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文档简介
指导教师:闫智天津商业大学《电子技术》实训教学教学总目标培养思维能力和动手实践能力;培养学习新技术的能力及创新意识;培养团队合作精神及精益求精的工作态度;掌握电子技术实训的基本知识和基本技能,初步形成解决生产现场实际问题的应用能力,提高学生的职业素质。项目1:学习电子元器件1.1电阻器1.2电容器1.4二极管1.5三极管1.6集成稳压器1.3电感器1.7555时基电路1、电阻器种类2、常用电阻器介绍3、电阻器的主要参数4、电阻器的命名方法(型号)5、电阻器的标志法6、电阻器的选用1.1电阻器单位:符号:欧姆(Ω)1、稳定和调节电路中的电流和电压;2、作为分流器和分压器;3、作为负载。主要用途:伏安关系:耗能公式:电阻器在电子产品中是用得最多的元件,约占元件总数的30%以上。电阻器简介1、电阻器种类按结构分——固定电阻器、可变电阻器(电位器)按制作材料和工艺分——膜式电阻(碳膜RT、金属膜RJ、合成膜RH、氧化膜RY)实芯电阻(有机RS和无机RN)金属线绕电阻(RX)特殊电阻(MG型光敏电阻、MF型热敏电阻等)按用途分——精密电阻、高频电阻、高压电阻、大功率电阻、热敏电阻、光敏电阻、压敏电阻、熔断电阻等。2、常用电阻器介绍①碳膜电阻器(RT)稳定性好、高频特性好、噪声低,电压的改变对阻值影响小,阻值范围大,可以制成几欧的低值电阻,也可以制成几十兆欧的高值电阻。而且制作成本低,价格便宜。在收音机、电视机等电子产品中广泛应用。②金属膜电阻器(RJ)除具有碳膜电阻器的特征外,比碳膜电阻器的精度更高,稳定性更好,噪声更低,阻值范围更宽,最明显的是耐热性能超过碳膜电阻器,且体积更小,因而在各种测试仪表中使用。③金属氧化膜电阻器(RY)外形与性能均与金属膜电阻器相同,但制造工艺简单,成本低,耐热耐压性能更好。不足之处:长期工作的稳定性稍差。④线绕电阻器(RX)精度高、稳定性好、噪声低、功率大,一般可承受3~100W的额定功率,而且耐高温,可以在150℃高温下正常工作。因此在万用表、电阻箱中作为分压器和限流器,在电流电路中作限流电阻。(a)被漆线绕电阻器(b)铝壳线绕电阻器(c)被釉线绕电阻器
(d)精密线绕电阻(e)熔断线绕电阻器(f)线绕水泥电阻器⑤有机实芯电阻器(RS)成本低,价格便宜,过负载能力强,有很高的可靠性,但固有噪声高,分布电容及分布电感影响大,电压和温度稳定性差,在家用电器中较少采用。⑥热敏电阻器(RR)电阻值随温度的变化而发生明显的变化。主要在电路中作温度补偿用,也可用作温度测量和温度控制电路中作感温元件。⑦光敏电阻器(RG)电阻值随光强的变化而发生明显的变化。主要用作光度测量和在光度控制电路中作感光元件。⑧贴片电阻贴片电阻是一种外观上非常单一的元件。方形、黑色,表面有丝印标识元件值,体积小。尺寸有各种大小。阻值识别规则:第一、二位表示元件值有效数字,第三位表示有效数字后应乘的位数。图片中电阻的丝印为202,读取其元件值:第一、二位20*第三位2=20*102=2000欧
⑨排电阻器
(a)单排直插电阻器
(b)表面贴装双排电阻器⑩可调电阻3、电阻器的主要参数(1)标称阻值允许误差
系列代号
标称阻值系列(国标)
±5%E241.0
1.1
1.21.31.51.61.82.02.22.42.73.0
3.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1±10%E121.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2±20%E61.01.52.23.34.76.8使用时,将表中的数值乘以10n,就可成为一阻值系列。例如对应E24系列中的1.5就有1.5Ω、15Ω、150Ω、……标注于电阻体上的阻值。单位为欧(Ω)/千欧(KΩ)/兆欧(MΩ)/吉兆欧(GΩ)/太兆欧(TΩ),换算关系:1T=103G=106M=109K=1012Ω(2)精度(允许)误差百分数±0.001±0.002±0.005±0.01±0.02±0.05符号XYHUWB百分数±0.2±0.5±1±2±5±10±20符号CDFGJ(Ⅰ)K(Ⅱ)M(Ⅲ)精密电阻的误差等级表示:指标称值与实际值的相对误差,普通电阻误差等级分别用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级表示±5%、±10%、±20%,精密电阻的误差等级用符号表示(见下表)。(3)额定功率在电路图中非线绕电阻器额定功率的符号表示如下图:(4)额定电压指在室温为25℃时长期稳定在额定电压条件下所耗散的电功率,常见有:0.05W/0.125W/1W/2W/4W等指电阻器长期稳定工作所承受的电压。