Đang tải...

Công nghệ vật liệu Vài linh kiện bán dẫn thông dụng trên ô tô

Thảo luận trong 'Công nghệ mới' bắt đầu bởi khoadongluc, 6/4/09.

Thành viên đang xem bài viết (Users: 0, Guests: 0)

  1. khoadongluc
    Offline

    Nothing Is Impossible
    Thành viên BQT
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    17/3/09
    Số km:
    22,748
    Được đổ xăng:
    7,026
    Mã lực:
    2,289
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    31,450 lít xăng
    Trong tất cả các hệ thống điều khiển bằng điện trên ô tô không thể thiếu các linh kiện bán dẫn.Các linh kiện bán dẫn làm nhiệm vụ hạn dòng,chỉnh lưu,điều khiển đóng ngắt mạch điện,cảm nhận các thay đổi về dòng và điện áp trong mạch điện...Các linh kiện thông dụng và rất cơ bản trong một mạch điều khiển bằng điện tử gồm có điện trở,diode,tụ điện,transitor.
    1.Điện trở
    [​IMG]


    Một mạch điện bắt buộc phải có điện trở để hoạt động tốt .Điện trở thường được đưa vào trong mạch điện để làm giảm dòng,tạo điện áp rơi,hoặc phục vụ những hoạt động riêng.Tất cả các điện trở được đánh giá dựa trên giá trị Ohm của điện trở và hệ số công suất Watts (Watt = Volts x Amps)
    Có 3 loại điện trở cơ bản được dùng trong mạch điện ô tô:
    -Cố định
    -Phân đoạn
    -Biến đổi
    Mỗi loại có đặc điểm khác nhau và sử dụng từ phạm vi mạch quạt đơn giản đến mạch máy tính.

    a.Điện trở cố định
    Điện trở giá trị cố định được chia thành hai loại : loại cacbon metan oxit và loại ống dây.
    [​IMG]


    Loại cacbon
    Các điện trở cacbon thường được sử dụng trong các hệ thống điện Cacbon được pha trộn với các chất ,càng nhiều cacbon thì điện trở càng thấp.Điện trở cacbon có giá trị dòng cố định và được dùng để hạn dòng.Chúng được phân loại theo công suất và hầu hết có dãy mã màu để chỉ giá trị điện trở .Một điện trở điển hình có hệ số công suất từ 0.125 đến 2 W.
    [​IMG]


    Chú ý: loại phin mêtan oxit thường dùng thay thế cho cacbon.Trong khi cacbon chỉ chịu được khoảng trên 0.5W thì lọai phin mêtan Oxit có thể chịu được nhiệt độ cao hơn,nó được dùng cho điện trở khoảng 1-2W
    Dãy hệ số màu điện trở
    Hai dãy đầu tiên chỉ giá trị số của điện trở.Dãy thứ 3 còn được gọi là dãy bội số chỉ số lượng số 0 được thêm vào sau giá trị số.Dãy cuối cùng chỉ dung sai.
    [​IMG]


    Đen: giá trị 0
    Nâu: gái trị 1
    Đỏ: 2
    Cam: 3
    Vàng 4
    Xanh lá: 5
    Xanh biển: 6
    Tím: 7
    Xám: 8
    Trắng 9

    Cách đọc giá trị dãy màu
    Dùng minh họa bên dưới:
    Dãy đầu tiên màu Xanh lá có giá trị 5
    Dãy thứ hai màu Đỏ giá trị 2
    Dãy thứ ba màu Đen giá trị 0 (nghĩa là không có số 0 nào được cộng thêm vào dãy 1 và 2)
    Vậy giá trị điện trở là 52 Ohm
    [​IMG]


    Dung sai
    Điện trở thay đổi trong một khoảng dung sai.Giá trị dung sai thông thường là 20%,10%,5%,2% hoặc 1%. Đơn giản nó là phần trăm sai lệch lớn nhất có thể của giá trị điện trở thực so với giá trị điện trở thiết kế.Một điện trở 1% thì chất lựong cao hơn cái có tỉ lệ 20%.
    Dãy dung sai (dãy cuối) màu bạc thì giá trị là 10%.Vì vậy giá trị điện trở sẽ là 52 Ohm thêm vào hoặc trừ bớt 5.2 Ohm (từ 46.8 đến khoảng 57.2 Ohm).
    Không màu: +-20%
    Bạc: +-10%
    Vàng: +-5%
    Đỏ: +-2%
    Nâu: +-1%

