《電工電子實踐基礎(chǔ)》課件第2章

第2章常用電子元器件2.1電阻器、電容器和電感器2.2半導(dǎo)體器件2.3模擬集成器件2.4數(shù)字集成器件2.5光敏器件2.6常用傳感器2.7電聲器件

2.1電阻器、電容器和電感器

2.1.1電阻器

1.電阻器的分類

電阻可分為固定電阻和可調(diào)電阻。固定電阻因制作材料不同又可分為膜式電阻(碳膜電阻RT、金屬膜電阻RJ、合成膜電阻RH、氧化膜電阻RY)、玻璃釉電阻、實芯電阻(有機RS和無機RN)、金屬繞線電阻RX。根據(jù)對外界物理量的敏感性，電阻又可分為熱敏電阻MF、光敏電阻MG、壓敏電阻RM、熔斷電阻等。還可將多個電阻排列在一起構(gòu)成排電阻。

2.電阻器的命名

根據(jù)國家標準(GB/T2470-1981)，電阻器的名稱由主稱、材料、分類特征和序號四部分組成,詳見表2.1.1。

3.電阻器的參數(shù)標注

每一個電阻器的阻值表示電阻器對電流的阻礙能力，其阻值越大，則對電流的阻礙能力越強。除電阻的阻值外，還有功率、精度(或誤差)、材料等參數(shù)加以描述。

(1)電阻的阻值。電阻的標稱值通常采用直接標注法和色環(huán)標注法兩種。

①直接標注法。用阿拉伯?dāng)?shù)字直接將阻值標注在電阻器的表面。直接標注也有不同的表達方法，但含義是一樣的，稱為等效標注。表2.1.2為電阻器等效標注參照表。②色環(huán)標注法。色環(huán)標注法常有四色環(huán)和五色環(huán)之分。普通電阻用四色環(huán)，精密電阻用五色環(huán)。圖2.1.1為電阻的色環(huán)標注方法。讀色環(huán)順序是從色環(huán)較密的一端開始。對于四色環(huán)來說，第一、二色環(huán)表示電阻值的前兩位有效數(shù)字，第三色環(huán)表示電阻值的前兩位數(shù)后面乘10的次方數(shù)(即在前兩位后加0的個數(shù))，第四色環(huán)表示誤差。對于五色環(huán)來說，前三色環(huán)表示電阻值的前三位有效數(shù)字，第四色環(huán)表示前三位數(shù)后面乘10的次方數(shù)(即加0的個數(shù))，第五色環(huán)表示誤差。無論是四色環(huán)或五色環(huán)，其阻值均以歐姆(Ω)為單位。色環(huán)顏色所代表的含義如表2.1.3所示。圖2.1.1電阻的色環(huán)標注方法例如：設(shè)某電阻器為四色環(huán)，一至四色環(huán)的顏色分別為棕、綠、紅、金色，則該電阻的阻值和誤差分別為：R=15×102Ω＝1500Ω，誤差為±5％，即實際電阻值是

R=1500×(1±5%)=(1500±75)Ω

(2)電阻的系列。電阻可分E3、E6、E12、E24、E48、E96和E192等系列，其中E48、E96和E192為精密電阻，精度從±2%到±0.5%。系列名稱E后面的數(shù)值代表該系列中電阻值的個數(shù)。普通電阻取兩位有效數(shù)字，精密電阻取三位有效數(shù)字。普通電阻系列標稱值如表2.1.4所示。由表可看出三種系列的關(guān)系，E12系列是在E24系列中抽掉偶數(shù)值并保留奇數(shù)值得到的。同理，在E12系列中抽掉偶數(shù)值并保留奇數(shù)值即為E6系列。

允許誤差是指電阻器的實際值與標稱值的最大允許誤差范圍，它表示電阻的精度。允許誤差與精度級別的關(guān)系見表2.1.5。

(3)電阻的額定功率。額定功率是允許電阻消耗的最大功率,分為19個等級，常用的有1/20W、1/8W、1/4W、

1/2W、1W、2W、3W、5W、……。在電路圖中，非線繞電阻器額定功率的符號表示法如圖2.1.2所示。其中1W以上用羅馬數(shù)字標注。圖2.1.2非線繞電阻器額定功率的符號表示法

4.電阻的選用及檢測

(1)電阻的選用：對電阻的精度選擇要適中，不能要求過高，否則會提高電路的成本;對功率值的選擇一般要留25%的富余量，以避免由于電壓或電流的波動而燒毀。

(2)電阻的檢測：首先,觀察電阻的顏色是否發(fā)生變化，如焦黃或變黑，則一般表明電阻已損壞，必須更換。其二，在電路板非帶電的情況下，用萬用表直接測量所懷疑的電阻，如果阻值為零或無窮大，說明電阻已燒短路或斷開。

5.電位器

(1)電位器的結(jié)構(gòu)。

(2)電位器的分類。電位器的種類繁多，可按不同的形式進行分類。

(3)電位器的檢測。檢查電位器時，首先查看電位器轉(zhuǎn)動是否靈活而平滑，開關(guān)通、斷的“喀噠”聲是否清脆，在轉(zhuǎn)動時有無摩擦的“沙沙”聲。若有“沙沙”聲就說明質(zhì)量不好?？捎萌f用表按下列方法測量。圖2.1.3電位器(a)外形;(b)符號

6.排電阻和貼片電阻

排電阻又稱為集成電阻，具有體積小、安裝方便的特點，常應(yīng)用于大規(guī)模集成電路板中。排電阻內(nèi)部有多種排列形式，其結(jié)構(gòu)如圖2.1.4所示。圖2.1.4排電阻結(jié)構(gòu)(a)外形;(b)內(nèi)部結(jié)構(gòu)實用電阻電路例解

