家電技術(shù)講義.doc

家電技術(shù)講義 郭光真 第一講 諸論一、課程由來(lái)關(guān)于本課程，1990S曾開過(guò)幾年。初名：家用電子學(xué)。后改家用電工電子技術(shù)，又改家電技術(shù)。意為家用的電工電子技術(shù)或家用電器的技術(shù)。家用電器技術(shù)離不開電工電子技術(shù)。主要對(duì)象是缺乏電學(xué)知識(shí)的文科類學(xué)生，把電工電子知識(shí)和日常生活用電、家用電器結(jié)合起來(lái)。二、關(guān)于家用電器家用電器未見明確定義。能不能說(shuō)是“使用電的家用器具？”最早是什么？看看歷史。電燈：1879年。愛迪生，白熾燈，首先作為路燈，后入家庭。電話：1876年。貝爾。電報(bào)：1844。莫爾斯，未入家庭。電視機(jī)：1924。貝爾德。 收音機(jī)：1920S， 國(guó)內(nèi)，30年前，主要“家電”僅是照明，相當(dāng)多農(nóng)村無(wú)電。1970S末起步1980S 發(fā)展，1990S普及，21C多樣化高檔化。與國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家水平差距縮小。家用電器的范圍。有一本高校教材家用電器與維修技術(shù)（似可簡(jiǎn)稱“家電技術(shù)”），但其中不含最重要的家電電視機(jī)，為什么？廣義的“家用電器”：含家用電器產(chǎn)品和家用電子產(chǎn)品。簡(jiǎn)稱“家電”。狹義的“家用電器”：按國(guó)家職業(yè)技能鑒定（分五級(jí)初、中、高級(jí)、技師、高級(jí)技師）的規(guī)定，家電行業(yè)維修工分家用電子產(chǎn)品維修工和家用電器產(chǎn)品維修工。家用電器產(chǎn)品：照明、電熱、電炊具、空調(diào)、洗衣機(jī)、冰箱等。家用電子產(chǎn)品：視頻產(chǎn)品、音響產(chǎn)品等。另一種說(shuō)法：黑色家電：電視、音響、VCD、DVD、錄像、收音機(jī)等。家用電子產(chǎn)品。白色家電(白電)：冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)等。家用電器產(chǎn)品。還有一個(gè)“小家電”的說(shuō)法，電磁爐、微波爐、電飯鍋、家用醫(yī)療器械、調(diào)光臺(tái)燈，汽車電器。個(gè)人電腦、電話、手機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)、傳真機(jī)等本來(lái)不在家電范圍內(nèi)，屬于信息產(chǎn)業(yè)。另有專業(yè)維修人員。但更廣義的“家電”也包括這些，家電維修雜志有這方面內(nèi)容，大家電商店也賣手機(jī)、數(shù)碼照相機(jī)，但未賣個(gè)人電腦。范圍日益擴(kuò)大中。汽車電器興起。三、關(guān)于家電維修行業(yè)媒體上有關(guān)家電的報(bào)道不少，有真有假。家電維修行業(yè)，專業(yè)隊(duì)，廠家專業(yè)維修隊(duì)伍；游擊隊(duì)，街頭巷尾的維修小店；業(yè)余隊(duì)，業(yè)余電子愛好者，教師、知識(shí)分子、大學(xué)生，如廈大學(xué)生社團(tuán)“電子維修學(xué)社”。維修路子 “學(xué)院派”。從原理出發(fā)，追根究底，專業(yè)書雜志，分析透徹。但紙上談兵，“對(duì)號(hào)入座”往往找不著，修不好?！敖?jīng)驗(yàn)派”。修好即可，不怎么追求原因，個(gè)體戶，“游擊隊(duì)”，理論不高。實(shí)用為主，混飯吃?！澳：S修”。二者結(jié)合較好。1） 盡量找資料、圖紙，不盲目下手，擴(kuò)大故障，越修越糟。2） 無(wú)圖紙，較簡(jiǎn)單的，從現(xiàn)象出發(fā)，必要是畫出草圖。3） 觀察現(xiàn)象，問(wèn)、望、聞問(wèn) 問(wèn)故障前后情況，變化望 看、觀察，有無(wú)燒焦痕跡，開路、虛焊，（有時(shí)看不出）聞 燒焦氣味。4） 記錄維修經(jīng)過(guò)，現(xiàn)象，原理探討，處理結(jié)果，做資料備查。復(fù)雜電器，數(shù)碼電視，液晶、等離子，背投，業(yè)余者越來(lái)越難，專業(yè)化，電視機(jī)保修35年，業(yè)余隊(duì)、游擊隊(duì)差不多要下課，游擊隊(duì)消亡，讓位正規(guī)軍？悲觀論，有一定道理。小家電，冰箱、空調(diào)、洗衣機(jī)等還有修的余地，原理結(jié)構(gòu)相對(duì)穩(wěn)定?！耙皇謾C(jī)”，自然損壞的機(jī)子?！岸謾C(jī)”，經(jīng)第一手修過(guò)的，未修好，故障可能擴(kuò)大，維修難度增大?！岸嗍謾C(jī)”家電維修業(yè)被投訴爆光不少見。媒體大多是負(fù)面報(bào)道。黑箱操作，亂收費(fèi)，漫天要價(jià)，以次充好，偷換元件，虛報(bào)故障點(diǎn)，擴(kuò)大維修范圍，多收元器件費(fèi)。不同店開價(jià)相差懸殊。低開機(jī)費(fèi)，抬高零配件價(jià)格。特別是新型家電，如液晶、等離子、數(shù)碼相機(jī)。利潤(rùn)高。全面看問(wèn)題，其實(shí)維修人員也有苦衷，很多人說(shuō)錢不好賺。討價(jià)還價(jià)，壓價(jià)，“電視機(jī)那么便宜，維修這么貴！不如買個(gè)新的?！薄安痪褪呛敢幌侣?，一個(gè)電阻值幾個(gè)錢？”“沒換什么零件，算什么修嘛”。（如孫中山講的“知難行易”故事，知識(shí)不值錢）。不懂裝懂，你還沒檢查，他就下結(jié)論“一定是哪個(gè)電阻電容壞了”，說(shuō)等于沒說(shuō)。知道電阻電容不值錢，維修費(fèi)高不了。也有相反的，首先就想到“是不是顯像管燒了？”一下子直奔最大最貴的。兩個(gè)極端。有一記者三次將無(wú)故障電視機(jī)的保險(xiǎn)管換成熔斷的，偽造故障，叫三名維修工來(lái)“修”。結(jié)果維修費(fèi)一次比一次高，42、66、120元。于是他寫文章揭露維修行業(yè)“黑幕”，其實(shí)此人不能算“消費(fèi)者”。類似例子，記者用茶水冒充尿拿到醫(yī)院去，化驗(yàn)出病來(lái)。06/1/1出臺(tái)家用電器維修服務(wù)明碼標(biāo)價(jià)規(guī)定。開機(jī)費(fèi)，修理費(fèi)，不同等級(jí)的店標(biāo)準(zhǔn)不同。有一個(gè)社團(tuán)電子維修學(xué)社，維修機(jī)會(huì)不多，主要是小電器，臺(tái)燈、電吹風(fēng)、隨身聽（高檔的也很難）。培養(yǎng)興趣，學(xué)一點(diǎn)電工電子知識(shí)，常見家電基本知識(shí)，有機(jī)會(huì)動(dòng)動(dòng)手，理論聯(lián)系實(shí)際，光說(shuō)不練，不解決問(wèn)題。有無(wú)基礎(chǔ)？中學(xué)物理學(xué)過(guò)多少電的內(nèi)容？