Giáo trình Điện tử nâng cao
Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp ở
trình độ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Điện tử nâng cao là
một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành đƣợc biên soạn
theo nội dung chƣơng trình khung đƣợc Bộ Lao động Thƣơng binh Xã hội và
Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích
hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc.
Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức
mới có liên quan đến nội dung chƣơng trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu
đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành đƣợc biên soạn gắn với nhu cầu thực
tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao. Nội dung giáo trình đƣợc
biên soạn với dung lƣợng thời gian đào tạo 120 giờ gồm có:
MĐ22-01: Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD
MĐ22-02: Kỹ thuật hàn IC
MĐ22-03: Mạch điện tử nâng cao.
MĐ22-04: Chế tạo mạch in phức tạp
Tóm tắt nội dung tài liệu: Giáo trình Điện tử nâng cao
BỘ LAO ĐỘNG THƢƠNG BINH VÀ XÃ HỘI TỔNG CỤC DẠY NGHỀ GIÁO TRÌNH Môn học: ĐIỆN TỬ NÂNG CAO NGHỀ: ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP TRÌNH ĐỘ: TRUNG CẤP Ban hành kèm theo Quyết định số:120/QĐ-TCDN ngày 25 tháng 02 năm 2013 của Tổng cục trưởng Tổng cục Dạy nghề Năm 2013 1 TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN Tài liệu này thuộc loại sách giáo trình nên các nguồn thông tin có thể đƣợc phép dùng nguyên bản hoặc trích dùng cho các mục đích về đào tạo và tham khảo. Mọi mục đích khác mang tính lệch lạc hoặc sử dụng với mục đích kinh doanh thiếu lành mạnh sẽ bị nghiêm cấm. 2 LỜI GIỚI THIỆU Để thực hiện biên soạn giáo trình đào tạo nghề Điện tử công nghiệp ở trình độ Cao Đẳng Nghề và Trung Cấp Nghề, giáo trình Điện tử nâng cao là một trong những giáo trình môn học đào tạo chuyên ngành đƣợc biên soạn theo nội dung chƣơng trình khung đƣợc Bộ Lao động Thƣơng binh Xã hội và Tổng cục Dạy Nghề phê duyệt. Nội dung biên soạn ngắn gọn, dễ hiểu, tích hợp kiến thức và kỹ năng chặt chẽ với nhau, logíc. Khi biên soạn, nhóm biên soạn đã cố gắng cập nhật những kiến thức mới có liên quan đến nội dung chƣơng trình đào tạo và phù hợp với mục tiêu đào tạo, nội dung lý thuyết và thực hành đƣợc biên soạn gắn với nhu cầu thực tế trong sản xuất đồng thời có tính thực tiển cao. Nội dung giáo trình đƣợc biên soạn với dung lƣợng thời gian đào tạo 120 giờ gồm có: MĐ22-01: Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD MĐ22-02: Kỹ thuật hàn IC MĐ22-03: Mạch điện tử nâng cao. MĐ22-04: Chế tạo mạch in phức tạp Trong quá trình sử dụng giáo trình, tuỳ theo yêu cầu cũng nhƣ khoa học và công nghệ phát triển có thể điều chỉnh thời gian và bổ sung những kiên thức mới cho phù hợp. Trong giáo trình, chúng ta có đề ra nội dung thực tập của từng bài để ngƣời học cũng cố và áp dụng kiến thức phù hợp với kỹ năng. Tuy nhiên, tùy theo điều kiện cơ sơ vật chất và trang thiết bị, các trƣờng có thề sử dụng cho phù hợp. Mặc dù đã cố gắng tổ chức biên soạn để đáp ứng đƣợc mục tiêu đào tạo nhƣng không tránh đƣợc những khiếm khuyết. Rất mong nhận đƣợc đóng góp ý kiến của các thầy, cô giáo, bạn đọc để nhóm biên soạn sẽ hiệu chỉnh hoàn thiện hơn. Các ý kiến đóng góp xin gửi về Trƣờng Cao đẳng nghề Lilama 2, Long Thành Đồng Nai . Đồng Nai, ngày 10 tháng 06 năm 2013 Tham gia biên soạn 1. Chủ biên: TS. Lê Văn Hiền 2. Ths. Trần Minh Đức 3 MỤC LỤC TUYÊN BỐ BẢN QUYỀN ..................................................................... 0 LỜI GIỚI THIỆU .................................................................................... 2 Bài 1: ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN ...................................... 