電氣專業(yè)中級(jí)職稱考試復(fù)習(xí)提綱

《電氣專業(yè)基礎(chǔ)與實(shí)務(wù)（中級(jí)）》考試大綱

前言

根據(jù)原北京市人事局《北京市人事局關(guān)于工程技術(shù)等系列中、初級(jí)職稱試行專業(yè)技

術(shù)資格制度有關(guān)問題的通知》（京人發(fā)[2005]26號(hào)）及《關(guān)于北京市中、初級(jí)專業(yè)技術(shù)資

格考試、評(píng)審工作有關(guān)問題的通知》（京人發(fā)[2005]34號(hào)）文件的要求，從2005年起，

我市工程技術(shù)系列中級(jí)專業(yè)技術(shù)資格試行考評(píng)結(jié)合的評(píng)價(jià)方式。為了做好考試工作，我

們編寫了本大綱。本大綱既是申報(bào)人參加考試的復(fù)習(xí)備考依據(jù)，也是專業(yè)技術(shù)資格考試

命題的依據(jù)。

在考試知識(shí)體系及知識(shí)點(diǎn)的知曉程度上，本大綱從對(duì)電氣專業(yè)中級(jí)專業(yè)技術(shù)資格人

員應(yīng)具備的學(xué)識(shí)和技能要求出發(fā)，提出了“掌握”、“熟悉”和“了解”共3個(gè)層次的要

求，這3個(gè)層次的具體涵義為：掌握系指在理解準(zhǔn)確、透徹的基礎(chǔ)上，能熟練自如地運(yùn)

用并分析解決實(shí)際問題；熟悉系指能說明其要點(diǎn)，并解決實(shí)際問題；了解系指概略知道

其原理及應(yīng)用范疇。

在考試內(nèi)容的安排上，本大綱從對(duì)電氣專業(yè)中級(jí)專業(yè)技術(shù)資格人員的工作需要和綜

合素質(zhì)要求出發(fā)，主要考核申報(bào)人的專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)、專業(yè)知識(shí)和相關(guān)專業(yè)知識(shí)，以及解

決實(shí)際問題的能力。

命題內(nèi)容在本大綱所規(guī)定的范圍內(nèi)?？荚嚥扇」P試、閉卷的方式。

《電氣專業(yè)基礎(chǔ)與實(shí)務(wù)（中級(jí)）》

考試大綱編寫組

二Oi四年一月

第一部分專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)

一、電工技術(shù)專業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)

（-）電阻的串、并聯(lián)

1、掌握電阻串、并聯(lián)電阻阻值的計(jì)算

2、掌握電阻串、并聯(lián)電阻每只電阻電壓、電流和功率的計(jì)算

（二）電阻的混聯(lián)

1、掌握電阻混聯(lián)總電阻阻值的計(jì)算

2、熟悉電阻混聯(lián)每只電阻電壓、電流和功率的計(jì)算

（三）電容的串、并聯(lián)

1、掌握電容的串、并聯(lián)總電容量的計(jì)算

2、熟悉電容的串、并聯(lián)每只電容上的電壓、電量計(jì)算

（四）電容的容抗

掌握電容的容抗計(jì)算

（五）電感的感抗

掌握電感的感抗計(jì)算

（六）阻抗的概念

1、掌握阻抗的計(jì)算

2、掌握阻抗的幅值與相位角的計(jì)算

（七）交流電

1、了解交流電的定義與交流送、配電的意義

2、了解交流送、配電的‘丈現(xiàn)與需注意的問題

（八）變壓器的工作原理

1、掌握變壓器的變壓比、變流比和阻抗變換原理

2、熟悉變壓器的磁路與磁路間隙

3、熟悉磁路與磁阻的概念

（九）電橋的工作原理

1、掌握直流電橋的工作原理

2、熟悉交流電橋的工作原理、常用交流電橋的種類

（十）磁性材料與磁性元件

1、掌握磁性材料的主要種類與有關(guān)技術(shù)指標(biāo)

2、熟悉常用磁性元件的種類與特點(diǎn)

二、常用半導(dǎo)體器件與工作原理

（-）掌握半導(dǎo)體二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管的主要技術(shù)參數(shù)

（-）熟悉半導(dǎo)體二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管的典型應(yīng)用電路與特點(diǎn)

三、常用模擬電路的工作原理

（-）掌握常用模擬電路的主要技術(shù)參數(shù)

（二）掌握常用模擬電路的典型應(yīng)用電路

1、運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)、輸入、輸出阻抗的計(jì)算

2、開環(huán)、閉環(huán)運(yùn)算放大器的放大倍數(shù)的計(jì)算

3、運(yùn)算放大器的單位增益帶寬

4、振蕩電路的基本工作原理

5、整形電路的基本工作原理

四、常用數(shù)字電路的工作原理

（一）掌握各種觸發(fā)器電路的工作原理

（二）掌握各種數(shù)字編碼的工作原理與特點(diǎn)

第二部分專業(yè)理論知識(shí)

一、各種常用典型電路的工作原理與應(yīng)用

（一）掌握常用二極管整流、濾波電路的特點(diǎn)

（-）掌握常用由半導(dǎo)體分立元件組成的放大電路的特點(diǎn)

（三）掌握常用振蕩電路的特點(diǎn)

（四）掌握放大器與比較器的各自特點(diǎn)

（五）熟悉PLC的特點(diǎn)

二、常用數(shù)字編碼與數(shù)據(jù)處理技術(shù)的工作原理

（一）掌握BCD碼、余3碼、格雷碼等數(shù)字碼的特點(diǎn)

（-）掌握奈奎斯特取樣定理與在有噪聲環(huán)境下的數(shù)字取樣的工作原理

（三）掌握奇、偶較驗(yàn)、行列式奇、偶較驗(yàn)的工作原理

三、電動(dòng)機(jī)的工作原理

（-）掌握電動(dòng)機(jī)的工作原理

（二）掌握電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)與分類

（三）掌握電動(dòng)機(jī)的常用調(diào)速方法、特點(diǎn)與應(yīng)用

（四）掌握電動(dòng)機(jī)的變頻調(diào)速的工作原理與主要特點(diǎn)

（五）熟悉常用電動(dòng)機(jī)的重要技術(shù)參數(shù)與含義

四、常用傳感器的工作原理

（-）熟悉常用傳感器主要的種類與它們各自的工作原理

（-）熟悉常用傳感器主要的主要技術(shù)指標(biāo)有那些

（三）熟悉在使用傳感器時(shí)應(yīng)注意那些問題

五、建筑電氣相關(guān)特點(diǎn)與要求

（一）掌握常用照明電氣的主要技術(shù)特點(diǎn)與技術(shù)指標(biāo)

2

（二）掌握建筑配電的主要要求

（三）掌握建筑接地

第三部分新理論知識(shí)

一、了解本專業(yè)常用的一些計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)工具

二、了解交、直流電機(jī)的常用調(diào)速方法與特點(diǎn)，以及變頻調(diào)速技術(shù)的工作原理、常

用變頻調(diào)速電路與控制方法

三、了解有關(guān)電源管理新技術(shù)

四、了解對(duì)一些嵌入式操作系統(tǒng)、單板機(jī)、單片機(jī)、PLC技術(shù)、總線技術(shù)、現(xiàn)場(chǎng)總

線技術(shù)和DSP技術(shù)等

第四部分行業(yè)法規(guī)