理科多些，文科是否停止于初中？中學(xué)搞過(guò)課外活動(dòng)？電子制作，機(jī)器人大賽，電子測(cè)向？家電興起，有關(guān)的新聞報(bào)道，轟動(dòng)一時(shí)，或真或假，半真半假，還真不少。有關(guān)日常用電、安全用電、節(jié)約用電、家用電器的一些媒體報(bào)道、傳聞、誤區(qū)和陷阱。舉幾個(gè)例子，談點(diǎn)個(gè)人看法，以后結(jié)合具體家電還會(huì)再講。四、家電與健康家電日益普及，一些可能的負(fù)面影響出現(xiàn)了。人們對(duì)健康越來(lái)越重視，越來(lái)越關(guān)注家電對(duì)健康的影響。1、電磁輻射、電磁波、電磁場(chǎng)有害健康。典型說(shuō)法有：“打手機(jī)會(huì)致癌嗎？”。醫(yī)生、記者、防輻射產(chǎn)品生產(chǎn)商說(shuō)“會(huì)”，國(guó)際專業(yè)研究機(jī)構(gòu)說(shuō)沒有確鑿的證據(jù)表明“打手機(jī)會(huì)致癌”。是相信個(gè)案?jìng)€(gè)例，還是相信大規(guī)模對(duì)照研究的結(jié)果？“小靈通”廣告說(shuō)“遠(yuǎn)離頭暈、失眠、神經(jīng)衰落，請(qǐng)用小靈通。”“小哥大”是“綠色”的，那“大哥大”？“高壓線電磁輻射、電磁場(chǎng)對(duì)健康是否有害”？上海一起居民狀高電力公司高壓線施工案件，原告敗訴。云南大理，一村莊村民阻止高壓線施工，發(fā)生沖突，導(dǎo)致停工數(shù)月。廈門一村莊將15起非正常死亡事件原因指向當(dāng)?shù)氐母邏壕€路。17年的爭(zhēng)議得出階段性的結(jié)論 17年的爭(zhēng)議、500多項(xiàng)結(jié)論各異的研究,最后由美國(guó)國(guó)家研究理事會(huì)的一個(gè)專家委員會(huì)花費(fèi)兩年時(shí)間得出一個(gè)結(jié)果:迄今為止的所有研究都(沒有以任何令人信服的方法)證實(shí)高壓輸電線路形成的電磁場(chǎng)能影響人體健康。在上海，有人反對(duì)磁懸浮列車。聲稱磁浮列車駛過(guò),電磁輻射有害沿線居民健康。上海市環(huán)保局局長(zhǎng)針對(duì)媒體廣泛關(guān)心的正處于論證階段的滬杭磁懸浮項(xiàng)目指出，從環(huán)保的角度來(lái)說(shuō)，距磁浮線路軌道3米處的電磁輻射殘留非常少，5米以外基本就沒有影響了。但是有人說(shuō)，“檢測(cè)不出電磁輻射不等于沒有影響”?！皩幙尚牌溆?，不可信其無(wú)”， “寧可信其大，不可信其小”，這是實(shí)事求是、客觀科學(xué)的態(tài)度嗎？80年代初，有一種“視保屏”，有機(jī)玻璃做的，置于電視機(jī)屏幕前，說(shuō)是防電視機(jī)的“X線輻射”。事實(shí)上，電視機(jī)前幾厘米處的X線強(qiáng)度已接近于零了！2、“雷雨天打手機(jī)會(huì)引雷擊嗎？”有的記者、醫(yī)生、大學(xué)教授說(shuō)“會(huì)”。但防雷技術(shù)研究人員說(shuō)“不會(huì)”。應(yīng)該相信誰(shuí)？手機(jī)發(fā)射的無(wú)線電波是“導(dǎo)電體”嗎？無(wú)線電波會(huì)使空氣電離引發(fā)雷擊嗎？不會(huì)。3、“加油站不得打手機(jī)”。網(wǎng)上絕大多數(shù)消息都說(shuō)加油站打手機(jī)可能引發(fā)爆炸事故，但沒有說(shuō)出根據(jù)。國(guó)外有人在很苛刻的條件下做模擬實(shí)驗(yàn)卻不會(huì)引起爆炸。汽車啟動(dòng)瞬間時(shí)所產(chǎn)生的火花比手機(jī)產(chǎn)生的火花要大得多，但有人卻說(shuō)“加油站畢竟是為汽車服務(wù)的，讓大家都把汽車推進(jìn)加油站是不現(xiàn)實(shí)的?！?汽車的火花都不怕，何況手機(jī)產(chǎn)生的火花？五、家電與環(huán)?！皬U電池污染環(huán)境”網(wǎng)上充斥著 一粒鈕扣電池可污染60萬(wàn)升水，等于一個(gè)人一生的飲水量；一節(jié)一號(hào)干電池可使一平方米的耕地永久性的失去使用價(jià)值。多系人云亦云。前一句從數(shù)量級(jí)上就覺得不可思議。有人計(jì)算過(guò)，紐扣電池中鋅粉的含量平均不足200mg，其中汞的含量約占610（目前含量更低，要求在1以下），以汞的含量為10、既每粒紐扣電池中汞的含量為20mg計(jì)算，即使其中的汞元素全部溶于水，60萬(wàn)升水中汞的增加量也只不過(guò)為3.310-5mg/L，低于地表水環(huán)境質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)（GB3838-2002）類水域關(guān)于總汞含量510-5mg/L 的標(biāo)準(zhǔn)。 廢電池要不要集中回收？理論上廢電池可以回收利用，但實(shí)際上有困難。國(guó)家環(huán)?？偩值膹U電池污染防治技術(shù)政策規(guī)定，在目前條件下，干電池只要符合國(guó)家環(huán)保指標(biāo)，均不鼓勵(lì)集中回收處理?，F(xiàn)在干電池已無(wú)汞化，含量0.0001%以下。 “電子垃圾”處理 進(jìn)口電子垃圾，加工、回收、處理。小作坊嚴(yán)重污染環(huán)境，危害健康。正規(guī)企業(yè)吃不飽。六、不實(shí)信息與陷阱 “簡(jiǎn)易衛(wèi)星電視接收器”。30元一個(gè)盒子，可接收衛(wèi)星電視，有演示。據(jù)說(shuō)是附近暗藏一個(gè)轉(zhuǎn)發(fā)器?！肮?jié)電器” 網(wǎng)上信息極多，曾見在一地?cái)偵喜シ配浵?，一臺(tái)灣口音的人在解釋“節(jié)電器”原理，還有測(cè)試數(shù)據(jù)，說(shuō)節(jié)電2030%。先從能量守恒來(lái)說(shuō)，同一電器，相同使用條件，輸出能量不變，輸入能量會(huì)變小嗎？有的廣告更干脆，說(shuō)節(jié)電器“可使電表反轉(zhuǎn)、慢轉(zhuǎn)、不轉(zhuǎn)，節(jié)電90%以上”，節(jié)電還是偷電？怎樣才算“節(jié)能家電”？消費(fèi)者的目的是節(jié)省電費(fèi)。最好是“省電又省錢”，但有時(shí)是“省電不省錢”，甚至“不省電又不省錢”。能否“不省電卻省錢”？汽車“電子狗”。電子遙控黑秤。考試作弊工具。七、家電奇聞及其他金字塔中發(fā)現(xiàn)4200年前的電視機(jī)，據(jù)說(shuō)是外星人帶來(lái)的。 （20億年前的核反應(yīng)堆，史前文明）耐電奇人，觸火線無(wú)感覺，是特異功能嗎？ 身上會(huì)發(fā)“生物電”，治百病。耐電560V，申請(qǐng)基尼斯記錄 謎團(tuán)： 一座帶電的橋在鐵軌上行走遭電擊家中神秘帶電，一市民感覺家中到處帶電，但太太兒子無(wú)感覺家電使用壽命。