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文档简介
1、u 4.1 无源器件简介无源器件简介 u 4.2 无源器件的丈量无源器件的丈量 u 4.3 有源器件简介有源器件简介 u 4.4 有源器件的丈量有源器件的丈量 u 4.5 晶体管特性图示仪晶体管特性图示仪u 4.6 Q表表 本章内容提要本章内容提要重点:重点:1无源器件及其丈量;无源器件及其丈量;2有源器件及其丈量;有源器件及其丈量;3晶体管特性图示仪;晶体管特性图示仪;4Q表。表。难点:难点:1无源器件和有源器件的区别;无源器件和有源器件的区别;2晶体管的丈量;晶体管的丈量;3晶体管特性图示仪的运用。晶体管特性图示仪的运用。4.1 无源器件简介无源器件简介一、电阻器一、电阻器 1电阻器的型号
2、及命名方法电阻器的型号及命名方法 电阻器的型号很多,根据国家规范电阻器的型号很多,根据国家规范GB247081规定,国产电阻器的型号由四个规定,国产电阻器的型号由四个部分组成。部分组成。 第一部分用字母表示产品称号,如用第一部分用字母表示产品称号,如用R表示电表示电阻,用阻,用W表示电位器。表示电位器。 第二部分用字母表示产品的制造资料,如用第二部分用字母表示产品的制造资料,如用T表表示碳膜,用示碳膜,用J表示金属膜,用表示金属膜,用X表示线绕等。表示线绕等。 第三部分用数字或字母表示产品分类。第三部分用数字或字母表示产品分类。 第四部分用数字表示产品序列号。例如第四部分用数字表示产品序列号。
3、例如RJ-71为精细金属膜电阻,为精细金属膜电阻,RXT-2为可调线绕电阻。为可调线绕电阻。 2电阻器的分类电阻器的分类 电阻器按构成资料的不同分为合金型电阻器、薄膜型电阻器、合成型电阻器等电阻器按构成资料的不同分为合金型电阻器、薄膜型电阻器、合成型电阻器等多种类型。按用途分为通用型、精细型、高频型、高压型、高阻型和集成电阻器等多种类型。按用途分为通用型、精细型、高频型、高压型、高阻型和集成电阻器等类型。按构造分为固定电阻器、可变电阻器和敏感电阻器三大类。通常把可变电阻类型。按构造分为固定电阻器、可变电阻器和敏感电阻器三大类。通常把可变电阻器叫做电位器,电位器是一种可调电阻,对外有三个引出端,
4、其中两个为固定端,器叫做电位器,电位器是一种可调电阻,对外有三个引出端,其中两个为固定端,一个为滑动端也称中心抽头。一个为滑动端也称中心抽头。 3电阻器的主要技术目的电阻器的主要技术目的 1允许偏向允许偏向 允许偏向是指电阻器的标称阻值与实践阻值之差。在电阻器的消费过程中,由允许偏向是指电阻器的标称阻值与实践阻值之差。在电阻器的消费过程中,由于技术缘由,实践阻值与标称阻值之间难免存在偏向,因此规定了一个允许偏向参于技术缘由,实践阻值与标称阻值之间难免存在偏向,因此规定了一个允许偏向参数,也称为精度。常用电阻器的允许偏向分为数,也称为精度。常用电阻器的允许偏向分为5%、10%、20%,对应的精度
5、,对应的精度等级分为等级分为、级。我国电阻器的标称阻值有级。我国电阻器的标称阻值有E6、E12、E24、E48、E96、E192几种系列,其中几种系列,其中E6、E12、E24比较常用,如表比较常用,如表4-1所列。所列。 表表4-1 常用标称值系列及偏向常用标称值系列及偏向标称系列允许偏差电阻器、电位器、电容器标称系列值(10n)精度等级E245%1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1E1210%1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7
6、 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2E620%1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 2额定功率 额定功率P是指在一定条件下,电阻器能长期延续负荷而不改动性能的允许功率。额定功率普通用数字印在电阻器的外表上。假设无此标示,可由电阻器的体积大致判别其额定功率的大小。如1/8W电阻器的外形尺寸长为8mm、直径为2.5 mm;1/4W电阻器的外形尺寸长为12mm、直径为2.5 mm。 4电阻器的标注方法及识别电阻器的标注方法及识别 1直接标注法直接标注法 用阿拉伯数字和单位符号用阿拉伯数字和单位符号、k、M等在电阻体外表等在电阻体外表直接标出阻值,用百分数直接标出允许偏向的方法称
7、为直接标直接标出阻值,用百分数直接标出允许偏向的方法称为直接标注法。注法。 2文字符号法文字符号法 用阿拉伯数字和文字符号有规律的组合,表示标称阻值和允用阿拉伯数字和文字符号有规律的组合,表示标称阻值和允许误差的方法称为文字符号法。其标称阻值的组合规律是:阻许误差的方法称为文字符号法。其标称阻值的组合规律是:阻值单位用文字符号,即用值单位用文字符号,即用R表示欧姆,用表示欧姆,用k表示千欧,用表示千欧,用M表示表示兆欧;阻值的整数部分写在阻值单位标志符号前面,阻值的小兆欧;阻值的整数部分写在阻值单位标志符号前面,阻值的小数部分写在阻值单位标志符号后面。阻值单位符号位置代表标数部分写在阻值单位标