第一部分:主称第二部分:材料第三部分:分类第四部分:序号符号意义符号意义符号意义对前三部分相同,仅尺寸性能指标略有差别,但基本上不影响互换的产品给同一序号;若明显影响互换时,则在序号后面加大写字母作为区别;R电阻器T碳膜1、2普通W电位器C沉积膜3超高频U硅碳膜4高阻X线绕5高温G光敏7精密R热敏8高压M压敏9特殊S有机实芯G高功率N无机实芯T可调J金属膜W微调Y氧化膜D多圈I玻璃釉膜Z正温度系数H合成碳膜B温度补偿例如:WXD3——为多圈线绕电位器。4、电阻器的型号——根据部颁标准(SJ-73)5、电阻器的标志法(1)文字符号直标法3K3Ω15%1ΩⅡ表示为0.1Ω,误差为±5%表示为1Ω,误差为±10%表示为3.3KΩ,误差默认为Ⅲ级(±20%)1G10%表示为1000MΩ,误差为±10%3T3Ⅰ表示为3.3×1012Ω,误差为±5%前几环为有效数字,棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、黑、金、银分别为1、2、3、4、5、6、7、8、9、0倒数第二环为乘数,即乘以10的几次方(或理解为在有效数字后添加“0”的个数)。最后一环表示误差。靠近电阻腿脚的为第1环,依次为第2、3……色环。(2)色环标志法色环标志电阻可分为四环、五环标志方法,五环色标法常用于精密电阻。色标法中颜色代表的数值及意义棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银无前几环(有效数字)1234567890倒数第二环(乘数)10110210310410510610710810910010-110-2末环(误差百分数)±1±2±0.5±0.2±0.1±5±10±20颜色数值位置黑棕红金黑棕银棕黑例1:R1=10×102=1KΩ±5%0×102±5%1例2:R2=100×10-2=1Ω±1%0×10-2±1%106、电阻器的选用①根据电子设备的技术指标和电路的具体要求选用电阻的型号和误差等级。对要求不高的电子电路,如收音机、收录机、电视机等可选用碳膜电阻器;对整机质量、工作稳定性、可靠性要求较高的电路可选用金属膜电阻器;对于仪器、仪表电路应选用精密电阻器或线绕电阻器。但在高频电路中不能选用线绕电阻器。②选用电阻器的额定功率应大于实际消耗的功率的1.5~2倍左右。以保证电阻器的可靠性。⑤可采用串联或并联的方法来获得所需标称值的电阻器。④电阻器的代用原则:在标称值相同时,只要安装空间允许,功率大的电阻器可代替功率小的电阻器;金属膜电阻器可代换碳膜电阻器;固定电阻器与半可调电阻可相互代替使用。③电阻器的误差选择:在一般电路中选择10%~20%的即可,在特殊电路中根据要求选择。3、电容器的命名方法(型号)4、电容器的标志法5、电容器的选用6、电容器的检测1、常用电容器的结构和特点2、电容器的主要参数1.2电容器单位:符号:特性:伏安关系:储能公式:电容器简介法拉(F)按其结构可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。按其介质材料可分为有机(纸介、有机薄膜)、无机(云母、瓷介、玻璃)、电解(铝、钽、铌)电容器。电压不能突变(*)储存电场能量,阻直流通交流,阻低频通高频。1、常用电容器的结构和特点①铝电解电容由铝圆筒做负极,里面装有液体电解质,插入一片弯曲的铝带做正极制成。再经过直流电压处理,使正极片上形成一层氧化膜做介质。它的特点是容量大,但是漏电大,误差大,稳定性差,常用作交流旁路和滤波,在要求不高时也用于信号耦合。电解电容有正、负极之分,使用时不能接反!工作电压电容值容许误差温度系数负极标示②纸介电容(金属化纸介,油浸纸介)用两片金属箔做电极,夹在极薄的电容纸中,卷成圆柱形或者扁柱形芯子,然后密封在金属壳或者绝缘材料(如火漆、陶瓷、玻璃釉等)壳中制成。它的特点是体积较小,容量可以做得较大。但是固有电感和损耗都比较大,用于低频比较合适。金属化纸介是在电容器纸上覆上一层金属膜来代替金属箔,体积小,容量较大,一般用在低频电路中。油浸纸介是把纸介电容浸在经过特别处理的油里,能增强它的耐压。它的特点是电容量大、耐压高,但是体积较大。③陶瓷电容用陶瓷做介质,在陶瓷基体两面喷涂银层,然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小,耐热性好、损耗小、绝缘电阻高,但容量小,适宜用于高频电路。抑制电源电磁抗干扰。④玻璃釉电容以玻璃釉作介质,具有瓷介电容器的优点,且体积更小,耐高温。耐压可达3500V,广泛用于蚊拍,充电器,电磁炉,充电手电筒及各类小家电产品。元件值容许误差温度系数元件值容许误差工作电压⑤薄膜电容结构和纸介电容相同,介质是涤纶或者聚苯乙烯。涤纶薄膜电容,介电常数较高,体积小,容量大,稳定性较好,涤纶电容广泛用于电视机、收录机、VCD及各种通讯器材电子仪器的直流、脉动电路中。聚苯乙烯薄膜电容,体积小,介质损耗低,介质损耗小,绝缘电阻高,可承受瞬间浪涌电流和脉冲电压,广泛应用于电源滤波器、开关电源、电动工具等电气设备。但是温度系数大。