二極管三極管電阻

1、 以N溝道為例，它是在P型硅襯底上制成兩個高摻雜濃度的源擴(kuò)散區(qū)N+和漏擴(kuò)散區(qū)電子元器件系列知識-三極管晶體三極管的結(jié)構(gòu)和類型晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié)，兩個PN結(jié)把正塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種，如圖從三個區(qū)引出相應(yīng)的電極，分別為基極b發(fā)射極e和集電極c。發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫集電極?；鶇^(qū)很薄，而發(fā)射區(qū)較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區(qū)發(fā)射的是空穴，其移動方向與電流方向一致，故發(fā)射極箭頭向里；

2、NPN型三極管發(fā)射區(qū)發(fā)射的是自由電子，其移動方向與電流方向相反，故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭指向也是PN結(jié)在正向電壓下的導(dǎo)通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極管都有PNP型和NPN型兩種類型。三極管的封裝形式和管腳識別常用三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類，引腳的排列方式具有一定的規(guī)律，如圖對于小功率金屬封裝三極管，按圖示底視圖位置放置，使三個引腳構(gòu)成等腰三角形的頂點上，從左向右依次為e b c；對于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己，三個引腳朝下放置，則從左到右依次為e b c。目前，國內(nèi)各種類型的晶體三極管有許多種，管腳的排列不盡相同，在使用中不確定管腳排列的三極管

3、，必須進(jìn)行測量確定各管腳正確的位置，或查找晶體管使用手冊，明確三極管的特性及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)和資料。晶體三極管的電流放大作用晶體三極管具有電流放大作用，其實質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將Ic/Ib的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號“”表示。電流放大倍數(shù)對于某一只三極管來說是一個定值，但隨著三極管工作時基極電流的變化也會有一定的改變。晶體三極管的三種工作狀態(tài)截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷

4、開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。放大狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時基極電流對集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù)Ic/Ib，這時三極管處放大狀態(tài)。飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定值附近不怎么變化，這時三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。 根據(jù)三極管工作時各個電極的電位高低

5、，就能判別三極管的工作狀態(tài)，因此，電子維修人員在維修過程中，經(jīng)常要拿多用電表測量三極管各腳的電壓，從而判別三極管的工作情況和工作狀態(tài)。使用多用電表檢測三極管三極管基極的判別：根據(jù)三極管的結(jié)構(gòu)示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個PN結(jié)的公共極，因此，在判別三極管的基極時，只要找出兩個PN結(jié)的公共極，即為三極管的基極。具體方法是將多用電表調(diào)至電阻擋的R1k擋，先用紅表筆放在三極管的一只腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只腳，如果兩次全通，則紅表筆所放的腳就是三極管的基極。如果一次沒找到，則紅表筆換到三極管的另一個腳，再測兩次；如還沒找到，則紅表筆再換一下，再測兩次。如果還沒找到，則改用黑表筆放在

6、三極管的一個腳上，用紅表筆去測兩次看是否全通，若一次沒成功再換。這樣最多沒量12次，總可以找到基極。三極管類型的判別： 三極管只有兩種類型，即型和型。判別時只要知道基極是型材料還型材料即可。當(dāng)用多用電表R1k擋時，黑表筆代表電源正極，如果黑表筆接基極時導(dǎo)通，則說明三極管的基極為型材料，三極管即為型。如果紅表筆接基極導(dǎo)通，則說明三極管基極為型材料，三極管即為型。電子三極管 在弗萊明為改進(jìn)無線電檢波器而發(fā)明二極管的同時，美國物理學(xué)博士弗雷斯特也在潛心研究檢波器。正當(dāng)他的研究步步深入時，傳來了英國的弗萊明發(fā)明成功真空二極管的消息，使他大受震動。是改弦易轍還是繼續(xù)下去呢？他想到弗萊明的二極管可用于整流

7、和檢波，但還不能放大電信號。于是，德弗雷斯特又 經(jīng)過兩年的研制，終于改進(jìn)了弗萊明的二極管，作出了新的發(fā)明。在二極管的陰極和陽極中間插入第三個具有控制電子運動功能的電極（棚極）。棚極上電壓的微弱信號變化，可以調(diào)制從陰極流向陽極的電流，因此可以得到與輸入信號變化相同，但強(qiáng)度大大增加的電流。這就是德弗雷斯特發(fā)明的三極管的“放大”作用。 1912年，德弗雷斯特又成功地做了幾個三極管的連接實驗，得到了比單個三極管大得多的放大能力。很快，德弗雷斯特研制出第一個電子放大器用于電話中繼器，放大微弱的電話信號，他是在電話中使用電子產(chǎn)品的第一人。此外，三極管還可振蕩產(chǎn)生電磁波，也就是說，所以，國外許多人都將三極管

8、的發(fā)明看作是電子工業(yè)真正的誕生。MOS場效應(yīng)管即金屬-氧化物-半導(dǎo)體型場效應(yīng)管，英文縮寫為MOSFET（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect-Transistor），屬于絕緣柵型。其主要特點是在金屬柵極與溝道之間有一層二氧化硅絕緣層，因此具有很高的輸入電阻（最高可達(dá)1015）。它也分N溝道管和P溝道管，符號如圖1所示。通常是將襯底（基板）與源極S接在一起。根據(jù)導(dǎo)電方式的不同，MOSFET又分增強(qiáng)型、耗盡型。所謂增強(qiáng)型是指：當(dāng)VGS=0時管子是呈截止?fàn)顟B(tài)，加上正確的VGS后，多數(shù)載流子被吸引到柵極，從而“增強(qiáng)”了該區(qū)域的載流子，形成導(dǎo)電溝道。耗盡型則是指，

9、當(dāng)VGS=0時即形成溝道，加上正確的VGS時，能使多數(shù)載流子流出溝道，因而“耗盡”了載流子，使管子轉(zhuǎn)向截止。N+，再分別引出源極S和漏極D。源極與襯底在內(nèi)部連通，二者總保持等電位。圖1（a）符號中的前頭方向是從外向電，表示從P型材料（襯底）指身N型溝道。當(dāng)漏接電源正極，源極接電源負(fù)極并使VGS=0時，溝道電流（即漏極電流）ID=0。隨著VGS逐漸升高，受柵極正電壓的吸引，在兩個擴(kuò)散區(qū)之間就感應(yīng)出帶負(fù)電的少數(shù)載流子，形成從漏極到源極的N型溝道，當(dāng)VGS大于管子的開啟電壓VTN（一般約為+2V）時，N溝道管開始導(dǎo)通，形成漏極電流ID。 國產(chǎn)N溝道MOSFET的典型產(chǎn)品有3DO1、3DO2、3DO4