1.典型的電阻分壓電路

電阻分壓電路如圖2.1.5所示。該電路的作用是將輸入電壓信號Ui進行衰減，得到比輸入電壓信號低的輸出電壓信號Uo。圖中,Ui為輸入電壓信號，它可以是直流電壓，也可以是交流電壓。分壓電路輸出電壓Uo的計算公式為

由上式可見，因R1+R2>R2，所以Uo<Ui,即分壓電路具有將輸入電壓減小的功能。圖2.1.5電阻分壓電路圖2.1.6為不同電平信號輸入的接口電路，J1是小信號輸入接口，J2是大信號輸入接口。R1和R2構(gòu)成信號分壓電路。

從接口J1輸入的小信號可直接加到放大器的輸入端。從J2口輸入的大信號不能直接加到放大器輸入端，否則會引起放大器的大信號失真，所以要對J2口輸入的大信號進行分壓衰

減。該分壓電路可使輸入信號約衰減為原來的百分之一。圖2.1.6不同電平信號輸入的接口電路

2.限流保護電路

圖2.1.7所示是常見的發(fā)光二極管限流保護電路，VD是發(fā)光二極管。當(dāng)VD導(dǎo)通時，它能發(fā)出可見光。圖2.1.7發(fā)光二極管限流保護電路

3.電阻隔離電路

圖2.1.8所示電路中，加入了R1、R2兩個隔離電阻，其目的是防止兩個前置放大器輸出端之間相互影響。如果電路中沒有R1和R2這兩個電阻，則信號源放大器1的輸出電阻成為信號源放大器2負載的一部分。同理，信號源放大器2的輸出電阻成為信號源放大器1負載的一部分，這兩個前置放大器之間就會相互影響，不利于電路的穩(wěn)定工作。圖2.1.8電阻隔離電路2.1.2電容器

利用電容器對不同頻率交流信號呈現(xiàn)的容抗變化，可以構(gòu)成各種功能的電容電路。電容器在電路中呈現(xiàn)的主要特性有4點：

(1)隔直流，通交流。電容在電路中能識別并允許交流電流通過，阻止直流電流通過。

(2)容抗。電容器雖然能讓交流電流通過，但它對交流電流有阻礙作用，即容抗。并且容抗大小與交流電頻率、電容器容量成反比。

(3)儲能。電容器能夠存儲電荷。

(4)電容兩端電壓不能突變。當(dāng)電容器所在電路電壓瞬間變化時，由于電容器內(nèi)部的電荷不能發(fā)生改變，從而使電容器上電壓大小不能發(fā)生突然改變。

1.電容器的分類和命名

(1)電容器的分類。電容器根據(jù)結(jié)構(gòu)、材料等的不同可劃分出不同的類別。

①按電容量是否可調(diào)分為固定電容、可調(diào)電容和半可調(diào)電容(也叫微調(diào)電容)。固定電容的容量是固定值?？烧{(diào)電容由一個定極板和一個動極板組成，調(diào)節(jié)動極板與定極板的相對

位置，可隨之改變電容器的容量大小。半可調(diào)電容，其容量調(diào)節(jié)范圍較小，沒有可調(diào)電容的調(diào)節(jié)范圍大?？烧{(diào)電容又分為單聯(lián)、雙聯(lián)和四聯(lián)可調(diào)電容等。②按電容使用的介質(zhì)材料可分為有機介質(zhì)電容(漆膜電容、混合介質(zhì)電容、紙介質(zhì)電容、有機薄膜電容、紙膜復(fù)合介質(zhì)電容等)、無機介質(zhì)電容(瓷介質(zhì)電容、云母電容、玻璃膜電容、玻璃釉電容)、電解電容(鋁電解電容、鉭電解電容、鈮電解電容、鈦電解電容和合金電解電容)及氣體介質(zhì)電容(空氣電容、真空電容、充氣電容)等。

③按電容的用途分為高頻電容、低頻電容、高壓電容、低壓電容、耦合電容、旁路電容、濾波電容、調(diào)諧電容和中和電容等。④按有無極性分為無極性電容和有極性電容。有極性電容為電解電容，具體有鋁電解電容、鉭電解電容。電解電容在電路的使用中應(yīng)注意極性，直流電的高電位接電容的正極，低電位接電容的負極。極性不能接反，若極性接反會損壞電容，嚴重時電容會爆裂。無極性電容按介質(zhì)材料又分為云母電容、瓷介質(zhì)電容、紙介質(zhì)電容、滌綸電容、獨石電容和玻璃釉電容等。電容的單位有法拉(F)、微法(μF)和皮法(pF)之分。它們的換算關(guān)系是：1F=106μF=1012pF。電容器的符號見圖2.1.9。圖2.1.9電容器符號(a)無極性電容;(b)有極性電容;(c)可調(diào)電容;(d)雙聯(lián)可調(diào)電容;(e)微變電容

(2)電容器的型號命名。電容器的名稱由主稱、介質(zhì)材料、分類特征和序號共四部分組成。如表2.1.6所示。第一部分為主稱，用“C”表示；第二部分表示電容的介質(zhì)材料；第三部分用字母或數(shù)字表示電容器的分類特征，數(shù)字的含義見表2.1.7；第四部分用數(shù)字表示電容的序號。電容的精度等級與允許誤差的對應(yīng)關(guān)系見表2.1.8，電解電容的標稱容量系列及允許誤差見表2.1.9，固定電容器的標稱容量系列及允許誤差見表2.1.10。