元件值工作电压⑥云母电容用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板,极板和云母一层一层叠合后,再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小,绝缘电阻大、温度系数小,适宜用于高频电路。⑦钽、铌电解电容它用金属钽或者铌做正极,用稀硫酸等配液做负极,用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。它的特点是体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要求较高的设备中。⑧半可变电容也叫做微调电容。它是由两片或者两组小型金属弹片,中间夹着介质制成。调节时,改变两片之间的距离或者面积。它的介质有空气、陶瓷、云母、薄膜等。⑨可变电容它由一组定片和一组动片组成,它的容量随着动片的转动可以连续改变。把两组可变电容装在一起同轴转动,叫做双连。可变电容的介质有空气和聚苯乙烯两种。空气介质可变电容体积大,损耗小,多用在电子管收音机中。聚苯乙烯介质可变电容做成密封式的,体积小,多用在晶体管收音机中。⑩贴片电容贴片电容主要有:瓷片电容、贴片钽电容、贴片电解电容、贴片纸多层电容。普通贴片电容的基本单位:pF(1)标称容量电容器上标有的电容量数值。单位为法(F)/微法(μF)/皮法(pF),换算关系为:1pF=10-6μF=10-12F2、电容器的主要参数电容类别允许误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%100pF-1uF1.01.52.23.34.76.81uF-100uF1246810152030506080100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%1pF-1uF1.11.21.31.51.61.82.02.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.110%1.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.220%1.01.52.23.34.76.8铝、钽、铌、钛电解电容10%
±20%
+50/-20%
+100/-10%1uF-1F1.01.52.23.34.76.8
(容量单位uF)电容器的标称值与它的实际容量之差,除以标称值所得的百分数。常用固定电容允许误差的等级见下表。允许误差±2%±5%±10%±20%(+20%/-30%)(+50%/-20%)(+100%/-10%)级别
02ⅠⅡⅢ
Ⅳ
ⅤⅥ在规定的环境温度下,电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,即电容的耐压,也叫做电容的直流工作电压。如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。(3)额定工作电压:(2)允许误差:(4)绝缘电阻:电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻,或者叫做漏电电阻,大小是额定工作电压下的直流电压与通过电容的漏电流的比值。由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体,它的电阻不是无限大,而是一个有限的数值,一般在1000兆欧以上,漏电电阻越小,漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗,这种损耗不仅影响电容的寿命,而且会影响电路的工作。因此,漏电电阻越大越好。电容器在电场作用下消耗的能量称为介质损耗,通常用损耗功率和电容器的无功功率之比表示。损耗大的电容不适于高频情况下工作。(5)介质损耗:3、电容器的命名方法(型号)电容器的命名由四部分组成:1、电容器主称,用C表示;2、表示电容器的介质材料;3、表示元件分类;4、表示元件序号第二部分:材料第三部分:分类符号意义符号意义符号意义C瓷介S聚碳酸酯瓷介云母玻璃电解其他I玻璃釉Q漆膜1圆片
非密封
—箔式
非密封O玻璃膜H纸膜复合2管型非密封
—
箔式非密封Y云母D铝电解3迭片
非密封—
烧结粉、固体密封V云母纸A钽电解4独石
密封—
烧结粉、固体密封Z纸介G金属电解5穿心
———
穿心J金属化纸N铌电解6支柱等
———
—
B聚苯乙烯T钛电解7
——
—无极性—
F聚四氟乙烯M压敏8高压高压——
高压L涤纶E其他材料9—
——特殊特殊