媒體宣傳，彩電平均壽命810年，說(shuō)“超期服役”會(huì)有什么不良后果。但現(xiàn)實(shí)中超過(guò)10年，乃至1520年的比比皆是，未見壽命將至之跡象。宣傳未說(shuō)明（1）“壽命”的含義，（2）810年是如何算出來(lái)的，每天用4小時(shí)和8小時(shí)年限豈不是差一倍？（3）如何判斷壽命將至？誰(shuí)見過(guò)使用10年，不分青紅皂白就一錘匝爛報(bào)廢的嗎？國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定顯像管壽命不少于15000小時(shí)（上限多少？沒說(shuō)），每天看4小時(shí)，一年約1500小時(shí)，10年為15000小時(shí)。新型顯像管壽命更長(zhǎng)。使用得當(dāng)，保養(yǎng)的好，及時(shí)維修，可延長(zhǎng)壽命。個(gè)人物品，不可能強(qiáng)制報(bào)廢。自覺報(bào)廢，應(yīng)正確判斷已衰老，否則誰(shuí)會(huì)把能用之物丟棄？收廢品的會(huì)測(cè)試是否衰老（方法簡(jiǎn)便），還可用的組裝成“新”電視，除彩管外，其余皆為新，用幾年還是可以的，有一定市場(chǎng)。已衰老的他不收購(gòu)。 課程內(nèi)容：一上課1預(yù)備知識(shí)：電工電子基礎(chǔ)知識(shí)電工電子元器件，如電子管、品體管、電阻、電容、電感基本知識(shí)、發(fā)展歷史等。2典型家電原理介紹：照明、電熱、收音機(jī)、彩色電視機(jī)、冰箱、空調(diào)等。發(fā)展歷史等。3安全用電。穿插講一些媒體報(bào)道的熱點(diǎn)問(wèn)題，正確認(rèn)識(shí)真?zhèn)?。二?dòng)手實(shí)踐組裝6管超外差收音機(jī)一臺(tái)。第二講 電工學(xué)基本知識(shí)一電路概念維修家電常常要找資料，找“電路圖”。那什么是“電路”？電路的定義，電流的通路，電流流經(jīng)的路徑。電路由三部分組成：電源（信號(hào)源）、中間環(huán)節(jié)、負(fù)載。中間環(huán)節(jié)也有說(shuō)成“導(dǎo)線、開關(guān)”的、不全正確。簡(jiǎn)單電路由：電源、導(dǎo)線、負(fù)載組成。復(fù)雜電路中間環(huán)節(jié)很復(fù)雜。電路的作用有兩類。強(qiáng)電起電能的傳輸和轉(zhuǎn)換作用。例，供電電路。發(fā)電（機(jī)械能電能），變壓器升壓，電能輸送，變壓器降壓，負(fù)載如照明燈、電動(dòng)機(jī)（電能光能、機(jī)械能）弱電起信號(hào)的傳遞和處理作用。例，道路上各種穽蓋上的標(biāo)記。電力（強(qiáng)電）、弱電、電信等。實(shí)物圖實(shí)際電子元器件連接而成，復(fù)雜時(shí)看不清楚。電路圖電原理圖，由電路元器件符號(hào)畫成的。圖形符號(hào)、文字符號(hào)有國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，電阻、電容、電感、二三極 集成電路、開關(guān)、變壓器等符號(hào)；中、外符號(hào)不同。例：電阻國(guó)內(nèi)： 國(guó)外：圖形符號(hào)、文字符號(hào)舉例。電阻R 電容C 電感L百方針 電源E單刀開關(guān) SW雙刀開關(guān) SW選擇開關(guān) 三刀開關(guān) SW導(dǎo)線交叉不連接導(dǎo)線交叉相連接三極管T二極管D220VM馬達(dá)電熱絲3 關(guān)1231 熱風(fēng)2 冷風(fēng)電路圖例子：電吹風(fēng)常見故障，開關(guān)接觸不良。二電路的基本物理量電流：?jiǎn)挝粫r(shí)間通過(guò)某一截面的電荷量。 A，mA；電壓：?jiǎn)挝徽姾蓮碾妶?chǎng)A點(diǎn)移動(dòng)到B點(diǎn)所作的功，為AB間的電壓。V、mV、KV；電動(dòng)勢(shì)：電源力所作的功，指電源內(nèi)部。三電路的基本定律歐姆定律：歐姆研究七年，1826年發(fā)表此定律。符合此定律的電阻為線性電阻，白熾燈的燈絲不符合此定律，溫度越高，電阻越大，為非線性電阻。I = U/R ，流過(guò)電阻的電流與其兩端的電壓成正比關(guān)系。全電路歐姆定律：I = E/（R+r） E為電源電動(dòng)勢(shì)，r為電源內(nèi)阻。堿性電池的內(nèi)阻小與普通干電池，適用于大電流放電。蓄電池內(nèi)阻遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于普通電池，適用于更大電流放電，如啟動(dòng)汽車摩托車。問(wèn)題：8個(gè)干干電池12V，能代替12V的蓄電池來(lái)起動(dòng)汽車嗎？電功率和電能：P =UI = I2R ，W、 KW、 W = I2Rt ,。單位焦耳、千瓦時(shí)、KWh，原稱“度”，非標(biāo)準(zhǔn)單位。電能計(jì)量用電能表，俗稱電度表。有容量限制，電流安培數(shù)。一個(gè)用電故事：一個(gè)月用電超電能表量程，從00000重新開始計(jì)量，有可能嗎？四電路的狀態(tài)1 有載，通路狀態(tài) 負(fù)載與電源接通，用電設(shè)備工作的狀態(tài)。2 電源短路、局部短路。電源短路電流很大，家用電路現(xiàn)常用自動(dòng)空氣斷路器（空氣開關(guān)）來(lái)保護(hù)。家電里用熔斷器（保險(xiǎn)絲）。燒保險(xiǎn)絲有多種原因，如：電路存在短路，電流過(guò)大，保險(xiǎn)絲燒得一絲不剩，更換后仍燒；電路正常，保險(xiǎn)絲老化，自然損壞，保險(xiǎn)絲燒斷，一絲尚存，更換后恢復(fù)正常。保險(xiǎn)絲更換不當(dāng)，隨意加大容量，1A，2A，5A，最后保險(xiǎn)絲不燒，電路板燒毀，故障擴(kuò)大。有時(shí)保險(xiǎn)絲質(zhì)量低劣，換后又燒。熔絲特性。熔（保險(xiǎn)）絲的額定電流IN，熔斷電流（2倍IN），最多2分鐘熔斷，1倍多IN的熔斷時(shí)間？見表。延時(shí)型熔絲。彩電開機(jī)瞬間大電流，運(yùn)行小電流。保險(xiǎn)絲成分為鉛錫合金，能否用銅絲代？有條件可以代，應(yīng)急修理常用。保險(xiǎn)絲正常工作電流：在25條件下運(yùn)行，熔絲的電流額定值通常要減少25%以避免干擾熔斷。例如，一個(gè)電流額定值為10A的熔絲通常不推薦在25環(huán)境溫度下在大于7.5A的電流下操作。額定值的百公比熔斷時(shí)間110%4小時(shí)最小135%60分鐘最大200%2分鐘最大保險(xiǎn)絲作用：短路保護(hù)，非過(guò)載（超負(fù)荷）保護(hù)。超35%，最長(zhǎng)60分鐘熔斷。電器事故（如電機(jī)燒毀、火災(zāi)）可能已發(fā)生。電源線短路，電器會(huì)損壞嗎？電器火災(zāi)常由電線“短路”引起，保險(xiǎn)絲為何不熔斷？