电子元器件基础知识介绍ppt课件

常用电子元器件知识简介 单志友 我们锐锢商城售后服务主要接触的是电焊机 电动工具 空压机等电器设备的维修 这些设备都离不开电子元器件 因此 学习和掌握常用元器件的性能 用途 质量判别方法 对提高维修能力将起重要的保证作用 电阻 电容 电感 二极管 三极管等都是电子电路常用的器件 一 电阻 1 电阻的概念导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻 电阻小的物质称为电导体 简称导体 电阻大的物质称为电绝缘体 简称绝缘体 导体的电阻通常用字母R表示 电阻的单位是欧姆 简称欧 符号是 比较大的单位有千欧 k 兆欧 M 电阻器简称电阻 Resistor 通常用 R 表示 是所有电子电路中使用最多的元件 电阻的主要物理特征是变电能为热能 也可说它是一个耗能元件 电流经过它就产生内能 电阻在电路中通常起分压分流的作用 对信号来说 交流与直流信号都可以通过电阻 2 电阻的分类a 按阻值特性固定电阻 可调电阻 特种电阻 敏感电阻 不能调节的 我们称之为固定电阻 而可以调节的 我们称之为可调电阻 常见的例如直流逆变焊机电流调节器 主要应用于电压分配的 我们称之为电位器 b 按制造材料碳膜电阻 金属膜电阻 线绕电阻 捷比信电阻 薄膜电阻等 C 按安装方式插件电阻 贴片电阻d 按功能分负载电阻 采样电阻 分流电阻 保护电阻等 3 电阻的主要参数a 标称阻值 标称在电阻器上的电阻值称为标称值 单位 k M 标称值是根据国家制定的标准系列标注的 不是生产者任意标定的 不是所有阻值的电阻器都存在 b 允许误差 电阻器的实际阻值对于标称值的最大允许偏差范围称为允许误差 误差代码 F G J K 常见的误差范围是 0 01 0 05 0 1 0 5 0 25 1 2 5 等 c 额定功率 指在规定的环境温度下 假设周围空气不流通 在长期连续工作而不损坏或基本不改变电阻器性能的情况下 电阻器上允许的消耗功率 常见的有1 16W 1 8W 1 4W 1 2W 1W 2W 5W 10W 4 阻值和误差的标注方法电容上数码标示479为47 10 1 4 7pF 而标志是0或000的电阻器 表示是跳线 阻值为0 数码法标示时 电阻单位为欧姆 电容单位为pF 电感一般不用数码标示 阻值和误差的标注方法a 直标法 将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上 eg 5 1k 5 5 1k Jb 文字符号法 将文字 数字两者有规律组合起来表示电阻器的主要参数 eg 0 1 1 0R1 3 3 3 3 3R3 3K3 3 3K c 色标法 用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级 普通电阻一般有4环表示 精密电阻用5环 d 数码法用三位数字表示元件的标称值 从左至右 前两位表示有效数位 第三位表示10 n n 0 8 当n 9时为特例 表示10 1 0 10欧带小数点电阻值表示为XRX RXX eg 471 470 105 1M2R2 2 2 塑料电阻器的103表示10 10 3 10k 片状电阻多用数码法标示 如512表示5 1k 色环电阻a 四环电阻 因表示误差的色环只有金色或银色 色环中的金色或银色环一定是第四环 b 五环电阻 此为精密电阻 1 从阻值范围判断 因为一般电阻范围是0 10M 如果我们读出的阻值超过这个范围 可能是第一环选错了 2 从误差环的颜色判断 表示误差的色环颜色有银 金 紫 蓝 绿 红 棕 如里靠近电阻器端头的色环不是误差颜色 则可确定为第一环 识别色环电阻的阻值目前 电子产品广泛采用色环电阻 其优点是在装配 调试和修理过程中 不用拨动元件 即可在任意角度看清色环 读出阻值 使用方便 一个电阻色环由4部分组成 不包括精密电阻 四个色环的其中第一 二环分别代表阻值的前两位数 第三环代表10的幂 第四环代表误差 第一 二环每种颜色所代表的数 棕 1 红 2 橙 3 黄 4 绿 5 蓝 6 紫 7 灰 8 白 9 黑 0 从数量级来看 大体上可把它们划分为三个大的等级 即 金 黑 棕色是欧姆级的 红是千欧级 橙 黄色是十千欧级的 绿是兆欧级 蓝色则是十兆欧级的 这样划分一下也好记忆 