1Chương 1
MỞ ĐẦU
Kỹ thuật điện tử và tin học là một ngành mũi nhọn mới phát triển. Trong một
khoảng thời gian tương đối ngắn (so với các ngành khoa học khác), từ khi ra đời
tranzito (1948), nó đã có những tiến bộ nhảy vọt, mang lại nhiều thay đối lớn và sâu
sắc trong hầu hết mọi lĩnh vực của đời sống, dần trở thành một trong những công cụ
quan trọng nhất của cách mạng kỹ thuật trình độ cao (mà điểm trung tâm là tự động
hóa từng phần hoặc hoàn toàn, tin học hoá, phương pháp công nghệ và vật liệu mới).
Để bước đầu làm quen với những vấn đề cơ bản nhất của ngành mang ý nghĩa
đại cương, chương mở đầu sẽ đề cập tới các khái niệm cơ sở nhập môn và giới thiệu
cấu trúc các hệ thống điện tử điển hình.
1.1. CÁC ĐẠI LƯỢNG CƠ BẢN
1.1.1 Điện áp và dòng điện

Có hai khái niệm định lượng cơ bản của một mạch điện. Chúng cho phép xác
định trạng thái về điện ở những điểm, những bộ phận khác nhau vào những thời điểm
khác nhau của mạch điện và do vậy chúng còn được gọi là các thông số trạng thái cơ
bản của một mạch điện.
Khái niệm đin áp được rút ra từ khái niệm điện thế trong vật lý, là hiệu số điện
thế giữa hai điểm khác nhau của mạch điện. Thường một điểm nào đó của mạch
được chọn làm điểm gốc có điện thế bằng 0 (điểm nối đất). Khi đó, điện thế của mọi
điểm khác trong mạch có giá trị âm hay dương được mang so sánh với điểm gốc và
được hiểu là điện áp tại điểm tương ứng. Tổng quát hơn, điện áp giữa hai điểm A và
B của mạch (ký hiệu là U
AB
)xác định bởi:
U

và bằng U
AB
. Nghĩa là điện áp giữa 2 đầu của nhiều phần tử hay nhiều nhánh nối
song song với nhau luôn bằng nhau. (Quy tắc vòng đối với điện áp).
1.1.2. Tính chất điện của một phần tử
(Ghi chú: khái niệm phần tử ở đây là tổng quát, đại diện cho một yếu tố cấu
thành mạch điện hay một tập hợp nhiều yếu tố tạo nên một bộ phận của mạch điện.
Thông thường, phần tử là một linh kiện trong mạch)
1. Định nghĩa: Tính chất điện của một phần tử bất kì trong một mạch điện được thể
hiện qua mối quan hệ tương hỗ giữa điện áp U trên hai đầu của nó và dòng điện I
chạy qua nó và được định nghĩa là điện trở (hay điện trở phức - trở kháng) của phần
tử. Nghĩa là khái niệm điện trở gắn liền với quá trình biến đổi điện áp thành dòng điện
hoặc ngược lại từ dòng điện thành điện áp.
a) Nếu mối quan hệ này là tỉ lệ thuận, ta có định luật ôm:
U = R.I (1-1)
Ở đây, R là một hằng số tỷ lệ được gọi là điện trở của phần tử và phần tử tương
ứng được gọi là một điện trở thuần. . Hình 1.1. Các dạng điện trở, biến trở
b) Nếu điện áp trên phần tử tỷ lệ với tốc độ biến đổi theo thời gian của dòng điện trên
nó, tức là :

dt
dI
LU =
(ở đây L là một hằng số tỉ lệ) (1-2)
ta có phần tử là một cuộn dây có giá trị điện cảm là L.

3

tụ điện
có giá tr
ị

đ
i
ệ
n dung là C.
d) Ngoài các quan h
ệ

đ
ã nêu trên, trong th
ự
c t
ế
còn t
ồ
n t
ạ
i nhi
ề
u quan h
ệ
t
ươ
ng h
ỗ

đ

chung là các ph
ầ
n t
ử
không tuy
ế
n tính và có nhi
ề
u tính ch
ấ
t
đặ
c bi
ệ
t.
Đ
i
ệ
n tr
ở
c
ủ
a
chúng
đượ
c g
ọ
i chung là các
đ
i

p sau.
2. Các tính chất quan trọng của phần tử tuyến tính là:
a)
Đặ
c tuy
ế
n Vôn - Ampe (th
ể
hi
ệ
n qua quan h
ệ
U(I)) là m
ộ
t
đườ
ng th
ẳ
ng.
b) Tuân theo nguyên lý ch
ồ
ng ch
ấ
t. Tác
độ
ng t
ổ
ng c
ộ
ng b

ầ
n do tác
độ
ng
thành ph
ầ
n gây ra.
c) Không phát sinh thành ph
ầ
n t
ầ
n s
ố
l
ạ
khi làm vi
ệ
c v
ớ
i tín hi
ệ
u xoay chi
ề
u (không
gây méo phi tuy
ế
n).

