電子元器件技術(shù)學(xué)習(xí)指南

電子元器件技術(shù)學(xué)習(xí)指南TOC\o"1-2"\h\u6604第1章電子元器件基礎(chǔ) 465491.1元器件的概念與分類 4280111.1.1元器件的定義 4251561.1.2元器件的分類 4135281.2常用電子元器件的識(shí)別與符號(hào) 4253891.2.1電阻器 4311471.2.2電容器 4221881.2.3電感器 539461.2.4二極管 587991.2.5晶體管 5278101.2.6集成電路 552171.3電子元器件的主要參數(shù) 565931.3.1電阻器的主要參數(shù) 590171.3.2電容器的主要參數(shù) 5193841.3.3電感器的主要參數(shù) 537051.3.4二極管的主要參數(shù) 6124601.3.5晶體管的主要參數(shù) 627938第2章電阻器 6264362.1電阻器的種類與特性 6246402.1.1碳膜電阻器 675112.1.2金屬膜電阻器 649622.1.3線繞電阻器 6309752.1.4熱敏電阻器 6168582.1.5光敏電阻器 6182762.1.6壓敏電阻器 6283892.1.7濕敏電阻器 717212.1.8集成電阻器 7123302.2電阻器的選用與應(yīng)用 7197732.2.1電阻值 795312.2.2精度 7238822.2.3功率承受能力 7194432.2.4溫度系數(shù) 7303772.2.5應(yīng)用場(chǎng)合 784202.2.6限流 7142842.2.7分壓 7133732.2.8濾波 7137262.2.9穩(wěn)壓 7242672.3特殊電阻器介紹 7263752.3.1薄膜電阻器 8245712.3.2精密電阻器 8105832.3.3熔斷電阻器 8135842.3.4可調(diào)電阻器 833732.3.5網(wǎng)絡(luò)電阻器 8150822.3.6表面貼裝電阻器 822437第3章電容器 8304743.1電容器的種類與工作原理 8168403.1.1電容器種類 824923.1.2電容器工作原理 842343.2電容器的選用與應(yīng)用 967973.2.1電容器選用 9127843.2.2電容器應(yīng)用 9229023.3電容器的主要參數(shù)與檢測(cè) 9122923.3.1電容器主要參數(shù) 9170003.3.2電容器檢測(cè) 94289第4章電感器與變壓器 10322794.1電感器的結(jié)構(gòu)與特性 10128394.1.1電感器的基本結(jié)構(gòu) 10210424.1.2電感器的特性參數(shù) 10276604.2變壓器的原理與應(yīng)用 10257224.2.1變壓器的原理 10198224.2.2變壓器的應(yīng)用 10284874.3電感器與變壓器的檢測(cè) 10146694.3.1電感器的檢測(cè) 10152294.3.2變壓器的檢測(cè) 111875第5章晶體二極管與晶體三極管 1148775.1晶體二極管的工作原理與特性 11119975.1.1工作原理 11144355.1.2特性 11304935.2晶體三極管的結(jié)構(gòu)與工作原理 1247325.2.1結(jié)構(gòu) 12157215.2.2工作原理 12313515.3二極管與三極管的應(yīng)用與檢測(cè) 12110025.3.1應(yīng)用 12160935.3.2檢測(cè) 1215779第6章場(chǎng)效應(yīng)晶體管與晶閘管 12209786.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的原理與特性 12254216.1.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本原理 129776.1.2場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性 1397836.2晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理 13281916.2.1晶閘管的結(jié)構(gòu) 1362176.2.2晶閘管的工作原理 1398786.3場(chǎng)效應(yīng)晶體管與晶閘管的應(yīng)用 13240656.3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的應(yīng)用 