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文檔簡介
電子技術
基礎電力公司職工培訓中心2015年一、電阻二、電容三、二極管四、三極管五、整流電路六、555延時電路
電阻器是電子電路中應用最廣泛的元器件之一,其質量好壞對電路工作穩(wěn)定性有極大的影響。電阻在電路中的主要用途是穩(wěn)定和調節(jié)電路中的電流和電壓,還作為分流、限流、分壓、偏置、消耗電能的負載等。不同材料導體對電流的阻礙能力是不同的,因此電阻與電阻材料有關,同時還與物體的長度和橫截面積有關,電阻公式:
R=ρL/S
其中:ρ為電阻率,L物體長度,S橫截面積。按電阻器結構分類
電阻器種類繁多,按結構形式可分為固定式電阻和可變式電阻兩大類。固定式電阻
由于采用工藝和材料不同,又分為四類:膜式電阻:碳膜電阻、金屬膜電阻、合成膜電阻和氧化膜電阻實芯電阻:有機實芯電阻、無機實芯電阻線繞電阻:精密線繞電阻、功率線繞電阻特殊電阻:MG光敏電阻、MF熱敏電阻、MY壓敏電阻等另外,還有貼片電阻和電阻排等結構形式的固定電阻。固定式電阻線繞電阻金屬膜電阻碳膜電阻器壓敏電阻貼片電阻電阻排水泥電阻
將電阻線饒于無堿性耐熱瓷件上或用氧化膜電阻等固定電阻器,外面加上耐熱,耐濕及耐腐蝕之材料保護固定而成。水泥型電阻是把電阻體放入方形瓷器框內,用特殊不燃性耐熱水泥充填密封而成。具有耐高功率、散熱容易、穩(wěn)定性高等特點??勺兪诫娮?/p>
對于可變式電阻又分為滑線式變阻器和電位器兩類。其中電位器應用較多,它是一種有三個接頭的可變式電阻器,其阻值在一定范圍內連續(xù)可調。按材料分為:薄膜和線繞兩種。薄膜又分為小型碳膜電位器、合成碳膜電位器和有機實芯電位器等。按調節(jié)機構的運動方式分為:旋轉式和直滑式。按結構分為:單聯、多聯、帶開關、不帶開關等。按用途分為:普通電位器、精密電位器、功率電位器、微調電位器和專用電位器等。按阻值隨轉角變化分為:線性和非線性電位器。線性與非線性電位器
按電位器阻值隨轉角的變化關系又分為:直線式(X)、對數式(D)、指數式(Z),變化關系曲線如圖所示。Rp12/Rp13轉角/總轉角D
X
Z可變式電阻器(電位器)
電位器是一種可調電位器,對外有三個引出端,一個為滑動端(也稱為中心抽頭),滑動端在兩個固定端之間的電阻體上作機械運動,使其與固定端之間的電阻發(fā)生變化。按電阻器用途分類普通型:允許誤差±5%、±10%、±20%等精密型:允許誤差±2%~±0.001%高頻型:亦稱無感電阻,功率可達100w高壓型:額定電壓可達35kv高阻型:阻值為10~100M熔斷型:亦稱保險絲電阻器敏感型:阻值對溫度、壓力、氣體等敏感電阻器電氣符號及單位換算
固定式電阻和可變式電阻在電路原理圖中分別可用右面的符號表示。電阻器單位:歐姆(Ω)、千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)、吉歐(GΩ)、太歐(TΩ)。換算關系:1kΩ=1000Ω1MΩ=1000kΩ1GΩ=1000MΩ1TΩ=1000GΩ固定式電阻可變式電阻電阻器產品型號命名方法第一部分第二部分第三部分第四部分用字母表示主稱用字母表示材料用數字或字母表示分類用字母或數字表示序號符號意義符號意義符號意義R電阻器T碳膜1普通包括:額定功率阻值允許誤差精度等級RP電位器P硼碳膜2普通U硅碳膜3超高頻C沉積膜4高阻H合成膜5高溫I玻璃釉膜7精密J金屬膜8電阻器---高壓電位器---特殊函數Y氧化膜9特殊S有機實芯G高功率N無機實芯T可調X線繞X小型R熱敏L測量用G光敏W微調M壓敏D多圈RTJ-0.25-3K3-J
碳膜電阻0.25W3.3KΩ±5%RJ7-2-10K-F
精密金屬膜電阻2W10KΩ±1%RX-10-100±20%
線繞電阻10W100Ω±20%電阻器產品型號命名方法
T10.253K3JR第三部分:分類
第二部分:材料
第一部分:主稱誤差
標準阻值額定功率
第四部分電阻參數的標識方法直標法:直接在產品表面上標出電阻值、允許誤差標等主要參數和技術指標。文字符號法:用阿拉伯數字和文字符號兩者有規(guī)律的組合表示標稱阻值,其允許誤差也用用文字符號表示。標稱阻值的單位用符號表示,大小用阿拉伯數字表示,符號前面的數字表示整數阻值,后面的數字依次表示第一位小數阻值和第二位小數阻值。色標法:用不同顏色的色環(huán)在產品表面標出主要參數,有四色環(huán)電阻和五色環(huán)電阻(精密電阻)。左面第一道色環(huán)、第二道色環(huán)和精密電阻的第三道色環(huán)分別表示該電阻標稱值相應位的有效數字,其后一道色環(huán)表示前面數字乘以10的n次冪,最后一道色環(huán)表示阻值允許誤差。19直標法
直接在產品表面上標出電阻值、允許誤差標等主要參數和技術指標。6.8kΩ±5%表示標稱阻值6.8kΩ允許誤差±5%6.8kΩJ表示標稱阻值6.8kΩ允許誤差±5%有些未標誤差等級的表示為±20%文字符號法
用阿拉伯數字和文字符號兩者有規(guī)律的組合表示標稱阻值,其允許誤差也用用文字符號表示。標稱阻值的單位用符號表示,大小用阿拉伯數字表示,符號前面數字表示整數阻值,后面數字依次表示第一位小數阻值和第二位小數阻值。1R5K表示標稱阻值1.5(1±10%)Ω2K7表示標稱阻值2.7k
472表示標稱阻值47×100Ω(即4.7K)104表示標稱阻值100K色標法
用不同顏色的色環(huán)在產品表面標出主要參數,有四色環(huán)電阻和五色環(huán)電阻(精密電阻)。左面的第一道色環(huán)、第二道色環(huán)和精密電阻的第三道色環(huán)分別表示該電阻標稱值相應位的有效數字,其后一道色環(huán)表示前面數字乘以10的n次冪,最后一道色環(huán)表示阻值允許誤差。
電阻上各道色環(huán)顏色的意義
顏色黑棕紅橙黃綠藍紫灰白金銀無色有效數字0123456789乘數10010110210310410510610710810910-110-2允許誤差F±1%G±2%D±0.5%C±0.25%B±0.1%J±5%K±10%M±20%色標法
四色環(huán)電阻
標稱值第二位有效數字
標稱值第一位有效數字
標稱值有效數字后0的個數
允許誤差
五色環(huán)電阻標稱值第一位有效數字
標稱值第二位有效數字
標稱值有效數字后0的個數
允許誤差
標稱值第三位有效數字
色標法棕橙黃金色四色環(huán)電阻表示標稱阻值13×104Ω(130K),允許誤差±5%紅紫黑紅棕色五色環(huán)電阻表示標稱阻值270×102Ω(27K),允許誤差±1%黃白橙金紅色五色環(huán)電阻表示標稱阻值493×10-1Ω(49.3Ω),允許誤差±2%電阻器主要技術指標
