电子技术基础与技能模拟信号

1、 项目一 仪器仪表的使用 项目目标1.掌握指针式、数字式万用表的规范操作方法2.会检测常见电子元件和电路中的物理量等3.掌握示波器的使用方法安全规范1. 正确选择仪表的档位量程2. 在旋转档位或旋钮时务必做到动作轻技能要求1. 选择合适的档位量程2. 会读取数据3. 会使用示波器检测电信号项目导入 在工作实际中，常常需要测量电流、电压、电阻等参数或者是某个输出波形的形状，因此，这些工作经常使用电子仪器或仪表来完成，那么本章就来具体讲述一下我们日常生活中仪器仪表的使用方法。 常用的仪表有指针式万用表、数字式万用表常用的仪器有信号发生器和示波器。 任务一 MF-47型万用表的使用 万用表具有用途多

2、，量程广，使用方便等优点，是电子测量中最常用的工具。它可以用来测量电阻，交直流电压和直流电压。有的万用表还可以测量晶体管的主要参数及电容器的电容量等。掌握万用表的使用方法是电子技术的一项基本技能。我们就现已MF47指针式万用表为例来讲述其使用方法。 一、指针式万用表的结构 万用表由表头、测量线路板、转换开关、面板等几个主要部分组成，如图1.1.1所示。 刻度盘与档位盘印制成红,绿,黑三色。表盘颜色分别按交流红色,晶体管绿色,其余黑色对应制成,使用时读数便捷。刻度盘共有六条刻度,第一条专供测电阻用；第二条供测交直流电压,直流电流之用；第三条供测晶体管放大倍数用；第四条供测量电容之用；第五条供测电

3、感之用；第六条供测音频电平。刻度盘上装有反光镜,以消除视差。 除交直流2500V和直流5A分别有单独插座之外,其余各档只须转动一个选择开关,使用方便。 图1.1.1 二、MF47万用表基本功能 MF47型是设计新颖的磁电系整流式便携式多量程万用电表。可供侧量直流电流,交直流电压,直流电阻等,具有26个基本量程和电平,电容,电感,晶体管直流参数等7个附加参考量程。三、万用表的使用方法1.万用表测量电阻。步骤一:进行机械调零万用表在测量前，应注意水平放置时，表头指针是否处于交直流挡标尺的零刻度线上，否则读数会有较大的误差。若不在零位，应通过机械调零的方法（即使用小螺丝刀调整表头下方机械调零螺钉）使

4、指针回到零位。步骤二:进行欧姆调零将选择开关旋在“挡的适当量程上，将两根表笔短接，指针应指向零欧姆处。每换一次量程，欧姆挡的零点都需要重新调整一次。步骤三:选择合适的量程在测量阻值之前先对阻值的大小进行估算，然后将万用表的档位旋转至合适的量程，如不确定，先从较大阻值量程开始，一步一步调整量程。步骤四：进行测量 测量电阻时，被测电阻器不能处在带电状态。在电路中，当不能确定被测电阻有没有并联电阻存在时，应把电阻器的一端从电路中断开，才能进行测量。测量电阻时，不应双手触及电阻器的两端。步骤五：读数当表笔正确地连接在被测电路上时，待指针稳定后，从标尺刻度上读取测结果，注意记录数据要有计量单位。 测量电

5、阻应注意：由于“”刻度线左部读数较密，难于看准，所以测量时应选择适当的欧姆档，使指针尽量能够指向表刻度盘中间偏右三分之一区域；测量电路中的电阻时,应先切断电路电源,如电路中有电容应先行放电；每次换档，都应重新将两根表棒短接，重新调整指针到零位（欧姆调零），才能测准；测量电阻是不能两手同时接触电阻或表笔，否则测量时就接入了人体电阻，导致测量结果不准确（阻值偏小）；读数时，从右向左读，且目光应与表盘刻度垂直；测量电阻值的大小应为刻度数乘以量程。2.万用表测量电压 测量电压时，需将电表并联在被测电路上。如果测量直流电压，注意正、负极性。如果不知被测电压的极性和大致数值，需将选择开关旋至-V量程（直流

6、电压挡）最高量程上，并进行试探测量（如果指针不动则说明表笔接反；若指针顺时旋转，则表示表笔极性正确） 然后再调整极性和合适的量程。 当量程选择的档位是直流电压02.5V，由于2.5是250缩小100倍，所以标度 尺上的50、100、150、200、250这组数字都应同时缩小100倍，分别为0.5、1.0、1.5、2.0、2.5，这样换算后，就能迅速读数了。测交流电压的方法与测量直流电压相似，所不同的是因交流电没有正、负之分，所以测量交流时，表笔也就不需分正、负。首先估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的V量程（交流档），读数方法与上述测量直流电压读法一样。3.万用表测量电流 测量电流