(1)加单位的直标法:也有些数字前加R或P,R表示为零点几微法,P表示为零点几皮法,如R22表示0.22μF,P82表示为0.82pF。4、电容器的标注方法用2~4位数字表示有效数字,一个字母(m、μ、n、p,分别表示10-3、10-6、10-9、10-12)表示数值的量值,如:33m表示为33000μF47n表示为0.047μF3μ3表示为3.3μF5n9表示为5900pF2p2表示为2.2pF用4位数字表示。没有小数点的,单位是pF,有小数点的,单位是μF。如3300表示3300pF;0.056表示0.056μF。(3)数码表示法(超小体积的电容器):常用三位数表示容量的大小,前两位为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pF,如102表示1000pF,334表示33×104pF。与电阻的数码表示相似,但个别不同:如第三位数为9,则表示10-1,例229表示为22×10-1=2.2pF(2)不标单位的直接表示法:沿着电容器引线方向,第一、二种色环代表电容量的有效数字,第三种色环表示有效数字后面零的个数,单位是pF。如遇到电容器色环的宽度为两个或三个色环的宽度,就表示这种颜色的两个或三个相同的数字。(4)电容量的色码表示法:颜色棕红橙黄绿蓝紫灰白黑数字1234567890沿引线方向沿引线方向棕例1:C1=15×103pF=0.015μF1橙3绿5橙3红2C2=33×102pF=33pF例2:一种是直标法,另一种是直接将字母或百分比误差标志在电容上。(5)电容量的误差表示法:字母
DFGJKMNPSZ百分比误差±0.5±1±2±5±10±20±30+100
-0+50
-20+80
-20104J表示(0.1±5%)μF222J表示(2200±5%)pF473J表示(0.47±5%)μF5、电容器的选用①不同电路应该选用不同种类的电容。揩振回路可以选用云母、高频陶瓷电容,隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容,滤波可以选用电解电容,旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。②电容器耐压的选择。电容器的额定电压应高于实际工作电压的10%~20%,对工作电压稳定性较差的电路,可留有更大的余量,以确保电容器不被损坏和击穿。③容量误差的选择。对业余的小制作,一般不考虑电容器的容量误差,对于振荡、延时电路,选择误差应小于5%,对于低频电路可选择10%~20%。④电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象,并且核对它的电容值。安装的时候,要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到,以便核实。⑤电容器的代用原则是:容量基本相同,耐压值不低于原电容的耐压值,对于高频电路一定要考虑频率特性应满足电路的要求。6、电容器的检测对于非电解电容(且容量大于0.01μF),可用万用表检测。置欧姆挡R×10k或R×1k挡,当两表笔分别接触电容器的两根引线时,表针首先朝顺时针方向(R为零的方向)摆动,然后又慢慢向反方向退回到∞位置的附近,稳定后读数即为漏电电阻值。(1)漏电电阻的测量一般漏电电阻约几百到几千兆欧,漏电电阻越大越好,若阻值比上述数据小得多,表明电容漏电严重,不能使用;若表针稳定后靠近“0”处,说明电容器内部短路;若表针毫无反应,始终停在“∞”处,说明电容器内部开路。对于电解电容:用万用表的欧姆挡R×100或R×1k挡检测,正常情况下,其阻值应大于几百千欧。当检测大容量的电解电容(容量为几百至几千微法)时,由于万用表内电池通过欧姆挡内阻向电容器充电的时间较长,需要几十秒至几分钟,才能缓慢回到稳定的漏电电阻值处,可采用如下快速检测法:即当表针偏转到最右端时,迅速将挡位从R×1k→R×10挡,由于R×10挡的内阻值较小,因而电容器的充电速度加快,当电容器充电结束后,表针便会快速回到“∞”处,然后再将开关拨回到R×1k挡,表针会顺时针方向偏转至一个稳定值,即为漏电电阻。外观判别:短脚为负极、外壳上也标明“-”,对于铝壳电解电容,与铝壳连通处为负极。(2)电解电容器正负极性的判别用万用表判别:电解电容具有正向漏电阻大于反向漏电阻的特点。将万用表置于R×1k或R×10k挡,交换红黑表棒测量电解电容器两次,观察其漏电电阻的大小,并以漏电电阻大的一次为准,黑表棒所接的就是电解电容器的正极,若正反向漏电阻相差无几,测表明电解电容正向漏电严重,不能使用。注意:每次测量前先将电容器的两根引线短接一下放电,以免电容对万用表放电而损坏仪表!标明“-”本节内容结束3、电感线圈的测量4、常用电感器5、电感器的选用1、电感器种类2、电感器的主要参数1.3电感器电感器简介单位:符号:亨利(H)储存磁场能量,阻交流通直流特性:伏安关系:储能公式:电流不能突变!!1、电感器的种类按其形式分为固定电感器、可变电感器、微调电感器三种。按其磁体的性质分为空心线圈、磁心线圈按其结构特点分为单层线圈、多层线圈、蜂房线圈2、电感器的主要参数标称电感量与实际电感量的允许相对误差。常见允许偏差为±5%、±10%、±20%。