1、額定功率
電阻在電路中長時間連續(xù)工作不損壞或不顯著改變其性能所允許消耗的最大功率稱為電阻額定功率。額定功率是它在電路中工作允許消耗功率的限額,超過額定功率時電阻值將發(fā)生變化,甚至發(fā)熱燒毀。不同類型電阻有不同系列的額定功率。類別額定功率系列(單位:W)線繞電阻0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500非線繞電阻0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、5、10、25、50、1002、標稱電阻值
標稱阻值是電阻產品標志的“名義”阻值。設計電路時計算出來的電阻值經常與電阻的標稱值不相符,有時候需要根據標稱值來修正電路的計算。下表是目前最常用的E24系列電阻標稱值,所有E24系列電阻器都是表中標稱值的10n倍(n=0,1,2,3……)最常用的E24系列電阻標稱值電阻標稱值(單位:Ω)E24系列允許誤差±5%1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.13、允許誤差
允許誤差是指電阻器和電位器實際阻值對于標稱阻值的最大允許誤差范圍,表示產品的精度。線繞電位器允許誤差一般小于±10%,非線繞電位器允許誤差一般小于±20%。允許誤差等級級別0050102ⅠⅡⅢ允許誤差±0.5%±1%±2%±5%±10%±20%4、溫度系數
表示溫度每變化一度時電阻的相對變化量。溫度系數越大,電阻器的熱穩(wěn)定性越差。金屬膜電阻和合成膜電阻具有較小的正溫度系數,碳膜電阻具有負溫度系數。5、最高工作電壓
最高工作電壓是由電阻最大電流密度、電阻體擊穿及結構等因素所規(guī)定的工作電壓限度。當工作電壓過高時,雖功率不超過規(guī)定值,但內部會發(fā)生火花放電,導致電阻變質損壞。一般1/8W碳膜電阻或金屬膜電阻最高工作電壓不能超過150V或200V。電阻器的選用對于一般使用要求可選用碳膜電阻。碳膜電阻價格低,可靠性較好,除了對電性要求較高的地方,一般儀器設備均可以使用。對于穩(wěn)定性和電性能(溫度系數、非線性和電流噪聲)要求較高的地方可采用精密線繞電阻和金屬膜電阻,金屬膜電阻價格相對高一些。正確選擇阻值、功率和允許誤差。電阻器應選擇接近計算值的標稱值,額定功率要比它在電路中消耗的功率高1~2倍。一般電路對精度要求不高,選用±5%或±10%允許誤差即可,若精度要求高(如使用在測量儀器中),則選用±0.05%允許誤差的精密電阻。電阻器的使用安裝前:應先進行測量,核對阻值,尤其精密電子儀器裝配時,還需進行人工老化處理,以提高穩(wěn)定性。另外應將引線處理一下,以保證焊接可靠。裝配時,應注意保持電阻標稱值標注方向(特別是非色環(huán)標注電阻)一致,以便于觀察核對。焊接時,烙鐵停留時間不宜過久。電阻器的測試首先,為減少測量誤差要保證萬用表內電池電壓足夠,檢查方法是將擋位旋鈕置于電阻擋,將倍率置于R×1擋,然后將兩表筆短接,觀察表的指針是否到零位。如果調整電阻擋調零旋鈕后,指針仍不能到零位,則說明電池電壓不足,需要更換電池。其次,根據一般表針應指在標度尺的中心部分讀數才準確的原則選擇合適的倍率擋,并將萬用表的量程轉換開關旋轉到合適的位置。如果預先無法估計被測量的大小,應先撥到最大量程上,再逐漸減小到合適的位置,從而減小被測量的測量誤差。測量前要先調零,然后用兩表筆分別接觸電阻兩端,從表頭讀取數值即為被測電阻的大小。每次換電阻擋時需重新調零。不要在電阻帶電的情況下測量,測量時雙手不能同時接觸電阻或表筆的金屬部分。電位器的主要技術指標
衡量電位器質量的技術指標很多,但對一般電子產品主要關心:標稱阻值額定功率滑動噪聲分辨力阻值變化規(guī)律1.標稱阻值允許誤差等級標在產品上的名義電阻值,其系列與電阻器的系列類似。精度等極有±20%、±10%、±5%、2±%、±1%等,精密電位器精度可達±0.1%。2.額定功率電位器兩固定端上允許耗散的最大功率為電位器額定功率。注意:額定功率不等于中心抽頭與固定端的功率。不同類型電位器有不同額定功率系列,碳膜電位器:0.063、0.1、0.125、0.25、0.75、1、2、3;線繞電位器:0.5、0.75、1、1.6、3、5、16、25、40、60、100。3.滑動噪聲當電刷在電阻體上滑動時,電位器中心端與固定端的電壓出現無規(guī)則的起伏現象,稱為電位器的滑動噪聲。
4.分辨率電位器對輸出量可實現的最精細的調節(jié)能力,稱為分辨率。
5.電阻變化規(guī)律指阻值隨滑動片觸點旋轉角度(或滑動行程)之間的變化關系,常見電位器阻值變化規(guī)律分線性變化、指數變化和對數變化,此外,根據不同需要還可制成按其它函數(正弦、余弦)規(guī)律變化的電位器。電位器的一般標志方法WX-1510
J額定功率1W標稱阻值150k
允許誤差
5%
線繞電位器
線繞電位器碳膜電位器
WT-2-3.3K±10%
碳膜電位器WT-23.3k
10%
允許誤差
10%
標稱阻值3.3k
額定功率2W幾種常用的電位器1.線繞電位器(型號WX)
線繞電位器是用電阻合金線在絕緣骨架上繞制而成的,常用于精密電位器和大功率電位器。線繞電位器精度可達到±0.1%,對于大功率電位器功率可達到100W以上。線繞單圈電位器線繞多圈電位器2.碳膜電位器(型號WH)
這類電位器是在絕緣基體上涂復一層合成碳膜經加溫聚合后形成碳膜片,再與其它零件組合而成。具有分辨率高、變化連續(xù)且范圍寬(100Ω~5MΩ)等特點,功率有0.125W、0.5W、1W、2W等,精度較差(一般為±20%),耐溫、耐潮性差,使用壽命較低。常用于家用電器產品中,如收音機、電視機等阻值變化規(guī)律分線性和非線性兩種,軸端形式分帶鎖緊與不帶鎖緊兩種。3.實芯電位器(型號WS)
用導電體與有機材料和熱固性樹脂制成電阻粉,在基座上通過熱壓形成實芯電阻體。這類電位器阻值范圍一般在47Ω~4.7MΩ,功率多在0.25~2W,精度有±5%、±10%、±20%,特點是結構簡單體積小、壽命長、可靠性好,缺點是噪聲大、啟動力距大,因此多用于對可靠性要求較高的電子儀器中。有帶鎖緊與不帶鎖緊兩種,軸端尺寸與形態(tài)有不同規(guī)格。4.多圈電位器
這是一種精密電位器,阻值調整精度高,最多可達40圈。在阻值需要大范圍內進行微量調整時,可選用多圈電位器。5.導電塑料電位器電阻體由碳黑、石墨、超細金屬粉與磷苯二甲酸、二烯丙指塑料和膠聯擠塑壓而成。這種電位器耐磨性好,接觸可靠,分辨率高,其壽命可達線繞電位器的100倍,耐潮性差。電位器的選用