10、（以上均為單柵管），4DO1（雙柵管）。它們的管腳排列（底視圖）見圖2。 MOS場效應(yīng)管比較“嬌氣”。這是由于它的輸入電阻很高，而柵-源極間電容又非常小，極易受外界電磁場或靜電的感應(yīng)而帶電，而少量電荷就可在極間電容上形成相當(dāng)高的電壓（U=Q/C），將管子損壞。因此了廠時各管腳都絞合在一起，或裝在金屬箔內(nèi)，使G極與S極呈等電位，防止積累靜電荷。管子不用時，全部引線也應(yīng)短接。在測量時應(yīng)格外小心，并采取相應(yīng)的防靜電感措施。下面介紹檢測方法。 1準(zhǔn)備工作 測量之前，先把人體對地短路后，才能摸觸MOSFET的管腳。最好在手腕上接一條導(dǎo)線與大地連通，使人體與大地保持等電位。再把管腳分開，然后拆掉導(dǎo)線。 2

11、判定電極 將萬用表撥于R100檔，首先確定柵極。若某腳與其它腳的電阻都是無窮大，證明此腳就是柵極G。交換表筆重測量，S-D之間的電阻值應(yīng)為幾百歐至幾千歐，其中阻值較小的那一次，黑表筆接的為D極，紅表筆接的是S極。日本生產(chǎn)的3SK系列產(chǎn)品，S極與管殼接通，據(jù)此很容易確定S極。 3檢查放大能力（跨導(dǎo)） 將G極懸空，黑表筆接D極，紅表筆接S極，然后用手指觸摸G極，表針應(yīng)有較大的偏轉(zhuǎn)。雙柵MOS場效應(yīng)管有兩個柵極G1、G2。為區(qū)分之，可用手分別觸摸G1、G2極，其中表針向左側(cè)偏轉(zhuǎn)幅度較大的為G2極。 目前有的MOSFET管在G-S極間增加了保護(hù)二極管，平時就不需要把各管腳短路了。VMOS場效應(yīng)管VMO

12、S場效應(yīng)管（VMOSFET）簡稱VMOS管或功率場效應(yīng)管，其全稱為V型槽MOS場效應(yīng)管。它是繼MOSFET之后新發(fā)展起來的高效、功率開關(guān)器件。它不僅繼承了MOS場效應(yīng)管輸入阻抗高（108W）、驅(qū)動電流?。ㄗ笥?.1A左右），還具有耐壓高（最高可耐壓1200V）、工作電流大（1.5A100A）、輸出功率高（1250W）、跨導(dǎo)的線性好、開關(guān)速度快等優(yōu)良特性。正是由于它將電子管與功率晶體管之優(yōu)點集于一身，因此在電壓放大器（電壓放大倍數(shù)可達(dá)數(shù)千倍）、功率放大器、開關(guān)電源和逆變器中正獲得廣泛應(yīng)用。 眾所周知，傳統(tǒng)的MOS場效應(yīng)管的柵極、源極和漏極大大致處于同一水平面的芯片上，其工作電流基本上是沿水平方向

13、流動。VMOS管則不同，從圖1上可以看出其兩大結(jié)構(gòu)特點:第一，金屬柵極采用V型槽結(jié)構(gòu)；第二，具有垂直導(dǎo)電性。由于漏極是從芯片的背面引出，所以ID不是沿芯片水平流動，而是自重?fù)诫sN+區(qū)（源極S）出發(fā)，經(jīng)過P溝道流入輕摻雜N-漂移區(qū)，最后垂直向下到達(dá)漏極D。電流方向如圖中箭頭所示，因為流通截面積增大，所以能通過大電流。由于在柵極與芯片之間有二氧化硅絕緣層，因此它仍屬于絕緣柵型MOS場效應(yīng)管。 國內(nèi)生產(chǎn)VMOS場效應(yīng)管的主要廠家有877廠、天津半導(dǎo)體器件四廠、杭州電子管廠等，典型產(chǎn)品有VN401、VN672、VMPT2等。表1列出六種VMOS管的主要參數(shù)。其中，IRFPC50的外型如圖3所示。 下面

14、介紹檢測VMOS管的方法。 1判定柵極G 將萬用表撥至R1k檔分別測量三個管腳之間的電阻。若發(fā)現(xiàn)某腳與其字兩腳的電阻均呈無窮大，并且交換表筆后仍為無窮大，則證明此腳為G極，因為它和另外兩個管腳是絕緣的。 2判定源極S、漏極D 由圖1可見，在源-漏之間有一個PN結(jié)，因此根據(jù)PN結(jié)正、反向電阻存在差異，可識別S極與D極。用交換表筆法測兩次電阻，其中電阻值較低（一般為幾千歐至十幾千歐）的一次為正向電阻，此時黑表筆的是S極，紅表筆接D極。 3測量漏-源通態(tài)電阻RDS（on） 將G-S極短路，選擇萬用表的R1檔，黑表筆接S極，紅表筆接D極，阻值應(yīng)為幾歐至十幾歐。由于測試條件不同，測出的RDS（on）值比

15、手冊中給出的典型值要高一些。例如用500型萬用表R1檔實測一只IRFPC50型VMOS管，RDS（on）=3.2W，大于0.58W（典型值）。4檢查跨導(dǎo)將萬用表置于R1k（或R100）檔，紅表筆接S極，黑表筆接D極，手持螺絲刀去碰觸柵極，表針應(yīng)有明顯偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)愈大，管子的跨導(dǎo)愈高。注意事項：（1）VMOS管亦分N溝道管與P溝道管，但絕大多數(shù)產(chǎn)品屬于N溝道管。對于P溝道管，測量時應(yīng)交換表筆的位置。 （2）有少數(shù)VMOS管在G-S之間并有保護(hù)二極管，本檢測方法中的1、2項不再適用。（3）目前市場上還有一種VMOS管功率模塊，專供交流電機(jī)調(diào)速器、逆變器使用。例如美國IR公司生產(chǎn)的IRFT001型模塊