(1)标称电感量标注于电感体上的名义电感量。单位为亨(H)/毫亨(mH)/微亨(μH)。换算关系为:1μH=10-3mH=10-6H(2)允许偏差:电感器在规定的工作温度范围内长期可靠地工作所允许通过的电流。(3)额定工作电流:(4)直流电阻:电感器系绝缘导线绕制而成,故电感器具有一定的直流电阻。代表了电感器能量损耗的情况。与构成线圈的导线粗细、绕法、单股线还是多股线有关,如果线圈的损耗小,Q值就高,反之,损耗大则Q值就小。(5)品质因数(Q值):由于线圈每两圈导线可以看成是电容器的两块金属片,导线之间的绝缘材料相当于绝缘介质,即相当于一个很小的电容,称为线圈的分布电容,将使Q值下降,可采用多股线或线圈绕成蜂房式以减小分布电容。(6)分布电容:①测量电阻可用万用表的欧姆挡R×10或R×1,测电感器的阻值,若为无穷大,表明电感器断路;若电阻较小,表明电感器正常,若电阻为零,则表明出线端短路。3、电感线圈的测量②测量电感量或品质因数Q值,需要用专用电子仪器,如QBG-3型高频Q表或交流电桥等。固定电感线圈是将铜线绕在磁心上,然后再用环氧树脂或塑料封装起来。这种电感线圈的特点是体积小、重量轻、结构牢固、使用方便,在电视机、收音机中得到广泛的应用。4、常用电感器(1)固定式电感线圈:固定电感器有立式和卧式两种。其电感量一般为0.1~3000μH,标称电感量和允许偏差可直接标在电感器上,如560μHⅡ即标称电感量560μH,允许偏差±10%,也可以色环的形式表示(有关规定与电阻器相同)这种线圈改变电感量的方法是在线圈中插入磁心或铜心,改变磁心或铜心的位置,从而达到改变电感量的目的。也有的是改变触点在线圈上的位置,达到改变电感量的目的。(2)可变电感线圈:磁棒式天线线圈就是可变电感线圈,它与可变电容组成调谐器,用以改变谐振回路中的谐振频率。有些电路需要在较小的范围内改变电感量,用以满足整机调试的需要,如收音机中的中频调谐回路和振荡电路。本机振荡线圈就是这种微调线圈。当改变磁帽上下的相对位置时,就可以改变电感量。(3)微调电感线圈:可分成高频扼流圈和低频扼流圈。(4)阻流圈(扼流圈):阻流圈高频扼流圈在电路中用来阻止高频信号通过,而让低频交流信号通过。如直放式收音机中用的就是高频扼流圈。它的电感量只有几个微亨。低频扼流圈又称滤波线圈,一般由铁心和线圈绕组构成。它与电容组成滤波电路,消除整流滤波后的残存交流成分,让直流通过。其电感量较大,一般为几亨。阻流圈(5)贴片电感:日光灯电路中的镇流器。(5)电感线圈用于其他电气设备中:电机定子、转子绕组。变压器原、副绕组。(铁心变压器用于低频,磁心变压器用于高频)各种继电器中的电磁线圈(当线圈通电,产生电磁吸合力,带动相应触点动作的一种电磁开关,从而实现自动接通和断开主电路的功能)电感线圈用于变压器中电力变压器音频变压器电源变压器高频变压器脉冲变压器将线圈1-2两端接在控制电路中,触点3-4或3-5接在工作电路中。电感线圈用于继电器中若控制电路有电流通入线圈(1、2两端),所产生电磁吸合力大于弹簧反力时,衔铁动作。21345衔铁弹簧继电器工作原理:带动触点3动作,使3-4两点断开,3-5两点闭合。从而使工作电路进行相应转换。①购买时至少需说明电感量和额定工作电流两项指标。5、电感器的选用②选用电感时必须注意其直流电阻值,直流电阻直接决定了电感器的直流电压降。在电源LC滤波电路中,直流电阻则直接影响实际供电电压。显然小电流允许选用直流电阻较大(一般电感量也较大)的电感器。大电流场合受到直流电阻的限制,一般应选择的电感量较小的电感器。③在LC谐振中应用的电感器,要注意对其品质因素的要求。本节内容结束
模拟信号和数字信号处理模拟信号的电子电路称为模拟电路。模拟信号:在时间和幅值上都是连续的信号。数字信号:在时间和幅值上都是离散的信号。由若干相互联结,相互作用的基本电路组成的,具有特定功能的电路整体,称为电子系统。
模拟电路图片
电子电路图片
模拟电子技术主要内容1.分立元件:二极管,三极管(晶体管和场效应管)2.集成电路:运算放大器,宽带放大器,功率放大器,乘法器,锁相环,模拟-数字转换器,数字-模拟转换器、稳压电源等。二极管三极管各类集成电路(1)整流电路二极管应用举例(正向导通,反向截止)二极管应用举例(2)限幅电路二极管应用举例(3)开关电路0V0V0V0V0V3V+U12VRDADCABYDBC0V0V3V(4)低电压稳压电路对于硅二极管输出电压近似等于0.7V,若采用几只二极管串联就可以获得更高的稳压(3-4V下的稳压多采用此方法)。4、半导体二极管的检测1、半导体二极管的种类2、常用半导体二极管简介1.4二极管3、半导体二极管的主要参数5、半导体二极管的选用二极管符号:单向开关外特性:伏安关系:阳极P阴极N二极管原理似单向阀反向正向正向导通时,二极管并非理想开关,硅管约有0.7V、锗管约0.3V管压降!好比阀门有泄露。正向导通时,二极管并非理想开关,硅管约有0.7V、锗管约0.3V管压降!好比阀门有泄露。结论:PN结具有单向导电性1、半导体二极管的种类①按材料分锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管。②按结构分点接触型二极管、面接触型二极管。③按用途分整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、光电二极管、检波二极管、变容二极管。2、常用半导体二极管简介①整流二极管将交流电整流成为脉动的直流电的二极管叫作整流二极管,它是面结合型的功率器件,因结电容大,故工作频率低,一般为3KHZ以下,常用的整流二极管有2CZ型、2DZ型。②检波二极管