空氣開關(guān)為何不跳閘？“據(jù)失火這家四歲女兒說(shuō)，當(dāng)時(shí)，她的媽媽上廁所去了，只有她和兩個(gè)月大的弟弟在家。突然家里的電燈啪的一聲，就爆炸了，緊跟著電線就開始著火。被嚇傻的她立即跑到不遠(yuǎn)的奶奶家?！泵襟w報(bào)道電氣事故使用“短路”一詞，常有誤。短路會(huì)引起電壓升高損壞電器嗎？一報(bào)道說(shuō)“用戶超負(fù)荷用電產(chǎn)生短路，導(dǎo)致電壓異常，電器老被燒壞”。短路會(huì)使空氣開關(guān)跳閘，斷開電源。超負(fù)荷用電（過(guò)載），電壓只會(huì)降低，電器怎么會(huì)燒壞？報(bào)道還說(shuō)“日光燈一閃一閃的”，這是電壓低的現(xiàn)象。短路不是超負(fù)荷用電引起的。全電路歐姆定律：U=E-Ir 。超負(fù)荷用電，I增，U降。家電中元器件擊穿造成短路。原因有：（1）元器件老化，質(zhì)量低劣不符規(guī)定要求的；（2）電路故障引起元器件擊穿，更換后故障仍在。易擊穿的元器件有二三極管、電容器、集成電路，但不要輕易懷疑集成電路，換起來(lái)麻煩。3 電源開（斷）路，局部開路。電源開（斷）路，如保險(xiǎn)絲熔斷，電器端電壓為零，不工作（不工作不等于損壞）。 家電上常見局部開路。一是元器件內(nèi)部開路。在高壓或大電流狀態(tài)下工作的電阻易變質(zhì)，阻值變大，甚至開路，外表發(fā)黑。也有外表完好看不出的。二是電路板虛焊。焊錫太少，強(qiáng)度不夠，熱脹冷縮引起。似通非通，敲一敲，拍一拍，又正常了，沒規(guī)律。查起來(lái)很難，一把烙鐵修電視機(jī)，看似簡(jiǎn)單其實(shí)難，外行人以為一舉手之勞。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)判斷可能的故障范圍，把此范圍內(nèi)的焊點(diǎn)全部重焊一遍。也可能是電路板銅箔開裂。 4額定值家用電器銘牌上標(biāo)明的使用電壓、頻率、功率等指標(biāo)即額定值。額定值是使產(chǎn)品能在給定的工作條件下正常運(yùn)行而規(guī)定的正常容許值，是綜合考慮了安全、可靠、使用壽命、制造成本等因素制定的。額定值定得過(guò)低，成本高，浪費(fèi)；過(guò)高，不可靠，安全隱患，偽劣產(chǎn)品常這樣做。滿載：實(shí)際電壓、電流、功率等于額定值，正常使用；汽車載重比方。過(guò)（超）載：實(shí)際電壓、電流、功率大等額定值，壽命大大縮短； 輕載：實(shí)際電壓、電流、功率小等額定值，壽命可延長(zhǎng)。講一下節(jié)電問(wèn)題，還有所謂“節(jié)電器”。何為“節(jié)電”？在相同的效果下，采用節(jié)能電器，少耗電，如同亮度的節(jié)能燈耗電為白熾燈的1/5。所謂“節(jié)電器”據(jù)說(shuō)會(huì)使電度表走得慢。40W，220V燈，通電25小時(shí)消耗1KWh（度）電能；并上一個(gè)節(jié)電器，電壓、時(shí)間不變，會(huì)變成0.8KWh？還有0.2KWh到哪去了？人為使電表走慢，不用說(shuō)做得到做不到，真的做到了，是節(jié)電還是偷電？降低電器的使用電壓能否節(jié)電？有一個(gè)白熾燈的例子。220V60W的白熾燈接到110V電源上，功率為幾W？能否節(jié)電？所謂燈泡節(jié)電，是在相同的發(fā)光亮度下，耗電較少，才叫節(jié)電（能）。220V60W的白熾燈接到110V上，理論計(jì)算其功率為15W。這是中學(xué)物理的老題目，其實(shí)是錯(cuò)誤的。由于燈絲電阻是非線性的。電壓高，功率大，溫度高，電阻大；反之電阻小。60W燈在110V下的電阻要比220V下的電阻小，故功率應(yīng)大于15W，實(shí)際測(cè)量大約為1820W。測(cè)試表明，降壓使用的220V60W燈比220V15W燈要暗，不節(jié)電。但壽命可延長(zhǎng)，節(jié)省燈泡消耗，對(duì)徹夜長(zhǎng)明燈有利。據(jù)說(shuō)美國(guó)有一盞白熾燈已連續(xù)亮了96年，估計(jì)是在低壓下點(diǎn)亮的。 在美國(guó)得克薩斯州古老的沃爾夫斯堡歌劇院，一只于1908年9月21日點(diǎn)亮得普通燈泡，直到2004年9月21日才被請(qǐng)下了燈座，人們舉行集會(huì)慶祝這只長(zhǎng)壽的燈泡，該地區(qū)也因?yàn)檫@只燈泡而遠(yuǎn)近聞名。 五、電與磁1電與磁不可分有電路，又有磁路。變壓器、電感器，電動(dòng)機(jī)中有電路又有磁路。通過(guò)磁來(lái)傳遞能量。電能電能：變壓器，電磁電；電能機(jī)械能：電動(dòng)機(jī)，電磁機(jī)械。磁場(chǎng)與電場(chǎng)有相似之處，電力線，磁力線，磁力線從NS（磁力內(nèi)部是SN），有單極性電荷（+、-）但無(wú)單N、S磁體。磁路，磁力線在鐵心中形成閉合的路徑。鐵心由磁性材料制成，能集中磁力線。磁阻（類比電阻）：磁性材料能集中磁力線，磁阻??；非磁性材料，不集中磁力線，磁阻很大。類比導(dǎo)體和絕緣體。磁性材料：鐵族元素及其合金、氧化物，可被磁鐵吸引；非磁性材料：非金屬、塑料、木材、銅、鋁等，不被磁鐵吸引。有報(bào)道說(shuō)，一男子“身如磁鐵，可吸引任何東西”，此話正確否？“怪坡”有可能是磁鐵礦山嗎？2、電磁關(guān)系的發(fā)現(xiàn)19世紀(jì)初，科學(xué)家大都相信電與磁毫不相干，沒有什么關(guān)系。1820年，丹麥的奧斯特，發(fā)現(xiàn)通電導(dǎo)線周圍產(chǎn)生磁場(chǎng)，小磁針偏轉(zhuǎn)，用右手定則判斷?！半娚拧爆F(xiàn)象。長(zhǎng)期以來(lái)，磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象是被分別進(jìn)行研究的，特別是吉爾伯特對(duì)磁現(xiàn)象與電現(xiàn)象進(jìn)行深入分析對(duì)比后斷言電與磁是兩種截然不同的現(xiàn)象，沒有什么一致性。之后，許多科學(xué)家都認(rèn)為電與磁沒有什么聯(lián)系，連庫(kù)侖也曾斷言，電與磁是兩種完全不同的實(shí)體，它們不可能相互作用或轉(zhuǎn)化。但是電與磁是否有一定的聯(lián)系的疑問(wèn)一直縈繞在一些有志探索的科學(xué)家的心頭。)1820年春，奧斯特安排了一個(gè)實(shí)驗(yàn)，讓電流通過(guò)一很細(xì)的鉑絲，把一個(gè)帶玻璃罩的指南針?lè)旁阢K絲下面，實(shí)驗(yàn)沒有取得明顯的效果。1820年4月的一天晚上，奧斯特在講課中突然出現(xiàn)了一個(gè)想法，講課快結(jié)束時(shí)，他說(shuō)：讓我把導(dǎo)線與磁針平行放置來(lái)試試看。當(dāng)他接通電源時(shí)，他發(fā)現(xiàn)小磁針微微動(dòng)了一下英國(guó)法拉第貢獻(xiàn)很大。