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文档简介
1、本内容适合于中职初学模拟电子技术者,学习周期为四周。电工仪表一周。第1节课 安全纪律教育(1节课)1、 穿工服,无工服者不能进入实习场地,工服各个纽扣要扣好(进入一个企业就要遵守该企业的规章制度。对于维修员工而言,工服是必定要穿的,工服的口袋时常要来装各类小元件,若没扣好该元件可能遗失,或掉入精密仪器或线路中,对该设备造成损坏)2、 必带:书本、实习报告、圆珠笔、铅笔、直尺、练习本3、 要求规范画图,无原理图不实操4、 所有工具仪器、元件按要求摆放(图纸放中间,电烙铁放右边,元件、细线、焊锡放左边)5、 提前5分钟站队,双手叠放在背后(对于维修工种而言,每天要提前15分钟进行交接,交代每项任务
2、的进程,若没提起精神便会耽误一天的工作)6、 下课前收拾工具,断开实验台电源开关,清理桌面,将凳子反扣于实验台上7、 离岗签字,每次不超过10分钟,不超过3人/次十项禁止行为1、 不穿拖鞋2、 实验台三线开关不上电3、 未经批准不拉实验台总开关4、 饮料、液体、食物等与实习无关用品不能放实验台上5、 不趴在桌面睡觉6、 不坐在实验台上7、 不将工具对准同学8、 不损坏、不随意丢弃元件9、 不在实习场地玩闹、追逐10 不在实习场地玩手机、打电话本课程学习内容、目标1、 掌握线路板焊接的基本技能和规范2、 掌握常用电子元件的焊接、布局、连接的基本技能和相应的规范3、 掌握常用电子元件的结构、特性、
3、测试、应用4、 掌握常用仪器的用途、使用、计算5、 典型电子线路原理、制作、测试(电子技术元件:PCB板、电烙铁35W、烙铁座、吸锡器、小尖嘴钳、小斜口钳、电阻1千欧、电阻330欧、二极管、稳压二极管、三极管9013、9012,单结晶体管、晶闸管)第2节 焊接技术和质量 (2节课)重点内容:1、 电烙铁的焊前处理和检查2、 手动焊接的方法3、 焊接质量的要求一、 焊接工具及材料介绍1、 电烙铁1) 构成:烙铁头、发热芯、传热桶、手柄2) 加热方式:外热式、内热式3) 功率:20W300W, 该实操所用的为35W(或65W)4) 温度:230摄氏度600摄氏度, 该实操所用的为250摄氏度5)
4、握法方式:笔握,正握,反握 焊接集成电路、晶体管元器件时,常用恒温电烙铁,因为其半导体器件的焊接温度不能太高,焊接时间不能过长,否则会因过热而损坏元器件。2、 助焊剂作用:除氧化膜、防止氧化、减小表面张力,可分为中性助焊剂和酸性助焊剂常用的助焊剂松香:中性助焊剂、无毒、无腐蚀性,绝缘强度高,易受热汽化、带走金属表面氧化层3、 焊锡一种焊料,易熔的金属及其合金作用:将被焊物连接在一起。其熔点点(约200摄氏度),凝结快,附着力强,导电率高。一般分为0.5mm,0.8mm,0.9mm,1.0mm5mm4、 辅助工具尖嘴钳、斜口钳、镊子、小刀二、 焊接技术1、焊前处理1)焊前检查电源线是否完好、 烙
5、铁头是否松动,有无凹凸(更换烙铁头)、烙铁头能否正常发热(更换发热芯)2)清污清理烙铁头表面的油污及其他污物3)清氧化层机械刮磨,用砂纸和刀子(镊子)将烙铁头前510mm的位置去掉氧化层,露出金属光泽4)镀锡烙铁头通电35min,将焊锡涂在烙铁头表面,按压在助焊剂上反复摩擦。重复2)4)的动作23次。2、手动焊接(五步法)1) 准备焊锡(引脚处中间,烙铁头在右边,与焊板35度60度,焊锡在左边,与焊板25度45度)2) 预热焊盘11.5秒3) 送锡、焊锡12秒4) 移锡(上移或侧移)5) 移开烙铁(上挑或侧挑,要迅速将烙铁移开,可与移锡一同动作)3、 焊接质量要求1) 焊接牢固 2)接触良好
6、3)表面光亮、平滑 4)锡量适中、熔透(空焊点高度0.2mm0.4mm,有引脚高度0.5mm1mm)4、虚焊、假焊辨别1)观察焊点、似焊非焊、一摇即动,必为虚焊2)焊点与焊盘没有形成一体3)焊点特别光亮,形成鼓包状4)焊点表面有焊渣、裂纹三、 元件布局与连接1、 先定位主元件,后定位辅助元件2、 同样的元件尽量布局一样3、 元件水平安装,引线长度为12mm,与焊板高度0.10.5mm,卧式安装与竖立安装时其高度为0.51mm4、 卧式安装时其标称值在上。电阻水平安装时其误差环在右,竖立安装时误差环在上。5、 元件连线横平竖直,并尽量贴板实训一:焊接练习(6-8节课)1、 空焊点练习要求:焊点高