8、志符号后面。阻值单位符号位置代表标称阻值有效数字中小数点所在位置。文字符号允许偏向普通用称阻值有效数字中小数点所在位置。文字符号允许偏向普通用、表示。表示。 3色环标注法色环标注法 用不同的色环标注在电阻体上,表示电阻器的标称阻值和允用不同的色环标注在电阻体上,表示电阻器的标称阻值和允许偏向的一种标注方法。色标法在家用电器和音像设备中的电许偏向的一种标注方法。色标法在家用电器和音像设备中的电阻器上运用极为广泛。部分进口电阻器及常运用的碳膜电阻器阻器上运用极为广泛。部分进口电阻器及常运用的碳膜电阻器均采用这种标注方法。均采用这种标注方法。 常见的色环标注法有四色环法和五色环法两种。四色环法常见的
9、色环标注法有四色环法和五色环法两种。四色环法普通用于普通电阻器的标注,在四色环法中,最接近电阻器一普通用于普通电阻器的标注,在四色环法中,最接近电阻器一端的第一条色环的颜色表示第一位数字;第二条色环的颜色表端的第一条色环的颜色表示第一位数字;第二条色环的颜色表示第二位数字;第三条色环的颜色表示乘数;第四条色环的颜示第二位数字;第三条色环的颜色表示乘数;第四条色环的颜色表示允许误差,如图色表示允许误差,如图4-1a所示。五色环法普通用于精细所示。五色环法普通用于精细电阻器的标注,在五色环法中,第一、二、三条色环表示的是电阻器的标注,在五色环法中,第一、二、三条色环表示的是第一、二、三位数,第四条
10、表示乘数,第五条表示允许误差,第一、二、三位数,第四条表示乘数,第五条表示允许误差,如图如图4-1b所示。四条色环的电阻器色标符号规定如表所示。四条色环的电阻器色标符号规定如表4-2所列。所列。二、电容器二、电容器 1电容的型号及命名方法电容的型号及命名方法 根据国家规范,电容的型号命名普通由主称、资根据国家规范,电容的型号命名普通由主称、资料、特征和序号四部分组成。例如,电容料、特征和序号四部分组成。例如,电容CJX2500.3310%各部分的含义为:各部分的含义为: 2电容的分类电容的分类 电容器的种类很多,按照不同的分类规范,可以分成不同的类型。电容器的种类很多,按照不同的分类规范,可以
11、分成不同的类型。1按电容量能否可调分类按电容量能否可调分类有固定电容器、可变电容器和半可变电容器。有固定电容器、可变电容器和半可变电容器。 2按介质资料分类按介质资料分类 电解电容器:以铝、钽、铌、钛等金属氧化膜作介质的电容器。电解电容器:以铝、钽、铌、钛等金属氧化膜作介质的电容器。 云母电容器:以云母片作介质的电容器。云母电容器:以云母片作介质的电容器。 瓷介质电容器:以高介电常数、低损耗的陶瓷资料为介质做成的电容器。瓷介质电容器:以高介电常数、低损耗的陶瓷资料为介质做成的电容器。 此外,还有玻璃釉电容器、纸介电容器、有机薄膜电容器等。此外,还有玻璃釉电容器、纸介电容器、有机薄膜电容器等。
12、3电容器的主要技术目的电容器的主要技术目的1电容量电容量电容量是指电容器加上一定的电压后储存电荷的才干,用字母电容量是指电容器加上一定的电压后储存电荷的才干,用字母C表表示。示。2标称电容量标称电容量标称电容量是目的注在电容器上的标称电容量是目的注在电容器上的“名义电容量。名义电容量。3允许误差允许误差允许误差是指实践电容量对于标称电容量的最大允许偏向范围。允许误差是指实践电容量对于标称电容量的最大允许偏向范围。4额定任务电压额定任务电压额定任务电压是指电容器接入电路后,可以长期可靠地任务,不额定任务电压是指电容器接入电路后,可以长期可靠地任务,不被击穿所能接受的最大直流电压。被击穿所能接受的
13、最大直流电压。5漏电阻和漏电流漏电阻和漏电流由于电容器中的介质并不是绝对的绝缘体,在外电压作用下,总由于电容器中的介质并不是绝对的绝缘体,在外电压作用下,总会有些漏电流,并产生功率损耗。除电解电容外,普通的电容的会有些漏电流,并产生功率损耗。除电解电容外,普通的电容的漏电电流是很小的。显然,电容器的漏电电流越大,绝缘电阻越漏电电流是很小的。显然,电容器的漏电电流越大,绝缘电阻越小。当漏电电流较大时,电容器会发热,严重时会损坏电容器。小。当漏电电流较大时,电容器会发热,严重时会损坏电容器。6损耗因数损耗因数电容器的损耗因数定义为损耗功率与存储功率之比,用电容器的损耗因数定义为损耗功率与存储功率之
14、比,用D表示。表示。D值越小,损耗越小,电容的质量越好。值越小,损耗越小,电容的质量越好。 4电容器容量的标注及识别方法电容器容量的标注及识别方法 1直标法直标法 将标称容量直接标注在电容器上的一种标注方法。容量单将标称容量直接标注在电容器上的一种标注方法。容量单位有:位有:F法拉、法拉、mF毫法、毫法、F微法、微法、nF纳法、纳法、pF皮法。皮法。 这里有两种情况,一种是标有单位,那么直接读取,如标这里有两种情况,一种是标有单位,那么直接读取,如标有有“620 pF的电容器就表示容量为的电容器就表示容量为620 pF。另一种是没标。另一种是没标单位,其读法是:凡容量大于单位,其读法是:凡容量
15、大于1的无极性电容器,其容量单位的无极性电容器,其容量单位为为pF,如,如4700表示容量为表示容量为4700 pF;凡容量小于;凡容量小于1的无极性的无极性电容器,其容量电位为电容器,其容量电位为F,如,如0.01表示容量为表示容量为0.01F。凡有。凡有极性电容器,容量单位为极性电容器,容量单位为F,如,如10表示容量为表示容量为10F。 2文字符号法文字符号法 文字符号法是将容量的整数部分标注在容量单位的前面,文字符号法是将容量的整数部分标注在容量单位的前面,容量的小数部分标注在单位后面,容量单位所占位置就是小容量的小数部分标注在单位后面,容量单位所占位置就是小数点的位置。如数点的位置。