13140136.3.2晶閘管的應(yīng)用 1432191第7章集成電路 1426947.1集成電路的分類與結(jié)構(gòu) 14323817.1.1集成電路的分類 14216697.1.2集成電路的結(jié)構(gòu) 14310287.2集成電路的選用與應(yīng)用 1479047.2.1集成電路的選用 1467837.2.2集成電路的應(yīng)用 14116937.3集成電路的檢測(cè)與故障分析 14159277.3.1集成電路的檢測(cè) 14229877.3.2集成電路的故障分析 1523844第8章繼電器與開關(guān) 15224758.1繼電器的結(jié)構(gòu)與原理 1512668.1.1繼電器線圈 15257528.1.2觸點(diǎn) 1553848.1.3鐵芯 15183028.1.4外殼 1538388.1.5繼電器原理 15238808.2開關(guān)的種類與特性 15326978.2.1機(jī)械式開關(guān) 15282848.2.2電子開關(guān) 16208148.2.3磁保持開關(guān) 16269888.2.4開關(guān)特性 16141458.3繼電器與開關(guān)的應(yīng)用 16172498.3.1繼電器應(yīng)用 16219108.3.2開關(guān)應(yīng)用 1629935第9章連接器與線纜 16266029.1連接器的種類與選用 16253619.1.1連接器的基本概念 16245179.1.2連接器的分類 1781599.1.3連接器的選用原則 17314539.2線纜的類型與特性 1777289.2.1線纜的基本概念 17176039.2.2線纜的分類 17222999.2.3線纜的特性 1799339.3連接器與線纜的檢測(cè) 1863249.3.1連接器的檢測(cè) 181199.3.2線纜的檢測(cè) 1812152第10章傳感器 182138610.1傳感器的概念與分類 182668710.1.1傳感器的基本概念 181096110.1.2傳感器的分類 18581510.2常用傳感器的原理與應(yīng)用 192230910.2.1熱敏電阻傳感器 192782110.2.2光電傳感器 191588610.2.3壓力傳感器 19427610.2.4磁電傳感器 19366910.3傳感器的檢測(cè)與標(biāo)定 19586410.3.1傳感器的檢測(cè) 19466310.3.2傳感器的標(biāo)定 19第1章電子元器件基礎(chǔ)1.1元器件的概念與分類電子元器件是電子電路中的基本組成單元，是實(shí)現(xiàn)電路特定功能的關(guān)鍵部分。本章主要介紹電子元器件的基本概念及其分類。1.1.1元器件的定義電子元器件是指在電子技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)，具有一定功能，可以單獨(dú)使用或與其他元器件組合使用的元件。電子元器件是電子設(shè)備的基礎(chǔ)，其功能直接影響到電子設(shè)備的整體功能。1.1.2元器件的分類電子元器件按照功能、制作材料、結(jié)構(gòu)形式等方面可分為以下幾類：（1）主動(dòng)元器件：具有信號(hào)放大、振蕩、調(diào)制等功能，如晶體管、運(yùn)算放大器、集成電路等。（2）被動(dòng)元器件：不具備信號(hào)放大、振蕩等功能，但可以對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳遞、濾波、儲(chǔ)能等處理，如電阻、電容、電感等。（3）半導(dǎo)體元器件：以半導(dǎo)體材料為基礎(chǔ)，具有導(dǎo)電功能可控的特點(diǎn)，如二極管、晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管等。（4）真空電子元器件：利用真空中的電子運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)信號(hào)放大、開關(guān)等功能，如電子管、磁控管等。1.2常用電子元器件的識(shí)別與符號(hào)本節(jié)主要介紹常用電子元器件的外觀識(shí)別、符號(hào)及其功能。1.2.1電阻器電阻器是一種被動(dòng)元器件，其主要功能是阻礙電流的流動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)電路中電壓、電流的分配與調(diào)節(jié)。