(3)電容容量的標注。通常,電容的容量標注方法有直接標注法、文字符號標注法和色環(huán)標注法三種。容量在104pF以上的電容單位常用μF，小于104pF的則用pF作單位。

(4)電容的額定電壓。電容的額定電壓是指在規(guī)定的溫度范圍內(nèi)，電路長時間可靠地工作時，電容上所允許施加的最高直流電壓，也稱為直流工作電壓或耐壓。如在交流電路中，所加的交流電壓最大峰值不能超過電容承受的直流工作電壓。

有時電容耐壓也用色環(huán)表示。色環(huán)與電容耐壓的對應(yīng)關(guān)系見表2.1.11。

(5)電容的絕緣電阻。電容的絕緣電阻是指電容兩極板間的電阻，也稱為漏電電阻。絕緣電阻是由于電容極板間的介質(zhì)不是絕對絕緣體而造成的。一般電容的絕緣電阻在108Ω

~1010Ω之間，絕緣電阻越大越好。

(6)電容的損耗。電容在電場的作用下，在單位時間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量，稱為損耗。電容的損耗功率除與工作頻率有關(guān)外，還與介質(zhì)損耗、電導(dǎo)損耗和極板金屬連接線的電阻損耗等因素有關(guān)。

(7)電容的頻率特性。電容的容抗ZC=，容抗隨著工作頻率的上升而減小，稱為電容的頻率特性。任何電容都可等效為一個RLC電路，故有相應(yīng)的固有諧振頻率。電容的工作頻率應(yīng)遠小于電容的固有諧振頻率。

2.常用電容器

(1)電解電容器。電解電容器的外形如圖2.1.10所示。電解電容器內(nèi)部是卷繞式結(jié)構(gòu)，兩極板間夾著由電解質(zhì)組成的絕緣介質(zhì)卷成的圓柱狀體，猶如一個卷紙桶，同時存在著較大的寄生電感，可等效成一個電容與一個小電感相串聯(lián)。電感對電流起阻礙作用，頻率越高越突出，所以電解電容器僅

適用于低頻電路。圖2.1.10電解電容器的外形電解電容正負極性的判斷方法：

①電解電容的極性用長短不同的引腳表示，長引腳為正極“+”，短引腳為負極“-”。

②電解電容靠近負極一側(cè)的外殼上有一條灰色窄帶，該灰?guī)е袠擞小?”的字樣。

③若電解電容的兩個引腳分別在電容的兩端，則電容外殼較細的一端為負極。

④如無法觀察到電解電容的正、負極，則可用萬用表測量電解電容的正、反向絕緣電阻大小來判別。當(dāng)測得正、反向絕緣電阻大時，萬用表正表筆所接引腳為電容的正極。在電路中，電解電容的正極必須接直流高電壓，負極接直流低電壓。電解電容不能在純交流電路中工作。無極性電容無正、負極之分，主要工作在純交流電路中。

其他固定電容器的特點和應(yīng)用見表2.1.12。

(2)可變電容器和微調(diào)電容器?？勺冸娙萜饕蛉萘靠烧{(diào)而得名，常作收音機調(diào)頻電容、函數(shù)信號發(fā)生器調(diào)頻電容等。微調(diào)電容器的容量一般在幾皮法到幾十皮法的范圍內(nèi)。

3.電容器的選用及檢測

(1)電容器的選用。在電路中，施加的電壓不能超過電容的額定耐壓值，而對電解電容，要注意其極性的安裝，應(yīng)根據(jù)電路的特點合理選用電容。例如，對于諧振回路，可選用云母電容、高頻陶瓷電容；隔直流時可選用云母電容、滌綸電容、陶瓷電容或電解電容；作濾波器時，應(yīng)選電解電容等。

由于電解電容內(nèi)的有電介質(zhì)易于揮發(fā)，其壽命一般為10年左右，所以電解電容不能長期存放。

(2)電容器的檢測。

①固定電容的檢測。

②電解電容的檢測。

③可變電容器的檢測。固定電容器的常見電路

1.高頻阻容耦合電路

圖2.1.11所示高頻阻容耦合電路中，C是高頻耦合電容;R是后級放大器輸入電阻，它在后級放大器內(nèi)部。電容C和電阻R可視為分壓電路，分壓電路的輸出信號u就是加到后級放大器的輸入信號，u越大說明耦合電路對信號的損耗越小，耦合電路的性能越好。因此，當(dāng)R大小一定時，耦合電容C的容量越大，其容抗值越小，后級放大器的輸入信號u則會越大，所以要求耦合電容應(yīng)有足夠大的容量，信號耦合時損耗才會小。圖2.1.11高頻阻容耦合電路

2.高頻負反饋電容電路

圖2.1.12所示是音頻放大器中的高頻負反饋電容電路。電路中,V為音頻放大器，電容C為510pF，容量較小。對于音頻信號而言,容抗太大，則相當(dāng)于開路。但對于高頻嘯叫信號，

容抗很小，則相當(dāng)于通路。由于V管基極與集電極之間的信號相位相反，所以C構(gòu)成負反饋電路。負反饋電路可降低放大器的放大倍數(shù)，達到消除高頻噪聲的目的。圖2.1.12高頻負反饋電容電路

電解電容器的重要特性

電解電容器的容量一般均較大，在1μF以上(因為電解電容的高頻特性不好，主要工作在低頻電路中，所以它是一種低頻電容器)。從理論上講，電容的容量大，它的容抗應(yīng)該小，但由于電解電容結(jié)構(gòu)導(dǎo)致大容量電解電容等效電路為一個純電容和電感串聯(lián)而成。當(dāng)電路中通過頻率較高的信號時，等效電路純電容的容抗很小，但電感的感抗較大(與頻率成正比)，使得大電解電容總的阻抗高頻時不是減小，反而增大，因此造成電解電容器的高頻特性不好。所以，許多電路中在大電容兩端再并聯(lián)一只小電容，以補償大容量電解電容高頻特性不好之缺陷,如圖2.1.13所示。圖2.1.13大電容并聯(lián)小電容電路2.1.3電感器