7、度0.2mm0.4mm,熔透、平滑、表面不发黑2、 水平安装电阻要求:引线长度为12mm,与焊板高度0.10.5mm(用小螺丝刀刀口固定引线长度,将纸条折叠3次固定高度)3、 竖立安装电阻、卧式安装电容要求:卧式安装与竖立安装时其高度为0.51mm4、 电阻、电容连线要求:横平竖直、连接线在焊点的中心、连接线拉直并尽量贴板、连接线必须完全埋进焊点第3节课 半导体二极管(2节课)重点内容:1)半导体的导电特性(掺杂性、热敏和光敏特性)2)PN结的单向导电性3)普通二极管的图形符号、主要参数、识别与检测4)二极管的主要应用5)色环电阻的读数、测量一、 半导体器件1、 半导体物质按其导电性能的不同,
8、可分为导体、绝缘体、半导体三类。导体:电阻率小,导电性能好,如金银铜铁铝等。绝缘体:电阻率大,不容易导电,如石英、玻璃、塑料等。半导体:导电性能介于导体和绝缘体之间,如硅、锗、砷化镓等。(半导体之所以成为近代电子工业重要的材料,并不在于其导电能力的强弱,主要是由于其独特的导电特性。)2、半导体的导电特性1) 掺杂特性。在纯净的半导体中掺入微量的杂志元素,导电能力会增强。2) 光敏和热敏特性。大多数半导体对温度都比较敏感。半导体受到外界光和热的刺激时,导电能力增强,电阻减小。2、 本征半导体纯净的无杂质的具有完整晶体结构的半导体材料称为本征半导体。 硅和锗的原子序数分别为14和32,在原子最外层
9、轨道上的四个电子称为价电子。它们都有四个价电子,属四价元素。它们分别与周围的四个原子的价电子形成共价键。共价键中的价电子为这些原子所共有,并为它们所束缚,在空间形成排列有序的晶体。由于原子呈中性,故原子核用带圈的+4符号表示。共价键:相邻的两个原子的一对价电子不仅各自围绕自身所属的原子核运动,而且出现在相邻原子所属的轨道上,成为共用电子。一般情况下,共价键的价电子不能参与导电。 本征激发(热激发):当导体处于热力学温度0K时,导体中没有自由电子。当温度升高或受到光的照射时,价电子有足够的能量摆脱共价键的束缚产生载流子称为本征激发。自由电子:少数价电子由于热运动获得足够的能量挣脱共价键的束缚。空
10、穴:自由电子产生的同时,在其原来的共价键中就出现了一个空位。复合:自由电子因运动过程中碰撞其他电子而导致能量下降,被相邻原子核捕获而重新被束缚(即填补空穴)。(由于热运动而出现的本征激发产生自由电子和空穴,它们是成对出现的。本征激发和复合在一定温度下会达到动态平衡。)电子电流:自由电子的定向移动空穴电流:空穴的定向移动(自由电子按一定的方向填补空穴),方向与电子相反。3、 杂质半导体N型半导体:在本征半导体中掺入微量5价元素(如磷)电子流增强(在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供;空穴是少数载流子, 由热激发形成。提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子,
11、因此五价杂质原子也称为施主杂质。)P型半导体:在本征半导体中掺入微量3价元素(如硼)空穴流增强(P型半导体中空穴是多数载流子,主要由掺杂形成;电子是少数载流子,由热激发形成。空穴很容易俘获电子,使杂质原子成为负离子。三价杂质 因而也称为受主杂质。)4、 PN结采用特殊制作工艺将N型半导体和P型半导体紧密地结合在一起,在其交界处产生特殊的接触面。1) 形成过程:浓度差扩散运动复合内电场漂移动态平衡PN结 P型半导体多数载流子是空穴,N型半导体多数载流子是电子。由于浓度差,P区的空穴向N区扩散,N区的电子向P区扩散(如一滴墨滴进水里,扩散)P区的空穴与N区的自由电子复合而消失,形成一个没