7 1. Linh kiện hàn bề mặt (SMD) ............................................................... 7 1.1 Khái niệm chung ..................................................................................... 7 1.2 Linh kiện thụ động ................................................................................ 7 2. Khai thác sử dụng máy đo chuyên dụng .......................................... 30 2.1. Sử dụng máy đo VOM ở thang đo dòng .............................................. 30 2.3 Kết hợp các thiết bị đo lƣờng trong cân chỉnh sửa chữa...................... 42 2.4. Sử dụng các phần mềm chuyên dụng để kiểm tra sửa chữa ................ 73 Bài 2: KỸ THUẬT HÀN IC ................................................................ 112 1. Giới thiệu dụng cụ hàn và tháo hàn ................................................. 112 1.1 Mỏ hàn vi mạch ................................................................................... 112 1.2 Máy khò để tháo chân linh kiện .......................................................... 112 2. Phƣơng pháp hàn và tháo hàn .......................................................... 113 2.1 kỹ thuật tháo hàn ............................................................................... 113 2.2 kỹ thuật hàn ....................................................................................... 116 2.3 Các điểm cần lƣu ý ............................................................................ 120 3. Phƣơng pháp xử lý vi mạch in sau khi hàn ....................................... 120 3.1 Các yêu cầu về mạch, linh kiện sau hàn đối với vi mạch .............. 120 3.2 Phƣơng pháp xử lý mạch in sau khi hàn.......................................... 121 Bài 3: MẠCH ĐIỆN TỬ NÂNG CAO ................................................. 124 1. Nguồn ổn áp kỹ thuật cao ............................................................... 124 1.1 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng transitor ..................................... 124 1.2 Mạch nguồn ổn áp kiểu xung dùng IC ............................................... 124 1.3 Một số loại nguồn ổn áp khác ........................................................... 141 1.4 Kiểm tra, sửa chữa các nguồn ổn áp kỹ thuật cao.............................. 147 2. Mạch bảo vệ .................................................................................... 151 2.1 Khái niệm chung về mạch bảo vệ .................................................... 152 2.2 Mạch bảo vệ chống ngắn mạch dùng IC:............................................ 152 2.3. Mạch bảo vệ chống quá áp dùng IC ................................................ 152 2.4. Kiểm tra, sửa chữa các mạch bảo vệ .................................................. 153 4 3. Mạch ứng dụng dùng IC OP-AMP .................................................. 156 3.1 Khái niệm chung ................................................................................. 157 3.2.Mạch khuếch đại dùng OP- AMP ..................................................... 157 3.3 Mạch dao động dùng OP-AMP ........................................................ 160 3.4. Mạch nguồn một chiều dùng OP-AMP ........................................... 169 3.5 Kiểm tra, sửa chữa, thay thế IC trong các mạch ứng dụng dùng Opamp 173 4. Một số mạch khuếch đại, lọc chất lƣợng cao dùng IC ..................... 178 4.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ ..................................................................... 178 4.2 Sửa chữa mạch khuếch đại, mạch lọc dùng IC ................................... 181 5. Một số mạch báo động dùng IC và cảm biến .................................... 182 5.1 Lắp ráp mạch theo sơ đồ nguyên lý .................................................... 