法拉第是書籍裝訂工出身，文化不高。自薦到戴維（院士）手下當(dāng)助手，1812年當(dāng)助手（21歲），1824年當(dāng)選皇家科學(xué)院院士，但戴維反對(duì)他當(dāng)選。電工技術(shù)初創(chuàng)時(shí)期，理論尚少，（歐姆定律是1826年發(fā)表的），是實(shí)驗(yàn)性科學(xué)，是實(shí)驗(yàn)家的天地。后來(lái)還有一個(gè)報(bào)童出身的愛迪生。安培發(fā)現(xiàn)磁場(chǎng)對(duì)通電導(dǎo)體有作用力。左手定則。英華拉斯頓，想到讓電成為動(dòng)力，即電動(dòng)機(jī)，不成功，不久后放棄。法拉第不放棄，1821年9月3日,第一臺(tái)電動(dòng)機(jī)誕生。反過(guò)來(lái)，“磁生電”行否？電能原由化學(xué)電池產(chǎn)生，意大利的伏打發(fā)明電池，稱伏打電池，因成本等問(wèn)題不可能廣泛用作動(dòng)力。法拉第1821-1831實(shí)驗(yàn)十余年。傳說(shuō)一次他生氣地把線圈扔進(jìn)線圈里，檢流計(jì)居然動(dòng)了，磁鐵抽出，又動(dòng)了一次。是真的嗎？電磁感應(yīng)現(xiàn)象被發(fā)現(xiàn)了！是偶然的嗎？法拉第第一次實(shí)驗(yàn)法拉第第一次實(shí)驗(yàn)是一個(gè)變化的電流產(chǎn)生另一個(gè)變化的電流。后又繼續(xù)，共做了五類：變化著的電流、變化著的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的磁場(chǎng)、運(yùn)動(dòng)的恒定電流、在磁場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)的導(dǎo)體。最后在1851年總結(jié)出電磁感應(yīng)定律。瑞士科學(xué)家科拉頓也在做，未成功。據(jù)說(shuō)是線圈、磁鐵在一個(gè)房間，檢流計(jì)放在另一房間。導(dǎo)體與磁場(chǎng)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，線圈中磁力有變化才產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流這就是發(fā)電機(jī)原理。準(zhǔn)確的說(shuō)是“動(dòng)磁生電”，靜止?fàn)顟B(tài)不生電。法拉第定律判斷電磁感應(yīng)的大小：磁力線（磁通）的變化率越大，感應(yīng)電動(dòng)式E越大,磁鐵插入拔出越快，E越大；若磁鐵不動(dòng)，磁通再大也不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。美國(guó)人約瑟夫亨利發(fā)現(xiàn)自感現(xiàn)象。據(jù)說(shuō)他比法拉第早一年發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象，但未發(fā)表。焦耳楞次定律解決感應(yīng)電動(dòng)的勢(shì)方向問(wèn)題：電磁感應(yīng)產(chǎn)生的電流也會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)（右手定則），其方向是要阻礙外界磁場(chǎng)的變化。外磁場(chǎng)增大時(shí)阻礙其增大，減小時(shí)阻礙其減小。磁鐵插入拔出時(shí)電流方向不同。線圈有對(duì)抗變化磁場(chǎng)的作用，稱為自感現(xiàn)象。自感系數(shù)L單位亨利。線圈加變化電壓uL變化電流iL變化磁場(chǎng)感應(yīng)電流感應(yīng)電流的磁場(chǎng)阻礙線圈電流的變化，故iL的變化滯后于uL的變化；而電阻的電壓、電流的變化是同步的。自感系數(shù)L即線圈電感量的大小。自感系數(shù)L越大，電流的變化率越大，感應(yīng)電動(dòng)式E越大。電容器，當(dāng)外加電壓變化時(shí)，其充（放）電電流變化超前于電壓。六直流電和交流電直流電是大小方向都不隨時(shí)間而變的電流。重點(diǎn)講交流電。正弦交流簡(jiǎn)稱交流電。1 交流電的三要素 交流電的表達(dá)式 i（1） 頻率、周期；其中T 周期（S），f 頻率（Hz、KHz、MHz）=2f 角頻率，弧度/S，正弦每變化一次2弧度。工頻 50-60HZ 音頻 20HZ-20KHZ，人耳對(duì)高低音不敏感，對(duì)1KHZ的頻率最敏感。兒童比成人對(duì)高音更敏感， 手機(jī)鈴聲小孩聽得到，老師聽不到。低頻（LF）30-300KHZ中頻（MF）300-3000KHZ高頻(HF) 3-30MHZ基高頻(VHF)30-300MHZ特高頻（UHF）300-3000MHZ（2） 幅值、有效值幅值即最大值、峰值。上式中的Um ，一個(gè)周期內(nèi)兩次最大。有效值是以電流熱效應(yīng)衡量交流電做功能力。與直流電進(jìn)行對(duì)比。以U表示。U、Um關(guān)系為Um = 1.41U 。日常用電U =220V，Um310V .交流電中元器件的耐壓應(yīng)按Um來(lái)選擇，如電風(fēng)扇的啟動(dòng)電容，耐壓250VAC可以，250VDC則不可。（3） 初相位計(jì)時(shí)起點(diǎn)選擇不同， 相位角也不同。兩個(gè)同頻率正弦交流信號(hào)比較其相位有：超前、滯后、同向、反相等關(guān)系。人耳對(duì)頻率敏感；眼對(duì)相位敏感，電視信號(hào)中有復(fù)雜的相位關(guān)系。2 交流電路中的電感和電容電感加交流電壓uL,產(chǎn)生同頻率的交流電流iL ,但iL的變化滯后于uL。 電感對(duì)交流電有阻礙作用，稱為感抗XL ，其大小為XL =2fL，單位歐姆，f是電流的頻率，L為電感系數(shù)。直流時(shí)f =0，XL =0，電感對(duì)直流電無(wú)阻礙作用，但實(shí)際電感器是導(dǎo)線繞的，還有導(dǎo)線的電阻。所以在直流電路中，電感看成短路，但當(dāng)電感接通或斷開直流，電感有作用，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。電容加交流電壓uC ，產(chǎn)生同頻率交流電流ic ，但ic 的變化超前于uC 。電容對(duì)交流電有阻礙作用，稱為容抗XC，其大小為XC= 1/2fC ，單位歐姆。在直流電路中f =0，XC，相當(dāng)于開路。但當(dāng)電容接通或斷開直流電時(shí)，有充放電作用，電路中有電流，此電流并不“通過(guò)”電容（電容兩極板之間是絕緣的，電子是通不過(guò)的），稱為位移電流。用指針式萬(wàn)用電歐姆檔測(cè)試電容（電容量較大，在1F 以上較明顯），可見指針擺一下又回位，反接表筆，又見指針擺一下，角度更大，再回位。即電容充放電現(xiàn)象。 XL與XC 總稱電抗。R、L、C串聯(lián)，總稱阻抗Z，其大小為（歐姆）不等于R+ XL+ XC。