第三章+信息的处理

1、电子控制技术基本元器件的认识及电路图的识读 选修电子控制技术温州市第七中学（艺术学校）温州市第七中学（艺术学校） 陶光胤陶光胤教学随笔分享教学随笔分享QQ：223330546一、认识数字式多用电表认识数字式多用电表数字式多用电表表盘布局数字式多用电表表盘布局1.数字式多用电表数字式多用电表本套件所配的多用电表，具有全功能过载保护电路，可用来测量直流和交流电压、电流、电阻、电容、二极管、三极管、温度、频率、电路通断等。三、认识指针式多用电表三、认识指针式多用电表三、认识指针式多用电表三、认识指针式多用电表表盘EEAB1234561.开关开关S调到调到1、2、3、4、5、6个位置时电表分个位置时电

2、表分别测的是什么别测的是什么?2.在测量电流或在测量电流或电压时两个位置电压时两个位置中哪个位置的量中哪个位置的量程比较大程比较大?在识别电阻档和电压档电路时，在识别电阻档和电压档电路时，可以可以把虚线框内的电路当成一个电流表。把虚线框内的电路当成一个电流表。1、2为电流表为电流表3、4为欧姆表为欧姆表5、6为电压表为电压表电流：电流：1大大 电压：电压：6大大(一一)结结构构三、认识指针式多用电表三、认识指针式多用电表结论：数字式万用表，红表笔红表笔接内部电源的正极正极，黑表笔黑表笔接内部电源的负极负极。指针式万用表，红表笔红表笔接内部电源的负极负极，黑表笔黑表笔接内部电源的正极正极。五、数

3、字式多用电表和指针式万用表的重要区别五、数字式多用电表和指针式万用表的重要区别六、万用表的拓展应用六、万用表的拓展应用w 查找电路故障电压法！GNDVCC经验：1、先一根笔固定一个高电平，或者低电平的孔上；2、再用另一个笔，依次随着电流的流动，依次检查；3、找到不正常的接脚，分析原因。1.概念:电阻器(resistor):简称电阻，是用导体制成具有一定阻值的元件。其阻值与导体的尺寸、材料、温度等有关。一、电阻器一、电阻器2、作用:主要职能就是阻碍电流流过 ,应用于限流、分流、降压、分压、负载、与电容配合作滤波器等.2021-11-25固定电阻：阻值不能调节的,特殊电阻：敏感电阻，可用于传感器。

4、可调电阻器：阻值可以调节，也成电位器。一、电阻器一、电阻器3、分类、分类按照电阻特性按照电阻特性固定电阻：阻值不能调节的,固定电阻：阻值不能调节的,2021-11-2510（1）标称阻值：）标称阻值：标称在电阻器上的电阻值称为标称值. 标称值是根据国家制定的标准系列标注的,不是生产者任意标定的. 不是所有阻值的电阻器都存在.一、电阻器一、电阻器4、主要参数、主要参数允许偏差： 是指在正常大气压和额定温度下，电阻器长期连续工作，并能满足规定的性能要求时，所允许的最大功率。常见的有1/16W 、 1/8W 、 1/4W 、 1/2W 、 1W 、 2W 、 5W 、10W。（2）额定功率）额定功率

5、一、电阻器一、电阻器4、主要参数、主要参数拓展：在一个5V电源的中间，单连一个0.25W电阻，如果要实现长期工作，其阻值不应小于多少？5.阻值和误差的标注方法:一、电阻器一、电阻器 例如：5.阻值和误差的标注方法阻值和误差的标注方法一、电阻器一、电阻器5.阻值和误差的标注方法阻值和误差的标注方法一、电阻器一、电阻器思考：如何确定色环电阻的第一环？ 第一位离引脚边缘较近第一位离引脚边缘较近,最后一位也就是表最后一位也就是表示误差的那个色环与其相邻的色环间距较远示误差的那个色环与其相邻的色环间距较远. a.四环电阻: 因表示误差的色环只有金色或银色,色环中的金色或银色环一定是第四环.b.五环电阻:

6、(1)从阻值范围判断:因为一般电阻范围是0-10M,如果我们读出的阻值超过这个范围,或者不符合国家规定的标称阻值的，可能是第一环选错了，从另一边开始.(2)从误差环的颜色判断:表示误差的色环颜色有银、金、紫、蓝、绿、红、棕.如里靠近电阻器端头的色环不是误差颜色,则可确定为第一环.15四、电容器四、电容器1.概念概念: 电容器(capacitor):简称电容，由两个靠得很近的金属片（箔）组成，中间用绝缘材料（电介质）隔开。因此，直流电不能通过电容。2、作用、作用: 通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、去耦、移相等作用。 =3、分类、分类四、电容器四、电容器“项目1”中提供的2类电容a.

