Bài giảng môn Linh kiện điện tử - Chương 2: Linh kiện điện tử chân không

BÀI GIẢNG MÔN LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CHƯƠNG 2: LINH KIỆN ĐIỆN TỬ CHÂN KHÔNG2.1 ĐÈN ĐIỆN TỬ 2 CỰC2.2 ĐÈN ĐIỆN TỬ 3 CỰC2.3 ĐÈN ĐIỆN TỬ NHIỀU CỰC2.4 ỐNG PHÓNG TIA ĐIỆN TỬ 2.1 Đèn điện tử 2 cực eSự dịch chuyển của electron trong môi trường chân không: Khi có sự chênh lệc điện thế giữa 2 bản cực thì bản cực + sẽ hút các e bị bức xạ ra không gian làm các e dịch chuyển từ bản cực – tới + 2.1 Đèn điện tử 2 cực eSự dịch chuyển của electron trong môi trường chân không: Khi có sự chênh lệc điện thế giữa 2 bản cực thì bản cực + sẽ hút các e bị bức xạ ra không gian làm các e dịch chuyển từ bản cực – tới + (Giữa 2 cực có điện trường E có chiều từ + tới –Điện trường này sẽ tác động lên các e làm các e bay theo chiều ngược với chiều điện trường.)E2.1 Đèn điện tử 2 cựcNhận xét: - Đèn điện tử 2 cực có 2 trạng thái làm việc là thông bão hòa và tắt. - Trạng thái làm việc của đèn điện tử 2 cực phụ thuộc vào cực tính của điện áp đặt vào A và K - Được ứng dụng trong các mạch chỉnh lưu điện áp từ AC sang DC, mạch tách sóng biên độ => Đèn điện tử 2 cực không có khả năng khuếch đại tín hiệu. 2.2 Đèn điện tử 3 cực2.2.1 Cấu tạo2.2.2 Nguyên lý hoạt động2.2.3 Ứng dụng2.2 Đèn điện tử 3 cựcH2.6-Cấu tạo và ký hiệu của đèn điện tử 3 cựca) Cấu tạo đđtû ba cựcb) Ký hiệu đđt ba cựcA(anốt)K(katốt)Ung(Lưới)KAgAgKVỏ đènCấu tạo:Gồm 3 điện cực:- Katốt (K): được làm bằng kim loại bên ngoài có phủ một lớp ôxit kim loại để dễ phát xạ điện tử khi được nung nóng 2.2.1 2.2 Đèn điện tử 3 cựcH2.6-Cấu tạo và ký hiệu của đèn điện tử 3 cựca) Cấu tạo đđtû ba cựcb) Ký hiệu đđt ba cựcA(anốt)K(katốt)g(Lưới)UnKAgAgKVỏ đènCấu tạo:Gồm 3 điện cực- Katốt (K) Anốt (A) : Làm bằng kim loại có công thoát lớn để tránh phát xạ thứ cấp2.2.1 2.2 Đèn điện tử 3 cựcH2.6-Cấu tạo và ký hiệu của đèn điện tử 3 cựca) Cấu tạo đđtû ba cựcb) Ký hiệu đđt ba cựcA(anốt)K(katốt)Ung(Lưới)KAgAgKVỏ đènCấu tạo:Gồm 3 điện cực- Katốt (K) Anốt (A) Lưới : Nằm giữa A và K+ Làm từ những sợi kim loại mảnh, khó nóng chảy.+ Đan thành mắt lưới hoặc quấn dạng xoắn lò xo bao quanh katốt+ Khoảng cách từ lưới tới K rất gần hơn tới A2.2.1 2.2 Đèn điện tử 3 cựcH2.6-Cấu tạo và ký hiệu của đèn điện tử 3 cựca) Cấu tạo đđtû ba cựcb) Ký hiệu đđt ba cựcA(anốt)K(katốt)Ung(Lưới)KAgAgKVỏ đèn2.2.1 Cấu tạo: Gồm 3 điện cực - Ka-tốt (K) - A-nốt (A) - Lưới (g) * Đối với đèn nung nóng gian tiếp còn có thêm sợi đốt nằm trong ka- tốt * Tất cả được đặt trong bình kín rút chân khôngIaH2.7-Mạch điện cơ bản đèn ba cựcRtEaUa AKURt Ug g Un2.2 Đèn điện tử 3 cựcNguyên lý hoạt động* Điều kiện làm việc: Ua > 0 Ug >0, 0, ta sẽ xét từng trường hợp khi Ug thay đổi. 2.2.2 2.2.2.1 IaH2.7-Mạch điện cơ bản đèn ba cựcRtEaUa AKURt Ug g Un2.2 Đèn điện tử 3 cựcNguyên lý hoạt động: Hoạt động: Khi Ug 0 giữa lưới và K hình thành trường tăng tốc làm cho các điện tử phát xạ từ K dễ dàng bay về A. Khi