电务信号工(电工)

1、电工电子技术电工电子技术电工电子技术电工电子技术目录：目录：电工电子技术电工电子技术 “电”是一种清洁、环保的绿色能源，广泛应用于日常生活中，如大家所用的手机、电灯、空调、汽车、火车等。电工电子技术电工电子技术41.1 电路及电路模型 1. 电路及其组成 电路是电流通过的路径。它主要由电源、负载和中间环节三部分构成。 （1）电源：提供电能的装置，它把非电能转换成电能。 （2）负载：消耗电能的装置，它把电能转化成非电能。 （3）中间环节：是用来连接电源和负载，起传递和控制电能的作用。电工电子技术电工电子技术 干电池开关小灯泡(a)S(b)RiRUs图图1.1 电路的组成电路的组成负载的负载的电路

2、符电路符号号电源电源：电路：电路中提供电能中提供电能或信号的器或信号的器件件电源电源的的电路电路符号符号负载负载：电路中：电路中吸收电能或输吸收电能或输出信号的器件出信号的器件电工电子技术电工电子技术6 按电路功能不同，电路分为电力电路和信号电路两大类。 （）电力电路：指能够实现电能传输和转换功能的电路，其特点是：信号强、功率大，属于强电范畴。 （）信号电路：指能够实现信号的传递、处理和存储功能的电路，其特点是：信号弱、功率小，属于弱电范畴。返回返回电工电子技术电工电子技术7 2. 电路模型 用理想元件构成的电路叫电路模型。 下图为手电筒电路对应的电路模型，其中理想电路元件Us代表干电池，S代

3、表开关，R代表小灯泡。 电工电子技术电工电子技术8部分理想电路元件的电路符号：(a)电阻元件电阻元件 (b)电感元件电感元件 (c)电容元件电容元件 (d)理想电压源理想电压源 (e)理想电流源理想电流源返回返回电工电子技术电工电子技术91.2 电路的工作状态 2.电路的三种工作状态 有载工作状态(通路） 短路状态 开路状态返回返回有载状态有载状态短路状态短路状态开路状态开路状态电工电子技术电工电子技术 一般电路都由电源、开关、负载三部分组成，这样就引用到电流、电压、电阻等概念，下面我们对这几个概念进行讲解电工电子技术电工电子技术1.2 电路中的基本物理量电路中的基本物理量电工电子技术电工电子

4、技术1.2.1 电流（一）电流（一） 1.电流的定义：带电粒子（电子、离子等）的定向运动, 称为电流。 2.电流强度：单位时间内通过导体横截面的电荷量其数学表达式为： 直流： I=Q/t 交流：i=q/t3. 电流的实际方向：正电荷运动方向电工电子技术电工电子技术1.2.1 电流（二）电流（二） 4.直流：当电流的量值和方向都不随时间变化直流：当电流的量值和方向都不随时间变化时时, 称为直流电流称为直流电流, 简称直流。简称直流。 直流电流常用英文直流电流常用英文大写字母大写字母I表示。表示。 5.交流：量值和方向随着时间按周期性变化的交流：量值和方向随着时间按周期性变化的电流电流, 称为交流

5、电流称为交流电流,简称交流。常用英文小写字简称交流。常用英文小写字母母i表示。表示。电工电子技术电工电子技术1.2.1 电流（三）电流（三）6.单位：安培单位：安培, 符号为符号为A。 常用的单位有千安（常用的单位有千安（kA）, 毫安（毫安（mA）, 微安（微安（A）等。）等。 1KA=103A=106mA=1012uA电工电子技术电工电子技术1.2.1 电流（四）电流（四）7.在分析与计算电路时在分析与计算电路时, 常可任意规定某一方向常可任意规定某一方向作为电流的参考方向或正方向。作为电流的参考方向或正方向。(a)(b)(c)(d)i参考方向实际方向iababi参考方向实际方向ibaba

6、图图1.2 电流的参考方向电流的参考方向参考方参考方向和实向和实际方向际方向相同，相同，电流为电流为正正参考方参考方向和实向和实际方向际方向相反，相反，电流为电流为负负电工电子技术电工电子技术1.2.2 电压电位及电动势（一）电压电位及电动势（一）1. 电路中电路中A、 B两点间的电压是单位正电两点间的电压是单位正电荷在电场力的作用下由荷在电场力的作用下由A点移动到点移动到B点点所作的功所作的功, 即即Uab=Wab/Q电工电子技术电工电子技术1.2.2电压电位及电动势电压电位及电动势(二）二）2. 电压的实际方向：是使正电荷电能减少的方向电压的实际方向：是使正电荷电能减少的方向。 电压的电压

7、的SI单位：是伏特单位：是伏特, 符号为符号为V。 常用的单位：千伏（常用的单位：千伏（kV）、毫伏（）、毫伏（mV）、）、 微伏微伏（V）等。）等。 电工电子技术电工电子技术1.2.2电压电位及电动势（三）电压电位及电动势（三）3.量值和方向都不随时间变化的直流电压量值和方向都不随时间变化的直流电压, 用大用大写字母写字母U表示。交流电压表示。交流电压, 用小写字母用小写字母u表示。表示。(a)(b)uuABBA图图1.3 电压的参考方向电压的参考方向电工电子技术电工电子技术1.2.2电压电位及电动势（四）电压电位及电动势（四）4.若电压的参考方向与实际方向一致，若电压的参考方向与实际方向一

