高職機電單片機 第一章課件

第一章常用電子元器件

本章內(nèi)容SingleChipMicrocomputer二極管、三極管電阻器、電容器、電感器開關(guān)、接插件和保險元件繼電器、晶體振蕩器蜂鳴器和揚聲器半導(dǎo)體集成電路1-1電阻器

概念：物質(zhì)對電流通過的阻礙作用稱為電阻，利用這種阻礙作用做成的元件稱為電阻器（resistor）,簡稱電阻。歐姆定律：R=U/I單位變換：

1G

Ω=1000MΩ,1MΩ=1000KΩ,1KΩ=1000Ω

分類：按結(jié)構(gòu)可分為固定電阻器、可變電阻器（電位器）、特種電阻器三類。幾種常用的特種變阻器：熔斷變阻器、熱敏變阻器、光敏變阻器、壓敏變阻器、濕敏變阻器等等。

主要參數(shù)：額定功率:在規(guī)定的環(huán)境溫度和濕度下，假定周圍空氣不流通，在長期連續(xù)負(fù)載而不損壞或基本不改變性能的情況下，電阻器上允許消耗的最大功率。注意：超過電阻的額定功率時將使電阻值發(fā)生改變，甚至發(fā)熱燒毀。為保證安全使用，一般選擇其額定功率比它在電路中所消耗的功率高1至2倍的電阻器。標(biāo)稱阻值：產(chǎn)品標(biāo)記的名義阻值。任何固定電阻器的阻值都應(yīng)符合標(biāo)稱阻值系列所列數(shù)值*，其中n為整數(shù)。對于貼片電阻的值，最后一位位倍率n，前面數(shù)為有效數(shù)字，R代表小數(shù)點。如：3R2=3.2Ω，104=100KΩ,R010=0.01Ω最高工作電壓、允許誤差等。額定工作電壓：電容器在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，長期、可靠工作所能承受的所能承受的最高電壓。頻率特性：指電容器電容量等參數(shù)隨頻率變化的關(guān)系。一般來講，電容器在高頻下工作時，隨著工作頻率的升高，由于絕緣介質(zhì)介電系數(shù)減小，電容量將會減小，而損耗將增大，并且會影響電容器的分布參數(shù)。為了保證電容器的穩(wěn)定性，一般應(yīng)將電容器的極限工作頻率選擇在電容器固有諧振頻率的1/3-1/2允許誤差、絕緣電阻、介質(zhì)損耗、電容器的使用環(huán)境溫度和濕度等等。1-3電感器

概念：根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的器件。分為兩大類：一類是應(yīng)用自感原理制成的線圈，另一類是應(yīng)用互感原理的變壓器或互感器。線圈的電感量計算公式：

L=Ψ/I單位變換：1H=mH=uH.

基本參數(shù)：電感量：線圈電感量的大小取決于線圈的圈數(shù)、繞制的方式及磁芯材料。電感上標(biāo)稱的數(shù)字，左起兩位給出電感量的第一、二位數(shù)字，第三位表示后面加0的個數(shù)，單位uH。例如：362代表3600uH。額定電流：對高頻電感和大功率調(diào)諧電感器而言，通過電感器的電流超過額定值時，電感會發(fā)熱甚至是燒壞。選擇常識：（1）明確頻率使用范圍。鐵芯線圈只能用于低頻，鐵氧體線圈、空心線圈可用于高頻。（2）注意感性元件之間的相互位置。應(yīng)使相互靠近的電感軸線相互垂直，必要時可在感性元件上加屏蔽罩。

1-4開關(guān)、插件、保險元件

開關(guān)基本概念：控制電路通或斷的元件。主要參數(shù)：（1）額定工作電壓、額定工作電流、額定功率（2）接觸電阻：開關(guān)導(dǎo)通時所呈現(xiàn)的電阻（3）絕緣電阻：開關(guān)斷開時所呈現(xiàn)的電阻。（絕緣電阻應(yīng)大于1000MΩ）（4）耐壓：一般開關(guān)耐壓大于100V,對電源而言，要求耐壓不小于500V（5）壽命:正常條件下所能正常工作的最低次數(shù)。（要求在5000~35000次）