電位器規(guī)格品種很多,性能各異,用途極廣,因此合理選用電位器是很重要的問題,可分以下幾個方面考慮:普通電子設備,可使用碳膜或實心電位器,價格較低,性能可以滿足一般的要求。用于大功率高溫度的場合時,可采用線繞或金屬玻璃釉電位器。對于高精度可選用線繞電位器,精密合成碳膜電位器和導電塑料電位器。對于要求高頻,高穩(wěn)定,高分辨率的場合,可采用薄膜電位器。在設備中使用時,經調定后,不再經常調節(jié)的電位器可采用微調電位器。有些微調電位器帶有慢轉調節(jié)機構,可以實現微量調節(jié)。微調電位器有線繞、合成實心、玻璃釉、金屬膜以及塊金屬膜種類,形狀有方形,長方形圓形等。電位器有帶開關的,有推拉式,按式,多聯電位器(它可以用一個軸作同步調節(jié),或有套軸對個部分作獨立調節(jié))。1、電容器的定義與分類2、電容器的型號命名法3、電容器的容值標注方法4、電客器的檢測方法5、電容器的選用常識(1)定義:是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質構成。當在兩金屬電極間加上電壓時,電極上就會儲存電荷,所以電容器是儲能元件(即儲存電荷的容器)。(2)特點:①它具有充放電特性和阻止直流電流通過,允許交流電流通過的能力(隔直通交)。②在充電和放電過程中,兩極板上的電荷有積累過程,也即電壓有建立過程,因此電容器上的電壓不能突變。③電容器的容抗與頻率、容量之間成反比。即分析容抗大小時就得聯系信號的頻率高低、容量大小。1、電容器的定義與分類在電路中用于調諧、濾波、耦合、旁路、能量轉換和延時等。具有“隔直”和“通交”功能。電容器的種類如下。名詞解釋:1)濾波:指濾除干擾信號、雜波等2)耦合:指將兩個或兩個以上的電路連接起來并使之相互影響的方法3)退耦:指消除或減輕兩個以上電路間在某方面相互影響的方法4)旁路:指與某元件或某電路相并聯,其中某一端接地,將有關信號短接到地5)諧振:指與電感并聯或串聯后,其自由振蕩頻率與輸入頻率相同時產生的現象。
鋁電解電容器ALUMINUMELECTROLYTICCAP。
簿膜電容器
FILMCAPACITORS
鉭電解電容器TANTALUMELECTROLYTICCAPACITORS獨石電容器
瓷介電容器CERAMICCAPACITORS
(3)分類1)按其結構,可分為以下三種Ⅰ)固定電容器:電容量是固定不可調的。固定電容器的外形和電路符號。其中圖(a)電容器符號(帶“+”號的為電解電容器);圖(b)瓷介電容器;圖(C)云母電容器;圖(d)滌綸薄膜電容器;圖(e)金屬化紙介電容器;圖(f)電解電容器。II)半可變電容器(微調電容器):電容器容量可在小范圍內變化,其可變容量為幾至幾十皮法,最高達一百皮法(以陶瓷為介質時),適用于整機調整后電容量不需經常改變的場合。常以空氣、云母或陶瓷作為介質。用途:薄膜介質用于收音機、收錄機、電子儀器等振蕩電路作電路補償。陶瓷介質用于高頻調諧的高頻振蕩回路。
III)可變電容器:可變電容器的種類很多,按結構分有單連、雙連、三連、四連等。按介質分有空氣介質、簿膜介質兩類。其外形如圖2-3所示.2)按電容器介質材料,可分為以下幾種
Ⅰ)電解電容器:以鋁、鉭、鈮、鈦等金屬氧化膜作介質的電容器。應用最廣的是鋁電解電容器。它容量大(0.1uF-47000uF)、體積小,耐壓高(但耐壓越高,體積也就越大),一般在500V以下,壽命短(存儲壽命小于5年)。常用于交流旁路和濾波。缺點是容量誤差大,且隨頻率而變動,絕緣電阻低。鉭、鈮電容主要用于溫度變化范圍大,對頻率特性要求高,對產品穩(wěn)定性、可靠性要求嚴格的電路中。但這兩種電容器的價格較高。長腳為正極,短腳為負極注意:電解電容是有極性的電容,使用時必須注意極性,正極接高電位,負極接低電位,極性接反時會引起電容器爆炸。通過管腳和電容體的白色色帶來判別:長腳是正極短腳是負極帶“-”號的白色色帶對應的腳為負極Ⅱ)云母電容器:以云母片作介質的電容器。其特點是高頻性能穩(wěn)定,損耗小、漏電流小、耐壓高(從幾百伏到幾千伏),但容量?。◤膸资しǖ綆兹f皮法)??蓮V泛用于高溫、高頻、脈沖、高穩(wěn)定性的電路中。但云母電容器的生產工藝復雜,成本高、體積大、容量有限,這使它的使用范圍受到了限制。Ⅲ)瓷介電容器:以高介電常數、低損耗的陶瓷材料為介質,體積小、損耗小、溫度系數小,可工作在超高頻范圍,但耐壓較低(一般為60V-70V),容量較?。ㄒ话銥閘pF-1000pF)。為克服容量小的缺點,現在采用了鐵電陶瓷和獨石電容。它們的容量分別可達680pF-0.047pF和0.01pF一幾uF,但其溫度系數大、損耗大、容量誤差大。高壓大功率瓷片電容器可制成鼓形、瓶形、板形等形式。主要用于電力系統(tǒng)的功率因數補償、直流功率變換等電路中。Ⅳ)玻璃釉電容:以玻璃釉作介質,它具有瓷介電容的優(yōu)點,且體積比同容量的瓷介電容小。其容量范圍為4.7pF-4uF。另外,其介電常數在很寬的頻率范圍內保持不變,還可應用到125T高溫下。
獨石電容又叫積層電容是由貼片電容用兩根引線將電極引出,再用環(huán)氧樹脂包封而成,它具備貼片電容的各種電性能,同時又增強了機械強度和耐濕性,被廣泛應用于電子精密儀器。V獨石電容ⅤI)紙介電容器:紙介電容器的電極用鋁箔或錫箔做成,絕緣介質是浸蠟的紙,相疊后卷成圓柱體,外包防潮物質,有時外殼采用密封的鐵殼以提高防潮性。大容量的電容器常在鐵殼里灌滿電容器油或變壓器油,以提高耐壓強度,被稱為油浸紙介電容器。紙介電容器的優(yōu)點是在一定體積內可以得到較大的電容量,且結構簡單,價格低廉。但介質損耗大,穩(wěn)定性不高。主要用于低頻電路的旁路和隔直電容。其容量一般為100pF-10pF。新發(fā)展的紙介電容器用蒸發(fā)的方法使金屬附著于紙上作為電極,因此體積大大縮小,稱為金屬化紙介電容器,其性能與紙介電容器相仿。但它有一個最大特點是被高電壓擊穿后,有自愈作用,即電壓恢復正常后仍能工作。ⅥI)有機薄膜電容器:用聚苯乙烯、聚四氟乙烯或滌綸等有機薄膜代替紙介質,做成的各種電容器。與紙介電容器相比,它的優(yōu)點是體積小、耐壓高、損耗小、絕緣電阻大、穩(wěn)定性好,但溫度系數大。滌綸電容器的體積小,容量范圍大,耐熱、耐潮性能好。CBB無感電容,用于高頻去耦。金屬化聚丙烯電容(CBB)該電容器采用聚丙烯作介質,并用真空蒸鍍法將鋁沉積在薄膜上作電極卷繞而成,環(huán)氧樹脂包封,為無感式繞制,適應頻率高,穩(wěn)定性好.金屬化聚脂薄膜電容(CL)該電容器采用鍍金屬聚脂薄膜卷繞而成,也是無感式繞制,與CBB電容相比,其介質穩(wěn)定性要差,DF值較大(有1%)適應頻率稍低,價格要便宜些.無感電容此電容為無感結構,由金屬化聚酯薄膜以堆積方式制成,矩形阻燃塑殼和阻燃環(huán)氧樹脂封裝.