8、致， 电压为正。电压为正。 若电压的参考方向与实际方向相反，若电压的参考方向与实际方向相反， 电压为负。电压为负。5.分析电路时，首先应该规定电流电分析电路时，首先应该规定电流电 压的参考方向。压的参考方向。电工电子技术电工电子技术1.2.2电压电位及电动势（五）电压电位及电动势（五）6.元件的电压参考方向与电流参考方向是元件的电压参考方向与电流参考方向是 一致的一致的, 称为称为关联参考方向。关联参考方向。iu图图1.4 电流和电压的关联参考方向电流和电压的关联参考方向电工电子技术电工电子技术1.2.2电压电位及电动势（六）电压电位及电动势（六）. 电位电位: 在电路中任选一点在电路中任选一

9、点(o点），并规定此点），并规定此点电位为点电位为0伏伏, 叫做参考点叫做参考点. 则某点的电位就是由则某点的电位就是由该点到参考点的电压。单位为伏特该点到参考点的电压。单位为伏特 Va =Uao注意注意:参考点不同，电路中各点的电位不同参考点不同，电路中各点的电位不同，但两点间的电压与参考点的选择无关。，但两点间的电压与参考点的选择无关。电压与电位的关系电压与电位的关系: Uab=VaVb电工电子技术电工电子技术1.2.2电压电位及电动势电压电位及电动势10.电动势：电源力将单位正电荷从电源负极经电动势：电源力将单位正电荷从电源负极经其内部移到正极所作的功单位为伏特（其内部移到正极所作的功单

10、位为伏特（V) E=Wba/Q11.电源电压与电动势关系电源电压与电动势关系: U=E电工电子技术电工电子技术重要结论重要结论 电路各点的电位可因参考点选电路各点的电位可因参考点选择不同而不相同，但是，二个确择不同而不相同，但是，二个确定点的电压（电位差）却与参考定点的电压（电位差）却与参考点选择无关。点选择无关。电工电子技术电工电子技术三、三、“电阻电阻”定义：电流在导体中流动时所受定义：电流在导体中流动时所受到的阻力，称为电阻。到的阻力，称为电阻。用用R或或r示。单位为欧姆（示。单位为欧姆（）表）表示。示。常用的电阻单位还有、兆欧常用的电阻单位还有、兆欧(M )、千欧千欧(k )、欧（欧（

11、 ）、毫欧）、毫欧（m ）。它们之间的关系为：）。它们之间的关系为： 1 M =103 k =106 =109 m 电工电子技术电工电子技术 实训二 1电阻器的识别第一部分：第一部分： 用字母表示产品的名称。用字母表示产品的名称。R电阻器电阻器 W电位器电位器 第二部分第二部分 ：用字母表示产品的材料。：用字母表示产品的材料。I玻璃釉膜玻璃釉膜 N无机实芯无机实芯 S有机实芯有机实芯 T碳膜碳膜Y氧化膜氧化膜 H合成膜合成膜 J金属膜金属膜 X线绕线绕电工电子技术电工电子技术第三部分： 一般用数字表示分类，个别类型也用字母表示。1、2普通 3超高频 4高阻 5高温7精密 8高压 9特特G大功耗

12、T可调 D多圈W微调第四部分： 用数字表示序号，以区别产品外形尺寸和性能指标。 电工电子技术电工电子技术标志方法色环表示法：用不同颜色的色环涂在电阻器上来表示电阻器的阻值和偏差，各种颜色所代表的具体意义 电工电子技术电工电子技术色环标志表颜色颜色代表代表意义意义有效有效数字数字 乘数（数乘数（数量级）量级） 允许偏差允许偏差（%） 银银 金金 黑黑 棕棕 红红 橙橙 黄黄 绿绿 蓝蓝 紫紫 灰灰 白白 无无 012 3 4 56 7 8 9 10-2 10-1 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 10 5 1 2 0.5 0.25 0.1 20 +5

13、020 电工电子技术电工电子技术 式中 导体电阻，单位为欧( )；导体长度，单位为米(m)；导体截面积，单位为平方毫米( m2 )；电阻率，单位为欧米( m)。 电工电子技术电工电子技术301.3 电阻元件 固定电阻R：其阻值是已知且固定的，可用于电路中分流、分压，或作为电路的负载。 热敏电阻：是指其阻值随温度的变化而敏感的变化，常用于控制电路中。 电位器（可变电阻）：是指电阻的阻值大小在一定范围内连续可调，常用于电路的调试或电子产品的使用调节等场合。电工电子技术电工电子技术311.3 电阻元件 （1）导体的电阻与导体的长度和电阻率成正比，与导体的横截面积成反比。 （2）导体的电阻与温度有关。

14、温度每变化1时，引起电阻的相对变化量称为电阻的温度系数。SLR21121RRR tt返回返回电工电子技术电工电子技术321.3 电阻元件 2. 电阻元件的伏安特性 电阻的伏安特性是指电阻两端电压与电流之间的关系特性。 （1）欧姆定律： 流过电阻R的电流I，与电阻两端的电压U成正比，与电阻R成反比。 或 或RUI IRU IUR 电工电子技术电工电子技术331.3 电阻元件 （2）线性电阻及其伏安特性 当通过电阻的电流或加在电阻两端的电压发生变化时，电阻的阻值恒定不变（R为常数），则称该电阻为线性电阻。 线性电阻的伏安特性曲线为一条通过坐标原点的直线。 电工电子技术电工电子技术341.3 电阻元