检波二极管是用于把迭加在高频载波上的低频信号检出来的器件,其结构为点接触型,结电容较小。它具有较高的检波效率和良好的频率特性。常用的检波二极管有2AP型。③稳压二极管稳压二极管是由硅材料制成的面结合型晶体二极管,它是利用PN结反向击穿时的电压基本上不随电流的变化而变化的特点,来达到稳压的目的。稳压管的伏安特性曲线如图所示,当反向电压达到Vz时,即使电压有一微小的增加,反向电流亦会猛增(反向击穿曲线很徒直)这时,二极管处于击穿状态,如果把击穿电流限制在一定的范围内,管子就可以长时间在反向击穿状态下稳定工作。④开关二极管在脉冲数字电路中,用于接通和关断电路的二极管叫开关二极管,它的特点是反向恢复时间短,能满足高频和超高频应用的需要。⑤变容二极管变容二极管是利用PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性电容元件,被广泛地用于参量放大器,电子调谐及倍频器等微波电路中。⑥发光二极管(LED)发光二极管是一种能把电能变成光能的半导体器件。它由一个PN结构成,具有单向导电性。当发光二极管正偏达到额定电流时就会发光。发光二极管可以用直流、交流、脉冲等电源驱动。发光二极管由磷砷化镓、镓铝砷等半导体材料制成。发光二极管的种类以发光的颜色可分为红色、黄色、绿色,蓝色发光二极管也已研制成功,3、半导体二极管的主要参数①正向电流IF——在额定功率下,允许通过二极管的电流值。②正向电压降VF——二极管通过额定正向电流时,在两极间所产生的电压降。③最大整流电流(平均值)IOM:——在半波整流连续工作的情况下,允许的最大半波电流的平均值。④反向击穿电压VB——二极管反向电流急剧增大到出现击穿现象时的反向电压值。⑤反向峰值电压VRM——二极管正常工作时所允许的反向电压峰值,通常VRM为VB的三分之二或略小一些。⑥反向电流IR——在规定的反向电压条件下流过二极管的反向电流值。⑦结电容C——电容包括分布电容和扩散电容,在高频场合下使用时,要求结电容小于某一规定数值。⑧最高工作频率fM——二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。4、半导体二极管的测试①普通二极管质量测试用万用表电阻挡测量其正、反向电阻。对于锗小功率管,正向电阻一般为100~1000欧;对于硅管,正向电阻一般为几百~几千欧。反向电阻,无论是锗管还是硅管,一般都在几百千欧以上,且硅管比锗管大。由于二极管是非线性元件,不同的欧姆挡所得到的数据不同,但正反向电阻相差几百倍的规律不变。注意:测量时要根据二极管的功率大小选择不同倍率的欧姆挡:小功率二极管一般用万用表R×100或R×1K电阻挡,中、大功率二极管一般用万用表R×1或R×10电阻挡。②稳压管质量测试用万用表R×100电阻挡测量正向电阻,如果测得的正向电阻为无穷大,即表针不动,说明二极管内部断路,如果反向电阻值近似为0欧,说明管子内部击穿。如果二极管的正反向电阻相差太小,说明其性能变坏或失效。以上三种情况的二极管都不能使用。③发光二极管质量测试方法之一——利用具有R×10kΩ挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时,二极管正向电阻阻值为几十至200kΩ,反向电阻的值为∞。如果正向电阻值为0或为∞,反向电阻值很小或为0,则已损坏。这种检测方法,不能实地看到发光管的发光情况,因为×10kΩ挡不能向LED提供较大正向电流。方法之二——用两块指针万用表(最好同型号)可以较好地检查发光二极管的发光情况。用一根导线将其中一块万用表的“+”接线柱与另一块表的“-”接线柱连接。余下的“-”笔接被测发光管的正极(P区),余下的“+”笔接被测发光管的负极(N区)。两块万用表均置×10Ω挡。正常情况下,接通后就能正常发光。若亮度很低,甚至不发光,可将两块万用表均拨至×1Ω若,若仍很暗,甚至不发光,则说明该发光二极管性能不良或损坏。注意,不能一开始测量就将两块万用表置于×1Ω,以免电流过大,损坏发光二极管。④二极管极性判别外观判别:整流二极管和稳压二极管带环的一端为阴极,发光二极管短脚为阴极,或通过透明玻璃壳看内部有缺口的一侧为阳极。整流二极管稳压二极管发光二极管正向电阻反向电阻用万用表判别:测量其正、反向电阻(一般用R×100或×1K档),测得电阻值小的那次,黑表棒为阳极。