏ chế độ
tự động bám đồng bộ nhờ khối đồng bộ trong cấu trúc hình 1 . 1 0 .

Tầng đồng bộ có thể hoạt động ở các chê”độ khác nhau như;
• Đồng bộ theo lưới điện 50Hz.


• Đồng bộ theo các điện áp ngoài đặt vào để điều khiển.
• Chế độ tự đồng bộ khi tín hiệu Y trực tiếp đưỢc sử dụng (bằng
cách trích ra) để điều khiển đồng bộ tín hiệu X.

ở chơ’ độ tự đồng bộ, chuyển mạch chọn chế độ đồng bộ ỏ vỊ trí “+”
là chọn phần dưđng của tín hiệu Y; cịn ở vị trí ” là chọn phần âm
của tín hiệu Y.
Khơi nguồn ni cung cấp các mức điện áp khác nhau cho oxylo.
Khối nguồn cao áp điều khiển cường độ dòng tia điện tử và do vậy
điều khiển dộ sáng của hình ảnh trên màn. Ngồi ra việc điều chỉnh
các giá trị điện áp một chiều vào các điện cực của ơng tia điện tử có
thể thay đổi độ hội tụ (độ nét) của tia điện tử. Các chiết áp điều chỉnh
độ sáng hay độ nét đều được đặt ở phía ngồi mặt trước oxylo cho
người sử dụng thao tác khi cần hình ảnh rõ nét theo ý mVi.
1.3. SỬ DỤNG MÁY HIỆN SĨNG

Có rết nhiều chuyển mạch và các núm điều chỉnh trên mặt trưốc
oxylo. Thường chúng được ghi ký hiệu và thông tin cần thiết cho
người sử dụng, do nguồn gô"c sản xuất rất đa dạng nên khơng có quy
tắc chung cho việc ký hiệu này. Do sử dụng ô"ng tia điện tử, việc khởi
động oxylo cần có thời gian vài chục giây tối vài phút để tạo tia cho
tới khi có tia quét ngang trên màn ảnh. Điều chỉnh độ sáng của tia
Ihích hỢp; điều chỉnh các núm dịch X và dịch Y cho tia nằm chính
giữa màn hình. Chọn thồi gian làm lệch (thời gian qt) thích hỢp.
Chọn độ nét tia phù hỢp.
r


>
\

......

ị1

¡Oms

Hình 1.15. Chuẩn thang
cho lệch Y.

Hình 1.16. Biểu diễn đường hình sin
có biên độ 20mV và tẩn số 6,67kHz.

Tùy theo tín hiệu Y cần quan sát (về tần sô" và về biên độ) cần
chọn các chế độ của oxylo cho phù hỢp, đưỢc gọi là chuẩn thang chia
chiều đứng (V/cm) và chiều ngang (ms/1 thang chia). Ví dụ trên hình 1.15
có chuẩn thang chiểu đứng là 0 ,lV/cm (khi điện áp đặt tới phiến lệch
Y thay đổi 0 , 1V thì tia dịch đi Icm theo chiều đứng).
10


Giá trị chuẩn theo trục ngang là lOms/1 thang chia (tia quét ngang
đưỢc 1 đơn vị thang chia cần 1 thời gian là lOms).
Việc chuẩn thang chia là quan trọng nhất trong việc đo đạc các
tham sơ"của tín hiệu Y đang quan sát.
V i du: Bộ làm lệch Y của một oxylo đưỢc đặt ở lOmV/1 đơn vị


thang chia và độ lệch thời gian đặt là 25m s/l đơn vị thang chia.
Như trên hình 1.16 xuất hiện điện áp hình sin trên màn ảnh.
Hãy tính giá trị biên độ đỉnh và tần sô của dao động đang quan sát.
Thoo trục thời gian: 1 chu kỳ hình ảnh chiếm khoảng 6 ô (6 đơn vị
cl' Ì£. ngar g) v ậ y chu kỳ T = 6 25|L,S = loCfis.
Theo trục thẳng đứng biơn độ hình ảnh từ đỉnh tới đỉnh chiếm 4Ô
(4 đơn vị chia dọc), vậy biên độ đĩnh - đỉnh của hình ảnh là:
4.10mV = 40mV
Biên độ đỉnh;