16、，內(nèi)部有N溝道、P溝道管各三只，構(gòu)成三相橋式結(jié)構(gòu)。 （4）現(xiàn)在市售VNF系列（N溝道）產(chǎn)品，是美國Supertex公司生產(chǎn)的超高頻功率場效應(yīng)管，其最高工作頻率fp=120MHz，IDSM=1A，PDM=30W，共源小信號低頻跨導(dǎo)gm=2000S。適用于高速開關(guān)電路和廣播、通信設(shè)備中。 （5）使用VMOS管時必須加合適的散熱器后。以VNF306為例，該管子加裝1401404（mm）的散熱器后，最大功率才能達(dá)到30W場效應(yīng)晶體管場效應(yīng)晶體管(FET)簡稱場效應(yīng)管，它屬于電壓控制型半導(dǎo)體器件，具有輸入電阻高（108109）、噪聲小、功耗低、沒有二次擊穿現(xiàn)象、安全工作區(qū)域?qū)挼葍?yōu)點，現(xiàn)已成為雙極型晶體管

17、和功率晶體管的強(qiáng)大競爭者。場效應(yīng)管分結(jié)型、絕緣柵型兩大類。結(jié)型場效應(yīng)管（JFET）因有兩個PN結(jié)而得名，絕緣柵型場效應(yīng)管（JGFET）則因柵極與其它電極完全絕緣而得名。目前在絕緣柵型場效應(yīng)管中，應(yīng)用最為廣泛的是MOS場效應(yīng)管，簡稱MOS管（即金屬-氧化物-半導(dǎo)體場效應(yīng)管MOSFET）；此外還有PMOS、NMOS和VMOS功率場效應(yīng)管，以及最近剛問世的MOS場效應(yīng)管、VMOS功率模塊等。按溝道半導(dǎo)體材料的不同，結(jié)型和絕緣柵型各分溝道和P溝道兩種。若按導(dǎo)電方式來劃分，場效應(yīng)管又可分成耗盡型與增強(qiáng)型。結(jié)型場效應(yīng)管均為耗盡型，絕緣柵型場效應(yīng)管既有耗盡型的，也有增強(qiáng)型的。場效應(yīng)晶體管可分為結(jié)場效應(yīng)晶體管

18、和MOS場效應(yīng)晶體管。而MOS場效應(yīng)晶體管又分為N溝耗盡型和增強(qiáng)型；P溝耗盡型和增強(qiáng)型四大類。見附圖1。 MOS場效應(yīng)晶體管使用注意事項。MOS場效應(yīng)晶體管在使用時應(yīng)注意分類，不能隨意互換。MOS場效應(yīng)晶體管由于輸入阻抗高（包括MOS集成電路）極易被靜電擊穿，使用時應(yīng)注意以下規(guī)則：1.MOS器件出廠時通常裝在黑色的導(dǎo)電泡沫塑料袋中，切勿自行隨便拿個塑料袋裝。也可用細(xì)銅線把各個引腳連接在一起，或用錫紙包裝2.取出的MOS器件不能在塑料板上滑動，應(yīng)用金屬盤來盛放待用器件。3. 焊接用的電烙鐵必須良好接地。4. 在焊接前應(yīng)把電路板的電源線與地線短接，再MOS器件焊接完成后在分開。5. MOS器件各引

19、腳的焊接順序是漏極、源極、柵極。拆機(jī)時順序相反。6.電路板在裝機(jī)之前，要用接地的線夾子去碰一下機(jī)器的各接線端子，再把電路板接上去。7. MOS場效應(yīng)晶體管的柵極在允許條件下，最好接入保護(hù)二極管。在檢修電路時應(yīng)注意查證原有的保護(hù)二極管是否損壞。場效應(yīng)管的測試。下面以常用的3DJ型N溝道結(jié)型場效應(yīng)管為例解釋其測試方法：3DJ型結(jié)型場效應(yīng)管可看作一只NPN型的晶體三極管，柵極G對應(yīng)基極b，漏極D對應(yīng)集電極c，源極S對應(yīng)發(fā)射極e。所以只要像測量晶體三極管那樣測PN結(jié)的正、反向電阻既可。把萬用表撥在R*100擋用黑表筆接場效應(yīng)管其中一個電極，紅表筆分別接另外兩極，當(dāng)出現(xiàn)兩次低電阻時，黑表筆接的就是場效應(yīng)

20、管的柵極。紅表筆接的就是漏極或源極。對結(jié)型場效應(yīng)管而言，漏極和源極可以互換。對于有4個管腳的結(jié)型場效應(yīng)管，另外一極是屏蔽極（使用中接地）。目前常用的結(jié)型場效應(yīng)管和MOS型絕緣柵場效應(yīng)管的管腳順序如圖2所示。場效應(yīng)晶體管的好壞的判斷。先用MF10型萬用表R*100K擋（內(nèi)置有15V電池），把負(fù)表筆（黑）接?xùn)艠O（G），正表筆（紅）接源極（S）。給柵、源極之間充電，此時萬用表指針有輕微偏轉(zhuǎn)。再該用萬用表R*1擋，將負(fù)表筆接漏極（D），正表筆接源極（S），萬用表指示值若為幾歐姆，則說明場效應(yīng)管是好的。硅管、鍺管的判別 硅管和鍺管在特性上有很大不同，使用時應(yīng)加以區(qū)別。我們知道，硅管和鍺管的PN結(jié)正向電阻

21、是不一樣的，即硅管的正向電阻大，鍺管的小。利用這一特性就可以用萬用表來判別一只晶體管是硅管還是鍺管。 判別方法如下：將萬用表撥到R*100擋或R*1K擋。測量二極管時，萬用表的正端接二極管的負(fù)極，負(fù)端接二極管的正極；測量NPN型的三極管時，萬用表的負(fù)端接基極，正端接集電極或發(fā)射極；測量PNP型的三極管時，萬用表的正端接基極，負(fù)端接集電極或發(fā)射極。 按上述方法接好后，如果萬用表的表針指示在表盤的右端或靠近滿刻度的位置上（即阻值較?。敲此鶞y的管子是鍺管；如果萬用表的表針在表盤的中間或偏右一點的位置上（即阻值較大），那么所測的管子是硅管。 測判三極管的口訣 三極管的管型及管腳的判別是電子技術(shù)初學(xué)