一、熟悉有關(guān)安全生產(chǎn)的法律和法規(guī)，電子電路設(shè)計(jì)的有關(guān)安全要求，電氣設(shè)備設(shè)

計(jì)、生產(chǎn)過程中的有關(guān)安全要求

二、熟悉在電子電路、電子控制電路、通信電路和有關(guān)電氣設(shè)備的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和加

工制造過程中的標(biāo)準(zhǔn)化要求

第五部分知識(shí)產(chǎn)權(quán)相關(guān)知識(shí)

一、了解知識(shí)產(chǎn)權(quán)的基本概念

二、了解知識(shí)產(chǎn)權(quán)的分類

三、了解知識(shí)產(chǎn)權(quán)法

四、了解專利權(quán)的定義與分類

五、了解商標(biāo)的定義

六、了解著作權(quán)與版權(quán)的定義

七、了解專利權(quán)和商標(biāo)的申報(bào)程序

八、了解專利權(quán)和商標(biāo)保護(hù)的時(shí)效

3

二、電阻計(jì)算

1、基爾霍夫定律

（1）基爾霍夫電流丁璐（KCL）：任一瞬間，通過電路中任一節(jié)點(diǎn)的各支路電流的代數(shù)

和恒等于零。

（2）基爾霍夫電壓定律（KVL）：任一瞬間，作用于電路中任一回路各支路電壓的代數(shù)

和恒等于零。

2、疊加定理

在線性電路中，有多個(gè)激勵(lì)（電壓源或電流源）共同作用時(shí)，在任一支路中所產(chǎn)生

的響應(yīng)（電壓或電流），等于這些激勵(lì)分別單獨(dú)作用時(shí)，在該支路中所產(chǎn)生響應(yīng)的代數(shù)

和。

在應(yīng)用疊加定理時(shí)，應(yīng)保持電路的結(jié)構(gòu)不變。在考慮某一激勵(lì)單獨(dú)作用時(shí)，要假設(shè)

其他激勵(lì)都不存在，即理想電壓源被短路，電動(dòng)勢(shì)為零；理想電流源開路，電流為零。

但是如果電源有內(nèi)阻，則都應(yīng)保留在原處。

3、戴維南定理

任何線性有源二端網(wǎng)絡(luò)都可以變換為一個(gè)等效電壓源。該等效電壓源的電動(dòng)勢(shì)Us

等于有源二端網(wǎng)絡(luò)的開路電壓，等效電壓源的內(nèi)阻R。等于相應(yīng)的無源二端網(wǎng)絡(luò)的等效電

阻。

三、電容和容抗、電感和感抗、阻抗

1、電容和容抗

（1）電容

電容的單位是F。電容是絕緣導(dǎo)體儲(chǔ)存電荷的能力，即C*

流過電容的電流超前其上電壓90°

2

電容有儲(chǔ)存電能（電場(chǎng)能）的能力。所儲(chǔ)存能量為wc=1cu

（2）電容串聯(lián)

電容串聯(lián)時(shí)：u=u,+u2+-；蕓■+；+???；Q《2=…；

（3）電容并聯(lián)

電容并聯(lián)時(shí)：Q=Q1+Q2+-;C=C,+C2+-；U產(chǎn)U尸…

（4）容抗

容抗是電容在正弦交流電路中，其上電壓有效值（或最大值）與電流有效值（或最

大值）的比值。

Xc」二1

ODC2nfC

2、電感和感抗

（1）電感

電容的單位是H。

流過電感的電流落后其上電壓90°

電感有儲(chǔ)存電能（磁場(chǎng)能）的能力。所儲(chǔ)存能量為WL=1LR

（2）感抗

感抗是電感在正弦交流電路中，其上電壓有效值（或最大值）與電流有效值（或最

4

大值)的比值。

X[=3L=2nfL

3、阻抗

(1)RLC串聯(lián)電路

Z=R+jX=R+j(Xt-Xc)

2222

所以IZI=VR+X=VR+(XL-XC)

(p=arc「tgX-arct」g-XL---X-C

RR

(2)RL與C并聯(lián)電路

(3)串聯(lián)諧振

在RLC串聯(lián)電路中，當(dāng)電感上的電壓與電容上的電壓相等時(shí)，它們正好相互抵消，

電路中的電壓與電流同相位，這時(shí)就稱電路發(fā)生了諧振。

在一般情況下，RLC串聯(lián)電路中的電流與電壓相位是不同的。但是可以用調(diào)節(jié)電路

參數(shù)(L、C)或改變外加電壓頻率的方法，使電抗等于零。

x=XL-Xc=O即求得得f0=-^=

a)Cy/LC2ny/LC

串聯(lián)諧振有一下特征：

①電流與電壓同相位，電路呈電阻性。

②阻抗最小，電流最大。

③電感端電壓與電容端電壓大小相等，相位相反。

④電感和電容的端電壓有可能大大超過外加電壓。

四、三相交流電路

三相交流電可以節(jié)約導(dǎo)電材料和導(dǎo)磁材料，且二相旋轉(zhuǎn)設(shè)備有較好的運(yùn)行性能。對(duì)

稱三相交流電指三個(gè)頻率相同、幅值相同、相位互差1/3周期的正弦交流電。

三相電源和三相負(fù)載都有星形接法和三角形接法。星形接法是將各相負(fù)載的尾端連

接在一起的接法；三角形接法是依次將一相負(fù)載的尾端與下一相負(fù)載的首端連接在一起

的接法。

三相電路有相電壓和線電壓之分。相電壓是每相負(fù)載或每相電源的首尾端之間的電

壓。線電壓是每?jī)蓷l相線之間的電壓。

三相電路有相電流和線電流之分。相電流是流經(jīng)每相負(fù)載或每相電源的電流，線電

流是流經(jīng)相線的電流。

在對(duì)稱的星形連接的電路中，線電壓超前相應(yīng)的相電壓30°

在對(duì)稱的星形連接的電路中，線電流落后相應(yīng)的相電流30°

五、供配電

5

六、磁性材料和磁性元件

1、磁路的主要物理量

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度B

磁感應(yīng)強(qiáng)度B是表示磁場(chǎng)內(nèi)某點(diǎn)的磁場(chǎng)強(qiáng)弱及方向的物理量。其方向與該點(diǎn)磁力線

切線方向一致，與產(chǎn)生該磁場(chǎng)的電流之間的方向關(guān)系符合右手螺旋法則。其大小為單位

長(zhǎng)度的單位直線電流在均勻磁場(chǎng)中所受到的作用力。磁感應(yīng)強(qiáng)度的單位是特斯拉(T)o

若磁場(chǎng)內(nèi)各點(diǎn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等、方向相同，則為均勻磁場(chǎng)。

(2)磁通@

在均勻磁場(chǎng)中，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與垂直于磁場(chǎng)方向的面積S的乘積，稱為通過該面積

的磁通6,即O=BS或B=1

磁感應(yīng)強(qiáng)度B在數(shù)值上等于與磁場(chǎng)方向垂直的單位面積上通過的磁通，故B又稱為

磁通密度。

磁通的單位是韋伯(加)。

(3)磁導(dǎo)率口和磁阻Rm

磁導(dǎo)率口是表示物質(zhì)導(dǎo)磁性能的物理量，單位是亨/米(H/m)o

真空磁導(dǎo)率口。=4n*10任意一種物質(zhì)的磁導(dǎo)率與真空磁導(dǎo)率之比稱為相對(duì)磁導(dǎo)