16、如4n7就表示容量为就表示容量为4.7 nF4700 pF。假。假设在数字前标注有设在数字前标注有R字样,那么容量为零点几微法。如字样,那么容量为零点几微法。如R47就就表示容量为表示容量为0.47F。 3数码表示法数码表示法 该方法是用三位数字表示电容器容量大小。其中前两位该方法是用三位数字表示电容器容量大小。其中前两位数字为电容器标称容量的有效数字,第三位数字表示有效数数字为电容器标称容量的有效数字,第三位数字表示有效数字后面零的个数,单位是字后面零的个数,单位是pF。如。如103就表示容量为就表示容量为10103 pF。假设第三位数字是。假设第三位数字是“9时,有效数字应乘上时,有效数字
17、应乘上10-1。如。如229就表示容量为就表示容量为2210-1 pF。 数码表示法与直标法对于初学者来说比较容易混淆,其数码表示法与直标法对于初学者来说比较容易混淆,其区别方法是:普通来说直标法的第三位普通为区别方法是:普通来说直标法的第三位普通为0,而数码表示,而数码表示法第三位那么不为法第三位那么不为0。 4色标法色标法 电容器色标法原那么与电阻器一样,颜色意义也与电阻电容器色标法原那么与电阻器一样,颜色意义也与电阻器根本一样,其容量单位为器根本一样,其容量单位为pF。当电容器引线同向在电容。当电容器引线同向在电容器的同一端时,色环电容器的识别顺序是从上到下。器的同一端时,色环电容器的识
18、别顺序是从上到下。四、电感器四、电感器 电感器又称电感线圈,简称电感。其运用范围很电感器又称电感线圈,简称电感。其运用范围很广泛,在调谐、振荡、耦合、匹配、滤波、延迟、广泛,在调谐、振荡、耦合、匹配、滤波、延迟、补偿及偏转聚焦等电路中,都是必不可少的。补偿及偏转聚焦等电路中,都是必不可少的。 1电感的型号及命名方法电感的型号及命名方法 电感线圈的命名方法目前有两种,采用汉语拼音电感线圈的命名方法目前有两种,采用汉语拼音字母或阿拉伯数字串表示。电感器的型号命名包括字母或阿拉伯数字串表示。电感器的型号命名包括四个部分,这四部分的含义分别为:四个部分,这四部分的含义分别为: 2电感的分类电感的分类
19、电感的种类很多,分类方法也不同。按照电感量能否固定电感的种类很多,分类方法也不同。按照电感量能否固定可分为固定电感、可变电感、微调电感;按构造特点分为单层可分为固定电感、可变电感、微调电感;按构造特点分为单层电感线圈、多层电感线圈、蜂房式电感线圈等。按照电感器芯电感线圈、多层电感线圈、蜂房式电感线圈等。按照电感器芯子介质资料的不同分为空心线圈、铁心线圈和磁心线圈等。子介质资料的不同分为空心线圈、铁心线圈和磁心线圈等。 3电感的识别方法电感的识别方法 1直标法直标法 直标法是指将电感的主要参数,如电感量、误差值、最大直标法是指将电感的主要参数,如电感量、误差值、最大直流任务电流等用文字直接标注在
20、电感的外壳上。直流任务电流等用文字直接标注在电感的外壳上。 2色标法色标法 色标法是指在电感的外壳涂上各种不同颜色的环,用来标色标法是指在电感的外壳涂上各种不同颜色的环,用来标注其主要参数。识读色环时,最接近某一端的第一条色环表示注其主要参数。识读色环时,最接近某一端的第一条色环表示电感量的第一位有效数字;第二条色环表示第二位有效数字;电感量的第一位有效数字;第二条色环表示第二位有效数字;第三条色环表示第三条色环表示10n倍乘数;第四条表示误差。其数字与颜色倍乘数;第四条表示误差。其数字与颜色的对应关系和色环电阻标注法一样,单位为微亨的对应关系和色环电阻标注法一样,单位为微亨H。例。例如,某一
21、电感的色环标志依次为:棕、红、红、银,那么表示如,某一电感的色环标志依次为:棕、红、红、银,那么表示其电感量为其电感量为12102 H,允许误差为,允许误差为10%。 4电感的主要参数电感的主要参数 电感的主要参数有三个,即电感量、质量因数和分布电容。电感的主要参数有三个,即电感量、质量因数和分布电容。 1电感量电感量 电感线圈的电感量电感线圈的电感量L,表示线圈产生自感应的才干的大小。,表示线圈产生自感应的才干的大小。它的定义是,当线圈中及其周围不存在铁磁物质时,经过线圈它的定义是,当线圈中及其周围不存在铁磁物质时,经过线圈的磁通量与流过线圈的电流成正比,这个比值称为线圈的电感的磁通量与流过
22、线圈的电流成正比,这个比值称为线圈的电感量。量。 2质量因数质量因数 线圈的质量因数线圈的质量因数Q也叫也叫Q值,是表征线圈质量质量的一个物值,是表征线圈质量质量的一个物理量。它是指线圈在某一频率的交流电压下任务时,所呈现的理量。它是指线圈在某一频率的交流电压下任务时,所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比,即感抗与其等效损耗电阻之比,即 在谐振电路中,线圈的在谐振电路中,线圈的Q值越高,回路的损耗越小,因此值越高,回路的损耗越小,因此电路的效率越高。线圈的电路的效率越高。线圈的Q值通常为几十至几百。值通常为几十至几百。 3分布电容分布电容 由于制造工艺的缘由,电感线圈的匝与匝之间亲密接触,由于制造