Đố
i l

i
ệ
n tr
ở
thay
đổ
i theo
đ
i
ể
m làm vi
ệ
c).
b) Không áp d
ụ
ng
đượ
c nguyên lý ch
ồ
ng ch
ấ
t.
c) Luôn phát sinh thêm t
ầ
n s
ố
l
ạ

ở

ố

đặ
c tr
ư
ng cho hi
ệ
n t
ượ
ng
tiêu hao năng lượng
(ch
ủ
y
ế
u
d
ướ
i d
ạ
ng nhi
ệ
t) và là m
ộ
t thông s
ố

không quán tính.
M
ứ


Trong khi
đ
ó, cu
ộ
n dây và t
ụ

đ
i
ệ
n là các ph
ầ
n t
ử
v
ề
c
ơ
b
ả
n không tiêu hao n
ă
ng
l
ượ
ng (xét lý t
ưở
ng) và có quán tính. Chúng
đặ

ệ
n hay
đ
i
ệ
n áp bi
ế
n thiên
qua chúng.
Ở

đ
ây, t
ố
c
độ
bi
ế
n
đổ
i c
ủ
a các thông s
ố
tr
ạ
ng thái (
đ
i
ệ

đổ
i c
ủ
a
đ
i
ệ
n áp hay dòng
đ
i
ệ
n tính trong m
ộ
t
đơ
n v
ị
th
ờ
i
gian). V
ớ
i t
ụ

đ
i
ệ
n, t
ừ

ă
ng theo t
ầ
n s
ố
.
b) Giá tr
ị

đ
i
ệ
n tr
ở
t
ổ
ng c
ộ
ng c
ủ
a nhi
ề
u
đ
i
ệ
n tr
ở
n
ố

ủ
a
đ
i
ệ
n tr
ở
) c
ủ
a
nhi
ề
u
đ
i
ệ
n tr
ở
n
ố
i song song nhau luôn l
ớ
n h
ơ
n
đ
i
ệ
n d
ẫ

ỏ
m
ộ
t
đ
i
ệ
n áp (hay dòng
đ
i
ệ
n) hay còn g
ọ
i là th
ự
c hi
ệ
n
vi
ệ
c d
ị
ch m
ứ
c
đ
i
ệ
n th
ế

ệ
n tr
ở
.
- Trong cách n
ố
i n
ố
i ti
ế
p,
đ
i
ệ
n tr
ở
nào l
ớ
n h
ơ
n s
ẽ
quy
ế
t
đị
nh giá tr
ị
chung c
ủ

i ti
ế
p {hay song song) các cu
ộ
n dây s
ẽ
d
ẫ
n t
ớ
i k
ế
t qu
ả
t
ươ
ng t
ự
nh
ư

đố
i v
ớ
i các
đ
i
ệ
n tr
ở

đ
i
ệ
n dung t
ổ
ng c
ộ
ng t
ă
ng:
C
ss
= C
1
+ C
2
+ … C
n
(1-5)
còn khi n
ố
i n
ố
i ti
ế
p,
đ
i
ệ
n dung t

ậ
n
đượ
c m
ộ
t k
ế
t c
ấ
u m
ạ
ch
có

tính chất chọn

lọc tần số
(tr
ở
kháng chung ph
ụ
thu
ộ
c vào t
ầ
n s
ố
g
ọ
i là các m

ấ
u m
ạ
ch v
ừ
a có tính
ch
ấ
t ch
ọ
n l
ọ
c t
ầ
n s
ố
, v
ừ
a có kh
ả
n
ă
ng th
ự
c hi
ệ
n quá trình trao
đổ
i qua l
ạ

đ
i
ệ
n
áp hay dòng
đ
i
ệ
n n
ế
u ban
đầ
u
đượ
c m
ộ
t ngu
ồ
n n
ă
ng l
ượ
ng ngoài kích thích, (v
ấ
n
đề

này s
ẽ
g

ừ
, có kh
ả

n
ă
ng t
ạ
o ra
đ
i
ệ
n áp hay dòng
đ
i
ệ
n
ở
m
ộ
t
đ
i
ể
m nào
đ
ó c
ủ
a m
ạ

đ
.
đ
. là :
- Giá tr
ị

đ
i
ệ
n áp gi
ữ
a hai
đầ
u lúc h
ở
m
ạ
ch (khi không n
ố
i v
ớ
i b
ấ
t kì m
ộ
t ph
ầ
n t
ử

đ
i
ệ
n c
ủ
a ngu
ồ
n
đư
a ra m
ạ
ch ngoài lúc m
ạ
ch ngoài d
ẫ
n
đ
i
ệ
n hoàn toàn:
g
ọ
i là giá tr
ị
dòng
đ
i
ệ
n ng
ắ

đ
i
ệ
n do nó cung c
ấ
p
cho m
ạ
ch ngoài không ph
ụ
thu
ộ
c vào tính ch
ấ
t c
ủ
a m
ạ
ch ngoài (m
ạ
ch t
ả
i).