率，用匕表示，即口,二

Po

磁阻是磁路中磁通遇到的阻力。磁阻的表達(dá)式是旦=白，單位是1/亨(l/H),I

和S分別為導(dǎo)拗|的裝渡第1藏面積。

(亨利：如果電路中電流每秒變化1安培，則會(huì)產(chǎn)生1伏特的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，此時(shí)電路的

電感定義為1亨利。)

(4)磁場(chǎng)強(qiáng)度H

磁場(chǎng)強(qiáng)度H是進(jìn)行磁場(chǎng)分析時(shí)引用的一個(gè)輔助物理量，為了從磁感應(yīng)強(qiáng)度B中除去

磁介質(zhì)的因素，故定義為或13=口11單位是安/米(A/m)o

磁場(chǎng)強(qiáng)度是矢量，只與產(chǎn)生磁場(chǎng)的電流以及這些電流的分布情況有關(guān)，而與磁介質(zhì)

的磁導(dǎo)率無關(guān)。

2、磁性材料

(1)磁性能的主要表現(xiàn)為高導(dǎo)磁性、磁飽和性和磁滯性。

在一定強(qiáng)度的外磁場(chǎng)作用下，磁性材料內(nèi)部的磁疇將順這外磁場(chǎng)的方向趨向規(guī)則排

列，產(chǎn)生一個(gè)附加磁場(chǎng)，使磁性材料內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大大增強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱為磁化。

在磁性材料的磁化過程中，隨著勵(lì)磁電流的增大，外磁場(chǎng)和附加磁場(chǎng)都將增大，但

當(dāng)勵(lì)磁電流增大到一定值時(shí)，幾乎所有磁疇都與外磁場(chǎng)的方向一致，附加磁場(chǎng)就不再隨

勵(lì)磁電流的增大而繼續(xù)增強(qiáng)，這種現(xiàn)象稱為磁飽和現(xiàn)象。

如果勵(lì)磁電流是大小和方向都隨時(shí)間變化的交變電流，則磁性材料將受到交變磁化。

在磁性材料反復(fù)磁化的過程中，磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化總是落后于磁場(chǎng)強(qiáng)度的變化，這種現(xiàn)

象稱為磁滯現(xiàn)象，其封閉曲線稱為磁滯回線。

(2)磁性材料的分類

磁性材料按其磁性能又可分為軟磁材料、硬磁材料和矩磁材料三類。

軟磁材料的剩磁和矯頑力較小，磁滯回線形狀較窄，但磁化曲線較陡，即磁導(dǎo)率較

高，所包圍的面積較小。它既容易磁化，又容易退磁，一般用于又交變磁場(chǎng)的場(chǎng)合，如

6

用來制造鎮(zhèn)流器、變壓器、電動(dòng)機(jī)以及各種中、高頻電磁元件的鐵心等。常見的軟磁材

料有純鐵、硅鋼以及非金屬軟磁鐵氧體等。

硬磁材料的剩磁和矯頑力較大，磁滯回線形狀較寬，所包圍的面積較大，適用于制

作永久磁鐵，如揚(yáng)聲器、耳機(jī)、電話機(jī)、錄音機(jī)以及儀表的永久磁鐵都是硬磁材料制成

的。常見的硬磁材料有碳鋼、鉆鋼及鐵鍥鋁鉆合金等。

矩磁材料的磁滯回線近似于矩形，剩磁很大，接近飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度，但矯頑力較小,

易于翻轉(zhuǎn)，常在計(jì)算機(jī)和控制系統(tǒng)中用作記憶元件和開關(guān)元件。矩磁材料有鎂錦鐵氧體

及某些鐵鎂合金等。

(矯頑力是指磁性材料在飽和磁化后，當(dāng)外磁場(chǎng)退回到零時(shí)其磁感應(yīng)強(qiáng)度B并不退到零,

只有在原磁化場(chǎng)相反方向加上一定大小的磁場(chǎng)才能使磁感應(yīng)強(qiáng)度退回到零，該磁場(chǎng)稱為

矯頑磁場(chǎng)，又稱矯頑力。

當(dāng)外磁場(chǎng)退回導(dǎo)零，剩磁是剩下多少，矯頑力是要加多大反向磁場(chǎng)才能退磁。)

七、變壓器的工作原理

1、交流鐵心線圈電路

(1)電磁關(guān)系

直流鐵心線圈由直流電來勵(lì)磁，產(chǎn)生的磁通是恒定的，線圈中的電流由外加電壓和

線圈本身的電阻R來決定，功率損耗也只有線圈電阻R上的損耗，分析比較簡(jiǎn)單。

交流鐵心線圈電路，由于線圈電阻上的電壓降iR和漏磁電動(dòng)勢(shì)e。都很小，可與主磁

通電動(dòng)勢(shì)e比較，均可忽略不計(jì)。所以

U=iR-e-eo可寫成u=-e

線圈的匝數(shù)為N,主磁通@="Msin3t,則主磁通電動(dòng)勢(shì)

霍-心紇茨".3N"3"fN"“sin(3)=Emsin(wt-900)

式中，Em=2nfN4>ni,E“是主磁通電動(dòng)勢(shì)的最大值，而有效值則為：

E~￡^~2lTf^)m-4.44fN<l>所以u(píng)=-e=E,?sin(?t+90°)

V2V2m

外加電壓的相位比鐵心中磁通超前90°,而外加電壓的有效值為

U=E=4.44fN@.

(2)功率損耗

磁滯損耗和渦流損耗

2、變壓器的工作原理

(1)空載運(yùn)行

變壓器的一次繞組叫上交流電壓5(矢量)，二次開路，這種運(yùn)行狀態(tài)稱為空載運(yùn)行。

這時(shí)二次繞組中的電流為0,電壓為開路電壓心，一次繞組通過的電流為空載電流。N,

為一次繞組的匝數(shù)，N2為二次繞組的匝數(shù)。

若略去漏磁通的影響，不考慮繞組上電阻的壓降，則可認(rèn)為一、二次繞組上電動(dòng)勢(shì)