7、时，需将电表串联在被测电路上。如果测量直流电流，注意正、负极性。如果不知被测电流的极性和大致数值，需将选择开关旋至-A量程（直流电流挡）最高量程上，并进行试探测量（如果指针不动则说明表笔接反；若指针顺时旋转，则表示表笔极性正确） 然后再调整极性和合适的量程。 读书时读取电流刻度线，及标有m字样。测交流电流的方法与测量直流电流相似，所不同的是因交流电没有正、负之分，所以测量交流时，表笔也就不需分正、负。首先估计一下被测电压的大小，然后将转换开关拨至适当的A量程（交流档），读数方法与上述测量直流电压读法一样。四、万用表使用时必须注意的事项 1.万用表虽有双重保护装置,但使用时仍应遵守下列规程,避免

8、意外损失。 提示： 测量高压或大电流时,为避免烧坏开关,应在切断电源情况下,变换量限；测未知量的电压或电流时,应先选择最高数,待第一次读取数值后,方可逐渐转至适当位置以取得较准读数并避免烧坏电路；偶然发生因过载而烧断保险丝时,可打开表盒换上相同型号的保(0.5A/250V)； 2.测量高压时,要站在干燥绝缘板上,并一手操作,防止意外事故。 3.电阻各档用干电池应定期检查,更换,以保证测量精度。平时不用万用表应将档位盘打到交流250V档；如长期不用应取出电池,以防止电液溢出腐蚀而损坏其它零件。 4.每次测量时，须进行机械调零，否则测量结果不准确，测量电阻时每换一次档位都要进行欧姆调零。 5.使用

9、万用表时，应使万表水平放置在桌子上；读数时眼睛视线应与指针垂直，以免出现误差。 任务二 便携式数字式万用表的使用 数字式万用表具有输入阻抗高、误差小、读数直观的优点，但显示较慢也是其不足之处，一般用于测量不变的电流、电压值。数字式万用表由于有蜂鸣器，因而测量电路的通断比较方便。一、数字式万用表的结构 由直流数字电压表、模数转换器、液晶显示器及保护电路等组成。 二、数字是万用表的显示原理 将被测的模拟量转化成数字量并在显示屏显示.三、数字式万用表的使用方法 1.选择合适的档位和表笔 插孔和转换开关的使用 首先要根据测试项目选择插孔或转换开关的位置，由于使用时测量电压、电压和电阻等交替地进行，一定

10、不要忘记换档。切不可用测电阻、电流档测电压，如果用直流电流或电阻档去误量交流220V电源，则万用表会立刻烧毁。 测试表笔的使用 万用表有红、黑两根表笔，位置不能接反、接错，否则，会带来测试错误或判断失误。一般万用表的将黑表笔插入COM插孔，红表笔插人V插孔。 2.熟练使用数字式万用表测量电阻。 步骤一: 选择合适的档位将黑表笔插入COM插孔，红表笔插入“V”插孔(注意红表笔极性为“十”)。将功能开关置于电阻档位上，将测试笔跨接在被测电阻上。 步骤二：测量电阻 测量电阻时，被测电阻器不能处在带电状态。在电路中，当不能确定被测电阻有没有并联电阻存在时，应把电阻器的一端从电路中断开，才能进行测量。测

11、量电阻时，不应双手触及电阻器的两端。如果被测电阻超过所用量程，则会指示出过量程“1”须用高挡量程。 步骤三：读数 数字万表表十分采用数字直接显示，当表笔正确地连接在被测电阻上时，待显示稳定后，从液晶显示屏上读取测量结果。 显示屏上显示的数字加上测量量程档位的单位，即为该电阻的阻值。小提示当被测电阻在1M以上时，该表需数秒后方能稳定读数，对于高电阻测量，这是正常的。检测在线电阻时，须确认被测电路已关掉电源，同时已放完电，方能进行测量。当200M欧量程进行测量时须注意， 在此量程，两表笔短接时读数为1.0，这是正常现象，此读数是一个固定的偏移值。 3.二极管的检测 步骤一：二极管档位的选择 红表笔

12、接正极，黑表笔接负极，把转换开关拨到有二极管图形符号所指示的挡位上。 步骤二：会测量二极管的好坏 对硅二极管来说，应有500-800mV的数字显示。若把红表笔接负极，黑表笔接正极，表的读数应为“1”。若正反测量都不符合要求，则说明二极管已损坏。 4.短路线的检查 将功能开关拨到短路测量的挡位上，将红黑表笔放在要检查的线路两端。如电阻小于50欧，则万用表发出声音。课外阅读 数字式万用表测量直流电压、交流电压 测量电压时，应将数字万用表与被测电路并联。将黑表笔插人COM插孔，红表笔插入V插孔。测直流电压时，将功能开关置于DCV量程范围，测交流电压时则应置于ACV量程范围)，并将测试表笔连接到被测负