6

b) Trên th
ự
c t
ế

ả
i.
Đ
i
ề
u
đ
ó ch
ứ
ng t
ỏ

bên trong ngu
ồ
n có x
ả
y ra quá trình bi
ế
n
đổ
i dòng
đ
i
ệ
n cung c
ấ
p thành gi
ả
m áp trên
chính nó, ngh

N
ế
u g
ọ
i U và I là các giá tr
ị

đ
i
ệ
n áp và dòng
đ
i
ệ
n do ngu
ồ
n cung c
ấ
p khi có t
ả
i h
ữ
u
h
ạ
n
0 < R
t
<
∞

1. N
ế
u R
ng
→
0. thì t
ừ
bi
ể
u th
ứ
c (1-8) ta có U
→
U
hm
khi
đ
ó ngu
ồ
n s.
đ
.
đ
. là m
ộ
t
ngu
ồ
n
đ

ỏ
.
2. N
ế
u R
ng

→

∞
, t
ừ
h
ệ
th
ứ
c (1-9) ta có I
→
I
ngm
ngu
ồ
n s.
đ
.
đ
. khi
đ
ó có d
ạ

n.
3. M
ộ
t ngu
ồ
n s.
đ
.
đ
. trên th
ự
c t
ế

đượ
c coi là m
ộ
t ngu
ồ
n
đ
i
ệ
n áp hay ngu
ồ
n dòng
đ
i
ệ
n tùy theo b

ng quan gi
ữ
a nó v
ớ
i giá tr
ị

đ
i
ệ
n tr
ở
toàn ph
ầ
n c
ủ
a m
ạ
ch t
ả
i n
ố
i t
ớ
i hai
đầ
u c
ủ
a ngu
ồ

t b
ộ
ph
ậ
n b
ấ
t kì c
ủ
a m
ạ
ch có ch
ứ
a ngu
ồ
n, không có liên h
ệ
h
ỗ
c
ả
m v
ớ
i ph
ầ
n
còn l
ạ
i c
ủ
a m

i m
ộ
t
đ
i
ệ
n tr
ở
trong là
đ
i
ệ
n tr
ở
t
ươ
ng
đươ
ng c
ủ
a b
ộ
ph
ậ
n
m
ạ
ch
đ
ang xét. Tr

i
ệ
n tr
ở
theo m
ộ
t cách b
ấ
t kì, có 2
đầ
u ra s
ẽ

đượ
c thay th
ế
b
ằ
ng m
ộ
t
ngu
ồ
n
đ
i
ệ
n áp t
ươ
ng

nin) 7Hình 1.4. a) Biểu diễn tương đương nguồn điện áp; b) nguồn dòng điện
1.1.4. Biểu diễn mạch điện bằng các kí hiệu và hình vẽ (sơ đồ)
Có nhi
ề
u cách bi
ể
u di
ễ
n m
ộ
t m
ạ
ch
đ
i
ệ
n t
ử
, trong
đ
ó
đơ
n gi
ả

ệ
u t
ươ
ng
đươ
ng c
ủ
a các ph
ầ
n t
ử

đượ
c n
ố
i v
ớ
i nhau theo m
ộ
t cách nào
đ
ó (n
ố
i ti
ế
p, song song,
h
ỗ
n h
ợ

ậ
y, xu
ấ
t hi
ệ
n m
ộ
t vài y
ế
u t
ố
hình h
ọ
c c
ầ
n làm rõ khái ni
ệ
m
là:
•

Nhánh
(c
ủ
a s
ơ

đồ
m
ạ

ỉ
có m
ộ
t dòng
đ
i
ệ
n duy nh
ấ
t.
•

Nút
là m
ộ
t
đ
i
ể
m c
ủ
a m
ạ
ch chung cho t
ừ
ba nhánh tr
ở
lên.
•


p m
ộ
t l
ầ
n (tr
ừ
nút
đượ
c ch
ọ
n làm
đ
i
ể
m
xu
ấ
t phát).
•

Cây
là m
ộ
t ph
ầ
n c
ủ
a m
ạ
ch bao g

i c
ủ
a m
ạ
ch không thu
ộ
c cây
đượ
c g
ọ
i là
bù

cây.

Các y
ế
u t
ố
nêu trên
đượ
c s
ử
d
ụ
ng
đặ
c bi
ệ
t thu

ộ
t s
ơ

đồ
g
ồ
m nhi
ề
u
khối
có nh
ữ
ng
đườ
ng liên h
ệ
v
ớ
i nhau. M
ỗ
i kh
ố
i bao g
ồ
m m
ộ
t nhóm các ph
ầ
n t

rõ (nh
ư
ng không ch
ỉ
ra c
ụ
th
ể

cách th
ứ
c liên k
ế
t bên trong kh
ố
i).
Đ
ó là cách bi
ể
u di
ễ
n m
ạ
ch b
ằ
ng
sơ

đồ khối
rút g