有效值近似等于一、二次繞組上電壓的有效值(標(biāo)量)。所以

%_N」K

U20N2

7

（2）負(fù)載運(yùn)行

因?yàn)槎卫@組有了電流i?時(shí)，二次磁動(dòng)勢(shì)izM也要在鐵心中產(chǎn)生磁通，即這時(shí)變壓

器鐵心中的主磁通由一、二磁繞組的磁動(dòng)勢(shì)共同產(chǎn)生。在一次繞組的外加電壓（電源電

壓）不變時(shí)，由U=E=4.44fN6,0式可知，主磁通基本保持不變。（F=0>?Rm,作用在磁路

上的磁動(dòng)勢(shì)F等于磁路內(nèi)的磁通量中與磁阻Rm的乘積。）也就是說，變壓器負(fù)載時(shí)的總

磁動(dòng)勢(shì)應(yīng)與空載時(shí)的磁動(dòng)勢(shì)基本相等。因而一次繞組的電流將由3增大為匕使得一

次繞組的磁動(dòng)勢(shì)由iiN變成iN，以抵消二次繞組磁動(dòng)勢(shì)備風(fēng)的作用。這也符合楞次定

律。

/,N,+U=/l0N,這一關(guān)系稱為變壓器的磁動(dòng)勢(shì)平衡方程式

由于空載電流較小（一般不到額定電流的10Q,因此當(dāng)變壓器額定運(yùn)行時(shí)，若忽略

空載電流，則/）N,=-/2N2于是得到變壓器一、二次電流有效值的關(guān)系為

口21

12NiK

（3）阻抗變換作用

變壓器除了有變壓和變流的作用外，還有變阻抗的作用。變壓器一次側(cè)接電源”，

二次側(cè)接負(fù)載阻抗I4I,對(duì)于電源來說電源后部電路可用另一個(gè)阻抗IZJ|來等效代

替。所謂等效，就是它們從電源吸取的電流和功率相等。當(dāng)忽略變壓器的漏磁和損耗時(shí),

等效阻抗可由下式求得。

IZJI=*11北2）：2=（風(fēng)/%）2Iz,.I=K「ZLI

式中，IZiI為變壓器二次負(fù)載阻抗，IZLIRJL

上式說明，在電壓比為K的變壓器二次側(cè)接阻抗為|。|的負(fù)載時(shí)，相當(dāng)于在電源

2

上直接接一個(gè)阻抗為IZ,,'I=KIZLI的負(fù)載。也可以說，變壓器把負(fù)載阻抗ZL變換

為IZJ|。通過選擇合適的電壓比K,可把實(shí)際負(fù)載阻抗變換為is偶徐德數(shù)值。

（楞次定律：感應(yīng)電流具有這樣的方向，即感應(yīng)電流的磁場(chǎng)總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁

通量的變化。

楞次定律是一條電磁學(xué)的定律，可以用來判斷由電磁感應(yīng)而產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的方向。

右手螺旋定則，也叫安培定則，是表示電流和電流激發(fā)磁場(chǎng)的磁感線方向間關(guān)系的定則。

通電直導(dǎo)線中的安培定則（安培定則一）：用右手握住通電直導(dǎo)線，讓大拇指指向電流

的方向，那么四指指向就是磁感線的環(huán)繞方向；

通電螺線管中的安培定則（安培定則二）：用右手握住通電螺線管，讓四指指向電流的

方向，那么大拇指所指的那一端是通電螺線管的N極。

左手定則是判斷通電導(dǎo)線處于磁場(chǎng)中時(shí)，所受安培力F（或運(yùn)動(dòng)）的方向、磁感應(yīng)強(qiáng)度B

的方向以及通電導(dǎo)體棒的電流I三者方向之間的關(guān)系的定律」

判斷安培力：導(dǎo)線在磁場(chǎng)中力的方向。根據(jù)左手定則：伸開左手，使拇指與其他四指垂

直且在一個(gè)平面內(nèi)，讓磁感線從手心流入，四指指向電流方向，大拇指指向的就是安培

力方向（即導(dǎo)體受力方向）。

判斷洛倫茲力：將左手掌攤平，讓磁感線穿過手掌心，四指表示電流方向，則和四指垂

直的大拇指所指方向即為洛倫茲力的方向。注意，運(yùn)動(dòng)電荷是正的，大拇指的指向即為

洛倫茲力的方向。反之，如果運(yùn)動(dòng)電荷是負(fù)的，仍用四指表示電荷運(yùn)動(dòng)方向，那么大拇

指的指向的反方向?yàn)槁鍌惼澚Ψ较颉?/p>

8

磁動(dòng)勢(shì)是電流流過導(dǎo)體所產(chǎn)生磁通量的勢(shì)力（force）,是用來度量磁場(chǎng)或電磁場(chǎng)的一種

量，類似于電場(chǎng)中的電動(dòng)勢(shì)或電壓。它被描述為線圈所能產(chǎn)生磁通量的勢(shì)力。

公式一：F=<1）,Rm

作用在磁路上的磁動(dòng)勢(shì)F等于磁路內(nèi)的磁通量中與磁阻Rm的乘積。

其中①=B*S（S為與磁場(chǎng)方向垂直的平面的面積），Rm=L/uA（L表示磁路長(zhǎng)度，A表示

磁路橫截面積）。

公式二：F=N?I

其中N表示線圈匝數(shù)，I表示線圈中的電流大小。

通電線圈產(chǎn)生的磁動(dòng)勢(shì)F等于線圈的匝數(shù)N和線圈中所通過的電流I的乘積，也叫磁通

勢(shì)，磁動(dòng)勢(shì)F的單位是安培（A）。

公式三：F=H?L（H為磁場(chǎng)強(qiáng)度，與磁密度B和磁路材料等有關(guān)）L表示磁路長(zhǎng)度。

F是磁場(chǎng)強(qiáng)度H在磁路L上的積分。）

3、變壓器的基本結(jié)構(gòu)

變壓器由鐵心和繞組兩個(gè)基本部分組成。這是一個(gè)簡(jiǎn)單的雙繞組變壓器，在一個(gè)閉

合的鐵心上套有兩個(gè)繞組，繞組和繞組之間以及繞組與鐵心之間都是絕緣。一個(gè)繞組與

電源相連，稱為一次繞組；另一個(gè)繞組與負(fù)載相連，稱為二次繞組。

為了減少鐵心中的磁滯損耗和渦流損耗，變壓器的鐵心大多用0.35P.5mm厚的硅

鋼片疊成，為了降低磁路的磁阻，一般采用交錯(cuò)疊裝方式，即將每層硅鋼片的接縫錯(cuò)開。

4、電力變壓器的聯(lián)結(jié)組

Y,ynO聯(lián)結(jié)組表示：高壓繞組星形接法，低壓繞組中性點(diǎn)直接接地并接出中性線的

星形接法。

△,ynll聯(lián)結(jié)組表示：高壓繞組三角形接法，低壓繞組中性點(diǎn)直接接地并接出中性

線的星形接法。這接法能適應(yīng)較大零序電流和三次諧波電流的需要。

—

1、電工儀表種類

按測(cè)量機(jī)構(gòu)，電工儀表分為磁電系、電磁系、電動(dòng)系、感應(yīng)系等儀表。

按精確度等級(jí),電工儀表分為0.1、0.2、0.5、1.0、1.5、2.5、5.0七級(jí)。儀表精

確度用引用誤差K%表示，即

K%=M<IOO%式中，△.和人分別為最大絕對(duì)誤差和儀表量程。

按測(cè)量方法，電工儀表主要分為直讀式儀表和比較式儀表。電橋?qū)儆诒容^式儀表。

按整體結(jié)構(gòu)，分為指針式、數(shù)字式等儀表。

2、直流電橋

直流電橋分為直流單臂電橋和直流雙臂電橋。直流單臂電橋只能用來測(cè)量1。以上

的電阻，直流雙臂電橋可用來測(cè)量1Q以下的電阻。

用直流單臂電橋測(cè)中值電阻時(shí)，可以忽略連接導(dǎo)線的電阻（約為0.1。）和接點(diǎn)的

接觸電阻的影響。但用它測(cè)低電阻時(shí)就不能忽略了。測(cè)量1。以下的電阻宜應(yīng)用直流雙

臂電橋。直流雙臂電橋能在很大程度上消除連接線電阻和接觸電阻帶來的測(cè)量誤差。電

橋的精度決定了橋臂元件的精度。

（1）直流單臂電橋（惠斯登電橋）

9

國(guó)3-2-1直江華因電橋原理用

(2)直流雙臂電橋(開爾文電橋)