由于发光二极管的正向导通电压高于普通二极管(1~2伏左右),而一般万用表内部电池仅为1.5伏,故测其正向电阻时管子仍处于死区或微导通,正向电阻较大,与反向电阻相比不太明显,所以一般不用万用表判断发光二极管的极性。5、半导体二极管的选用①根据用途和电路的具体要求选择二极管的种类、型号及参数。选用整流二极管,主要考虑其最大整流电流、最高反向工作电压是否能满足电路的需要。选用检波二极管时,主要要使工作频率符合电路频率的要求,结电容小的检波效果好。也可用锗开关二极管代替,坏了一个PN结的锗高频三极管也能当检波二极管用,用发射结进行检波效果好,因发射结电容小。②如果损坏的二极管型号没有,可考虑代用,代换前先弄清原二极管的性质和主要参数,然后换上与其参数相当的其他型号的二极管。+-③桥式整流电路的正确连接先将四只二极管分两组串联,其结点与变压器副边相连(通过接线端连接);将各组的阴极和阳极连接成共阴极端和共阴极端,此两端再与负载相连。共阳极端为负载电压的负极共阴极端为负载电压的正极④发光二极管(LED)连接的注意事项:发光二极管用交流信号驱动时,应在两端反极性并联整流二极管,以防止LED被反向击穿。LED用直流电源驱动时必须正向偏置,且必须串接限流电阻,以防止通过LED的电流过大而烧坏管子。限流电阻可用下式计算:Ui为直流电源电压,UF为LED正向电压(取1~2V),IF为正向工作电流,可从产品手册中查得。⑤稳压二极管连接的注意事项:稳压管必须反向并联在负载两端,且必须串接限流电阻(兼调整电压的功能),以防止通过稳压管的电流过大而烧坏管子。限流电阻可用下式计算:其中:Ui为直流电源电压,UZ为稳压管的稳定电压,IZ为稳压管的稳定电流,可从产品手册中查得。本节内容结束5、半导体三极管的检测4、半导体器件的命名方法1、半导三体极管的种类2、常用半导体三极管简介1.5三极管3、半导体三极管的主要参数6、半导体三极管的选用与代换半导体三极管符号(有两个):外特性:电流放大:开关:C-E之间似开关在一定条件下可作为开关或进行电流放大三极管有两个PN结,三个电极(发射极e,基极b,集电极c)发射结发射结集电结集电结发射结、集电结均正偏,开关闭合发射结、集电结均反偏,开关断开发射结正偏、集电结反偏三极管原理似水轮控制阀三极管C-E之间如同开关闭合阀门全部打开CEBIb较大iC最大控制端水流较大弹簧受拉力主水管畅通水轮转过一个角度CEB结论:三极管是电流控制器件,在输入脉冲信号时,CE之间似开关三极管原理似水轮控制阀Ib=很小,IC≈0截止。C-E之间似断开Ib适当大小,IC=βIb
电流放大饱和。C-E之间似闭合Ib过大,IC达到最大
1、半导体三极管的种类半导体三极管亦称双极型(两种载流子参与导电)晶体管,其种类非常多。②按材料分:有锗管和硅管③按工作频率分:有低频管和高频管(频率在3MHz以下为低频)①按结构分:有PNP和NPN型④按允许耗散的功率大小分:有小功率管和大功率管(额定功耗在1W以下为小功率管)⑤按封装形式分:有金属封装和塑料封装等形式2、常见三极管的外形功率三极管普通三极管特功率三极管低频大功率三极管3、半导体器件的命名方法第一部分:主称第二部分:材料第三部分:分类第四部分:序号第五部分:规格符号意义符号意义符号意义符号意义
2二极管AN型或PNP型,锗材料P普通管D低频大功率管
3三极管V微波管A高频大功率管
BP型或NPN型,锗材料W稳压管T半导体闸流管
C参量管Y体效应器件
CN型或PNP型,硅材料Z整流管B雪崩管
L整流堆J阶跃恢复管
DP型或NPN型,硅材料S隧道管CS场效应器件
N阻尼管BT半导体特殊器件
U光电器件FH复合管
K开关管PINPIN管
X低频小功率管JG激光器件
G高频小功率管
4、半导体三极管的主要参数①共射电流放大系数β。β值一般在20~200,它是表征三极管电流放大作用的最主要的参数。三极管的电流放大系数常用色标标在外壳上。开关管、小功率管、硅低频大功率管标记如下:1~15~25~40~55~80~120~180~270~400~600棕红橙黄绿蓝紫灰白黑锗低频大功率管3AD系列标记如下:20~30~40~60~90~140棕红橙黄绿②反向击穿电压值U(BR)CEO。指基极开路时加在c、e两端电压的最大允许值,一般为几十伏,高压大功率管可达千伏以上。③最大集电极电流ICM。指由于三极管集电极电流IC过大使β值下降到规定允许值时的电流(一般指β值下降到2/3正常值时的IC值)。实际管子在工作时超过ICM并不一定损坏,但管子的性能将变差。④最大管耗PCM。指根据三极管允许的最高结温而定出的集电结最大允许耗散功率。在实际工作中三极管的IC与UCE的乘积要小于PCM值,反之则可能烧坏管子。⑤穿透电流ICEO。指在三极管基极电流IB=0时,流过集电极的电流IC。它表明基极对集电极电流失控的程度。小功率硅管的ICEO约为0.1nA,锗管的值要比它大1000倍,大功率硅管的ICEO约为mA数量级。