23、工艺的缘由,电感线圈的匝与匝之间亲密接触,存在着一定的分布电容,在高频时会使线圈的稳定性变差。因存在着一定的分布电容,在高频时会使线圈的稳定性变差。因此分布电容越小越好。此分布电容越小越好。RfLRwLQL24.2 无源器件的丈量无源器件的丈量一、阻抗的概念一、阻抗的概念 图图4-2所示电路中,当给一个二端元件或一个无所示电路中,当给一个二端元件或一个无源网络的一对输入端施加一个鼓励电压信号直流或源网络的一对输入端施加一个鼓励电压信号直流或交流时,将产生一个电流,这时将电压与电流之比交流时,将产生一个电流,这时将电压与电流之比称为阻抗。称为阻抗。 电抗的特性普通都随频率的变化而变化。由于感抗与
24、频率成正比,容抗与频率成反比,因此在直流时,电感性器件的电抗为零,电容性器件的电抗为无穷大。图4-3所示是三种无源元件电阻、电容、电感的理想模型。实践的元件时复杂的,每一种元器件在高频时都会在不同程度上显示一切三种特性。图4-4所示即为电阻、电容、电感的实践等效电路。 二、电阻器的丈量二、电阻器的丈量 1电阻的频率特性电阻的频率特性 电阻任务于低频时其电阻分量起主要作用,电抗部分可以电阻任务于低频时其电阻分量起主要作用,电抗部分可以忽略,即图忽略,即图4-3a中忽略中忽略L0和和C0的影响,此时,只需测出的影响,此时,只需测出R的值就可以了。当任务频率升高时,电抗分量就不能忽略不的值就可以了。
25、当任务频率升高时,电抗分量就不能忽略不计了,等效电路即为图计了,等效电路即为图4-4a所示的方式。此时,任务于所示的方式。此时,任务于交流电路的电阻的阻值,由于集肤效应,涡流损耗、绝缘损交流电路的电阻的阻值,由于集肤效应,涡流损耗、绝缘损耗等缘由,其等效电阻随频率的不同而不同。实验证明,当耗等缘由,其等效电阻随频率的不同而不同。实验证明,当频率在频率在1 kHz以下时,电阻的交流与直流阻值相差不超越以下时,电阻的交流与直流阻值相差不超越110-4,随着频率的升高,其差值也随之增大。,随着频率的升高,其差值也随之增大。 2电阻的丈量方法电阻的丈量方法 1万用表丈量电阻万用表丈量电阻 模拟万用表和
26、数字万用表均有电阻丈量挡。模拟万用表的模拟万用表和数字万用表均有电阻丈量挡。模拟万用表的电阻丈量原理根本与伏安法丈量电阻一样。万用表内部有电电阻丈量原理根本与伏安法丈量电阻一样。万用表内部有电池作为电压源,当被测电阻接于两表笔之间,表头中会有与池作为电压源,当被测电阻接于两表笔之间,表头中会有与被测电阻成正比的电流流过,表头指针指示出对应的电阻值。被测电阻成正比的电流流过,表头指针指示出对应的电阻值。 2电桥法丈量电阻电桥法丈量电阻 当对电阻值的丈量精度要求很高时,可用直流电桥法进当对电阻值的丈量精度要求很高时,可用直流电桥法进展丈量。惠斯登电桥的原理如图展丈量。惠斯登电桥的原理如图4-5所示
27、,它是一种四臂的直所示,它是一种四臂的直流电桥。其中流电桥。其中R1、R2时固定电阻,称为比率臂,比例系数时固定电阻,称为比率臂,比例系数k = R1/R2,可经过量程开关进展调理;,可经过量程开关进展调理;RN为规范电阻,称为为规范电阻,称为标注臂;标注臂;RX为被测电阻;为被测电阻;G为检流计。为检流计。 丈量时,接上被测电阻丈量时,接上被测电阻RX,再接通电源,经过调理,再接通电源,经过调理k 和和RN,使电桥平衡,即检流计指示为,使电桥平衡,即检流计指示为0,此时,读出,此时,读出k 和和RN的的值,即可求得值,即可求得RX。NN21XkRRRRR 3伏安法丈量电阻伏安法丈量电阻 伏安
28、法是一种间接丈量法,先直接丈量被测电阻两端的电伏安法是一种间接丈量法,先直接丈量被测电阻两端的电压和流过它的电流,然后根据欧姆定律压和流过它的电流,然后根据欧姆定律R = U/I算出被测电阻算出被测电阻的阻值。伏安法原理简单,丈量方便,尤其适用非线性电阻的阻值。伏安法原理简单,丈量方便,尤其适用非线性电阻的伏安特性。伏安法丈量原理如图的伏安特性。伏安法丈量原理如图4-6所示,有电流表内接和所示,有电流表内接和电流表外接两种丈量电路。电流表外接两种丈量电路。 采用电流表内接电路丈量电阻时,测得的电阻值大于被测电阻的实践采用电流表内接电路丈量电阻时,测得的电阻值大于被测电阻的实践值。假设知道电流表
29、的内阻值。假设知道电流表的内阻RA,可对丈量值进展修正,修正值,可对丈量值进展修正,修正值C = -RA。采用电流表外接电路丈量电阻时,测得的电阻值小于被测电阻的实践值。采用电流表外接电路丈量电阻时,测得的电阻值小于被测电阻的实践值。假设知道电压表的内阻假设知道电压表的内阻RU,可对丈量值进展修正,修正值,可对丈量值进展修正,修正值C = R2/RU。三、电容器的丈量三、电容器的丈量 1电容器的频率特性电容器的频率特性 由于绝缘电阻和引线电感的存在,电容器的实践由于绝缘电阻和引线电感的存在,电容器的实践等效电路即为图等效电路即为图4-4b所示的方式。在任务频率所示的方式。在任务频率较低时,可以
30、忽略较低时,可以忽略L0的影响。因此,电容器的丈量的影响。因此,电容器的丈量主要是电容量与电容器损耗因数主要是电容量与电容器损耗因数D的丈量。的丈量。 2电容器性能的丈量电容器性能的丈量 对电解电容器的性能丈量,最主要的是容量和漏对电解电容器的性能丈量,最主要的是容量和漏电电流的丈量,假设电容的正、负极标志零落,还应电电流的丈量,假设电容的正、负极标志零落,还应进展极性的判别。但用模拟式万用表的电阻挠丈量,进展极性的判别。但用模拟式万用表的电阻挠丈量,不能测出电容容量和漏电电阻确实切数值,也不能知不能测出电容容量和漏电电阻确实切数值,也不能知道电容器所能接受的耐压,只能对电容器的好坏程度道电容
