二極管.三極管. 電感

1、常用元器件(二極管.三極管.電感),天津大學精儀學院實驗中心,開始,2024/3/30,精儀學院實驗中心,1,二極管,在電子電路中經(jīng)常用到半導體二極管，它在許多電路中起著重要的作用，是誕生最早的半導體器件之一，其應用非常廣泛。常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,2,二極管的分類,1) 按照所用的半導體材料，可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）。

2、2)按照不同用途，二極管分普通二極管和特殊二極管。特殊二極管又分為整流二極管、穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、光電二極管、檢波二極管、開關二極管等。3)按照管芯結構，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。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,3,普通二極管和整流二極管,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,4,光敏二極管,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,5,二極管的標識,二極管的識別很簡單

3、，小功率二極管的N極（負極），在二極管外表大多采用一種色圈標出來，有些二極管也用二極管專用符號來表示P極（正極）或N極（負極），也有采用符號標志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負極可從引腳長短來識別，長腳為正，短腳為負。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,6,二極管的導電特性,二極管最重要的特性就是單向?qū)щ娦?。也就是在正向電壓的作用下，導通電阻很?。欢诜聪螂妷鹤饔孟聦娮铇O大或無窮大。在電路中，電流只能從

4、二極管的正極流入，負極流出。 1）正向特性。 在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導通，這種連接方式，稱為正向偏置。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,7,二極管的導電特性,當加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數(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，二極管才能真正導通。導通后二極管兩端的

5、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”。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,8,二極管的導電特性,2）反向特性。  在電子電路中，二極管正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，二極管處于截止狀態(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

6、，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。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,9,晶體二極管的主要參數(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。常用的IN4001－4007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，

7、IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,10,晶體二極管的主要參數(shù),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?。反向電流與溫度有著密切的關系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。一般硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。4）最高工作頻率二極管能承受的最高頻率。通過P

8、N結交流電頻率高于此值，二極管接不能正常工作。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,11,二極管的應用,二極管類型不同，主要參數(shù)不同，使用場合不同。點接觸型二極管由于是點接觸，只允許通過較小的電流（不超過幾十毫安），適用于小電流電路。因為接觸點小，所以極間電容量也很小，故適用于高頻電路檢波。面接觸型二極管與點接觸型二極管相反，面接觸型二極管的“PN結”面積較大，允許通過較大的電流（幾安到幾十安），但極間電容量大，因此不能用于高

9、頻電路，而主要用做整流。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,12,二極管的應用,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、脈沖及高頻電路中。 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）開關元件開關二極管是一種高頻管，在電路中是工作在開關狀態(tài)的。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,13,二極管的應

10、用,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 在開關電源的電感中和繼電器等感性負載中起繼流作用。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,14,二極管的應用,5）檢波二極管   檢波二極管的主要作用是把高頻信號中的低頻信號檢出來。 6）變?nèi)荻O管變?nèi)荻O管大都用在高頻

11、電路中，其結電容隨著反向電壓的增大而減小。 7）穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是利用二極管的反向擊穿特性，在電路中將其兩端的電壓保持基本不變，起到穩(wěn)定電壓的作用。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,15,二極管的應用,8） 光電二極管及光電三極管光電二極管、光電三極管是電子電路中廣泛采用的光敏器件。在其外殼上有一個透明的窗口以接收光線照射，實現(xiàn)光電轉換。9）發(fā)光二極管發(fā)光二極管是一種把電能變成光能的半導體器件。在電子儀表中常用

12、作顯示、狀體信息指示等。其正向工作電壓一般在1.5V至3V，允許通過的電流為2mA至20mA，正向?qū)〞r發(fā)光 。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,16,晶體二極管的極性判別,使用數(shù)字萬用表“二極管”檔，將萬用表的紅表筆接二極管的一極，黑(COM)表筆接另一極。在測得正向壓降值小的情況下，紅表筆(表內(nèi)電池的正極)所接的是正極，黑表筆所接是負極。 一般，所顯示的二極管正向壓降：硅二極管為0.55—0.700V，鍺二極管為0.15

13、0--0.300V。若顯示 “0000”，說明管子已短路。若顯示“過載”，說明二極管內(nèi)部開路或處于反向狀態(tài)(可對調(diào)表筆再測)。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,17,晶體三極管,晶體三極管（簡稱三極管）是內(nèi)部含有2個PN結，并且具有放大能力的特殊器件。晶體三極管在電路中對信號具有放大作用和開關作用。晶體三極管分類按導電類型分NPN型三極管和PNP型三極管這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補 按頻率分高頻三極管和低

14、頻三極管，按功率分大功率、中功率、小功率三極管等,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,18,不同類型三極管,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,19,晶體三極管的主要參數(shù),VCBO 、 VCEO、 ICM 、 PCM 、hFE、 ICEOVCEO：集、射極擊穿電壓hFE：共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)β：共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)ICM：集電極最大允許電流PCM：集電極最大允許耗散功率 ICEO：集電極