具有體積小,容量大,自愈良好,使用壽命長等特點.別名
校正電容
適用于隔直流、旁路、藕合、降躁\濾波電路。
安規(guī)(Y)電容Y電容屬于AC類陶瓷電容,主要應用於EMI濾波抑制高頻干擾或連接輸入端與地端,防止產品對人體產生電擊。
安規(guī)(X)電容X電容常用于輸入端EMI的濾波,抑制低頻端的電磁干擾.由鍍金屬聚丙烯薄膜卷繞,裝入高絕緣塑膠殼后用環(huán)氧樹脂封裝而成.安規(guī)等級分為X1和X2.電容器的參數額定直流工作電壓:就是耐壓,表示電容器可經受最大電壓,過大電壓會擊穿器件。普通無極性電容的標稱耐壓值有:16V,25V,50V,63V、100V、160V、250V、400V、600V、1000V等,有極性電容的耐壓值相對要比無極性電容的耐壓要低,一般的標稱耐壓值有:4V、6.3V、10V、16V、25V、35V、50V、63V、80V、100V、220V、400V等。標稱容量:在外殼上標明的,由國家規(guī)定的電容器電容量的標準值。(與電阻類似,有E24、E12、E6系列)允許誤差范圍:實際電容量與標稱電容量的允許最大偏差范圍,分三級I-±5%,II-±10%,III-±20%。字母LPWBCDF誤差等級%±0.01±0.02±0.05±0.1±1±2±5字母GJKMNQS誤差等級%±2±5±10±20±30+30–10+50–20絕緣電阻:指兩個電極間絕緣介質的電阻,越大越好。2、電容器的型號命名法
示例:CJX-250-0.33-+10%電容器的命令含義:
3、電容器的容值標注方法(1)用2-4位數字和一個字母表示法
用2-4位數字和一個字母表示標稱容量,其中數字表示有效數值,字母表示數值的量級。字母為m、u、n、p。字母m表示毫法(10-3F)、u表示微法(10-6F)、n表示毫微法(10-9F)、P表示皮法(微微法)(10-12F)。字母有時也表示小數點。如33m表示33000uF;47n表示0.047uF;3u3表示3.3uF;5n9表示5900pF;2P2表示2.2pF。另外也有些是在數字前面加R,則表示為零點幾微法,即R表示小數點,如R22表示0.22uF。(2)不標單位的直接表示法這種方法是用1-4位數字表示,容量單位為pF。如用零點零幾或零點幾表示,其單位為uF。如3300表示3300pF、680表示680pF、7表示7pF、0.056表示0.056uF。(3)電容量的數碼表示法一般用三位數表示容量的大小。前面兩位數字為電容器標稱容量的有效數字,第三位數字表示有效數字后面零的個數,它們的單位是pF。如102表示1000pF;221表示220pF;224表示22*104PF。特殊情況,就是當第三位數字用“9”表示時,是用有效數字乘上10-1來表示容量的。如229表示22X10-1pF即2.2pF。(4)電容量的色碼表示法色碼表示法是用不同的顏色表示不同的數字。
色環(huán)電容與色環(huán)電阻的區(qū)別﹕色環(huán)電容本體底色一般為淡黃色或紅色﹔中間部分比兩端略高﹐而色環(huán)電阻一般兩端隆起﹐中間部分略低。
具體的方法是:沿著電容器引線方向,第一、二種色環(huán)代表電容量的有效數字,第三種色環(huán)表示有效數字后面零的個數,其單位為pF。每種顏色所代表的數字與電阻相同。如遇到電容器色環(huán)的寬度為兩個或三個色環(huán)的寬度時,就表示這種顏色的兩個或三個相同的數字。如沿著引線方向,第一道色環(huán)的顏色為棕,第二道色環(huán)的顏色為綠,第三道色環(huán)的顏色為橙色,則這個電容器的容量為15000pF即0.015uF;又如第一寬色環(huán)為橙色,第二色環(huán)為紅色,則該電容器的容量為3300pF,如圖所示。4、電容器的檢測方法電容器的常見故障有斷路、短路、失效等。為保證裝入電路后的正常工作,因此在裝入電路前對電容器必須進行檢測。(1)漏電電阻的測量
用萬用表的歐姆擋(RX10k或RX1k擋,視電容器的容量而定),當兩表筆分別接觸電容器的兩根引線時,表針首先朝順時針方向(R為零的方向)擺動。然后又反方向退回到∞位置的附近。當表針靜止時所指的阻值就是該電容器的漏電電阻。一般除電解電容器以外表外均應回到無窮大。在測量中如表針距無窮大較遠,表明電容器漏電嚴重,不能使用。有的電容器在測漏電電阻時,表外退回到無窮大位置時,又順時鐘擺動,這表明電容器漏電更嚴重。測量電解電容器時,指針式萬用表的紅表筆接電容器的負極,黑表筆接電容器的正極,否則漏電加大。特別注意:每一次測量前都必須對電容放電!漏電電阻值的測量剛接觸時充電電流大充電電流減小指針穩(wěn)定時的讀數為被測電容的漏電電阻值C用R×1kΩ或R×10kΩ檔一般電容器的電阻為幾百至幾千兆歐
容量小于0.01μF的小電容用電阻最高檔仍看不出充放電現象,應用專門測試儀器測量。(2)電容器的斷路測量電容器的容量范圍很寬,用萬用表判斷電容器的斷路情況,首先要看電容量的大小。對于0.01pF以下的小容量電容器,用萬用表不能判斷其是否斷路,只能用其它儀表進行鑒別(如Q表等)。對于0.01uF以上的電容器用萬用表測量時,必須根據電容器容量的大小,分別選擇合適的量程,才能正確的加以判斷。如測300uF以上的電容器可放在RX10或RXlk擋;測10uF-300uF的電容器可用RX100擋;測0.47pF-10uF的電容器可用Rxl擋;測0.01uF—0.47uF的電容器時用RX10k擋。具體的測量方法是:用萬用表的兩表筆分別接觸電容器的兩極引線(測量時,手不能同時碰觸兩極引線)。如表針不動,將表筆對調后再測量,表針仍不動,說明電容器斷路。(3)電容器的短路測量用萬用表的歐姆擋,將兩支表筆分別接觸電容器的兩引線,如表針指示阻值很小或為零,而表針不再退回,說明電容器已擊穿短路。當測量電解電容器時,要根據電容器容量的大小,適當選擇量程,電容量越大,量程越要放小,否則就會把電容器的充電誤認為是擊穿。(4)電解電容器極性的判斷用指針式萬用表測量電解電容器的漏電電阻,并記下這個阻值的大小,然后將紅黑表筆對調再測電容器的漏電電阻,將兩次所測得的阻值對比,漏電電阻小的一次,黑表筆所接觸的就是正極利用電解電容器正接(黑表筆接正極,紅表筆接負極)時漏電流小,漏電阻大;反接時漏電流大,漏電阻小的特點進行判別)
電容器電容量的估測:電容器的性能測量1、用模擬萬用表估測:僅適用大于10μF的電容2、用數字萬用表測量:適用于2nF—200μF的電容表筆碰兩極用R×1kΩR×10kΩ檔對換表筆指針快速正偏后逐漸向∞返回記下偏轉角度偏轉角度更大又向∞返回偏轉角度越大,返回越慢的電容就越大與已知容量的電容比較不能帶電測在線電容;測電容前先放電;電容要插穩(wěn)插牢后測量;注意極性;不能用數字表觀察充放電.注意電容插在此處測量,而不是用表筆接觸管腳(5)可變電容器的測量對可變電容器主要是測其是否發(fā)生碰片短路現象。方法是用萬用表的電阻擋(R)測量動片與定片之間的絕緣電阻,即用紅黑表筆分別接觸動片、定片,然后慢慢旋轉動片,如轉到某一個位置時,阻值為零,表明有碰片現象,應予以排除,然后再用。如將動片全部旋進與旋出,阻值均為無窮大,表明可變電容器良好。5、電容器的選用常識(1)不同的電路應選用不同種類的電容器在電源濾波、退耦電路中應選用電解電容器。在高頻、高壓電路中應選用瓷介電容、云母電容。在諧振電路中,可選用云母、陶瓷、有機簿膜等電容器。用作隔直流時可選用紙介、滌綸、云母、電解等電容器。用在調諧回路時,可選用空氣介質或小型密封可變電容器。在選用時還應注意電容器的引線形式??筛鶕嶋H需要選擇焊片引出、接線引出、螺絲引出等,以適應線路的插孔要求。(2)電容器耐壓的選擇電容器的額定電壓應高于實際工作電壓的10-20%,對工作電壓穩(wěn)定性較差的電路,可留有更大的余量,以確保電容器不被損壞和擊穿,尤其對于電解電容器,一般應使線路的實際電壓相當于所選額定電壓的50%~70%