15、件 （3）非线性电阻及其伏安特性 若电阻与通过它的电流和加在其两端的电压有关，即电阻的阻值随着电流或电压的变化而变化，这样的电阻叫做非线性电阻。其伏安特性曲线不是一条通过原点的直线 。 电工电子技术电工电子技术URRRU2111 URRRU2122 电工电子技术电工电子技术IRRRI2121 IRRRI2112 21111 RRR 电阻的并联：电阻的并联：电工电子技术电工电子技术 Rab=R1+ R6+(R2/R3)+(R4/R5)R1R2R3R4R5R6ab由由a、b端向里看，端向里看， R2和和R3，R4和和R5均连接在相同的两点之间，因此是均连接在相同的两点之间，因此是并联关系，把这并联

16、关系，把这4个电阻两两并联个电阻两两并联后，电路中除了后，电路中除了a、b两点不再有结两点不再有结点，所以它们的等效电阻与点，所以它们的等效电阻与R1和和R6相串联。相串联。 电阻混联电路的等效电阻计算，电阻混联电路的等效电阻计算，关键在于正确找关键在于正确找出电路的连接点出电路的连接点，然后分别把两两结点之间的电阻进，然后分别把两两结点之间的电阻进行串、并联简化计算，最后将简化的等效电阻相串即行串、并联简化计算，最后将简化的等效电阻相串即可求出。可求出。电工电子技术电工电子技术四、四、“功率功率”“电功电功”定义定义：电流通过用电器时，用电器就将电能转换成其他形式的能，如热能、光能和机械能等

17、。我们把电能转换成其他形式的能叫做电流做功，简称电功，用字母W表示。电工电子技术电工电子技术 电流通过用电器所做的功与用电器的端电压、流过的电流、所用的时间和电阻有以下的关系： 电压单位为V，电流单位为A，电阻单位为 ，时间单位为S，则电功单位就是焦耳，简称焦，用字母J表示。电工电子技术电工电子技术 “功率功率”定义定义：电流在单位时间内通过用电器所做的功称为“功率”，用字母P表示。其数学表达式为： 单位叫瓦特，简称瓦，用字母W表示。在实际工作中，常用的电功率单位还有千瓦(kW)、瓦(W)等。它们之间的关系为：1kW= 1000W电工电子技术电工电子技术五、五、“电容电容”定义：定义：衡量导体

18、储存电荷能力的物理量。用符号C 表示，常见的单位: 毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF） 1pf=10-3nf=10-6uf=10-9mf=10-12f;电容的作用电容的作用:隔直流,滤波,补偿,充放电,储能，旁路,耦合等电工电子技术电工电子技术电路符号：电路符号：与电阻串联在与电阻串联在电路中起到吸电路中起到吸收过电压的作收过电压的作用。用。电工电子技术电工电子技术（二）电容器元件的串联和并联1、电容器的串联（1）各个电容所带的电荷量相等。（2）几个电容器串联的电路，其等效电容的倒数等于串联各电容器的电容倒数之和。 电容器串联使用时，工作电压等于耐压值时，它所带的电量也达到

19、最大电量值。u1u2u3c1c2c3qqqiiuqc+-+-+-3211111CCCC等效电容：等效电容：电工电子技术电工电子技术 2、电容器的并联 （1）各电容两端所加的电压相等。 （2）几个电容器并联的电路，其等效电容等于并联各电容器的电容之和。 电容器并联使用时，工作电压不得超过它们中的最低额定电压值，否则，电容器可能被击穿。i+-u+q1-q1c1c2c3iq+-uc+-+q2-q2+q3-q3等效电容：等效电容： C=CC=C1 1+C+C2 2+C+C3 3电工电子技术电工电子技术六、六、“电感电感”定义定义：电感是用绝缘导线绕制而成的电磁感应元件。电感的作用作用：滤波，振荡，储存

20、磁能等。电感的特性特性：通直流隔交流；通低频阻高频。电工电子技术电工电子技术电感器的英文缩写：L ,电路符号： 国际标准单位是: H(亨利),mH(毫亨),uH（微亨）,nH（纳亨）；单位换算是: 1H=103m H106u H109n H；电工电子技术电工电子技术电工电子技术电工电子技术原子核原子核 原子核中有质子和中原子核中有质子和中子，其中质子带正电，子，其中质子带正电，中子不带电。中子不带电。 绕原子核高速旋转绕原子核高速旋转的电子带负电。的电子带负电。自然界物质的电结构：自然界物质的电结构：电子电子原子核原子核 导体的外层电子数很少且距导体的外层电子数很少且距离原子核较远，因此受原子

