[ĐIỆN TỬ CƠ BẢN] BÀI 2: TỤ ĐIỆN VÀ CÁCH DÙNG

Tác giả: Toan Nguyen

Ghi chú: Tài liệu sẽ không đi chuyên sâu về tụ điện, tài liệu đi sâu về ứng dụng phổ biến của tụ, cung cấp cho bạn đọc kiến thức tổng quan và cách dùng tụ điện hiệu quả nhất.

1. Khái niệm

• Là linh kiện điện tử có chức năng lưu trữ năng lượng (lưu trữ điện tích ở 2 bản tụ)
• Là linh kiện điện tử thụ động
• Ký hiệu

• Công thức tính điện dung 

• Thời gian sống của tụ (tính thời gian hoạt động của tụ, dùng quyết định thời gian bảo hành sản phẩm)

Thời gian sống của tụ sẽ giảm theo nhiệt độ hoạt động của tụ tăng lên

Dưới đây là bảng liệt kê thời gian sống của đa phần các loại tụ ở các mức nhiệt độ khác nhau:

2. Phân loại

Dựa vào vật liệu và cấu tạo phân loại thành các loại tụ sau:

Dưới đây là bảng đặc trưng và ứng dụng của những loại tụ phổ biến hay dùng.

3. Tụ Decoupling và tụ Bypass

Tụ Decoupling

• Công dụng: Cách ly 2 mạch khác nhau (tách AC ra khỏi DC)
• Mục đích 1 - Với mạch tương tự: Loại bỏ hiện tượng méo tín hiệu từ nguồn và nhiễu, bảo vệ hệ thống (chip IC) khỏi các nhiễu nguy hiểm.

• Mục đích 2 - Với mạch số: Loại bỏ nhiễu giúp mạch hoạt động chính xác và ổn định, đúng trạng thái. vd: mạch hoạt động ở điện áp nuôi 5V, nếu điện áp > 2.5V thì tín hiệu High (1), nếu điện áp < 2.5V thì tín hiệu Low (0) => Nếu có nhiễu làm tín hiệu sai lệch trạng thái cần => làm sai lệch hành vi của mạch, mạch không còn hoạt động đúng nữa.
• Vị trí đặt: Tụ được đặt song song giữa nguồn và tải/IC, khi nguồn cấp điện cho tải, tụ sẽ tín hiệu AC (nhiễu) đi qua tụ rồi xuống đất, tín hiệu DC không đi qua và tiếp tục đi đến tải.

Ví dụ: Trước chân cấp nguồn cho IC thường đặt 2 tụ (tụ hoá10uF, tụ gốm 0.1uF), một tụ được đặt gần IC có tác dụng lọc nhiễu tần số cao (0.1uF), một tụ đặt xa hơn có tác dụng làm mềm (smooth) xung nhiễu đầu vào (10uF) => Bảo vệ IC khỏi các xung nguy hiểm từ nguồn điện.

• Chọn giá trị tụ: Đối với nhiễu tần số thấp chọn tụ từ 1uF tới 100uF; đối với nhiễu tần số cao chọn tụ từ 0.01uF tới 0.1uF => Để biết chính xác giá trị tụ cần thiết cần đọc datasheet của IC để chọn đúng.

Tụ Bypass

• Công dụng: Chặn nhiễu tác động vào hệ thống (nhiễu từ bên ngoài hoặc bên trong sẽ dẫn trực tiếp xuống đất)
• Mục đích: Lọc tín hiệu, nhằm giúp tín hiệu đầu ra sạch ít nhiễu.
• Vị trí đặt: Giữa nguồn nuôi và đất, hoặc giữa chân tín hiệu với đất 

Chú ý: Khi làm việc với Transistor chia làm 2 loại

Tụ Emitter Bypass: Tụ được mắc song song với trở Emitter => Tăng Gain cho mạch

Tụ Cathode Bypass: Tụ có giá trị lớn được nối tắt qua điện trở Cathode => Loại bỏ các nhiễu tần số thấp và chặn các phản hồi âm.

• Chọn giá trị tụ: (Dựa vào công thức tính điện dung của tụ theo tần số), thường thì giá trị dung kháng của tụ sẽ bằng khoảng 1/10 giá trị điện trở mà tụ mắc song song hoặc nối tắt qua (điều này đảm bảo rằng tín hiệu sẽ luôn ưu tiên đi qua tụ trước khi chọn ưu tiên đi qua trở vì đặc tính của tín hiệu là luôn chọn đường đi có trở kháng thấp hơn.

Ví dụ: Điện trở có giá trị 440 Ohm => Dung kháng Xc = 440*1/10 = 44 Ohm, mạch hoạt động mở điều kiện mạng điện dân dụng 220V/50Hz => C = 1/2(3.14)(50)(44) = 73uF => Chọn giá trụ tụ nào bán trên thị trường gần 73uF nhất là được.

• Ứng dụng: Bộ khuếch đại trong loa phóng thanh, DC/DC converter, ghép và tách tín hiệu, sử dụng trong bộ lọc High Pass Filter (HPF) and Low Pass Filter (LPF).

Sự khác biệt lớn nhất giữa tụ Bypass và tụ Decoupling: Dựa vào mục đích sử dụng, tụ Bypass dùng để loại bỏ nhiễu, tụ decoupling dùng để ổn định và làm mịn các tín hiệu bị méo (cần 2 loại tụ liên tiếp 1 tụ gốm để ổn định - lọc nhiễu, 1 tụ hoá để làm mịn tín hiệu)

Tham khảo thêm tại

4. Lời kết

Vậy là qua bài này tôi đã giới thiệu qua về tụ điện và cách dùng của các loại tụ phổ biến nhất hiện nay, bài sau chúng ta sẽ đi tìm hiểu về cuộn cảm.