22、者的一項基本功，為了幫助讀者迅速掌握測判方法，筆者總結(jié)出四句口訣：“三顛倒，找基極；PN結(jié)，定管型；順箭頭，偏轉(zhuǎn)大；測不準(zhǔn)，動嘴巴?！毕旅孀屛覀冎鹁溥M(jìn)行解釋吧。一、 三顛倒，找基極大家知道，三極管是含有兩個PN結(jié)的半導(dǎo)體器件。根據(jù)兩個PN結(jié)連接方式不同，可以分為NPN型和PNP型兩種不同導(dǎo)電類型的三極管，圖1是它們的電路符號和等效電路。測試三極管要使用萬用電表的歐姆擋，并選擇R100或R1k擋位。圖2繪出了萬用電表歐姆擋的等效電路。由圖可見，紅表筆所連接的是表內(nèi)電池的負(fù)極，黑表筆則連接著表內(nèi)電池的正極。假定我們并不知道被測三極管是NPN型還是PNP型，也分不清各管腳是什么電極。測試的第一步是判

23、斷哪個管腳是基極。這時，我們?nèi)稳蓚€電極(如這兩個電極為1、2)，用萬用電表兩支表筆顛倒測量它的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度；接著，再取1、3兩個電極和2、3兩個電極，分別顛倒測量它們的正、反向電阻，觀察表針的偏轉(zhuǎn)角度。在這三次顛倒測量中，必然有兩次測量結(jié)果相近：即顛倒測量中表針一次偏轉(zhuǎn)大，一次偏轉(zhuǎn)??；剩下一次必然是顛倒測量前后指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，這一次未測的那只管腳就是我們要尋找的基極(參看圖1、圖2不難理解它的道理)。二、 PN結(jié)，定管型找出三極管的基極后，我們就可以根據(jù)基極與另外兩個電極之間PN結(jié)的方向來確定管子的導(dǎo)電類型(圖1)。將萬用表的黑表筆接觸基極，紅表筆接觸另外兩個電極中的

24、任一電極，若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很大，則說明被測三極管為NPN型管；若表頭指針偏轉(zhuǎn)角度很小，則被測管即為PNP型。三、 順箭頭，偏轉(zhuǎn)大找出了基極b，另外兩個電極哪個是集電極c，哪個是發(fā)射極e呢?這時我們可以用測穿透電流ICEO的方法確定集電極c和發(fā)射極e。(1) 對于NPN型三極管，穿透電流的測量電路如圖3所示。根據(jù)這個原理，用萬用電表的黑、紅表筆顛倒測量兩極間的正、反向電阻Rce和Rec，雖然兩次測量中萬用表指針偏轉(zhuǎn)角度都很小，但仔細(xì)觀察，總會有一次偏轉(zhuǎn)角度稍大，此時電流的流向一定是：黑表筆c極b極e極紅表筆，電流流向正好與三極管符號中的箭頭方向一致(“順箭頭”)，所以此時黑表筆所接的一定是集電

25、極c，紅表筆所接的一定是發(fā)射極e。(2) 對于PNP型的三極管，道理也類似于NPN型，其電流流向一定是：黑表筆e極b極c極紅表筆，其電流流向也與三極管符號中的箭頭方向一致，所以此時黑表筆所接的一定是發(fā)射極e，紅表筆所接的一定是集電極c。四、 測不出，動嘴巴若在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的測量過程中，若由于顛倒前后的兩次測量指針偏轉(zhuǎn)均太小難以區(qū)分時，就要“動嘴巴”了。具體方法是：在“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的兩次測量中，用兩只手分別捏住兩表筆與管腳的結(jié)合部，用嘴巴含住(或用舌頭抵住)基電極b，仍用“順箭頭，偏轉(zhuǎn)大”的判別方法即可區(qū)分開集電極c與發(fā)射極e。其中人體起到直流偏置電阻的作用，目的是使效果更加明顯。高頻

26、管和低頻管因其特性和用途不同而一般不能互相代用。這里介紹如何用萬用表來快速判別它高頻管與低頻管。判別方法為：首先用萬用表測量三極管發(fā)射極的反向電阻，如果是測量PNP型管，萬用表的負(fù)端接基極，正端接發(fā)射極；如果是測量NPN型管，萬用表的正端接基極，負(fù)端接發(fā)射極。然后用萬用表的R*1K擋測量，此時萬用表的表針指示的阻值應(yīng)當(dāng)很大，一般不超過滿刻度值的1/10。再將萬用表轉(zhuǎn)換到R*10K擋，如果表針指示的阻值變化很大，超過滿刻度值的1/3，則此管為高頻管；反之，如果萬用表轉(zhuǎn)換到R*10K擋后，表針指示的阻值變化不大，不超過滿刻度值的1/3，則所測的管子為低頻管。電子元器件系列知識-二極管二極管的特性與

27、應(yīng)用 幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導(dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。 二極管的工作原理 晶體二極管為一個由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場。當(dāng)不存在外加電壓時，由于p-n 結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。當(dāng)外界有正向電壓偏置時，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(guān)的反向飽和電流I0。當(dāng)外加的反向電壓高到一定

28、程度時，p-n結(jié)空間電荷層中的電場強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。 二極管的類型 二極管種類有很多，按照所用的半導(dǎo)體材料，可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）。根據(jù)其不同用途，可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管等。按照管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。點接觸型二極管是用一根很細(xì)的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面，通以脈沖電流，使觸絲一端與晶片牢固地?zé)Y(jié)在一起，形成一個“PN結(jié)”。由于是點接觸，只允許通過較小的電流（不超過幾十毫安），適用于高頻小電流電路，如收音機(jī)的檢

29、波等。面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流（幾安到幾十安），主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。平面型二極管是一種特制的硅二極管，它不僅能通過較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開關(guān)、脈沖及高頻電路中。 二極管的導(dǎo)電特性 二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦?。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。下面通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。 1. 正向特性。 在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導(dǎo)通，流過二極管的正向電流十分微弱