21、核离原子核较远，因此受原子核的束缚力很弱，极易挣脱原子的束缚力很弱，极易挣脱原子核的束缚游离到空间成为自由核的束缚游离到空间成为自由电子，即导体的特点就是内部电子，即导体的特点就是内部具有大量的自由电子。具有大量的自由电子。原子核原子核 半导体的外层电子半导体的外层电子数一般为数一般为4个，其导个，其导电性界于导体和绝缘电性界于导体和绝缘体之间。体之间。原子核原子核 绝缘体外层电子数通常为绝缘体外层电子数通常为8个，个，且距离原子核较近，因此受到原且距离原子核较近，因此受到原子核很强的束缚力而无法挣脱，子核很强的束缚力而无法挣脱，我们把外层电子数为我们把外层电子数为8个称为稳个称为稳定结构，这

22、种结构中不存在自由定结构，这种结构中不存在自由电子，因此不导电。电子，因此不导电。电工电子技术电工电子技术 当外界电场的作用力超过原子核对外层当外界电场的作用力超过原子核对外层电子的束缚力时，绝缘体的外层电子同样电子的束缚力时，绝缘体的外层电子同样也会挣脱原子核的束缚成为自由电子，这也会挣脱原子核的束缚成为自由电子，这种现象我们称为种现象我们称为“绝缘击穿绝缘击穿”。绝缘体一。绝缘体一旦被击穿，就会永久丧失其绝缘性能而成旦被击穿，就会永久丧失其绝缘性能而成为导体。为导体。1、绝缘体是否在任何条件下都不导电、绝缘体是否在任何条件下都不导电？2、半导体有什么特殊性？、半导体有什么特殊性？ 半导体的

23、导电性虽然介于导体和绝缘体之间，但半导体的导电性虽然介于导体和绝缘体之间，但半导体在外界条件发生变化时，其导电能力将大大半导体在外界条件发生变化时，其导电能力将大大增强；若在纯净的半导体中掺入某些微量杂质后，增强；若在纯净的半导体中掺入某些微量杂质后，其导电能力甚至会增加上万乃至几十万倍，半导体其导电能力甚至会增加上万乃至几十万倍，半导体的上述特殊性，使它在电子技术中得到了极其广泛的上述特殊性，使它在电子技术中得到了极其广泛地应用。地应用。电工电子技术电工电子技术一个一个PN结加上相应的电极引线并用管壳封装起结加上相应的电极引线并用管壳封装起来，就构成了半导体二极管，简称二极管。来，就构成了半

24、导体二极管，简称二极管。 半导体二极管按其结构不同可分为点接触型半导体二极管按其结构不同可分为点接触型和面接触型两类。和面接触型两类。 点接触型二极管点接触型二极管PN结面积很小，结电容很结面积很小，结电容很小，多用于高频检波及脉冲数字电路中的开关小，多用于高频检波及脉冲数字电路中的开关元件。元件。 面接触型二极管面接触型二极管PN结面积大，结电容也小结面积大，结电容也小，多用在低频整流电路中。，多用在低频整流电路中。半导体二极管的结构半导体二极管的结构一、二极管一、二极管电工电子技术电工电子技术二极管在电路中常用“D”加数字表示，在电路用符号表示。半导体二极管的符号半导体二极管的符号电工电子

25、技术电工电子技术二极管可分为整流、检波、发光、光电、变容等作用。电工电子技术电工电子技术 二极管按材料分为硅二极管和锗二极管，硅二极管正向导通电压0.6V以上；锗二极管正向导通电压0.2V以上； 二极管主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小（几十到几百欧）；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大（几千欧到几兆欧） 。电工电子技术电工电子技术-60 -40 -200.4 0.8 U /V40302010I /mA0正向特性反向特性半导体二极管的伏安特性曲线半导体二极管的伏安特性曲线外加正向电压较小时，外电场不外加正向电压较小时，外电场不足以克服内电场对多子扩散的阻足以克服内

26、电场对多子扩散的阻力，力，PN结仍处于截止状态结仍处于截止状态 。正向电压大于死区电压后，正向正向电压大于死区电压后，正向电流电流 随着正向电压增大迅速上随着正向电压增大迅速上升。通常死区电压硅管约为升。通常死区电压硅管约为0.5V，锗管约为锗管约为0.2V。外加反向电压时，外加反向电压时， PN结处于截止状态，反向电流结处于截止状态，反向电流 很小。很小。 反向电压大于击穿电压时，反向电流急剧增加。反向电压大于击穿电压时，反向电流急剧增加。电工电子技术电工电子技术 了解二极管的参数很重要，错误的使用不仅能使二极管损坏，了解二极管的参数很重要，错误的使用不仅能使二极管损坏，甚至影响电路的正常工

27、作。甚至影响电路的正常工作。（1）最大整流电路）最大整流电路例：道岔（表示电路中）采用的整流二极管的正向电流不小于例：道岔（表示电路中）采用的整流二极管的正向电流不小于300mA 300mA ；三相交流转辙机（表示电路中）采用的整流元件正向电流；三相交流转辙机（表示电路中）采用的整流元件正向电流不小于不小于1A1A。（2）最高反向工作电压）最高反向工作电压例：道岔（表示电路中）采用的整流二极管的反向电压不小于例：道岔（表示电路中）采用的整流二极管的反向电压不小于500V 500V ；三相交流转辙机（表示电路中）采用的整流元件反向电压不小于；三相交流转辙机（表示电路中）采用的整流元件反向电压不小