182 5.2 Sửa chữa mạch báo động dùng IC và cảm biến. ............................. 185 Bài 4: CHẾ TẠO MẠCH IN PHỨC TẠP ............................................ 186 1. Phần mềm chế tạo mạch in .............................................................. 186 1.1 Giới thiệu chung ................................................................................. 186 1.2 Vẽ mạch nguyên lý và mạch in ........................................................... 186 1.3 Tạo thƣ viện và xử lý lỗi .................................................................... 195 2. Các bƣớc thực hiện gia công mạch in .............................................. 206 2.1 Chế bản trên phim .............................................................................. 206 2.2 Chuẩn bị mạch in ................................................................................ 206 2.3 In mạch in trên tấm mạch in ................................................................ 207 2.4 Ăn mòn mạch in .................................................................................. 208 TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................... 210 PHỤ LỤC ........................................................................................... 211 5 MÔ ĐUN ĐIỆN TỬ NÂNG CAO Mã số mô đun: MĐ22 Vị trí, tính chất của mô đun Vị trí của mô đun: Mô đun đƣợc bố trí dạy cuối chƣơng trình sau khi học xong các môn chuyên môn nhƣ: Điện tử cơ bản, kỹ thuật xung - số, vi xử lý Tính chất: là mô đun nghiên cứu về phần điện tử chuyên sâu Mục tiêu của mô đun + Về kiến thức: - Nhận dạng, đọc, đo linh kiện điện tử hàn bề mặt chính xác. - Tìm, nhận dạng, thay thế tƣơng đƣơng, tra cứu đƣợc một số IC thông dụng. - Phân tích, thiết kế đƣợc một số mạch ứng dụng phức tạp dùng IC + Về kỹ năng: - Lắp ráp, kiểm tra, thay thế đƣợc các linh kiện, mạch điện tử chuyên dụng đúng yêu cầu kỹ thuật - Hàn và tháo đƣợc các mối hàn trong mạch điện, điện tử phức tạp an toàn. - Chế tạo đƣợc các mạch in phức tạp đúng thiết kế và đạt chất lƣợng tốt. + Về thái độ: - Rèn luyện thái độ nghiêm túc, cẩn thận, chính xác trong học tập và thực hiện công việc III. NỘI DUNG MÔ ĐUN ST T Tên các bài trong mô đun Thời gian Tổng số Lý thuyết Thực hành Kiểm tra 1 Đọc, đo, kiểm tra linh kiện SMD 30 4 24 2 2 Kỹ thuật hàn IC 20 6 13 1 3 Mạch điện tử nâng cao 100 32 64 4 4 Chế tạo mạch in phức tạp 30 8 20 2 Cộng: 180 50 121 9 6 7 BÀI 1 ĐỌC, ĐO VÀ KIỂM TRA LINH KIỆN Mã bài: MĐ 24-1 Giới thiệu Linh kịên dán bao gồm các điện trở, tụ điện,transistor... là các linh kiện đƣợc dùng phổ biến trong các mạch điện tử.. Tuỳ theo yêu cầu sử dụng, những linh kiện này đƣợc chế tạo để sử dụng cho nhiều loại mạch điện tử khác nhau và có những đặc tính kỹ thuật tƣơng ứng với từng loại mạch điện tử. Thí dụ, các mạch trong thiết bị đo lƣờng cần dùng loại điện trở có độ chính xác cao, hệ số nhiệt nhỏ; các mạch trong thiết bị cao tần cần dùng loại tụ điện có độ tổn hao nhỏ; các mạch cao áp cần dùng tụ điện có điện áp công tác lớn. Những linh kiện này là những linh kiện rời rạc, khi lắp ráp các linh kiện này vào mạch điện tử cần hàn nối chúng vào mạch. Trong kỹ thuật chế tạo mạch in và vi mạch, ngƣời ta có thể chế tạo luôn cả điện trở, tụ điện, vòng dây trong mạch in hoặc vi mạch. Mục tiêu: Phân biệt đƣợc các loại linh kiện điện tử hàn bề mặt rời và trong mạch điện. Đọc, tra cứu chính xác các thông số kỹ thuật linh kiện điện tử dán Đánh giá chất lƣợng linh kiện bằng máy đo chuyên dụng Rèn luyện tính tỷ mỉ, chính xác, an toàn và vệ sinh công nghiệp 1. Linh kiện hàn bề mặt (SMD) Mục tiêu + Nhận biết linh kiện SMD + Sử dụng đƣợc các máyđo chuyên dụng + Biết sử dụng các phần mềm để kiểm tra sữa chữa 1.1 Khái niệm chung