30、。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。 2. 反向特性。 在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦?，這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。 二極管的主要參數(shù) 用來表示二極管的性能

31、好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo)，稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。對初學(xué)者而言，必須了解以下幾個主要參數(shù)： 1、額定正向工作電流 是指二極管長期連續(xù)工作時允許通過的最大正向電流值。因為電流通過管子時會使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過容許限度（硅管為140左右，鍺管為90左右）時，就會使管芯過熱而損壞。所以，二極管使用中不要超過二極管額定正向工作電流值。例如，常用的IN40014007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。 2、最高反向工作電壓 加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時，會將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如，IN4001二極管反向耐

32、壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。 3、反向電流 反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管，在25時反向電流若為250uA，溫度升高到35，反向電流將上升到500uA，依此類推，在75時，它的反向電流已達(dá)8mA，不僅失去了單方向?qū)щ娞匦?，還會使管子過熱而損壞。又如，2CP10型硅二極管，25時反向電流僅為5uA，溫度升高到75時，反向電流也不過160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。測試二極

33、管的好壞 初學(xué)者在業(yè)余條件下可以使用萬用表測試二極管性能的好壞。測試前先把萬用表的轉(zhuǎn)換開關(guān)撥到歐姆檔的RX1K檔位（注意不要使用RX1檔，以免電流過大燒壞二極管），再將紅、黑兩根表筆短路，進(jìn)行歐姆調(diào)零。 1、正向特性測試 把萬用表的黑表筆（表內(nèi)正極）搭觸二極管的正極，紅表筆（表內(nèi)負(fù)極）搭觸二極管的負(fù)極。若表針不擺到0值而是停在標(biāo)度盤的中間，這時的阻值就是二極管的正向電阻，一般正向電阻越小越好。若正向電阻為0值，說明管芯短路損壞，若正向電阻接近無窮大值，說明管芯斷路。短路和斷路的管子都不能使用。 2、反向特性測試 把萬且表的紅表筆搭觸二極管的正極，黑表筆搭觸二極管的負(fù)極，若表針指在無窮大值或接近

34、無窮大值，管子就是合格的。 二極管的應(yīng)用 1、整流二極管 利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動直流電。 2、開關(guān)元件 二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只斷開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。 3、限幅元件 二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號幅度限制在一定范圍內(nèi)。 4、繼流二極管 在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用。 5、檢波二極管 在收音機(jī)中起檢波作用。 6、

35、變?nèi)荻O管 使用于電視機(jī)的高頻頭中。半導(dǎo)體的特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能比導(dǎo)體差而比絕緣體強(qiáng)。實際上，半導(dǎo)體與導(dǎo)體、絕緣體的區(qū)別在不僅在于導(dǎo)電能力的不同，更重要的是半導(dǎo)體具有獨特的性能（特性）。1在純凈的半導(dǎo)體中適當(dāng)?shù)負(fù)饺胍欢ǚN類的極微量的雜質(zhì)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能就會成百萬倍的增加-這是半導(dǎo)體最顯著、最突出的特性。例如，晶體管就是利用這種特性制成的。2當(dāng)環(huán)境溫度升高一些時，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力就顯著地增加；當(dāng)環(huán)境溫度下降一些時，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力就顯著地下降。這種特性稱為“熱敏”，熱敏電阻就是利用半導(dǎo)體的這種特性制成的。3當(dāng)有光線照射在某些半導(dǎo)體時，這些半導(dǎo)體就像導(dǎo)體一樣，導(dǎo)電能力很強(qiáng)；當(dāng)沒有光線照射時，這些

36、半導(dǎo)體就像絕緣體一樣不導(dǎo)電，這種特性稱為“光敏”。例如，用作自動化控制用的“光電二極管”、“光電三極管”和光敏電阻等，就是利用半導(dǎo)體的光敏特性制成的。 由此可見，溫度和光照對晶體管的影響很大。因此，晶體管不能放在高溫和強(qiáng)烈的光照環(huán)境中。在晶體管表面涂上一層黑漆也是為了防止光照對它的影響。最后，明確一個基本概驗：所謂半導(dǎo)體材料，是一種晶體結(jié)構(gòu)的材料，故“半導(dǎo)體”又叫“晶體”。P性半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體-前面講過，在純凈的半導(dǎo)體中加入一定類型的微量雜質(zhì)，能使半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成百萬倍的增加。加入了雜質(zhì)的半導(dǎo)體可以分為兩種類型：一種雜質(zhì)加到半導(dǎo)體中去后，在半導(dǎo)體中會產(chǎn)生大量的帶負(fù)電荷的自由電子，這種半導(dǎo)體

37、叫做“N型半導(dǎo)體”（也叫“電子型半導(dǎo)體”）；另一種雜質(zhì)加到半導(dǎo)體中后，會產(chǎn)生大量帶正電荷的“空穴”，這種半導(dǎo)體叫“P型半導(dǎo)體”（也叫“空穴型半導(dǎo)體”）。例如，在純凈的半導(dǎo)體鍺中，加入微量的雜質(zhì)銻，就能形成N型半導(dǎo)體。同樣，如果在純凈的鍺中，加入微量的雜質(zhì)銦，就形成P型半導(dǎo)體。一個PN結(jié)構(gòu)成晶體二極管-設(shè)法把P型半導(dǎo)體（有大量的帶正電荷的空穴）和N型半導(dǎo)體（有大量的帶負(fù)電荷的自由電子）結(jié)合在一起，見圖1所示。 圖1 在P型半導(dǎo)體的N型半導(dǎo)體相結(jié)合的地方，就會形成一個特殊的薄層，這個特殊的薄層就叫“PN結(jié)”。晶體二極管實際上就是由一個PN結(jié)構(gòu)成的（見圖1）。例如，收音機(jī)中應(yīng)用的晶體二極管，其觸絲（