。用途電容器種類電容器型式容量范圍耐壓高頻旁路高頻陶瓷云母滌綸玻璃釉圓片鈕式疊片矩形8.2-1000p51-4700p100-330010-3300500500400100低頻旁路滌綸紙介低頻陶瓷鋁電解卷繞卷繞片型密封0.01-0.1u0.001-0.5u0.001-0.047u10-1000u400500<50025-450低頻耦合紙介鋁電解低頻陶瓷滌綸密封密封圓片、疊片密封0.001-0.1u1-47u0.001-0.047u0.001-0.1u63016-450<500<400高頻耦合云母高頻陶瓷聚苯乙烯鈕形、塑壓片型、管型無感熱塑470-6800p10-6800p470-6800p500500400濾波鋁電解紙介鉭電解密封密封密封10-3300u0.01-10u220-3300u25-4501000125調諧高頻陶瓷云母聚苯乙烯片型、管型鈕形、熱壓塑熱塑1-1000p51-1000p51-1000p500500<1600晶體管電路用小型電容器金屬化紙介高頻陶瓷低頻陶瓷云母小型密封片型片型鍍銀小型0.001-10u1-500u680p-0.047u4.7-10000u<160<16063100(3)容量誤差的選擇(與電阻類似,有E24、E12、E6系列)
對業(yè)余的小制作一般不考慮電容器的容量誤差。對于振蕩、延時、選頻、濾波電路,電容器容量誤差應盡可能小,選擇誤差值應小于5%。對用于低頻耦合電路的電容器其誤差可以大些,一般選10-20%就能滿足要求。當現有電容與要求的容量不一致時,可采用串聯或并聯的方法選配。串聯電路中總電容的倒數等于各電容倒數之和:1/C總=1/C1+1/C2+……
并聯電路中總電容等于各電容之和:C總=C1+C2+……
電容器在選用時不僅要注意以上幾點,有時還要考慮其體積、價格、電容器所處的工作環(huán)境(溫度、濕度)等情況。(4)電容器的代用在選購電容器時可能買不到所需的型號或所需容量的電容器,或在維修時手頭有的與所需的不相符合時,便要考慮代用。代用的原則是:電容器的容量基本相同;電容器的耐壓不低于原電容器的耐壓值;對于旁路電容、耦合電容,可選用比原電容量大的電容器代用。在高頻電路中的電容,代換時一定要考慮頻率特性,應滿足電路的頻率要求。多層陶瓷片式電容(MLCC)通常所說的貼片電容是指MLCC,即多層陶瓷片式電容(MultilayerCeramicCapacitors)。其引腳封裝有0201,0402,0603.0805.1206,1210,1812,1825,2225。目前主要用的貼片電容有NPO、X7R、X5R、Z5U、Y5V等不同的規(guī)格,不同的規(guī)格有不同的用途。
NPO、X7R和Y5V的主要區(qū)別是它們的填充介質不同。在相同的體積下由于填充介質不同所組成的電容器的容量就不同,隨之帶來的電容器的介質損耗、容量穩(wěn)定性等也就不同。所以在使用電容器時應根據電容器在電路中作用不同來選用不同的電容器。貼片電容(SMDcapacitor)
主要參數:
1.容量:表示電容的大小,例如:10PF,2200nF,4.7μF.2.誤差:表示電容公差范圍,例如±1%,±5%,±20%,+80%-20%。
3.耐壓值:表示這個元件工件電壓.例如:16V,25V,35V,50V,100V4.封裝:表示電阻的形狀體積的代號,例如:0805,0603,0402,1206,0603表示長,寬是60Mill,30Mill.(1.6x0.8mm)5.材料:常用SMD電容一般都是疊層陶瓷電容,按加工工藝不同有+80%-20%。
可分為以下種:NPO系列:帶溫度系數的電容,常見的有:NPO,N80,N150,N220,N470,N750.NPO型容量較小,它的誤差比較小在5%以下。X系列:常見的有:X7R.它的誤差比較小,在10%以下。Y系列:常見的有:Y5V.它的誤差比較大,在20%以上,最大誤差Z系列:常見的有:Z5V,Z5U.它的誤差比較大,在20%以上,最大誤差+80%-20%。半導體的導電機理不同于其它物質,所以它具有不同于其它物質的特點。例如:
當受外界熱和光的作用時,它的導電能力明顯變化。
往純凈的半導體中摻入某些雜質,會使它的導電能力明顯改變。86本征半導體GeSi通過一定的工藝過程,可以將半導體制成晶體?,F代電子學中,用的最多的半導體是硅和鍺,它們的最外層電子(價電子)都是四個。本征半導體:完全純凈的、結構完整的半導體晶體。在硅和鍺晶體中,原子按四角形系統(tǒng)組成晶體點陣,每個原子都處在正四面體的中心,而四個其它原子位于四面體的頂點,每個原子與其相臨的原子之間形成共價鍵,共用一對價電子。硅和鍺的晶體結構:88硅和鍺的共價鍵結構共價鍵共用電子對+4+4+4+4+4表示除去價電子后的原子共價鍵中的兩個電子被緊緊束縛在共價鍵中,稱為束縛電子,常溫下束縛電子很難脫離共價鍵成為自由電子,因此本征半導體中的自由電子很少,所以本征半導體的導電能力很弱。形成共價鍵后,每個原子的最外層電子是八個,構成穩(wěn)定結構。共價鍵有很強的結合力,使原子規(guī)則排列,形成晶體。+4+4+4+4在絕對0度(T=0K)和沒有外界激發(fā)時,價電子完全被共價鍵束縛著,本征半導體中沒有可以運動的帶電粒子(即載流子),它的導電能力為0,相當于絕緣體。在常溫下,由于熱激發(fā),使一些價電子獲得足夠的能量而脫離共價鍵的束縛,成為自由電子,同時共價鍵上留下一個空位,稱為空穴。載流子、自由電子和空穴+4+4+4+4自由電子空穴束縛電子本征半導體的導電機理+4+4+4+4在其它力的作用下,空穴吸引附近的電子來填補,這樣的結果相當于空穴的遷移,而空穴的遷移相當于正電荷的移動,因此可以認為空穴是載流子。本征半導體中存在數量相等的兩種載流子,即自由電子和空穴。溫度越高,載流子的濃度越高。因此本征半導體的導電能力越強,溫度是影響半導體性能的一個重要的外部因素,這是半導體的一大特點。本征半導體的導電能力取決于載流子的濃度。本征半導體中電流由兩部分組成:
1.自由電子移動產生的電流。