所以要先看第三环颜色 倒数第2个颜色 才能准确 第四环颜色所代表的误差 金色为5 银色为10 无色为20 下面举例说明 例1四个色环颜色为 黄橙红金读法 前三颜色对应的数字为432 金为5 所以阻值为43X10 2 4300 4 3K 误差为5 5 普通电阻的选用常识a 正确选有电阻器的阻值和误差 b 注意电阻器的极限参数 c 要首选通用型电阻器 d 根据电路特点选用 e 根据电路板大小选用电阻 6 敏感电阻常识a 热敏电阻 b 光敏电阻 c 压敏电阻 压敏电阻的最大特点是当加在它上面的电压低于它的阀值 UN 时 流过它的电流极小 相当于一只关死的阀门 当电压超过UN时 流过它的电流激增 相当于阀门打开 利用这一功能 可以抑制电路中经常出现的异常过电压 保护电路免受过电压的损害 根据使用目的的不同 可将压敏电阻区分为两大类 保护用压敏电阻 电路功能用压敏电阻 保护用压敏电阻 1 区分电源保护用 还是信号线 数据线保护用压敏电阻器 它们要满足不同的技术标准的要求 2 根据施加在压敏电阻上的连续工作电压的不同 可将跨电源线用压敏电阻器区分为交流用或直流用两种类型 压敏电阻在这两种电压应力下的老化特性表现不同 3 根据压敏电阻承受的异常过电压特性的不同 可将压敏电阻区分为浪涌抑制型 高功率型和高能型这三种类型 浪涌抑制型 是指用于抑制雷电过电压和操作过电压等瞬态过电压的压敏电阻器 这种瞬态过电压的出现是随机的 非周期的 电流电压的峰值可能很大 绝大多数压敏电阻器都属于这一类 高功率型 是指用于吸收周期出现的连续脉冲群的压敏电阻器 例如并接在开关电源变换器上的压敏电阻 这里冲击电压周期出现 且周期可知 能量值一般可以计算出来 电压的峰值并不大 但因出现频率高 其平均功率相当大 高能型 指用于吸收发电机励磁线圈 起重电磁铁线圈等大型电感线圈中的磁能的压敏电压器 对这类应用 主要技术指标是能量吸收能力 压敏电阻器的保护功能 绝大多数应用场合下 是可以多次反复作用的 但有时也将它做成电流保险丝那样的 一次性 保护器件 例如并接在某些电流互感器负载上的带短路接点压敏电阻 电路功能用压敏电阻压敏电阻主要应用于瞬态过电压保护 但是它的类似于半导体稳压管的伏安特性 还使它具有多种电路元件功能 例如可用作 1 直流高压小电流稳压元件 其稳定电压可高达数千伏以上 这是硅稳压管无法达到的 2 电压波动检测元件 3 直流电瓶移位元件 4 均压元件 5 荧光启动元件保护用压敏电阻的基本性能 1 保护特性 当冲击源的冲击强 或冲击电流Isp Usp Zs 不超过规定值时 压敏电阻的限制电压不允许超过被保护对象所能承受的冲击耐电压 Urp 2 耐冲击特性 即压敏电阻本身应能承受规定的冲击电流 冲击能量 以及多次冲击相继出现时的平均功率 3 寿命特性有两项 一是连续工作电压寿命 即压敏电阻在规定环境温度和系统电压条件应能可靠地工作规定的时间 小时数 二是冲击寿命 即能可靠地承受规定的冲击的次数 4 压敏电阻介入系统后 除了起到 安全阀 的保护作用外 还会带入一些附加影响 这就是所谓 二次效应 它不应降低系统的正常工作性能 这时要考虑的因素主要有三项 一是压敏电阻本身的电容量 几十到几万PF 二是在系统电压下的漏电流 三是压敏电阻的非线性电流通过源阻抗的耦合对其他电路的影响 注 电阻在低频的时候表现出来的主要特性是电阻特性 但在高频时 不仅表现出电阻特性 还表现出电抗特性的一面这在无线电方面 射频电路中尤其重要 电阻的联接 电阻串联阻值增加 计算公式 R R1 R2 在电路中电流相等 阻值越大 分压也越大电阻并联阻值减小 计算公式 R R1 R2 R1 R2 在电路中电压相等 阻值越小 电流越大 二 电容 1 电容的概念电容 或称电容量 是表征电容器容纳电荷本领的物理量 我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量 叫做电容器的电容 电容主要应用于电源滤波 信号滤波 信号耦合 谐振 隔直流等电路中 2 电容器的型号命名方法国产电容器的型号一般有四部分组成 不适用于压敏 可变 真空电容器 依次分别代表名称 材料 分类和序号 第一部分 名称 用字母表示 电容器用C 第二部分 材料 用字母表示 第三部分 分类 一般用数字表示 个别用字母表示 第四部分 序号 用数字表示 用字母表示产品的材料 