圖1雙號(hào)電橋的原理

當(dāng)雙臂電橋平衡時(shí)，VB=VC，所以存在下列關(guān)系(&和R、雖然很小，但由于存在rb+rc

也很小的支路，所以L很大，&和R,的壓降不能忽略。)：

I,R,=ISR+I3R3

IRMIR+LR,

(I-I3)*(rb+rc)=I3(R3+R1)

解得

R喘R+溪/

只要滿足費(fèi)卷的條件，雙臂電橋的平衡條件就轉(zhuǎn)為區(qū)磊區(qū)注意：&是靠近Rx側(cè)的

電阻。所以最大限度保持”和減小r,將能控制平衡電橋的誤差在允許范圍捏。

因?yàn)镽x和R、的接觸電阻，連接線電阻在橋路意外，不影響測(cè)量結(jié)果，以及可以采用同軸

調(diào)節(jié)，使".R1、R2和R3、R4分別構(gòu)成雙臂電橋的兩個(gè)橋臂，它們的阻值在幾百歐以

上，所以它們連接線電阻和內(nèi)部接觸電阻可以忽略不計(jì)。

在普通雙臂電橋的基礎(chǔ)上，配上交流扼流圈和控制開關(guān)，可制成帶電測(cè)溫電橋。

10

3、交流電橋

b

圖1交流電橋原理

（1）交流電橋的平衡條件

Uac=Uad且Ucb=Udb且1產(chǎn)12且I3=L1所以

IZ=LZ且-2=點(diǎn)3且L=Iz且L=L所以

經(jīng)多得到Z】3=ZzZ,這就是交流電橋的平衡條件

z2z3

Z13=ZzZ4即IZ,IIZ3I=IZ2IIZ4I且%+M=e2+d>,

（2）交流電橋的用途

海氏電橋，測(cè)量R、C、L

九、半導(dǎo)體

本征半導(dǎo)體是由單一元素組成的半導(dǎo)體。硅和楮都是本征半導(dǎo)體。

當(dāng)原子最外層由8各電子時(shí)，就處于相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。硅原子和錯(cuò)原子的最外層都

是只有4各電子，為了保持穩(wěn)定，相鄰原子公用最外層電子形成共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)。

一旦受到某種能量的激發(fā)，共價(jià)鍵中的電子掙脫出來形成自由電子，并在原來的共

價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中留下空穴。自由電子帶負(fù)電，帶有空穴的原子帶正電。

正離子，但不是所有帶有空穴的原子都帶正電。）

在半導(dǎo)體材料加上電定時(shí)，自由電子擠走鄰近原子中的電子形成電子電流，空穴吸

引鄰近原子中的電子來填補(bǔ)空穴形成空穴電流。自由電子和空穴稱為載流子。

本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很差。如在本征半導(dǎo)體中摻入微量其他元素，則其導(dǎo)電能力

將大大提高。

N型半導(dǎo)體。在硅或錯(cuò)中摻入少量5價(jià)的磷，則在穩(wěn)定的共價(jià)鍵外多出一個(gè)電子。

這樣電子很容易受到激發(fā)稱為自由電子，并在原地留下一個(gè)正離子。這種半導(dǎo)體中自由

電子占多數(shù)，稱之為電子半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。

P型半導(dǎo)體。在硅和錯(cuò)中摻入少量3價(jià)的硼，則在穩(wěn)定的共價(jià)鍵中缺少一個(gè)電子，

這樣很容易吸引鄰近原子的外層電子而構(gòu)成負(fù)離子，并使鄰近的原子帶有空穴。這種半

導(dǎo)體空穴占多數(shù)，稱之為空穴半導(dǎo)體或P型半導(dǎo)體。

1、PN結(jié)

（1）PN結(jié)的形成

II

多數(shù)載流子擴(kuò)散，產(chǎn)生擴(kuò)散電流(正向電流)，形成空間電荷區(qū)，并產(chǎn)生內(nèi)電場(chǎng)。

內(nèi)電場(chǎng)使電荷回流并組織擴(kuò)散，平衡時(shí)形成耗盡層。

內(nèi)電場(chǎng)使少子漂移，少子漂移的方向與多子擴(kuò)散的方向剛好相反。擴(kuò)散使空間電荷

區(qū)變寬，內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)，對(duì)多數(shù)載流子擴(kuò)散的阻力增大，使少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)增強(qiáng)；

而漂移卻使空間電荷區(qū)變窄，電場(chǎng)減弱，又使擴(kuò)散容易進(jìn)行。

?硝?⑥?碼?€)

P區(qū)?。?。??！?砂?⑥N區(qū)

內(nèi)電場(chǎng)

9。9。③。?€)?砂?砂?⑥

k空間電荷區(qū)"

(耗盡區(qū))

.極鐘

(2)PN結(jié)單向?qū)щ娦?/p>

正向偏置：內(nèi)電場(chǎng)減弱，擴(kuò)散電流增大。

在外加電場(chǎng)作用下，PN結(jié)內(nèi)部擴(kuò)散與漂移的平衡被打破，P區(qū)的多數(shù)載流子空穴和

N區(qū)的多數(shù)載流子電子都要向PN結(jié)移動(dòng)。P區(qū)的空穴進(jìn)入PN結(jié)厚，將和原來PN結(jié)中的

一部分負(fù)離子中和，使P區(qū)的空間愛你電荷減少；同樣，N區(qū)的電子進(jìn)入PN結(jié)厚，將和

PN結(jié)中的一部分正離子中和，使N區(qū)的空間電荷量減少。最終結(jié)果是使PN結(jié)空間電荷

區(qū)變窄了，內(nèi)電場(chǎng)被減弱。

反向偏置：內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)，只有極小的漂移電流。漂移電流受溫度的影響很大

在這一外電場(chǎng)作用下，P區(qū)中的多子空穴與N區(qū)中的多子電子都將進(jìn)一步離開PN

12

結(jié)，使阻擋層的空間電荷量增加。空間電荷區(qū)的變寬，意味著阻擋層厚度加寬，使P區(qū)

和N區(qū)的多數(shù)載流子很難越過PN結(jié)，不能再形成擴(kuò)散電流。另外，由于外電場(chǎng)增強(qiáng)了

內(nèi)電場(chǎng)，將使少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)能容易進(jìn)行。由于少子的濃度低，漂移的數(shù)量小，

這個(gè)反向漂移電流也是很小的，一般為微安數(shù)量級(jí)。

p區(qū)?■耗盡層—!N區(qū)

一O0

。O

O0

O

00

O

O0

2、半導(dǎo)體二極管

（1）結(jié)構(gòu)