在直流電路中串聯(lián)總電壓=各部分電壓之和。在交流電路中串聯(lián)總電壓 各部分電壓之和。UUR+UL+Uc。部分電壓有可能總電壓?？赡苡蠻L（或Uc）U。由此可見，交流電路的分析計(jì)算比直流電路復(fù)雜得多。諧振現(xiàn)象。力學(xué)有共振現(xiàn)象，電學(xué)有諧振現(xiàn)象。共振是當(dāng)系統(tǒng)固有頻率等于外力頻率時(shí)產(chǎn)生的，其振幅達(dá)到最大。諧振是電路固有頻率與電源頻率一致時(shí)產(chǎn)生的，其電流達(dá)到最大。就R、L、C串聯(lián)電路而言，當(dāng)電源頻率即電路的固有頻率時(shí)，產(chǎn)生諧振。這時(shí)Z最小，電流最大，UL= UcU ，可達(dá)到電源電壓的幾十幾百倍。無(wú)線電技術(shù)中作用于調(diào)諧，收音機(jī)中選擇電臺(tái)。馬可尼（意大利）在一百年前發(fā)現(xiàn)了調(diào)諧技術(shù)，提高了無(wú)線電接收的性能。如收音機(jī)收到三個(gè)電臺(tái)信號(hào)，頻率為f1、f2、f3。現(xiàn)調(diào)節(jié)C（可變電容器）使諧振頻率，即突出了f1的信號(hào)強(qiáng)度，抑制了f2、f3，于是就收到f1臺(tái)，提高選擇性和靈敏性。 交流電的功率直流 P=UI=I2R 交流 220V40W電感鎮(zhèn)流日光燈，電流I=0.36A，PUI，P=UICOS，為u，I的相位差，含電感器、電容器的交流電路，u、I間有相位差，COS稱為功率因數(shù)，COS1。 此處COS=0.5，P為有功功率，電度表計(jì)量有功功率W=PT。L、C為儲(chǔ)能元件，理論上不耗能，電度表計(jì)量不出。有關(guān)“節(jié)電器”“節(jié)電”的解釋。所謂的“節(jié)電器”就是電容器。ICI1I日光燈220V功率因數(shù)低有何害處。P=UICOS，當(dāng)P一定，COS，I，線路損失U=Ir也。商家現(xiàn)場(chǎng)演示，在沒接節(jié)電器之前，電流表顯示兩盞日光燈的電流是0.5安，接上“節(jié)電器”后，電流表顯示電流只有0.25安了，說(shuō)：“因?yàn)镻=UI，節(jié)電50%”，果真如此？并上電容器，提高功率因數(shù)，P=UICOS，COS，I，但日光燈電流I1不變，P不變，如果接的是電能表，電能表不可能轉(zhuǎn)慢。如果電流表接在日光燈這邊，讀數(shù)仍為0.5安，不可能變小。作用也有一點(diǎn)，減少線路損失U=Ir ，但有限。如果日光燈換成白熾燈或熱水器一類電阻性負(fù)載，則I反而增大，就露餡了。白熾燈220V電能表隱藏部分一種是將單相無(wú)功電能表的銘牌更換成有功電能表的銘牌，“節(jié)電器”只是一個(gè)電容對(duì)無(wú)功電表做出無(wú)功補(bǔ)償，使電能表慢轉(zhuǎn)，對(duì)居民家中所使用的有功電能表一點(diǎn)作用沒有。另一種則是在電能表接線上動(dòng)了手腳，未接“節(jié)電器”時(shí)電能表計(jì)量的是燈泡并接一個(gè)電阻（該電阻隱蔽看不見），當(dāng)插上“節(jié)電器”后暗藏的開關(guān)斷開這個(gè)電阻，電能表當(dāng)然會(huì)轉(zhuǎn)慢。已經(jīng)是欺詐行為了。I1三相交流電三火線，一零線，火線間電壓叫線電壓，380V；火零間電壓為相電壓，220V。零線接地，與大地等電位，不帶電，火線帶電。站在地上碰火線會(huì)觸電。工廠用三相電，大功率電器用三相。家用單相，一火線，一零線。不同樓層接不同相，總體也是三相，盡量分配均勻，但不可能做到對(duì)稱。零線（干線）中斷，引起相電壓失衡，有的升高，有的降低，造成事故。有報(bào)道，“小偷盜割電線燒壞居民眾多家電”，說(shuō)“導(dǎo)致整棟樓的線路電壓升高，多數(shù)居民家的電器被毀”，必定還有另一樓電壓過(guò)低?！凹茉O(shè)在樓外的4根電線中的2根零線被人剪去了”，“2”根肯定有誤。停電檢修后電壓上升，誤接兩火線，時(shí)有發(fā)生，造成用電器大面積損壞。若系供電失誤，造成電器損壞，供電局應(yīng)賠償。一報(bào)道說(shuō)“搶修人員說(shuō)，零線斷了，供電線路形成回路，電壓就會(huì)瞬間從伏升至伏。”不確。 零線斷了，除非有一相短路，另二相才會(huì)升至伏?！巴蝗粊?lái)電時(shí)電燈很亮，然后在很短的時(shí)間內(nèi)就發(fā)生了爆炸，結(jié)果燈泡的碎片飛得到處都是，” 供電電壓升高主要因?yàn)椋海?）誤接兩火線，有這方面的報(bào)道；（2）零線（干線）中斷。（3）其他偶然原因，雷擊瞬間，10千伏高壓線搭上220伏民用電線。 3為什么要使用正弦交流電 （1）容易升降電壓遠(yuǎn)距離輸電要用高電壓、小電流、降低線路損耗，交流易升壓，直流不易。有時(shí)要用低壓也方便。 （2）變化平滑不會(huì)引起過(guò)電壓 正弦函數(shù)的導(dǎo)數(shù)值最大為1最大的d（sint）/dt =1，導(dǎo)數(shù)就是變化率。變化的電流加到電感上會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電壓，大小為 ，若L很大，則UL很大。如這樣一個(gè)波形的電流： 在電流直上直下變化的瞬變化率極大，UL 也極大，會(huì)產(chǎn)生危害（但也可用于產(chǎn)生高壓）。4、歷史上的電流大戰(zhàn)發(fā)明白熾燈的愛迪生反對(duì)使用交流電。愛迪生不僅是個(gè)發(fā)明家，還是企業(yè)（資本）家，他創(chuàng)立了通用電氣公司。發(fā)明白熾燈，還建造了從發(fā)電到輸電、供電、配電一整套系統(tǒng)，但都是直流的。直流輸電，距離受到限制，遠(yuǎn)距離線損增大。當(dāng)時(shí)另一位發(fā)明家兼企業(yè)家喬治威斯汀豪斯，設(shè)立交流供電系統(tǒng)，成本低于直流，利潤(rùn)高、客戶多；愛迪生已損巨資，利益受損，二人爆發(fā)了一場(chǎng)“電流大戰(zhàn)”。愛迪生利用人們對(duì)交流電的恐懼，當(dāng)場(chǎng)演示交流電電死小動(dòng)物，發(fā)明電椅，處決死刑犯，使用威斯汀豪斯公司的交流發(fā)電機(jī)。出版當(dāng)心!一書來(lái)攻擊對(duì)方。后來(lái)還是失敗，退出通用公司的經(jīng)營(yíng)。這是他一生中的最大錯(cuò)誤，一是科學(xué)上錯(cuò)了，二是競(jìng)爭(zhēng)手段錯(cuò)了。 著名電學(xué)家特斯拉幫助威斯汀豪斯取得成功。第三講 電子元器件基本知識(shí)電子元件發(fā)展經(jīng)歷了四個(gè)階段（代）：電子管、晶體管、集成電路、大規(guī)模集成電路。簡(jiǎn)單介紹發(fā)展進(jìn)程及應(yīng)用。