7、按介质不同分:空气介质、纸质、有机薄膜、瓷介质、云母、电解电容等.b.按结构: 固定电容、半可变电容、可变电容.C.按安装方式: 插件电容、贴片电容.4.电容器电路符号ab四、电容器四、电容器极性电容无极性电容正极正极负极负极5.电容参数：额定直流工作电压电容参数：额定直流工作电压四、电容器四、电容器 电容器的额定直流工作电压是指电容器在电路中能够长期可靠地工作而不被击穿的直流电压（又称耐压）。如果是交流电，需要考虑交流电的最大值（峰值。）5.电容参数：标称容量（电容量）电容参数：标称容量（电容量）四、电容器四、电容器6. 电容量的标示方式电容量的标示方式四、电容器四、电容器如：“220pF

8、600V” “47” ？ 7. 电容量的标称值电容量的标称值电容量产品必须符合规定的标称值规范，一般使用的是E12系列或者E6系列。四、电容器四、电容器 一般对于E12和E6系列的电容来说，三位数字，若最后一个数不是0，则说明肯定是三位数字表示法。实践训练：电容的充放电实验四、电容器四、电容器电容具有充电和放电作用，请根据一下电路图，先将电容具有充电和放电作用，请根据一下电路图，先将S1和和2连接，再降连接，再降S1和和3连接，观察实验现象。连接，观察实验现象。电容的作用是通交流，阻直流！分压通交流整流滤波四、电容器四、电容器实践应用实践应用二、半导体二极管二、半导体二极管PN结结PN结具有结

9、具有单向导电单向导电性。性。a.按材料分按材料分:锗二极管锗二极管 硅二极管硅二极管 将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置正向偏置。 当加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通。只有当正向电压达到某一数值才导通。这一数值称为“门槛电压门槛电压”（ “导通电压”），锗管约为0.20.3v，硅管约为0.60.7v。 二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3v，硅管约为0.7v），称为二极管的“正向压降正向压降”。 b.按作用分按作用分:整流二极管、稳压二极管、开关整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二

10、极管、光敏二极管等二极管、发光二极管、光敏二极管等.二、半导体二极管二、半导体二极管发光二极管LED二、半导体二极管二、半导体二极管开关开关二极管二极管（1N4148）2021-11-2526阳极阳极阴极阴极负极负极发光二极管二、半导体二极管二、半导体二极管特点特点：有三个电极，故称三极管：有三个电极，故称三极管。 三、三极管三、三极管 根据这两个根据这两个PNPN结的排列方式不同，三极管分为结的排列方式不同，三极管分为NPNNPN型和型和PNPPNP型两种。型两种。NPN型型CP PN NN NE EB B发射区集电区基区基极发射极集电极集电结发射结PNP型型N NP PP PE EB B基

11、区发射结集电结集电区发射区集电极C发射极基极BECNPNBECPNPVV总结：三极管有三个区、两个总结：三极管有三个区、两个PN接接2、晶体三极管结构、晶体三极管结构总结：三极管的结构总结：三极管的结构三极管的结构图三极管的结构图特点：特点：有三个区 发射区、基区、集电区；两个 PN 结 发射结(BE 结)、集电结(BC 结)；三个电极 发射极 e(E) 、基极 b(B) 和集电极 c(C)；两种类型 PNP 型管和 NPN 型管。 分类：分类：按内部结构分：有 NPN 型和 PNP 型管；按半导体材料分：有锗管（饱和压降有锗管（饱和压降0.3V）和硅管（饱和）和硅管（饱和压降压降0.7V）等

12、等。按工作频率分：有低频和高频管；按功率分：有小功率和大功率管；2、晶体三极管结构、晶体三极管结构 发射区的掺杂浓度最高；发射区的掺杂浓度最高； 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大； 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂浓度最低。掺杂浓度最低。管芯结构剖面图管芯结构剖面图根据半导体材根据半导体材料的不同，。料的不同，。2、晶体三极管结构、晶体三极管结构 为了容易理解，我们还是用水流比喻电流。这是粗、细两根水管，粗的管子内装有闸门，这个闸门是由细的管子中的水压控制着它的开启程度。截止状态：细管的水压很小，不足以打