A 钽电解 B 聚苯乙烯等非极性薄膜 C 高频陶瓷 D 铝电解 E 其它材料电解 G 合金电解 H 复合介质 I 玻璃釉 J 金属化纸 L 涤纶等极性有机薄膜 N 铌电解 O 玻璃膜 Q 漆膜 T 低频陶瓷 V 云母纸 Y 云母 Z 纸介 3 电容功能分类介绍a 铝电解电容 CD 电容量 0 47 10000 额定电压 6 3 450V主要特点 体积小 容量大 损耗大 漏电大应用 电源滤波 低频耦合 去耦 旁路等b 名称 钽电解电容 CA 铌电解电容 CN 电容量 0 1 1000 额定电压 6 3 125V主要特点 损耗 漏电小于铝电解电容应用 在要求高的电路中代替铝电解电容c 名称 陶瓷介质微调电容器可变电容量 0 3 22p主要特点 损耗较小 体积较小应用 精密调谐的高频振荡回路 d 名称 云母电容 CY 电容量 10p 0 1 额定电压 100V 7KV主要特点 高稳定性 高可靠性 温度系数小应用 高频振荡 脉冲等要求较高的电路e 名称 薄膜介质可变电容器可变电容量 15 550p主要特点 体积小 重量轻 损耗比空气介质的大应用 通讯 广播接收机等f 名称 独石电容容量范围 0 5PF 1MF耐压 二倍额定电压 应用范围 广泛应用于电子精密仪器 各种小型电子设备作谐振 耦合 滤波 旁路 独石电容的特点 电容量大 体积小 可靠性高 电容量稳定 耐高温耐湿性好等 4 电容器的主要参数和应用a 标称电容量 CR 电容器产品标出的电容量值 b 类别温度范围电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围 该范围取决于它相应类别的温度极限值 如上限类别温度 下限类别温度 额定温度 可以连续施加额定电压的最高环境温度 等 c 额定电压 UR 在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下 可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值 d 损耗角正切 tan 在规定频率的正弦电压下 电容器的损耗功率除以电容器的无功功率 e 电容器的温度特性通常是以20 基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示 f 使用寿命电容器的使用寿命随温度的增加而减小 主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化 g 绝缘电阻由于温升引起电子活动增加 因此温度升高将使绝缘电阻降低 电容器包括固定电容器和可变电容器两大类 三 电感 电感是用线圈制作的 它是由导线一圈一圈地绕在绝缘管上 导线彼此相互绝缘 而绝缘管可以是空心的 也可以包含铁芯或磁粉芯 简称电感 用 L 表示 单位亨 H 毫亨 mH 微亨 H 它的作用多是扼流滤波和滤除高频杂波 它的外形有很多种 有的像电阻 有的像二极管 有的一看上去就是线圈 1 电感的分类 1 按电感的形式分 固定电感 可变电感 2 按导磁体性质分类 空芯线圈 铁氧体线圈 铁芯线圈 铜芯线圈 3 按工作性质分类 天线线圈 震荡线圈 扼流线圈 偏转线圈 4 按线圈结构分类 单层线圈 多层线圈 蜂房式线圈 2 电感的主要特性参数 1 电感量L 电感量L表示线圈本身固有的特性 与电流大小无关 除专门的电感线圈 色码电感 外 电感量一般不专门标注在线圈上 而以特定的名称标注 2 感抗XL 电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL 单位是欧姆 它与电感量L和交流电频率f的关系为 XL 2 fL 3 品质因素Q 品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量 Q为感抗XL与其等效的电阻的比值 即Q XL R 线圈的Q值愈高 回路的损耗愈小 线圈的Q值与导线的直流电阻 骨架的介质损耗 屏蔽罩或铁芯引起的损耗 高频趋肤效应的影像等因素有关 线圈的Q值通常为几十到几百 4 分布电容 线圈的匝与匝间 线圈与屏蔽罩间 线圈与底板间存在的电容被称为分布电容 分布电容的存在使线圈的Q值减小 稳定性变差 因而线圈的分布电容越小越好 5 允许误差 电感量实际值与标称之差除以标称值所得的百分数 