13、载或信号源上，在显示电压读数时，同时会指示出红表笔所接电源的极性。 如果不知被测电压范围，则首先将功能开关置于最大量程后，视情况降至合适量程。如果值显“1”表示过量程，功能开关应置于更高量程。数字式万用表测量直流电流、交流电流 测电流时应与被测电路串联，测直流量时不必考虑正、负极性。先将黑表笔插入COM插孔，红表笔需视被测电流的大小而定。如果被测电流最大为2A，应将红表笔插入A孔；如果被测电流最大为20A，应将红表笔插入20A插孔。再将功能开关置于DCA或ACA量程，将测试表笔串联接入被测电路，显示器即显示被测电流值。 四、使用数字式万用表时注意事项 1.如果无法预先估计被测电压或电流的大小，

14、则应先拨至最高量程挡测量一次，再视情况逐渐把量程减小到合适位置。测量完毕，应将量程开关拨到最高电压挡，并关闭电源。 2、满量程时，仪表仅在最高位显示数字“1”，其它位均消失，这时应选择更高的量程。 3、禁止在测量高电压（220V以上）或大电流（0.5A以上）时换量程，以防止产生电弧，烧毁开关触点。 任务三 示波器的使用方法   在家电维修的过程中使用示波器已十分普遍。通过示波器可以直观地观察被测电路的波形，包括形状、幅度、频率（周期）、相位，还可以对两个波形进行比较，从而迅速、准确地找到故障原因。正确、熟练地使用示波器，是初学维修人员的一项基本功。 与之相互配合使用的仪器是

15、函数信号发生器 。它可以连续的输出正弦波、方波、矩形波、锯齿波和三角波五种函数信号。五种函数信号的频率和幅度均可连续调节，性能稳定，操作方便。本节课来介绍通用示波器的使用方法。   一、示波器的组成 示波器是利用电子示波管的特性，将人眼无法直接观测的交变电信号转换成图像，显示在荧光屏上以便测量的电子测量仪器。它是观察数字电路实验现象、分析实验中的问题、测量实验结果必不可少的重要仪器。示波器由示波管和电源系统、同步系统、X轴偏转系统、Y轴偏转系统、延迟扫描系统、标准信号源组成。 1.电源(Power)示波器主电源开关。当此开关按下时，电源指示灯亮，表示电源接通。 2.亮度和聚

16、焦旋钮   亮度调节旋钮用于调节光迹的亮度（有些示波器称为"辉度"）。使用时应使亮度适当，若过亮，容易损坏示波管。 聚焦调节旋钮用于调节光迹的聚焦（粗细）程度，使用时以图形清晰为佳。 3.信号输入通道   常用示波器多为双踪示波器，有两个输入通道，分别为通道1（CH1）和通道2（CH2），可分别接上示波器探头，再将示波器外壳接地，探针插至待测部位进行测量。 4.垂直灵敏度调节旋钮   调节垂直偏转灵敏度，应根据输入信号的幅度调节旋钮的位置，将该旋钮指示的数值（如0.5V/div，表示垂直方向每格幅度为0.5V）乘以

17、被测信号在屏幕垂直方向所占格数，即得出该被测信号的幅度。 5.垂直移动调节旋钮   用于调节被测信号光迹在屏幕垂直方向的位置。 6.水平扫描调节旋钮   调节水平速度，应根据输入信号的频率调节旋钮的位置，将该旋钮指示数值（如0.5ms/div，表示水平方向每格时间为0.5ms），乘以被测信号一个周期占有格数，即得出该信号的周期，也可以换算成频率。 7.水平位置调节旋钮   用于调节被测信号光迹在屏幕水平方向的位置。 8.触发方式选择   示波器通常有四种触发方式：   （1）常态（NORM）：无

18、信号时，屏幕上无显示；有信号时，与电平控制配合显示稳定波形；   （2）自动（AUTO）：无信号时，屏幕上显示光迹；有信号时与电平控制配合显示稳定的波形；   （3）电视场（TV）：用于显示电视场信号；   （4）峰值自动（P-P AUTO）：无信号时，屏幕上显示光迹；有信号时，无需调节电平即能获得稳定波形显示。该方式只有部分示波器（例如CALTEK卡尔泰克CA8000系列示波器）中采用。 9.触发源选择    示波器触发源有内触发源和外触发源两种。如果选择外触发源，那么触发信号应从外触发源输入端输入，函数信号发生

19、器就属于外触发。如果选择内触发源，一般选择通道1（CH1）或通道2（CH2），应根据输入信号通道选择，如果输入信号通道选择为通道1，则内触发源也应选择通道1。二、示波器的操作方法 1.信号幅度和频率的测量步骤（以测试示波器的校准信号为例）   步骤一：将示波器探头插入通道1插孔，并将探头上的衰减置于"1"档；   步骤二：将通道选择置于CH1，耦合方式置于DC档；   步骤三：将探头探针插入校准信号源小孔内，此时示波器屏幕出现光迹；   步骤四：调节垂直旋钮和水平旋钮，使屏幕显示的波形图稳定，并将垂直微调