ù = 20mV

Tần sơ"của tín hiệu f = ^ = — ỉ— « 6,67 kHz
T

1 5 0 Ị.IS

Có loại oxylo khơng có chuẩn thang chia bên trong, khi đó cần
chuẩn từ các điện áp Uy và
biết trước đặt vào đầu vàotương ứng
để chuẩn từ ngồi, sau đó mới đưa tín hiệu cần đo vào để so sánh với
các mẫu dơn vị chia vừa có, nếu chưa phù hỢp cần chuẩn lại. Tuy
nhiơn các thế hệ oxylo sau này được chuẩn thang một cách tự động và
đa dạng.
CÂU HỎI ÔN TẬP
1.

Việc điều khiổn tia điện tử lệch ngang và lệch đứng xảy ra trong
ông tia diện tử như thế nào?


2.

Nhiệm vụ của bộ khuếch đại Y.

3.

Bộ tạo điện áp răng cưa dùng vào việc gì?

4.

Cần hiểu “sự đồng bộ” trong oxylo như thế nào?

5.

Chuyển mạch AC - DC trong mỗi oxylo có ý nghĩa gì?

6.

Trục thời gian trên màn hình oxylo đưỢc tạo ra như thế nào?

7.

Việc chuẩn độ lệch ngang có ý nghĩa gì?

8.

Nhiệm vụ của tầng Trigơ trong cấu trúc khối của oxylo hình 1 . 1 0 .

11



Chương 2

ĐIỆN TRỞ TUYỂN TÍNH VÀ ĐIỆN TRỞ PHI TaYẾN
2.1. CÁC TÍNH CHẤT CHUNG

Điện áp và dịng điện là hai thông sô xác định trạng thái về điện của
một phần tử trong mạch điện. Quan hệ giữa 2 đại lượng này là không
độc lập, phụ thuộc lẫn nhau. Nếu coi điện áp tác động lên phần tử là
biến số thì dịng đi qua phần tử là hàm sơ", ta có quan hệ hàm 1 = f(u). ở
đây quan hộ hàm f đưỢc định nghĩa là trỏ kháng hay điện trở của phần
tử đang xét.
Điện trở tuyến tính là các phần tử điện trỏ có đặc tuyến i = f(u) là mơt
đường thẳng (hình 2.1).

Trường hỢp điển hình
là tồn lại mơi quan hộ
tuyến tính I = — u với hệ số’
R
u
R =
được định nghĩa là
I
điện trở thuần của một
phần tử và quan hộ hàm số
này là định luật ôm cho
một điện trở thuần.

Hình 2.1. Điện tuyến I - u tuyến tính
của một diện trỏ thuần.


Đặc tuyến I - u đôi với
một sơ điện trỏ đưỢc cho
trơn hình 2.2. Mức độ dốc
hay tga đưỢc định nghĩa là
diện dẫn của phân tử.
AI
1
tga = — - = „ = G
AU R
Điện trở tuyên tính cịn
được gọi là điện trỏ Omíc,
nó tn theo định luật Om.

Hình 2.2. Điện tuyến tuyến tính
vổi các giá trị diện trỏ khác nhau.

Điện trở phi tuyển là các điện trở có đặc tuyến I -

12

u dạng phi tuyến.


Hình 2.3 là đặc tính I - u của một điện trở phi tuyến, ở đây quan
hệ dòng điện và điện áp trên phần tử không là tỷ lệ, không áp dụng
đưỢc định luật Ôm cho phần tử loại này. Nếu ta chỉ chú ý tói một
đoạn nhỏ trên đặc tuyến hình 2-4, có thể coi trong phạm vi hẹp này
(từ P) tới Pv) phần tử được tuyến tính hóa, quan hệ dòng điện và điện
áp trong vùng hẹp gần như đưòng thẳng. Điện trở vi phân của phần

tử theo định nghĩa là tỷ sô" các vi phân điện áp và dịng điện:
r=

AU
AI

Hình 2.3. Đặc tuyến I - U của một
điện trở phi tuyến tính.

Hinh 2.4. Tuyến tính hố trong đoạn p, - P2
của một đặc tuyến phi tuyến tính.