    Điện trở cố định thường được sử dụng trong các mạch phân áp (xem hình)
    [​IMG]

    Chú ý hai điện trở R1 và R2 được gắn nối tiếp.Điện trở R1 được coi như điện trở cầu trên (pull-up resistor),được dùng để tạo ra điểm sụt áp (voltage drop point).Khi điện trở R2 của cảm biến nhiệt độ nước thay đổi,tạo ra điện áp rơi trên nó.Sự thay đổi này cũng làm thay đổi điện áp rơi trên R1.Một mạch theo dõi ở bên trong sẽ đo giá trị điện áp rơi này giữa hai điện trở.

    Điện trở loại ống dây
    Được làm từ những cuộn dây có điện trở (wire-wound resistors are made with coils of resistance wires).Thường có thêm gốm giúp tản nhiệt và bảo vệ dây điện trở,giúp điện trở hoạt động tốt và nhiệt ổn định.Giá trị điện trở thường cố định.Điện trở ống dây sử dụng trong mạch công suất cao thường từ 2W hoặc hơn.Điện trở ổn định lửa là một ví dụ về điện trở loại ống dây.
    [​IMG]


    Loại điện trở phân đoạn
    Một điện trở phân đoạn có hai hay nhiều hơn những nút cố định tạo thành những giá trị điện trở khác nhau.Những nút này cho dòng điện chạy qua toàn bộ hoặc một phần điện trở,làm thay đổi độ lớn dòng qua mạch.
    [​IMG]


    Điện trở phân đoạn cũng có thể được lồng vào gốm sứ và không có nhiều các điện trở cố định mắc nối tiếp nhau ở đầu ra của điện trở phân đoạn (hình minh họa trên cho thấy có 1 điện trở cố định mắc nối tiếp ở đầu ra điện trở phân đoạn)
    Một ví dụ về hoạt động của điện trở phân đoạn là mạch môtơ quạt giàn lạnh như chỉ ra hình bên dưới.
    [​IMG]


    Chú ý là hộp điện trở quạt giàn lạnh mắc nối tiếp với môtơ quạt giàn lạnh .Điện trở nối tiếp nhau càng cao thì dòng càng nhỏ,vì vậy mà sự cản trở của điện trở quạt giàn lạnh càng cao thì tốc độ quạt càng chậm.
    Ở tốc độ thấp,dòng sẽ chạy qua toàn bộ dãy điện trở từ chân số 3 đến chân số 1 rồi về mass (đường màu xanh dương).Môtơ sẽ quay tốc độ chậm vì có quá ít dòng điện chạy qua.
    Công tắc điều khiển tốc độ quạt xoay đến vị trí N2 (normal-2 là tốc độ trung bình mức 2) sẽ mở đường cho dòng điện về mass qua chân số 4.Dòng chạy qua chân số 3 và đi ra chân số 4 về mass (đường màu xanh lá).Dòng chỉ đi qua một phần của điện trở.Vì vậy ở tốc độ trung bình mức 2 môtơ quạt giàn lạnh quay nhanh hơn vì có nhiều dòng điện đi mạch hơn.

    2.Diode chỉnh lưu
    a.Cấu tạo diode chỉnh lưu
    [​IMG]


    [​IMG]

     Diode được cấu tạo từ Silic (Si) hoặc Germanium (Ge) và có hai cực dương (P) và âm (N).
    Khi diode được đặt đúng cực vào mạch điện,ta nói nó phân cực thuận.Khi diode đặt ngược chiều vào mạch điện,ta nói nó phân cực ngược.
     Diode chỉ cho dòng điện chạy qua theo chiều thuận.
    [​IMG]

     Nếu điện áp quá lớn sẽ làm diode bị thủng (khi đó diode sẽ thông mạch hoặc bị đứt)
     Diode được ứng dụng để chỉnh lưu bán kỳ hoặc toàn kỳ.Sau này khi phân tích mạch điện hệ thống nạp trên ô tô chúng ta sẽ thấy rõ công dụng chỉnh lưu toàn kỳ của diode.
    [​IMG]


    [​IMG]


    b.Đặc tính kỹ thuật
    • Điện áp trên Diode loại Silic là VSi=0,6V(Vmax=0,8V)
    Germanium là VGe=0,2V(Vmax=0,4V)
    [​IMG]

    • Dòng điện thuận cực đại,dòng bão hòa nghịch cực đại,và điện áp nghịch cực đại.
    [​IMG]


    c.Cách thử Diode
    • Dùng Ohm kế để đo.