20、和水平微调置于校准位置；   步骤六：读出波形图在垂直方向所占格数，乘以垂直衰减旋钮的指示数值，得到校准信号的幅度；   步骤七：读出波形每个周期在水平方向所占格数，乘以水平扫描旋钮的指示数值，得到校准信号的周期（周期的倒数为频率）；   步骤七：一般校准信号的频率为1kHz，幅度为0.5V，用以校准示波器内部扫描振荡器频率，如果不正常，应调节示波器（内部）相应电位器，直至相符为止。 2.使用示波器测量函数信号发生器的输出波形 使用前请先检查电源电压，确认后，将电源转换开关拨打到相对应位置（110V或220V），方可将电源线插头插入本

21、仪器后面板电源插座内。 步骤一：将示波器、函数信号发生器插入110V/220V交流电源 步骤二：将示波器的通道与函数信号发生器输出端连接。 步骤三：按下开关，整机开始工作。 步骤四：按频率选择档位按钮，选择合适的频段档位。根据需要调节“调频”和“调幅”旋钮，使输出的函数信号的频率和幅度均满足需要。 “1”表示正弦波 “2”表示方波 “3”表示三角波 步骤五：观察示波器输出的波形并调整成为理想的波形。 项目二 二极管学习目标：1.了解半导体的特性和形成。2. 掌握半导体二极管的结构和特性。3.掌握单相半波整流、桥式整流滤波电路的组成。4.了解并且会分析单相半波整流、桥式整流滤波电路的工作原理安全

22、规范：1. 在观察二极管等元器件时切勿损坏二极管。2. 在连接电路图示注意二极管的极性。技能要求：1. 会检测二极管的极性即好坏。2. 会连接整流电路原理图。项目导入 手机充电器是一种生活常见的电子设备，如果打开手机充电器外壳，可以看到组成器电子电路的元器件有变压器、电容器和半导体器件（四个二极管）。因此半导体组成电子电路的主要元器件，而基本的半导体器件就是二极管和三极管。半导体器件的基本功能是按照预定的要求来控制电压或电流。 本章主要介绍二极管的基本知识。 任务一 二极管的检测课题一 二极管的基本知识1、 半导体的特性 自然界中的物质按照导电能力可分为导体、绝缘体与半导体。导电能力介于导体与

23、绝缘体之间的，称之为半导体。常见的半导体材料有硅（SI）、锗(Ge)等。他们都是单晶体，所以半导体又叫做晶体器件。半导体的导电能力受多种因素的影响。 热敏性：当环境温度升高时，导电能力显著增强(可做成温度敏感元件，如热敏电阻)。 光敏性：当光照增强时，导电能力增强(可做成各种光敏元件，如光敏电阻、光敏二极管、光敏三极管等) 掺杂性：往纯净的半导体中掺入某些杂质，导电能力明显改变(可做成各种不同用途的半导体器件，如二极管、三极管和晶闸管等）二、半导体的形成 本征半导体是一种完全纯净、具有晶体结构的半导体。 价电子：共价键中的两个电子 载流子：自由电子和空穴都称为 空穴（带正电）： 价电子在获得一

24、定能量（温度升高或受光照）后，即可挣脱原子核的束缚，成为自由电子（带负电），同时共价键中留下一个空位，即空穴 在本征半导体中掺入不同的杂质，可以改变半导体中两种载流子的浓度。根据掺入杂质种类的不同，半导体可以分N型半导体(掺入五价元素杂质)和P型半导体(掺入三价元素杂质)。 1.P型半导体 在纯净的半导体硅或者锗中掺入适量的三价元素（一般情况下加入的是硼元素），即可形成带正电的空穴参与导电。故被称为空穴型半导体，简称P型半导体。 P型半导体：多子（空穴）、少子（自由电子） 2.N型半导体 在纯净的半导体硅或者锗中掺入适量的五价元素（一般情况下加入的是磷元素），即可形成带负电的自由电子参与导电。

25、故被称为电子型半导体，简称N型半导体。 N型半导体：少子（空穴）、多子（自由电子）三、二极管的结构和符号 二级管是最简单的半导体器件，是将P型半导体和N型半导体结合在一起，即在结合处会形成一个特殊的薄层即PN 结，那么，一个PN 结就可以可以制作一只二级管。 结构：普通二极管是由一个PN 结加上两条电极引线做成管芯，从P 区引出的电集作为正极，从N区引出的电极作为负极，并用塑料、玻璃或金属等材料作为管壳封装起来就构成了二极管，如下图2.1.1所示。 图2.1.1 二极管的结构正极负极管壳P N PN结 符号： 图为各类二极管广泛应用于各类电子产品中，其图形符号如图2.1.2，文字符号用字母“V

26、D”表示。图形符号用箭头形象的表示了二极管正向电流流通的方向，箭头一端代表正极，用“+”表示，箭头的另一端代表负极，用“”表示。VD正极负极 图2.1.2 二极管的符号资料库一、二极管的型号 国产二极管的型号命名规定由五部分组成（部分二极管无第五部分），国外产品依各国标准而确定。例如：2CZ31D表示N型硅材料整流二极管 目前市场上可以常见到国外型号的二极管，如1N4001、1N4002、1N4003、1N4004、1N4007等，现将1N4007型号意义说明如下：例如：2CZ31D表示N型硅材料整流二极管 1 N 4007EIA(美国电子工业协会)登记顺序号表示该器件已在美国电子工业协会（E

