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文档简介
1、第三章 常用电路元器件 实验电路中常用到的电路元件包括各种电阻器、电位器、电容器等等.本章对它们的型号、命名方法、系列和主要技术特性指标作一简单的介绍,仅供实验中参考.考虑到电路元件繁多,不能一一列举. 对于电阻器和电位器主要介绍常用的碳膜,金属膜电阻器,线绕电阻器,金属氧化膜电阻器等. 对电容器主要介绍常用的低压电容器.而其它种类的电阻器、电位器和电容器可参阅有关的电工及电子技术手册及有关的产品目录.3一1 电阻器电容器标志内容和标志方法 任何一个元器件在其表面上均用数字和字母符号标出元器件的主要参数和技术性能,供使用者正确使用该元器件作根据. 一、电阻器和电容器的标志内容及排列次序 1电阻
2、器商标;型号;额定功率;标称阻值及允许偏差;生产日期. 2 电容器商标;型号;工作温度组别;工作电压;标称容量及允许偏差;电容温度系数;生产日期. 二、电阻器和电容器的标志方法 电阻器和电容器的标志方法主要有二种:直标法;文字符号法. 1直标法 直标法是用阿拉伯数字及文字符号单位在元件表面上直接标出元件主要参数和技术性能的有效的标志方法. 电阻值的单位采用、k、M表示.电容量的单位用PF、nF、F表示,允许偏差用百分数表示. 2文字符号文字符号法是用阿拉伯数字,文字符号或二者有规律的组合,在元件表面上标志出元件主要参数的标志方法. 电阻值的单化和电容量的单位如表311所示.表3l1 电阻值、电
3、容量单位表电阻值电容值文字符号中文文字符号中文单位和十进位数单位和十进位数R欧姆(100)p皮法(10-12F)k千欧姆(103)N纳法(10-9F)M兆欧姆(106)微法(10-6F)G千兆欧姆(109)m毫法(10-3F)T兆兆欧姆(1012)F法拉(100F) 表示单位的文字符号在标称电阻值和标称电容量的标志中应置于代替小数点的位置.例如: 3.32写作 3R32 1写作 1R0 3.32K写作 3k32 10 k写作 10k 3.32pF写作3p32 1pF写作1p03.32F写作332 10F写作10标称电阻值及电容量的文字符号,允许偏差的文字符号,工作温度组别的文字符号,制造日期的
4、义字符号分别可查阅有关的电工电子技术手册和产品目录.3-2 常用电阻器、电容器型号命名方法 一、产品型号的组成 产品型号一般由下列五部分组成, 第一部分:用一字母表示产品的主称如表32l. 第二部分:用字母表示产品的材料如表321. 第三部分:一般用数字表示分类,个别类型用字母表示,如表322,表323. 第四部分:用数字表示序号,以区分产品外型尺寸和性能指标. 第五部分:用字母表示区别代号,以区分结构特征.但是此项可有可无.区别代号(表示结构特征,用字母表示,此项可有可无)序号(用字母表示)分类(用数字或字母表示,见表322、323)材料(用字母表示,见表 321) 主称(用字母表示,见表3
5、2l)二、产品型号组成部分的符号及意义 产品型号组成部分的符号及意义将由下列表321、表322、表323加以说明: 表32l 主称、材料部分的符号及意义主称部分材 料 部 分R电阻器W电位器T碳膜Y氧化膜H合成膜C沉积膜S有机实心I玻璃釉膜N无机实心X线绕J金属膜C电容器C高频瓷V云母纸Q漆膜D铝电介T低频瓷Z纸介H复合介质A钽电介I 玻璃釉J金属化纸N铌电介Q玻璃膜B聚苯乙烯等非极性有机薄膜G合金电介Y云母L涤纶等极性有机薄膜E其它材料电介表3-2-2 分类部分的数字表示123456789电阻器瓷介电容器云母电容器有机电容器电解电容器电位器普 通圆 片非密封非密封箔 式普 通普通管形非密封非
6、密封箔式普通超高频叠片密封密封烧结粉液体高阻独石密封密封烧结粉固体高温穿心穿心支柱等精密无极性精密高压高压高压高压特种函数特殊特殊特殊特殊表3-2-3 分类部分的字母表示GTWD电阻器电容器电位器高功率高功率可调微调微调多圈三、应用举例材料序号分类主称型精密金属膜电阻器RJ71材料序号分类主称型瓶型高功率瓷介电容器CCG1材料序号分类主称型矩形微调有机实心电位器区别代号WSW1A3-3 电阻器和电容器的性能和规格电子设备通常是由半导体器件、电真空器件和电阻器、电容器、电感器等元件组成的,它们在电路中,起着各自不同的作用.当电路的型式、设备的结构和制作工艺确定后,元件的性能对电子设备的质量将起着