接插件、保險元件接插件：用于電氣連接的一類機電元件。保險元件：在電路中電流過大時自動熔斷，保護(hù)電氣設(shè)備安全和電子電路正常工作的元件。常用的幾種保險元件有：玻璃管保險絲、熔斷電阻、溫度保險絲、自恢復(fù)保險絲和延遲型保險絲。1-5二極管

簡介:二極管又稱晶體二極管,簡稱二極管(diode)。一般來講，晶體二極管是一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。

特性：（1）正向性：外加正向電壓時，當(dāng)正向電壓小于某個值V0時，二極管電流幾乎為零；當(dāng)二極管兩端加上超過V0的正向電壓時，流過二極管的電流才迅速增大。導(dǎo)通時二極管的端電壓幾乎維持不變，這個電壓稱為二極管的導(dǎo)通電壓。（4）管壓降：硅二極管0.7V鍺二極管0.3V發(fā)光二極管(發(fā)光時的額定電流約為2~20mA)1.2~2.5V肖特基二極管約0.45V

特性曲線:硅二極管的特性曲線圖

正負(fù)極識別方法:小功率二極管的N極（負(fù)極）,在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來；有些二極管也用二極管專用符號來表示P極（正極）或N極（負(fù)極）；也有采用符號標(biāo)志為“P”、“N”來確定二極管極性的；發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長短來識別,長腳為正,短腳為負(fù)。當(dāng)標(biāo)記不清時，可根據(jù)二極管正向?qū)娮栊?，方向截止電阻大的原理，借助萬用表判斷二極管的好壞及極性。穩(wěn)壓二極管：利用擊穿后，其兩端電壓基本保持不變的特點進(jìn)行穩(wěn)壓。在穩(wěn)壓電路中串入限流電阻，使穩(wěn)壓管擊穿后電流不超過允許值，因此擊穿狀態(tài)可以長期持續(xù)并不會損壞。穩(wěn)壓電路如下所示：穩(wěn)壓原理：當(dāng)負(fù)載不變，輸入電壓UI波動使得輸出電壓Uo升高，其調(diào)節(jié)過程為：UI↑→Uo（UZ）↑→IZ↑→IR↑→UR↑→Uo↓若輸入電壓UI不變，負(fù)載發(fā)生變化，如RL減少，其調(diào)節(jié)過程為：RL↓→Uo（UZ）↓→IZ↓→IR↓→UR↓→Uo↑1-6三極管

基本概念：半導(dǎo)體三極管又稱晶體三極管，有發(fā)射極E、基極B、集電極C3個電極。

分類：（1）按極性分為：NPN和PNP三極管，按材料分為硅晶體三極管和鍺晶體三極管。（2）按功率分為：小功率三極管、中功率三極管和大功率三極管。（3）按外形封裝的不同可分為金屬封裝三極管、玻璃封裝三極管、陶瓷封裝三極管、塑料封裝三極管等。

電路符號：NPN型和PNP型三極管的電路符號分別如下。（a）NPN型三極管（b）PNP型三極管

工作狀態(tài)：條件工作狀態(tài)電流備注發(fā)射結(jié)電壓<PN結(jié)導(dǎo)通電壓截止?fàn)顟B(tài)基極、集電極、發(fā)射極電流均為零發(fā)射結(jié)反偏；集電極與發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)斷開狀態(tài)發(fā)射結(jié)電壓>PN結(jié)導(dǎo)通電壓，為一個恰當(dāng)?shù)闹捣糯鬆顟B(tài)基極電流對集電極電流起控制作用：

Ic=βIb發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；三極管具有電流放大作用發(fā)射結(jié)電壓>PN結(jié)導(dǎo)通電壓飽和導(dǎo)通狀態(tài)集電極電流不隨基極電流變化，基本保持不變發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或零偏；三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)1-7繼電器基本概念：用較小電流來控制較大電流的一種自動開關(guān)。工作原理：電磁繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓，線圈中就會流過一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點（常開觸點）吸合。當(dāng)線圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置，使動觸點與原來的靜觸點（常閉觸點）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。功能：自動操作、自動調(diào)節(jié)、安全保護(hù)等。技術(shù)參數(shù)：（1）工作電壓和電流（2）吸合時間（3）接點負(fù)荷（4）工作壽命10.單位換算：1Ω=（