Linh kiện SMD (Surface Mount Devices) - loại linh kiện dán trên bề mặt mạch in, sử dụng trong công nghệ SMT (Surface Mount Technology) gọi tắt là linh kiện dán. Các linh kiện dán thƣờng thấy trong mainboard: Điện trở dán, tụ dán, cuộn dây dán, diode dán, Transistor dán, mosfet dán, IC dán... Rõ ràng linh kiện thông thƣờng nào thì cũng có linh kiện dán tƣơng ứng. 1.2 Linh kiện thụ động 8 Hình1.1: Hình ảnh một số linh kiện SMD 1.2.1 Điện trở SMD Cách đọc trị số điện trở dán: Hình 1.2: Giá trị điện trở SMD Điện trở dán dùng 3 chữ số in trên lƣng để chỉ giá trị của điện trở. 2 chữ số đầu là giá trị thông dụng và số thứ 3 là số mũ (số không). Ví dụ: 334 = 33 × 10 4 ohms = 330 kilohms 222 = 22 × 10 2 ohms = 2.2 kilohms 473 = 47 × 10 3 ohms = 47 kilohms 105 = 10 × 10 5 ohms = 1.0 megohm 9 Đối với điện trở dƣới 100 ohms sẽ ghi: số cuối = 0 (Vì 100 = 1). Ví dụ: 100 = 10 × 10 0 ohm = 10 ohms 220 = 22 × 10 0 ohm = 22 ohms Đôi khi nó đƣợc khi hẳn là 10 hay 22 để tránh hiểu nhầm là 100 = 100ohms hay 220 Điện trở nhỏ hơn 10 ohms sẽ đƣợc ghi kèm chữ R để chỉ dấu thập phân. Ví dụ: 4R7 = 4.7 ohms R300 = 0.30 ohms 0R22 = 0.22 ohms 0R01 = 0.01 ohms Hình 1.3: Một số giá trị điện trở SMD thông dụng Trƣờng hợp điện trở dán có 4 chữ số thì 3 chữ số đầu là giá trị thực và chữ số thứ tƣ chính là số mũ 10 (số số không). Ví dụ: 1001 = 100 × 10 1 ohms = 1.00 kilohm 4992 = 499 × 10 2 ohms = 49.9 kilohm 1000 = 100 × 10 0 ohm = 100 ohms Một số trƣờng hợp điện trở lớn hơn 1000 ohms thì đƣợc ký hiệu chữ K (tức Kilo ohms) và điện trở lớn hơn 1000.000 ohms thì ký hiệu chử M (Mega ohms). Các điện trở ghi 000 hoặc 0000 là điện trở có trị số = 0ohms. 10 Bảng tra mã điện trở SMD Đối với trở 3 số Ví dụ 330= 33Ω; 221 = 220 Ω; 683= 68000 Ω; 105= 1000000 Ω= 1M Ω; 8R2 = 8.2 Ω Đối với trở 4 số 1000 = 100 Ω 4992= 49900 Ω = 49,9K Ω 16234 = 162000 Ω= 162K Ω 0R56 hoặc R56 = 0,56 Ω Các chữ cái nhân nhƣ sau 11 Chú thích: Letter: chữ cái Mult: hệ số nhân Or: hoặc Ví dụ 22A = 165 Ω 68C = 49900 Ω 43E = 2470000 Ω = 2.47M Ω Các điện trở này có sai số 1% Sau đây là bảng tra các điện trở có sai số: 2%; 5% và 10% Ví dụ: A55 = 330 Ω có sai số 10% C31 = 18000Ω = 18K Ω có sai số 5% D18 = 520000 Ω = 510K Ω có sai số 2% Bảng tra ký hiệu chân của điện trở SMD 12 Hình dáng chân linh kiện SMD 13 14 1.2.2 . Tụ điện SMD Các tụ gốm SMD: Thƣờng đƣợc ký hiệu với một mã, gốm có một hoặc hai ký tự và một số. Ký tự đầu tiên trình bày mã nhà sản suất (ví dụ: K là Kemet ), ký tự thứ 2 chỉ giá trị của tụ và hệ số nhân của tụ. Đơn vị của tụ pF. Ví dụ: S3 = 4.7nF (4.7pF) (không có mã nhà sản xuất) KA2 = 100pF (1.0*10 2pF) của nhà sản suất Kemet 15 Ghi chú: Letter: ký tự Mantissa: giá trị hệ số nhân cho tụ Tụ phân cực SMD Ví dụ: 10 6V = 10uF 6V Đôi khi có sử dụng các mã thƣờng gồm một ký tự và 3 số. Trong đó ký tự chỉ điện áp làm việc và 3 số chỉ điện dung của tụ pF Ví dụ: Phần vạch chỉ cực dƣơng của tụ Cách đọc nhƣ sau A475 = 47*10 5 pF= 4.7µF 10V Ta có bảng tra mã điện áp của tụ nhƣ sau Letter :ký tự Voltage: điện áp 1.2.3 Diode SMD Mã diode HP: Thƣờng đƣợc suất hiện theo sơ đồ mã cố định Sơ đồ kiểu mã thông thƣờng là: HSMX-123# Trong đó 16 HSM: tiêu chuẩn mã diode HP X hay S là diode schottky #: Mã số thiết bị SOT323 hay SOT23 Cách đọc didoe SMD tƣơng ứng với ký tự và mã số nhƣ sau Các linh kiện đƣợc đánh dấu bằng vạch màu (MELF/SOD-80) Một số nhà sản suất cũng đã có những kiểu mã chung cho MELF diode và mini MELF diodes Vạch mảu cathode Kiểu linh kiện nhỏ MELF Đen Mục đích thông thƣờng Vàng Tần số cao Xanh lá cây Schottky Xanh lam Zener 17 Một số dòng diode của hãng Rohm kiểu LL-34 thuộc dòng diode zener RLZ LL-34 Trong đó vạch màu thứ 3 luôn có màu xanh lá cây 18 Green: xanh lá cây Blue: xanh lam Một số các kiểu