15、與發(fā)射極間反向飽和電流,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,20,三極管的型號命名,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,21,晶體三極管的極性判別,1）用萬用表判別晶體三極管的管腳依據(jù)：NPN型三極管基極到發(fā)射極、基極到集電極均為PN結正向，PNP型三極管基極到發(fā)射極、基極到集電極均為PN結反向， 2）判定基極b對于功率在1W以下的中、小功率管，用萬用表R×100或R×1k擋測量；對于功率在1W

16、以上的大功率管，用萬用表R×10或R×1擋測量。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,22,晶體三極管的極性判別,如果用萬用表R×100或R×1k擋測量三極管三個電極中每兩個極之間的正、反向電阻值。當用第一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個電極，均測得低阻值時，則第一根表筆所接的那個電極即為基極b。這時，要注意萬用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時，測

17、得的阻值都較小，則可判定被測三極管為PNP型管；如果黑表筆接的是基極b，紅表筆分別接觸其他兩極時，測得的阻值較小，則被測三極管為NPN型管。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,23,晶體三極管的極性判別,3）判定集電極c和發(fā)射極e(以PNP為例)將萬用表置于R×100或R×1K擋，紅表筆基極b，用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時，所測得的兩個電阻值會是一個大一些，一個小一些。在阻值小的一次測量中，黑表筆所接管

18、腳為集電極；在阻值較大的一次測量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,24,晶體三極管的選用,1）ICEO的增大將直接影響管子工作的穩(wěn)定性，所以在使用中應盡量選用ICEO小的管子。2）在開關電路工作中要考慮三極管的開關特性。一般NPN型三極管VBE 約為0.7V， PNP型三極管VBE約為0.2至0.3V。3）在使用中防止電流電壓超出最大值，也不許有兩項參數(shù)同時到達極限。管子的基本參數(shù)相同就能替換

19、，性能高的可代替性能低的。但是一般硅管、鍺管不能替換。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,25,電感,電感也是一種儲能元件。電感元件是電感、互感及變壓器的總稱。電感通常指空心線圈或磁芯線圈。電感在電路中可與電容組成振蕩電路，也用于能量轉換等。電感線圈是將絕緣的導線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。為了增加電感量，提高品質(zhì)因數(shù)和減少體積，通常在線圈中加入軟磁性材料的磁芯 。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,26,電感

20、特性,電感的特性是通直流阻交流直流可通過線圈，直流電阻就是導線本身的電阻，壓降很小；交流信號通過線圈時，線圈兩端將會產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反，阻礙交流的通過，交流頻率越高，線圈阻抗越大，其對交流信號的阻礙作用稱為感抗，感抗與交流信號的頻率和電感量有關，表示為 XL=2πfL (f表示交流信號的頻率，L表示電感量),繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,27,電感分類、參數(shù)

21、,按結構分為空芯電感和磁芯電感。 按電感量是否可調(diào)分為固定電感、可調(diào)電感、微調(diào)電感。電感主要特性參數(shù)有：電感量L、品質(zhì)因數(shù)Q、額定電流、固有電容,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,28,扁平電感、同方向電感、色碼電感、貼片高頻變壓器、磁棒電感、環(huán)形線圈,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,29,電感的選用,使用電感時，電流不能超過額定電流，否則可能損壞電感。電感的類型不同，結構形狀不同，其特點與應用也不同。在

22、選擇電感器要明確使用頻率范圍，鐵芯線圈只能用于低頻；一般鐵氧體線圈、空芯線圈用于高頻。線圈是磁感應元件，它對周圍的電感元件有影響，必要時可在電感元件上加屏蔽罩。,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,30,電感標識,電感標識有直標法、色標法和數(shù)值碼表示法。（1）色標法與電阻類似。如：棕、黑、金、金表示1μH（誤差5%）的電感。（2）直標法：指在小型固定電感器的外殼上直接用文字標出電感器的主要參數(shù)。其中額定電流常用字母標注。

23、（3）數(shù)值碼表示法：用三位數(shù)字，前兩位表示電感值的有效數(shù)字，第三位數(shù)字表示0的個數(shù)，小數(shù)點用R表示，單位為μH。例如：151表示150μH 2R7表示2.7μH R36表示0.36μH,繼續(xù),2024/3/30,精儀學院實驗中心,31,電感器質(zhì)量的判別,用萬用表的電阻擋測量電感器阻值的大小。若被測電感器阻值為零，說明電感器內(nèi)部繞組有短路性故障。注意測量前萬用表要先調(diào)零。若被測電感器阻值為無窮大，說明電感器內(nèi)部繞組或引出腳與繞組