Điện trỏ vi phân r, thể hiện sự biến thiên nhỏ của I và
đủ hẹp của đặc tuyến đang quan tâm.

u

trong một vùng

Các phần tử có diện trở phi tuyến chiêm số lượng và chủng loại đa
sô" như diot bán dẫn, transito, thyristo, ôVig tia diện tử, các loại nhiệt
diện trở, áp điộn trở,...
Các diện trỏ đưỢc phân thành 2 nhóm: nhóm có giá trị điện trở cố
định và nhóm có giá trị thay dổi dược, chúng dểu có tham sơ" đánh giá
khả năng chịu tải là lượng cơng sutít diện biến đổi thành công suất
nhiệt tỏa trên diện trở. Khả năng chịu tải phụ thuộc dạng điện trở,
nhiệt độ môi trường và nhiệt độ tổì đa cho phép trơn điện trở được
đánh giá qua tham sô" diện trở nhiệt Ru,uR niU
ở đây


p là khả năng chịu tải của điện trở tính bằng Watt (W)
là nhiệt độ tơl đa cho phép trên điộn trở.
là nhiệt độ mơi trường khơng khí.

Giữa giá trị điện trở thực và giá trị điện trở do nhà sản xuất
13


muốn có ln có sự khác biệt gọi là dung sai (sai sơ) của điện trở.
Thường dung sai được tính theo phần trăm tỷ sô" giữa độ lệch và giá
trị mn có; 0 , 1% vối loại có độ chính xác cao hoặc 2 0 % vối loại kém
chính xác.
2.2. ĐiỆN TRỎ CĨ GIÁ TRỊ

cố ĐỊNH

2,2.1. Các tính chất

Píhi chế tạo, chúng là các điện trỏ có giá trị cơ" định sẵn xác định
qua giá trị danh định, công suất (khà năng chịu tải_, sai số tương đôi,
thời hạn sử dụng hay mức già hóa.
Các giá trị d an h địn h của điện trở đưỢc s ả n x u ấ t th e o seri các sô"
liệu chuẩn thổ hiện trên bảng hình 2.5.

E 12

; | | ía |; ìỆ
ị'";.!!

(iio*/.) m 'i

E 2-4
( í 5V.)

6,8
1,8

1.2

1,1 ị 1.2 1.3

1.5

1.6 1.8 2.0

2.2

2,7

3,3

2A 2,7 3.0 3,3

5.6

3,9

3,6 3.9

«,3


6:8

8,2

5.1 5.6 6.2 6fi 7,5 0.2 9,1

Hình 2.5. Giá trị tiêu chuẩn IBC của điện trỏ Seri E6, E12 và E24

Khi muôn một giá trị cụ thể nào đó, cần chọn giá trị điện trở có
giá trị chuẩn gần giá trị mn có nhất hoặc phải dùng loại điện trở có
thổ thay dổi đưỢc giá trị (biến trở).
Các loại mẫu ký hiệu seri E 6 E 12 E24 được dùng phổ biến. Giá trị
điện trở đưỢc ký h iệ u theo m ã m àu q"c t ế là các v ị n g m à u k h ác

nhau bơ" trí trên thân điện trở. Giá trị sai sơ" cũng được thề’ hiện bằng
vịng màu hoặc chữ cái ký hiệu cuôl cùng trên thân điện trở (xem
bảng màu quy ước).
Các loạt điện trở mã ký hiệu E6 có sai số ± 2 0 % với các giá trị
danh đinh là:
1Q

1.5Q

2.2Q

3 ,3fì

4,7Q

6.8Í1


8.1Q

10Q

15Q

220

33Q

47Q

6 8 fỉ

81Q

100Q

150Q

220Q

330Q

470Q

680Q

810Q


1kQ

1,5kQ

2,2kQ

3,3kQ

4,7kQ

6,8kQ

8,1kQ

10kQ

15kQ

22kQ

33kQ

47kQ

68kQ

81kr2...v.v...