31、器所能接受的耐压,只能对电容器的好坏程度进展粗略判别,在实践任务中经常运用估测法。进展粗略判别,在实践任务中经常运用估测法。 1估测电容的漏电电流估测电容的漏电电流 估测电容的漏电电流可按万用表电阻挠测电阻的方法来估估测电容的漏电电流可按万用表电阻挠测电阻的方法来估测。黑表笔接电容器的测。黑表笔接电容器的“+极,红表笔接电容器的极,红表笔接电容器的“-极极.丈量的方法:丈量的方法: 在电容与表笔相接的瞬间,表针会迅速向右偏转很大的角在电容与表笔相接的瞬间,表针会迅速向右偏转很大的角度,然后渐渐退回。待指针不动时,指示的电阻值越大,表示度,然后渐渐退回。待指针不动时,指示的电阻值越大,表示漏电电
32、流越小。假设指针向右偏转后不再摆回,阐明电容击穿;漏电电流越小。假设指针向右偏转后不再摆回,阐明电容击穿;假设指针根本不向右摆动,阐明电容器内部断路或电解质已干假设指针根本不向右摆动,阐明电容器内部断路或电解质已干涸失去容量。涸失去容量。 2判别电容的极性判别电容的极性 上述丈量电容器漏电的方法,还可以用来鉴别电容器的正、上述丈量电容器漏电的方法,还可以用来鉴别电容器的正、负极。对失掉正、负极标志的电解电容量,可先假定某极为负极。对失掉正、负极标志的电解电容量,可先假定某极为“+极,让其与万用表的黑表笔相接,另一个电极与万用表极,让其与万用表的黑表笔相接,另一个电极与万用表的红表笔相接,同时察
33、看并记录表针向右摆动的幅度;将电容的红表笔相接,同时察看并记录表针向右摆动的幅度;将电容放电后,两只表笔对调,重新进展丈量。哪一表针最后停留的放电后,两只表笔对调,重新进展丈量。哪一表针最后停留的摆动幅度小,阐明该次丈量中对电容的正、负极假设是对的。摆动幅度小,阐明该次丈量中对电容的正、负极假设是对的。 3电容器电容量的丈量方法电容器电容量的丈量方法 1谐振法丈量电容量谐振法丈量电容量 由电工学可知,电感与电容可以组成谐振电路,谐振时电路中的由电工学可知,电感与电容可以组成谐振电路,谐振时电路中的感抗和容抗相等,电抗为零。假设知鼓励源频率,且电感与电容中感抗和容抗相等,电抗为零。假设知鼓励源频
34、率,且电感与电容中有一个为知量,那么可测出另一个量。有一个为知量,那么可测出另一个量。 丈量电路如图丈量电路如图4-7所示,图中所示,图中uS为鼓励信号源,为鼓励信号源,L为规范电感,为规范电感,CS为规范电感的分布电容,为规范电感的分布电容,RS为信号源内阻,为信号源内阻,CX为被测电容。丈为被测电容。丈量时可反复调理信号源频率,使电压表读数最大,这时信号源的频量时可反复调理信号源频率,使电压表读数最大,这时信号源的频率为率为f 0,那么,那么 S20SX)2(1CLfCCCLC10LC201当回路到达谐振时,有当回路到达谐振时,有且回路总阻抗为零,即且回路总阻抗为零,即LC10LCCLCL
35、X2020001101 2交流电桥法丈量电容量和损耗因数交流电桥法丈量电容量和损耗因数 交流电桥的任务原理与直流电桥根本一样,所不同的是电交流电桥的任务原理与直流电桥根本一样,所不同的是电桥采用交流供电,平衡指示表为交流电表,桥臂由电阻和电抗桥采用交流供电,平衡指示表为交流电表,桥臂由电阻和电抗元件组成。用交流电桥可以丈量电阻、电容和电感元件的参数。元件组成。用交流电桥可以丈量电阻、电容和电感元件的参数。 串联电桥丈量法串联电桥丈量法 图图4-8a所示为串联电桥丈量电容量的电路,图中所示为串联电桥丈量电容量的电路,图中CX为被测电容,为被测电容,CN为可调规范电容,为可调规范电容,R3、R4为
36、可调电阻,为可调电阻,RX为被测电容的等效串联损耗电阻,为被测电容的等效串联损耗电阻,RN为可调规范电阻。为可调规范电阻。 那么那么NNX2tan1CfRQD 并联电桥丈量法并联电桥丈量法 在图在图4-8b所示的并联电桥中,调理所示的并联电桥中,调理RN和和CN使电桥平使电桥平衡,此时,被测电容的容量衡,此时,被测电容的容量CX和被测电容的等效并联损耗电阻和被测电容的等效并联损耗电阻RX的计算方法与串联电桥的计算方法一样。而此时的损耗因数的计算方法与串联电桥的计算方法一样。而此时的损耗因数需用下式计算需用下式计算NNX21antCfRD 3电容的数字化丈量方法电容的数字化丈量方法 现代电子丈量
37、技术中常用转换法来对电容进展较为准确的现代电子丈量技术中常用转换法来对电容进展较为准确的丈量。其根本思想是:将电容接入电子线路,经过丈量由于电丈量。其根本思想是:将电容接入电子线路,经过丈量由于电容的变化而引起的其他量的变化,来确定电容的值。如图容的变化而引起的其他量的变化,来确定电容的值。如图4-9所示。所示。 更为普通的是采用电容更为普通的是采用电容-电压转换电路对电容进展数字化丈电压转换电路对电容进展数字化丈量,该转换电路如图量,该转换电路如图4-10所示。图中所示。图中CX与与RX为被测电容,为被测电容,R1为知规范电阻,为知规范电阻,ut为丈量用正弦信号源,其有效值为为丈量用正弦信号
38、源,其有效值为US,运算放大器的输出与输入之间用复数表示的电压传送函数为运算放大器的输出与输入之间用复数表示的电压传送函数为 输出电压的实数部分与虚数部分可以被分别并计算出来,输出电压的实数部分与虚数部分可以被分别并计算出来,分别用分别用Ur与与UI表示,那么由表示,那么由X1X1XX11ioj)j1 (CwRRRRwCRRZRUUXCSX1URRUrSX12UCfRUI所以有rUURRS1XS1X21UUfRCI四、电感器的丈量四、电感器的丈量 1电感的频率特性电感的频率特性 电感普通是用金属导线绕制而成的,所以存在绕电感普通是用金属导线绕制而成的,所以存在绕线电阻线电阻R对于磁芯电感还应包