28、于500V500V。（3）最大整流电路）最大整流电路反向电流大，说明管子的单向导电性差，整流效果差，容反向电流大，说明管子的单向导电性差，整流效果差，容易烧坏管子。易烧坏管子。电工电子技术电工电子技术（1）检查二极管的好坏）检查二极管的好坏使用万用表的使用万用表的R100挡或挡或R1K挡，用两只表笔分别接挡，用两只表笔分别接在二极管的两个极上，看表的指针，然后将两只表笔对在二极管的两个极上，看表的指针，然后将两只表笔对换一下，再看表指针。如果两次测试中，表针一次指示换一下，再看表指针。如果两次测试中，表针一次指示无穷大，一次无穷小，即存在单向导电性；反之坏了。无穷大，一次无穷小，即存在单向导电

29、性；反之坏了。（2）判断二极管的极性）判断二极管的极性根据二极管正向电阻小、反向电阻大的特点，将万用表拨根据二极管正向电阻小、反向电阻大的特点，将万用表拨到电阻挡（到电阻挡（ R100挡或挡或R10K挡），如果二极管是好的挡），如果二极管是好的，将表笔接入二极管两极，导通时，表针摆幅很大，黑表，将表笔接入二极管两极，导通时，表针摆幅很大，黑表笔接的端子为二极管的阳极，红表笔为二极管的阴极。笔接的端子为二极管的阳极，红表笔为二极管的阴极。电工电子技术电工电子技术（3）晶体二极管的应用）晶体二极管的应用 二极管的应用比较广泛，它可以利用单向导电性是交二极管的应用比较广泛，它可以利用单向导电性是交流

30、电变成脉动的直流电（整流），亦可以与其他元件配合流电变成脉动的直流电（整流），亦可以与其他元件配合组成多种检波电路。在铁路信号设备中亦很广泛，如道岔组成多种检波电路。在铁路信号设备中亦很广泛，如道岔表示电路中的整流匣、电源屏中整流设备等。表示电路中的整流匣、电源屏中整流设备等。电工电子技术电工电子技术稳压二极管是一种特殊的面接触型二极管，其实物图、图符号及伏稳压二极管是一种特殊的面接触型二极管，其实物图、图符号及伏安特性如图所示：安特性如图所示： 稳压管实物图稳压管实物图 由图可见，稳压管特性和普通二由图可见，稳压管特性和普通二极管类似，但其极管类似，但其反向击穿是可逆的，反向击穿是可逆的，不

31、会发生不会发生“热击穿热击穿”，而且其反向击，而且其反向击穿后的特性曲线比较陡直，即穿后的特性曲线比较陡直，即反向电反向电压基本不随反向电流变化而变化压基本不随反向电流变化而变化，这这就是稳压二极管的稳压特性就是稳压二极管的稳压特性。 稳压管图符号稳压管图符号 电流增量电流增量I 很大，只会引起很小的电压变化很大，只会引起很小的电压变化U。曲线愈陡，动态电阻曲线愈陡，动态电阻rz=U/I愈小，稳压管的稳压性能愈好愈小，稳压管的稳压性能愈好。一般地说，。一般地说，UZ为为8V左右的稳压管的动态电阻较小，低于这个电压时，左右的稳压管的动态电阻较小，低于这个电压时，rz随齐纳电压的下降随齐纳电压的下

32、降迅速增加，使低压稳压管的稳压性能变差。迅速增加，使低压稳压管的稳压性能变差。 I/mA40302010-5-10-15-20 （A）正向0 0.4 0.812 8 4反向UZIZU/V电工电子技术电工电子技术 稳压管稳压电路中一般都要加限稳压管稳压电路中一般都要加限流电阻流电阻R，使稳压管电流工作在，使稳压管电流工作在Izmax和和Izmix的范围内。稳压管在应用中要的范围内。稳压管在应用中要采取适当的措施限制通过管子的电流采取适当的措施限制通过管子的电流值，以保证管子不会造成值，以保证管子不会造成热击穿热击穿。 回顾二极管的反向击穿时特性：回顾二极管的反向击穿时特性：当反当反向电压超过击穿

33、电压时，流过管子的电流向电压超过击穿电压时，流过管子的电流会急剧增加。会急剧增加。 击穿并不意味着管子一定要损坏，如击穿并不意味着管子一定要损坏，如果我们采取适当的措施限制通过管子的电果我们采取适当的措施限制通过管子的电流，就能保证管子不因过热而烧坏。流，就能保证管子不因过热而烧坏。 在反向击穿状态下，在反向击穿状态下，让流过管子的电让流过管子的电流在一定的范围内变化，这时管子两端电流在一定的范围内变化，这时管子两端电压变化很小压变化很小，利用这一点可以达到，利用这一点可以达到“稳压稳压”的效果。的效果。稳压管是怎稳压管是怎么实现稳压么实现稳压作用的？作用的？电工电子技术电工电子技术稳压管的主