電感器的主要特性如下：

(1)通直流,阻交流。

(2)感抗特性。

(3)電勵磁特性。

(4)磁勵電特性。

(5)線圈中電流不能發(fā)生突變。

1.電感器的分類

電感器的種類較多，以下是幾種分類方式：

(1)按電感量值是否可變化，分為固定電感和可變電感。

(2)按電感芯導(dǎo)磁材料的不同，可分為空心線圈、鐵心線圈、銅心線圈和鐵氧體線圈等。

(3)按照電感應(yīng)用場所的不同，可分為天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、濾波線圈和偏轉(zhuǎn)線圈等。

(4)按線圈結(jié)構(gòu)的不同，可分為單層線圈、多層線圈和蜂房式線圈等。

2.電感器的主要技術(shù)參數(shù)

(1)電感量L。

(2)感抗量XL。

(3)品質(zhì)因數(shù)Q。

(4)分布電容。

(5)分布電阻。

(6)額定電流。

3.常用電感線圈

(1)單層線圈。

(2)多層線圈。

(3)蜂房式線圈。

(4)銅心線圈。

(5)色碼線圈。

(6)阻流圈(扼流圈)。

(7)偏轉(zhuǎn)線圈。

(8)小型振蕩線圈。

(9)小型固定線圈。

4.電感器的檢測及選用

(1)電感器的檢測。

①檢查外觀。

②檢查電感的電阻。

③檢查電感的絕緣性。

④電感量。

(2)電感器的選用。

①根據(jù)工作頻率選擇。

②選用優(yōu)質(zhì)的線圈骨架和合理的繞制方法，以減少介質(zhì)的損耗。對高頻電感線圈,應(yīng)選高頻陶瓷、聚四氟乙烯、聚苯乙烯等材料作為骨架，其繞制方法應(yīng)采用間繞法。

③選擇合適的電感尺寸，線圈的直徑應(yīng)適當(dāng)大些，以減少損耗。

④合理選擇屏蔽罩的直徑。

⑤采用磁芯電感可有效地增加電感量并減小電感的體積。

⑥電感的繞制方法對分布電容有較大的影響，對用于高頻電路的電感，除選定電感量外，還應(yīng)考慮電感線圈的繞制類型。實用電感電路例解

1.π型LC濾波電路

如圖2.1.14所示電路，因為C1、L、C2構(gòu)成了一個π字形狀,所以稱為π型濾波電路。圖2.1.14

π型LC濾波電路

2.抗高頻干擾電感電路

為了防止220V交流電網(wǎng)對機器的高頻干擾，在一些抗干擾要求比較高的電器電源電路中，設(shè)置了圖2.1.15所示的抗高頻干擾電感電路。圖2.1.15抗高頻干擾電感電路

2.2半導(dǎo)體器件

2.2.1二極管

1.二極管的結(jié)構(gòu)和符號

二極管是由N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體有機結(jié)合形成一個PN結(jié)后封裝而成的。由于二極管內(nèi)部有PN結(jié)存在，從而具有單向?qū)щ娦?。二極管的符號見圖2.2.1。圖2.2.1二極管的符號

2.二極管的命名和分類

半導(dǎo)體器件命名分中國命名和國際電子聯(lián)合會命名兩種命名方法。

(1)中國命名。我國規(guī)定,半導(dǎo)體器件名稱由五部分組成，各部分具體含義見表2.2.1。

(2)國際電子聯(lián)合會命名。國際電子聯(lián)合會規(guī)定，半導(dǎo)體器件的名稱由四部分組成，其具體內(nèi)容見表2.2.2。

3.二極管的單向?qū)щ娦栽?/p>

二極管因N型半導(dǎo)體和P型半導(dǎo)體有機結(jié)合而形成PN結(jié)，在PN結(jié)的兩側(cè)形成空間電荷層，構(gòu)成自建電場。當(dāng)無外加電壓時，PN結(jié)兩側(cè)載流子濃度差所引起的擴散電流與自建電場所引起的漂移電流達到平衡，對外不顯電性。

4.常用二極管

1)普通二極管

點接觸型鍺二極管主要用于檢波及AGC、AFC控制；面接觸型硅二極管主要用于整流、續(xù)流、阻尼、鉗位、電位移動及保護等。

(1)檢波二極管。檢波二極管屬于點接觸型鍺二極管，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和伏安特性見圖2.2.2。圖2.2.2檢波二極管(a)內(nèi)部結(jié)構(gòu);(b)電路符號;(c)伏安特性

(2)整流二極管。整流二極管是面接觸型硅二極管,其結(jié)構(gòu)和伏安特性見圖2.2.3。圖2.2.3整流二極管(a)內(nèi)部結(jié)構(gòu);(b)電路符號;(c)伏安特性

(3)穩(wěn)壓二極管。穩(wěn)壓二極管是由特殊工藝制作而成的二極管，二極管在反向電壓作用下，發(fā)生雪崩擊穿而管子不被燒毀。利用二極管在反向擊穿時電壓的變化微小而引起電流變化很大這一特點，在工作中控制電流在一定范圍內(nèi)，使電壓接近穩(wěn)定值。穩(wěn)壓二極管的外形、伏安特性和符號見圖2.2.4。圖2.2.4穩(wěn)壓二極管(a)外形;(b)伏安特性;(c)符號