39、括磁性资料插入的损对于磁芯电感还应包括磁性资料插入的损耗电阻和线圈的匝与匝之间的分布电容,故其等效耗电阻和线圈的匝与匝之间的分布电容,故其等效电路如图电路如图4-4c所示。采用一些特殊的制造工艺,所示。采用一些特殊的制造工艺,可减小分布电容可减小分布电容C0,当,当C0较小,任务频率较低时,较小,任务频率较低时,分布电容可忽略不计。因此,电感的丈量主要时电感分布电容可忽略不计。因此,电感的丈量主要时电感量和损耗通常用质量因数量和损耗通常用质量因数Q表示的丈量。表示的丈量。 2电感的丈量方法电感的丈量方法 1利用通用仪器丈量电感利用通用仪器丈量电感 在低频任务时,且忽略电感的损耗,那么电感称在低
40、频任务时,且忽略电感的损耗,那么电感称为理想电感,可以按照复数的欧姆定律进展丈量。其为理想电感,可以按照复数的欧姆定律进展丈量。其方法是在交流电压任务条件下,利用电压表和电流表方法是在交流电压任务条件下,利用电压表和电流表测出加于电感两端的电压测出加于电感两端的电压U和流过电感的电流和流过电感的电流I,那么,那么由由wL = U/I,如图,如图4-11所示。图中所示。图中LX为:为:21X2UUfrL 2交流电桥法丈量电感交流电桥法丈量电感 丈量电感的交流电桥有马氏电桥和海氏电桥两种,分别适丈量电感的交流电桥有马氏电桥和海氏电桥两种,分别适用于丈量质量因数不同的电感。用于丈量质量因数不同的电感
41、。 马氏电桥马氏电桥 马氏电桥电路如图马氏电桥电路如图4-12a所示,由电桥平衡条件可得所示,由电桥平衡条件可得 海氏电桥海氏电桥 海氏电桥电路如图海氏电桥电路如图4-12b所示,同样由电桥平衡条件所示,同样由电桥平衡条件可得可得 N32XCRRLN32XRRRRNNXCwRQ 2XN32X11QCRRL)11(2XN32XQRRRRNNX1CwRQ 海氏电桥与马氏电桥一样,由海氏电桥与马氏电桥一样,由R3选择量程,从选择量程,从R2的刻度的刻度直接读出直接读出LX的值,由的值,由RN的刻度可直接读出的刻度可直接读出QX值。海氏电桥值。海氏电桥适用于丈量适用于丈量Q10的电感。的电感。 用电桥
42、丈量电感时,首先应估计被测电感的用电桥丈量电感时,首先应估计被测电感的Q值以确定电值以确定电桥的类型;再根据被测电感量的范围选择量程桥的类型;再根据被测电感量的范围选择量程R3,然后,然后反复调理反复调理R2和和RN,使检流计,使检流计G的读数最小,这时即可从的读数最小,这时即可从R2和和RN的刻度读出被测电感的的刻度读出被测电感的LX值和值和QX值。值。 3用谐振电路丈量电感用谐振电路丈量电感 丈量电路如图丈量电路如图4-13所示。图中,所示。图中,LX为被测电感,为被测电感,C0为电为电感分布电容,感分布电容,C为规范电容。丈量时,首先调理信号源的频率,为规范电容。丈量时,首先调理信号源的
43、频率,使电压表的读数为最大值,记下此时频率为使电压表的读数为最大值,记下此时频率为f 1,这时有,这时有)()2(1021XCCfL所以有所以有CfffC2122210021X)2(1CfLL 一、晶体二极管一、晶体二极管 晶体二极管是晶体管的主要类型之一,它是采用晶体二极管是晶体管的主要类型之一,它是采用半导体晶体资料如硅、锗、砷化镓等制成的,广半导体晶体资料如硅、锗、砷化镓等制成的,广泛用于高频信号检波、低频电源整流和脉冲电路中。泛用于高频信号检波、低频电源整流和脉冲电路中。1二极管的主要特性二极管的主要特性 二极管最主要的特性是单导游电性,即二极管正二极管最主要的特性是单导游电性,即二极
44、管正向偏置时导通;反向偏置时截止。向偏置时导通;反向偏置时截止。2二极管的分类二极管的分类 二极管种类繁多,详细分类情况如下:二极管种类繁多,详细分类情况如下: 1. 按制造资料分类,主要有硅二极管和锗二极管;按制造资料分类,主要有硅二极管和锗二极管;2. 按其构造分类,有点接触型和面接触型二极管;按其构造分类,有点接触型和面接触型二极管;3. 按封装方式分类,有玻璃外壳、金属外壳、塑料外壳和环氧按封装方式分类,有玻璃外壳、金属外壳、塑料外壳和环氧树脂外壳二极管;树脂外壳二极管;4. 按用途分类,主要有普通二极管、整流二极管、开关二极管、按用途分类,主要有普通二极管、整流二极管、开关二极管、稳
45、压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管和隧道二稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管和隧道二极管等。极管等。小图小图4-14从左到右是从小功率到大功率的各种二极管封装方式。从左到右是从小功率到大功率的各种二极管封装方式。例如:例如:2CP12是是N型硅制造的普通二极管。型硅制造的普通二极管。2CZ14是是N型硅制造的整流二极管。型硅制造的整流二极管。2CZ14F是是2CZ14型整流管系列中的型整流管系列中的F挡。挡。4二极管的主要参数二极管的主要参数1最大整流电流最大整流电流I F 指二极管长期运转时,允许经过管子的最大正向平均电流。运用指二极管长期运转时,允许经过管子的最大正向