7、决定性的作用.因此,下面对电阻器和电容器的规格和性能作一初步的介绍,供选择和使用阻容元件时参考. 一、电阻器的性能和规格 电阻器是电子设备中常用的元件之一,其技术特征常以下列指标表示:(i)准确度和标称阻值;(ii)额定功率;(iii)温度系数;(iv)噪声等. 根据电子设备的要求,选择电阻器的基本任务是:第一,确定电阻器的型式;第二,确定电阻器的阻值、准确度和额定功率;第三,对于要求严格的电路,必须考虑电阻的稳定性和可靠性. 1电阻器的种类和特点 电阻器的种类很多,常用电阻器大致可分为薄膜电阻、线绕电阻、热敏电阻和电位器等几类,其中仅仅薄膜电阻又可分为碳膜电阻、金属膜电阻等六、七种.几种常用
8、电阻的结构见表I1.表I1 几种常用电阻器的结构和特点名 称结 构 和 特 点(1)碳膜电阻让气态碳氢化合物在高温和真空中分解,使碳沉积在瓷棒或瓷管上形成二层结晶碳膜,改变碳膜厚度和以刻槽的方法变更碳膜的长度,可得到不同的阻值.碳膜电阻成本较低,性能一般.(2)金属膜电阻在真空中加热合金,使其蒸发附着于瓷棒表面形成导电全属膜而成.刻槽和改变薄膜厚度可控制阻值.这种电阻和伍以电阻相比,体积更小,各项性能更好,但成本较高.(3)线绕电阻用康铜或镍铬合金电阻丝,绕在陶瓷骨架上,表面再涂覆玻璃釉而成.经绕电阻工作稳定可靠,耐热性能好可用于大功率场合.还可得到很高的准确度.(4)电位器线绕电位器由电阻丝
9、绕在环状骨架上而成. 薄膜电位器由泳有一层导电膜的马蹄形胶板构成.它的阻值变化和中间触头的位置的关系,有直线式、对数式和指数式三种. 2电阻器的主要特性指标 (1)电阻器的准确度和标称阻值表I-2 常用电阻允许偏差的等级允许偏差0.5% 1% 5% 10% 20%级 别005 01 标准化了的电阻器的电阻值称为标称阻值,标称阻值组成的系列称为标称系列.表I3为固定式电阻器的标称阻值系列,电阻器的标称阻值应符合表列数值之一(或表列数值再乘以10n,其中n为正整数或负整数). 目前生产的固定电阻器多为I级或II级,III级已甚少见,一般电子线路采用I级或II级电阻已能满足要求,某些要求高的线路(如
10、分压器、测试仪表)则应采用精度更高的电阻. (2)电阻器的额定功率 在标准大气压和一定的环境温度下,电阻器能长期连续负荷而不改变其性能时的允许功率,称为额定功率.额定功率分为、1、2、4、5、500等19个等级(单位为瓦).表I-4中列出了常用电阻对不同额定功率的阻值范围.电阻器的额定功率与环境温度、气压等有关,一般来说,温度愈高、气压愈低、同一电阻的额定功率愈小.选用电阻时应留有余量,一般选取额定功率比电阻的实际耗散功率大一倍. (3)阻值和误差的色环表示法1 2 3 4 I-1 电阻器的色环标注电阻器的阻值和误差,大都以数字的形式标印在电阻器上.体积特别小的电阻器,数字不便标印和读出,还有
11、一种合成电阻器(由碳黑、树脂和填料等混合物压制后热处理而成),这些电阻器的阻值和误差,常以色环来表示.在电阻器靠近一端画有四道色环,如图I-1所示.靠近一端的第一色环,表示阻值的第一位数,第二色环表示阻值的第二位数,第三色环表示再乘上十的几次方,第四色环表示阻值的误差.色环所代表的数字意义见表I-5.表I-3(a) 常用固定电阻器和部分电容器的标称系列允许偏差系列代号系 列 值5%E241.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.02.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.34.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.l10%E121.0 1.
