電子元件參數(shù)的測定2011924課件

返回2011年9月常用電子元件參數(shù)測量

電子元件是組成電路的基本細胞，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響電路系統(tǒng)和整機的性能。電子元件的生產(chǎn)和應(yīng)用中，都需要對其參數(shù)進行測量。本實驗采用電學(xué)基本器具對電子元件參數(shù)進行測量，使同學(xué)們掌握電學(xué)儀器的使用方法。實驗?zāi)康模?/p>

1、認識電阻、電容、二極管等電子元件，并掌握其參數(shù)測量方法。

2、學(xué)習(xí)數(shù)字式萬用表使用方法，利用其測量電阻，電流，電壓等。

3、測量穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線。

1．電阻的定義導(dǎo)體對電流呈現(xiàn)的阻礙作用稱為電阻。

2．電阻的作用電阻是耗能元件，它吸收電能并把電能轉(zhuǎn)換成其它形式的能量。在電路中，電阻主要有分壓、分流、負載等作用，用于穩(wěn)定、調(diào)節(jié)、控制電壓或電流的大小。實驗原理與內(nèi)容一、電阻3.電阻的主要性能參數(shù)

電阻的主要性能參數(shù)包括：標稱阻值與允許偏差、額定功率和溫度系數(shù)等。

1．標稱阻值電阻的標稱阻值是指電阻器上所標注的阻值，是電阻生產(chǎn)的規(guī)定值。

2.允許偏差(允許誤差),標稱阻值與實際阻值之間允許的最大偏差范圍叫做電阻器的偏差

3.額定功率(標稱功率)

指在產(chǎn)品標準規(guī)定的大氣壓和額定溫度下，電阻器所允許承受的最大功率。常用的電阻標稱（額定）功率有：1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W、10W、20W等。

4．溫度系數(shù)溫度變化時，引起電阻器的相對變化量稱為電阻器的溫度系數(shù)。溫度系數(shù)越小，電阻的溫度穩(wěn)定度越高。溫度系數(shù)α可正、可負。溫度升高，電阻值增大，稱該電阻具有正的溫度系數(shù)；溫度升高，電阻值減小，稱該電阻具有負的溫度系數(shù)。電阻名稱電阻的性能、特點碳膜電阻穩(wěn)定性高，噪聲低，應(yīng)用廣泛。阻值范圍：1Ω～10MΩ。金屬膜電阻體積小，穩(wěn)定性高，噪聲低，溫度系數(shù)小，耐高溫，精度高，但脈沖負載穩(wěn)定性差。阻值范圍：1Ω～620MΩ。線繞電阻穩(wěn)定性高，噪聲低，溫度系數(shù)小，耐高溫，精度很高，功率大（可達500W），但高頻性能差，體積大，成本高。阻值范圍：0.1Ω～5MΩ。金屬氧化膜電阻除具有金屬膜電阻的特點外，它比金屬膜電阻的抗氧化性和熱穩(wěn)定性高，功率大（可達50KW），但阻值范圍小，主要用來補充金屬膜電阻器的低阻部分。阻值范圍：1Ω～200KΩ。合成實芯電阻機械強度高，過負載能力較強，可靠性較高，體積小，但噪聲較高大，分布參數(shù)（L、C）大，對電壓和溫度的穩(wěn)定性差。阻值范圍：4.7Ω～22MΩ。合成碳膜電阻電阻阻值變化范圍寬，價廉，但噪聲大，頻率特性差，電壓穩(wěn)定性低，抗?jié)裥圆睿饕脕碇圃旄邏焊咦桦娮杵?。阻值范圍?0MΩ～106MΩ。線繞電位器穩(wěn)定性高，噪聲低，溫度系數(shù)小，耐高溫，精度很高，功率較大（達25W），但高頻性能差，阻值范圍小，耐磨性差，分辯力低，適用于高溫大功率電路及作精密調(diào)節(jié)的場合。阻值范圍：4.7Ω～100KΩ。合成碳膜電位器穩(wěn)定性高，噪聲低，分辯力高，阻值范圍寬，壽命長，體積小，但抗?jié)裥圆睿瑒釉肼暣?，功率小，該電位器為通用電位器，廣泛用于一般電路中。阻值范圍：100Ω～4.7MΩ。4.常用電阻的性能特點

電阻可以按制作材料、用途來分類，還分為固定電阻和可調(diào)電阻。四色環(huán)電阻（普通電阻）

用A，B，C，D分別表示四個環(huán)所代表的數(shù)字，那么四色環(huán)電阻的阻值為：

例如：某電阻色環(huán)顏色順序為黃、紫、橙、銀，則該電阻的阻值為注：第四環(huán)表示誤差，不計入讀數(shù)。五色環(huán)電阻（精密電阻）

用A，B，C，D分別表示前四個環(huán)所代表的數(shù)字，

那么五色環(huán)電阻的阻值為：

例如：某電阻色環(huán)顏色順序為綠、紅、黃、橙、金、則該電阻的阻值為：

注：一般最后一環(huán)離前幾個環(huán)都較遠，金色和銀色一般來講是最后一環(huán)。五環(huán)電阻的讀數(shù)方法

如何正確的讀出五環(huán)電阻的第一環(huán)：四環(huán)電阻的表示精度的色環(huán)一般是金或銀，一般不會識別錯誤，而五環(huán)電阻則不然，其表示精度的色環(huán)有與第一環(huán)（有效數(shù)字環(huán)）相同的顏色，如果讀反，識讀結(jié)果將完全錯誤。識別第一色環(huán)的方法如下：