    Chất Điện trở thuận Điện trở nghịch
    Si Vài KΩ Vô cùng lớn
    Ge Vài trăm Ω Vài trăm KΩ

    • Dùng thang đo Diode
    [​IMG]


    3.Diode Zenner
    Có cấu tạo giống như diode chỉnh lưu,nhưng các chất bán dẫn được pha vào một tỷ lệ tạp chất cao hơn.
    [​IMG]

    Khi phân cực thuận thì diode zener hoạt động như diode chỉnh lưu.
    Khi phân cực nghịch thì giữ cho điện áp không thay đổi ở một giá trị nào đó.
    [​IMG]

    Ứng dụng
    Được dùng ổn định điện áp trong các mạch có điện áp nguồn thay đổi: mạch đánh lửa,mạch tiết chế..

    4.Tụ điện
    • Được chế tạo từ hai bản cực dẫn điện đặt song song nhau,ở giữa có một lớp cách điện gọi là điện môi.
    [​IMG]


    [​IMG]

    • Tụ không cho dòng điện một chiều đi qua.Khi nối vào mạch,cực dương của tụ sẽ tích điện dương của nguồn,cực âm sẽ tích điện âm của nguồn.
    [​IMG]


    Phân loại
    Có 3 nhóm tụ chính:
    • Tụ mica: hoạt động ở tần số cao,do đó loại này có khả năng tích điện thấp.
    • Tụ gốm,giấy: hoạt động ở tần số trung bình,có khả năng tích điện vài trăm pF đến vài trăm nP.
    • Tụ hóa học: trong các mạch tần số thấp,khả năng tích điện cao trên 1 μF.

    Cách đo kiểm

    [​IMG]


    [​IMG]


    Dùng thang đo Ohm
    • Tụ >100μF dùng thang đo x1
    • Tụ từ 10 ÷100μF dùng thang đo x10
    • Tụ từ 100nF÷10μF dùng thang đo x1K
    • Tụ từ 1nF÷100nF dùng thang đo x10K
    • Tụ từ 100pF÷1nF dùng thang đo x1M
    • Tụ <100pF dùng thang đo x10M
    Đo 2 lần (mỗi lần đảo ngược chiều tụ lại).Nếu kim nhảy lên rồi trả về hết là tụ còn tốt.
     
  2. khoadongluc
    Offline

    Nothing Is Impossible
    Thành viên BQT
    Expand Collapse

    Tham gia ngày:
    17/3/09
    Số km:
    22,748
    Được đổ xăng:
    7,026
    Mã lực:
    2,289
    Giới tính:
    Nam
    Xăng dự trữ:
    31,450 lít xăng
    5.Transitor lưỡng cực
    Có hai loại :
    a.Transistor thuận PNP
    [​IMG]


    b.Transitor nghịch NPN
    [​IMG]


    Transisitor có thể được sử dụng như một bộ khuếch đại để điều khiển tốc độ motor điện chẳng hạn như motor quạt lạnh AC hoặc như một công tắc bán dẫn điều khiển kim phun.

    Transisitor được chế tạo từ vật liệu kiểu N hoặc kiểu P như diode và nguyên lý hoạt động cũng tương tự.Tuy nhiên transistor có hai mối nối PN thay vì chỉ một như diode,và với hai mối nối cho phép transistor hoạt động nhiều chức năng hơn diode.

    Transistor lưỡng cực được chế tạo gồm có ba phần:cực phát E,cực góp C và cực nền B.Có hai kiểu transisitor lưỡng cực: PNP và NPN.Trong kiểu PNP thì cực phát của transisitor được chế tạo từ vật liệu kiểu P,cực nền kiểu N và cực góp kiểu P.Transisitor kiểu PNP hoạt động khi cực phát được cấp dương còn cực nền và cực góp nối ra mass.
    [​IMG]


    Transisitor kiểu NPN có cực phát E được làm từ vật liệu kiểu N,cực nền kiểu P còn cực góp kiểu N.Transistor NPN hoạt động khi cực phát E nối mass còn cực nền và cực góp được cấp dương.Tuy khác nhau về các chân E,C,B nối vào mạch nhưng nguyên lý hoạt động của hai loại transistor này hoàn toàn giống nhau.