2.空穴移動產生的電流。在本征半導體中摻入某些微量的雜質,就會使半導體的導電性能發(fā)生顯著變化。其原因是摻雜半導體的某種載流子濃度大大增加。P型半導體:空穴濃度大大增加的雜質半導體,也稱為(空穴半導體)。N型半導體:自由電子濃度大大增加的雜質半導體,也稱為(電子半導體)。N型半導體和P型半導體N型半導體在硅或鍺晶體中摻入少量的五價元素磷(或銻),晶體點陣中的某些半導體原子被雜質取代,磷原子的最外層有五個價電子,其中四個與相鄰的半導體原子形成共價鍵,必定多出一個電子,這個電子幾乎不受束縛,很容易被激發(fā)而成為自由電子,這樣磷原子就成了不能移動的帶正電的離子。每個磷原子給出一個電子,稱為施主原子。+4+4+5+4多余電子磷原子N型半導體中的載流子是什么?1.由施主原子提供的電子,濃度與施主原子相同。2.本征半導體中成對產生的電子和空穴。摻雜濃度遠大于本征半導體中載流子濃度,所以,自由電子濃度遠大于空穴濃度。自由電子稱為多數載流子(多子),空穴稱為少數載流子(少子)。P型半導體在硅或鍺晶體中摻入少量的三價元素,如硼(或銦),晶體點陣中的某些半導體原子被雜質取代,硼原子的最外層有三個價電子,與相鄰的半導體原子形成共價鍵時,產生一個空穴。這個空穴可能吸引束縛電子來填補,使得硼原子成為不能移動的帶負電的離子。由于硼原子接受電子,所以稱為受主原子。+4+4+3+4空穴硼原子P型半導體中空穴是多子,電子是少子。雜質半導體的示意表示法------------------------P型半導體++++++++++++++++++++++++N型半導體雜質型半導體多子和少子的移動都能形成電流。但由于數量的關系,起導電作用的主要是多子。近似認為多子與雜質濃度相等。99PN結的形成在同一片半導體基片上,分別制造P型半導體和N型半導體,經過載流子的擴散,在它們的交界面處就形成了PN結。100P型半導體------------------------N型半導體++++++++++++++++++++++++擴散運動內電場E漂移運動擴散的結果是使空間電荷區(qū)逐漸加寬,空間電荷區(qū)越寬。內電場越強,就使漂移運動越強,而漂移使空間電荷區(qū)變薄??臻g電荷區(qū),也稱耗盡層。漂移運動P型半導體------------------------N型半導體++++++++++++++++++++++++擴散運動內電場E所以擴散和漂移這一對相反的運動最終達到平衡,相當于兩個區(qū)之間沒有電荷運動,空間電荷區(qū)的厚度固定不變。PN結的兩極之間有電容,此電容由兩部分組成:勢壘電容CB和擴散電容CD。勢壘電容:勢壘區(qū)是積累空間電荷的區(qū)域,當電壓變化時,就會引起積累在勢壘區(qū)的空間電荷的變化,這樣所表現出的電容是勢壘電容。擴散電容:為了形成正向電流(擴散電流),注入P區(qū)的少子(電子)在P
區(qū)有濃度差,越靠近PN結濃度越大,即在P區(qū)有電子的積累。同理,在N區(qū)有空穴的積累。正向電流大,積累的電荷多。這樣所產生的電容就是擴散電容CD。P+-NCB在正向和反向偏置時均不能忽略。而反向偏置時,由于載流子數目很少,擴散電容可忽略。PN結高頻小信號時的等效電路:勢壘電容和擴散電容的綜合效應rd------------------------++++++++++++++++++++++++空間電荷區(qū)N型區(qū)P型區(qū)電位VV01.空間電荷區(qū)中沒有載流子。2.空間電荷區(qū)中內電場阻礙P中的空穴.N區(qū)
中的電子(都是多子)向對方運動(擴散運動)。3.P
區(qū)中的電子和N區(qū)中的空穴(都是少子),數量有限,因此由它們形成的電流很小。注意:
PN結加上正向電壓、正向偏置的意思都是:P區(qū)加正、N區(qū)加負電壓。
PN結加上反向電壓、反向偏置的意思都是:
P區(qū)加負、N區(qū)加正電壓。----++++REPN結正向偏置內電場外電場變薄PN+_內電場被削弱,多子的擴散加強能夠形成較大的擴散電流。PN結反向偏置----++++內電場外電場變厚NP+_內電場被被加強,多子的擴散受抑制。少子漂移加強,但少子數量有限,只能形成較小的反向電流。REPN結加上管殼和引線,就成為半導體二極管。引線外殼線觸絲線基片點接觸型PN結面接觸型PN二極管的電路符號:UI死區(qū)電壓硅管0.6V,鍺管0.2V。導通壓降:硅管0.6~0.7V,鍺管0.2~0.3V。反向擊穿電壓UBR二極管的伏安特性1.最大整流電流
IOM二極管長期使用時,允許流過二極管的最大正向平均電流。2.反向擊穿電壓UBR二極管反向擊穿時的電壓值。擊穿時反向電流劇增,二極管的單向導電性被破壞,甚至過熱而燒壞。手冊上給出的最高反向工作電壓UWRM一般是UBR的一半。二極管的主要參數3.反向電流
IR指二極管加反向峰值工作電壓時的反向電流。反向電流大,說明管子的單向導電性差,因此反向電流越小越好。反向電流受溫度的影響,溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小,鍺管的反向電流要比硅管大幾十到幾百倍。以上均是二極管的直流參數,二極管的應用是主要利用它的單向導電性,主要應用于整流、限幅、檢波等等。所謂理想二極管即:1.正向導通時死區(qū)電壓和導通壓降均為零,正向導通電流為無窮大。2.反向截至時,反向電流為零,反向擊穿電壓為無窮大。理想二極管二極管:死區(qū)電壓=0.5V,正向壓降
0.7V(硅二極管)
理想二極管:死區(qū)電壓=0,正向壓降=0RLuiuouiuott半導體二極管的應用1.二極管整流電路UIIZIZmax
UZ
IZ穩(wěn)壓誤差曲線越陡,電壓越穩(wěn)定。+-UZ動態(tài)電阻:rz越小,穩(wěn)壓性能越好。穩(wěn)壓二極管(4)穩(wěn)定電流IZ、最大、最小穩(wěn)定電流Izmax、Izmin。(5)最大允許功耗穩(wěn)壓二極管的參數:(1)穩(wěn)定電壓
UZ(2)電壓溫度系數
U(%/℃)
穩(wěn)壓值受溫度變化影響的的系數。(3)動態(tài)電阻負載電阻。要求當輸入電壓由正常值發(fā)生
20%波動時,負載電壓基本不變。穩(wěn)壓二極管的應用舉例uoiZDZRiLiuiRL解:令輸入電壓達到上限時,流過穩(wěn)壓管的電流為Izmax。求:電阻R和輸入電壓ui的正常值?!匠?令輸入電壓降到下限時,流過穩(wěn)壓管的電流為Izmin?!匠?uoiZDZRiLiuiRL聯立方程1、2,可解得:變容二極管利用PN節(jié)的電容效應,并采用特殊工藝使節(jié)電容隨反向電壓變化比較靈敏的一種特殊二極管。光電二極管反向電流隨光照強度的增加而上升。IU照度增加發(fā)光二極管有正向電流流過時,發(fā)出一定波長范圍的光,目前的發(fā)光管可以發(fā)出從紅外到可見波段的光,它的電特性與一般二極管類似。二極管1、二極管的封形式2、二極管的電器符號二極管3、二極管的主要參數:1)二極管的額定電流指二極管正常連續(xù)工作時,能通過的最大正向電流值.使用時不能超過此值,否則燒毀二極管.2)最大反向工作電壓最大反向電壓URM是指允許加在二極管上的反向電壓的最大值。使用時不能超過,否則特性反向漏電流增加,特性變壞。反向擊穿電壓的1/2~1/3。3)二極管的最大反向電流.