34、要参数：稳压管的主要参数：（1）稳定电压）稳定电压UZ：反向击穿后稳定工作的电压。：反向击穿后稳定工作的电压。（2）稳定电流）稳定电流IZ：工作电压等于稳定电压时的电流。：工作电压等于稳定电压时的电流。（3）动态电阻）动态电阻rZ：稳定工作范围内，管子两端电压的变化量与相应电流的：稳定工作范围内，管子两端电压的变化量与相应电流的变化量之比。即：变化量之比。即： rZ=UZ/IZ（4）耗散功率）耗散功率PZM和最大稳定电流和最大稳定电流IZM。额定耗散功率额定耗散功率PZM是在稳压管允许是在稳压管允许结温下的最大功率损耗。结温下的最大功率损耗。IZM是指稳压管允许通过的最大电流。二者关系是指稳压

35、管允许通过的最大电流。二者关系可写为：可写为： PZM=UZIZM电工电子技术电工电子技术单个发光二极管实物单个发光二极管实物发光二极管图符号发光二极管图符号 发光二极管是一种能把电能直接转换成光能的固体发光发光二极管是一种能把电能直接转换成光能的固体发光元件。发光二极管和普通二极管一样，管芯由元件。发光二极管和普通二极管一样，管芯由PN结构成，具结构成，具有单向导电性。左图所示为发光二极管的实物图和图符号。有单向导电性。左图所示为发光二极管的实物图和图符号。 发光二极管是一种发光二极管是一种功率控制器件功率控制器件，常用来作为数字电路的，常用来作为数字电路的数码及图形显示的七段式或阵列式器件

36、；单个发光二极管常数码及图形显示的七段式或阵列式器件；单个发光二极管常作为电子设备通断指示灯或快速光源以及光电耦合器中的发作为电子设备通断指示灯或快速光源以及光电耦合器中的发光元件等。光元件等。 光电二极管也和普通二极管一样，管芯由光电二极管也和普通二极管一样，管芯由PN结构成，具结构成，具有单向导电性。光电二极管的管壳上有一个能射入光线的有单向导电性。光电二极管的管壳上有一个能射入光线的“窗口窗口”，这个窗口用有机玻璃透镜进行封闭，入射光通过，这个窗口用有机玻璃透镜进行封闭，入射光通过透镜正好射在管芯上。透镜正好射在管芯上。利用稳压管的正利用稳压管的正向压降，是否也向压降，是否也可以稳压？可

37、以稳压？ 利用稳压管的正向压降是不能进行稳压的。利用稳压管的正向压降是不能进行稳压的。 因为稳压管的正向特性与普通二极管相同，正因为稳压管的正向特性与普通二极管相同，正向电阻非常小，工作在正向导通区时，正向电压一向电阻非常小，工作在正向导通区时，正向电压一般为般为0.6V左右，此电压数值一般变化不大。左右，此电压数值一般变化不大。电工电子技术电工电子技术 半导体三极管是由两个背靠背的半导体三极管是由两个背靠背的PN结构成结构成的。在工作过程中，两种载流子（电子和空的。在工作过程中，两种载流子（电子和空穴）都参与导电，故又称为穴）都参与导电，故又称为，简称晶体管或三极管。简称晶体管或三极管。 两

38、个两个PN结，把半导体分成三个区域。结，把半导体分成三个区域。这三个区域的排列，可以是这三个区域的排列，可以是N-P-N，也可以也可以是是P-N-P。因此，三极管有两种类型：因此，三极管有两种类型：和和。电工电子技术电工电子技术集电结 B发射结NPN集电区基区发射区CCEEB集电结 B发射结PNPCCEEB集电区基区发射区NPN型型PNP型型箭头方向表示发射结加正箭头方向表示发射结加正向电压时的电流方向向电压时的电流方向电工电子技术电工电子技术 三极管功能是电流放大电流放大和开关开关作用。 三极管顾名思义具有三个电极：基极（b表示）、集电极（c表示）和发射极（e表示）。由于不同的组合方式，形成

39、了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。放大的实质：用较小的信号去控制较大的信号。放大的实质：用较小的信号去控制较大的信号。电工电子技术电工电子技术三极管各区的工作条件： 截止区：发射结反偏，集电结反偏；（Ub Ue、Ub Uc） 放大区：发射结正偏，集电结反偏： （Ub Ue、Ub Uc） 饱和区：发射结正偏，集电结正偏。 （Ub Ue、Ub Uc） 晶闸管导通条件：阳极对阴极有正向电压、门极有晶闸管导通条件：阳极对阴极有正向电压、门极有触发电流通过；触发电流通过；（两个条件同时具备才能导通）（两个条件同时具备才能导通）晶闸管截止条件：阳极对阴极有反向电压或门极电晶闸管截止条件：

40、阳极对阴极有反向电压或门极电流小于最小维持电流。流小于最小维持电流。（两个条件具备一个就可关（两个条件具备一个就可关闭）闭）电工电子技术电工电子技术 （1）产生放大作用的条件）产生放大作用的条件 内部：内部：a）发射区杂质浓度发射区杂质浓度基区基区集电区集电区 b）基区很薄基区很薄 外部：发射结正偏，集电结反偏外部：发射结正偏，集电结反偏NPNICIEIBRBUBBUCCRC（2）三极管内部载流子的传输过）三极管内部载流子的传输过程程a）发射区向基区注入电子，形成发射区向基区注入电子，形成发射极电流发射极电流 iEb）电子在基区中的扩散与复合，电子在基区中的扩散与复合，形成基极电流形成基极电流

