电子基础知识培训ppt课件

中山奥凯华泰电子有限公司,电子基础知识培训主讲人：张德文2009-10-30,内容,第一部分电阻、电容、电感及二极管的了解第二部分半导体三极管的放大原理、特性曲线及重要参数,第一部分第一节电阻器,电阻，它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律说，I=U/R，那么R=U/I，电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母“”表示，有这样的定义：导体上加上一伏特电压时，产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。通常缩写为R，常用单位还有千欧（k），兆欧（M）。电阻器分三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。固定电阻以其制造材料又可分为型碳膜电阻、型金属膜电阻、型线绕电阻、片状电阻。其中特种电阻中光敏电阻是一种电阻值随外界光照强弱（明暗）变化而变化的元件，光越强阻值越小，光越弱阻值越大。声控楼道灯在白天不会点亮，也是因为光敏电阻在起作用。热敏电阻是一个特殊的半导体器件，它的电阻值随着其表面温度的高低的变化而变化。新型的电脑主板都有CPU测温、超温报警功能，就是利用了的热敏电阻。,第二节电容器,1、电容用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器。不同的电容器储存电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉（F）。但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（F）、纳法（nF）、皮法（pF）（皮法又称微微法）等，它们的关系是：1法拉（F）=1000000微法（F）1微法（F）=1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）2、常用电容器陶瓷电容器（包括瓷片电容器）：性能较好，便宜云母电容器：性能好，容量小电解电容器：有极性，容量大，漏电大，便宜钽电容器：有极性，容量大，性能好，价格高,3、电容器的作用：隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路滤波：将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波，接近于直流。温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。储能：储存电能，用于必须要的时候释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。,4、电容器的应用：把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上，过一会儿即使把电源断开，两个引脚间仍然会有残留电压（学了以后的教程，可以用万用表观察），我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压，积蓄起电能，这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程，称为电容器的放电。举一个现实生活中的例子，我们看到市售的整流电源在拔下插头后，上面的发光二极管还会继续亮一会儿，然后逐渐熄灭，就是因为里面的电容事先存储了电能，然后释放。当然这个电容原本是用作滤波的。至于电容滤波。发烧友制作HiFi音响，都要用至少1万微法以上的电容器来滤波，滤波电容越大，输出的电压波形越接近直流，而且大电容的储能作用，使得突发的大信号到来时，电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。这时，大电容的作用有点像水库，使得原来汹涌的水流平滑地输出，并可以保证下游大量用水时的供应。,第三节电感器,电感器的分类电感器是根据电磁感应原理制成的器件。在电子设备中电感器分为两大类：一类是应用自感作用的电感线圈，另一类是应用互感作用的变压器或互感器。根据电感器的结构和用途，一般可分类如下：电感线圈可分为：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈、带磁芯线圈和磁芯有间隙的电感器等。根据电感器的电感量是否可调，分为固定、可变和微调电感器。变压器可分为：电源变压器、音频输入变压器、音频输出变压器、中频变压器(中周)等。电感器用符号L表示，它的基本单位是亨利（H），常用毫亨（mH）为单位。它经常和电容器一起工作，构成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了阻流圈、变压器、继电器等。电感器的特性恰恰与电容的特性相反，它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。,第四节二极管,简述：晶体二极管有一个PN结，具有单向导电性：正向导通，反向截止。