指二極管反向工作電壓下允許流過的反向叫流.它反映二極管單向導電性的好壞,其數值越小越好.4)二極管的最高工作頻率指二極管正常工作時的最高頻率.如果通過的電流頻率超過此值,二極管將起不到應有的作用.5)二極管功率損耗指二極管正常工作時所消耗的功率.4、二極管的導電特性1)單向導電性:指二極管兩端加上電壓,電流只能從正極流向負極。2)二極管導通電壓:硅二極管為0.5V--.07V。鍺二極管為0.1V—0.3V.二極管5、二極管的種類與特點1)檢波二極管。結電容小、工作頻率高、反向電流小。采用玻璃封裝。如國產2AP9—2AP11、2AP12—2AP17等。進口有IN60、IN34、IS34等。2)整流二極管:用于把交流電變成脈動直流電。工作頻率低,工作電流大。如IN4001—4007等。3)穩(wěn)壓二極管:用于穩(wěn)定電壓。4)發(fā)光二極管5)紅外發(fā)光二極管:發(fā)射不可見紅外光,主要用于各類遙控器6)紅外接收二極管:用于接收紅外發(fā)光二極管發(fā)出的940nm紅外光。紅外接收二極管的檢測:用萬用表的50微安檔或0.1毫安檔,紅表筆接正極,黑接負極,讓受光窗口對準燈光或陽光,此時萬用表指針左右擺動,擺動幅度越大越好,不擺動說明損壞。6)變容二極管:其結電容與其兩端所加電壓成反比4、二極管的測試與極性判斷1)二極管的簡易測試與極性判別(1)指針式萬用表的判別二極管的極性根據二極管的正向電阻小,反向電阻大的特點,將萬用表的選擇開關撥到R×1K或R×100擋,用萬用表的表筆分別與二極管的兩電極相接,測量電阻值,然后將兩表筆對調一下再次測量二極管的電阻。如果兩次電阻值相差很大,則說明二極管是好的。在所測得電阻較小的一次,與黑表筆相聯一端即為二極管的正極,與紅表筆相聯是二極管的負極。如果兩次測量的電阻值都小,則表明二極管內部短路,如果兩次電阻值都是無窮大,則表明二極管內部擊穿。
(2)用數字萬用表判斷:用萬用表的二極管檔測量。一端有電壓值,一端無電壓值(此電壓為導通電壓)。當顯示有電壓值時,紅表筆一端為二極管的正極,另一端為二極管負極二極管二極管(2)用數字式萬用表判別二極管的極性由于數字萬用表的電阻擋與指針式萬用表的測量原理不同,因此用數字萬用表的電阻擋測不出二極管的正、反向電阻。用數字萬用表的二極管擋位可測出二極管內PN結的結電壓。由此可以判斷二極管的極性。正常情況下,正向結電壓為0.7左右,反向結電壓為”O(jiān)L”。在測出電壓是正向電壓時,與紅表筆相連的電極為正極,另一個電極為負極。如果正反向結電壓都為“OL”,則二極管已斷路。如果正反向結電壓都為“0”,則二極管已擊穿短路。三極管的結構、分類和符號BECNNP基極發(fā)射極集電極NPN型PNP集電極基極發(fā)射極BCEPNP型BECNNP基極發(fā)射極集電極基區(qū):較薄,摻雜濃度低集電區(qū):面積較大發(fā)射區(qū):摻雜濃度較高BECNNP基極發(fā)射極集電極發(fā)射結集電結三極管的電流放大作用BECNNPEBRBECIE基區(qū)空穴向發(fā)射區(qū)的擴散可忽略。IBE進入P區(qū)的電子少部分與基區(qū)的空穴復合,形成電流IBE
,多數擴散到集電結。發(fā)射結正偏,發(fā)射區(qū)電子不斷向基區(qū)擴散,形成發(fā)射極電流IE。BECNNPEBRBECIE集電結反偏,有少子形成的反向電流ICBO。ICBOIC=ICE+ICBO
ICEIBEICE從基區(qū)擴散來的電子作為集電結的少子,漂移進入集電結而被收集,形成ICE。IB=IBE-ICBO
IBEIBBECNNPEBRBECIEICBOICEIC=ICE+ICBO
ICEIBEICE與IBE之比稱為電流放大倍數要使三極管能放大電流,必須使發(fā)射結正偏,集電結反偏。BECIBIEICNPN型三極管BECIBIEICPNP型三極管三極管的共射特性曲線ICmA
AVVUCEUBERBIBECEB
實驗線路輸入特性UCE1VIB(
A)UBE(V)204060800.40.8工作壓降:硅管UBE0.6~0.7V,鍺管UBE0.2~0.3V。UCE=0VUCE=0.5V
死區(qū)電壓,硅管0.5V,鍺管0.2V。輸出特性IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域滿足IC=
IB稱為線性區(qū)(放大區(qū))。當UCE大于一定的數值時,IC只與IB有關,IC=
IB。IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中UCE
UBE,集電結正偏,IB>IC,UCE0.3V稱為飽和區(qū)。IC(mA)1234UCE(V)36912IB=020A40A60A80A100A此區(qū)域中:IB=0,IC=ICEO,UBE<死區(qū)電壓,稱為截止區(qū)。輸出特性三個區(qū)域的特點:放大區(qū):發(fā)射結正偏,集電結反偏。即:IC=IB,且
IC
=
IB(2)飽和區(qū):發(fā)射結正偏,集電結正偏。即:UCE
UBE
,
IB>IC,UCE0.3V
(3)截止區(qū):
UBE<死區(qū)電壓,IB=0,IC=ICEO
0
例:
=50,USC
=12V,
RB
=70k,RC
=6k
當USB
=-2V,2V,5V時,晶體管的靜態(tài)工作點Q位于哪個區(qū)?當USB
=-2V時:ICUCEIBUSCRBUSBCBERCUBEIB=0,IC=0IC最大飽和電流:Q位于截止區(qū)
前面的電路中,三極管的發(fā)射極是輸入輸出的公共點,稱為共射接法,相應地還有共基、共集接法。共射直流電流放大倍數:工作于動態(tài)的三極管,真正的信號是疊加在直流上的交流信號?;鶚O電流的變化量為
IB,相應的集電極電流變化為
IC,則交流電流放大倍數為:1.電流放大倍數和
三極管的主要參數及其溫度影響集-基極反向截止電流ICBO
AICBOICBO是集電結反偏由少子的漂移形成的反向電流,受溫度的變化影響。BECNNPICBOICEO=
IBE+ICBO
IBE
IBEICBO進入N區(qū),形成IBE。根據放大關系,由于IBE的存在,必有電流
IBE。集電結反偏有ICBO集-射極反向截止電流ICEOICEO受溫度影響很大,當溫度上升時,ICEO增加很快,所以IC也相應增加。三極管的溫度特性較差。集電極最大電流ICM集電極電流IC上升會導致三極管的
值的下降,當