2)發(fā)光二極管

發(fā)光二極管是在二極管內(nèi)部摻雜少量的GaAs(砷化鎵)、GaP(磷化鎵)、GaAsP(磷砷化鎵)等化合物構(gòu)成的二極管。若對發(fā)光二極管施加正向偏置電壓，則能發(fā)出光亮。其符號見圖2.2.5。圖2.2.5發(fā)光二極管符號

(1)普通發(fā)光二極管。普通發(fā)光二極管的外形見圖2.2.6。

(2)變色發(fā)光二極管。變色發(fā)光二極管是一種能變換發(fā)光顏色的復(fù)合型發(fā)光二極管，它是將可發(fā)兩種以上顏色的PN結(jié)集合在一起，組成復(fù)合芯片。管子有一個公共引腳，對其他引腳分別加不同的信號電壓，可發(fā)出紅、橙、黃、綠、草綠、藍、淺藍和白等顏色。圖2.2.7為發(fā)出三種顏色的三端發(fā)光二極管的外形和內(nèi)部電路，圖2.2.8為可發(fā)出多種組合顏色的六端發(fā)光二極管的外形和內(nèi)部電路。圖2.2.6發(fā)光二極管的外形(a)普通型;(b)變色型;(c)大功率型;(d)蝶型;(e)食人魚型;(f)立體字型;(g)LED手電筒；(h)串聯(lián)6組合變色;(i)并聯(lián)2×6×4/串聯(lián)3組合紅色L4127AE;(j)并聯(lián)10組合變色2EFT61圖2.2.7三端發(fā)光二極管(a)外形;(b)內(nèi)部電路圖2.2.8六端發(fā)光二極管(a)外形;(b)內(nèi)部電路

(3)貼片發(fā)光二極管。貼片發(fā)光二極管的原理與普通發(fā)光二極管相同，外形制成貼片式，材料均選用高亮度化合半導(dǎo)體發(fā)光芯片。它的常見外形如圖2.2.9所示。其特點是：體積超薄、尺寸短小、亮度高、視角大、發(fā)光均勻、可靠性高。圖2.2.9貼片發(fā)光二極管的外形

(4)閃爍發(fā)光二極管。閃爍發(fā)光二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由集成電路與發(fā)光二極管兩部分組成的。圖2.2.10為閃爍發(fā)光二極管的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)，工作電壓為5V，顏色有紅、橙、黃和綠四種，閃爍頻率在1.3Hz~5.2Hz范圍內(nèi)。圖2.2.10閃爍發(fā)光二極管的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)

5.二極管的檢測

1)普通二極管的檢測

對普通二極管進行檢測,一般是判斷二極管好壞、極性等。二極管的極性有三種標注方法：

(1)在外殼直接標二極管符號，符號豎線一側(cè)為N極，另一側(cè)為P極。

(2)用色環(huán)標注，其色環(huán)一端為N極，另一端為P極。

(3)用色點標注，靠色點一端為P極，另一端為N極。也可用萬用表測量二極管正、反向電阻來確定其極性。其中數(shù)字萬用表的紅表筆為正電壓，黑表筆為負電壓，指針式萬用表剛好相反。

(1)檢測二極管元件的極性和好壞。

(2)在線檢測二極管。

2)穩(wěn)壓二極管的檢測

(1)穩(wěn)壓二極管的極性和性能判斷。穩(wěn)壓二極管的極性和性能判斷與普通二極管的檢測方法相同。

(2)普通二極管與穩(wěn)壓管的區(qū)別?？上扔晒茏由蠘俗⒌?/p>

型號來判斷是否為穩(wěn)壓管。若管子上未標注型號，則先確定管子的極性，然后根據(jù)電路圖2.2.11進行測試。取可變電阻R=3kΩ，再調(diào)節(jié)可變電阻使穩(wěn)壓管上的電壓達到不變時，此管子為穩(wěn)壓管，此值為該管的穩(wěn)壓值，反之為普通二極管。注意所用電源US必須大于被測穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值。圖2.2.11穩(wěn)壓管測試電路

3)雙向二極管好壞的判別

雙向二極管的正、反向電阻均在幾kΩ到十幾kΩ內(nèi)，且正、反電阻很接近,則該二極管是好的。若雙向二極管的正、反電阻均在幾百kΩ以上，則管子已壞。

6.數(shù)碼管顯示器

數(shù)碼管顯示器是由多個線狀和點狀發(fā)光二極管按一定規(guī)律排列集合而成的，根據(jù)需要可構(gòu)成LED七段數(shù)碼管、符號管、米字管、點陣管和液晶顯示器等類型。

(1)LED七段數(shù)碼管。LED七段數(shù)碼管是由一個發(fā)光點和七段發(fā)光線條排列成“8”字形，可顯示0~9的數(shù)字和小數(shù)點。其外形見圖2.2.12。圖2.2.12

LED七段數(shù)碼管(a)LED數(shù)碼管;(b)共陰極接法;(c)共陽極接法

(2)多位LED數(shù)碼管。為了簡化外部引線連接，可將多個LED數(shù)碼管組合為一體，構(gòu)成一個多位LED數(shù)碼管。多位LED數(shù)碼管有通用型和專用型之分，通用型一般用于簡單的顯示，而專用型用于特殊要求的顯示，如電子秤和電子鐘的顯示等。多位LED數(shù)碼管顯示器的顯示和外部接線如圖2.2.13所示。圖2.2.13多位LED數(shù)碼管顯示器的顯示和外部接線