12、2 1.5 1.8 2.2 2.73.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.220%E61.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8表I-3(b) 常用可变电阻器的标称系列名 称 允 许 偏 差系 列 值线绕电位器10% 、 5% 、 2% 、 1% E12 或E6薄膜电位器20% 、 10% 、 5% E12 或E6表I-4 常用电阻器技术特性表名称和型号额定功率(W)标称阻值范围温度系数l噪声电势V/V运用频率RT型碳膜电阻00501250250 51、2 101001035.15101035.19101035.121065.15.1106-(620)10-41510兆赫以下RU型硅碳
13、膜电阻0125、025051、25.1510103 101106 1010106(712)10-41510兆赫以下RJ型金属膜电阻0125025051、2305l0103301106305.11063010106(610)10-41410兆赫以下RXYC型线绕电阻251005.156106低频WTH型碳膜电位器0524704.7106(1020)10-4510几百千赫以下WX型线绕电位器131020103低频 10兆赫以上,电阻的分布参数对电路特性的影响更加显著.表1-5色别黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银本色*对应的数值0123456789误差5%10%20% *为电阻保护漆的颜色,即不画色环.例如
14、:一个电阻器有四道色环,其顺序是绿、棕、黄,银.则它的阻值为51104,误差为10%(即510K10%). (4)电阻的温度系数 当温度每变化l时,阻值的相对变化叫做电阻的温度系数.一般在手册上给出的电阻温度系数是在使用条件下,某一温度范围内的平均值,即 (1/)是电阻的平均温度系数;t1、t2是规定的两个温度;R1、R2分别对应于t1、t2温度时的阻值.温度系数与阻值大小有关,阻值愈大,也越大.碳膜电阻有负的温度系数,温度升高,阻值减小,而其它类型电阻的温度系数有些为正,有些为负. (5)电阻器的噪声由于电阻器本身的结构和热效应作用,通过电流时,电阻器两端会产生一定的噪声电压,当信号很微弱时
15、,噪声电压将产生显著的干扰.线绕电阻器的噪声只决定于热噪声;它仅与阻值、温度、外界电压的频率有关,可用下一公式表示:式中:Ut为热噪声有效电压,单位为伏;T为绝对温度;K =1.3710-23焦度,称为波耳兹曼常数;为外界电压的频带,单位为赫芝. 非线绕电阻除了热噪声外,还有电流噪声,这是由于在外加电压作用下,导电微粒间产生不规则的振动,使阻值起伏变化,对电流起了调制作用,这种噪声与外加电压成正比. 常用电阻器的温度系数和噪声电势,见表I4. (6)电阻器的极限工作电压电阻器两端的耐压也是有限度的,当加于电阻器的电压超过极限工作电压时,即使没有超过它的额定功率,也会产生击穿和表面飞弧现象而损坏
16、.一般说来,极限工作电压U由阻值R和额定功率P决定,即对于阻值较高的电阻器,手册中给出的极限工作电压小于上式的计算值,使用时必须注意. 3电路图中电阻器的阻值标注规则 为了简便,在电原理图中的电阻器和电位器的阻值,常接下面规则来标注: 阻值为兆欧以上,则注上单位“M”,例如1M、2.7 M等; 阻值在1千欧与100千欧之间,则注上单位“k”,例如5.1k、68 k等; 阻值在 100千欧与 1兆欧之间,可注上单位“k”,也可注上单位“M”,例如 360 k或 036 M. 阻值在1千欧以下,则可不注单位,例如51和680,就是5.1和 680. 二、电容器的性能和规格 电容器的主要参数有:准确
17、度和标称容量;耐压;绝缘电阻;损耗;温度系数;固有电感和工作频率等.选择电容器的基本依据是:第一,所要求的容量和准确度;第二,对元件尺寸大小的要求;第三,对一定的可靠性的要求,即要求元件在使用寿命范围内可靠工作;第四,电路对元件工作性能的要求. l电容器的种类和结构 电容器的种类很多,有纸介电容、金属化纸介电容、薄膜介质电容、云母电容、瓷介电容、电解电容、可变和半可变电容等,其结构和特点见表I6. 2电容器的特性指标 (1)电容器的准确度与标称容量表1-6常用电容器的种类和结构名 称结 构 和 特 点(1)纸介电容器以两片金属箔作为电极,夹在极筹的电容器纸中,卷成圆柱形或扁柱形芯子,然后密封于