46、平均电流。运用时,管子的平均电流不得超越此值,否那么能够使二极管过热而损时,管子的平均电流不得超越此值,否那么能够使二极管过热而损坏。坏。2最高反向任务电压最高反向任务电压UR 任务时加在二极管两端的反向电压不得超越此值,否那么二极管任务时加在二极管两端的反向电压不得超越此值,否那么二极管能够被击穿。为了留有余地,通常将击穿电压能够被击穿。为了留有余地,通常将击穿电压UBR的一半定为的一半定为UR。3反向电流反向电流IR IR是指在室温条件下,在二极管两端加上规定的反向电压时,是指在室温条件下,在二极管两端加上规定的反向电压时,流过管子的反向电流。通常希望流过管子的反向电流。通常希望IR值愈小
47、愈好。反向电流愈小,阐值愈小愈好。反向电流愈小,阐明二极管的单导游电性愈好。此时,由于反向电流是由少数载流子明二极管的单导游电性愈好。此时,由于反向电流是由少数载流子构成,所以构成,所以IR受温度的影响很大。受温度的影响很大。4最高任务频率最高任务频率fM 由于由于PN结存在结电容,它的存在限制了二极管的任务频率,因结存在结电容,它的存在限制了二极管的任务频率,因此假设经过二极管的信号频率超越管子的最高任务频率此假设经过二极管的信号频率超越管子的最高任务频率fM,那么结,那么结电容的容抗变小,高频电流将直接从结电容上经过,管子的单导游电容的容抗变小,高频电流将直接从结电容上经过,管子的单导游电
48、性变差。电性变差。归纳总结二极管归纳总结二极管1. 二极管符号:二极管符号:D2. 特性:单导游通特性:单导游通3. 作用:稳压、整流、开关作用:稳压、整流、开关稳定二极管:利用二极管反向击穿时,二端电压不变的原理来实现稳稳定二极管:利用二极管反向击穿时,二端电压不变的原理来实现稳压限幅,过载维护。压限幅,过载维护。整流二极管:用硅半导体制成,利用整流二极管:用硅半导体制成,利用PN结单导游电性把交流变成直结单导游电性把交流变成直流,即整流。流,即整流。开关二极管:利用正向偏置时二极管电阻很小,反向偏置时电阻很大开关二极管:利用正向偏置时二极管电阻很小,反向偏置时电阻很大的单导游电性,在电路中
49、对电流进展控制起到接通或关断作用。的单导游电性,在电路中对电流进展控制起到接通或关断作用。4. 二极管按资料分类二极管按资料分类1硅二极管导通电压为硅二极管导通电压为0.7V。2锗锗二极管导通电压为二极管导通电压为0.3v).例如:输入例如:输入3.3V的电压给二极管的的电压给二极管的P极在二极管的另一端极在二极管的另一端N极量测电压值为极量测电压值为3.0V,由于锗二极管导通,由于锗二极管导通电压为电压为0.3v,也就是有也就是有0.3v功耗,所以在功耗,所以在N极量测电压值为极量测电压值为3.0V5. 二极管好坏判别在路丈量不准确时再取下来丈量:万用表调二极管好坏判别在路丈量不准确时再取下
50、来丈量:万用表调到二极管档,红笔接二极管正极,黑笔接负极,测出来有阻值到二极管档,红笔接二极管正极,黑笔接负极,测出来有阻值150700欧,反向无穷大欧,反向无穷大“1就是好的在路丈量反向阻值在就是好的在路丈量反向阻值在1000多欧以上或多欧以上或“1也是好的。也是好的。PC在在0.51 W和小功率管和小功率管PC1 W;6. 按封装方式分,有玻璃壳封装管、金属壳封装管、按封装方式分,有玻璃壳封装管、金属壳封装管、陶瓷环氧封装管、塑料封装管等。功率大小不同的陶瓷环氧封装管、塑料封装管等。功率大小不同的三极管有着不同的体积和封装方式。三极管有着不同的体积和封装方式。如何判别三极管是什么类型:取下
51、来测如何判别三极管是什么类型:取下来测NPN:万用表打到二极管档,先用红笔去接:万用表打到二极管档,先用红笔去接B极,黑笔分别极,黑笔分别去接剩下的去接剩下的C极和极和E极,假设测得两次都有阻值且在极,假设测得两次都有阻值且在600欧欧左右,阐明此管为左右,阐明此管为NPN型。型。PNP:万用表打到二极管档,先用黑笔去接:万用表打到二极管档,先用黑笔去接B极,红笔分别极,红笔分别去接剩下的去接剩下的C极和极和E极,假设测得两次都有阻值在极,假设测得两次都有阻值在600欧左右阐明此管为欧左右阐明此管为PNP。好坏判别:在路丈量不准确时,才取下来测好坏判别:在路丈量不准确时,才取下来测万用表打到二
52、极管档丈量,只能万用表打到二极管档丈量,只能B/C和和B/E正向有阻值正向有阻值400700欧,反向无穷大欧,反向无穷大1,另外,另外C/E正反向都为无穷正反向都为无穷大大1就是好的。就是好的。目前在大规模和超大规模集成电路中运用非常广泛。目前在大规模和超大规模集成电路中运用非常广泛。绝缘栅型场效应管可分为加强型和耗尽型两类,两者绝缘栅型场效应管可分为加强型和耗尽型两类,两者的区别是前者没有原始的导电沟道,后者有原始的导的区别是前者没有原始的导电沟道,后者有原始的导电沟道。电沟道。2场效应管的主要参数场效应管的主要参数1夹断电压夹断电压UP耗尽型耗尽型2开启电压开启电压UT加强型加强型3饱和漏
53、电流饱和漏电流IDSS4最大漏源电压最大漏源电压UBRDS5最大栅源电压最大栅源电压UBRGS6直流输入电阻直流输入电阻RGS7输出电阻输出电阻rd8低频跨导低频跨导gm四、晶闸管四、晶闸管 晶闸管是硅可控整流器件的简称,缩写为晶闸管是硅可控整流器件的简称,缩写为SCR (Siljcon Controlled Rectifier),它是一种大功率的,它是一种大功率的电力电子半导体器件,在电路中相当于一个可以控制电力电子半导体器件,在电路中相当于一个可以控制接通回路的导电开关,具有体积小、分量轻、耐压高、接通回路的导电开关,具有体积小、分量轻、耐压高、功率大及效率高等优点。主要用于交流无触点开关