13、开阀门。此时细管子中没有水流，粗管子中的闸门就会关闭。功能比喻：功能比喻：放大状态：细管子中的水压增大，闸门就开得越大，相应地流过粗管子的水就越多，这就体现出“以小控制大，以弱控制强”，并且按照倍数增大。饱和状态：当阀门开到一定程度，再增大阀门的，也无法使粗管中的水流增加。这时进入饱和。 NPN型三极管的一个类比PNP型三极管相反becRcRb拓展拓展1：三极管中载流子运动过程：三极管中载流子运动过程I EIB1. 发射发射当发射结正偏当发射结正偏时，发射区的电子越过发射时，发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区扩散到发射区形成发射极形成发射极电流电流

14、 IE ( (基区多子数目较少，基区多子数目较少，空穴电流可忽略空穴电流可忽略) )。2. 复合和扩散复合和扩散电子到达电子到达基区，少数与空穴复合形成基基区，少数与空穴复合形成基极电流极电流 Ibn，复合掉的空穴由，复合掉的空穴由 VBB 补充。补充。多数电子在基区继续扩散，多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。到达集电结的一侧。beI EI BRb3. 收集收集集电结收集集电结收集基区扩散过来的电子而形基区扩散过来的电子而形成集电极电流成集电极电流 Icn。其能量来自外接电源其能量来自外接电源 VCC 。I C图图 1.3.5三极管中载流子的运动三极管中载流子的运动 当然，发射结能否当

15、然，发射结能否“发发射射”，集电极能否，集电极能否“收收集集”，和加在它们上面的，和加在它们上面的电压有关。根据电压的不电压有关。根据电压的不同，可以形成三极管的三同，可以形成三极管的三个工作状态：饱和状态、个工作状态：饱和状态、放大状态、截止状态。放大状态、截止状态。拓展拓展1：三极管中载流子运动过程：三极管中载流子运动过程三极管的三种工作状态：（1）饱和状态（2）截止状态（3）放大状态拓展拓展2：三极管的工作状态：三极管的工作状态拓展拓展2：三极管的工作状态：三极管的工作状态截止状态截止状态极管工作在截止状态极管工作在截止状态发射结反偏（发射结反偏（P接负，接负，N接正）接正）VbVeCB

16、E(N)(N)(P) VT条件：条件：发射结反偏、集电结反偏发射结反偏、集电结反偏 集电结反偏（集电结反偏（P接负，接负，N接正）接正）Vb VcVbVon或者截止时，截止时， NPN型管，型管，Vb的电位很低。的电位很低。反偏反偏反偏反偏VTCBE(N)(N)(P) 放大状态放大状态极管工作在放大状态极管工作在放大状态发射结正偏（发射结正偏（P接正，接正，N接负）接负）集电结反偏（集电结反偏（P接负，接负，N接正）接正）VbVeVCVbVC VbVe条件：条件：发射结正偏、集电结反偏发射结正偏、集电结反偏放大时，放大时， NPN型管，型管，Vb的电位居于中等。的电位居于中等。正偏正偏反偏反偏

17、VT饱和状态饱和状态三极管工作在饱和状态三极管工作在饱和状态发射结正偏（发射结正偏（P接正，接正，N接负）接负）集电结正偏（集电结正偏（P接正，接正，N接负）接负）VbVeVb VCCBE(N)(N)(P) 条件：条件：发射结正偏、集电结正偏发射结正偏、集电结正偏饱和时，饱和时， NPN型管，型管，Vb的电位居于最高。的电位居于最高。正偏正偏正偏正偏发射结正偏（发射结正偏（P接正，接正，N接负）接负）集电结正偏（集电结正偏（P接正，接正，N接负）接负）Ve VbVc Vb探讨 PNP型三极管VTCBE(P)(P)(N) (PNP型）型）结论：结论：PNP型三极管与型三极管与NPN型三极管的各工

18、作型三极管的各工作状态各级的电位关系状态各级的电位关系相反相反条件：条件：发射结正偏、集电结正偏发射结正偏、集电结正偏(NPN型）型）VbVeVb VcVbVeVb Vc饱和状态饱和状态想一想想一想NPN型三极管分析得型三极管分析得出的结论是不是也适出的结论是不是也适用于用于PNP型三极管判型三极管判别工作状态别工作状态何时工作在截止状态？何时工作在截止状态？比一比：三极管工作状态项目项目状态状态 条件条件NPN型各级电位关系型各级电位关系PNP型各级电位关系型各级电位关系饱和状态饱和状态放大状态放大状态反反截止状态截止状态正正反反正正VbVeUeb=0.7V（Si）Vb VcVeVbVc V