18、金属壳或绝缘材料(如火漆、田径、玻璃釉等)壳中而成.它的特点是体积较小,容量可作得较大,固有电感和损耗较大,宜用于低频.(2)金属化纸介电容器结构与统介电容基本相同,不同之处是在电容器纸上披上一层金属膜来代替金属箔,因此体积更小.(3)薄膜电容器结构和纸介电容相同,但介质是涤纶或聚苯乙烯.涤纶膜电容,介电常数较高,体积小客量大,适用于低频电路.聚苯乙烯膜电客介质损耗小绝缘电阻高,但温度系数较大,可用于高频电路.(4)云母电容器用金属箔或在云母上喷涂银层作极板,和云母一层一层连合后,再压铸在胶木份或封固于环氧树脂中而成.它具有介质损耗小、绝缘电阻大、温度系数小的特性,宜用于高频电路.(5)瓷介电
19、容以用疫作介质,在陶宛基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜作极板而成.瓷介电客体积小,刚热性奸损耗小,绝缘电阻高,但客量小,可用于高频电路.铁电瓷介电容容量较大,但损耗和温度系数较大,宜用于低频电路.(6)铝电解电容在铝带中间夹以电解物质而成,电极表面制成糙面,增加了有效面积,并以极薄的氧化铝膜作介质,因此可以得到很大的容量.它的容量大,但漏电大,稳定性差,且有正负极性,宜用于低频及电源滤波.(7)钽、铝电解电容器金属创或铭)的氧化物经模压成实芯或空芯圆柱形,置真空中高温烧结还原为金属担,再用化学方法进行氧化,使得到表面粗糙的微薄的氧化祖居,以此作为绝缘介质然后被覆一层氧化锰(固体电解质),喷涂
20、一层金属以焊接电极引线,便制成了固体电解质烧结包电解电容.由于氧化国的介电常数很高,因此体积小客量大.它还有寿命长、漏电流小、工作温度范围大等特点.(8)微调电容让两极板的距离、相对位置或面积可调,便构成微调电容.它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等.(9)可变电容由一组定片和一组动片组成,其容量随动片的转动而连续改变.它的介质通常有空气和聚苯乙烯两种,前者体积较大:损耗较小可用于更高频率的场合. 固定式电容器的准确度直接以允许偏差的百分数表示.在表17中列出了七个常见的等级.表17 常用固定电容器允许们差的等级允许偏差2%5%10%20%+20%-30%+50%-20%+100%-10%级别0
21、2 固定式电容器的标称容量系列,如表I8所列.标称容量为表中数值之一(或再乘以10n,其中n为正整数或负整数). (2)电容器的耐压 电容器的耐压,是指按技术条件所规定的温度下长期工作,电容器所能承受的最大电压.它直接与所用的绝缘介质及其厚度有关,同一电容的耐压随外界电压的频率、波形和温度而改变.一般用直流工作电压、交流工作电压、试验电压来表示电容器的耐压性能.试验电压为较短时间内(5秒钟到1秒钟)能承受的最大电压.通常试验电压为直流工作电压的(23)倍. 由于在交流电压作用下介质损耗增加、发热量增加,因此交流工作电压总小于直流工作电压,频率愈高,交流工作电压愈小,对于频率高于几兆赫时,发热量
22、大大增加,此时耐压主要决定于无功功率P,其高频工作电压Ukf由下式决定.表18 常用固定式电容器的标称容量系列名 称允许偏差容量范围标称容量系列纸介电容金属化纸介电容纸膜复合介质电容低频(有极性)有机薄膜介质电容5%10%20%100pF1F1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.81 F100F1 2 4 6 810 15 20 30 50 60 80 100高频(无极性)有机薄膜介质电容瓷介电容玻璃釉电容云母电容5%10%20%E24E12E620%以上E6铝、钮、铌、钛电解电容10%20%+50%-20%+100%-10%1 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8(容量单位F) (伏