1、偏差環(huán)距其它環(huán)較遠。

2、偏差環(huán)很寬。

3、第一環(huán)距端部較近。

4、有效數(shù)字環(huán)無金、銀色。（解釋：若從某端環(huán)數(shù)讀起第1、2環(huán)有金或銀色，則另一端環(huán)是第一環(huán)。）

5、偏差環(huán)無橙、黃色。（解釋：若某端環(huán)是橙或黃色，則一定是第一環(huán).）

6、試讀：一般成品電阻其的阻值不會大于22M。若試讀大于22M，則讀反。UT39E數(shù)字型萬用電表UT52數(shù)字型萬用電表實驗中的具體操作的數(shù)據(jù)1歐姆電阻測量值為1.2歐姆5.6歐姆電阻測量值為5.8歐姆10歐姆電阻測量值為10.1歐姆1、電容及其作用

由絕緣材料（介質(zhì)）隔開的兩個導(dǎo)體即構(gòu)成一個電容。電容在電路中主要作用：耦合、旁路、隔直、濾波、移相、延時等。二、電容2、電容的分類：（1）極性電容(電解電容)兩個極性不一樣長，長的一端為正極“+”，短的一端為負極“-”。電解電容器特點：容量大，但不耐高溫，耐壓范圍有限，容量穩(wěn)定性差。一般只能工作在低頻狀態(tài)下。（2）無極性電容兩個極性一樣長。電容器還有瓷介、獨石、云母和薄膜電容等類型，其引腳一般沒有極性之分，可工作在較高頻率的電路中。這些電容器的特點：容量小，在1F以下（單位PF），耐高壓，穩(wěn)定性好。較短的引腳為“-”極。容量和耐壓值直接標注在外殼上。電解電容器的容量單位一般使用F。極性電容無極性電容（2）萬用表法測電容

50v10uF電容的測量值1010.1nF電容的測量值104100nF電容的測量值電容的單位：

1F=103mF1mF=103F

1F

=103nF1nF=103pF

1、二極管的特點

二極管由一個pn結(jié)、電極引線以及外殼封裝構(gòu)成的。二極管的最大特點是：單向?qū)щ娦浴Ｆ渲饕饔冒ǎ悍€(wěn)壓、整流、檢波、開關(guān)、光/電轉(zhuǎn)換等。二極管以材料、結(jié)構(gòu)、用途來分類

三、二極管2．PN結(jié)的工作原理（1）PN結(jié)的單向?qū)щ娦?/p>

二極管的單向?qū)щ娦允怯善鋬?nèi)部結(jié)構(gòu)決定的。本征半導(dǎo)體雖然有自由電子和空穴兩種載流子，但數(shù)量極少，導(dǎo)電能力很低。如果在其中摻入適量的雜質(zhì)（某種元素），則在半導(dǎo)體中會產(chǎn)生大量的電子或空穴，形成n型或p型半導(dǎo)體。n型半導(dǎo)體中電子的濃度遠大于空穴的濃度，以電子導(dǎo)電為主；p型半導(dǎo)體中空穴的濃度遠大于電子的濃度，以空穴導(dǎo)電為主。二極管就是由一塊p型半導(dǎo)體和一塊n型半導(dǎo)體“結(jié)合”而成的。在兩種半導(dǎo)體的交界處，由于p區(qū)中空穴的濃度比n區(qū)大，空穴由p區(qū)向n區(qū)擴散；同樣，由于n區(qū)電子的濃度比p區(qū)大，電子便由n區(qū)向p區(qū)擴散。這種擴散的結(jié)果是在交界處產(chǎn)生兩個薄層；p區(qū)薄層由于空穴少而帶負電，而n區(qū)薄層由于電子少而帶正電.。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。PN+．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．二極管正向?qū)≒。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。N+．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．-+e二極管正向?qū)↖eP。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。。N+．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．-+I二極管反向截止e（3）伏安特性曲線加到二極管兩端的電壓U與流過二極管的電流I之間的關(guān)系曲線稱為伏安特性曲線。I鍺鍺U(mA)(μA)硅硅