19、b Ve发射结发射结集电结集电结发射结发射结集电结集电结发射结发射结集电结集电结VbVeUbe=0.7V（Si）Vb VcVcVbVe Vb VeVbVcVbVc试验试验: 观察晶体三极管的开关特性观察晶体三极管的开关特性 UrUce活动二活动二教材教材P57页的试验。页的试验。UrUceIce三极管状态（导通/截止）电压值高低电平接地（低电平）接5V（高电平）近近0V近近3V高电平高电平近近0mA截止截止近近2.8V近近0.2V低电平低电平近近1.6mA导通导通金属氧化物半导体场效应金属氧化物半导体场效应晶体三极管（晶体三极管（MOS管）管）w 也有三个极：也有三个极：w 源极源极S、栅极、

20、栅极G、漏极、漏极D。w 源极源极S相当于相当于发射极发射极，通常接地；，通常接地；w 漏极漏极D相当于相当于集电极集电极，通常通过电阻接电源；，通常通过电阻接电源；w 栅极栅极G相当于相当于基极基极，用来控制漏极电流的大小。，用来控制漏极电流的大小。w 普通普通晶体三极管晶体三极管是是电流控制电流控制的器件，基极必须注入电的器件，基极必须注入电流方能使三极管导通；流方能使三极管导通；w MOS管管是是电压控制电压控制器件，在栅极与源极之间加适当的器件，在栅极与源极之间加适当的电压就能使电压就能使MOS管导通。管导通。SGD 集成电路是将元器件集中制作在芯片上，减集成电路是将元器件集中制作在芯

21、片上，减少了元器件的连接导线，使可靠性得到了很大提少了元器件的连接导线，使可靠性得到了很大提高。高。二、常用数字集成电路的类型二、常用数字集成电路的类型数字电路的类型数字电路的类型构成构成运行运行速度速度允许负载允许负载流过电流流过电流消耗消耗功率功率TTL晶体管晶体管晶体晶体管逻辑管逻辑CMOS互补互补MOS电路电路快快较大较大较小较小较慢较慢较大较大较小较小CMOS管容易损坏，电源极性不能接反，焊接时管容易损坏，电源极性不能接反，焊接时要将烙铁的电源切断。要将烙铁的电源切断。2、按晶体管类型可分为二类：、按晶体管类型可分为二类：普通晶普通晶体管体管MOS管管与门与门非门非门或门或门ABF&

22、amp;ABF1 1AF1 1F= A BF= A + BF = A 基本逻辑门F&ABF1 1AB与非门与非门或非门或非门掌握要点：掌握要点：1、名称、名称2、电路符号、电路符号3、逻辑表达式、逻辑表达式4、真值表、真值表5、波形图、波形图6、生活中的应用、生活中的应用各种工业机床中，都有类似的“启动”“停止”按钮，只要一按下这种按钮，及时放开，及其也会持续地保持启动或者停止。在一些综艺节目中，当嘉宾按下按钮表决后，即使手放开，其对应显示的灯也能一直亮着。生活中，我们可以看到这样的事例：生活中，我们可以看到这样的事例： 以上这两个电路，都有一个共同的特点。那就是，当某个按钮开关按下的

23、时候，需要电路“记住”他的选择，也就是能够储存一个状态。这便是触发器的功能。基本触发器的记忆作用两个或非门或非门组成的基本触发器两个与非门与非门组成的基本触发器二、触发器二、触发器数字电路中能将二进制数据记忆住的基本单元电路数字电路中能将二进制数据记忆住的基本单元电路称为称为触发器触发器。 其中最简单的其中最简单的种称为基本触发器，通常由种称为基本触发器，通常由2只或只或非门非门(或或2只与非门只与非门)交叉连接构成。交叉连接构成。 任何触发器都有任何触发器都有2 2个输出端个输出端Q Q和和 Q Q，正常情况下，正常情况下Q Q和和Q Q总是反相的，即总是反相的，即不是不是(Q=0(Q=0，