23、) 表I9给出了常用固定式电容器的直流工作电压系列,供选择电容时参考.表 I9 常用固定式电容器的直流工作电压系列1.646.310162532*405063100125*1602503004004505006301000注:1000V以上至6000V还有20别档. 有*者只限电解电容专用. (3)电容器的绝缘电阻 一加于电容器的直流电压与漏电流的比值,称为电容器的绝缘电阻.它决定于所用介质的特性、厚度和面积.电容器的绝缘电阻如果降低,则漏电流加大,可能破坏电路的工作状态,严重时会由于介质损耗增加使温度升高而导致电容的击穿.电容器绝缘电阻的量级见表I10. (4)电容器的损耗 电容器的损耗分介
24、质损耗和金属损耗两部分,金属损耗是由引出线和接触点的电阻、电极电阻产生的,在高频时由于趋肤效应而使金属损耗大大增加. (5)电容器的温度系数 当温度每变化1”C时,容量的相对变化,称为电容器的温度系数.它主要决定于介质的温度系数,也决定于电容结构和极板尺寸随温度的变化.某些瓷介电容的温度系数较大,并且有正有负,有时可以选择具有适当的温度系数的瓷介电容来补偿电路特性随温度的变化.R图1-2 电容的等效电路 (6)电容器的固有电感和极限工作频率 电容器极板的电感和引出线的电感,构成了电容器的固有电感,其数值虽小,但在高频运用时,其影响就不能忽略了.对于实际的电容器,可用图I2所示的等效电路来表示,
25、图中L表示电容器的固有电感,C表示电容器本身的电容,R表示绝缘电阻,C表示对外壳的分布电容.由图可见,一定的电容器有它的固有谐振频率,当工作频率超过后,电容器的实际转化为电感元件.一般最大工作频率选在的以下.各种电容器的运用频率见表110.表110常用电容器的几项特性名称容量范围直流工作电压(V)运用频率(MHz)准确度漏阻(M)纸介电容器(中、小型)470pF0.22F636308兆以下5000金属壳密封纸介电容器0.01F10F2501600直流脉动直流10005000金属化纸介电容器(中、小型)0.01F0.22F160、250、4008兆以下2000金属壳密封金属化纸介电容器0.22F
26、30F1601600直流脉动直流305000薄膜电容器3 pF0.1F63500高频、低频10000云母电容器10 pF0.051F100700075250以下0210000瓷介电容器1 pF0.1F63630高频、低频503000以下0210000铝电解电容器1F10000F4500直流脉动直流、钽、铌电解电容器0.47F1000F6.3160直流脉动直流、瓷介微调电容器2/7 pF7/25 pF250500高频100010000可变电容器最小容量7 pF最大容量500 3在电路中电容器单位的标注规则 在电路中,常以“pF”和“F”作为电容器的单位.通常在容量小于1000O pF(等于0.1
27、F)时,以pF作单位,而大于1000O pF时以F计作单位.为简便起见,大于 100 pF和小于1F的电容常不注单位,无小数点者,其单位为pF,有小数点者其单位为F,也可都不注单位,例如3300就是3300 pF,O.1就是0.1 F, 20.0就是20F. 34 电 位 器 电位器是一种通过电阻值的连续调节从而调节直流或交流电压、电流值的可变电阻元件,接材料和用途分成各种类型. 一、电位器的分类 1按材料分:合金型(线绕)、合成型(实芯)、薄膜型. 2按调节机构的运动方式分:旋转式、直滑式. 3按结构分:单联、多联、带开关、不带开关.开关形式又有旋转式、推拉式、按键式等. 4用途分:普通电位
28、器、精密电位器、功率电位器、微调电位器和专用电位器等. 5按输出特性的函数关系分:线性和非线性电位器.如图34l所示.其特点分别为:X式(直线式)如MF30型万用表的调零电价器和示波器的聚焦电位器.电位器的线性精度为2%、1%、0.3%、0.1%、0.05%.Z式(指数式),如收音机音量调节电位器.特点是:调节时先细调后粗调.D式(对数式),如电视机黑白对比度电位器.特点是:调节时先粗调后细调.DXZ01123转角总转角图3-4-1 电位器输出特性函数关系图所有D、Z、X字母符号一般在电位器上标出.使用时要注意. 二、电位器的标称值 电位器的标称值见表332所示.其中碳膜电位器的标称阻值一般按