(3)LCD液晶顯示器。液晶是介于固態(tài)和液態(tài)之間的晶狀物質(zhì)，兼有液體的流動性和晶體的光學(xué)特性，是目前應(yīng)用最廣的一種平板型顯示器件。液晶顯示器分為被動發(fā)光和主動發(fā)光兩類。如數(shù)字萬用表和計算器顯示屏均為被動發(fā)光液晶顯示器，而液晶電視顯示屏屬主動發(fā)光液晶顯示器。圖

2.2.14所示為YXY3504型位液晶顯示器。圖2.2.14

YXY3504型位LCD液晶顯示器液晶點陣又分為字符點陣和圖形點陣。液晶點陣需專用的驅(qū)動器或驅(qū)動模塊，一般用微型計算機進行控制，構(gòu)成智能顯示屏。CL102組件顯示器如圖2.2.15所示，多位CL102組件如圖2.2.16所示，使用時請查閱相關(guān)資料。圖2.2.15

CL102組件顯示器(a)外形;(b)引腳圖2.2.16多位CL102組件

1.二極管限幅電路

二極管限幅電路如圖2.2.17所示。圖2.2.17二極管構(gòu)成的單向限幅電路

2.發(fā)光二極管電源指示電路

發(fā)光二極管電源指示電路如圖2.2.18所示，VD為發(fā)光二極管，S是電源開關(guān)，R是限流保護電阻。當(dāng)電源開關(guān)S斷開時，整機電路沒有直流工作電壓，VD上也沒有工作電壓，所以不發(fā)光。圖2.2.18發(fā)光二極管電源指示電路2.2.2三極管

1.三極管的結(jié)構(gòu)及特點

(1)三極管的結(jié)構(gòu)。三極管是晶體三極管的簡稱，主要用于電路中的信號放大。三極管分為NPN型和PNP型兩種結(jié)構(gòu)形式。不論哪種結(jié)構(gòu)形式的三極管，它們內(nèi)部均由發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)構(gòu)成，各區(qū)的引出電極分別稱發(fā)射極e、基極b和集電極c。各區(qū)之間有PN結(jié)，發(fā)射區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)，基區(qū)與集電區(qū)之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)。三極管類型及符號如圖2.2.19所示。圖中的箭頭表示工作時電流的流動方向。圖2.2.19三極管類型及符號(a)NPN型;(b)PNP型

(2)三極管的特點。

①基區(qū)起控制載流子的作用，工藝上制作得很薄，摻雜雜質(zhì)的濃度最低。

②發(fā)射區(qū)起發(fā)射電子的作用，發(fā)射區(qū)摻雜雜質(zhì)的濃度比基區(qū)高得多。

③集電區(qū)起收集載流子的作用，摻雜雜質(zhì)的濃度比基區(qū)高，但比發(fā)射區(qū)低，且結(jié)面積大。

2.三極管的分類及命名

(1)三極管的分類。三極管的分類方法較多，按不同的條件有不同的分類方法。例如,按材料的不同，可分為硅管和鍺

管；按導(dǎo)電區(qū)的組合不同，可分為PNP型和NPN型三極管；按應(yīng)用功率的大小，可分為大功率管和小功率管；按工作頻率的不同，可分為高頻管和低頻管；根據(jù)工作狀態(tài)的不同，可分為放大管和開關(guān)管；等等。圖2.2.20為常見三極管元件的外形。圖2.2.20常見三極管元件的外形

(2)三極管的命名。

(3)三極管的三種連接方式。

三極管的連接方式可分為共發(fā)射極、共基極和共集電極三種?，F(xiàn)以NPN型三極管為例，分別組成三種連接電路，如圖2.2.21所示。共哪個極的連接，則此極作為交流信號的公共參考點，常稱為參考地。三種連接方式的電路參數(shù)比較和應(yīng)用場所見表2.2.3。圖2.2.21三極管的三種連接方式(a)共發(fā)射極連接;(b)共集電極連接;(c)共基極連接

3.三極管的主要參數(shù)

三極管的參數(shù)分為兩類：一類是運用參數(shù)，表明三極管在工作時的各種參數(shù)，如電流放大系數(shù)、極間反向電流等；另一類是極限參數(shù)，表明三極管在工作時的安全使用范圍，如擊穿電壓、集電極最大允許電流、最大功耗、共發(fā)射極截止頻率fβ、特征頻率fT等。

4.三極管的檢測

1)三極管引腳的識別

常見的三極管外形和引腳標注見圖2.2.22和圖2.2.23所示。圖2.2.22三極管引腳識別(a)金屬外殼封裝;(b)塑料封裝圖2.2.23

F型和G型管引腳識別(a)F型大功率管;(b)G型大功率管

2)NPN型三極管和PNP型三極管的區(qū)分方法

(1)三極管的名稱可由表2.2.1直接確定。

(2)三極管脫機后可通過萬用表測量區(qū)分。將數(shù)字萬用表置到測三極管擋上，將紅表筆接基極，黑表筆分別接管子的發(fā)射極和集電極，若顯示值均在500~900內(nèi)，且掉換表筆測量時均顯示溢出“1”標志，則此管為NPN型；反之為PNP型。

(3)三極管的在線測量。2.2.3場效應(yīng)管

1.結(jié)型場效應(yīng)管的檢查方法和技巧

結(jié)型場效應(yīng)管的引腳極性可從管子上直接讀出，具體方法是：將管子引腳朝著自己，以凸起標記為起點，按逆時針方向，三個引腳分別為柵極G、漏極D和源極S。也可用萬用表進行測量確定。