12、有自由电子和空穴的耗尽层,称为空间电荷区。 P区由于空穴扩散和复合而带负电。N区由于自由电子扩散和复合而带正电。正电荷在电场中受力方向与电场方向相同。负电荷在电场中受力方向与电场方向相反。在耗尽层形成了内电场,方向由N区指向P区。该内电场会阻止阻挡P区向N区扩散的空穴和N区向P区扩散的电子(阻止多数载流子的进一步扩散)。相反,内电场会推动P区少数载流子(电子)和N区少数载流子(空穴)越过空间电荷区,进入对方区域。因此内电场促进少数载流子的漂移运动。最后扩散运动和漂移运动达到动态平衡。2) PN结的内电场电位差硅材料:0.5V0.7V ; 锗材料:0.2V0.3V3) PN结的导电特性单向导电性
13、A. 加正向电压时导通。(正偏导通)P区接电源正极,N区接电源负极,称为加正向电压或正向偏置。B. 加反向电压时截止。(反偏截止)P区接电源负极,N区接电源正极,称为加正向电压或正向偏置。二、 半导体二极管由一个PN结构成,外部引出两个电极,从P区引出的电极称为阳极(正极),从N区引出的电极称为阴极(负极)。1、 结构、符号、分类二极管文字符号用V表示。主要特性是单向导电性。箭头的方向表示二极管正向导通时电流的方向。二极管按用途不同可分为普通二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管等。2、二极管的伏安特性通过二极管两端的电压与通过二极管的电流之间的关系。A 正向特性死区电压(硅管 0.5V,
14、锗管 0.2V),I约为0。死区电压,二极管导通,电流增大。二极管导通后其管压降为恒定值。硅管0.7V,锗管 0.3V。导通后通过二极管的电流与二极管两端的电压无关。B 反向特性BR(反向击穿电压),约为0,称为反向饱和电流IR IR 越小,二极管的热稳定性越好,质量越高BR,电流急剧增大, 称为反向击穿。破坏二极管的单向导电性。 正向电压过高,会损坏二极管,形成断开状态。串联限流电阻。 反向电压过高,会击穿二极管,形成短路状态。最高反向工作电压。3、二极管的主要参数IFM 最大整流电流,允许通过二极管平均电流的最大值,正常工作时I< IFM。URM 最高反向工作电压,允许加在二极管两端
15、反向电压的最大值,URM=BR /2。IR 反向电流4、识别和判断1)识别外部标志(色环端为负极)引脚长短(长正短负)2)判断A 极性判断指针式万用表电阻档R×100或R×1K黑表笔COM端,红表笔VAM端机械调零选档欧姆调零黑表笔接正极,红表笔接负极,为正向电阻,阻值小(指针偏摆大)黑表笔接负极,红表笔接正极,为反向电阻,阻值大(指针偏摆小)B 好坏判断正反向电阻 :相差越大越好 相差不大二极管质量不好 都很大二极管开路 均为零二极管击穿5、二极管主要应用整流(将交流信号转变为脉动直流电)稳压开关钳位(使与其并联的器件两端电压固定) 电子线路常用元件介绍(1节课)电阻:对
16、电流的阻碍作用。用R表示。单位欧姆。1、按阻值的特性可分为:固定电阻(色环电阻)可调电阻(电位器)特种电阻(光敏电阻)2、参数 标称值、允许误差、额定功率(在一定的气压和温度下长期连续工作所允许的最大功率)电阻的额定功率有:1/6W,1/8W,1W,2W,5W等,电阻的功率决定了其体积的大小。色环标示主要应用圆柱型的电阻器上,四个色环电阻的识别(普通电阻):第一、二环分别代表两位有效数的阻值;第三环代表倍率;第四环代表误差。四色环电阻误差是+/-5%五个色环电阻的识别(精密电阻):第一、二、三环分别代表三位有效数的阻值;第四环代表倍率;第五环代表误差。五色环电阻误差是+/-1%。 如果第五条色
17、环为黑色,一般用来表示为绕线电阻器,第五条色环如为白色,一般用来表示为保险丝电阻器。如果电阻体只有中间一条黑色的色环,则代表此电阻为零欧姆电阻。银金黑棕红橙黄绿蓝紫灰白有效数字-0123456789数量级10-210-110010 1102103104105106107108109允许偏差()±10(银)±5(金)±1(棕)±2(红) ±0.5(绿) ±0.25(蓝)±0.1(紫)±0.05(灰)±20(无色)3、识别和判断技巧1:先找标志误差的色环,从而排定色环顺序。最常用的表示电阻误差的颜色是:金、银