27、IA）注册登记，N是注册标志； PN结的数目 登记序号若不同，则表示的含义也不同，1N400×系列的二极管表示最大正向电流是1安培，而耐压则有50V、100V、200V、400V、600V、1000V等。如1N4001表示最大正向电流1安培，耐压50V;1N4007表示最大正向电流1安培，耐压1000V。二极管的主要参数 二极管的参数是用来表示二极管的性能和适用范围的技术指标。不同用途、不同功能的二极管其参数也不同， 1.最大整流电流IFM 一般也称为额定工作电流，是指二极管连续工作时，允许通过二级管的最大正向电流值。由于电流通过二极管时就要发热，如果正向电流超过此值，二极管就会有烧

28、坏的危险，因此要保证二极管工作在其额定工作电流内。 2.反向饱和电流IR 指在二极管加上规定反向偏置电压的情况下，通过二极管的反向电流值。反向电流越大二极管的单向导电性越差。反向电流受温度影响较大，温度越高，反向电流越大。 3.最高反向工作电压URM 通常称为额定工作电压，是二极管在正常工作时所能承受的最大反向工作电流值（也称为耐压）为了确保二极管安全工作，通常取反向击穿电压的一半作为URM，工作实际只不要超过此值。 4.最高工作频率fM 二极管所能承受的最高工作频率，主要受PN结的结电容限制，通过PN结的交流电频率高于此值，二极管将不能工作。课题二 二极管的特性一、二极管的单相导电性 1.加

29、正向电压二极管导通 将二极管的正极接电路中的高电位，负极接低电位，称为正向偏置（或正偏）。此时二极管内部呈现较小的电阻，有较大的电流通过，二极管的这种状态称为正向导通状态。理想状态下，相当于开关闭合，如图2.1.3（a）。 2.加反向电压二极管截止 将二极管的正极接电路中的低电位，负极接高电位，称为反向偏置（或反偏）。此时二极管内部呈现很大的电阻，几乎没有电流通过，二极管的这种状态称为反向截止状态。理想状态下，相当于开关断开，如图2.1.3（b）。 SS相当于开关闭合 （a）相当于开关断开（b）图2.1.3 二极管的开关作用 由此可以看出，二极管正极接电源正极，负极接电源负极时电流可以通过。反

30、之电流不能通过，因此，二极管具有单向导电性。二、二极管伏安特性 二极管两端的电压、电流变化的关系曲线，即二极管的伏安特性曲线，如图2.1.4。UD/V 图2.14 二极管的福安特性曲线I/mA死区电压: 硅管0.5V锗管0.2。导通压降: 硅管0.60.7V锗管0.20.3V反向击穿电压U(BR)反向漏电流很小（mA级）01.正向特性 当正向电压较小时，二极管呈现的电阻很大，基本上处于截止状态，这个区域常称为正向特性的“死区”，一般硅二极管的“死区”电压约为0.5V，锗二极管约为0.2V。如图2.1.3右下短箭头所指区域。 当正向电压超过“死区”电压后，二极管的电阻变得很小，二极管处于导通状态

31、，二极管导通后两端电压降基本保持不变，硅二极管约为0.7V，锗二极管约为0.3V。如图2.1.3右上长箭头所指区域。2.反向特性 （1）反向截止区 二极管加反向电压时，仍然会有反向电流流过二极管，称为漏电流。漏电流基本不随反向电压的变化而变化，称为反向截止区。 如图2.1.3左边上下红箭头所指区域。 （2）反向击穿区 当加到二极管两端的反向电压超过某一规定数值时，反向电流突然急剧增大，这种现象称为反向击穿现象，该反向电压称为反向击穿电压，用U（BR）表示。实际应用时，普通二极管应避免工作在击穿范围，否则会因电流过大而损坏管子失去单向导电性。如图2.1.3左下箭头所指区域。课题三 其他类型的二极

32、管 二极管的种类很多，用途也十分广泛，下面是其他常用类型的二极管。一、稳压二极管 1.稳压二极管的外形和图形符号 稳压二极管又叫齐纳二极管，是一种用于稳压（或限压）、工作于反向击穿状态的二极管，文字符号用V或VZ表示。稳压二极管种类很多，外形如2.1.5（a），其图形符号如2.1.5（b）。 图 2.1.5 稳压二极管（b）图形符号VZ（a）稳压管外形2.稳压二极管的特性 稳压二极管是利用二极管反向击穿的特性制成的，专门作为稳定电压用的面接触型硅二极管。 它的外形与内部结构也和普通二极管相似，对外具有两个电极。当反向电压达到UZ时，即使电压有一微小的增加，反向电流也会增加很多（反向击穿曲线很徒