(1)符號。結(jié)型場效應(yīng)管的符號如圖2.2.24所示。

(2)引腳極性和溝道類型的判斷。

(3)定性估測跨導(dǎo)。圖2.2.24結(jié)型場效應(yīng)管的符號(a)N溝道符號；(b)P溝道符號

2.檢測MOS場效應(yīng)管

MOS場效應(yīng)管實際上是一種絕緣柵型場效應(yīng)管，且多采用雙柵極結(jié)構(gòu)，如圖2.2.25所示。MOS場效應(yīng)管的優(yōu)點是工作頻率高、增益高、噪聲小、動態(tài)范圍寬、抗強信號過載能力強、抗干擾性能好、AGC特性優(yōu)良。MOS場效應(yīng)管被廣泛應(yīng)用于電氣設(shè)備的高頻電路中。

(1)判別引腳極性。

(2)檢測管子的好壞。圖2.2.25

MOS場效應(yīng)管(a)內(nèi)部結(jié)構(gòu);(b)符號

3.檢測VMOS場效應(yīng)管

VMOS場效應(yīng)管為功率管，通常有三種類型。第一種是內(nèi)部無保護二極管，就是三個引腳內(nèi)部無任何保護元件；第二種是內(nèi)設(shè)有保護穩(wěn)壓管，在G和S極之間接一個保護穩(wěn)壓管，使輸入電壓最高被鉗位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值，起到過壓保護作用；第三種為感溫型VMOS場效應(yīng)管，在G和S極之間接有溫度傳感器，并在D和S之間接有高速續(xù)流二極管。在使用時，當(dāng)出現(xiàn)過壓或過流使散熱片的溫度超過150℃時，內(nèi)部的溫度傳感器動作，使管子立即關(guān)斷，進入保護狀態(tài)。管子的外形見圖2.2.26。圖2.2.26

VMOS場效應(yīng)管的外形2.2.4晶閘管

1.單向晶閘管的結(jié)構(gòu)

單向晶閘管有三個引腳，分別為控制極G、陽極A和陰極K。其外形和引腳排列如圖2.2.27所示,內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電路符號見圖2.2.28。圖2.2.27單向晶閘管的外形和引腳排列(a)塑封裝;(b)金屬殼封裝;(c)螺栓形圖2.2.28單向晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和電路符號(a)內(nèi)部結(jié)構(gòu);(b)伏安特性;(c)電路符號

2.單向晶閘管的主要特點

當(dāng)只在陽極和陰極之間加正向電壓時，單向晶閘管不能導(dǎo)通；只有同時還在控制極加正向觸發(fā)電壓信號，單向晶閘管才能進入深度飽和導(dǎo)通狀態(tài)。一旦晶閘管被觸發(fā)導(dǎo)通，就不受控制極的控制，只有陽極和陰極之間電壓小于正向夾斷電壓時，晶閘管方可恢復(fù)到截止狀態(tài)。單向晶閘管被廣泛地應(yīng)用于整流、電機調(diào)速、電子開關(guān)、交直流變換、調(diào)光、調(diào)溫及逆變電源等電子電路中。

3.單向晶閘管極性和好壞的檢測

單向晶閘管的極性可由引腳圖直接識別，也可用萬用表測量。

用萬用表可確定單向晶閘管的極性和好壞。正常情況下，晶閘管的陽極與陰極之間的電阻為無窮大，控制極與陰極之間的正、反電阻均在幾十至幾千歐姆的范圍內(nèi)。所以，判別極性時可利用此特點。

2.3模擬集成器件

集成電路按封裝外形來分，一般可分為金屬圓殼型封裝、單列直插式封裝、扁平型封裝及雙列直插式封裝四類，幾種封裝的外形如圖2.3.1所示。圖2.3.1集成電路封裝外形(a)金屬圓殼型封裝;(b)扁平型封裝;(c)單列直插式封裝;(d)雙列直插式封裝2.3.1集成運算放大器

集成運算放大器的類型很多，但原則上都由輸入級、中間放大級、輸出級及偏置電路組成。

常用的集成運算放大器的型號有μA741(通用型單運放，一個集成芯片中只含一個運放)、LM324(通用型四運放)、LF347(高阻型四運放)等，其中LM324的引腳圖如圖2.3.2所

示。集成運算放大器的符號如圖2.3.3所示。圖2.3.2

LM324的引腳圖圖2.3.3集成運算放大器的符號(a)國標符號;(b)國外符號選用集成運算放大器，就像選用其他電路元件一樣，要根據(jù)電路所設(shè)計的技術(shù)指標來選擇參數(shù)，最后確定應(yīng)用型號。表2.3.1是常用集成運算放大器的參數(shù)。2.3.2集成功率放大器

幾種集成功放的主要參數(shù)如表2.3.2所示。使用集成功率放大器時，應(yīng)注意選用適當(dāng)?shù)纳崞骷半姎夤ぷ鳁l件，并應(yīng)采用相應(yīng)的措施以防止產(chǎn)生自激。集成功率放大器大都工作在甲乙類狀態(tài)，靜態(tài)電流一般為數(shù)十毫安，靜態(tài)功耗不大，但動態(tài)功耗很大，且隨輸出的變化而變化。

集成功放74LM386、TDA2030A的性能指標見表2.3.2，引腳圖如圖2.3.4、圖2.3.5所示。圖2.3.4

74LM386的引腳圖圖2.3.5

TDA2030的引腳圖2.3.3集成穩(wěn)壓器

1.固定輸出三端穩(wěn)壓器

固定輸出三端穩(wěn)壓器有許多系列，常用的是W7800系列和W7900系列。為了使調(diào)整管工作在放大區(qū)，要求輸入電壓比輸出電壓至少高2V，實際使用時設(shè)置為高5V左右。固定輸出三端穩(wěn)壓器的引腳圖見圖2.3.6。表2.3.3是W7800系列和W7900系列集成穩(wěn)壓器的主要參數(shù)。圖2.3.6固定輸出三端穩(wěn)壓器引腳圖