Ug >>0, các điện tử phát xạ từ K về hết A, dòng diện tử bão hòa.2.2.2 2.2.2.1 IaH2.7-Mạch điện cơ bản đèn ba cựcRtEaUa AKURt Ug g Un2.2 Đèn điện tử 3 cực2.2.2 Nguyên lý hoạt động: Hoạt động: Do A nhận thêm điện tử nên mang điện tích âm, do A được nối với +Ea nên sẽ bị cực dương nguồn hút về K bị mất điện tử nên mang điện tích dương, nó sẽ hút các điện tử từ –Ea nên thế chỗ Dòng điện tử chạy: -Ea -> K -> A-> +Ea2.2.2.1 IaH2.7-Mạch điện cơ bản đèn ba cựcRtEaUa AKURt Ug g Un2.2 Đèn điện tử 3 cực2.2.2 Nguyên lý hoạt động: Hoạt động: Dòng điện Ia chạy ở mạch ngoài: +Ea ->A -> K-> -Ea- Cường độ dòng điện này phụ thuộc vào hiệu điện thế tại lưới2.2.2.1 IaH2.7-Mạch điện cơ bản đèn ba cựcRtEaUa AKURt Ug g Un2.2 Đèn điện tử 3 cực2.2.2 Nguyên lý hoạt động: Hoạt động: Khi Ug dương sẽ hút một số điện tử từ K về tạo nên dòng Ig dòng điện này rất nhỏ hơn dòng Ia . 2.2.2.1 IaH2.7-Mạch điện cơ bản đèn ba cựcRtEaUa AKURt Ug g Un2.2 Đèn điện tử 3 cực2.2.2 Nguyên lý hoạt động: Hoạt động: Khi Ug dương sẽ hút một số điện tử từ K về tạo nên dòng Ig dòng điện này rất nhỏ hơn dòng Ia . * Như vậy sự thay đổi điện áp cực lưới sẽ dẫn đến sự thay đổi dòng Ia nên ta nói cực lưới là cực điều khiển.2.2.2.1 2.2 Đèn điện tử 3 cựcNguyên lý hoạt động: Đặc tuyến Anốt-lưới: Biểu thức Ia = f(Ug) Ua= const Đặc tuyến chia làm 3 vùng:+ Vùng tắt+ Vùng khuếch đại+ Vùng bão hòa- Tập hợp các đặc tuyến gọi là họ đặc tuyến Ia(mA) Ug(mV) vuøng taét KÑ baõo hoøa Ibh Hình 2.8-Đặc tuyến anốt-lưới của đèn ba cực2.2.2 Ua1Ua2Ua3 Ua1 > Ua2>Ua32.2.2.2 2.2 Đèn điện tử 3 cựcỨng dụng: * Làm khóa đóng mở điện tử trong các mạch dao động tích thoát (tạo xung)2.2.3 Phần tử tích trữ năng lượngNguồn năng lượngMạch phóngđiệnThiết bịchuyển mạchK1K22.2 Đèn điện tử 3 cựcỨng dụng: * Làm khóa đóng mở điện tử trong mạch đa hài tạo xung vuông+Ea Ra1 Ra2+ -C1C2 Đ1 Đ2 Rg1 Rg2 Ua2Ua1- +Ua1 Ua2tt2.2.3 2.2 Đèn điện tử 3 cực2.2.3 Ứng dụng:* Làm phần tử khuếch đại trong các mạch khuếch đại, tầng khuếch đại Ia Ia Ug Ug t tIaRtEaUa AKURt Ug g Un URt UgIattt2.2 Đèn điện tử 3 cực2.2.3 Ứng dụng:* Làm phần tử khuếch đại biên độ dòng điện, điện áp trong các mạch khuếch đại, tầng khuếch đại 2.2 Đèn điện tử 3 cực Nhận xét: - Đèn điện tử 3 cực sử dụng làm khóa điện tử trong các mạch tạo xung với thời gian đáp ứng nhanh, xung ra có sườn trước và sau nhỏ. - Đèn điện tử 3 cực có khả năng khuếch đại tín hiệu nên được sử dụng rộng rãi trong các mạch khuếch đại, tuy nhiên do có điện dung ký sinh nên khả năng làm việc ở tần số cao là không tốt. Để khắc phục nhược điểm này người ta chế tạo ra các đèn điện tử nhiều cực. 2.2 Đèn điện tử 3 cựcHƯỚNG DẪN ÔN TẬP Yêu cầu: Nắm chắc cấu tạo của đèn. Hiểu rõ nguyên lý hoạt động của đèn. Biết được ứng dụng của đèn trong thực tế Phương pháp: Quan sát cấu tạo bên trong đèn trên thực tế. Từng người trong nhóm phân tích nguyên lý hoạt động thông qua sơ đồ mạch điện, sau đó các thành viên còn lại của nhóm nhận xét đánh giá.