38、即觸針）部分相當(dāng)于P型半導(dǎo)體，N型鍺片就是N型半導(dǎo)體，他們之間的接觸面就是PN結(jié)。P端（或P端引出線）叫晶體二極管的正端（也稱正極）。N端（或N端引出線）叫晶體二極管的負(fù)端（也稱負(fù)極）。如果像圖2那樣，把正端連接電池的正極，把負(fù)端接電池的負(fù)極，這是PN結(jié)的電阻值就小到只有幾百歐姆了。因此，通過PN結(jié)的電流（I=U/R）就很大。這樣的連接方法（圖2a）叫“正向連接”。正向連接時，晶體管二極管（或PN結(jié)）兩端承受的電壓叫“正向電壓”；處在正向電壓下，二極管（或PN結(jié)）的電阻叫“正向電阻”，在正向電壓下，通過二極管（或PN結(jié)）的電流叫“正向電流”。很明顯，因為晶體二極管的正向電阻很?。◣装贇W姆），在

39、一定正向電壓下，正向電流（I=U/R）就會很大-這表明在正向電壓下，二極管（或PN結(jié)）具有像導(dǎo)體一樣的導(dǎo)電本領(lǐng)。 圖2a 圖2b 反過來，如果把P端接到電池的負(fù)極，N端接到電池的正極（見圖2b）。這時PN結(jié)的電阻很大（大到幾百千毆），電流（I=U/R）幾乎不能通過二極管，或者說通過的電流很微弱。這樣的連接方法叫“反向連接”。反向連接時，晶體管二極管（或PN結(jié)）兩端承受的電壓叫“反向電壓”；處在反向電壓下，二極管（或PN結(jié)）的電阻叫“反向電阻”，在反向電壓下，通過二極管（或PN結(jié)）的電流叫“反向電流”。顯然，因為晶體二極管的正向電阻很大（幾百千歐姆），在一定的反向電壓下，正向電流（I=U/R）就

40、會很小，甚至可以忽略不計，-這表明在一定的反向電壓下，二極管（或PN結(jié)）幾乎不導(dǎo)電。上敘實驗說明這樣一個結(jié)論：晶體二極管（或PN結(jié)）具有單向?qū)щ娞匦?。晶體二極管用字母“D”代表，在電路中常用圖3的符號表示，即表示電流（正電荷）只能順著箭頭方向流動，而不能逆著箭頭方向流動。圖3是常用的晶體二極管的外形及符號。 圖3利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢杂脕碚鳎▽⒔涣麟娮兂芍绷麟姡┖蜋z波（從高頻或中頻電信號取出音頻信號）以及變頻（如把高頻變成固定的中頻465千周）等。PN結(jié)的極間電容-PN結(jié)的P型和N型兩快半導(dǎo)體之間構(gòu)成一個電容量很小的電容，叫做“極間電容”（如圖4所示）。由于電容抗隨頻率的增高而減小。所以

41、，PN結(jié)工作于高頻時，高頻信號容易被極間電容或反饋而影響PN結(jié)的工作。但在直流或低頻下工作時，極間電容對直流和低頻的阻抗很大，故一般不會影響PN結(jié)的工作性能。PN結(jié)的面積越大，極間電容量越大，影響也約大，這就是面接觸型二極管（如整流二極管）和低頻三極管不能用于高頻工作的原因晶體二極管的主要參數(shù)最高工作頻率fM（MC）-二極管能承受的最高頻率。通過PN結(jié)交流電頻率高于此值，二極管接不能正常工作。最高反向工作電壓VRM（V）-二極管長期正常工作時，所允許的最高反壓。若越過此值，PN結(jié)就有被擊穿的可能，對于交流電來說，最高反向工作電壓也就是二極管的最高工作電壓。最大整流電流IOM（mA）-二極管能長

42、期正常工作時的最大正向電流。因為電流通過二極管時就要發(fā)熱，如果正向電流越過此值，二極管就會有燒壞的危險。所以用二極管整流時，流過二極管的正向電流（既輸出直流）不允許超過最大整流電流。光電二極管（LED）光電二極管、光電三極管是電子電路中廣泛采用的光敏器件。光電二極管和普通二極管一樣具有一個PN結(jié)，不同之處是在光電二極管的外殼上有一個透明的窗口以接收光線照射，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換，在電路圖中文字符號一般為VD。光電三極管除具有光電轉(zhuǎn)換的功能外，還具有放大功能，在電路圖中文字符號一般為VT。光電三極管因輸入信號為光信號，所以通常只有集電極和發(fā)射極兩個引腳線。同光電二極管一樣，光電三極管外殼也有一個透明窗口

43、，以接收光線照射。光電二極管與光電三極管外殼形狀基本相同，其判定方法如下：遮住窗口，選用萬用表R*1K擋，測兩管腳引線間正、反向電阻，均為無窮大的為光電三極管。正、反向阻值一大一小者為光電二極管。光電二極管檢測：首先根據(jù)外殼上的標(biāo)記判斷其極，外殼標(biāo)有色點的管腳或靠近管鍵的管腳為正極，另一管腳為負(fù)載。如無標(biāo)記可用一塊黑布遮住其接收光線信號的窗口，將萬用表置R*1 K擋測出正極和負(fù)極，同時測得其正向電阻應(yīng)在10K20K間，其反向電阻應(yīng)為無窮大，表針不動。然后去掉遮光黑布，光電二極管接收窗口對著光源，此時萬用表表針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，偏轉(zhuǎn)角度大小說明其靈敏度高低，偏轉(zhuǎn)角度越大，靈敏度越高。光電三極管檢測：光

44、電三極管管腳較長的是發(fā)射極，另一管腳是集電極。檢測時首先選一塊黑布遮住起接收窗口，將萬用表置R*1 K擋，兩表筆任意接兩管腳，測得結(jié)果其表針都不動（電阻無窮大），在移去遮光布，萬用表指針向右偏轉(zhuǎn)至15K35K，其向又偏轉(zhuǎn)角度越大說明其靈敏度越高。檢測結(jié)果凡符合以上規(guī)律的光電二極管、光電三極管可初步認(rèn)為其能滿足使用需要。真空管/電子管什么是真空管?電子管從根本上說就是控制電子流量的閥門。它的外觀有點像燈泡(通常由玻璃制成)，其中已經(jīng)被抽至幾近真空。在這個近乎真空的密閉腔體內(nèi)有兩個主要設(shè)備：一個被稱為加熱極，位于電子管的中央位置，在電子管工作時會發(fā)出橙色的光(某些真空管有不止一個加熱極)；另一個是