didoe dạng dẻo dạng MELF của hãng Vishay /general Semiconductor kiểu mini – MELF có mã màu đƣợc cho trong bảng sau A * (dấu sao) chỉ thiết bị là mini – MELF Vạch màu thứ nhất là màu đỏ, vạch màu thứ hai cho trong bảng sau Vạch màu thứ nhất là màu cam, vạch màu thứ hai cho trong bảng sau 19 Vạch màu thứ nhất là màu xanh lá cây, vạch màu thứ hai cho trong bảng sau Vạch màu thứ nhất là màu trắng, vạch màu thứ hai cho trong bảng sau 20 Đối với dide dạng kiểu SOD 123 và SOD323 SOD-123 SOD 323 Mã linh kiện ký tự / số đƣợc liệt kê ở bảng sau 1.2.4 Phụ lục tra linh kiện SMD Đƣợc trình bày ở phần phụ lục Hƣớng dẫn cách sử dụng bảng mã tra S ... h nguyên lý và mạch in Nguyên lý hoạt động của mạch: Khi động cơ đƣợc nối đến J1 quay sẽ cho ra điện áp cảm ứng đặt vào chân số 1 của Triac. Nếu động cở bị giảm tốc độ ( có thể do tải tăng lên) làm V1 giảm, D2 sẽ dẫn điện tạo dòng kích cho Triac. Dòng điện qua triac tăng lên sẽ làm tăng tốc độ động cơ tăng lên nhƣ 187 cũ. Nếu động cơ bị tăng tốc độ ( có thể do tải giảm xuống ) làm V1 tăng, D2 bị phân cực ngƣợc sẽ ngƣng dẫn, giảm dòng điện cấp cho động cơ, tốc độ động cơ giảm xuông nhƣ cũ. Hình 4.1: Mạch điều khiển động cơ AC Các linh kiện trong mạch: 5 điện trở, 1 biến trở, 2 tụ không phân cực, 3 diode chỉnh lƣu, 2 transistor ngƣợc , 1 triac, 2 chân cắm, công tắc 3 cực 1 Bây giờ quay trở lại cửa sổ Place Part ( Shift + P hoặc P ). Lấy ra 1 con trở nào ở khung Part ta gõ vào R sẽ có hình ảnh nhƣ sau Enter để lấy R. sau đó R sẽ đi theo chuột của ta, nhấp chuột vào 5 vị trí để lấy 5 điện trở. Muốn thoát để lấy linh kiện khác thì ấn ESC,hoặc nhấp chuột vào biểu tƣợng Select trên thanh công cụ để kết thúc 188 Để chọn chân cắm cho linh kiện ta cũng làm tƣơng tự, ở khung Part các bạn gõ CON2, sau đó nhấp OK để trở về màn hình làm việc Gõ RESISTOR VAR ở khung Part để lấy biến trở: Để lấy tụ điện không phân cực chọn CAP NP tạikhung Part của thƣ viện sau đó OK để trở về màn hình làm việc 189 Tiếp theo, bạn chọn DIODE tại khung Part để lấy đi ốt,nhấp OK để trở về màn hình làm việc. Nhấp chuột trái vào 3 vị trí khác nhau để lấy 3 diode Chọn công tắc 3 chấu bằng cách gõ SW MAG-SPDT trong khung Part, sau đó nhấp OK để trở về màn hình làm việc. Tại trang vẽ nhấp chuột trái vào một vị trí bất kì để chọn công tắc 190 Để lấy Triac, tại khung Part của hộp thoại Place Part gõ TRIAC, sau đó nhấp OK và nhấp chuột trái vào vị trí bâts kì để chọn Triac Chọn cuộn dây bằng cách tại khung Part gõ INDUCTOR FERITE. OK để trở về màn hình làm việc 191 Tiếp theo chọn transistor NPN bằng cách gõ NPN vào khung Part. OK Cuối cùng, chọn chân Mass bằng cách nhấp vào biểu tƣợng Place Ground bên thanh công cụ. Tại khung Libraries chon SOURCE, tại khung Symbol chọn 0, sau đó nhấp OK để trở về màn hình làm việc 192 Kết thúc việc lấy linh kiện, ta có hình sau Các linh kiện vẫn nằm ngổn ngang thế, để có thể xoay đƣợc các linh kiện dọc, ngang, quay ngƣợc xuôi rồi ấn phím R, hoặc phím H, hoặc V( có thể chọn vào linh kiện kích phải chuột chọn Rotate = R, Mirror 193 Horizontally = H, Mirror Vertically = V ) và sắp xếp linh kiện saocho gọn để chuẩn bị nối dây Để nối dây các bạn ấn phím W ( Place Wire ), con trỏ chuột sẽ thành dấu cộng và chúng ta bắt đầu nối dây. Xong ta đƣợc hình sau: 194 Muốn thay đổi giá trị cho linh kiện, hãy nhấp đúp chuột vào linh kiện, khi đó hộp thoại Display Properties xuất hiện. Tại khung Value của hộp thoại nhập vào giá trị của linh kiện muốn thay đổi, sau đó nhấn OK để hoàn tất thay đổi. Đây là mạch hoàn chỉnh 195 1.3 Tạo thƣ viện và xử lý lỗi 1.3.1 Xử lý lỗi Nhấp vào biểu tƣợng minimize trên góc phải hoặc biểu tƣợng , xuất hiện màn hình nhƣ sau. Chọn page 196 Nhấp vào biểu tƣợng design rules Check Hộp thoại Design Rules Check xuất