一、 電子管（真空管）1883年，愛迪生為延長(zhǎng)白熾燈的壽命，在實(shí)驗(yàn)室無(wú)意中發(fā)現(xiàn)了熱電子發(fā)射現(xiàn)象和二極管的單向?qū)щ姮F(xiàn)象，稱為愛迪生效應(yīng)。但他未認(rèn)識(shí)到重要性。時(shí)無(wú)線電尚未發(fā)明。1903年，英國(guó)理查遜證實(shí)了電子的存在，1928年獲諾貝爾獎(jiǎng)。1904年，英國(guó)弗來(lái)明，發(fā)明真空二極管。有放大作用。在陰、陽(yáng)極之間加入一個(gè)柵極，當(dāng)柵極電壓有微小變化時(shí)，引起陽(yáng)極較大的變化?！耙孕】卮蟆?，就是放大。結(jié)構(gòu)為圓筒狀。作用如“閘門”。初期，他被人當(dāng)成騙子告上法庭。他說(shuō)，歷史必將證明，我發(fā)明了空中王國(guó)的王冠。后無(wú)罪釋放。美國(guó)譽(yù)為“無(wú)線電之父”。電子管發(fā)明初期，因真空度不夠高，壽命短。后來(lái)（1910）德國(guó)的哥德發(fā)明了抽高真空的分子泵，提高了真空度。從三極管發(fā)展到四、五、六、七、八極管。從單一管到復(fù)合管，雙二極、雙三極、三-七極，二-五極管。在一個(gè)玻殼內(nèi)裝兩個(gè)電子管。電子管的弱點(diǎn)：體積大、重量大、耗電大，發(fā)熱多，壽命短，幾千小時(shí)1-2萬(wàn)小時(shí)。B29轟炸機(jī)上儀器裝1千只電子管、1萬(wàn)多個(gè)無(wú)線電元件。1950S1960S逐漸被晶體管替代。但在高頻、大功率場(chǎng)合仍有應(yīng)用。近年又“復(fù)活”，在高級(jí)音響中，被認(rèn)為音質(zhì)優(yōu)于晶體管。二極電子管原理愛迪生效應(yīng)陽(yáng)極柵極陰極燈絲二、半導(dǎo)體晶體管半導(dǎo)體材料單向?qū)щ姮F(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)。1835年，麥克思發(fā)現(xiàn)“不對(duì)稱導(dǎo)電現(xiàn)象”。1874年，布拉溫，硫化物有單向?qū)щ姮F(xiàn)象。1880年，硒整流器。硒（Se）也是半導(dǎo)體。后來(lái)發(fā)現(xiàn)更多天然或人制礦物有單向?qū)щ娦浴?906年前后，輝鉛礦或金剛砂；晶體加金屬絲成二極管，用作檢波，接觸點(diǎn)常調(diào)整，找“靈敏點(diǎn)”。性能不如真空二極管，業(yè)余愛好者用于礦石收音機(jī)無(wú)電源收音機(jī)，做檢波器。1940年，人工純鍺、硅晶體出現(xiàn)，晶體二極管應(yīng)用。依靠提純技術(shù)的發(fā)展。真空二極管加第三極（柵極），有放大作用，半導(dǎo)體怎么加第三極？1945年開始，貝爾實(shí)驗(yàn)室，攻關(guān)小組。肖克萊（組長(zhǎng)）、巴丁、布拉頓。各有所長(zhǎng)。肖：理論。巴?。豪碚?實(shí)踐。布拉頓：實(shí)驗(yàn)。1947.12.23發(fā)現(xiàn)三極管放大作用（圖），I1小變化引起I2大變化。1948年專利，1956年諾貝爾獎(jiǎng)。1952年，區(qū)域提純法，進(jìn)一步提純半導(dǎo)體、單晶體。點(diǎn)接觸型。面接觸型。1959發(fā)明平面工藝。美仙董公司，赫爾尼。晶體片表面進(jìn)行加工集成電路工藝的前身。微小型化的過(guò)程。早期電極幾個(gè)mm，后縮至0.30.5mm，結(jié)面積0.070.2 mm2 。實(shí)際上PN結(jié)直徑只要幾十個(gè)m。照相，制板，光刻，印刷工藝。1950年芯片2.5mm2/個(gè)，到1963年，同面積上可制作125個(gè)管。線寬20-30 m。1950S電子管與晶體管競(jìng)爭(zhēng)。電子管小型化，最小如鉛筆粗。60年代晶體管全面取代電子管。（除微波、大功率場(chǎng)合）。蘇前期忽視半導(dǎo)體，當(dāng)鍺發(fā)展為硅，又忽視硅。造成其電子、半導(dǎo)體、計(jì)算機(jī)技術(shù)長(zhǎng)期落后，產(chǎn)品“傻、大、粗、笨?！敝袊?guó)起步晚十年左右。50年電子管。60年半導(dǎo)體。50年電子管計(jì)算機(jī)。70年大上半導(dǎo)體、全面開花，到處拉單晶，后又下馬。Ge活動(dòng)探針50m固定探針BEC第1只晶體管示意圖增益KV=100第1只晶體管 半導(dǎo)體的特點(diǎn)是對(duì)溫度敏感，性能影響大。鍺半導(dǎo)體極限工作溫度75OC，鍺半導(dǎo)體極限工作溫度160OC。二極管、三極管的應(yīng)用：1 二極管（1）整流低頻，檢波高頻，開關(guān)作用導(dǎo)電開關(guān)接通，不導(dǎo)電開關(guān)斷電。特性，單向?qū)щ娦?。整流前整流后i（2）特殊二極管：穩(wěn)壓二極管：有穩(wěn)定電壓的作用；發(fā)光二極管LED：作指示燈，未來(lái)的照明光源；光敏二極管：光照敏感，電阻變小，電流變大，有可見，紅外光敏，用作遙控、檢測(cè)信號(hào)；激光二極管：發(fā)射激光，CD、VCD、DVD、CDROM讀寫激光頭。2三極管（1）放大：IB小變化，引起IC大變化。放大作用、控制作用。以小控大。放大系數(shù)小信號(hào)放大：中頻、高頻、低頻信號(hào)放大；大信號(hào)放大：功率放大，音響輸出；i（2）振蕩：產(chǎn)生各種頻率的正弦波信號(hào)，收音機(jī)、電視機(jī)的變頻。作信號(hào)源，測(cè)試儀器用。LC振蕩器，RC振蕩器。（3）開關(guān)作用 三種工作狀態(tài)：放大 截止開關(guān)斷開，飽和開關(guān)接通（4）分類：低頻三極管。高頻三極管，開關(guān)三極管；小功率三極管，大功率三極管。晶閘管，又稱可控硅，用于交、直流電壓調(diào)節(jié)。三集成電路（IC）50年后期。晶體管雖小，但數(shù)量多，體積、重量也顯大了，計(jì)算機(jī)上百萬(wàn)個(gè)晶體管，體積仍很大。接線多，可靠性下降。管芯有效面積僅幾十m2，但芯片面積0.5mm2，芯片只占0.03mm，其余為引線、支架、管殼、低座。1960年的一臺(tái)通用計(jì)算機(jī)，用了10萬(wàn)只二極管和2.5萬(wàn)只晶體管。1952年，英國(guó)的達(dá)默提出集成化即無(wú)接線固體器件的設(shè)想，當(dāng)時(shí)技術(shù)條件限制，做不到。1958年9月，美德克薩斯儀器公司（TXAS）工程師杰克基爾比（Jack kilby）在他人去度假時(shí)留守車間時(shí)，發(fā)明了集成電路，第一個(gè)IC是安置在鍺晶片上的電路相移振蕩器。面積7/161/16英寸2個(gè)晶體管及2個(gè)電容、8個(gè)電阻。幾乎同時(shí)，仙董公司（硅谷）的諾伊斯也試制硅晶片集成電路，采用平面工藝。但申請(qǐng)專利遲基爾比幾個(gè)月。專利權(quán)判給基爾比。2000年，基爾比退體多年后，獲諾貝爾獎(jiǎng)。