45、由陰極、金屬柵極和金屬板(也被稱為陽極)組成。陽極板是您能在電子管中看到的最大的金屬構(gòu)件。所有元件都用云母和陶瓷墊片定位和分隔。電子管玻璃上的銀色物質(zhì)是什么?銀色物質(zhì)被稱為吸氧劑，它的目的是幫助增加電子管內(nèi)的真空度。不同真空管的顏色可能會有所不同。有時吸氧劑在真空管工作時會流動，甚至能夠薄薄的平均分布在整個真空管的腔體內(nèi)。吸氧劑的邊緣往往會變成棕色。但這些都不會影響到電子管的正常工作和穩(wěn)定性。真空管的工作原理讓我們一起來看一下真空管的工作原理?，F(xiàn)代的真空管共由4種基本構(gòu)件組成：極對燈絲(Filament) (加熱用)、陰極(Cathode)、柵極(Grid)和陽極(Anode)。當(dāng)極對燈絲連上

46、電壓對陰極加熱，激發(fā)陰極電子通過柵極打在陽極上。通過這樣的電子流，電子管可以將較小的交流電放大成較強(qiáng)的信號，實現(xiàn)信號放大功能。在信號放大的同時，通過控制柵極電壓可以控制電子流量，因而獲得所需的電子特性。電子管是怎樣工作的 電子管的發(fā)明與盤尼西林以及輪胎的發(fā)現(xiàn)一樣具有戲劇性：在實驗室中靠近窗戶幾個未清洗的實驗皿，不經(jīng)意從窗外飄來一些霉菌落在實驗皿上，科學(xué)家驚訝的發(fā)現(xiàn)某些落入實驗皿中的霉菌，可以抑制壞菌的擴(kuò)散與成長，加以實驗分析之後這種霉菌就成為了有效且使用廣泛的抗生素之一；同樣的情景也發(fā)生在研究橡膠的實驗中，偶然打破裝在玻璃杯里的硫黃，倒入融化的橡膠液體中，凝固後橡膠變成了堅硬且頗富韌性的材質(zhì)。

47、電子管當(dāng)然不是無緣無故做幾片金屬板封裝在抽真空的玻璃瓶里進(jìn)行實驗的，它與發(fā)明大王愛迪生有著一段故事。電流與電子流動的方向恰巧相反在此之前試問一個小問題：電路分析上電流的方向與實際上電子流動的方向是否相同？答案是否定的，電流與電子流的方向是恰巧相反的。過去的科學(xué)家無法觀察電子流動的方向，于是統(tǒng)一說法，將電池的某一極設(shè)定為正極，其電壓為正電壓，電流由正極流至負(fù)極而形成一個封閉的回路。由於大家統(tǒng)一說法與作法，因此多年來并沒有發(fā)生任何沖突之事，直到了近代科學(xué)家有了更精良的設(shè)備，觀察之後遂推翻了之前的說法：原來電子是由電池的負(fù)端流出來的?。〒Q言之，電子是從擴(kuò)大機(jī)的喇叭負(fù)端流出，而從喇叭正端回流的）身為使

48、用者并不需要在意何者為真，只要按照科學(xué)家的結(jié)論行事就可以了。說這一段就是因為當(dāng)初愛迪生發(fā)明燈泡之後，發(fā)現(xiàn)他生產(chǎn)的燈泡燈絲老是從正極端燒斷，于是進(jìn)一步實驗在燈泡中加入一塊小金屬板，點燈之後將金屬板連接電表，分別施以正電壓以及負(fù)電壓，觀察電流的情形。對于當(dāng)時的科學(xué)而言，位于真空狀態(tài)下且不連接的金屬板，不論如何連接是不可能產(chǎn)生電流的，但怪事發(fā)生了，愛迪生發(fā)現(xiàn)某種物質(zhì)（其實就是電子）會透過金屬板，會從電池的負(fù)極騰空跳到正極，此發(fā)現(xiàn)當(dāng)然激起更大的實驗動機(jī)，此現(xiàn)象便稱為愛迪生效應(yīng)。這也是科學(xué)家首次質(zhì)疑電流流動的方向，以及自由電子在空間中流動的現(xiàn)象。金屬之所以能導(dǎo)電，就是因為金屬的自由電子較多，便于電子的相

49、互流動，因此電子材料必須由導(dǎo)電性佳的材質(zhì)制成。電子還有個特性，帶負(fù)電的電子容易受到正電壓的吸引，所謂同性相斥、異性相吸。又從愛迪生效應(yīng)中得知，當(dāng)加熱金屬物質(zhì)時，活躍于質(zhì)子外圍的自由電子容易產(chǎn)生游離現(xiàn)象，溫度高導(dǎo)致電子活性增強(qiáng)，此時若空間中有一正電壓強(qiáng)力吸引，游離的電子就會在空間中流動。基於這幾個當(dāng)時已被了解的知識，弗來明（JA. Fleming）于1904年制造出第一支二極電子管，李德科士（De Forest Lee）將二極管加以改良，于1907年制造出第一支三極管，既然成功研發(fā)了二極管，電子管的應(yīng)用開始實現(xiàn)，電子管的發(fā)展從此一日千里。三極管是最基本的電子管電子管又稱真空管 （Vacuum T

50、ube），代表玻璃瓶內(nèi)部抽真空，以利于游離電子的流動，也可有效降低燈絲的氧化損耗。二極管、三極管、五極管，從字面意義代表電子管內(nèi)部基本極的數(shù)量。電子管擁有三個最基本的極，第一是陰極（Cathode,以K代表）：陰極當(dāng)然是陰性的，它是釋放出電子流的地方，它可以是一塊金屬板或是燈絲本身，當(dāng)燈絲加熱金屬板時，電子就會游離而出，散布在小小的真空玻璃瓶里。第二個極是屏極（Plate，以P代表），基本上它是電子管最外圍的金屬板，眼睛見到電子管最外層深灰色或黑色的金屬板，通常就是屏極。屏極連接正電壓，它負(fù)責(zé)吸引從陰極散發(fā)出來的電子（利用異性相吸的原理），作為電子游離旅行的終點。第三個極為柵極（Gird,以G