電阻器的符號(hào)為一個(gè)矩形，兩端有引線。1.2.2電容器電容器是一種被動(dòng)元器件，其主要功能是存儲(chǔ)電荷，實(shí)現(xiàn)電路中的耦合、濾波等功能。電容器的符號(hào)為一個(gè)平行線，兩端有引線。1.2.3電感器電感器是一種被動(dòng)元器件，其主要功能是儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量，實(shí)現(xiàn)電路中的濾波、振蕩等功能。電感器的符號(hào)為一個(gè)螺旋線，兩端有引線。1.2.4二極管二極管是一種半導(dǎo)體元器件，具有單向?qū)щ娦?，用于整流、調(diào)制、開關(guān)等功能。二極管的符號(hào)為一個(gè)三角形，帶有一個(gè)小圓圈。1.2.5晶體管晶體管是一種半導(dǎo)體元器件，具有放大、開關(guān)等功能，是電子電路中的核心部件。晶體管的符號(hào)為一個(gè)三角形，帶有兩個(gè)小圓圈。1.2.6集成電路集成電路是一種將大量晶體管、電阻、電容等元器件集成在一塊半導(dǎo)體芯片上的元器件，具有體積小、功能多、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。1.3電子元器件的主要參數(shù)電子元器件的主要參數(shù)是評(píng)價(jià)其功能的重要指標(biāo)，以下分別介紹常用電子元器件的主要參數(shù)。1.3.1電阻器的主要參數(shù)（1）阻值：表示電阻器阻礙電流流動(dòng)的能力。（2）允許誤差：表示電阻器實(shí)際阻值與標(biāo)稱阻值之間的偏差。（3）功率：表示電阻器在正常工作條件下所能承受的最大功率。1.3.2電容器的主要參數(shù)（1）電容值：表示電容器存儲(chǔ)電荷的能力。（2）允許誤差：表示電容器實(shí)際電容值與標(biāo)稱電容值之間的偏差。（3）耐壓：表示電容器在正常工作條件下所能承受的最大電壓。1.3.3電感器的主要參數(shù)（1）電感值：表示電感器儲(chǔ)存磁場(chǎng)能量的能力。（2）品質(zhì)因數(shù)（Q值）：表示電感器損耗程度的參數(shù)。（3）飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度：表示電感器磁芯在正常工作條件下能達(dá)到的最大磁感應(yīng)強(qiáng)度。1.3.4二極管的主要參數(shù)（1）正向壓降：表示二極管正向?qū)〞r(shí)的電壓降。（2）反向飽和電流：表示二極管在反向電壓下的漏電流。（3）擊穿電壓：表示二極管能承受的最大反向電壓。1.3.5晶體管的主要參數(shù)（1）放大倍數(shù)：表示晶體管放大能力。（2）飽和電壓：表示晶體管飽和導(dǎo)通時(shí)的電壓降。（3）截止電流：表示晶體管截止?fàn)顟B(tài)下的漏電流。（4）擊穿電壓：表示晶體管能承受的最大電壓。第2章電阻器2.1電阻器的種類與特性電阻器是電子電路中基本的元件之一，其主要功能是提供可調(diào)節(jié)的電阻值以控制電路中的電流和電壓。按照制造材料、結(jié)構(gòu)和應(yīng)用等不同特點(diǎn)，電阻器可分為以下幾類：2.1.1碳膜電阻器碳膜電阻器采用碳膜作為電阻體，具有較低的價(jià)格和良好的穩(wěn)定性。但其溫度系數(shù)較大，不適用于精度要求較高的場(chǎng)合。2.1.2金屬膜電阻器金屬膜電阻器采用金屬膜作為電阻體，具有較高的精度和穩(wěn)定性，溫度系數(shù)較小，適用于多種電路。2.1.3線繞電阻器線繞電阻器采用金屬線繞制而成，具有較大的功率承受能力和較高的精度，但體積較大，適用于功率電路。2.1.4熱敏電阻器熱敏電阻器利用材料的電阻值隨溫度變化的特性，可分為正溫度系數(shù)（PTC）和負(fù)溫度系數(shù)（NTC）電阻器。2.1.5光敏電阻器光敏電阻器利用光敏材料電阻值隨光照強(qiáng)度變化的特性，適用于光控電路。2.1.6壓敏電阻器壓敏電阻器具有電阻值隨電壓變化而變化的特性，常用于過(guò)壓保護(hù)等電路。2.1.7濕敏電阻器濕敏電阻器利用濕度對(duì)電阻值的影響，用于濕度檢測(cè)等場(chǎng)合。2.1.8集成電阻器集成電阻器將多個(gè)電阻器集成在一個(gè)芯片上，具有體積小、重量輕、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。2.2電阻器的選用與應(yīng)用選用電阻器時(shí)，需要考慮以下幾個(gè)方面：2.2.1電阻值根據(jù)電路設(shè)計(jì)要求，選擇合適的電阻值以滿足電路功能。