二极管是非线性元件，其正常工作时的导通电压：锗管0.2-0.3V，硅管0.7V左右，砷化镓(发光)管1.4V1、按材料分类：硅二极管、锗二极管、砷化镓二极管按用途分：整流二极管、检波二极管、发光二极管、光电二极管、稳压二极管、用于数字电路的开关二极管、用于调谐的变容二极管2、二极管的应用：利用二极管单向导电的特性，常用二极管作整流器，把交流电变为直流电，即只让交流电的正半周（或负半周）通过，再用电容器滤波形成平滑的直流。二极管也用来做检波器，把高频信号中的有用信号“检出来”，大多高频电路中会有一个检波二极管，一般用2AP9型锗管。,第二部分三极管,半导体三极管也称为晶体三极管，可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的，而三极管由两个PN结构成，共用的一个电极成为三极管的基极（用字母b表示）。其他的两个电极成为集电极（用字母c表示）和发射极（用字母e表示）。由于不同的组合方式，形成了一种是NPN型的三极管，另一种是PNP型的三极管。三极管的电路符号有两种：有一个箭头的电极是发射极，箭头朝外的是NPN型三极管，而箭头朝内的是PNP型。常用的三极管，包括低频小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪声管9014（NPN），高频小功率管9018（NPN）等。它们的型号一般都标在塑壳上，而样子都一样。在某些电子产品中还能见到3DG6（低频小功率硅管）、3AX31（低频小功率锗管）,为什么半导体三极管是最重要的呢？,先看几个电路,左图是两级放大电路，第一级的三极管T1使电流和电压放大；,第二级的T2完成电流放大任务，同时具有阻抗变换功能，以提高驱动负载的能力。,下面是扩音机电路图,图中有六个三极管T1T6共同作用，完成音频信号的低失真放大。,三极管的作用是什么？你明白了吗？,三极管的作用,三极管对信号进行不失真或低失真的放大。“放大信号”是它的基本功能。,三极管在模拟电子系统中居于核心地位，是系统的“心脏”。,由此可见：,一.三极管的基本结构,三极管最常见的结构有平面型和合金型两种。平面型都是硅管、合金型主要是锗管。它们都具有NPN或PNP的三层两结的结构，因而又有NPN和PNP两类晶体管。,其三层分别称为发射区、基区和集电区，并引出发射极(E)、基极(B)和集电极(C)三个电极。三层之间的两个PN结分别称为发射结和集电结。,N型锗,平面型结构,合金型结构,二.三极管的电流分配与放大作用,NPN型和PNP型三极管的工作原理相似，本节只讨论前者。,如图，对NPN型晶体管加EB和EC两个电源，接成共发射极接法构成两个回路。,通过实验及测量结果，得：,(1).,(2).,IC(或IE)比IB大得多，(如表中第三、四列数据),(4).要使晶体管起放大作用，发射结必须正向偏置、集电结必须反向偏置具有放大作用的外部条件。,这就是晶体管的电流放大作用，IB的微小变化可以引起IC的较大变化(第三列与第四列的电流增量比)。,(3).当IB=0(基极开路)时，也很小(约为1微安以下)。,1、发射区向基区扩散电子,电流放大作用原理内部载流子运动规律,发射结处于正向偏置，掺杂浓度较高的发射区向基区进行多子扩散。,放大作用的内部条件：基区很薄且掺杂浓度很低。,2、电子在基区的扩散和复合,基区厚度很小，电子在基区继续向集电结扩散。（但有少部分与空穴复合而形成IBEIB）,3、集电区收集扩散电子,集电结为反向偏置使内电场增强，对从基区扩散进入集电结的电子具有加速作用而把电子收集到集电区，形成集电极电流(ICEIC)。,由电流分配关系示意图可知发射区向基区注入的电子电流IE将分成两部分ICE和IBE，它们的比值为,它表示晶体管的电流放大能力，称为电流放大系数。,在晶体管中，不仅IC比IB大很多；当IB有微小变化时还会引起IC的较大变化。,根据晶体管放大的外部条件，发射结必须正向偏置，集电结必须反向偏置。则,对于NPN型晶体管,且,对于PNP型晶体管,且,三.三极管的特性曲线,晶体管的特性曲线是表示一只晶体管各电极电压与电流之间关系的曲线。是应用晶体管和分析放大电路的重要依据。,最常用的是共发射极接法的输入特性曲线和输出特性曲线，实验测绘是得到特性曲线的方法之一。特性曲线的测量电路见右图。,用晶体管特性图示仪也可直接测量及显示晶体管的各个特性曲线。,1.输入特性曲线,输入特性曲线当UCE为常数时的IB与UBE之间的关系曲线。(参见右图),3DG6三极管的输入特性曲线,对硅管来说，当UCE1V时，集电结已处于反向偏置，发射结正向偏置所形成电流的绝大部分将形成集电极电流，但IB与UBE的关系依然与PN结的正向类似。(当UCE更小，IB才会明显增加),硅管的死区电压为0.5V，锗管的死区电压不超过0.2V。,放大状态时，硅NPN管UBE=0.60.7V；锗PNP管UBE=0.20.3V。,2.输出特性曲线,输出特性曲线是在IB为常数时，IC与UCE之间的关系曲线。在不同的IB下，可得到不同的曲线，即晶体管的输出特性曲线是一组曲线(见下图)。,当IB一定时，UCE超过约1V以后就将形成IC，当UCE继续增加时，IC的增加将不再明显。这是晶体管的恒流特性。,当IB增加时，相应的IC也增加，曲线上移，而且IC比IB增加得更明显。这是晶体管的电流放大作用。,通常将晶体管的输出特性曲线分为三个工作区：,(1)放大区,特性曲线进于水平的区域。在放大区,也称线性区。此时发射结正向偏置，集电结反向偏置。,(2)截止区,IB=0曲线以下的区域。IB=0时IC=ICEO。对于硅管当UBE0.5V时即开始截止。为了可靠截止常使UBE0。即截止时两个PN结都反向偏置。,(3)饱和区,当UCEU(BR