41、 iBc）集电区收集扩散过来的电子，形集电区收集扩散过来的电子，形成集电极电流成集电极电流 iC（3）电流分配关系：）电流分配关系：iE = iC + iB 电工电子技术电工电子技术实验表明实验表明IC比比IB大数十至数百倍，因而有。大数十至数百倍，因而有。IB虽然很小，虽然很小，但对但对IC有控制作用，有控制作用，IC随随IB的改变而改变，即基极电流较的改变而改变，即基极电流较小的变化可以引起集电极电流较大的变化，表明基极电流小的变化可以引起集电极电流较大的变化，表明基极电流对集电极具有小量控制大量的作用，这就是三极管的电流对集电极具有小量控制大量的作用，这就是三极管的电流放大作用。放大作用

42、。 ICIBRBUBBUCCRCVVAmA +UCE +UBE0.4 0.8 UBE /V40302010IB /mA0UCE1V测量三极管特性的实验电路 三极管的输入特性曲线输入特性曲输入特性曲线线与二极管类与二极管类似似电工电子技术电工电子技术4321IB=003 6 9 12 UCE /V20A40A60A80A100A饱和区截止区放 大 区IC /mA输出特性曲线输出特性曲线（1）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置）放大区：发射极正向偏置，集电结反向偏置BECEBEBuuui, 0, 0BCii0, 0CBiiBCii（2）截止区：发射结反向偏置，集电结反向偏置）截止区：发射结反向

43、偏置，集电结反向偏置 （3）饱和区：发射结正向偏置，集电结正向偏置）饱和区：发射结正向偏置，集电结正向偏置 此时此时 电工电子技术电工电子技术 1、电流放大系数、电流放大系数：iC= iB2、极间反向电流、极间反向电流iCBO、iCEO：iCEO=（1+ ）iCBO3、极限参数、极限参数 （1）集电极最大允许电流）集电极最大允许电流 ICM： 下降到额下降到额定值定值的的2/3时所允许的最大集电极电流。时所允许的最大集电极电流。 （2）反向击穿电压）反向击穿电压U（BR）CEO：基极开路时基极开路时，集电极、发射极间的最大允许电压。，集电极、发射极间的最大允许电压。（3）集电极最大允许功耗）集

44、电极最大允许功耗PCM 。 电工电子技术电工电子技术 首先判断三极管的基极，万用表在欧姆挡首先判断三极管的基极，万用表在欧姆挡R1K，假，假设一个极是基极，黑表笔接至该管脚上，然后用另一只设一个极是基极，黑表笔接至该管脚上，然后用另一只表笔分别接另外两只管脚，如果表的指针偏转角度及方表笔分别接另外两只管脚，如果表的指针偏转角度及方向基本相同，将两只表笔对换重复上述动作，表针的偏向基本相同，将两只表笔对换重复上述动作，表针的偏转角度及偏转方向还是基本相同，那么就说明开始假设转角度及偏转方向还是基本相同，那么就说明开始假设的管脚是基极，否则不是。其次判别三极管的类型，用的管脚是基极，否则不是。其次

45、判别三极管的类型，用黑表笔接基极，红表笔接另外两个极，如果表的指针不黑表笔接基极，红表笔接另外两个极，如果表的指针不偏转或偏转角很小，说明该管是偏转或偏转角很小，说明该管是PNP管。如果指针偏角管。如果指针偏角均较大，说明该管是均较大，说明该管是NPN管。管。 接着判别三极管的另外两极，假设接着判别三极管的另外两极，假设NPN管，先假定一管，先假定一个极是集电极，黑表笔接上，红表笔接到另一极，此时将个极是集电极，黑表笔接上，红表笔接到另一极，此时将电工电子技术电工电子技术 万用表旋至欧姆挡，这时用一只电阻将基极和集电万用表旋至欧姆挡，这时用一只电阻将基极和集电极接上，读一下电阻值。然后将黑红表

46、笔对换，且将与极接上，读一下电阻值。然后将黑红表笔对换，且将与原假设集电极相连的电阻也与黑表笔一同对换，再读一原假设集电极相连的电阻也与黑表笔一同对换，再读一下电阻值，如果第一次的阻值小，则说明假设是成立的下电阻值，如果第一次的阻值小，则说明假设是成立的，反之则说明假设的集电极实际是发射极，另一极为集，反之则说明假设的集电极实际是发射极，另一极为集电极。电极。主要有两个方面的应用：主要有两个方面的应用：（1）构成放大电路，用以放大微弱的电信号。）构成放大电路，用以放大微弱的电信号。（2）构成开关电路，用于波形变换、电子开关、数字脉）构成开关电路，用于波形变换、电子开关、数字脉冲技术、功率放大器

47、和集成电路等。冲技术、功率放大器和集成电路等。电工电子技术电工电子技术3.3.2 是指无交流信号输入时，电路中的电流、是指无交流信号输入时，电路中的电流、电压都不变的状态，静态时三极管各极电流和电压都不变的状态，静态时三极管各极电流和电压值称为静态工作点电压值称为静态工作点Q（主要指主要指IBQ、ICQ和和UCEQ）。）。静态分析主要是确定放大电路中的静静态分析主要是确定放大电路中的静态值态值IBQ、ICQ和和UCEQ。RC+UCCVRB+UCEQ+UBEQ ICQIBQBBEQCCBQRUUIBQCQIICCQCCCEQRIUU估算法估算法：耦合电容可视为开：耦合电容可视为开路。路。电工电子