6 标称电流 指线圈允许通过的电流大小 通常用字母A B C D E分别表示 标称电流值为50mA 150mA 300mA 700mA 1600mA 3 电感的作用基本作用 滤波 振荡 延迟 陷波等形象说法 通直流 阻交流 细化解说 在电子线路中 电感线圈对交流有限流作用 它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器 移相电路及谐振电路等 变压器可以进行交流耦合 变压 变流和阻抗变换等 由感抗XL 2 fL知 电感L越大 频率f越高 感抗就越大 该电感器两端电压的大小与电感L成正比 还与电流变化速度 i t成正比 这关系也可用下式表示 电感线圈也是一个储能元件 它以磁的形式储存电能 储存的电能大小可用下式表示 WL 1 2Li2 可见 线圈电感量越大 流过越大 储存的电能也就越多 电感在电路最常见的作用就是与电容一起 组成LC滤波电路 LC滤波电路在线路板电源部分的电感一般是由线径非常粗的漆包线环绕在涂有各种颜色的圆形磁芯上 而且附近一般有几个高大的滤波铝电解电容 这二者组成的就是上述的LC滤波电路 另外 线路板还大量采用 蛇行线 贴片钽电容 来组成LC电路 因为蛇行线在电路板上来回折行 也可以看作一个小电感 4 常用电感线圈 1 单层线圈单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上 如晶体管收音机中波天线线圈 2 蜂房式线圈如果所绕制的线圈 其平面不与旋转面平行 而是相交成一定的角度 这种线圈称为蜂房式线圈 而其旋转一周 导线来回弯折的次数 常称为折点数 蜂房式绕法的优点是体积小 分布电容小 而且电感量大 蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制 折点越多 分布电容越小 3 铁氧体磁芯和铁粉芯线圈线圈的电感量大小与有无磁芯有关 在空芯线圈中插入铁氧体磁芯 可增加电感量和提高线圈的品质因素 4 铜芯线圈铜芯线圈在超短波范围应用较多 利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量 这种调整比较方便 耐用 5 色码电感线圈是一种高频电感线圈 它是在磁芯上绕上一些漆包线后再用环氧树脂或塑料封装而成 它的工作频率为10KHz至200MHz 电感量一般在0 1 H到3300 H之间 色码电感器是具有固定电感量的电感器 其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记 其单位为 H 5 电感的型号 规格及命名 1 片状电感个别示意图 贴片绕线电感贴片叠层电感电感量 10NH 1MH材料 铁氧体绕线型陶瓷叠层精度 J 5 K 10 M 20 2 功率电感个别示意图 贴片功率电感屏蔽式功率电感电感量 1NH 20MH带屏蔽 不带屏蔽 3 片状磁珠个别示意图 贴片磁珠贴片大电流磁珠 种类 CBG 普通型 阻抗 5 3K CBH 大电流 阻抗 30 120 CBY 尖峰型 阻抗 5 2K 规格 0402 0603 0805 1206 1210 1806 贴片磁珠 规格 SMB302520 SMB403025 SMB853025 贴片大电流磁珠 4 插件磁珠规格 RH3 5 5 色环电感插件的色环电感读法 同色环电阻的标示 电感量 0 1 H 22MH豆形电感 0 1 H 22MH精度 J 5 K 10 M 20 精度 J 5 K 10 M 20 6 常见的磁芯磁环铁粉芯系列材质有 2材 红 透明 8材 黄 红 18材 绿 红 26材 黄 白 28材 灰 绿 33材 灰 黄 38材 灰 黑 40材 绿 黄 45材 黑色 52材 绿 蓝 尺寸 外径大小从30到400D 注解 外径从7 8mm到102mm 铁硅铝系列主要u值有 60 75 90 125 尺寸 外径大小从3 5mm到77 8mm 7 电感在使用过程中要注意的事项 1 电感使用的场合潮湿与干燥 环境温度的高低 高频或低频环境 要让电感表现的是感性 还是阻抗特性等 都要注意 2 电感的频率特性在低频时 电感一般呈现电感特性 既只起蓄能 滤高频的特性 但在高频时 它的阻抗特性表现的很明显 有耗能发热 感性效应降低等现象 