33、直），这时，二极管处于击穿状态，其两端电压基本保持不变（稳压区）。如果把击穿电流通过电阻限制在一定的范围内，管子就可以长时间在反向击穿状态下稳定工作。而且，稳压二极管的反向击穿特性是可逆的，去掉反向电压，稳压二极管又恢复常态。如图2.1.6所示 。图2.1.6 稳压二极管的特性曲线uZiZ稳压区 反向电压 反向电流 UZ0 从图2.1.5可以看出，如果把击穿电流限制在一定的范围内，管子就可以长时间稳定工作在反向击穿电压UZ，即稳压值。所以稳压二极管稳压时工作于反向击穿状态。稳压二极管的类型很多，主要有2CW、2DW系列，如2CW15其稳定电压为7.08.5V。从晶体管手册可以查到常用稳压二极管

34、的技术参数和使用资料。二、发光二极管（LED） 1.发光二极管的外形和图形符号 发光二极管简称LED，它是一种将电能转换为光能的半导体器件。 发光二极管与普通二极管一样也是由PN结构成，同样具有单向导电性，文字符号用VL表示。外形如2.1.7（a），其图形符号如2.1.7（b）。 （b） VL 图 2.1.7 发光二极管 （a） 2.发光二极管的特性 发光二极管可以单个使用，也可制作成7段式或矩阵式，工作电流一般为几毫安到几十毫安，工作时加正向电压，并接入相应的限流电阻，正向导通时的管压降为1.82.2V。 发光二极管常用于作为显示器件，广泛运用于电路的状态显示、信息显示、装饰工程、照明等领域

35、。三、光电二极管 1.光电二极管的外形和图形符号 光敏二极管又称为光电二极管，也是由PN结构成，同样具有单向导电性，是一种将光能转换为电能的半导体器件。文字符号用VZ来表示，外形如2.1.8（a），其图形符号如2.1.8（b）。图2.1.8 光电二极管（a）（b）VL2. 光电二极管的特性 光电二极管在工作电路中，如果没有光照，则反向电流极其微弱，称为暗电流；如果有光照，则反向电流迅速增大到几十微安，称为亮电流。光的强度越大，反向电流也越大。因此光电二极管在反向电压作用下。广泛应用于制造各种光敏传感器、光电控制器。四、变容二极管1.变容二极管的外形和图形符号变容二极管也称为压控变容器，是根据所

36、提供的电压变化而改变结电容的半导体。 变容二极管文字符号用VD来表示，外形如图2.1.9（a），其图形符号如图2.1.9（b）。图2.1.9 变容二极管(b)（a）VD 2.变容二极管的特性 当给变容二极管施加反向电压时， 由于PN结展宽而呈现电容特性，其两个电极之间的PN结电容大小随加到变容二极管两端反向电压大小的改变而变化，其特性相当于一个可以通过电压控制的自动微调电容。已被广泛用于FM调谐器及TV调谐器等谐振电路和FM调制电路中。技能实训 学会判断二极管的极性及好坏 二极管一般采用两种方式进行电极的标识。体积较小时，在其中一端用一个色环来表示负极，无色环一端为正极；体积较大时，常在管壳上

37、印有标明正极和负极的符号。1.使用万用表检测二极管的极性 指针式万用表检测二极管的极性： 步骤一：将万用表置在欧姆档 步骤二：选择合适的量程，一般将万用表置于R×100档或R×1k档 步骤三：校正调零 步骤四：将万用表两表笔分别接二极管的两个引脚上，测阻值，并做记录R1 步骤五：对调两表笔，再测阻值，记作R2 步骤六：如果二级管无损坏，比较R1和R2，必定一大一小，以阻值较小的一次测量为准，则黑表笔接的是二极管的正极，红表笔接的是二极管的负极。 数字式万用表检测二极管的极性： 步骤一：将万用表置在二极管档 步骤二： 将红黑笔分别接二极管的两个电极，若显示屏显示在表“1”以下

38、的数字时，说明二极管正向导通，红笔接的是正极，黑笔接的是负极；若显示的数字为“1”，说明二极管反向截止，红笔接的是负极，黑笔接的是正极。2.检测二极管的好坏 二极管的好坏，可以根据其单向导电性预以简单的判断。按上述方法，可以判断出二极管的好坏，如表2.1.1。 表2.1.1 二极管正、反向电阻值检测分析检测结果二极管状态性能判断正向电阻反向电阻几百欧几千欧几十千欧几百千欧以上二极管单向导电正常趋于无穷大趋于无穷大二极管正、负极之间断开开路趋于零趋于零二极管正、负极之间通路短路二极管正向电阻增大反向电阻减小单向导电性变差性能变差 任务二 单相半波整流电路的连接 日常生活中我们都使用的时交流电压，