    [​IMG]



    [​IMG]


    Dòng chạy qua cực phát E và cực góp C nhờ dòng điều khiển chạy qua cực nền B.Cực E là nơi cho dòng điện chạy qua nhiều nhất và tùy vào kiểu vật liệu loại N hay P mà nó cho dòng điện chạy ngược lại.Cực góp có cường độ dòng đi qua nhỏ hơn và cực nền có dòng đi qua rất bé.Kết quả là với kiểu transistor này sẽ cho dòng đi qua cực phát-cực góp lớn hơn rất nhiều so với dòng đi qua cực phát-cực nền.Thông việc điều chỉnh dòng đi qua cực phát-cực nền sẽ điều khiển được dòng đi qua cực phát-cực góp.
    Ký hiệu transistor NPN và PNP cũng giống nhau,việc phân biệt được dựa vào dấu mũi tên bên phía cực phát chỉ chiều của dòng điện.Cực nền ký hiệu trông giống như chữ T và cực đối diện với cực phát luôn là cực góp.
    Transistor NPN có ký hiệu mũi tên quay về phía cực phát còn transistor PNP có mũi tên hướng vào trong.

    Ứng dụng phổ biến nhất của transistor trên ô tô là làm một công tắc điều khiển.Nó đặt tại các cổng tín hiệu điều khiển bên trong hộp ECU,ECM,hộp điều khiển lạnh,ABS,IC đánh lửa…chẳng hạn như điều khiển kim phun trong hệ thống EFI,điều khiển đóng mở đèn pha,gương chiếu hậu…Khi một transistor NPN được sử dụng như một công tắc,cực phát E nối mass và cực nền được cấp dương.Nếu điện áp dương ngừng cấp cho cực nền thì dòng cũng không còn chạy từ cực phát E đến cực C nữa và transistor ngừng hoạt động.Khi cực nền có một điện áp đủ lớn thì dòng lại chạy qua giữa cực E và C.Về cơ bản,transistor dùng một dòng nhỏ để điều khiển dòng lớn giống như rờle đề:một dòng nhỏ chạy qua cuộn dây rờle sẽ mở cho dòng lớn chạy tới máy khởi động.

    NGƯỠNG CỦA TRANSISTOR
    [​IMG]


    [​IMG]


    Chúng ta biết rằng dòng chạy qua cực phát - nền sẽ điều khiển dòng chạy qua cực phát-cực góp.Vì vậy mà cường độ dòng đi qua cực phát - nền sẽ ảnh hưởng đến cường độ dòng đi qua cực phát - góp.Tỷ lệ giữa hai cường độ dòng này gọi là ngưỡng của transistor.Ngưỡng này cho phép ta điều khiển một dòng lớn thông qua một dòng rất nhỏ giống như cách hoạt động của rờle.Vi dụ:nếu một transistor có ngưỡng là 100 nghĩa là chỉ cần dòng qua cực phát - nền là 10mA thì ta có được dòng qua cực phát–góp là 1000mA.Việc tăng dòng này diễn ra cho tới khi transistor đạt trạng thái bão hòa.Lúc này dòng qua cực phát-nền tăng nhưng không làm tăng dòng qua cực phát-góp thêm nữa.

    Transistor được dùng làm công tắc sẽ hoạt động ở trạng thái bão hòa,còn transistor dùng để khuếch đại sẽ làm việc trong giai đoạn từ lúc bắt đầu được kích cho tới lúc bắt đầu bão hòa.

    Một ứng dụng khác của transistor là khuếch đại.Trạng thái làm việc này là sự liên hệ giữa dòng qua cực phát-nền với dòng qua cực phát-góp.Vì việc thay đồi dòng nhỏ qua cực phát-nền sẽ ảnh hưởng đến dòng qua cực phát-góp nên ta có thể sử dụng transistor để tăng độ lớn của các tín hiệu nhỏ trong radio hoặc thực hiện những điều khiển khác nhau lên motor.

    Trên một số đời Toyota,transistor đựơc dùng điều khiển các tốc độ khác nhau của motor chẳng hạn như của motor quạt giàn lạnh của Cressida và motor điện kéo bơm trợ lực lái trên

    MR2 1991.Bằng cách thay đổi dòng trên cực phát-nền của transistor làm dòng chạy qua motor thay đổi,vì vậy thay đổi tốc độ của motor.
     

Chia sẻ trang này