不同的电感 其高频特性都不一样 3 电感设计要承受的最大电流 及相应的发热情况 4 使用磁环时 对照上面的磁环部分 找出对应的L值 对应材料的使用范围 5 注意导线 漆包线 纱包或裸导线 常用的漆包线 要找出最适合的线经 四 二极管 半导体二极管又称晶体二极管 简称二极管 diode 它只往一个方向传送电流的电子零件 它是一种具有1个零件号接合的2个端子的器件 具有按照外加电压的方向 使电流流动或不流动的性质 1 二极管的工作原理晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p n结 在其界面处两侧形成空间电荷层 并建有自建电场 当不存在外加电压时 由于p n结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态 当外界有正向电压偏置时 外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流 当外界有反向电压偏置时 外界电场和自建电场进一步加强 形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0 当外加的反向电压高到一定程度时 p n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程 产生大量电子空穴对 产生了数值很大的反向击穿电流 称为二极管的击穿现象 2 二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性 在电路中 电流只能从二极管的正极流入 负极流出 下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性 a 正向特性在电子电路中 将二极管的正极接在高电位端 负极接在低电位端 二极管就会导通 这种连接方式 称为正向偏置 必须说明 当加在二极管两端的正向电压很小时 二极管仍然不能导通 流过二极管的正向电流十分微弱 只有当正向电压达到某一数值 这一数值称为 门槛电压 锗管约为0 2V 硅管约为0 6V 以后 二极管才能直正导通 导通后二极管两端的电压基本上保持不变 锗管约为0 3V 硅管约为0 7V 称为二极管的 正向压降 b 反向特性在电子电路中 二极管的正极接在低电位端 负极接在高电位端 此时二极管中几乎没有电流流过 此时二极管处于截止状态 这种连接方式 称为反向偏置 二极管处于反向偏置时 仍然会有微弱的反向电流流过二极管 称为漏电流 当二极管两端的反向电压增大到某一数值 反向电流会急剧增大 二极管将失去单方向导电特性 这种状态称为二极管的击穿 3 二极管的主要参数a 最大整流电流是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值 其值与PN结面积及外部散热条件等有关 因为电流通过管子时会使管芯发热 温度上升 温度超过容许限度 硅管为141左右 锗管为90左右 时 就会使管芯过热而损坏 所以在规定散热条件下 二极管使用中不要超过二极管最大整流电流值 例如 常用的IN4001 4007型锗二极管的额定正向工作电流为1A b 最高反向工作电压加在二极管两端的反向电压高到一定值时 会将管子击穿 失去单向导电能力 为了保证使用安全 规定了最高反向工作电压值 例如 IN4001二极管反向耐压为50V IN4007反向耐压为1000V c 反向电流反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下 流过二极管的反向电流 反向电流越小 管子的单方向导电性能越好 值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系 大约温度每升高10 反向电流增大一倍 例如2AP1型锗二极管 在25 时反向电流若为250uA 温度升高到35 反向电流将上升到500uA 依此类推 在75 时 它的反向电流已达8mA 不仅失去了单方向导电特性 还会使管子过热而损坏 又如 2CP10型硅二极管 25 时反向电流仅为5uA 温度升高到75 时 反向电流也不过160uA 故硅二极管比锗二极管在高温下具有较好的稳定性 d 最高工作频率二极管工作的上限频率 