54、、功率大及效率高等优点。主要用于交流无触点开关、电机调速、调压、控温、稳压及可控整流等方面。电机调速、调压、控温、稳压及可控整流等方面。 晶闸管由四层半导体资料组成,四层资料由晶闸管由四层半导体资料组成,四层资料由P型半型半导体和导体和N型半导体交替组成,分别为型半导体交替组成,分别为P1、N1、P2和和N2,它们的接触面构成三个,它们的接触面构成三个PN结,分别为结,分别为J1、J2和和J3,故晶闸管也称为四层器件或,故晶闸管也称为四层器件或PNPN器件。器件。P1区的区的引出线为阳极引出线为阳极A,N2区的引出线为阴极区的引出线为阴极K,P2区的引区的引出线为门极出线为门极G也称控制极。也
55、称控制极。 1晶闸管的分类晶闸管的分类 晶闸管按能否具有自关断才干分为半控型器件和全晶闸管按能否具有自关断才干分为半控型器件和全控型器件两类。其中半控型器件属非自关断型,包括控型器件两类。其中半控型器件属非自关断型,包括单向晶闸管、快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管单向晶闸管、快速晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管和光控晶闸管;全控型器件属自关断型,主要包括门和光控晶闸管;全控型器件属自关断型,主要包括门极可关断晶闸管、场控晶闸管和静电感应晶闸管。极可关断晶闸管、场控晶闸管和静电感应晶闸管。2晶闸管的主要参数晶闸管的主要参数1额定正向平均电流额定正向平均电流I F 在环境温度小于在环境温度小于40
56、oC和规范散热条件下,允许延续经过晶闸管阳极的和规范散热条件下,允许延续经过晶闸管阳极的工频工频50 Hz正弦波半波电流的平均值。正弦波半波电流的平均值。2维持电流维持电流I H 在门极开路且规定的环境温度下,晶闸管维持导通时的最小阳极电流。在门极开路且规定的环境温度下,晶闸管维持导通时的最小阳极电流。正向电流小于正向电流小于IH时,管子自动阻断。时,管子自动阻断。3触发电压触发电压Ug和触发电流和触发电流Ig 在室温下,阳极电压为在室温下,阳极电压为6 V时,使晶闸管从阻断到完全导通所需最小的时,使晶闸管从阻断到完全导通所需最小的门极直流电压和电流,普通门极直流电压和电流,普通Ug为为15
57、V,Ig为几十至几百毫安。为几十至几百毫安。4正向反复峰值电压正向反复峰值电压UDRM 门极开路条件下,允许反复作用在晶闸管上的最大正向电压。普通门极开路条件下,允许反复作用在晶闸管上的最大正向电压。普通UDRM = UBO80%,UBO是晶闸管在是晶闸管在Ig为零时的转机电压。为零时的转机电压。5反向反复峰值电压反向反复峰值电压URRM 门极开路的条件下,允许反复作用在晶闸管上的最大反向电压。普通门极开路的条件下,允许反复作用在晶闸管上的最大反向电压。普通URRM = UBR80%。 除以上参数外,还有正向平均电流、门极反向电压等。除以上参数外,还有正向平均电流、门极反向电压等。五、集成电路
58、五、集成电路 集成电路是将电路中的一切有源元件二极管、集成电路是将电路中的一切有源元件二极管、三极管、场效应管等和无源元件电阻器、电容器三极管、场效应管等和无源元件电阻器、电容器等以及连线等制造在半导体基片上,构成一个具备等以及连线等制造在半导体基片上,构成一个具备一定功能的完好电路,并封装在特制的外壳中而制成一定功能的完好电路,并封装在特制的外壳中而制成的。它具有体积小、分量轻、功耗小、性能好、可靠的。它具有体积小、分量轻、功耗小、性能好、可靠性高、电路稳定等优点,被广泛用于电子产品中。性高、电路稳定等优点,被广泛用于电子产品中。 1集成电路的分类集成电路的分类 集成电路有模拟集成电路和数字
59、集成电路两大类集成电路有模拟集成电路和数字集成电路两大类型。型。按集成电路制造工艺的差别按集成电路制造工艺的差别:分为半导体集成电路分为半导体集成电路厚膜集成电路厚膜集成电路薄膜集成电路薄膜集成电路混合集成电路混合集成电路目前,半导体集成电路运用最多。半导体集成电路按目前,半导体集成电路运用最多。半导体集成电路按其集成度的高低,分为小规模集成电路、中规模集成其集成度的高低,分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。2集成电路型号命名方法集成电路型号命名方法 集成电路型号命名法根据国家规范执行,每个型号由五部集成电路型号命名法根
60、据国家规范执行,每个型号由五部分组成,各组成部分的含义如表分组成,各组成部分的含义如表4-5所列。所列。3集成电路引脚识别集成电路引脚识别 集成电路的封装方式无论是圆壳封装、扁平封装、单列集成电路的封装方式无论是圆壳封装、扁平封装、单列直插封装或双列直插封装,其引脚陈列均有一定规律。详细直插封装或双列直插封装,其引脚陈列均有一定规律。详细识别方法如下:识别方法如下:1金属圆壳封装金属圆壳封装 圆形构造的集成电路形似晶体管,体积大,外壳用金属圆形构造的集成电路形似晶体管,体积大,外壳用金属封装,引脚有封装,引脚有3、5、8、10多种。识别时将管底对准本人,多种。识别时将管底对准本人,从管键开场顺
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