14



Laại E 12 có sai sơ ±10%, E24: ±5%; E48: ±2 %; E96; ± 1% và E192: ±0,5%.
Dải thăng giáng giá trị xung quanh trị danh định cho loại E 6 cho
trên hình 2 .6 với các giá trị điện trở từ l f ì đến 6 , 8 Í^-

Cơng suất cho trong dải đanh định: 0,05W; 0,1W; 0,25W; 0,5W;
1 W; 2W; 3W; 6 W; 10W; 20W xét ở nhiệt độ mơi trường, ví dụ 50°c,
khi nhiệt độ mơi trường cao hơn, giá trị công suất danh định đã cho
của diện trỏ bị giảm.
BẢNG MÃ MÀU QUY ĐỊNH QUỐC TỂ CHO LOẠI 4 VỊNG MÀU
(E6, E12, E24)

Màu
Khơng màu
Bạc nhũ
Vàng đồng

Vịng 1
giá trị số
thứ nhất

Vòng 2
giá trị số
thứ hai

Vòng 3
giá trị hệ số
thập phân


Vịng 4
sai sơ'
± 20%
± 10%
±5%

—

—

—

—

10-^Q

—

—

10-’ Q

Đen

0

0

10° Q


Nâu

1
2
3

1
2

10^ Q

± 1%

±2%

3

10^Q
10^Q

4

4

lO-'Q

5
6

10®Q


Xanh da trời

5
6

Tím

7

7

10^Q

Xám

8

8

10®Q

Trắng

9

9

10®Q


Đỏ
Da cam
Vàng
Xanh lá

0,5%

10®Q

15


Vỉ dụ:
Vàng
4
Xanh da trời
6
Nâu
1

Tím
7
Xám
8
Xanh lá
5

Đỏ
10^Q
Xanh da trời

10® Q
Da cam
lO^Q

Vàng đồng
± 5%

= 68MQ ± 20%

± 20%
Bạc
+ 10%

= 15kQ ± 10%

có

BẢNG MÃ MÀU QUỐC TỂ CHO LOẠI ĐIỆN TRỞ
(E48, E96, E142)

Màu

Vòng 1
giá trị số
thứ nhất

Khơng màu
Bạc
Vàng đồng
Đen

Nâu
Đỏ
Da cam
Vàng
Xanh lá
Xanh da trời
Tím
Xám
1
Trắng

Vịng 2
giá trị sơ
thứ hai

= 4700Q ± 5%

Vịng 3
giá trị số
thứ ba

—

—

—

—

—


—

—

—

—

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

0
1
2
3
4
5
6
7
8
9


0
1
2
3
4
5
6
7
8
9

5 VẠCH MÀU

Vòng 4
hệ số
lũy thừa

Vòng 5
sai số
1 + 20%
± 10%
± 5%

10-^ Q
1 0 -'Q
10°Q
10’ Q
10^Q


± 1%
±2%

lO^Q
0,5%
10® Q
10' í ì
10®Q
10®Q

V í dư:
Nâu
1
Cam
3
Trắng
9

Xám
8
Xám
8
Tím
7

Tím
7
Xanh lá
5
Xanh da trời

6

Hệ S ố thập phân
Số giá trị 2^
\
/ Sai số
Số giá trị 1'

Da cam
10^Q
Vàng đồng
1 0 -'Q
Bac
10-^ Q

Đỏ
± 2%
Nâu
± 1%
Xanh lá
± 5%

= 187KQ ± 2%
= 38,5 n ± 1%
= 9,76 Q ± 0,5%

Số giá trị 3
H ệ số thập phân

Số giá trị 2


/ Sai số
r

------- \

1

E

<\Jơ) ưì
CTJ ro ơì cn
c
cc c c
'O 'O'O 'O 'P
> >> > >

i

'I -

'T- C\J co

CTJCJ) Ợ) OD

cccc
> > > 'O
>

-o -o


Hình 2.6a. Phân bơ vịng màu
quốc tế (loại 4 vịng).

16

Hình 2.6b. Phân bố vòng màu loại 5 vòng
theo quy định quốc tế.