⑥特征频率fT。指三极管的β值下降到1时所对应的工作频率。fT的典型值约在100~1000MHz之间,实际工作频率。5、半导体三极管的测试(1)用万用表来判断三极管好坏(以NPN为例)①初步判断。将指针万用表打到×1K欧姆挡,将黑表笔与三极管基极相连,分别测三极管基极与发射极、基极与集电极之间的电阻,这两种情况下的电阻值均为千欧(若三极管为锗管,阻值为1k欧左右;若为硅管,阻值为7k欧左右)。对调一下表笔,再测发射结和集电结的电阻,其阻值均为无穷大。由此可初步判定此三极管是好的。否则说明此三极管是坏的。②进一步判断三极管的好坏。将万用表拨到×10k挡,用红黑表笔测三极管发射极和集电极之间的电阻,然后对调一下表笔再测一次。这两次所测得的电阻有一次应为无穷大,另一次为几百到几千千欧。由以上即可判定此三极管为好的。如果两次测得三极管发射极和集电极之间的电阻都为零或都为无穷大,则说明三极管发射极和集电极之间短路或开路。此三极管已不再可用。对于PNP型三极管,用上面的方法判断时将万用表的红黑表笔对调一下即可。(2)判别三极管的管脚、类型及性能①识别法:对于金属圆形封装三极管,其管帽较长的几乎都是锗管,在锗管中,又几乎是PNP管;其管帽较短者几乎都是硅管,且NPN居多。按管脚朝向自己放置,使三个引脚构成倒三角形,从左向右依次为cbe(即“左集”、“右发”)。②用万用表判别。四句口诀:“三颠倒,找基极;PN结,定管型;顺箭头,偏转大;测不准,动嘴巴。”A、三颠倒,找基极设三个电极为1、2、3,分别用万用表两支表笔颠倒测量1-2,1-3,2-3之间的正、反向电阻(将指针万用表打到×1K或×100挡),在这三次颠倒测量中,必然有两次测量结果相近:即颠倒测量中表针一次偏转大,一次偏转小;剩下一次必然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小,那么这一次未测的那只管脚就是要寻找的基极。B、PN结,定管型根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子的导电类型。将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;若表头指针偏转角度很小,则被测管即为PNP型。C、顺箭头,偏转大——确定集电极c和发射极e对于NPN型管,用万用表的黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,根据三极管发射极和集电极正确连接时β大(表针摆动幅度大)的原理,此时电流的流向应为:黑表笔→c极→b极→e极→红表笔,即电流流向与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”),即黑表笔所接的是c。对于PNP型的三极管,道理也类似于NPN型,颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,以偏转角度稍大的那次为准,电流的流向应与三极管符号中的箭头方向一致,即黑表笔所接的是发射极e。此方法还可以判断穿透电流的大小。对于PNP管,黑表棒接e,红表棒接c,用R×1K挡测的阻值应大于50K欧,若阻值小于25KΩ,则说明管子的穿透电流大,性能不稳定,不宜选用。对于NPN管,黑表棒接c,红表棒接e,阻值一般应大于几百千欧。D、测不准,动嘴巴在“顺箭头,偏转大”的测量过程中,若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难以区分,就要“动嘴巴”。具体方法是:在“顺箭头,偏转大”的两次测量中,用两只手分别捏住两表笔与管脚的结合部,用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b,仍用“顺箭头,偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。其中人体起到直流偏置电阻的作用,目的是使效果更加明显。用此方法还可估测电流放大系数β如果接入人体电阻前后差不多或根本不变,则说明管子的放大能力很小或管子已损坏。变化越大,说明管子的放大能力越好。(3)判别硅管和锗管用万用表R×1K挡,测量三极管的两个PN结的正向和反向电阻,就可以判断是硅管还是锗管。使用的万用表不同,测得数值也不同。可以测量一下已知的硅管,用来作为比较的标准。硅管正向电阻大于3~10KΩ,反向电阻大于500KΩ;锗管正向电阻大约0.5~2KΩ,反向电阻大于100KΩ6、半导体三极管的选用与代换(1)三极管的选用①应使管子的特征频率高于电路工作频率的3~10倍,但也不能太高,否则将引起高频振荡,影响电路的稳定性。②电流放大系数的选择应适中,一般选在40~100即可。β值很低,将使
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