二極管的結(jié)構(gòu)主要分為點(diǎn)接觸型（多外錯(cuò)管）和面接觸型（多為硅管）兩類。

點(diǎn)接觸型的PN結(jié)的面積小，極間電容小，不能承受高的反向電壓和大電流。它的

高頻性能好，適用于高頻檢波和數(shù)字電路中的開關(guān)元件及小電流整流。

面接觸型的PN結(jié)的面積大，可承受較大的電流，但極間電容也大，工作頻率不能

太高。適用于低頻電路和大功率整流。

（2）在安特性

正向特性：起始部分電流幾乎為零。當(dāng)正向電壓升高導(dǎo)超過死區(qū)電壓（錯(cuò)管約0.IV,

硅管約0.5V）時(shí)，二極管開始導(dǎo)通，電流急劇增加，且電流與電壓近似成正比，伏安特

性近似為直線。導(dǎo)通區(qū)域稱線性區(qū)，是二極管正常工作的區(qū)域。正常情況下，錯(cuò)管的正

向?qū)▔航禐?.2、0.3V,硅管的正向?qū)▔航禐?.6^0.7幅。

反向特性：在擊穿范圍內(nèi)，反向電流極小，而且基本不變。此反向電流稱為反向飽

和電流。當(dāng)反向電壓超過擊穿電壓時(shí)，PN結(jié)被反向擊穿，形成很大的反向電流。

（3）主要技術(shù)參數(shù)

最大整流電流L。二極管在長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，允許通過的最大正向平均電流。是受發(fā)熱

13

限制的電流。電流過大時(shí)，有時(shí)會(huì)出現(xiàn)熱擊穿，而使管子燒毀。

最高反向工作電壓URMo二極管運(yùn)行時(shí)允許承受的最高反向電壓。為了避免二極管被

反向擊穿，一般規(guī)定其最高反向工作電壓為其反向擊穿電壓的1/2或2/3。

一般點(diǎn)接觸型二極管的最高反向工作電壓為幾十伏，面接觸型二極管的最高反向電

壓可達(dá)數(shù)百伏。

最大反向電流電。二極管在加上最高反向工作電壓時(shí)的反向電流值。該值越大，說

明管子的單向?qū)щ娦栽讲?，而且受溫度的影響大?/p>

硅管的反向電流較小，一般在零點(diǎn)幾各微安；錯(cuò)管反向電流較大，為數(shù)十至數(shù)百微

最高工作頻率九。此參數(shù)主要有PN結(jié)的結(jié)電容決定。使用時(shí)，如果信號(hào)頻率超過

該頻率，二極管的單向?qū)щ娦詫⒆儾?，甚至失去單向?qū)щ娦浴?/p>

（4）其他

半導(dǎo)體二極管可用作整流、檢波、限幅、穩(wěn)壓、開關(guān)元件。

3、半導(dǎo)體三極管

--臾電區(qū)

--發(fā)射區(qū)

（1）結(jié)構(gòu)

平面型多為硅管，合金型多為楮管。NPN型多為硅管，PNP型多為錯(cuò)管。

三極管的三個(gè)電極分為稱為發(fā)射極（E極）、基極（B極）集電極（C極）。發(fā)射極與

基極之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)、基極與集電極之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)。

三極管屬于雙極性半導(dǎo)體器件。

（2）特性

輸入特性是集電極-發(fā)射極電壓一定（"=常數(shù)）時(shí)，輸入回路中電流及與基極-發(fā)

射極電壓及之間的關(guān)系曲線（IB=f（IV。

三極管的輸入特性與二極管的正向特性相似。三極管也有死區(qū)電壓。硅管的死區(qū)電

壓約為0.5V,錯(cuò)管的死區(qū)電壓不超過0.2V。正常工作時(shí)，NPN型硅管的發(fā)射結(jié)正向壓降

UBE為0.6~0.7,PNP型鑄管的UBE為-0.2~-0.3V。____

（當(dāng)％=0時(shí)，相當(dāng)于集電極和發(fā)射極之間短路，可視為集電結(jié)、發(fā)射結(jié)兩個(gè)PN結(jié)

并聯(lián)，即兩個(gè)正向偏置的二極管并聯(lián)，此時(shí)氣和此之間的關(guān)系曲線與兩個(gè)正向偏置的

二極管的伏安特性曲線相同。

當(dāng)“21V時(shí)，輸入特性曲線右移，這是因?yàn)楫?dāng)UCE21V后，（山一般都小于0.8V）

集電結(jié)已被反向偏置，內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，可以把從發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的電子絕大部分拉入集

電區(qū)。對(duì)應(yīng)于相同的UBE，流向基極的電流I,比原來%=0時(shí)減小，從而使得特性曲線右

一旦有UCE21V（L%要小于LU，由于此時(shí)集電結(jié)已經(jīng)反向偏置，內(nèi)電場(chǎng)已足夠大,

而基區(qū)又很薄，可以把發(fā)射區(qū)注入基區(qū)的大部分電子拉入集電區(qū)，只要以保持不變,

發(fā)射區(qū)發(fā)射到基區(qū)的電子數(shù)目一定，即使及再增加，L也不會(huì)明顯減小。

14

因此，UCE21V后的特性曲線基本重合。)

輸出特性是指當(dāng)電路輸入回路電流IB一定(IB=常數(shù))時(shí)，輸出回路中電流Ic與集

電極-發(fā)射極電壓及之間的關(guān)系曲線(L=f(UQ)。三極管的輸出特性的三個(gè)區(qū):

①截止區(qū)：在特性曲線IB=O以下的區(qū)域?yàn)榻刂箙^(qū)。由圖可知，當(dāng)IB=O時(shí)，Ic卻并

不為零，這時(shí)管子中由一個(gè)很小的反向漂移電流。

截止區(qū)的偏置特征是：發(fā)射結(jié)反向偏置，集電結(jié)亦為反向偏置。

②放大區(qū)：IB>0且”>以，特性曲線接近水平，即Ic幾乎與幾無關(guān)，L:與IB幾

乎保持線性關(guān)系。Ic邛IB

放大區(qū)的偏置特征是：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。

③飽和區(qū)：UCEVUBE，IB失去對(duì)Ic的控制，集電極電流Ic受集電極-發(fā)射極電壓八

控制。

飽和區(qū)的偏置特征是：發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)正向偏置。

當(dāng)又從IV開始減小時(shí)，由于上的減小，加在集電結(jié)上的反向偏置電壓減小，

使其收集電子的能力減弱，這時(shí)，它無力將基區(qū)中靠近集電結(jié)一側(cè)的電子大部

分都拉入集電區(qū)，而只能拉過一小部分。在這種情況下，即使I,再增大，L也

不會(huì)增大了，注入基區(qū)的電子再增多，內(nèi)電場(chǎng)卻再也拉不過去其他的電子了，

即集電結(jié)吸引來自發(fā)射區(qū)電子的能力“飽和”了。

飽和區(qū)

(3)主要技術(shù)參數(shù)

電流放大系數(shù)

15

①直流電流放大系數(shù)8平

②交流電流放大系數(shù)0當(dāng)

△/8

直流B與交流S在意義上是不同的。但是，當(dāng)輸出曲線的間隔比較均勻時(shí)，兩者數(shù)值

相差不大，可以認(rèn)為耳邛

極間反向電流

①集電極-基極反向飽和電流ICK)

發(fā)射極開路。L。是少子的漂移電流，它與溫度關(guān)系極大。這是一個(gè)可以表征集電

結(jié)質(zhì)量好壞、衡量管子穩(wěn)定性能優(yōu)劣的參數(shù)。一個(gè)好管子，1曲應(yīng)當(dāng)很小。_____________

在管子發(fā)射極開路時(shí)，集電結(jié)處于反向偏置時(shí)。集電區(qū)和基區(qū)的少子會(huì)進(jìn)行漂移運(yùn)