24、Q=1)Q=1)就是就是(Q=1(Q=1，Q=0)Q=0)。(Q=0(Q=0，Q=1)Q=1)称为称为O O状态，状态， (Q=1(Q=1，Q=0)Q=0)称为称为1 1状态。状态。 基本触发器有基本触发器有2 2个输入端个输入端S S和和R R，S(set)S(set)称为置位端或置称为置位端或置1 1端，端，R(reset)R(reset)称为复位端或置称为复位端或置0 0端。端。 若若S S端加触发信号端加触发信号( (高电平高电平) )，R R端不加触发信号，即端不加触发信号，即S=1S=1，R=OR=O，基本，基本触发器被置于触发器被置于1 1状态，此过程称为置状态，此过程称为置1

25、1； 若若R R端加触发信号端加触发信号( (高电平高电平) )，S S端不加触发信号，即端不加触发信号，即S=0S=0，R=1R=1，基本，基本触发器被置于触发器被置于O O状态此过程称为置状态此过程称为置0 0。二、触发器二、触发器基本基本RS触发器触发器1:或非门或非门无论置1还是置0，当触发信号结束后，即S和R的输入都是低电平时基本触发器的状态保持不变。由此可见，基本触发器具有记忆作用(也称存储作用)，能存储1位二进制信息（即能存储一个1或0）。二、触发器二、触发器基本基本RS触发器触发器1:或非门或非门基本触发器的两个输入端通常不应都加触发信号（高电平），基本触发器输出与输入之间的关

26、系如上表所示。二、触发器二、触发器基本基本RS触发器触发器1:或非门或非门两个或非门组成的基本两个或非门组成的基本RS触发器总结：触发器总结： 高电平触发，两个低电平时保持状态； S输入为高时，Q输出为高； 一端输入位高时，对角的输出为高。用两个与非门构成的基本触发器。用两个与非门构成的基本触发器。用两个与非门构成的基本触发器的用两个与非门构成的基本触发器的触发触发信号是低电平信号是低电平，即用，即用0 0来触发。来触发。当置当置1 1端端S S加触发信号，置加触发信号，置0 0端端R R不加触发不加触发信号，即信号，即S=0S=0，R=1R=1时，基本触发器置时，基本触发器置1 1；当置当置

27、0 0端端R R加触发信号，置加触发信号，置1 1端端S S不如触发不如触发信号，即信号，即R=0R=0，S=1S=1时，基本触发器置时，基本触发器置0 0；当两输入瑞皆不如触发信号，即当两输入瑞皆不如触发信号，即S=1S=1，R=1R=1时，基本触发器状态不变，处于记忆状时，基本触发器状态不变，处于记忆状态。态。- - - - - - - - - - -二、触发器二、触发器基本基本RS触发器触发器2:与非门与非门 两个与非门组成的基本两个与非门组成的基本RS触发触发器总结：器总结： 低电平触发，两个高电平时保持状态； S输入为低时，Q输出为高； 一端输入为低时，对角的输出为低。- -下图所示

28、触发器逻辑符号的时钟输入端有一个“”符号，表示将数据存入触发器的操作是在时钟信号的上升沿（即由0变1的时刻）发生的，如图中的t1时刻，时钟信号由0变1，此时加在D端的信号为l，则触发器的状态变为1，数据1就被存进了触发器。在下一个时钟信号的上升沿（t2时刻）到达以前，无论加在D端的信号有何变化，触发器的状态都保持不变，体现了触发器的记忆功能。在t2时刻，CP信号又一次由0变1，此时加在D端的信号值为0，因而触发器的状态变为0，数据0被存进了触发器。由此可见，D触发器的状态每个时钟周期变化一次，根据前一周期（第n周期）结束时，即时钟脉冲上升沿到来前瞬间的D值（D），确定下一周期（第n+1周期）的

29、状态Q 。二、触发器二、触发器常用集成触发器：常用集成触发器：D触发器触发器D触发器输入输出RD CP DQ Q1 X X0 10 1100 00 1二、触发器二、触发器常用集成触发器：常用集成触发器：D触发器触发器JK触发器JKJK触发器的输入端触发器的输入端J J和和K K，其作用类似基本触发器的，其作用类似基本触发器的S S和和R R，是确定触，是确定触发器状态的依据。发器状态的依据。 时钟信号输入端时钟信号输入端C C，因为在此端画了一个，因为在此端画了一个“”，表明只有在时钟脉，表明只有在时钟脉冲的下降沿冲的下降沿( (即由即由1 1变变0 0的时刻的时刻) )，触发器的状态才由，触发器的状态才由J J和和K K确定，而在相邻确定，而在相邻两个时钟脉冲的下降沿之间，触发器的状