29、表332中E6系列规定.非碳膜电位器的标称阻值一般按 E12系列规定.线统电位器标称阻值允许偏差为10%、5、2%. 型号的主称及元件材料的符号意义见表32一1,其分类见表322和表323. 三、电位器的额定功率 电位器的额定功率见表341. 表 341电位器的额定功率(W)系列表绕线0250511.62351016254063100非绕线00250050.10.250.5123 电位器的一般性能可参阅电工及电子技术手册及产品目录.35 准确判定晶体管电极普通晶体管内部存在两种电荷极性相反的载流子(电子与空穴),且且同时利用正电荷载流子和负电荷载流子来工作,故称之为双极型晶体管(bipolar
30、 transistor,简称 Bi)这也是它与场效应管等半导体器件的重要区别,场效应管内部仅有一种载流子,就不属于双极型器件.目前,国内外生产的晶体管型号已达上万种,封装形式及管脚排列顺序差别很大.假如晶体管上的标记已模糊不清,无法根据型号查阅手册确定电极位置,或者标记虽清楚却从手册上查不到.那么可借助于万用表的挡准确识别电极.1.判定基极Ba)、(b)分别代表NPN管和PNP管.利用基极对发射极、集电极具有对称性的结构特点,可以迅速判定基极.具体方法是,用一支表笔碰触某个电极,再拿另一支表笔依次碰触其他两个电极,若测出的电阻值都很小(或者都很大,但交换表笔后又都很小)即可判定第一支表笔接的是
31、基极.若两次测出的电阻值是一大一小,相差很多,说明第一支表笔接的不是基极,应更换其他电极重测.EEEECBCBCBEPNPCBENPNCBCB图3.4 (a) (b)2判定NPN型或PNP型若已知黑表笔接的是基极,而用红表笔依次接触另外两个电极时测出的电阻值都较小,则属于 NPN型.若两次测出的电阻值都比较大,即为PNP型.RbCBEICIER0E(b)(a)黑表笔NPN型红表笔CBE+_图2 3判定发射极E和集电极C 1K挡.先让基极悬空,其余两脚各接一支表笔,此时表针应指向无穷大处.然用手指同时按住(或捏住)基极与左边的管脚,表针如果向右偏转,就表明左边一脚为集电极C.假若表针基本不动,可
32、用手指按住基极与右边的管脚,发现表针向右偏转,证明右边脚为集电极,左边脚就是发射极E.倘若以上两次测量过程中表针均不动或偏转角度非常小,说明电源极性接反,应调换两支表笔位置后重测. 判断理由:(b)图是测量的等效电路,手指电阻就代替了基极偏置电阻R,其阻值约为几百千欧至几兆欧,与人体电阻、皮肤干燥程度及接触电阻有关.由于在被测管的集电结上施以反向偏压,发射结加的是正向偏压,所以管子进人放大区正常工作,此时电流放大倍数 较高,产生的集电极电流Ic使表针明显地偏转.如果CE极接反,管子就无法正常工作,放大倍数就大为降低(例如从几十倍降成几倍),因此表针基本不动. 判定PNP管CE电极的方法同上,只
33、是按照正常接法,E极需接万用表的黑表笔.36 准确测量晶体管利用万用表测量晶体管共发射极电流放大系数时,大都忽略晶体管穿透电流I的影响,也不考虑发射结正向导通压降V和万用表内部电池电压E的实际偏差.因此测量误差较大,所测得的值仅供参考. 采用下述方法不仅可以消除的影响,而且能消除、引起的测量误差,仅用一块万用表就能迅速、准确地测出小功率晶体管的值.与晶体管图示仪或专用晶体管测试仪相比,其测量误差低于5,完全能满足需要;.此方法还适用于挑选对管. 1测量原理 准确测量晶体管I0BCEVBER0E(a)6R100ICBCEVBER0ER100(b)调换表笔位置.万用表拨至(或)挡.首先按(a)图所
34、示在基极与集电极之间接固定偏置电阻,亦可用电阻箱或电位器代替.为便于计算,现取= 图35 准确测量晶体管hFE值的电路式中,为万用表电阻挡的欧姆中心值,为正整数,通常取 10的倍数,例如 40、50等.在按照()图所示电路测量负载电流时,因 通过万用表的电流=+,故测出的电流就是集电极电流.有公式其中即 代人式(362)中得到然后按(b)图接法将基极与集电极短接,仍采用测量负载电流法测出电流为,有关系式从中解出.将代人式(363)中得到再由式(364)求出最后推导出计算的准确公式 实际上并不需要测出与的具体数值.假定电流比例系数为,在测、时指针偏转转格数分别为 nl、n2,则,代人式(365)
35、中得到 由式(356)不难看出,与、值均无关,仅与比值;有关(m值事先已经确定),因此该方法不仅简便易行,而且测量准确度相当高. 2应用实例 (1)测量JE90l3系列新型小功率晶体管值JE90l3系列是日本、韩国产新型塑封小功率晶体管,目前我国已能大量生产(部分国产型号将JE9013改成3DG9013,余者类推).这类管子具有体积小、价格低廉、放大能力强.频率特性好、输出功率比较大等显著优点,能完全取代国产3DG6、3DG12、3CG12等型号的小功率晶体管.JE90l3系列共包括7种型号:JE90ll90l2901390l490l590l690l8,以JE9013的应用最为广泛.详细产品分