BẢNG CÁC GIÁ TRỊ CHUẨN

c ủ a đ iệ n t r ở n h ó m

E48 (±2%) VÀ E96 (±1%)

E48 E96 E48 E96 E48 E96 E48 E96 E48 E96 E48 E96 E48 E96 E48 E96
100

105

11Q

115

121

127

100 133


133 178

178 237

237 316

316 422

422 562 562 750

750

102

137

182

243

324

432

768

105 140

140 187


187 249

249 332

332 442

442 590 590 787

787

107

143

191

255

340

453

806

110 147

147 196

196 261


261 348

348 464

464 619 619 825

825

113

150

200

267

357

475

845

'|15 154

154 205

205 274

274 365


365 487

487 649 649 866

866

118

158

210

280

374

499

887

121 162

162 215

215 287

287 383

383 511


511 681 681 909

909

124

165

221

294

392

523

931

127 169

169 226

226 301

301 402

402 536

536 715 715 953


953

130

174

232

309

412

549

976

576

604

634

665

698

732

2.2.2. Các dạng câu tạo của điện trỏ

2.2.2.1. Điện trở lớp

Trên thân lõi ô"ng bằng gô"m sứ hay thủy tinh, trong chân không,
một lớp mỏng (từ 0 ,0 0 1 p,m đến 2 0 |.im) vật liệu dẫn điện được phủ lên
nhị phương pháp cơng nghệ nhúng hay khuếch tán hdi. Các loại vật
liệu làm lớp điện trở thường dùng là than, kim loại (kể cả kim loại
hiếm) hay oxyt kim loại. Giá trị điện trỏ phụ thuộc vào vật liệu được
chọn, vào thòi gian bám phủ (hay độ dầy lớp bám phủ). Các hình dạng
lớp phủ kiểu bốc bay trong chân khơng được cho trên hình 2.7 hoặc 2.8.
Cấu hình lớp điện trỏ cho trên hình 2.9. Bên ngoài phần đưa chân ra
thường dùng nồi kim loại chụp hai đầu, phủ các hỢp chất chông cháy,
chông xâm thực của môi trường và ổn định về cơ học. Gần đây các
điện trở đưỢc chế tạo cấu hình đưa chân ra về một phía (hình 2.11).
Thân trụ gốm được thay bằng một bề mặt gơm trên đó đã cho lớp vật
liệu bô"c bay bám trên bề mặt. Hiện nay công nghệ chê tạo điện trở
thực hiện lắp ráp ngay vối các phân tử liên quan theo một mặt phẳng
xác định (gọi là công nghệ lắp ráp bề mặt SMD - Surface Mounted
Device). Hình 2 . 1 2 d chỉ ra cấu tạo điển hình của một điện trở SMD
trên bề mặt một phiến dẫn điện.
2-LKĐIỆNTỬ

17


C B H H Ĩ

7

Điện trở khơng có nồi nắp và mặt cắt của nó


Hình 2.7. Điện trỏ với các Idp uốn lượn

ĩi[ĩifỉiní]n

" từ các đường díc dắc

\Điện trở nồi nắp kim ioạị
Hình 2.8. Điện trở với các lớp gấp khúc

A

Hình 2.9. Các dạng câ'u tạo điện trỏ lốp

Ẳ

r

Hình 2.10. Một dạng điện trả

Hình 2.11. Điện trở lớp chế tạo về một phía

Hình 2.12. Điện trỏ lớp chế tạo theo công nghệ SMD

2.2.2.2. Điện trở trong công nghệ vimodun (vi điện tủ)

Trong công nghệ vi điện tử, điện trở cùng mọi linh kiện khác được
chế tạo đồng thòi theo một quy trình cơng nghệ chuẩn và đã được
ghép nốì sẵn thành một hoặc nhiều mạch hoàn chỉnh (gọi là một hoặc
nhiều modun). c ầ n phân biệt hai loại công nghệ: Công nghệ lớp dầy
và công nghệ màng mỏng. Thân điện trở trong hai loại công nghệ này

được vẽ trên các hình 2.13a (với cơng nghệ lốp dày) và hình 2.13b (vói
cơng nghệ màng mỏng), ở cơng nghệ lốp, trên đế (là 1 tấm oxyde
nhơm) nhị phương pháp nóng chảy có nén, một lớp bột kim loại (kim

18


loại quý, oxyde h a y m ộ t hỢp c h ấ t dẫn điộn) được g ắn lê n (để). Cịn

lí'ong cơng nghệ màng mỏng điện trở cũng như các linh kiện khác
dược chê tạo theo phương pháp bô"c bay ở pha hơi kim loại cho bám
lên một đế gô"m sứ trong môi trường chân không qua một mặt nạ với
các cửa sổ khác nhau. Theo đó các linh kiện trong đó có điện trở được
lạo ra với kích thước hình học chính xác nhị các tia laze cắt, giá trị
điện trở có sai số có thể đạt tới ± 0 , 1 %.