動(dòng)而形成反向電流。又由于基區(qū)本來載流子數(shù)目就少，其少子數(shù)目更少，可將基區(qū)少子

自由電子忽略，而只考慮集電區(qū)的少子空穴。

②集電極-發(fā)射極區(qū)向飽和電褊IcEO(穿透電流)

基極開路。LO=(1+B)IcBO________________________________________________________________

基極開路。集電極電源瓊加在管子集電極與發(fā)射極之間，而使發(fā)射結(jié)受到正向偏置,

集電結(jié)受到反向偏置。

幾個(gè)極限參數(shù)

①集電極最大允許電跡也____________________________________________________

當(dāng)集電極的電流L太大時(shí)，三極管的B值要下降，因此給出一個(gè)集電極最大允許電

流%，炭數(shù)值一般為B值下降導(dǎo)其正常值的2/3時(shí)，所對(duì)應(yīng)的集電極電流值。

②集電極最大允許擊穿電壓U頌CE。

基極開路時(shí)，允許加在集電極-發(fā)射極之間的最高反向電壓。當(dāng)加在集電極-發(fā)射極

之間電壓以超過此數(shù)值時(shí)，三極管將被擊穿。

③集電極最關(guān)允容耗散功率Po,

指集電結(jié)允許損耗功率的最大值。PCM主要受結(jié)溫的限制。P『L：UCE

一般的說，錯(cuò)管的允許結(jié)溫在70~90℃,硅管的允許結(jié)溫可達(dá)150℃左右。

4、結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

(1)結(jié)構(gòu)

柵極G,代表控制電子流通數(shù)量的機(jī)構(gòu)；源極S和漏極D,代表了電子由發(fā)源處流

到泄漏處的途徑。

場(chǎng)效應(yīng)管屬于單極性半導(dǎo)體器件。

16

符號(hào)中的箭頭方向都是由P區(qū)指向N區(qū)的，由此可以區(qū)分其溝道類型。

（2）特性（以N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管為例）

輸出特性場(chǎng)效應(yīng)管的輸出特性，又稱為場(chǎng)效應(yīng)管的漏極特性，是指在柵源電壓幾

一定的情況下（幾=常數(shù)），漏極電流I。與漏源電壓取之間的關(guān)系（I產(chǎn)f（UDS））o場(chǎng)效應(yīng)

管的輸出特性的三個(gè)區(qū)：

①可變電阻區(qū)：電壓幾VIUGS（off）|的區(qū)域。漏極電流人隨取的升高幾乎成正比

的增大，該區(qū)域的特性曲線亦呈線性上升。

工作在該區(qū)域的場(chǎng)效應(yīng)管可看成是一個(gè)受柵源電壓及控制的可變電阻。Ues越負(fù)，

等效電阻越大。

②飽和區(qū)：當(dāng)兒在增大的過程中，達(dá)到某一數(shù)值（使柵漏間的電壓電等于夾斷電

壓時(shí)，溝道在A點(diǎn)給夾斷（稱為預(yù)夾斷）。隨著加上升，夾斷長(zhǎng)度會(huì)略

有增加，并自A點(diǎn)向源極方向延伸。高阻區(qū)變長(zhǎng)，增加的基本上全部都降

在了增長(zhǎng)的夾斷區(qū)上。因此在從源極導(dǎo)夾斷處的溝道上，溝道內(nèi)電位梯度基本

上不隨取的改變而改變。這1率，漏極電流I。也就基本不隨幾的增加而增加，

漏極電流趨于飽和。

由于在此區(qū)內(nèi)I?；旧蠟橹皇堋翱刂频哪骋粋€(gè)恒定值，故該趨于又稱恒流區(qū)。

③擊穿區(qū)：將八進(jìn)一步增加，當(dāng)反向偏置的PN結(jié)兩端的電壓超過了它所能承受

的電壓極限時(shí)，會(huì)使柵漏間的PN結(jié)發(fā)生雪崩擊穿。

17

轉(zhuǎn)移特性與轉(zhuǎn)移特性方程當(dāng)U.S一定時(shí)（八=常數(shù)），柵源電壓幾對(duì)漏極電流I。的

控制作用（iD=f（Ucs））

口=0時(shí)的漏極電流稱為飽和漏電流,記作I隔。顯然，它是結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管所能輸出

的最大電流。使漏極電流I。等于0的電壓就是使夾斷電壓UGS（off）o

主要直流參數(shù)

（D夾斷電壓4s（off）

為了便于測(cè)量手冊(cè)上規(guī)定，當(dāng)L,為一個(gè)微小的電流（例如50uA）時(shí)，柵源之間所

加的電壓即為夾斷電壓。對(duì)N溝道結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管而言，該電壓為負(fù)值，對(duì)P溝道的器件，

該電壓為正值。從物理意義上說，夾斷電壓的數(shù)值就是使柵源之間耗盡層擴(kuò)展導(dǎo)溝道被

夾斷時(shí)所必須的柵源電壓值。在幾=0的輸出特性曲線上，發(fā)生預(yù)夾斷時(shí)的漏源電壓八

在數(shù)值上也等于夾斷電壓（IU0SWf）|）O

②飽和漏電流loss

在幾=0時(shí)，漏源電壓UDS>UCS3m時(shí)的漏極電流，稱為飽和漏電流I暨_(dá)_____

對(duì)結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管而言，飽和漏電流實(shí)際上也就是管子所能輸出的最大電流。

③直流輸入電阻及SOX；）

在漏源兩極短路即幾=0時(shí)，柵源電壓Ucs（一般取IUGS|=10V）與柵極電流的比值，

即為降低）。由于輸入端為反向偏置的PN結(jié)，該電阻值很大，結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的及s的可大

于10’。。

主要交流參數(shù)

①低頻跨到gm

在UQ常數(shù)時(shí)，漏極電流的微變量和引起這個(gè)變化的柵源電壓”的微變量值比。g,,

的物理意義就是柵極電壓又每變化IV,看看漏極電流h變化幾個(gè)mA。gm需

跨導(dǎo)反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制能力（即放大能力），它相當(dāng)于轉(zhuǎn)移特性曲

線上工作點(diǎn)處的斜率。單位為毫西門子。

②交流輸出電阻以

指輸出特性曲線上某一點(diǎn)斜率的倒數(shù)。它的大小反映了5對(duì)i0的影響。

極限參數(shù)

①漏源擊穿電壓U（BR）DS

②柵源擊穿電壓U（BR）GS

③最大耗散功率PMPW叫si。

18

5、增強(qiáng)型N溝道MOS管

6、耗盡型N溝道MOS管

儲(chǔ)梅〉類

（MOSFET1

N型溝道

絕依相增

(MOSFET)演

V

N型溝ifi

絕緣冊(cè)耗

（）盡

MOSFET型

P劈用道

絕緣榔m

a

fMOSFET)?