36、类及参数表见表351.其中,JE90ll90l39014/9016/9018属于 NPN管,JE90129015为 PNP型,并且JE90l3与9012、JE9014与9015均可组成互补对管.表35l中的表示反向击穿电压,以代替旧符号BV.还应当指出,该系列产品在型号后面往往增加一大写字母作尾缀,用来表示的分挡情况及规定范围.这样,即使不测值,仅凭型号也能知道管子的值大致范围.但具体到另种型号,hFE的分挡情况又不尽相同,详见表352.其管脚排列顺序均为:由正面看,从左至右依次为、极. JE9031系列产品分类及参数表型 号类 型ICM(mA)PCM(mW)hFEV(BR)CBO(V)V(B
37、R)CEO(V)V(BR)EBO(V)fT(MHZ)JE9011NPN304002819850305150JE9012PNP50062564202-40-20-5JE9013NPN5006256420240205JE9014NPN1004506010050455150JE9015PNP10045060600-50-45-5100JE9016NPN254002819830204400JE9018NPN5040028198302051100(典型值)hFE值的分档情况型 号ABCDEFGHJJE90112845396054807210897146132198JE901264917811296135
38、112166144202JE901364917811296135112166144202JE9014601501003002006004001000JE901560150100300200600JE90162845396054807210897146132198JE90182845396054807210897146132198实例之一:测量一只 JE9013H型NPN硅管.将500型万用表拨于 R x 100挡.该挡R0=1k,现取m=40,故按照(a)图所示方法测得 nl= 10格,再把 RB短路时测出n2 另外用 HS450E型晶体管图示仪测得=183,由此求出用万用表测量的相对误差(与
39、HS-450E相比)然后又用 DT890D型数字万用表的挡测出围应是 144一202,现测出=182,符合要求.实例之二;测量一只 3DG6B型 NPN硅管.将 MF30型万用表拨于挡,取为准确起见,实际由 ZX-21型标准电阻箱代替RB.按照图 3.5所示电路分两次测出n1=12格,n252O(测试条件为).显然,与JS6B相比,测量误差仅为 实例之三:被测管是3AX8lA型PNP锗管.该管子的穿透电流较大,需将MF30型万用表拨至 R x 10挡.取.先后测出 n129格,n2= 43格,代人式(356)中算出 87(测试条件为=3mA,=6V).由此求出相对误差 3注意事项 (l)m值取
40、得合适与否,对测量准确度有一定影响.因为m的大小决定的数值.仅当m足够大时才很小,满足 之条件,使测出的值更加准确.实验表明,m值取4050为宜,并能简化计算过程.若m值太小(例如取m=10),测量误差会增大.由式(354)还可以看出,若m值过大(例如取m= 200),就很小,测量的值将明显偏低. (2)对大多数晶体管而言,应选择正挡.这是因为该挡的满度电流一般为几至十几毫安,测量时提供几毫安的集电极电流,与管子做正常放大时的值比较接近,所选择的工作点较好.但是对于穿透电流较大的锗管(例如3AX31、3AX81型),应选择挡.该挡提供的集电极电流较大,可减小测量误差. (3)必须用同一电阻挡分
41、别测出n1、n2.由于n1、n2的数值比较接近,应尽量减少读数误差. (4)上面所列举的三个实例中,测出的值均比专用仪器测出的略为偏低.主实原因二者测试条件不同,特别是、挡的电池电压较低,仅为 1.5V. 37检测片状晶体管 片状晶体管因其体积微小,故有人称之为芝麻三极管.片状晶体管的种类很多,例如NPN、PNP型、普通型、超高频型、高反压型等.常见的矩形片状普通型NPN晶体管的外形(俯视图)及符号如图3.6所示.、 检测片状晶体管的内容主要包括:判定、电 极,区分NPN与PNP管、测量值.本书35、36.中介绍的方法,同样适用于片状晶体管.下面通过一个实例简述测量方法. 实例:检测一只矩形片