2.2.2精度根據(jù)電路對(duì)電阻值穩(wěn)定性的要求，選擇相應(yīng)精度的電阻器。2.2.3功率承受能力根據(jù)電路功率需求，選擇合適功率等級(jí)的電阻器。2.2.4溫度系數(shù)考慮電路工作環(huán)境，選擇溫度系數(shù)合適的電阻器。2.2.5應(yīng)用場(chǎng)合根據(jù)電路應(yīng)用場(chǎng)合，選擇相應(yīng)類型的電阻器。電阻器在電子電路中的應(yīng)用包括但不限于以下幾種：2.2.6限流通過(guò)串聯(lián)電阻器限制電路中的電流。2.2.7分壓利用電阻器分壓原理，實(shí)現(xiàn)電壓的分配。2.2.8濾波利用電阻器與電容器組成濾波電路，抑制高頻噪聲。2.2.9穩(wěn)壓利用電阻器與穩(wěn)壓二極管等元件組成穩(wěn)壓電路。2.3特殊電阻器介紹除上述常見電阻器外，還有一些特殊類型的電阻器，以下列舉幾種：2.3.1薄膜電阻器薄膜電阻器采用高精度薄膜工藝，具有非常高的精度和穩(wěn)定性，適用于精密電路。2.3.2精密電阻器精密電阻器具有非常高的精度和穩(wěn)定性，適用于精密測(cè)量和控制系統(tǒng)。2.3.3熔斷電阻器熔斷電阻器在電路過(guò)載時(shí)能自動(dòng)斷開，保護(hù)電路不受損壞。2.3.4可調(diào)電阻器可調(diào)電阻器可通過(guò)調(diào)節(jié)旋鈕或滑動(dòng)塊改變電阻值，適用于需要現(xiàn)場(chǎng)調(diào)整的電路。2.3.5網(wǎng)絡(luò)電阻器網(wǎng)絡(luò)電阻器將多個(gè)電阻器集成在一個(gè)封裝內(nèi)，適用于多通道信號(hào)調(diào)理等應(yīng)用。2.3.6表面貼裝電阻器表面貼裝電阻器（SMD）具有體積小、重量輕、易于自動(dòng)化生產(chǎn)等特點(diǎn)，適用于表面貼裝技術(shù)（SMT）的電路板。第3章電容器3.1電容器的種類與工作原理電容器作為一種基本的電子元器件，廣泛應(yīng)用于各類電子電路中。本章首先介紹電容器的種類及工作原理。3.1.1電容器種類電容器按照其工作原理和制造材料可分為以下幾類：（1）電解電容器：采用電解質(zhì)作為介質(zhì)，通常有鋁電解電容器和鉭電解電容器等。（2）陶瓷電容器：采用陶瓷材料作為介質(zhì)，具有體積小、容量大等特點(diǎn)。（3）薄膜電容器：采用金屬薄膜作為介質(zhì)，具有穩(wěn)定性好、容量范圍廣等優(yōu)點(diǎn)。（4）紙質(zhì)電容器：采用紙質(zhì)材料作為介質(zhì)，通常用于低頻電路。（5）空氣介質(zhì)電容器：采用空氣作為介質(zhì)，具有損耗小、穩(wěn)定性高等特點(diǎn)。3.1.2電容器工作原理電容器的工作原理是基于電荷在電場(chǎng)作用下的存儲(chǔ)。當(dāng)電容器兩端施加電壓時(shí)，其內(nèi)部會(huì)積累電荷，形成一個(gè)電場(chǎng)。電容器的容量與介質(zhì)材料、電極面積和電極間距等因素有關(guān)。3.2電容器的選用與應(yīng)用了解電容器種類和工作原理后，本節(jié)將介紹電容器的選用與應(yīng)用。3.2.1電容器選用選用電容器時(shí)，需考慮以下因素：（1）容量：根據(jù)電路需求選擇合適的容量。（2）電壓：保證電容器耐壓值大于電路中的最高電壓。（3）頻率：根據(jù)電路工作頻率選擇合適的電容器類型。（4）溫度范圍：考慮電容器在特定溫度下的功能。（5）封裝形式：根據(jù)電路板空間選擇合適的電容器封裝。3.2.2電容器應(yīng)用電容器在電子電路中的應(yīng)用主要包括：（1）濾波：用于電源濾波、信號(hào)濾波等，去除電路中的高頻噪聲。（2）耦合：用于信號(hào)傳輸線路的耦合，使信號(hào)在傳輸過(guò)程中不受干擾。（3）旁路：為高頻信號(hào)提供低阻抗路徑，降低電路中的電阻。（4）定時(shí)：與電阻器組成RC振蕩電路，實(shí)現(xiàn)定時(shí)功能。3.3電容器的主要參數(shù)與檢測(cè)本節(jié)介紹電容器的主要參數(shù)及其檢測(cè)方法。3.3.1電容器主要參數(shù)（1）容量：電容器的電荷存儲(chǔ)能力，單位為法拉（F）。（2）耐壓：電容器能承受的最大電壓，單位為伏特（V）。（3）溫度系數(shù)：電容器容量隨溫度變化的程度。（4）損耗角正切值（Tanδ）：表征電容器能量損耗的參數(shù)。（5）絕緣電阻：電容器內(nèi)部絕緣材料的電阻。