事實(shí)上，以后的IC都是用硅平面工藝制成的。集成電路制造的可能性。二、三極管均有PN結(jié)；電阻雜質(zhì)半導(dǎo)體具有一定電阻；電容利用PN結(jié)的電容效應(yīng)，但容量有限；這樣晶體管、電阻、電容都用同一種半導(dǎo)體材料制成。IC的第一個(gè)商品是助聽器，1963年12月。 1961年，第一臺(tái)用IC的實(shí)驗(yàn)性計(jì)算機(jī)，587塊IC，285克，體積小于100cm3，功率16W。第1塊集成電路四 大規(guī)模，超大規(guī)模集成電路 1960年代平面工藝。1970年，通用微電子與通用儀器公司，開發(fā)MOS集成電路。（MOS金屬，氧化物，半導(dǎo)體。）集成度高，低功耗，制作簡(jiǎn)單，成為IC發(fā)展方向。1965年 莫爾（Gordon Moore）發(fā)表了一篇不起眼的文章往集成電路里塞進(jìn)更多元件，總結(jié)出“莫爾定律”，每18個(gè)月2年集成度提高一倍。 1971年11月，第一個(gè)微處理器（CPU）Intel 4004，含3300個(gè)晶體管，1990年。奔騰CPU，含14萬(wàn)以上。半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的進(jìn)展：1965，施密特，MOS、ROM、存儲(chǔ)器1963INTEL公司，256位1970， 1K位1974，4K位，（10m）1976，16K位，（5m）1979，64K位，（3m）1983，256K位，（1.5m）1986，1M位，（1.2m）1989，4M位，（0.8m）1998，256M位，（0.25m）2001，十億位（1000M）2010，64GB（理論極限256GB）。CPU速度2000億次。集成讀100億/片（1010，理論上1012。10cm2。）1962年 12個(gè)元件的集成塊1965年初100個(gè)元件的集成塊 （SSI小規(guī)模集成電路）1965年底 100-1000個(gè) （MSI中規(guī)模集成電路）；1971年 1000-10萬(wàn)個(gè) （ LSI大規(guī)模集成電路）1978年10萬(wàn)-100萬(wàn)個(gè)/30mm2 （VSLI超大規(guī)模集成電路） 90年代 1億個(gè)以上 （ULSI極大規(guī)模集成電路）；20世紀(jì)末 突破10億個(gè) （GLSI巨大規(guī)模集成電路）。1K=1024=210；1M=1024K=220 =1048576；1G=1024M=230=1073741824；1T=1024G=240第四講 其他電子元件器 介紹電阻器、電容器、電感器件知識(shí)一電阻器 可分為固定電阻，可變電阻。特殊電阻。按電阻材料可分為碳膜、金屬膜、線繞式。符號(hào)。1固定電阻 早期電阻為實(shí)心碳質(zhì)電阻，石墨與粘土按一定比例混合燒結(jié)而成，穩(wěn)定性差，噪聲大， 溫度系數(shù)大，基本上淘汰。（1）碳膜電阻 高溫結(jié)晶碳沉積在陶瓷器骨架上而成。穩(wěn)定性較高。噪聲也較低。（2）金屬膜電阻 合金材料蒸鍍?cè)谔沾晒苌?。噪聲低、耐高溫、體積小、穩(wěn)定性好、精密度高。（3）線繞電阻 用高電阻率、低溫度系數(shù)合金絲如錳銅、康銅絲繞制。穩(wěn)定，耐熱，誤差小，功率大。2可變電阻 （1）電位器 改變滑動(dòng)觸頭的位置，可改變電壓、電位的高低。有碳膜、線繞（可旋轉(zhuǎn)270角）多圈（可旋轉(zhuǎn)10圈）等形式。應(yīng)用：收音機(jī)調(diào)節(jié)音量大小。 （2） 可調(diào)電阻 有碳膜、實(shí)心、線繞等形式。一次性調(diào)整用。如在晶體管電路中調(diào)節(jié)工作電流，電視機(jī)中調(diào)節(jié)光柵幅度等。3特殊電阻 （1） 熱敏電阻 NTC負(fù)向溫度系數(shù)電阻，TR，用作溫度補(bǔ)償、測(cè)量、調(diào)節(jié)。PTC正向溫度系數(shù)電阻，TR，用作保護(hù)、溫度控制。用于電熱器及彩色電視消磁。（2） 保險(xiǎn)電阻 類似保險(xiǎn)絲，電流過(guò)大或過(guò)熱時(shí)，熔斷。 溫度保險(xiǎn)電阻，溫度過(guò)高時(shí)熔斷，用于電熱器。（3） 壓敏電阻 電壓超過(guò)一定值時(shí)，阻值變小，作過(guò)電壓時(shí)保護(hù)電器設(shè)備。4電阻表示法 （1） 有效數(shù)字加倍數(shù) 有效數(shù)字2-3位。如203=20103 =20K 4501=450101 =4500 =4.5K；(2)直標(biāo)法 直接在電阻上寫上阻值和誤差。（3）色標(biāo)（環(huán)）法 普通電阻，四環(huán)；2位有效數(shù)字、1位倍率、1位誤差；精密電阻，五環(huán)；3位有效數(shù)字、1位倍率，1位誤差。有效數(shù)字表示：黑0，棕1，紅2，橙3，黃4，綠5，藍(lán)6，7，灰8，白9。 誤差表示： 棕 1%，紅 2%，綠 0.5%，藍(lán) 0.25%， 0.1%，金 5%，銀 10%，無(wú)色 20%，倍率表示：黑白100 109，金色10-1 ，銀色10-2 。例1：紅紅棕金：22*101 =2205%；例2：紅紅金金：22*10-1 =2.25%。例3：黃黑蘭紅綠：406*10210% =40.6K1%紅2，黑0，橙=3，誤差棕1%，于是，阻值2001000200K（誤差1）二電容器存儲(chǔ)電荷。儲(chǔ)能元件，（電阻為耗能元件），理論上不耗能。充電、放電現(xiàn)象。符號(hào)：1按形式分 固定電容器，可變電容器，半可變電容器2按介質(zhì)可分有機(jī)介質(zhì)：紙介、滌綸，聚苯乙烯，聚酯，無(wú)機(jī)介質(zhì)：陶瓷，云母，玻璃，電解質(zhì)：鋁電解，鉭電解（有極性）氣體：空氣，真空。3 用途云母、瓷介：耐高溫，穩(wěn)定性好，漏電小，用于高頻；紙介：價(jià)低，損耗大，體積大，用于低頻，工頻；聚苯乙烯：漏電小，穩(wěn)定、精度高，用于高頻；滌綸：體積小，容量大，穩(wěn)定，用于 路；電解電容：容量大，有極性，漏電大，作電源濾波用；可變電容：有空氣介質(zhì)，有機(jī)介質(zhì)，單連、雙連，用于電容量連續(xù)調(diào)節(jié)，如收音機(jī)調(diào)電臺(tái)；半可變電容：介質(zhì)有云母、陶瓷，微調(diào)電容量用；4 性質(zhì)充、放電。對(duì)交流有阻礙作用。容抗Xc=1/2fC ,fXc;f =0, XC =；有“隔直，通交”作用，“通交”指Xc相對(duì)小。5應(yīng)用 （1）偶合交流信號(hào)；（2）濾波：除去交流成分，或高頻信號(hào)，如整流濾波、 波；（3）傍路作用；（濾波的另一種說(shuō)法）（4）諧振：與電感構(gòu)成LC諧振電路；（5）降壓：用電器串一適當(dāng)電容接電源，可降壓；（6）延時(shí)控制：充放電需時(shí)間?！鞍贰钡囊馑际墙涣鳎ɑ蚋哳l）成分從電容走“傍邊一路”