超过此值时 由于结电容的作用 二极管将不能很好地体现单向导电性 4 二极管的类型 1 按照所用的半导体材料分a 锗二极管 Ge管 b 硅二极管 Si管 2 根据用途分a 检波二极管就原理而言 从输入信号中取出调制信号是检波 以整流电流的大小 100mA 作为界线通常把输出电流小于100mA的叫检波 锗材料点接触型 工作频率可达400MHz 正向压降小 结电容小 检波效率高 频率特性好 为2AP型 类似点触型那样检波用的二极管 除用于检波外 还能够用于限幅 削波 调制 混频 开关等电路 也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件 b 整流二极管就原理而言 从输入交流中得到输出的直流是整流 以整流电流的大小 100mA 作为界线通常把输出电流大于100mA的叫整流 面结型 工作频率小于KHz 最高反向电压从25伏至3000伏分A X共22档 分类如下 硅半导体整流二极管2CZ型 硅桥式整流器QL型 用于电视机高压硅堆工作频率近100KHz的2CLG型 c 稳压二极管是代替稳压电子二极管的产品 被制作成为硅的扩散型或合金型 是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管 作为控制电压和标准电压使用而制作的 二极管工作时的端电压 又称齐纳电压 从3V左右到150V 按每隔10 能划分成许多等级 在功率方面 也有从200mW至100W以上的产品 工作在反向击穿状态 硅材料制作 动态电阻RZ很小 一般为2CW型 将两个互补二极管反向串接以减少温度系数则为2DW型 d 开关二极管有在小电流下 10mA程度 使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管 小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管 也有在高温下还可能工作的硅扩散型 台面型和平面型二极管 开关二极管的特长是开关速度快 而肖特基型二极管的开关时间特短 因而是理想的开关二极管 2AK型点接触为中速开关电路用 2CK型平面接触为高速开关电路用 用于开关 限幅 钳位或检波等电路 肖特基 SBD 硅大电流开关 正向压降小 速度快 效率高 e 发光二极管用磷化镓 磷砷化镓材料制成 体积小 正向驱动发光 工作电压低 工作电流小 发光均匀 寿命长 可发红 黄 绿单色光 f 限幅二极管大多数二极管能作为限幅使用 也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管 为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用 通常使用硅材料制造的二极管 也有这样的组件出售 依据限制电压需要 把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体 3 按照管芯结构分a 点接触型二极管b 面接触型二极管c 平面型二极管 点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面 通以脉冲电流 使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起 形成一个 PN结 由于是点接触 只允许通过较小的电流 不超过几十毫安 适用于高频小电流电路 如收音机的检波等 面接触型二极管的 PN结 面积较大 允许通过较大的电流 几安到几十安 主要用于把交流电变换成直流电的 整流 电路中 平面型二极管是一种特制的硅二极管 它不仅能通过较大的电流 而且性能稳定可靠 多用于开关 脉冲及高频电路中 5 二极管的应用a 整流二极管利用二极管单向导电性 可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电 b 开关元件二极管在正向电压作用下电阻很小 处于导通状态 相当于一只接通的开关 在反向电压作用下 电阻很大 处于截止状态 如同一只断开的开关 利用二极管的开关特性 可以组成各种逻辑电路 c 限幅元件二极管正向导通后 它的正向压降基本保持不变 硅管为0 7V 锗管为0 3V 利用这一特性 在电路中作为限幅元件 