高职机电单片机 第一章课件

第一章常用电子元器件

本章内容SingleChipMicrocomputer二极管、三极管电阻器、电容器、电感器开关、接插件和保险元件继电器、晶体振荡器蜂鸣器和扬声器半导体集成电路1-1电阻器

概念：物质对电流通过的阻碍作用称为电阻，利用这种阻碍作用做成的元件称为电阻器（resistor）,简称电阻。欧姆定律：R=U/I单位变换：

1G

Ω=1000MΩ,1MΩ=1000KΩ,1KΩ=1000Ω

分类：按结构可分为固定电阻器、可变电阻器（电位器）、特种电阻器三类。几种常用的特种变阻器：熔断变阻器、热敏变阻器、光敏变阻器、压敏变阻器、湿敏变阻器等等。

主要参数：额定功率:在规定的环境温度和湿度下，假定周围空气不流通，在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下，电阻器上允许消耗的最大功率。注意：超过电阻的额定功率时将使电阻值发生改变，甚至发热烧毁。为保证安全使用，一般选择其额定功率比它在电路中所消耗的功率高1至2倍的电阻器。标称阻值：产品标记的名义阻值。任何固定电阻器的阻值都应符合标称阻值系列所列数值*，其中n为整数。对于贴片电阻的值，最后一位位倍率n，前面数为有效数字，R代表小数点。如：3R2=3.2Ω，104=100KΩ,R010=0.01Ω最高工作电压、允许误差等。额定工作电压：电容器在规定的工作温度范围内，长期、可靠工作所能承受的所能承受的最高电压。频率特性：指电容器电容量等参数随频率变化的关系。一般来讲，电容器在高频下工作时，随着工作频率的升高，由于绝缘介质介电系数减小，电容量将会减小，而损耗将增大，并且会影响电容器的分布参数。为了保证电容器的稳定性，一般应将电容器的极限工作频率选择在电容器固有谐振频率的1/3-1/2允许误差、绝缘电阻、介质损耗、电容器的使用环境温度和湿度等等。1-3电感器

概念：根据电磁感应原理制成的器件。分为两大类：一类是应用自感原理制成的线圈，另一类是应用互感原理的变压器或互感器。线圈的电感量计算公式：

L=Ψ/I单位变换：1H=mH=uH.

基本参数：电感量：线圈电感量的大小取决于线圈的圈数、绕制的方式及磁芯材料。电感上标称的数字，左起两位给出电感量的第一、二位数字，第三位表示后面加0的个数，单位uH。例如：362代表3600uH。额定电流：对高频电感和大功率调谐电感器而言，通过电感器的电流超过额定值时，电感会发热甚至是烧坏。选择常识：（1）明确频率使用范围。铁芯线圈只能用于低频，铁氧体线圈、空心线圈可用于高频。（2）注意感性元件之间的相互位置。应使相互靠近的电感轴线相互垂直，必要时可在感性元件上加屏蔽罩。

1-4开关、插件、保险元件

开关基本概念：控制电路通或断的元件。主要参数：（1）额定工作电压、额定工作电流、额定功率（2）接触电阻：开关导通时所呈现的电阻（3）绝缘电阻：开关断开时所呈现的电阻。（绝缘电阻应大于1000MΩ）（4）耐压：一般开关耐压大于100V,对电源而言，要求耐压不小于500V（5）寿命:正常条件下所能正常工作的最低次数。（要求在5000~35000次）

接插件、保险元件接插件：用于电气连接的一类机电元件。保险元件：在电路中电流过大时自动熔断，保护电气设备安全和电子电路正常工作的元件。常用的几种保险元件有：玻璃管保险丝、熔断电阻、温度保险丝、自恢复保险丝和延迟型保险丝。1-5二极管

简介:二极管又称晶体二极管,简称二极管(diode)。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。

特性：（1）正向性：外加正向电压时，当正向电压小于某个值V0时，二极管电流几乎为零；当二极管两端加上超过V0的正向电压时，流过二极管的电流才迅速增大。导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的导通电压。（4）管压降：硅二极管0.7V锗二极管0.3V发光二极管(发光时的额定电流约为2~20mA)1.2~2.5V肖特基二极管约0.45V

特性曲线:硅二极管的特性曲线图

正负极识别方法:小功率二极管的N极（负极）,在二极管外表大多采用一种色圈标出来；有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极）；也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的；发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正,短脚为负。当标记不清时，可根据二极管正向导通电阻小，方向截止电阻大的原理，借助万用表判断二极管的好坏及极性。稳压二极管：利用击穿后，其两端电压基本保持不变的特点进行稳压。在稳压电路中串入限流电阻，使稳压管击穿后电流不超过允许值，因此击穿状态可以长期持续并不会损坏。稳压电路如下所示：稳压原理：当负载不变，输入电压UI波动使得输出电压Uo升高，其调节过程为：UI↑→Uo（UZ）↑→IZ↑→IR↑→UR↑→Uo↓若输入电压UI不变，负载发生变化，如RL减少，其调节过程为：RL↓→Uo（UZ）↓→IZ↓→IR↓→UR↓→Uo↑1-6三极管

基本概念：半导体三极管又称晶体三极管，有发射极E、基极B、集电极C3个电极。

分类：（1）按极性分为：NPN和PNP三极管，按材料分为硅晶体三极管和锗晶体三极管。（2）按功率分为：小功率三极管、中功率三极管和大功率三极管。（3）按外形封装的不同可分为金属封装三极管、玻璃封装三极管、陶瓷封装三极管、塑料封装三极管等。

电路符号：NPN型和PNP型三极管的电路符号分别如下。（a）NPN型三极管（b）PNP型三极管

工作状态：条件工作状态电流备注发射结电压<PN结导通电压截止状态基极、集电极、发射极电流均为零发射结反偏；集电极与发射极之间相当于开关断开状态发射结电压>PN结导通电压，为一个恰当的值放大状态基极电流对集电极电流起控制作用：

Ic=βIb发射结正偏，集电结反偏；三极管具有电流放大作用发射结电压>PN结导通电压饱和导通状态集电极电流不随基极电流变化，基本保持不变发射结正偏，集电结正偏或零偏；三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间相当于开关导通状态1-7继电器基本概念：用较小电流来控制较大电流的一种自动开关。工作原理：电磁继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压，线圈中就会流过一定的电流，从而产生电磁效应，衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯，从而带动衔铁的动触点与静触点（常开触点）吸合。当线圈断电后，电磁的吸力也随之消失，衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置，使动触点与原来的静触点（常闭触点）释放。这样吸合、释放，从而达到了在电路中的导通、切断的目的。功能：自动操作、自动调节、安全保护等。技术参数：（1）工作电压和电流（2）吸合时间（3）接点负荷（4）工作寿命10.单位换算：1Ω=（