P暨溝ifl

結(jié)卡

（JFET）盡

P型溝道型

結(jié)型

ft然

（JFET）

里

N”溝道

19

十、放大電路基礎(chǔ)

三極管放大電路的組成原則就是利用三極管的電流放大作用，再配合上適當(dāng)?shù)耐怆?/p>

路，使小信號(hào)能輸入、被放大了的信號(hào)能輸出，這樣就可以組成電壓放大電路。

1、基本放大電路

圖中EB、Rb，、Ecc就是用來給管子發(fā)射結(jié)提供正向偏置，集電結(jié)提供反向偏置的。

為了使信號(hào)能夠加到放大電路上來，則將輸入信號(hào)口經(jīng)大電容G加到管子的發(fā)射結(jié)

上，這樣齒的變化將導(dǎo)致管子發(fā)射結(jié)電壓喘的變化，從而引起品的變化，由于管子的

電流放大作用，L隨之而變化。如果不加電阻反，那么雖然Ic隨U變化，但管子C、E

兩端的電壓火總等于良，因而信號(hào)無法輸出。為了能使信號(hào)輸出，電路中加了負(fù)載電

阻Rc。Rc的作用時(shí)將變化的電流L：轉(zhuǎn)換成變化的電壓輸出，此時(shí)UCE=E「LRC。當(dāng)L變化

時(shí)，又將隨之而變。為了將變化的信號(hào)輸出，可將電壓及經(jīng)大電容C2加到負(fù)載電阻及

上，R上得到的電壓即為交流輸出電壓U。。

這里電容G、C,稱為耦合電容，其作用是將直流隔斷而使交流信號(hào)可以通過。購、

G一般容量為幾十~一百nF,均為電解電容器，這是一種極性電容器，其代表符號(hào)是電

容符號(hào)旁加一個(gè)“+”號(hào)。在接入電路時(shí)“+”極性端應(yīng)接在電路的高電位側(cè)，如C"+”

接反的正極性端，C?"+”接在E,.的正極性端。如果極性接反，則電容的漏電大且擊穿

電壓降低，容易被擊穿而造成事故。由于C、C,容量較大，因此對(duì)一般的交流信號(hào)（如

幾百Hz以上的信號(hào)），其容抗值很小，可以看作是短路。

R.的作用有二，一是改變RB可以改變靜態(tài)h的值。因?yàn)榘l(fā)射結(jié)正向?qū)〞r(shí)如々約等

于0.7V（硅管）（考慮靜態(tài)時(shí)的耳時(shí)。即小，忽略管子內(nèi)阻）,則電流IB-（EB-0.7）/RB,

故R,變，L,隨之而變。二是加七（大電阻），信號(hào)口才能輸入。否則輸入信號(hào)〃將被匕

短路。

當(dāng)加入交流信號(hào)口以后，管子各點(diǎn)電壓電流均為一個(gè)直流加一個(gè)交流。設(shè)口為正弦

信號(hào)，其瞬時(shí)值的表達(dá)式為U,=U屈in3t（V）。此時(shí)加在管子發(fā)射結(jié)上的電壓近為電

容&上的電壓隊(duì)鶴和輸入信號(hào)〃之和，即UBE=UBEQ+U廟sin3t。在UB時(shí)作用下產(chǎn)生直流電流

IBQ，在交流電壓IM乍用下產(chǎn)生交流電流ib，則總的耳為iB=U+ib=I附+hsin3t。集電

極電流上比ip大B倍，即ic=Bi|；=BIM+3IaMsinwt=Ia!+ICMsinwto

應(yīng)當(dāng)指出，此時(shí)流入管子集電極的這個(gè)電流又是由兩路合成的，一路是由&經(jīng)R.

流入的，它包括直流電流I和交流電流％sin3t的一部分，用力表示；另一路是電容

G上的電壓UCEQ經(jīng)管子和R放電產(chǎn)生的電流，這一路只有交流電101sin3t的其余部分，

用彳表示。這一路電流產(chǎn)生的原理是由于C,容量很大，充放電很慢，在信號(hào)"的一個(gè)周

期內(nèi)，G兩端電壓基本不變，因此在〃正半周時(shí)，i,增加，又增加，k下降，即管壓降

Ua減小，小于靜態(tài)時(shí)UCEQ的值，故引起UC2經(jīng)管子和RL放電，產(chǎn)生電流立。則此時(shí)的管壓

20

降k=E「（Ig+，c）"EcTgRc-tRc，其中'是交流電流Lisinat的一部分，可寫成

?ifR]Rr

將G的表達(dá)式和I，的表達(dá)式帶入式ura=E（-（ICQ+tc）Rr=Ec-LoRc-qR,,得

&E=UCEQ—R+RL%sin3tR(=U(：EQ-RI0|Sin3t

如果令R；=：*：,則&產(chǎn)Ug-R；ic，注：i.為純交流。

LRC+RLL

經(jīng)電容C2隔直厚，輸出電壓U。的瞬時(shí)直表達(dá)式為u產(chǎn)-Rjc，

改用正弦有效值表示U°=-/c4

由于/c比。大了B倍，則選取適當(dāng)?shù)碾娮柰?，就可使U。比心大幾十導(dǎo)幾百倍，實(shí)現(xiàn)了小

信號(hào)的電壓放大。式中的負(fù)號(hào)表示輸出與輸入相位相反。

非線性失真與最大不失真輸出幅度U0M

所謂不失真，就是輸出信號(hào)與輸入信號(hào)應(yīng)時(shí)幾何上的相似形，如果不相似，則產(chǎn)生

了失真。嚴(yán)格的講，由于三極管特性曲線的非線性，即使輸入信號(hào)較小、工作點(diǎn)選擇合

適，輸出信號(hào)也會(huì)有一定程度的失真，不過失真很小，可以忽略。但是，如果工作點(diǎn)選

擇不當(dāng)或輸入信號(hào)過大，輸出信號(hào)波形將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重失真。這種失真是由于電路的工作

范圍超出了三極管特性曲線的線性區(qū)而引起的，稱為非線性失真。

截止失真：因管子一段時(shí)間截止而引起的失真，稱為截止失真。波形一端被削掉。

飽和失真：因管子一段時(shí)間工作在飽和區(qū)引起的失真，稱為飽和失真。波形另一端

被削掉。

三極管的小信號(hào)線性模型

對(duì)交流而言，三級(jí)管輸入段（b到c）看，相當(dāng)于一個(gè)電阻打.，當(dāng)丁的方向如圖所

示時(shí)，h的方向?yàn)閺腷流向e,即rbe當(dāng)。

匕

由于三極管的電流放大作用，集電極電流ic將是ib的B倍，L方向?yàn)閺腃流到e,

故從三極管輸出端看入i.為受八控制的受控電流源B八。但從三極管的輸出特性曲線上

看，曲線在放大區(qū)中并不是與橫軸平行的。當(dāng)I,不變，而L有一個(gè)增量時(shí)，L的值也

略有增加。也就是說，從輸出端看，i..除受溫控制外，當(dāng)uce變化時(shí)，ic也隨之有微小

的變化，即相當(dāng)有一個(gè)電阻與受控電流源Bib并聯(lián)，磁電阻為c到e的動(dòng)態(tài)電阻，記作

r?.o這樣就得到了三極管的小信號(hào)線性模型一一微變等效模型。

由于等效模型沒有考慮管子的結(jié)電容，故只對(duì)低頻適用。

21

①動(dòng)態(tài)輸入電阻孔，

rb=300+(B+1);

lC

②電流放大系數(shù)B

B值在20~200之間，一般給出，如果未給，也可從輸出特性上求出。

當(dāng)”=U改時(shí)，6=生

③動(dòng)態(tài)輸出電阻心

心的值很大，一般約為100~200kQ?？捎啥蚶坠接?jì)算口用比

1c

共射放大電路的直流通路及靜態(tài)工作點(diǎn)