18、、棕。技巧2:棕色环是否是误差标志的判别。可按照色环之间的间隔加以判别:比如对于一个五道色环的电阻而言,第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些,据此可判定色环的排列顺序。技巧3:利用电阻的生产序列值来加以判别。比如有一个电阻的色环读序是:棕、黑、黑、黄、棕,其值为:100×10000=1M误差为1%,属于正常的电阻系列值,若是反顺序读:棕、黄、黑、黑、棕,其值为140×1=140,误差为1%。显然按照后一种排序所读出的电阻值,在电阻的生产系列中是没有的,故后一种色环顺序是不对的。判断:万用表检测实际值机械调零选档欧姆调零(每换挡一次都要欧姆调零)读数实训
19、二:单相整流电路(5节课)1、原理图 2、要求 1)元件检测(电阻和二极管)完成以下表格。色环允许误差测量值实际误差是否合格电阻1电阻2正向电阻反向电阻质量好坏管压降二极管发光二极管标称值实际范围电位器变压器输出端电压值UO2)画规范电路图,在电路板左上角合理布局。二极管竖立安装时正极在下,电阻水平安装时误差环在右,竖立安装时误差环在上。 3)接通电源,用示波器观察电源波形uO,记录其最大值UOM和最小值。4)用示波器观察A点波形uA,记录其最大值UAM。5)调节电位器RP,观察发光二极管变化,验证二极管导通后管压降为恒定值。算出二极管的管压降。 (UOMUAM=VD)6)规范画出电源波形uo
20、和A点波形uA。第4节课:整流滤波电路(8节课) 回顾单相半波整流电路的特点:URL=0.45UO ; IL= URL/RL电路特点:电路简单,但输出直流电压低,脉动大,变压器利用率低,只适用于对脉动要求不高的场合。如何提高电源的利用率?如何得到相对稳定的直流电?使直流电脉动小?电路要做何改进?重点内容:桥式整流工作过程电容滤波过程电容检测一、单相桥式整流电路1、原理图2、工作原理变压器次级交流电压:uo(t)=Uosint1)uo(t)为正半周期时,V1和 V3受正向电压导通,V2和V4反向截止。 电流iL(t)通过负载RL,路径:aV1bRLcV3d 。2)uo(t)为负半周期时,V1和V
21、3受反向电压截止,V2和V4正向导通。电流iL(t)通过负载RL,路径:dV2bRLcV4a 。总结:u2(t)每变化一周,负载RL可得到一个全波脉动电压。 3运算公式: UL=0.9 U2 ; IL=0.9 U2 / RL ; IF= IL ; URM> Um2 =U24电路特点: 输出平均直流电压高,脉动小,容易滤波,变压器利用效率高。目前桥式整流电路已作出模块(整流桥) 。但这种仍含有较大的交流成分,在电镀、电焊、蓄电池充电等要求不高的设备中使用,仍要改进得到平滑的直流电。我们将滤除整流输出电压中的纹波,减少脉动程度,以便得到平滑的直流电压的电路,称滤波电路。一般由电抗元件(电容、
22、电感)组成。二、常用元件介绍电容器:两个相互绝缘又靠得很近的导体组成了一个电容器。1、符号、单位电容符号:C,单位F(法拉)。1F=106 uF=1012 pF2、基本特性电容是个储能元件。电容两极板间的电压不能突变。电容在充放电完成后进入一个稳定的状态。(I=0)电容充放电的快慢由网络的电阻和电容量决定。电容“隔直通交,通高阻低”,是高通元件。 在有电容的回路,有电流的存在是电源电荷向一极板移动,另一极板存储的电荷向电源负极移动。3、分类按照结构分三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器。固定电容器可分为无极电容(电力电容、瓷介电容、纸介电容、有机薄膜)和有极电容(电解电容)。4、参数标称
23、值、额定工作电压(耐压值)瓷介电容器往往只标注数值,数值大于1时单位为pF,数值小于1时单位为uF。如3300表示3300 pF,0.1表示0.1uF。有些用三位数字表示,前两位表示有效数字,后一个表示后面加几个零。如102,表示1000pF。电解电容往往标注电容量和耐压值。5、检测1)由电容器容量的大小选择合适的量程300uF以上R×10或R×1档;10300uFR×100档;0.4710uFR×1K档;0.010.47uFR×10K档;2)两支表笔分别与电容器两端相接。若被测元件为电解电容,黑表笔接触电容器正极,红表笔接触电容器负极。指针有
