電子產(chǎn)品生產(chǎn)工藝與管理

光控開關(guān)控制器的分析與制作

情境2任務(wù)提出任務(wù)目標(biāo)相關(guān)知識任務(wù)分析任務(wù)制作任務(wù)提出下圖為一個光控開關(guān)控制器電路，試分析其工作原理并制作該電路任務(wù)目標(biāo)

通過對光控開關(guān)控制器電路的分析與制作，理解和掌握半導(dǎo)體三極管的工作原理、基本放大電路的組成及其工作原理、多級放大電路的組成，能按工藝要求獨立進行電路裝配、測試和調(diào)試，并能獨立排除裝配、調(diào)試過程中出現(xiàn)的故障。相關(guān)知識1、基本知識(1)半導(dǎo)體三極管小功率三極管塑封小功率三極管低頻大功率三極管中功率三極管國產(chǎn)普通三極管等效電路NPN型符號集電極基極發(fā)射極PNP型符號等效電路電流分配和放大作用IB(uA)

00.020.040.060.080.10IC(uA)

<0.0010.701.502.303.103.95IE(uA)

<0.0010.721.542.363.184.05IB(uA)

00.020.040.060.080.10IC(uA)

<0.0010.701.502.303.103.95IE(uA)

<0.0010.721.542.363.184.05IC和IE遠(yuǎn)大于IB(共射極直流電流放大系數(shù))(共射極交流電流放大系數(shù))IB(uA)

00.020.040.060.080.10IC(uA)

<0.0010.701.502.303.103.95IE(uA)

<0.0010.721.542.363.184.05(將基極開路)時，(稱為穿透電流)

要使三極管起到放大作用，發(fā)射結(jié)必須加正向電壓(又稱正向偏置)，集電結(jié)加反向電壓(又稱反向偏置)。對NPN型管來說，三個電極的電位關(guān)系是VC>VB>VE。如果是PNP型管，則應(yīng)是VC<VB<VE。

三極管的特性曲線輸入特性曲線與二極管正向特性類似輸出特性曲線在放大區(qū)，IC和IB近似成正比關(guān)系，有較強的放大能力。三極管工作于放大狀態(tài)時，發(fā)射結(jié)應(yīng)處于正向偏置，集電結(jié)處于反向偏置。截止區(qū)，IB=0時，IC=ICEO≈0。當(dāng)發(fā)射結(jié)電壓小于死區(qū)電壓時，三極管就進入了截止區(qū)，但是為了截止可靠，常使發(fā)射結(jié)反向偏置。截止時集電結(jié)也處于反向偏置。當(dāng)UCE<UBE時，集電結(jié)處于正向偏置，三極管工作于飽和狀態(tài)。在飽和區(qū)，IB的變化對IC的影響較小，兩者不成正比。飽和時，發(fā)射結(jié)也處于正向偏置。主要參數(shù)電流放大系數(shù)穿透電流集電極最大允許電流集-射極反向擊穿電壓集電極最大允許耗散功率(2)基本放大電路電路組成核心元件，利用電流放大實現(xiàn)電壓放大提供偏置電壓和能量決定靜態(tài)偏置電流將電流變化轉(zhuǎn)換成電壓變化耦合電容，隔直流、通交流放大電路中的信號是交、直流并存的直流分量交流分量瞬時量放大原理β倍實現(xiàn)了放大，相位相反靜態(tài)值與非線性失真靜態(tài)值太小靜態(tài)值合適靜態(tài)值太大靜態(tài)值的估算調(diào)整偏置電阻RB，即可調(diào)整靜態(tài)值IB、IC、UCE。

電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻的測量電壓放大倍數(shù)的測量在輸出電壓沒有明顯失真的情況下，輸出電壓與輸入電壓有效值之比稱為電壓放大倍數(shù)。它是描述一個放大電路放大能力的指標(biāo)。輸入電阻的測量對信號源來講，放大電路就是它的負(fù)載，這個負(fù)載可用一個等效電阻Ri來表示，這個等效電阻就是放大電路的輸入電阻。通常希望放大電路的輸入電阻越大越好。輸出電阻的測量對負(fù)載來說，放大電路可等效成一個電壓源和一個電阻Ro的串聯(lián)，該電阻即為輸出電阻。保持輸入信號不變，在輸出電壓無明顯失真時，先用毫伏表測出放大電路輸出端開路(去掉RL)時的輸出電壓Uo’，然后再測出放大電路帶有負(fù)載RL時的輸出電壓Uo。則放大電路的輸出電阻通常希望放大電路的輸出電阻越小越好。

(3)射極輸出器(共集電極放大電路)信號從b輸入信號從e輸入輸出信號與輸入信號波形相同，幅值相等射極輸出器還具有輸入電阻高、輸出電阻低的特點。

電壓跟隨器

射極輸出器通常用作多級放大電路的輸入級、輸出級和中間緩沖級。(4)多級放大電路擴音機框圖多級放大電路的耦合方式阻容耦合

各級放大電路的靜態(tài)值獨立，不適合傳送緩慢變化的信號，至于直流信號，則根本不能傳送，無法集成化。直接耦合既能放大交流信號，也能放大緩慢變化和直流信號。便于集成化。各極的靜態(tài)值相互影響。變壓器耦合能夠進行阻抗、電壓和電流的變換，這在功率放大電路中常常用到。各級放大電路的靜態(tài)值互不影響。體積和重量較大、高頻性能差、價格高，它不適合傳送變化緩慢的信號，對直流信號根本無法傳送。