可以把信号幅度限制在一定范围内 d 继流二极管在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用 e 检波二极管在收音机中起检波作用 f 变容二极管使用于电视机的高频头中 g 显示元件用于电视机显示器上 6 测试二极管的好坏测试前先把万用表的转换开关拨到欧姆档的R 1K档位 注意不要使用R 1档 以免电流过大烧坏二极管 再将红 黑两根表笔短路 进行欧姆调零 a 正向特性测试把万用表的黑表笔 表内正极 搭触二极管的正极 红表笔 表内负极 搭触二极管的负极 若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间 这时的阻值就是二极管的正向电阻 一般正向电阻越小越好 若正向电阻为0值 说明管芯短路损坏 若正向电阻接近无穷大值 说明管芯断路 短路和断路的管子都不能使用 b 反向特性测试把万用表的红表笔搭触二极管的正极 黑表笔搭触二极管的负极 若表针指在无穷大值或接近无穷大值 二极管就是合格的 五 三极管半导体三极管也称双极型晶体管 晶体三极管 简称三极管 是一种电流控制电流的半导体器件 作用 把微弱信号放大成辐值较大的电信号 也用作无触点开关 1 工作原理晶体三极管 以下简称三极管 按材料分有两种 锗管和硅管 而每一种又有NPN和PNP两种结构形式 但使用最多的是硅NPN和PNP两种三极管 两者除了电源极性不同外 其工作原理都是相同的 下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理 对于NPN管 它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成 发射区与基区之间形成的PN结称为发射结 而集电区与基区形成的PN结称为集电结 三条引线分别称为发射极e 基极b和集电极c 当b点电位高于e点电位零点几伏时 发射结处于正偏状态 而c点电位高于b点电位几伏时 集电结处于反偏状态 集电极电源Ec要高于基极电源Eb 在制造三极管时 有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的 同时基区做得很薄 而且 要严格控制杂质含量 这样 一旦接通电源后 由于发射结正偏 发射区的多数载流子 电子 基极区的多数载流子 空穴 很容易地越过发射结互相向对方扩散 但因前者的浓度基大于后者 所以通过发射结的电流基本上是电子流 这股电子流称为发射极电流了 由于基区很薄 加上集电结的反偏 注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电集电流Ic 只剩下很少 1 10 的电子在基区的空穴进行复合 被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给 从而形成了基极电流Ib 根据电流连续性原理得 Ic Ib Ie这就是说 在基极补充一个很小的Ib 就可以在集电极上得到一个较大的Ic 这就是所谓电流放大作用 Ic与Ib是维持一定的比例关系 即 1 Ic Ib式中 1 称为直流放大倍数 集电极电流的变化量 Ic与基极电流的变化量 Ib之比为 Ic Ib 式中 称为交流电流放大倍数 由于低频时 1和 的数值相差不大 所以有时为了方便起见 对两者不作严格区分 值约为几十至一百多 三极管是一种电流放大器件 但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用 通过电阻转变为电压放大作用 2 三极管的三种工作状态a 截止状态 当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压 基极电流为零 集电极电流和发射极电流都为零 三极管这时失去了电流放大作用 集电极和发射极之间相当于开关的断开状态 我们称三极管处于截止状态 b 放大状态 当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压 并处于某一恰当的值时 三极管的发射结正向偏置 集电结反向偏置 这时基极电流对集电极电流起着控制作用 使三极管具有电流放大作用 其电流放大倍数 Ic Ib 这时三极管处放大状态 c 饱和导通状态 