3.3.2電容器檢測(cè)電容器檢測(cè)主要包括以下方法：（1）外觀檢查：檢查電容器外觀是否有損壞、變形等。（2）容量測(cè)試：使用電容表或LCR測(cè)試儀測(cè)量電容器容量。（3）耐壓測(cè)試：使用高壓測(cè)試儀檢測(cè)電容器耐壓值。（4）絕緣電阻測(cè)試：使用絕緣電阻測(cè)試儀檢測(cè)電容器絕緣電阻。通過(guò)以上方法，可保證電容器在選型和檢測(cè)過(guò)程中的質(zhì)量。第4章電感器與變壓器4.1電感器的結(jié)構(gòu)與特性4.1.1電感器的基本結(jié)構(gòu)電感器是一種電子元器件，主要由線圈、磁芯和外殼組成。線圈通常由絕緣導(dǎo)線繞制而成，磁芯則用于增強(qiáng)電感器的電感值。根據(jù)磁芯材料的不同，電感器可分為鐵芯電感器、空芯電感器等。4.1.2電感器的特性參數(shù)（1）電感值：電感值表示電感器對(duì)交流電流的阻礙作用，單位為亨利（H）。（2）Q值（品質(zhì)因數(shù)）：Q值是電感器能量損耗的度量，Q值越高，電感器的功能越好。（3）飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度：磁芯在達(dá)到飽和狀態(tài)時(shí)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，該參數(shù)限制了電感器的工作范圍。（4）溫升：電感器在工作過(guò)程中產(chǎn)生的熱量會(huì)導(dǎo)致溫度升高，需關(guān)注其溫升功能，以保證電感器的穩(wěn)定工作。4.2變壓器的原理與應(yīng)用4.2.1變壓器的原理變壓器是利用電磁感應(yīng)原理，實(shí)現(xiàn)交流電壓和電流的變換。其主要部分包括初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和磁芯。當(dāng)交流電流通過(guò)初級(jí)線圈時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)穿過(guò)磁芯，再感應(yīng)次級(jí)線圈，從而實(shí)現(xiàn)電壓的升降。4.2.2變壓器的應(yīng)用（1）電力變壓器：用于電力系統(tǒng)的電壓升降，以滿足不同電壓等級(jí)的需求。（2）電子變壓器：應(yīng)用于電子產(chǎn)品中，實(shí)現(xiàn)電壓的精確變換。（3）隔離變壓器：用于隔離輸入輸出電路，提高系統(tǒng)的安全功能。4.3電感器與變壓器的檢測(cè)4.3.1電感器的檢測(cè)（1）外觀檢查：檢查電感器外觀是否完好，磁芯和線圈是否有損壞。（2）電感值測(cè)量：使用電感表或LCR測(cè)試儀測(cè)量電感器的電感值，并與標(biāo)稱值進(jìn)行對(duì)比。（3）Q值測(cè)量：通過(guò)測(cè)量電感器的感抗和電阻，計(jì)算得到Q值，以評(píng)估電感器的功能。4.3.2變壓器的檢測(cè)（1）外觀檢查：檢查變壓器外觀是否有損壞，接線端子是否牢固。（2）絕緣電阻測(cè)量：測(cè)量初級(jí)和次級(jí)線圈之間的絕緣電阻，以保證變壓器的安全功能。（3）變比測(cè)量：使用變比測(cè)試儀測(cè)量變壓器的變比，并與標(biāo)稱值進(jìn)行對(duì)比。（4）空載試驗(yàn)：測(cè)量變壓器在空載狀態(tài)下的電壓和電流，計(jì)算空載損耗，以評(píng)估變壓器的功能。注意：檢測(cè)過(guò)程中，需遵循相應(yīng)的安全規(guī)程和操作規(guī)范，保證人身和設(shè)備安全。第5章晶體二極管與晶體三極管5.1晶體二極管的工作原理與特性5.1.1工作原理晶體二極管是一種半導(dǎo)體器件，其工作原理基于PN結(jié)的整流特性。當(dāng)正向偏置電壓加在晶體二極管上時(shí)，P區(qū)為正，N區(qū)為負(fù)，PN結(jié)變窄，內(nèi)電場(chǎng)減弱，使得電子和空穴容易跨過(guò)PN結(jié)，形成電流；而當(dāng)反向偏置電壓加在晶體二極管上時(shí)，PN結(jié)變寬，內(nèi)電場(chǎng)增強(qiáng)，阻止了電子和空穴的跨結(jié)運(yùn)動(dòng)，電流幾乎為零。5.1.2特性（1）正向特性：當(dāng)晶體二極管正向?qū)〞r(shí)，其正向電壓與正向電流之間呈非線性關(guān)系，正向電壓在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，正向電流會(huì)顯著增加。