值下降到正常值的三分之二時的集電極電流即為ICM。集-射極反向擊穿電壓當集---射極之間的電壓UCE超過一定的數值時,三極管就會被擊穿。手冊上給出的數值是25C、基極開路時的擊穿電壓U(BR)CEO。萬用表是一種多功能、多量程的便攜式電子電工儀表,一般的萬用表可以測量直流電流、直流電壓、交流電壓和電阻等。有些萬用表還可測量電容、電感、功率、晶體管共射極直流放大系數hFE等。所以萬用表是我們電子電工專業(yè)的必備的儀表之一。萬用表一般可分為指針式萬用表和數字式萬用表兩種。1、指針式萬用表的結構指針式萬用表的結構主要由表頭、轉換開關(又稱選擇開關)、測量線路等三部分組成。表頭采用高靈敏度的磁電式機構,是測量的顯示裝置;萬用表的表頭實際上是一個靈敏電流計。符號A一V一Ω表示這只電表是可以測量電流、電壓和電阻的多用表。表盤上印有多條刻度線,其中右端標有“Ω”的是電阻刻度線,其右端為零,左端為∞,刻度值分布是不均勻的。符號“-”或“DC”表示直流,“~”或“AC”表示交流,“~”表示交流和直流共用的刻度線。表盤上還有一些表示表頭參數的符號:如DC20KΩ/V、AC9KΩ/V等。表頭上還設有機械零位調整旋鈕(螺釘),用以校正指針在左端指零位。(一)指針式萬用表的結構組成
轉換開關用來選擇被測電量的種類和量程(或倍率):萬用表的選擇開關是一個多檔位的旋轉開關。用來選擇測量項目和量程(或倍率)。一般的萬用表測量項目包括:“mA”:直流電流、“V”:直流電壓、“V~”:交流電壓、“Ω”:電阻。每個測量項目又劃分為幾個不同的量程(或倍率)以供選擇。2、表筆和表筆插孔表筆分為紅、黑二只。使用時應將紅色表筆插入標有“+”號的插孔中,黑色表筆插入標有“-”號的插孔中。數字式萬用表是指測量結果主要以數字的方式顯示的萬用表。數字式萬用表與指針式萬用表相比,具有以下特點:(1)采用大規(guī)模集成電路,提高了測量精度,減少了測量誤差。(2)以數字方式在屏幕上顯示測量值,使讀數變得更為直觀、準確。(3)增設了快速熔斷器和過壓、過流保護裝置,使過載能力進一步加強。(4)具有防磁抗干擾能力、測試數據穩(wěn)定,能使萬用表在強磁場中也能正常工作。(5)具有自動調零、極性顯示、超量程顯示及低壓指示功能。有的數字萬用表還增加了語音自動報測數據裝置,真正實現了會說話的智能型萬用表。(二)數字式萬用表1、在使用萬用表之前,應先進行“機械調零”。即在沒有被測電量時,使萬用表指針指在零電壓或零電流的位置上(具體操作方法見萬用表的常規(guī)檢查部分內容)。2、萬用表在使用時,必須水平放置,以免造成誤差。3、萬用表在使用過程中不要碰撞硬物或跌落到地面上。4、萬用表在使用過程中不要靠近強磁場,以免測量結果不準確。5、在使用萬用表過程中,不能用手去接觸表筆的金屬部分,這樣一方面可以保證測量的準確,另一方面也可以保證人身安全。6、在測量某一電量時,不能在測量的同時換檔,尤其是在測量高電壓或大電時,更應注意。否則,會使萬用表毀壞。如需換擋,應先斷開表筆,換擋后再去測量。7、萬用表使用完畢,應將轉換開關置于交流電壓的最大檔。如果長期不使用,還應將萬用表內部的電池取出來,以免電池腐蝕表內其它器件。(三)萬用表使用注意事項
萬用表電阻檔使用萬用表最常用的功能之一就是能測量各種規(guī)格電阻器的阻值。(一)指針式萬用表電阻檔工作原理
測電阻時把轉換開關SA撥到“Ω”檔,使用內部電池做電源,由外接的被測電阻、E、RP、R1和表頭部分組成閉合電路,形成的電流使表頭的指針偏轉。設被測電阻為RX,表內的總電阻為R,形成的電流為I。
I與RX不成線性關系,所以表盤上電阻標度尺的刻度是不均勻的。電阻檔的標度尺刻度是反向分度,即RX=0,指針指向滿刻度處;RX→∞,指針指在表頭機械零點上。電阻標度尺的刻度從右向左表示被測電阻逐漸增加,這與其他儀表指示正好相反,這在讀數時應注意。1、機械調零:將萬用表按放置方式放置好(一放);看萬用表指針是否指在左端的零刻度上(二看);若指針不指在左端的零刻度上則用一字起子調整機械調零螺釘,使之指零(三調節(jié))。2、初測(試測):把萬用表的轉換開關撥到歐姆×100檔。紅黑表筆分別接被測電阻的兩引腳,進行測量。觀察指針的指示位置。3、選擇合適倍率:根據指針所指的位置選擇合適的倍率。(1)合適倍率的選擇標準:使指針指示在中值附近。最好不使用刻度左邊三分之一的部分,這部分刻度密集,讀數偏差較大。即指針盡量指在歐姆檔刻度尺的數字5—50之間。(2)快速選擇合適倍率的選擇方法:示數偏大,倍率增大;示數偏小,倍率減小。注:示數偏大或偏小是指相對刻度尺上數字5--50的區(qū)間而言。在指針指在5的右邊時稱為示數偏??;指針指在50的左邊時稱為示數偏大。4、歐姆調零:倍率選好后要進行歐姆調零,將兩表筆短接后,轉動零歐姆調節(jié)旋鈕,使指針指在電阻刻度尺右邊的“0”Ω處。5、測量及讀數:將紅、黑表筆分別接觸電阻的兩端,讀出電阻值大小。讀數方法:表頭指針所指示的示數乘以所選的倍率值即為所測電阻的阻值。例如選用R×100檔測量,指針指示40,則被測電阻值為:40×100=4000Ω=4KΩ。(二)電阻檔測量電阻的操作步驟1、當電阻連接在電路中時,首先應將電路的電源斷開,決不允許帶電測量。若帶電測量則容易燒壞萬用表,二會使測量結果不準確。2、萬用表內干電池的正極與面板上“-”號插孔相連,干電池的負極與面板上的“+”號插孔相連。在測量電解電容和晶體管等器件的電阻時要注意極性。3、每換一次倍率檔,都要重新進行歐姆調零。4、不允許用萬用表電阻檔直接測量高靈敏度表頭內阻。因為這樣做可能使流過表頭的電流超過其承受能力(微安級)而燒壞表頭。5、不準用兩只手同時捏住表筆的金屬部分測電阻,否則會將人體電阻并接于被測電阻而引起測量誤差,因為這樣測得的阻值是人體電阻與待測電阻并聯后的等效電阻的阻值,而不是待測電阻的阻值。6、電阻在路測量時可能會引起較大偏差,因為這樣測得的阻值是部分電路電阻與待測電阻并聯后的等效電阻的阻值,而不是待測電阻的阻值。最好將電阻的一只引腳焊開進行測量。7、用萬用表不同倍率的歐姆檔測量非線性元件的等效電阻時,測出電阻值是不相同的。這是由于各檔位的中值電阻和滿度電流各不相同所造成的,機械表中,一般倍率越小,測出的阻值越?。ň唧w內容見晶體二極管、三極管部分內容)。8、測量晶體管、電解電容等有極性元件的等效電阻時,必須注意兩支筆的極性(具體內容見電容器質量判別部分)。9、測量完畢,將轉換開關置于交流電壓最高檔或空檔。(三)電阻檔測量注意事項
萬用表電壓檔使用萬用表可以用來測量各種直流、交流電壓的大小。萬用表測電壓的具體操作步驟如下:1、更換萬用表轉換開關至合適檔位弄清楚要測的電壓性質是直流電還是交流電,將轉換開關轉到對應的電壓檔(直流電壓檔或交流電壓檔)。若不清楚待測電壓極性可按先用最高直流電壓檔試測,指針動,說明是直流電;指針不動(說明此時所測電壓可能因量程太大或是交流電而指針不動),則轉至最高交流電壓檔再試測,指針動,說明是交流電,指針還不動,則再轉到低一檔的直流電壓檔試測,動,說明是直流電,不動,再轉至下一檔的交流電壓檔…。2、選擇合適量程:根據待測電路中電源電壓大小大致估計一下被測直流電壓的大小選擇量程。若不清楚電壓大小,應先用最高電壓檔試觸測量,后逐漸換用低電壓檔直到找到合適的量程為止。電壓檔合適量程的標準是:指針盡量指在刻度盤的滿偏刻度的2/3以上位置(與電阻檔合適倍率標準有所不同,要注意)。3、測量方法:萬用表測電壓時應使萬用表與被測電路相并聯。將萬用表紅表筆接被測電路的高電位端即直流電流流入該電路端,黑表筆接被測電路的低電位端即直流電流流出該電路端。例
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