由曲線可以看出：

①當(dāng)二極管兩端的電壓為零時，電流也為零，故特性曲線從座標原點開始。

②當(dāng)二極管加正向電壓時，隨著電壓的增加，電流也逐漸增加。但在開始一段，電流增加很慢，表明二極管開始導(dǎo)電時正向電阻較大。當(dāng)二極管兩端的電壓超過一定數(shù)值時（即死區(qū)電壓），二極管的電阻變小，正向電流顯著增加。通常硅管的死區(qū)電壓為0.5~0.7V，鍺管為0.1~0.3V。

③當(dāng)二極管加反向電壓時，最初，隨著反向電壓的逐漸增大，反向電流也逐漸增大。但當(dāng)反向電壓加到一定值后，反向電流成為常數(shù)。在同樣溫度條件下，硅的反向電流比鍺的小。鍺管是微安級，硅管是納安級。

④當(dāng)反向電壓加大到一定數(shù)值時，反向電流突然增大，二極管發(fā)生擊穿。⑤二極管加正向電壓時導(dǎo)通，加反向電壓時截止。這是二極管的主要特性——單向?qū)щ娦?。⑥二極管是非線性元件，伏安特性曲線各點的直流電阻和交流電阻均不相等，加到兩端的電壓與流過的電流不符合歐姆定律。②萬用表歐姆檔檢測普通二極管（1N4007）的極性及優(yōu)劣

二極管極性判定：二極管正向電阻阻值在幾百Ω～

1KΩ

的阻值。而二極管反向電阻阻值在幾十KΩ～幾百KΩ

的阻值。用萬用表時可以將其（紅）正極和（黑）負極隨便接二極管的兩個極性，量程選2KΩ

，當(dāng)萬用表顯示幾百歐時，說明紅的一端接的是二極管的正極，黑的一端接的是二極管的負極。反之當(dāng)萬用表顯示1，則表明二極管阻值超過了量程，說明紅的一端是二極管的負極，黑的一端接的是二極管的正極。

二極管質(zhì)量的判定：用萬用表測量二極管的正、反向電阻時，如果兩次測量的阻值都很小，說明二極管已經(jīng)擊穿；如果兩次測量的阻值都很大，說明二極管內(nèi)部已經(jīng)斷路；兩次測量的阻值相差不大，說明二極管性能欠佳。在這些情況下，二極管就不能使用了?！?）穩(wěn)壓二極管的概念穩(wěn)壓二極管是利用二極管的反向擊穿特性制成的。穩(wěn)壓二極管的外形同普通二極管一樣，也有兩個電極，正極和負極，穩(wěn)壓管是利用反向擊多區(qū)的穩(wěn)壓特性進行工作的，因此、穩(wěn)壓管在電路中要反向連接。注意：穩(wěn)壓二極管在電路中應(yīng)用時，必須串聯(lián)限流電阻，避免穩(wěn)壓二極管進入擊穿區(qū)后，電流超過其最大穩(wěn)定電流而被燒毀。其代表符號見圖所示不同類型穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓也不一樣。（教材上是測普通二極管的伏安特性曲線）穩(wěn)壓二極管符號4、測量穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線（2）穩(wěn)壓二極管的伏安特性

由曲線可看出，它和普通二極管的正向特性一樣，但反向特性稍有區(qū)別。①

穩(wěn)壓二極管具有陡峭的反向擊穿特性。當(dāng)反向電壓增加到UZ后，反向電流急劇增加。此后，只要反向電壓稍有增加，反向電流就增加很多（曲線陡峭）。利用這段電流在很大范圍內(nèi)變化，而電壓基本恒定的特性來進行穩(wěn)壓。②制作工藝上有低壓擊穿的特點。擊穿電壓小，容易測量。③穩(wěn)壓二極管工作在擊穿區(qū)域（即AB段）。但穩(wěn)壓二極管的擊穿是可逆的，當(dāng)去掉外加電壓后，擊穿即可恢復(fù)。④實際工作中必串限流電阻。ABUZIU穩(wěn)壓二極管的伏安特性曲線直流恒壓恒流源、九孔插板及電子元件實驗儀器UT39E數(shù)字型萬用電表UT52數(shù)字型萬用電表四、實驗內(nèi)容1、測量電阻、電容的值；直讀及用數(shù)字萬用表測量。2、判斷二極管1N4007的極性及優(yōu)劣；用數(shù)字萬用表的二極管測量檔或歐姆檔。3、測量并繪出穩(wěn)壓二極管2CW56的伏安特性線。線路圖及表格原則上自己設(shè)計。4、實驗數(shù)據(jù)處理自擬表格，將測量數(shù)據(jù)填入表格內(nèi)。在坐標紙上做出穩(wěn)壓管正、反向特性曲線。

①正向特性曲線：按圖接好線路。接通電源，緩慢調(diào)節(jié)滑動變阻器，增加電壓，在電流變化大的地方，電壓間隔應(yīng)取小一點，記下每次電壓表和電流表的示值，測十組數(shù)據(jù)，。最后斷開電源。

參考:電壓表量程取0—2V

電流表量程取0—200mA待測2CW56穩(wěn)壓二極管

0.6v之前讀取電壓和電流值3組