hiện, check vào Scope, Action & Report nhƣ hình bên và nhấp Ok để kiểm tra. Nếu có thông báo lỗi bạn hãy kiểm tra vị trí có khoanh tròn nhỏ màu xanh và tiến hành sửa lỗi rồi tiếp tục Tạo file netlist Sau khi kiểm tra không thấy lỗi , chúng ta tiến hành tạo file .mnl để chuyển sang Layout , chọn trên thanh công cụ, hoặc chọn Tool=> Create Netlist 197 Cửa sổ Create Netlist xuất hiện, chọn Layout, trong thẻ Options chọn User Properties are in inchers để tự chọn chân linh kiện footprint, Browse để duyệt đến nơi chứa file, nhấp chọn OK Chon OK trong hộp thoại xuất hiện tiếp theo để hoàn tất quá trình tạo file netlist Vậy là đã hoàn tất quá trình vẽ mạch bằng Capture, bạn hãy dùng file 198 .MNL vừa tạo để vẽ mạch in bằng OrCAD Layout Plus 1.3.2 Tạo thư viện linh kiện mới trong OrCAD Capture a. Giới thiệu Việc tạo ra linh kiện mới trrong Capture rất quan trọng, các linh kiện điện tử đều đƣợc sản xuất theo một số tiêu chuẩn nhất định. Trong Layout thì một số chân linh kiện nếu không biết thì có thể tìm một linh kiện khác có chân tƣơng tự, còn trong Capture thì công việc đó không thể thực hiện đƣợc. Hơn nữa việc tạo ra một thƣ viện mới của riêng bạn sẽ giúp bạn quản l{, cũng nhƣ thao tác nhanh hơn trong việc tìm kiếm linh kiện b. Các bước tạo linh kiện mới Một project bao gồm việc tạo ra linh kiện mới , tạo ra bản vẽ nguyên lý hoặc xuất ra mạch in,...Khi đó việc tạo ra linh kiện mới là việc làm để phục vụ cho schematic nào đó. Để tạo thêm linh kiện mới, các bạn phải nhận diện đƣợc linh kiên đó là gì, hoạt động nhƣ thế nào. Phải tra datasheet của linh kiện đó. Sau khi đã biết rõ về linh kiện, hãy hình dung trong đầu sơ đồ bố trí các chân linh kiện sao cho việc vẽ mạch nguyên lí đƣợc dễ dàng và đẹp nhất. Tiếp theo là tạo ra một thƣ viện linh kiện để chứa linh kiện mà các bạn sẽ tạo ra. Vì đặc tính các đề tài là khác nhau và những ngƣời làm việc với mạch điện tử cũng khác nhau nên việc đặt tên cũng có những đạc thù khác nhau. Cuối cùng là việc tạo ra linh kiện bạn, đặt vào các thƣ viện phù hợp. Cụ thể ta sẽ hƣớng dẫn các bạn tạo ra con MAX232. c. Tìm datasheet Việc đầu tiên là phải tra cứu datasheet của con MAX232. Để tra datasheet bạn có thể search trên mạng hoặc tìm trực tiếp từ các trang web về datasheet: www.alldatasheet.com www.datasheetcatalog.com Đây là hình ảnh của con MAX232 trong datasheet 199 d. Tiến hành tạo linh kiện Trong màn hình làm việc của Capture. Chọn File > New > Library Trong cửa sổ quản lí, nhấp chuột phải vào library.olb tại thƣ mục Library, chọn New Part để tạo linh kiện mới Nhập tên linh kiện vào khung Name ( tên này sẽ đƣợc hiển thị khi bạn chọn linh kiện). Chọn kiểu linh kiện trong ô Part Reference Prefix. Ở đây chọn là U 200 Nhấp OK để vào trang thiết kế Cửa sổ làm việc nhƣ sau: Trƣớc hết chúng ta cần tạo ra nhóm chân, sau đó sửa chữa thông số, những nhóm chân có cùng chức năng ta ta thiết kế chung. 201 Chọn Place Pin Array trên thanh công cụ để tạo nhóm chân cho linh kiện Ô Starting Name ( tên chân) : 1 Starting Number ( Chân bắt đầu): 1 Number of Pins ( số chân đƣợc tạo ra trong cùng nhóm chân): 8 Increment ( số đơn vị tăng lên) : 1 OrCAD hỗ trợ việc tạo ra các nhóm chân bằng cách tự động tăng thứ tự tên chân Starting Name, Starting Number lên Incrment đơn vị, nếu nhƣ chân đó tận cùng là 1 số. Khi nhấn OK, con chuột sẽ tạo thành 1 dãy 8 chân linh kiện. Trên khối U vuông, các bạn đặt nó cạnh nào, nó sẽ nằm ở cạnh đó.Nhấp chuột để hoàn tất. 202 T iếp tục tạo các chân còn lại. Chọn Place pin array Ô Starting Name : 16 Starting Number: 16 Number of Pins : 8 Increment: -1 OK và chọn vị trí đặt chân Nhấp đúp chuột vào chân linh kiện để sửa đổi các thông số: tên, số chân linh kiện Tiếp tục cho các chân còn lại. Nhấp chuột trái