39、但是也有使用直流电压，因此我们就必须把交流电压变化成直流电压，所以就用到了整流电路。整流电路是直流电源的核心部分，它的作用是利用二极管的单向导电性，将输入的交流电压转化为脉动的直流电。再用滤波电路将脉动的直流电压转变为平滑的直流电压。一、单向半波整流电路的组成。 单相半波整流电路是由电源变压器T、整流二极管VD和负载电源构成。图2.2.1为单相半波整流电路实物图和单相半波整流电路原理图。 图2.2.1 单相半波整流图中各部分的作用： （1）变压器：将电网电压u1降为数值适当的交流电压 （2）整流二极管：利用单向导电性，将输入的交流电压转化为脉动的直流电压 （3）负载电阻：要求直流供电的负载 二

40、、单相半波整流的工作过程 图2.2.2为 图2.2.1（a）双踪示波器输出探头的测量结果，u2为输入信号，ul为负载上的输出信号。由此可以得出半波整流工作过程。 图2.2.2 半波整流输出波形 当输入电压u2为正半周时，二极管VD受正向偏置而导通，电流iL由 a端VDRLb端，自上而下流过RL，在RL上得到一个极性为上正下负的电压UL。若不计二极管的正向压降，此期间负载上的电压UL= u2； 当u2为负半周时，二极管VD因反向偏置而截止，此期间无电流通过RL，负载上的电压uL= 0。 由此可见，在交流电一个周期内，二极管有半个周期导通，另半个周期截止，在负载电阻RL上的脉动直流电压波形是输入交

41、流电压的一半，故称为单相半波整流。 输出电压的极性取决于二极管在电路中的连接方式，如将图2.2.1二极管反接时，输出电压的极性也将随之变反。1.负载上的直流电压与直流电流的估算 （1）负载上的直流电压 负载上的半波脉动直流电压平均值可用直流电压表直接测得，也可按下式计算求出 UL=0.45U2 （2-2-1） （2）负载上的直流电流 流过负载的直流电流为 IL=UL/RL=0.45U2/RL （2-2-2）2整流二极管的选择 在单相半波整流选用二极管时要求其 IFID=IL （2-2-3） URMU2 （2-2-4） 根据最大整流电流和最高反向工作电压的计算值，查阅有关半导体器件手册，选用合适

42、的二极管型号使其额定值大于计算值。 例：有一直流负载，电阻为1.5k，要求工作电流为10mA，如果采用半波整流电路，试求电源变压器的二次电压，并选择适当的整流二极管。 解： 因为UL=RLIL=（1.5×103×10×103）V=15V由 UL=0.45U2 ，变压器二次电压的有效值为U2=V33V 二极管承受的最大反向电压为URM=U2=1.41×33 V47V根据求得的参数，查阅整流二极管参数手册，可选择IFM=100mA，URM=50V的2CZ82B型整流二极管，或选用符合条件的其他型号二极管，如1N4001、1N4002等。技能实训 连接单相半波

43、整流电路原理图1、 元件的选择 220v 电源变压器一个、整流二极管一只、负载电阻一只、导线若干二、元器件的检测 用万用表检测上述各元件的好坏，如有损坏则需更换，有正负极的必须注意正负极3、 搭接电路原理图 图2.2.3 半波整流电路原理图先分析电路原理图，准备好相关元器件并检查后在进行连接。 步骤一：将电源变压器的的输入端“220v”与网电220v连接。步骤二：将整流二极管的正极与电源变压器的“+”连接，二极管的负极与负载电阻的一端连接。 步骤三：将负载电阻的另一端和电源变压器的“-”连接。 步骤四：连接完成后检查排除故障。 完成单相半波整流电路原理图后，将示波器的接地端接入电路中，并作调整

44、，观察输出波形，即可得到图2.2.2的波形 任务三 桥式整流电路的连接课题一 桥式整流电路的工作原理一、单相桥式整流电路的组成 单相桥式整流电路由电源变压器和四个同型号的二极管接成电桥形式组成，桥路的一对角点接变压器的二次绕组，另一对角点接负载。电路原理图及简化画法如图2.3.1所示。 图2.3.1图中各部分的作用： （1）变压器：将电网电压u1降为数值适当的交流电压U2 （2）VD1VD4整流二极管：利用单向导电性，将输入的交流电压转化为脉动的直流电压 （3）负载电阻：要求直流供电的负载二、桥式整流电路的工作过程1.当输入电压u2为正半周时，VD1、VD3导通，VD2、VD4截止，电流IL

45、如图2.3.2（a）中虚线箭头所示。此电流流经负载RL时，在RL上形成了上正下负的输出电压。2.当u2为负半周时，VD2、VD4导通，VD1、VD3截止，电流IL如图2.3.2（b）中虚线箭头所示。该电流流经RL的方向和正半周时电流流向一致，同样在RL上形成了上正下负的输出电压。 图2.3.2 由此可见，无论u2处于正半周还是负半周，都有电流分别流过两个二极管，并以相同方向流过负载RL，是单方向的全波脉动波形。 技能实训 连接桥式整流电路的原理图一、元件的选择 220v 电源变压器一个、整流二极管四只、负载电阻一只、导线若干二、元器件的检测 用万用表检测上述各元件的好坏，如有损坏则需更换，有正