51、代表），從構(gòu)造看來，它猶如一圈圈的細(xì)線圈，就如同柵欄一般，固定在陰極與屏極之間，電子流必須通過柵極而到屏極，在柵極之間通電壓，可以控制電子的流量，它的作用就如同一個水龍頭一般，具有流通與阻擋的功能。引擎運轉(zhuǎn)必須要有燃料，電子管的工作動力為電能。電子管的電極當(dāng)中，最重要的應(yīng)屬陰極，它負(fù)責(zé)將電子釋放出來，作為一切工作的基礎(chǔ)。最早的電子管由于構(gòu)造原理簡單，直接將燈絲充當(dāng)陰極使用，換句話說，當(dāng)燈絲點亮?xí)r，由于燈絲溫度提高,電子就從燈絲釋放出來,經(jīng)過柵極直奔屏極。這種電子管就叫“直熱式電子管”。 300B，就是屬于這種類型的電子管，相較於其他現(xiàn)代化的五極電子管， 300B 的構(gòu)造簡單，輸出功率也低。燈絲

52、（Filament）可以使用不同的材質(zhì)制成，由于直熱式三極管直接將燈絲當(dāng)作陰極，因此燈絲的特性直接影響著直熱式電子管的性能。基本上，電子管的燈絲主要可分成三種材質(zhì)構(gòu)成，第一種當(dāng)然是耐高溫的鎢絲。將純度高的鎢絲抽成細(xì)絲，卷繞在電子管的最內(nèi)層，通電之後即可升高溫度。但鎢絲必須加溫到兩千多度時，電子才能發(fā)散，因此以鎢絲制成燈絲的電子管點燃時，會發(fā)出光輝耀眼的亮度，同時溫度高得嚇人。別意外，不是電子管要燒掉了，而是它本來如此！但將鎢絲點亮需要消耗較大的電力，優(yōu)點是鎢絲甚為耐用，普遍運用于較大功率或長壽命的電子管上。在某些情況下這種真空管的壽命可達(dá)數(shù)萬小時，拿來當(dāng)作家里的燈泡，既耐用又有裝飾的作用，一舉

53、數(shù)得！ 另一種燈絲采用釷鎢合金，它只須將燈絲加溫至一千多度即可工作，相較之下較省電力。最常使用的應(yīng)為氧化鹼土燈絲，它的作法是在燈絲外，涂上一層厚厚的氧化鹼土，看起來接近白灰色的物質(zhì)，它只需要加溫至約70度（看起來約為暗紅色），即可獲得足量的電子，因此工作溫度最低、也最節(jié)省電力，一般而言只須供應(yīng)6.3V左右的直流，就可以正常工作。直熱式電子管當(dāng)然有它天生的優(yōu)點，但卻有一個致命的缺點，那就是陰極容易因燈絲的溫度變化而改變特性。當(dāng)燈絲電壓變動時，或以交流電供應(yīng)燈絲時，陰極呈現(xiàn)在不穩(wěn)定的狀態(tài)下。因此有人主張直熱式電子管應(yīng)采用直流供電，也有人強(qiáng)調(diào)必須以交流供電以免損傷陰極，這種爭論過去在音響界早已成為一

54、個爭論不休的話題。旁熱式電子管的穩(wěn)定度較高 為了解決直熱式電子管的燈絲問題，電子管設(shè)計者決定讓燈絲與陰極分家獨立，在燈絲的旁邊套上一圈金屬套筒，讓燈絲直接對金屬板加熱，電子從金屬板散發(fā)出來，這種加熱方式就稱為旁熱式電子管。如此，電子管似乎就穩(wěn)定許多了，由于金屬套筒的體積與儲熱量高高大于傳統(tǒng)的燈絲，因此即使燈絲暫時的溫度變動，甚至?xí)簳r幾秒的停止加熱，金屬板的溫度變化改變有限，這也就是為什么某些電子管機(jī)關(guān)機(jī)之後，它還能唱個十幾秒的主要原因。既然陰極與燈絲獨立，陰極板必須由燈絲間接加熱，于是燈絲再度改成鎢絲材質(zhì)，以求耐久性，并在鎢絲外層涂上一層白磁，一方面絕緣，另一方面也有定型的效果。由于間接加熱效

55、果較差，陰極金屬板上會涂上釷、鋇或其他有利于電子發(fā)散的物質(zhì)。也因此，電子管的金屬極板看起來總是灰黑色，不像正常的金屬板，也由于制作組裝時必須仰賴手工，因此金屬板上總會留下許多細(xì)小的刮痕，用家購買電子管時不必意外擔(dān)心。直熱式電子管與旁熱式電子管使用上的差異呢？對于一般使用者而言是不必在乎直熱式電子管與旁熱式電子管的不同，但對于設(shè)計者而言，旁熱式電子管由于間接加熱的關(guān)系，燈絲電流通常較大，而且旁熱式的結(jié)構(gòu)必須對陰極金屬板加溫，因此開機(jī)后有一段緩慢的加溫期，如果是前級，則必須做好延時設(shè)計，以免開機(jī)的脈沖傷了后級。依據(jù)發(fā)展的過程來看，最早的電子管當(dāng)然是直熱式的設(shè)計，二極管是首先被發(fā)展出來的，二極管的功能猶如現(xiàn)在的二極晶體管，具有整流以及收音機(jī)內(nèi)部檢波的功能，二極管經(jīng)過適當(dāng)?shù)脑O(shè)計，也可以成為穩(wěn)壓管。由于電子管的工作原理很簡單，因此第一支電子管被成功的制造出來之後，就有許多科學(xué)家加入研發(fā)的工作。第一支三極管在l907年被一位美國科學(xué)家成功制造，從此便開啟了無線電時代的來臨，告別留聲機(jī)，進(jìn)入擴(kuò)大機(jī)時代。電子管的工作原理現(xiàn)在，我們更進(jìn)一步來看看最簡單的電子管工作原理。將一支電子管拆開之後，繪於附圖之中，從圖可知，當(dāng)點亮燈絲，燈絲溫度逐漸升高，雖然是真空狀態(tài)，但燈絲溫度以輻射熱的方式傳導(dǎo)至