24、一定偏转,然后又快速回到表盘最左端,电容器性能正常;指针偏转一定角度后停于表盘中间某一个位置,说明电容器漏电,绝缘性能差。所指示电阻值为漏电电阻。指针偏转至表盘最右侧(零欧姆处)不回摆,电容器内部短路。指针不偏转,电容器内部已断路或电容很小,充放电电流很小,不足以使指针偏转。 6、作用滤波、耦合小容量的电容,通常在高频电路中使用,如收音机、振荡器、发射机中。大容量的电容通常作滤波和储存电荷用。 二、桥式整流电容滤波电路1、原理图2、工作原理假设通电前,电容C两端电压为零,当u2>0时,二极管V导通,u2向电容C充电,忽略二极管正向电阻,则充电速度很快到达u2的峰值,此后u2按正弦规律下降
25、至低于电容两端电压。由于电容两端电压不能突变,仍保持较高的电压,此时uC>u2,V承受反向电压截止,电容C通过RL进行放电,由于C和RL较大,放电速度很慢,随着放电的进行uC下降,知道下一个周期u2>uC时,二极管V再次导通,C再次被充电,如此重复。通过这种周期性充放电,达到滤波的目的。那么得出的波形是如何的呢?我们将通过实操来获得。实训三:单相桥式整流电容滤波电路(5节课)1、原理图 2、要求 1)元件检测(电容)完成以下表格。标称值、耐压值选用档位指针偏摆情况绝缘性能好坏电容1电容2变压器输出端电压值UO2)画规范电路图,在电路板左上角合理布局。电容卧式安装时标称值在上。3)用
26、示波器观察电源波形uo,记录其最大值UOM。4) 接通电源,当AB断开时,用示波器观察A点波形uA,记录其最大值UAM。算出二极管的管压降。 (UOMUAM=2VD)5)接通AB用示波器观察A点波形uAB 。调节电位器RP,观察波形的变化。记录当RP阻值最小时,负载输出电压最大值ULM和RP阻值最大时,负载输出电压最大值ULM。6) 固定RP阻值,改变电源的大小,对比A点波形uAB最大值。7)规范画出波形uo、uA、uAB(RP阻值最小时)。8)当电源电压不变,负载变大时,负载输出电压如何变化?负载不变时,电源电压增大时,负载输出电压如何变化?第5节课 简单并联稳压电路 (1节课) 回顾:复习
27、电容滤波的原理;总结单相桥式整流电容滤波电路的特点:1、在接通电源瞬间会产生浪涌电流,一般是正常工作电流IL的5-7倍。2、C和RL的大小对滤波的影响 C和RL的乘积越大,输出电压UL越高,滤波效果越好; 桥式整流电容滤波电路中的电容C值应满足(T为交流电源的周期):CRL(35)T/2C(35)T/2RL3、负载电阻RL对输出电压的影响电容滤波电路的外特性较差,但输出电路得到了提高,一般取: UL=1.2U2电容器的耐压值一般取:UC=(1.52)U24、该电路结构简单并能提高输出电压,适用于负载电流较小的场合。提出问题:交流电经整流、滤波后得到相对平滑的直流电,当电网波动或负载发生变化时,
28、输出直流电压也随着变化。要使输出能更稳定,我们需要接入稳压电路。重点内容:稳压二极管的工作特性、主要参数稳压原理一、稳压二极管1、稳压二极管的符号、伏安特性曲线稳压二极管用符号VZ表示,是一种特殊的面接触型半导体硅二极管,其PN结可承受较大的反向电流和耗散功率。2、基本特性1)稳压管具有单向导电性。2)稳压管工作在反向击穿状态。(即稳压管的负极接电路中的高电位,正极接低电位)3)稳压管两端的电压基本保持不变但反向电流却在很大范围内变化。4)稳压管必须在电源电压高于它的稳压值时才能稳压。5)稳压管只能串联使用,不能并联使用。3、主要参数1)UZ稳定电压,正常工作时的反向击穿电压2)IZ稳定电流,