và kéo giữ chuột để sắp xếp lại vị trí các chân linh kiện cho hợp lí & thẩm mỹ. 203 e. Vẽ đường bao và lưu linh kiện Chọn Place rectangle trên thanh công cụ để tạo đƣờng bao, vẽ hình vuông vừa khít trên hình.Chọn Place Text để nhập tên cho linh kiện.Nhƣ vậy là đã làm xong 1 linh kiện mới, nhấn Save để lƣu lại linh kiện. f. Chỉnh sửa linh kiện Khi lấy linh kiện trong thƣ viện, có một vấn đề là đa số với con IC thì bị ẩn chân VCC và GND, nhƣng các bạn yên tâm khi xuất ra mạch in chân VCC mặc nhiên nối với Power và chân GND thì nối đất. Ta sẽ chỉ cho cách làm cho nó hiện lên Tiến hành chỉnh sửa Ở đây ta chọn con IC định thời 555 Bạn nhấp phải chuột vào linh kiện, chọn Edit Part 204 Xuất hiện cửa sổ làm việc mới giúp bạn chỉnh sửa các thông số của linh kiện: Phần 2 dấu cộng trong vòng tròn màu đỏ là 2 chân VCC và GND, bạn nhấp đúp chuột vào nó để chỉnh kiểu chân 205 Hình dạng chân của nó trong cửa sổ Shape, trong cửa sổ này chân đƣợc lựa chọn là zero length chính vì vậy mà bạn không nhìn thấy nó, bạn có thể chọn Line hoặc Short để hiển thị chân. Tick vào Pin Visible để hiển thị tên của chân linh kiện Tƣơng tự nhƣ trên để hiển thị chân GND. Bố trí lại sơ đồ chân cho hợp lý và thẩm mỹ, Sau khi chỉnh sửa ta đƣợc hình bên Trong cửa sổ này bạn cũng có thể thực hiện chỉnh sửa, thêm bớt chân, thay đổi kích thƣớc hình dáng của linh kiện. g. Lưu linh kiện vừa chỉnh sửa Nhấp chuột vào nút Close trong cửa sổ làm việc hoặc nhấn Ctrl + W, xuất hiện hộp thoại Chọn Update Current để lƣuthay đổi, Update All để thay đổi tất cả linh kiện đó có trong Project, Discard để hủy bỏ thay đổi, Cancelđể quay lại hủy bỏ thao tác, Help để đƣợc trợ giúp. Vậy là đã hoàn tất cơ bản phần Capture, tiếp theo ta chuyển sang phần 206 Layout để thiết kế mạch in. ( luôn Ctrl + S để lưu bản project , phòng sự cố xảy ra ngoài ý muốn ) 2. Các bước thực hiện gia công mạch in Mục tiêu: Chế tạo mạch in hoàn chỉnh bằng phƣơng pháp thủ công 2.1 Chế bản trên phim 2.2 Chuẩn bị mạch in Sau khi in mạch in lên trên giấy 207 Đặt tấm board đồng vừa in tấm mạch in 2.3 In mạch in trên tấm mạch in Ủi đều mạch in ở các mép. Công việc này diễn ra khoảng 5 phút Nhúng nước trên mạch in, sau đó tiếp tục ủi. khoảng một đến hai phút thấm nước một lần Nếu mực đã dính hoàn toàn lên tấm board, bạn có thể tách tờ giấy ra khỏi tấm board và đƣợc nhƣ hình dƣới đây 208 2.4 Ăn mòn mạch in Bây giờ ta cần dung dịch FeCl3 Cho bột FeCl3 vào tô nhựa và đổ nƣớc vào 209 Nhúng tấm board vào trong dung dịch vừa pha Sau đó ngâm vào nƣớc và gỡ ra. Dùng mũi khoan có đƣờng kính 0.8mm đến 1mm để khoan lỗ ghim trên mạch in. Sau khi khoan xong cần đánh sơ lại mạch in dùng giấy nhám nhuyễn. Làm sạch lần cuối rồi nhúng tấm mạch in vào dung dịch nhựa thông pha với xăng và dầu lửa. Khi xong phơi khô lớp sơn phủ rồi hàn linh kiên trên mạch. 3. Kiểm tra Bài 1: thực hành trên máy tính thiết kế một mạch in hoàn chỉnh say đó in ra giấy A4 Bài 2: Thực hiện một bo mạch in hoàn chỉnh . Nhận xét và báo cáo kết quả thực tập. Yêu cầu đánh giá Gia công đƣợc mạch điện tử phức tạp Mạch in chắc chắn, bóng. Đƣờng mạch không bị đứt, chạm sau khi ăn mòn An toàn,vệ sinh công nghiệp 210 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Sổ tay linh kiện điện tử cho ngƣời thiết kế mạch (R. H.WARRING - người dịch KS. Đoàn Thanh Huệ - nhà xuất bản Thống kê) - Giáo trình linh kiện điện tử và ứng dụng (TS Nguyễn Viết Nguyên - Nhà xuất bản Giáo dục) - Kỹ thuật mạch điện tử (Phạm Xuân Khánh, Bồ Quốc Bảo, Nguyễn Viết Tuyến, Nguyễn Thị Phước Vân - Nhà xuất bản Giáo dục) - Kĩ thuật điện tử - Đỗ xuân Thụ NXB Giáo dục, Hà Nội, 2005 (Đỗ xuân Thụ - NXB Giáo dục) - Sổ tay tra cứu các tranzito Nhật Bản (Nguyễn Kim Giao, Lê Xuân Thế) - Sách tra cứu linh kiện điện tử