Oữĩtiũí

Điện trở
Đường d?n

y
Hỉnh 2.13a. Thân điện trở
trong kỹ thuật lớp dày

Hình 2.13b. Thân điện trỏ
trong kỹ thuật màng mỏng

2.2.2.3. Các điện trở loại dây quấn


Các d ây đ iện trở đưỢc q u ấ n trên một th â n đ ế loại gô"m sứ ch ịu
n h iệ t tạo th à n h n h ó m đ iệ n trở dây quấn.

Các điện trở dây quấn có điện cảm riêng khá lớn vì các vịng dây
của nó đã tự tạo ra điện cảm ký sinh. Đe giảm nhỏ điện cảm không
mong muôn này, cần d ù n g công nghệ quấn dây đơi, kiểu đơl ngẫu
(hình 2.14). Sợi dây điện trở được lấy điểm giữa và tạo ra một cặp dây
song song đế quấn. Như vậy một cặp vịng dây ln có chiều dịng
diện là ngược nhau (hình 2.14) và từ trường bị triệt tiêu. Tuy nhiên
do Lính k h ơ n g đơi x ứ n g lý tưởng, vẫn cịn đ iện cảm nhỏ và do đó h ạ n
chế tần sô" làm việc của loại điện trở này dưới 2 Ọ0 kHz. Các vòng dây
q u ấn đưỢc cách đ iệ n (th ư ờ n g d ù n g sơn cách đ iện p h ủ lê n hoặc nhờ lớp
diộn môi oxyde bề m ặt).

Hinh 2.14. Điện trỏ dây cuốn, nguyên lý cuốn kép.

19


Khi dịi hỏi cơng
suTìt rất lc)n (hàng
chục vv hay lìốn nữa),
các điộn irỏ dây quấn
dạng chữ nhật đưỢc sử
dụng. Các áạng diện
trở dây quấn thông
dụng dược cho trên
hinh 2.15, dược bảo vộ
chơng ẩm. clìơng chấy,
chơng xâm thực của

mơi trường hay bổn về
cơ học.

- -.............................

y

o

<>
Nối kiểu kẹp

It
Nối kiểu hàn

Nổi k'm loại ohép nối

Hình 2.15. Các dạng cảu tạo điện trỏ đảy cuốn.

2.3. ĐIỆN TRỎ THAY Đổl GIÁ TRỊ (BIỂN TRỞ)
Các diện trỏ thuộc nhóm
này có giá trị thay đổi được
trong một dải nliất dịnh và
được câ"u tạo có vị Irí dộng để
chọn mức giá Irị cần có nhị
một cơ cấu dịch chuyển quay
hay tịnh tiến (hình 2.16 và
hình 2.17).

Á


Hình 2.16. Điện trd điều chỉnh được
nhị con chạy.

Trên hình 2.16, giá trị điện trở thay đổi đưỢc nhờ một tiô”p điểm
trượt trên một đường ray, qua đó chọu đoạn làm việc cho điện trỏ.

Đường ray điện trỏ có thể là hình trịn hay đoạn thẳng. Đặc tính
biến đổi của điện trở tính theo độ dài làm việc có th ể là tuyến tính
(tơ"t nhâ't theo mong mn) liay phi tuyến tính đưỢc biểu diỗn trơn

hình 2.18, hình 2.19 hay hình 2.20. ở các đặc tính tuyến tính, với
gia số mộl góc quay cô" dinh hay gia số’ mộl độ dài đường ray cô" dịnh
luôn nhận dược một giá trị diộn trở không đổi. Các dạng biến đổi
phi Luvên tính (hàm exp, logarit, chữ s...) được cho trên các hình

2.19 và 2.20.
20


Ký hiệu

Hình 2.17. Các dạng điện trở biên đổi.

^Imax' ^2max

^Imin» ^2min
Ị

Đường rãnh đièn trở


Con chạy

-Ro

R=
Hình 2.18. Đường cong giá trị điện trỏ phụ thuộc vào vị trí con chạy.

21