29、正常工作时的反向电流,IZMAX>IZ>IZMIN(IZMAX稳压管正常工作时允许通过的最大电流;IZMIN稳压管进入正常工作状态时所必需的最小电流 )3)PZM最大耗散功率。PZM=UZ IZMAX4)R动态电阻,反映了稳压管的稳压性能。此值越小,稳压性能越好5)温度系数,温度变化对稳定电压的影响。此值越小,温度稳定性越好(受温度影响小)二、简单稳压电路1、原理图2、稳压原理UR+UL=UO ; IR=IZ+IL ; UL=UZ ; UR=IRR1)负载不变而输入电压变化A若UO增加:UOULUZIzIR( IR=IZ+IL )UR(UR=IRR )UL( UR+UL=UO )
30、可理解为:UOUR,电网电压上升引起UR上升,其上升量是一样的,从而使UL不变。B若UO减小:与上述过程相反。2)输入电压不变而负载变化A若RL阻值减小:RLUL(UL=ILRL)UZIzIRURUL 稳压管UZ的一点变化引起IZ的极大变化,从而使IR变化很快,则UR跟着变化,最后使稳压管固定不变。B若RL阻值增大:与上述过程相反。 稳压原理通过自身电流调节作用,并通过限流电阻R转换为电压调节作用。R不但起限流作用,还起调压作用。3、适用范围适用于输出电压固定且负载电流变化范围不大的场合。当负载电流较大时且要求稳压性能较好时,可采用串联稳压电路。实训四:单相桥式整流电容滤波电路(4节课)1、原
31、理图 2、要求 1)画规范电路图,在电路板合理布局。注意稳压管要反接。2)用示波器观察电源波形uo,记录其最大值UOM。3) 接通电源,当CD接通, AB、CE断开时,用示波器观察C点波形uCD,记录其最大值UCDM。接通AB断开CE,观察C点波形uD。调节电位器RP,用万用表直流电压档记录电压值变化。 4)接通电源,当CE接通,当AB、CD断开时,用示波器观察C点波形uCE,记录其最大值UCEM。接通AB断开CD,观察C点波形uE。调节电位器RP,用万用表直流电压档记录电压值变化。5)规范画出波形uo、uCD、uD、uCE、uE。(与稳压值相差正负0.5V,说明稳压效果不错。电压范围大, 稳
32、压性能差。闪烁电路焊接工作原理:假设接通电源前C1两端电压为0,C2则充满电,接通电源后,C1充电,C2放电,V1的b极电位大于e 、c两点电位,三极管V1饱和导通,二极管V4发光;V2的b极电位等于e 电位、c两点电位,三极管V1饱和导通,二极管V4发光 第6节课 三极管(6节课)重点内容:三极管三个状态,放大作用的实质温度对三极管的影响三极管的识别和检测放大电路,指把微弱的电信号转变为较强电信号的电子电路。其核心元件主要是半导体三极管和场效应管。一、三极管1、结构和符号经过一定的制作工艺,将两个PN结组合起来,将其封装并引出三个电极就成为三极管。三个半导体区分别为发射区、基区、集电区,三个
33、电极为发射极、基极、集电极,分别用E、B、C表示。1)按半导体材料分: 硅三极管和 锗三极管两类。2) 按PN结的组合方式不同分: NPN型和PNP型两种。3)多数的NPN型管是硅管;PNP型管是锗管。4)有箭头的都为发射极,箭头方向表示发射结正向偏置时发射极电流的方向。按两个PN结组合方式的不同,可分为NPN型和PNP型。以NPN型为例,集电区(C极)中电子数目多;基区(B极)很薄,空穴数目少;发射区(E极)电子数目很多,浓度很高。外加正向电源时,基区和发射区的PN结导通,阻碍层变窄,发射区的电子向基区移动,形成电流IE。而在基区和集电区的PN结截止,阻碍层变宽,在该内电场和外电场的共同作用
34、下向集电区移动,形成电流IC。外加正向电源时,基区和发射区的PN结导通,阻碍层变窄,基区的空穴向发射区移动,因为空穴的数目很少,故形成的电流IB很小。因为URB+UD=UCC,故URB>>URC,一般去RB>>RC。2、三极管的作用放大管(放大状态)、开关管(截止状态、饱和状态)放大状态截止状态饱和状态条件发射结正偏集电结反偏发射结反偏(或零偏)集电结反偏发射结正偏集电结正偏(或零偏)NPN型UC>UB>UEUEUB ;UC> UBUBUC;UB>UEPNP型UC<UB<UEUBUE;UB > UCUCUB ;UE>UB工