46、负极的必须注意正负极4、 搭接电路原理图 先分析电路原理图2.3.1，特别注意四个整流二极管的连接方式 步骤一：将电源变压器的的输入端“220v”与网电220v连接。 步骤二：将整流二极管VD1的正极与电源变压器的“+”连接，负极与负载电阻的一端连接；而负载的另一端与VD3的正极连接，VD3的负极与电源变压器的负极连接； 步骤三：VD2的负极与VD1的负极连接，正极与VD3的负极连接；VD4的正极与VD3的正极连接，与VD1的正极连接。 步骤四：连接完成后检查排除故障。课题二 整流滤波电路 整流电路是利用二极管的单向导电性把交流电变为脉动的直流电，其中含有很大的交流成分。除一些特殊的场合可以作

47、为供电电源使用外，一般不能作为电子电路的供电电源。这样就必须采取一定的措施，一方面尽量滤除输出电压中的交流成分，另一方面又要尽量保留其中的直流成分，使输出电压接近于理想的直流电压。滤除它的交流成分就称为滤波，完成这一任务的电路称为滤波电路，也称为滤波器。 滤波器通常由电容器、电感器和电阻器按一定的方式组合成多种形式的滤波电路。一、滤波电路的作用 如果将一台用9V电池供电的收录机由交流电供电，则必须利用变压器将交流220V降低为交流13V，然后由二极管桥式整流电路输出为9V左右的直流电。如图所示。 虽然整流电路输出的9V直流电可以用于收录机，但是收录机会产生令人烦恼的交流噪声。交流噪声是由施加到

48、收录机的直流脉动电压引起的。要使收录机无噪声地工作，就必须加装滤波器，以滤除直流脉动电压的交流成分。利用电容器的充、放电作用使输出电压趋于平滑。二、常用滤波电路 滤波器直接接在整流电路后面，通常由电容、电感和电阻按一定的方式组合成多种形式的滤波电路。如图2.3.3所示。图 2.3.3 常用滤波电路 三、电容滤波电路 1、 电路组成 电容滤波电路是使用得最多也是最简单的滤波电路。其结构是在整流电路的负载两端并联一较大容量的电解电容器。利用电容器对电压的充、放电作用使输出电压趋于平滑。 2、滤波原理 （1）当开关S断开时，没有电容滤波作用，电路为桥式整流。 （2）当开关S闭合时，电容接入电路， 使

49、输出电压的脉动成分减小，平均值增大，从而达到滤波的目的。如图所示。 四、电感滤波电路 由于电感对于交流呈现一个很大的感抗，能有效地阻止交流电通过，而对于直流的阻抗则很小，使直流容易通过。因此，交流成分大多降落在电感上，而直流成分则顺利地通过电感流到负载上，于是在负载上获得的输出电压中，交流成分就很小，从而达到滤波的目的。随着电感量的增加，阻止交流电通过的作用越强，滤波用也越强，输出电压中的交流成分就越小。电路如图2.3.4所示。 图2.3.4 项目三 三极管及其放大电路学习目标1. 掌握三极管的结构及符号，能识别引脚；2.理解三极管电流放大的概念；3.了解三极管的特性曲线以及三极管的三种工作状

50、态；4.会用万用表判别三极管的引脚和质量优劣。5.理解基本共射放大电路的组成和主要元件的作用安全规范1. 仔细检查电源引线、导线，确保绝缘性良好 。2. 未检查电路之前不得通电。 技能要求1. 会识读整流、滤波电路原理图。2. 会根据电路原理图连接电路。3. 会排出整流、滤波电路的简单故障。4. 会观察整流以后输出在示波器上的波形。项目导入放大电路无处不在，如电子门铃、对讲机以及扩音机等，都是由于其中的放大电路，才能使扬声器发出较大的声音，而常见的放大电路的核心部分就是三极管。 本章主要介绍三极管的基本知识和基本运用。 任务一 判断三极管的极性课题一 三极管的基本知识一、三极管的外形 三极管从

51、封装外形来分，一般有硅酮塑料封装、金属封装，以及用于表面安装的片状三极管，目前常用的90××系列三极管采用TO-92型塑封，它们的型号一般都标在塑壳上。如图3.1.1所示。 图3.1.1二、三极管的结构与符号 三极管有三个电极，分别从三极管内部引出，三极管的核心是两个互相联系的PN结，它是根据不同的掺杂工艺在一个硅片上制造出三个掺杂区域而形成。 在三个杂区域中，位于中间的区域称为基区，引出基极，两边的区域称为发射区和集电区，分别引出发射极和集电极；基区和发射区的PN结称为发射结，基区和集电区的PN结成为集电结。如图3.1.2所示。 图3.1.2 三极管的结构示意图 按两个PN结组合方式不同，三极管可分为PNP型、NPN型两类。如果两边是N区，中间夹着P区，就称为NPN型三极管；反之，则称为PNP型三管。如