（2）反向特性：反向電壓增加到一定程度時(shí)，晶體二極管會(huì)出現(xiàn)反向擊穿現(xiàn)象，此時(shí)反向電流迅速增大。（3）溫度特性：晶體二極管的導(dǎo)通電壓和反向飽和電流隨溫度升高而增大。（4）動(dòng)態(tài)電阻：在正向?qū)〞r(shí)，晶體二極管的動(dòng)態(tài)電阻較小，反向截止時(shí)動(dòng)態(tài)電阻較大。5.2晶體三極管的結(jié)構(gòu)與工作原理5.2.1結(jié)構(gòu)晶體三極管由三個(gè)摻雜不同的半導(dǎo)體區(qū)組成，分別為發(fā)射極（E）、基極（B）和集電極（C）。根據(jù)結(jié)構(gòu)的不同，晶體三極管可分為NPN型和PNP型。5.2.2工作原理晶體三極管的工作原理基于基極電流對(duì)集電極電流的控制作用。當(dāng)基極發(fā)射極間施加正向偏置電壓時(shí)，基極電流增大，導(dǎo)致發(fā)射極注入的電子（或空穴）增多，從而控制集電極電流的增大。晶體三極管具有放大和開關(guān)功能。5.3二極管與三極管的應(yīng)用與檢測(cè)5.3.1應(yīng)用（1）晶體二極管：主要用于整流、調(diào)制、限幅、鉗位、保護(hù)等電路。（2）晶體三極管：廣泛應(yīng)用于放大、開關(guān)、穩(wěn)壓、信號(hào)處理等電路。5.3.2檢測(cè)（1）晶體二極管的檢測(cè)：（1）使用萬(wàn)用表測(cè)量正向電壓和反向電壓，正常情況下正向電壓較低，反向電壓較高。（2）測(cè)量正向電流，判斷晶體二極管是否導(dǎo)通。（2）晶體三極管的檢測(cè)：（1）測(cè)量發(fā)射極與基極、集電極與基極之間的正向和反向電壓，判斷晶體三極管的類型（NPN或PNP）。（2）測(cè)量集電極與發(fā)射極之間的反向電壓，判斷晶體三極管是否損壞。（3）測(cè)量基極電流與集電極電流，判斷晶體三極管的放大能力和開關(guān)功能。第6章場(chǎng)效應(yīng)晶體管與晶閘管6.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的原理與特性6.1.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的基本原理場(chǎng)效應(yīng)晶體管（FET）是一種利用電場(chǎng)效應(yīng)控制電流的半導(dǎo)體器件。它由源極、漏極和柵極三個(gè)部分組成。根據(jù)導(dǎo)電通道類型，F(xiàn)ET可分為兩種：N溝道和P溝道。其工作原理是，通過(guò)在柵極與源極之間施加電壓，形成電場(chǎng)，從而控制源極與漏極之間的導(dǎo)電通道的電導(dǎo)率。6.1.2場(chǎng)效應(yīng)晶體管的特性場(chǎng)效應(yīng)晶體管具有以下特性：（1）輸入阻抗高：FET的輸入阻抗可達(dá)10^6~10^12Ω，因此，驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)載小，對(duì)信號(hào)源的影響較小。（2）增益高：FET的電流放大倍數(shù)可達(dá)幾十到幾百。（3）熱穩(wěn)定性好：FET的導(dǎo)電通道與熱敏感的PN結(jié)無(wú)關(guān)，因此具有較高的熱穩(wěn)定性。（4）驅(qū)動(dòng)電壓范圍寬：FET可在較寬的電壓范圍內(nèi)工作，適用于不同電壓等級(jí)的電路。（5）制造工藝簡(jiǎn)單：FET的制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，易于集成化。6.2晶閘管的結(jié)構(gòu)與工作原理6.2.1晶閘管的結(jié)構(gòu)晶閘管（SCR）是一種四層三端半導(dǎo)體器件，其結(jié)構(gòu)由四層交替的P型和N型半導(dǎo)體材料構(gòu)成，分別為：P1、N1、P2、N2。晶閘管有三個(gè)引腳：陽(yáng)極（A）、陰極（K）和控制極（G）。6.2.2晶閘管的工作原理晶閘管的工作原理如下：（1）正向阻斷狀態(tài)：當(dāng)陽(yáng)極與陰極之間施加正向電壓時(shí)，晶閘管處于阻斷狀態(tài)，此時(shí)，控制極電壓對(duì)晶閘管無(wú)影響。（2）反向阻斷狀態(tài)：當(dāng)陽(yáng)極與陰極之間施加反向電壓時(shí)，晶閘管也處于阻斷狀態(tài)。