当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压 并当基极电流增大到一定程度时 集电极电流不再随着基极电流的增大而增大 而是处于某一定值附近不怎么变化 这时三极管失去电流放大作用 集电极与发射极之间的电压很小 集电极和发射极之间相当于开关的导通状态 三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态 根据三极管工作时各个电极的电位高低 就能判别三极管的工作状态 使用多用电表检测三极管三极管基极的判别 根据三极管的结构示意图 我们知道三极管的基极是三极管中两个PN结的公共极 因此 在判别三极管的基极时 只要找出两个PN结的公共极 即为三极管的基极 具体方法是将多用电表调至电阻挡的R 1k挡 先用红表笔放在三极管的一只脚上 用黑表笔去碰三极管的另两只脚 如果两次全通 则红表笔所放的脚就是三极管的基极 如果一次没找到 则红表笔换到三极管的另一个脚 再测两次 如还没找到 则红表笔再换一下 再测两次 如果还没找到 则改用黑表笔放在三极管的一个脚上 用红表笔去测两次看是否全通 若一次没成功再换 这样最多没量12次 总可以找到基极 三极管类型的判别 三极管只有两种类型 即PNP型和NPN型 判别时只要知道基极是P型材料还N型材料即可 当用多用电表R 1k挡时 黑表笔代表电源正极 如果黑表笔接基极时导通 则说明三极管的基极为P型材料 三极管即为NPN型 如果红表笔接基极导通 则说明三极管基极为N型材料 三极管即为PNP型 3 三极管的分类 a 按材质分 硅管 锗管b 按结构分 NPN PNPc 按功能分 开关管 功率管 达林顿管 光敏管等 d 按功率分 小功率管 中功率管 大功率管e 按工作频率分 低频管 高频管 超频管f 按结构工艺分 合金管 平面管3 三极管的主要参数a 特征频率fT 当f fT时 三极管完全失去电流放大功能 如果工作频率大于fT 电路将不正常工作 b 工作电压 电流用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围 c hFE电流放大倍数 d VCEO集电极发射极反向击穿电压 表示临界饱和时的饱和电压 e PCM最大允许耗散功率 f 封装形式指定该管的外观形状 如果其它参数都正确 封装不同将导致组件无法在电路板上实现 六场效应管 特点 具有输入电阻高 100000000 1000000000 噪声小 功耗低 动态范围大 易于集成 没有二次击穿现象 安全工作区域宽 热稳定性好等优点 现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者 结型场效应管JFET 绝缘栅型场效应管MOS 场效应管有两种 结型场效应管 JFET 因有两个PN结而得名 绝缘栅型场效应管 JGFET 则因栅极与其他电极完全绝缘而得名 A 场效应管的种类 一 场效应管的分类 按沟道半导体材料的不同 结型和绝缘栅型各分N沟道和P沟道两种 绝缘栅型场效应管与结型场效应管的不同之处在于它们的导电方式不同 若按导电方式来划分 绝缘栅型场效应管又可分成耗尽型与增强型 结型场效应管均为耗尽型 N沟道 P沟道 增强型 耗尽型 N沟道 P沟道 N沟道 P沟道 耗尽型 场效应晶体管的种类 二 场效应管的识别与检测 1 场效应管外形的识别 塑料封装场效应管 2 场效应管的符号 在有些大功率MOSFET管中的G S极间或D S极间增加了保护二极管 以保护管子不致于被静电击穿 这种管子的电路图符号如图所示 3 场效应管引脚的识别 场效应管也有三个引脚 分别是栅极 又称控制极 源极 漏极3个端子 场效应管可看作一只普通晶体三极管 栅极G对应基极b 漏极D对应集电极C 源极S对应发射极E N沟道对应NPN型晶体管 P沟道对应PNP晶体管 GDS 散热片 先用MF10型万用表R 100K 挡 内置有15V电池 把负表笔 黑 接栅极 G 正表笔 红 接源极 S 给栅 源极之间充电 此时万用表指针有轻微偏转 再该用万用表R 1 挡 将负表笔接漏极 D 正表笔接源极 S 万用表指示值若为几欧姆 则说明场效应管是好的 4 场效应晶体管好坏的判断 五 使用场效应管的注意事项 管子的实际工作条件 不能超过其最大漏极功耗PDM极限漏极电流I