2.可調(diào)輸出三端穩(wěn)壓器

LM317和LM337的引腳圖見圖2.3.7，其中1腳為調(diào)整端(ADJ)，使用時輸出端與調(diào)整端之間一定要外接一個240Ω左右的采樣電阻。圖2.3.7可調(diào)輸出三端穩(wěn)壓器的引腳圖

2.4數(shù)字集成器件

2.4.1常用的邏輯芯片

1.TTL集成門電路

2.TTL集成組合邏路輯電路

3.集成時序邏輯電路

4.多諧振蕩器和單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器

5.D/A轉(zhuǎn)換器和A/D轉(zhuǎn)換器

2.4.2存儲器

存儲器是計算機的重要組成部分，用于存儲程序和數(shù)據(jù)。在計算機中有三類存儲器，即磁存儲器(硬盤、軟盤、磁帶)、光存儲器(光盤)和半導(dǎo)體存儲器。常用的集成存儲器件屬于半導(dǎo)體存儲器。

半導(dǎo)體存儲器可分為隨機存取存儲器(RAM)和只讀存儲器(ROM)兩大類。只讀存儲器包括固定掩膜式ROM、可編程PROM及可擦寫EPROM和EEPROM等。壓縮光盤CD與DVD

CD光盤與DVD光盤的信息坑凹槽如圖2.4.1所示，是一些深度相同但長短和間隔不同的不連續(xù)凹槽。用凹槽表示二進制數(shù)“1”，無槽即表示二進制“0”。這種只有0和1兩種狀態(tài)的信號稱為數(shù)字信號。用數(shù)字信號所記錄的聲音，一定程度上會丟失一些聲音的細微變化，但卻能抵制干擾和噪聲的混入，重放聲音的質(zhì)量反而更高。圖2.4.1

CD光盤與DVD光盤的信息坑凹槽示意圖

DVD光盤看上去與CD一樣，直徑為12cm，厚度為1.2mm，其構(gòu)造也基本相同，關(guān)鍵差別在于DVD的容量大。CD只能在貼有標簽的一面進行單面單層記錄,而DVD有單面單層、單面雙層、雙面單層、雙面雙層4種記錄方式。DVD的凹槽寬度比CD更窄，信息坑軌線間距更小，且記錄圖像時采用MPEG2技術(shù)對數(shù)據(jù)進行了壓縮。因此，雙面雙層DVD的容量可達17GB，是CD的25倍以上(每張CD的最大容量為650MB)。

2.5光敏器件

2.5.1光敏元件

1.光敏電阻

(1)光敏電阻的主要參數(shù)。

(2)光敏電阻的基本特性。

(3)光敏電阻的檢測方法。

2.光敏二極管

光敏二極管又稱為光電二極管，是將光能轉(zhuǎn)換為電能的器件，它與普通二極管相似，具有單向?qū)щ娦?。光敏二極管的PN結(jié)處設(shè)置了一個能透過光線的窗口，工作時，光線能從

窗口照入PN結(jié)，從而改變光敏二極管的工作狀態(tài)。圖2.5.1為光敏二極管的外形和符號。

(1)光敏二極管的主要參數(shù)。

(2)光敏二極管的檢測。圖2.5.1光敏二極管(a)外形;(b)符號

3.光敏三極管

光敏三極管的外形和符號見圖2.5.2。光敏三極管的內(nèi)部可等效為一個光敏二極管和一個普通三極管的組合電路。當(dāng)光照入透光窗口時，光敏二極管產(chǎn)生光電流IL流入三極管的

基極，通過三極管放大形成集電極電流IC，IC=βIL。

(1)光敏三極管的主要參數(shù)。

(2)光敏三極管的檢測。圖2.5.2光敏三極管的外形和符號2.5.2光電池

光電池的基本特性如下：

(1)光譜特性。

(2)光照特性。

(3)溫度特性。

通常使光電池適應(yīng)大功率的負載，需要將光電池進行串、并聯(lián)，組成復(fù)合光電池，以提高電池的輸出電壓或輸出電流。光電池串、并聯(lián)組合連接電路見圖2.5.3。圖2.5.3光電池串、并聯(lián)組合連接電路2.5.3光電開關(guān)和光電耦合器

1.光電開關(guān)

光電開關(guān)利用感光元件接收光照，并進行光電轉(zhuǎn)換，從而控制開關(guān)的開、閉狀態(tài)。

圖2.5.4為典型的光電開關(guān)結(jié)構(gòu)，其形式分為透射式和反射式兩種。圖2.5.4光電開關(guān)結(jié)構(gòu)(a)透射式;(b)反射式

2.光電耦合器

光電耦合器是將發(fā)光器件與接收器件封裝在一個殼體內(nèi)構(gòu)成的。發(fā)光器件通常為發(fā)光二極管，接收器件則由光敏二極管或光敏三極管組成。

從應(yīng)用上講，光電耦合器實質(zhì)是一個電隔離轉(zhuǎn)換器，其抗干擾能力強，并具有單向信號傳輸功能，廣泛用于電路隔離、電平轉(zhuǎn)換、抑制噪聲干擾等場合。

2.6常用傳感器

2.6.1傳感器的分類和基本特性

1.傳感器的分類

傳感器技術(shù)是一門知識密集型技術(shù)，幾乎與現(xiàn)代所有的科學(xué)技術(shù)都有關(guān)。

2.傳感器的基本特性

1)傳感器的靜態(tài)特性

傳感器的靜態(tài)特性是指被測量處于穩(wěn)定狀態(tài)時，傳感器的激勵信號與響應(yīng)的關(guān)系