（3）導(dǎo)通狀態(tài)：在正向電壓作用下，若控制極施加正向脈沖電壓，晶閘管將進(jìn)入導(dǎo)通狀態(tài)，此時(shí)，陽(yáng)極與陰極之間的電阻降低，電流增大。6.3場(chǎng)效應(yīng)晶體管與晶閘管的應(yīng)用6.3.1場(chǎng)效應(yīng)晶體管的應(yīng)用場(chǎng)效應(yīng)晶體管在電子電路中具有廣泛的應(yīng)用，主要包括以下方面：（1）放大器：利用FET的高輸入阻抗和增益，可作為信號(hào)放大器。（2）開關(guān)：利用FET的導(dǎo)通和截止特性，可作為數(shù)字電路中的開關(guān)元件。（3）模擬電路：FET在模擬電路中可用于電壓控制、電流控制等。6.3.2晶閘管的應(yīng)用晶閘管在電力電子設(shè)備中具有重要作用，其主要應(yīng)用包括：（1）電力調(diào)節(jié)：利用晶閘管的導(dǎo)通和截止特性，實(shí)現(xiàn)交流電壓和電流的調(diào)節(jié)。（2）電力轉(zhuǎn)換：晶閘管在變頻調(diào)速、有源濾波等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。（3）電路保護(hù)：晶閘管可用作過(guò)電流、過(guò)電壓保護(hù)元件。第7章集成電路7.1集成電路的分類與結(jié)構(gòu)7.1.1集成電路的分類（1）按功能分類：模擬集成電路、數(shù)字集成電路和模擬數(shù)字混合集成電路。（2）按制作工藝分類：?jiǎn)纹呻娐?、混合集成電路、厚膜集成電路和薄膜集成電路。?）按集成度分類：小規(guī)模集成電路、中規(guī)模集成電路、大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路。7.1.2集成電路的結(jié)構(gòu)（1）基本結(jié)構(gòu)：包括輸入端、輸出端、電源端和接地端。（2）內(nèi)部結(jié)構(gòu)：包括晶體管、電阻、電容等元器件，以及互連線。（3）封裝結(jié)構(gòu)：包括引線鍵合、陶瓷封裝、塑料封裝等。7.2集成電路的選用與應(yīng)用7.2.1集成電路的選用（1）根據(jù)電路功能需求選擇合適的集成電路型號(hào)。（2）考慮集成電路的功能指標(biāo)，如工作電壓、功耗、速度等。（3）注意集成電路的封裝形式與尺寸，以保證電路板設(shè)計(jì)合理。7.2.2集成電路的應(yīng)用（1）模擬集成電路應(yīng)用：放大器、濾波器、運(yùn)算放大器等。（2）數(shù)字集成電路應(yīng)用：邏輯門、觸發(fā)器、計(jì)數(shù)器等。（3）模擬數(shù)字混合集成電路應(yīng)用：A/D和D/A轉(zhuǎn)換器、微控制器等。7.3集成電路的檢測(cè)與故障分析7.3.1集成電路的檢測(cè)（1）外觀檢查：檢查封裝是否完好，引腳是否整齊。（2）功能檢測(cè)：通過(guò)測(cè)試儀器或電路對(duì)集成電路進(jìn)行功能測(cè)試。（3）參數(shù)檢測(cè)：測(cè)量集成電路的關(guān)鍵參數(shù)，如工作電壓、功耗、增益等。7.3.2集成電路的故障分析（1）電路分析：通過(guò)分析電路原理，找出故障原因。（2）信號(hào)分析：觀察信號(hào)波形，判斷故障位置。（3）元器件分析：檢查集成電路內(nèi)部元器件，找出損壞的元器件。（4）環(huán)境分析：考慮溫度、濕度等外部因素對(duì)集成電路的影響。第8章繼電器與開關(guān)8.1繼電器的結(jié)構(gòu)與原理繼電器是一種電控制器件，廣泛應(yīng)用于自動(dòng)控制電路中，具有放大信號(hào)、隔離控制、安全保護(hù)等功能。繼電器主要由線圈、觸點(diǎn)、鐵芯、外殼等部分組成。8.1.1繼電器線圈繼電器線圈是繼電器的工作部分，當(dāng)通過(guò)線圈通電時(shí)，產(chǎn)生磁場(chǎng)，吸引鐵芯上的磁性材料，從而帶動(dòng)觸點(diǎn)動(dòng)作。8.1.2觸點(diǎn)觸點(diǎn)是繼電器實(shí)現(xiàn)電路通斷的關(guān)鍵部分，根據(jù)觸點(diǎn)的性質(zhì)可分為常開觸點(diǎn)和常閉觸點(diǎn)。當(dāng)線圈通電時(shí)，觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的通斷。8.1.3鐵芯鐵芯是繼電器磁路的一部分，起到增強(qiáng)線圈磁場(chǎng)的作用。