42、状晶体管,其外形与图 36(a)相同,该管子的外壳上无任何标记,为叙述方便,现给三个电极分别加上序号1、2、3,参见图36(a).(1)判定基极B(a)232C13BECBE(b)图3.7 选择500型万用表挡,依次测量各电极之间的正、反向电阻.最后发现仅当黑表笔接1脚,红表笔分别接2、3脚时,两次测的都是正向电阻,一次为5ZkQ,另一次为46ho.由此判定二脚为基极,并且被测管为NPN型. (2)识别硅管与锗管 为提高识别的准确性,选择 R X 100挡,该挡提供的电流比较合适.当黑表笔接 1脚,红表笔接2脚时,表针指在700处,对应于格.12脚的正向结电压为0.03V格20.5格=0.61
43、5V,这显然是硅管. (3)识别EJ极兼测量hFE值 准确识别、电极的最可靠方法,是比较管子按不同方式接线时放大能力有无显自变化.若第一次较大,另一次很小甚至为零,说明第一次接线正确,根据电源极性很容易确定、极的位置. 为简便起见,亦可直接用数字万用表的插口测量管子的电流放大系数.现将被调管插在DT830型数字万用表的插口上,并且选择了NPN挡.将已确定的基极插入孔中,另两个电极分别插在、孔中.实验表明,当2脚插孔(带负电)、3脚插(带正电)时,=224俐.若交换2、3脚位置,则0.由此判定2脚为极l脚为极,并且该管子的放大能力较强.注意事项:(1)矩形片状晶体管的电极引线很短,需外接导线才能
44、插入插口.亦可从插口、孔上各转插出一条导线,分别与管子电极相接触.(2)如果没有数字万用表,建议采用3.5中介绍的方法准确测量值,亦可根据不同接法下管子的放大能力来识别、极,参见35.第四章 常用电子仪器及其使用方法 本章仅就本教材实验中所常用的电子仪器作简单介绍,其目的是帮助实验者了解这些仪器的结构、特点、技术参数和使用方法,以便正确使用它们.4-1 晶体管稳压电源 一、基本结构 稳压电源是电工实验室中基本的仪器之一,它可以提供稳定可调的低压直流电压,有的还能输出稳定的直流电流.图4-1-1所示是仅有稳压输出的稳压电源的基本结构.其核心部分是电压调整电路,它把经整流滤波后得到的不稳定的直流电
45、压变成稳定的直流电压.取样于输出电压,并经与基准电压比较以后再放大的电压,作为电压调整电路的调压信号电压.当输出的负载电流以过大或输出短路时,启动过载保护电路,使输出电压为零,直到故障排除后,重新恢复并输出.整流滤波电压调整过载保护比较放大基准电压取样VVR 图4ll 直流稳压电源基本结构 二、WY-2型晶体管直流稳压电源简介 (一)主要技术性能 1输出电压:具有两路可调直流低压和一路不可调直流高压. 左路:030 V 共分 5档,连续可调. 右路:030 V 共分 10档,连续可调. 200 V直流高压,不可调. 2输出电流:左路IA,右路3A,高压10mA. 3电压调整率:不大于0.3%.
46、 4负载调整率:不大于 0.5%. 5纹波电压:不大于 10 mV(峰一峰值). 6过载电流:左路不大于1.2 A; 右路不大于3.2A0.1. 7工作时间:连续8小时. (二)使用方法 WY2型直流稳压电源的面板布置如图4l2所示.面板上各开关、旋钮以及接线柱的作用已在图中注明.值得提出的是,两路低压直流输出共用一套电流、电压表,故用一只旋钮开关(设置在两表头中间的下端)来选择指示哪一路电压和电流.此外,当电路过载保护动作后要使稳压电源恢复正常输出,必须在故障排除后,按一次“复位按钮”.VA电源指示电源指示电压选择左路输出右路输出电源插座保险丝复位复位电压选择微调微调220V 图4-1-2 WY-2 直流稳压电源面板布置图该稳压电源的使用方法说明如下:1、本仪器由220V交流电源供电,开启电源开关后,指标灯亮,电压表有读数(可能是左路的,也可能右路的).2、输出电压有5个档次(左路)或10个档次(右路),并可以一个档次内连续调整(由微调旋钮操作),注意换档时先微调旋钮旋至零位.3、过载保护动作后,电压表指标为零,排除故障后,按动该路输出的“复位”按钮,即可恢复直流
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