電壓放大倍數(shù)、輸入電阻和輸出電阻電壓放大倍數(shù)輸入電阻和輸出電阻一般說來，多級放大電路的輸入電阻就是輸入級(第一級)的輸入電阻；而多級放大電路的輸出電阻就是輸出級(最后一級)的輸出電阻。知識拓展1、特殊三極管介紹(1)復(fù)合管(2)光敏三極管外形符號是一種光電器件，它靠光的照射量來控制集電極電流，當(dāng)光的照射量發(fā)生變化時，集電極電流也跟著改變，因此，它能把光線的變化轉(zhuǎn)換成電流的變化，這個變化的電流經(jīng)過放大及信號處理，即可用于各種控制目的。例如電視機遙控接受電路、火災(zāi)報警器、路燈控制開關(guān)等。(3)光耦合器輸入和輸出之間具有很高的絕緣電阻，信號單向傳輸而無反饋影響，具有抗干擾能力強、響應(yīng)速度快、工作可靠等優(yōu)點。發(fā)光源受光器2、分壓式偏置放大電路靜態(tài)值不穩(wěn)定，往往會造成放大電路不能正常放大。造成放大電路靜態(tài)值不穩(wěn)定的主要原因是環(huán)境溫度的變化。例如，當(dāng)環(huán)境溫度升高時，靜態(tài)值升高，易產(chǎn)生飽和失真。利用電阻RB1和RB2分壓來穩(wěn)定基極電位。用發(fā)射極電阻RE來獲得反映電流IC變化的信號，并把這種變化信號反送到輸入回路，以實現(xiàn)工作點的穩(wěn)定。通常UB>>UBE，所以發(fā)射極電流和三極管參數(shù)無關(guān)因此，上述電路欲實現(xiàn)靜態(tài)值穩(wěn)定，必須滿足I1>>IBVB>>VBE通常I1=(5-10)IB(硅管)VB=(3-5)V(硅管)I1=(10-20)IB(鍺管)VB=(1-3)V(鍺管)任務(wù)分析光線增強，阻值減小共射放大射極輸出器共射放大調(diào)節(jié)靈敏度續(xù)流二極管任務(wù)制作1、電子元器件的檢測與篩選(1)外觀質(zhì)量檢查(2)元器件的識別與測試三極管常見的電極排列管型和基極的判別將萬用表撥在R×100或R×1k擋上，用黑表筆接觸某一管腳，用紅表筆分別接觸另兩個管腳，若兩次測量的電阻都很小(約為幾千歐)，則與黑表筆接觸的那一個管腳是基極，同時可知此管子為NPN型。若用紅表筆接觸某一管腳，而用黑表筆分別接觸另兩個管腳，若兩次測量的電阻都很小(約為幾百歐)時，則與紅表筆接觸的那一管腳是基極，同時可知此管子為PNP型。集電極和發(fā)射極的判別以NPN型管為例，假定其余的兩個管腳為分別為集電極和發(fā)射極，將黑表筆接假設(shè)的集電極，紅表筆接假設(shè)的發(fā)射級，用手指把假設(shè)的集電極和已測出的基極捏起來(但不要相碰)，記下此時的表針讀數(shù)。再將假設(shè)的集電極和發(fā)射極互換，重復(fù)上述步驟。比較兩次測得的電阻大小，測得電阻小的那一次假設(shè)是正確的。光敏電阻利用萬用表一般只能檢測其光電阻和暗電阻。

所謂的暗電阻是將光敏電阻置于完全黑暗的環(huán)境中，用萬用表測得的電阻值。若此時給光敏電阻加一電壓，則流過它的電流稱為暗電流。

光電阻是將光敏電阻置于光照環(huán)境下的電阻值。若此時給光敏電阻加一電壓，則流過它的電流稱為光電流。直流繼電器參數(shù)直流電阻吸合電流額定工作電壓測試觸點電阻線圈電阻吸合電流和釋放電流2、元器件和材料清單符號規(guī)格/型號名稱符號規(guī)格/型號名稱3、電路的連接(1)萬能實驗板(2)印制電路板手工焊接技術(shù)焊接前的準(zhǔn)備電烙鐵的檢查線絕緣層是否損壞現(xiàn)象，是否有開路或短路現(xiàn)象。對烙鐵頭整形、去氧化層，再鍍錫備用。鍍錫烙鐵頭：先插上電烙鐵的電源插頭，同時使烙鐵頭修整面接觸松香。當(dāng)烙鐵頭的溫度能使松香熔化時，把烙鐵頭的修整面蘸滿松香。然后繼續(xù)加熱，并用焊錫絲不斷接觸修整面，當(dāng)達到一定溫度時，可看到焊錫絲熔化并浸潤滿修整面。元器件鍍錫：先去掉引線上的雜質(zhì)。把引腳蘸上松香溶液，然后用加熱后掛有焊錫的烙鐵頭接觸引腳并順著引腳方向移動，即可為引腳上鍍上一層焊錫。

焊接步驟反握法直握法筆握法去掉烙鐵頭上的氧化層，左手拿焊錫絲，右手握烙鐵，準(zhǔn)備施焊。加熱整個焊件全體，使焊件均勻受熱（烙鐵頭同時接觸焊盤和元器件的引腳），時間為1-2s。焊件加熱到一定溫度后，焊錫絲從烙鐵對面接觸焊件。注意不要把焊錫絲送到烙鐵頭上。當(dāng)焊錫絲熔化一定量后，立即將焊錫絲向左上450方向移開。

焊錫浸潤焊盤或焊件的施焊部位后，向右上450方向移開電烙鐵，完成焊接。烙鐵頭移開方向與焊料量的關(guān)系

450方向移開，焊接點圓滑，帶走的焊料少水平方向移開，帶走大量的焊料沿焊點向下移開，帶走大部分焊料