8.1.4外殼外殼用于保護(hù)內(nèi)部元件，防止灰塵、水分等外界因素對(duì)繼電器的影響。8.1.5繼電器原理繼電器的工作原理是電磁感應(yīng)，即線圈通電產(chǎn)生磁場(chǎng)，磁場(chǎng)吸引鐵芯上的磁性材料，使觸點(diǎn)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)電路的通斷。8.2開關(guān)的種類與特性開關(guān)是一種常見的電子元器件，用于控制電路的通斷。根據(jù)其工作原理和用途，開關(guān)可分為多種類型。8.2.1機(jī)械式開關(guān)機(jī)械式開關(guān)是通過(guò)手動(dòng)或機(jī)械力驅(qū)動(dòng)觸點(diǎn)實(shí)現(xiàn)通斷的開關(guān)，如按鈕開關(guān)、撥動(dòng)開關(guān)等。8.2.2電子開關(guān)電子開關(guān)是利用半導(dǎo)體器件實(shí)現(xiàn)的開關(guān)，如晶體管、晶閘管等。8.2.3磁保持開關(guān)磁保持開關(guān)是利用磁場(chǎng)保持觸點(diǎn)通斷狀態(tài)的開關(guān)，如繼電器。8.2.4開關(guān)特性開關(guān)的主要特性包括：（1）通斷能力：指開關(guān)能承受的最大電流和電壓。（2）接觸電阻：開關(guān)觸點(diǎn)接觸時(shí)的電阻值。（3）使用壽命：開關(guān)在正常使用條件下的壽命。（4）動(dòng)作速度：開關(guān)從接通到斷開或從斷開到接通所需的時(shí)間。（5）驅(qū)動(dòng)力：實(shí)現(xiàn)開關(guān)動(dòng)作所需的力。8.3繼電器與開關(guān)的應(yīng)用繼電器和開關(guān)在電子電路中具有廣泛的應(yīng)用，下面列舉一些典型應(yīng)用實(shí)例。8.3.1繼電器應(yīng)用（1）自動(dòng)控制：繼電器在自動(dòng)控制系統(tǒng)中，用作信號(hào)放大、隔離、安全保護(hù)等。（2）通信設(shè)備：在通信設(shè)備中，繼電器用于信號(hào)放大、線路切換等。（3）家用電器：如洗衣機(jī)、空調(diào)等家用電器中，繼電器用于控制電路的通斷。8.3.2開關(guān)應(yīng)用（1）電路控制：開關(guān)在電子電路中，用于控制信號(hào)的通斷、放大、衰減等。（2）電氣設(shè)備：如燈光、電動(dòng)機(jī)等電氣設(shè)備的控制。（3）安全保護(hù)：開關(guān)在電路中，用于過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)等安全措施。（4）儀器設(shè)備：在各類儀器設(shè)備中，開關(guān)用于模式選擇、功能切換等操作。第9章連接器與線纜9.1連接器的種類與選用9.1.1連接器的基本概念連接器是電子元器件中的一種重要組成部分，主要用于實(shí)現(xiàn)電子設(shè)備或組件間的電氣連接。它具有插拔方便、連接可靠、接觸電阻小等特點(diǎn)。9.1.2連接器的分類連接器可分為以下幾類：（1）按連接方式分類：焊接式、卡接式、壓接式、推拉式等；（2）按接觸方式分類：線對(duì)線、線對(duì)板、板對(duì)板等；（3）按應(yīng)用領(lǐng)域分類：消費(fèi)電子、通信、計(jì)算機(jī)、汽車電子等。9.1.3連接器的選用原則（1）根據(jù)設(shè)備的工作環(huán)境選用連接器，如溫度、濕度、振動(dòng)等；（2）根據(jù)設(shè)備的電氣功能要求選用連接器，如接觸電阻、絕緣電阻、抗干擾功能等；（3）根據(jù)設(shè)備的機(jī)械功能要求選用連接器，如插拔力、耐久性等；（4）根據(jù)設(shè)備的安裝空間和尺寸選用連接器。9.2線纜的類型與特性9.2.1線纜的基本概念線纜是連接器與設(shè)備之間的傳輸介質(zhì)，主要用于傳輸電信號(hào)、功率信號(hào)等。線纜的功能直接影響到整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性和可靠性。9.2.2線纜的分類線纜可分為以下幾類：（1）按導(dǎo)體材料分類：銅纜、鋁纜、合金纜等；（2）按絕緣材料分類：PVC絕緣、XLPE絕緣、PTFE絕緣等；（3）按護(hù)套材料分類：PVC護(hù)套、聚氨酯護(hù)套、橡膠護(hù)套等；（4）按結(jié)構(gòu)分類：?jiǎn)涡揪€纜、多芯線纜、