SMD. (Nguyễn Minh Giáp - NXB Khoa học và Kĩ thuật, Hà Nội, 2003 211 PHỤ LỤC BẢNG TRA MÃ LINH KIỆN TRANSISTROR SMD Abbreviations amp amplifier atten attenuator a anode b base c cathode ca common anode cc common cathode comp complement d drain dg dual gate dtr digital transistor (see codebook introduction) enh enhancement (mode - FETs) fet field effect transistor fT transition frequency GaAsfet Gallium Arsenide field effect transistor g gate gnd ground gp general purpose hfe small signal current gain i/p input Id drain current Ig gate current Ir reverse leakage current (diodes) jfet junction field effect transistor MAG maximum available gain max maximum min minimum mmic microwave minature integrated circuit modamp modular amplifier - an mmic amplifier mosfet metal oxide insulated gate fet n-ch n-channel fet (any type) npn npn bipolar transistor o/p output 212 p-ch p-channel fet (any type) pin pin diode pkg package pnp pnp bipolar transistor prot protection, protected (as in mosfet gate) res resistor s source ser series Si silicon substr substrate sw switch or switching Vce collector - emitter voltage (maximum) Vcc collector supply voltage Manufacturer abbreviations Agi Agilent (was HP) Fch Fairchild HP Hewlett-Packard (Now Agilent) Inf Infineon (was Siemens) ITT ITT Semiconductors MC Mini-Circuits Mot Motorola (now ON Semiconductors) Nat National Semiconductor Nec NEC NJRC New Japan Radio Co ON ON Semiconductors (was Motorola) Phi Philips Roh Rohm SGS SGS-Thompson Sie Siemens (now Infineon) Sil Siliconix (Vishay-Silliconix) Tem Temic Semiconductors Tfk Telefunken (Vishay-Telefunken) Tok Toko Inc. Zet Zetex 213 Mã bắt đầu bằng chữ số “0” Mã bắt đầu bằng chữ số “1” 214 Mã bắt đầu bằng chữ số “2” Mã bắt đầu bằng chữ số “3” 215 Mã bắt đầu bằng chữ số “4” Mã bắt đầu bằng chữ số “5” 216 Mã bắt đầu bằng chữ số “6” 217 Mã bắt đầu bằng chữ số “7” Mã bắt đầu bằng chữ số “8” 218 Mã bắt đầu bằng chữ số “9” Mã bắt đầu bằng chữ “A” 219 Mã bắt đầu bằng chữ “B” Mã bắt đầu bằng chữ “C” 220 Mã bắt đầu bằng chữ “D” Mã bắt đầu bằng chữ “E” 221 Mã bắt đầu bằng chữ “F” Mã bắt đầu bằng chữ “G” Mã bắt đầu bằng chữ “H” 222 Mã bắt đầu bằng chữ “I” Mã bắt đầu bằng chữ “J” 223 Mã bắt đầu bằng chữ “K” 224 Mã bắt đầu bằng chữ “L” Mã bắt đầu bằng chữ “M” 225 Mã bắt đầu bằng chữ “N” Mã bắt đầu bằng chữ “O” 226 Mã bắt đầu bằng chữ “P” Mã bắt đầu bằng chữ “Q” 227 Mã bắt đầu bằng chữ “R” 228 Mã bắt đầu bằng chữ “S” Mã bắt đầu bằng chữ “T” 229 Mã bắt đầu bằng chữ “U” Mã bắt đầu bằng chữ “V” 230 Mã bắt đầu bằng chữ “W” Mã bắt đầu bằng chữ “X” 231 Mã bắt đầu bằng chữ “Y” 232 Mã bắt đầu bằng chữ “Z” 233 Các kiểu ký hiệu trên mã SMD 234 SƠ ĐỒ VÍ DỤ 235 GIẢI THÍCH THÊM MỘT SỐ THÔNG TIN LINH KIỆN SMD Hãng sản xuất ( lot number ) Elm (ELM technology corporation ) Quy luật 1: (sử dụng cho ODO dò tìm điện áp ) Ký hiệu 1: A đến Z (ngoại trừ I,O,X ) Ký hiệu 2: 0 đến 9 Quy luật 2: : (sử dụng cho ODO dò tìm điện áp ) Ký hiệu 1: 0 đến 9 Ký hiệu 2: A đến Z (ngoại trừ I,O,X ) Tor( Torex Semiconductor LTD) 01-09, 0A-0Z, 11 -9Z, A1-A9, AA –AZ, B1 – BZ ( loại trừ G,I,J,O,Q,W ) Năm sản xuất Hãng sản xuất Anw ( Anwel Semiconductor Corp ) Dấu chấm ở trên mã sản phẩm : chỉ số lô sản xuất 236 Dấu chấm ở dƣới chỉ năm sản xuất Hãng sản xuất : Ape (Advanced Power Electronics Corp. ) 237 Hãng sản xuất Axl (AXElite Technology Co.., Ltd) Mã Năm Mã Tuần 7 2007 AZ 126 8 2008 az 2752 9 2009 A 2010 B 2011 C 2012 238 Hãng sản xuất: Inf (Inineon Technologies AG) Hãng sản xuất : Kec (Korea Electronics Co. Ltd ) Hãng sản xuất : Nxp (NXP semiconductors ) 239 Mã năm để chỉ bốn đoạn thẳng bên tay trái Số cuối của năm Mã tháng chỉ bốn đoạn thẳng bên tay phải Số cuối của tháng
File đính kèm:
- giao_trinh_dien_tu_nang_cao.pdf