35、作状态C极与E极之间等效电阻线性可变,其阻值受IB控制C极与E极之间等效电阻很大,相当于开路C极与E极之间等效电阻很小,相当于短路结论用较小的基极电流控制较大的集电极电流。IB=0IC=ICEO0IC不受IB控制。此时UCE称为饱和管压降,记为UCES。硅管UCES=0.3V;锗管UCES=0.1V三个电极电流之间的关系详细说明三极管处于放大状态的条件,强调三极管电流放大作用的实质是用较小的基极电流控制较大的集电极电流。例题:一个信号无法放大,测得三极管各电极的电位分别为UB=2V,UC =8V,UE=2.7V,电路如何修改可使其工作在放大状态。小结:三极管的三个工作区域 三极管的放大作用 三
36、极管三个电极电流的关系3、三极管的特性曲线以共射极放大电路为例。1)输入特性指在UCE一定的条件下,基极与发射极之间的电压UBE与基极电流IB的关系曲线。2)输出特性指IB一定的条件下,集电极与发射极之间的电压UCE与集电极电流IC的关系曲线。静态工作点:放大器在没有交流信号输入时的工作状态。4、三极管的主要参数 1)电流放大系数集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比,反映三极管的电流放大能力。 2)极间反向饱和电流 A集电极-基极反向饱和电流发射极开路时C-B极间的反向饱和电流。此值越小,集电结的单向导电性越好。B集电极发射极反向饱和电流基极开路时(IB=0)C-E极间的反向饱和电流。反映
37、三极管的稳定性。此值越小,管子受温度影响越小,工作越稳定。 3)温度对三极管参数的影响AT 、BT T UCECT UBE5、三极管的识别与检测1)识别小功率:引脚朝上,印有型号的面对自己,从左往右分别是C、B、E 引脚朝上,定位销面对自己,从左往右分别是E、B、C中功率:引脚朝下,印有型号的面对自己,从左往右分别是B、C、E2)检测万用表选用RX100或RX1K档。A管型和基极的判别测三极管任两个引脚,指针偏摆大,则黑表笔不动,红表笔换另一引脚,指针偏摆大,则黑表笔所接触的为基极,该管为NPN型。测三极管任两个引脚,指针偏摆大,则红表笔不动,黑表笔换另一引脚,指针偏摆大,则红表笔所接触的为基
38、极,该管为PNP型。BC极和E极的判别假设任一引脚为C极,则另一引脚为E极。将基极与假设C极端捏住,对NPN型,黑表笔接触假设C极端,红表笔接触假设E极端,指针摆动大,则假设正确。对PNP型,红表笔接触假设C极端,黑表笔接触假设E极端,指针摆动大,则假设正确。小结:三极管的特性曲线温度对三极管的影响三极管的检测判断实训五:三极管静态工作点测试1、原理图 2、要求 1)三极管极性判断。2)画规范电路图,在电路板合理布局。3) 断开电源,调节RB,使其阻值为要求值(用数字万用表电阻档)4)接通电源和CD、EF,用万用表直流电流uA档测基极电流IB。5)接通电源和AB、EF,用万用表直流电流mA档测
39、集电极电流Ic。6) 接通电源和AB、CD,用万用表直流电流mA档测集电极电流IE。6)接通电源、AB 、CD、和EF,用万用表直流电压20V档测UCC、UB、UC。7)判断RB不同阻值时,三极管的工作状态。RBIBIcIEUBUCUCEUBE三极管状态180K150K120K100K90K60K50K35K 3、思考1) IC与IB的关系?IE与IC、IB 的关系?2)UCE与三极管工作状态的关系3)验证UBE+IBRB=UCC ;UCE+ICRC=UCC第7节课 分压式射极偏置电路回顾:上次我们做了静态工作点的测试,这是在没有输入信号的情况下得到的,现在我们添加输入信号。我们发现当正弦信号
40、输入时,因为UB=0.7V,刚好达到导通电压,当出现负半波,使得UB两端电压小于导通电压,输出波形便会截止失真。思考:如何解决出现负半波输出易截止失真? 加入发射极电阻RE,提高B点电位,使UB=1-1.2V。解决截止失真后,我们发现问题:1)当输入信号变化时,有ui IB UE=IERE UB UCEQ点上移 输入信号的变化会引起Q点的变化。2)对半导体三极管而言,T 有T UE=IERE UB IB IC工作不稳定,如何使其稳定?3)测得对电路图2而言,当UC=2.6V时,UB=0.7V,对电路图3,当UC=2.6V时,UB=1.1V,放大倍数变小。如何能保证放大倍数? 加入下偏置电阻RB