48、技术电工电子技术3.3.3 是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输是指有交流信号输入时，电路中的电流、电压随输入信号作相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直入信号作相应变化的状态。由于动态时放大电路是在直流电源流电源UCC和交流输入信号和交流输入信号ui共同作用下工作，电路中的共同作用下工作，电路中的电压电压uCE、电流电流iB和和iC均包含两个分量。均包含两个分量。RsRBus+uiRL+uoVRCibic：（：（ui单独作用下的电路）。由于电容单独作用下的电路）。由于电容C1、C2足足够大，容抗近似为零（相当于短路），直流电源够大，容抗近似为零（相当于短路），直流电源UCC去掉去掉

49、（短接）。（短接）。电工电子技术电工电子技术3.4.1 N 沟道P 型硅衬底N+N+源极 S 栅极 G 漏极 DSiO2绝缘层金属铝DSG衬底DSG衬底N 沟道绝缘栅型场效应管的结构N 沟道耗尽型场效应管的符号N 沟道增强型场效应管的符号电工电子技术电工电子技术 P 沟道N 型硅衬底P+P+源极 S 栅极 G 漏极 DSiO2绝缘层金属铝DSG衬底DSG衬底P 沟道绝缘栅型场效应管的结构P 沟道耗尽型场效应管的符号P 沟道增强型场效应管的符号：UGS=0时漏、源极之间已经存在原始导电沟道。时漏、源极之间已经存在原始导电沟道。：UGS=0时漏、源极之间才能形成导电沟道。时漏、源极之间才能形成导电

50、沟道。电工电子技术电工电子技术无论是无论是N沟道沟道MOS管还是管还是P沟道沟道MOS管，都只有一种载流管，都只有一种载流子导电，均为单极型电压控制器件。子导电，均为单极型电压控制器件。MOS管的栅极电流几乎为零，输入电阻管的栅极电流几乎为零，输入电阻RGS很高很高电工电子技术电工电子技术1612 8 403 6 9 12 UDS/V2VUGS=0V放 大 区ID/mA(b) 漏极特性曲线4 2 0 2 4 UGS/VID/mAUGS(off)1612 8 4IDSS(a) 转移特性曲线可变电阻区2VUDS=常数N沟道耗尽型场效应管的特性曲线沟道耗尽型场效应管的特性曲线耗尽型场效应管存在原始导

51、电沟道，耗尽型场效应管存在原始导电沟道，UGS=0时漏、源极之时漏、源极之间就可以导电。这时在外加电压间就可以导电。这时在外加电压UDS作用下的漏极电流称作用下的漏极电流称为漏极饱和电流为漏极饱和电流IDSS。电工电子技术电工电子技术UGS0时沟道内感应出的负电荷增多，沟道加宽，沟时沟道内感应出的负电荷增多，沟道加宽，沟道电阻减小，道电阻减小，ID增大。增大。UGS0时会产生垂直于衬底表面的电场。时会产生垂直于衬底表面的电场。N沟道增强型场效应管的特性曲线沟道增强型场效应管的特性曲线电工电子技术电工电子技术P型衬底与绝缘层的界面将感应出负电荷层，型衬底与绝缘层的界面将感应出负电荷层，UGS增增

52、加，负电荷数量增多，积累的负电荷足够多时，两个加，负电荷数量增多，积累的负电荷足够多时，两个N+区沟通，形成导电沟道，漏、源极之间有区沟通，形成导电沟道，漏、源极之间有ID出现。出现。在一定的漏、源电压在一定的漏、源电压UDS下，使管子由不导通转为导下，使管子由不导通转为导通的临界栅、源电压称为开启电压通的临界栅、源电压称为开启电压UGS(th)。 UGS UGS(th)时，随时，随UGS的增加的增加ID增增大。大。电工电子技术电工电子技术按场效应管的工作情况可将漏极特性曲线分为按场效应管的工作情况可将漏极特性曲线分为两个区域。在虚线左边的区域内，漏、源电压两个区域。在虚线左边的区域内，漏、源

53、电压UDS相对较小，漏极电流相对较小，漏极电流ID随随UDS的增加而增加，的增加而增加，输出电阻输出电阻ro较小，且可以通过改变栅、源电压较小，且可以通过改变栅、源电压UGS的大小来改变输出电阻的大小来改变输出电阻ro的阻值，这一区域的阻值，这一区域称为可变电阻区。在虚线右边的区域内，当栅、称为可变电阻区。在虚线右边的区域内，当栅、源电压源电压UGS为常数时，漏极电流为常数时，漏极电流ID几乎不随漏、几乎不随漏、源电压源电压UDS的变化而变化，特性曲线趋于与横的变化而变化，特性曲线趋于与横轴平行，输出电阻轴平行，输出电阻ro很大，在栅、源电压很大，在栅、源电压UGS增增大时，漏极电流大时，漏极电流ID随随UGS线性增大，这一区域线性增大，这一区域称为放大区。称为放大区。电工电子技术电工电子技术综上所述，场效应管的漏极电流综上所述，场效应管的漏极电流ID受栅、源电压受栅、源电压UGS的控的控