41、2,固定B点电位。T UE=IERE UBE = UB -UE(UB不变)IBIC,使工作点稳定。 加入电解电容C,输入交流信号时,交流电通过电容C,不经过RE,只有直流电电压放大倍数下降,对交流信号无影响,保证放大倍数。 【回顾:上次我们做了静态工作点的测试,我们可得到:1、三极管的三个工作区域(NPN型):放大区 UC>UB>UE ,;截止区 UCE>80%UCC ; 饱和区 UBUC >UE(UCE2UBE)2、Q点偏高,容易饱和失真;Q点偏低,容易截止失真。3、较佳静态工作点在UCE=1/2UCC附近。4、温度变化时, T 放大倍数变化; T UBE;使Q点下降
42、】 新课: 消除温度对Q点的影响:1、加入直流负反馈元件RE2、加入偏置电路,固定基极电位3、加入旁路电容,保证放大倍数分压式射极偏置电路1、原理图2、电路结构特点1 偏置电阻组成串联分压器,固定UBQ流过RB1的电流为I1,流过RB2的电流为I2,则I1=I2+IBQ若I2>>IBQ;则2)发射极电阻RE,固定IEQ在电路中,UBQ=UBEQ+UEQ;UEQ为发射极电阻RE上的电压。若使UBQ>>UBEQ则3、静态工作点稳定原理当RB和UCC不变时,则IB不变,当温度升高时,(易饱和失真)T UE=IERE UBE = UB -UEIBIC利用RE将电流IE的变化转换
43、为电压的变化,加到输入回路,通过三极管基极电流的控制作用,使IC 和UCE稳定不变小结:1、利用RB1、RB2的分压作用,固定UBQ2、发射极电阻RE产生反应变化引起的IB和IC变化。UEQ能自动调节IBQ,使ICQ保持不变。T IC UE IBIC3、利用C隔直通交的性能,保持放大电路对输入信号的放大倍数基本不变。4、C1、C2隔直通交,使各级放大电路的静态工作点互不影响。实训六:分压式射极偏置电路原理图要求1、接入小信号ui(10mV,1KHz)用示波器观察uo2、调节输入信号ui(缓慢增加),使输出信号uo出现失真,调节RP使失真消失。3、重复上述过程,直到输出信号uo正负峰值都出现轻微
44、失真。此时放大电路的静态工作点即为最佳静态工作点。4、保持电路各元件值不变。将输入端短路,用万用表测UB、UC、UE,计算UCE、IC、IE、IB,验证ICIE。UBUCUEUCEICIEIB5、拆掉输入端短路线,输入ui=10mV,1KHz,调节ui,使波形uo轻微失真,记录:UiUi0.8Ui0.6Ui0.4UiUOUOmAu第8节课 多级放大器实训七 多级放大电路第9节课 晶闸管重点内容:单结晶体管的结构和符号 单结晶体管的伏安特性 振荡电路一、单结晶体管的结构和符号、简易判断1、结构和符号单结晶体管内部:在一块高电阻率的N型硅片两端,制作两个接触电极,分别为第一基极b1,第二基极b2,
45、在另一侧靠近第二基极b2处制作了一个PN结,并在P型硅片上引出发射极E。只有一个PN结,所以称为单结晶体管。外形及符号如图(a)、(b)所示。图中发射极箭头指向b1,表示经PN结的电流只流向b1极。单结管的等效电路如图(C)所示,rb1表示e与b1之间的等效电阻,它的阻值受e-b1间电压的控制,所以等效为可变电阻。两个基极之间的电阻用Rbb表示,即:Rbb=Rb1+Rb2,Rb1与Rbb的比值称为分压比h=Rb1/Rbb,h一般在0.30.8之间。流经PN结的电流称IE。当IE出现一点点变化时,Rb1会出现很大的变化率(本身结构所决定的)。IE , Rb1 2、型号BT33:B表示半导体;T表示特种管;第一个“3”表示3个电极,第二个“3”表示耗散功率为300mW。3、简易判断二、单结晶体管的伏安特性图中,当UBB固定,等效电路中,A点对b1的电压UA=hVBB为定值。当Ue<UA时,PN结反偏,此时只有很小的反向漏电流IEO(几微安)如图中曲线“1”段。当Ue增大,Ue=
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