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第一課:常用元器件的識別 電阻、電容、二極管、電感......... 一、電阻 電阻在電路中用“R”加數(shù)字表示，如：R1表示編號為1的電阻。電阻在電路中的主要作用為分流、限流、分壓、偏置等。 1、參數(shù)識別：電阻的單位為歐姆（Ω），倍率單位有：千歐（KΩ），兆歐（MΩ）等。換算方法是：1兆歐=1000千歐=1000000歐 電阻的參數(shù)標注方法有3種，即直標法、色標法和數(shù)標法。 a、數(shù)標法主要用于貼片等小體積的電路，如： 472 表示 47100Ω（即4.7K）； 104則表示100K b、色環(huán)標注法使用最多，現(xiàn)舉例如下： 四色環(huán)電阻 、五色環(huán)電阻（精密電阻） 2、電阻的色標位置和倍率關(guān)系如下所示： 顏色 有效數(shù)字 倍率 允許偏差（%） 銀色 / x0.01 10 金色 / x0.1 5 黑色 0 +0 / 棕色 1 x10 1 紅色 2 x100 2 橙色 3 x1000 / 黃色 4 x10000 / 綠色 5 x100000 0.5 藍色 6 x1000000 0.2 紫色 7 x10000000 0.1 灰色 8 x100000000 / 白色 9 x1000000000 / 二、電容 1、電容在電路中一般用“C”加數(shù)字表示（如C13表示編號為13的電容）。電容是由兩片金屬膜緊靠，中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。 電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小，電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗，它與交流信號的頻率和電容量有關(guān)。容抗XC=1/2πf c (f表示交流信號的頻率，C表示電容容量) 電話機中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、貼片電容、獨石電容、鉭電容和滌綸電容等。 2、識別方法：電容的識別方法與電阻的識別方法基本相同，分直標法、色標法和數(shù)標法3種。電容的基本單位用法拉（F）表示，其它單位還有：毫法（mF）、微法（uF）、納法（nF）、皮法（pF）。其中： 1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法 容量大的電容其容量值在電容上直接標明，如10 uF/16V 容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數(shù)字表示 字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF 數(shù)字表示法：一般用三位數(shù)字表示容量大小，前兩位表示有效數(shù)字，第三位數(shù)字是倍率。如： 102表示10102PF=1000PF 224表示22104PF=0.22 uF 3、電容容量誤差表 符號： F G J K L M 允許誤差 1%、 2%、5%、 10%、 15%、 20% 如：一瓷片電容為104J表示容量為0. 1 uF、誤差為5%。 三、晶體二極管 晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示，如： D5表示編號為5的二極管。 1、作用：二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)通電阻很小；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。正因為二極管具有上述特性，無繩電話機中常把它用在整流、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。 電話機里使用的晶體二極管按作用可分為：整流二極管（如1N4004）、隔離二極管（如1N4148）、肖特基二極管（如BAT85）、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。 2、識別方法：二極管的識別很簡單，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。 3、測試注意事項：用數(shù)字式萬用表去測二極管時，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負極，此時測得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚?，這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。 4、常用的1N4000系列二極管耐壓比較如下： 型號 1N4001、1N4002、1N4003、 1N4004 、1N4005、 1N4006 、1N4007 耐壓（V） 50、100 、200 、400、600 、800 、1000 電流（A） 均為1 四、穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管在電路中常用“ZD”加數(shù)字表示，如：ZD5表示編號為5的穩(wěn)壓管。 1、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負載兩端的電壓將基本保持不變。 2、故障特點：穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這三種故障中，前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高；后2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。 常用穩(wěn)壓二極管的型號及穩(wěn)壓值如下所示： 型 號：1N4728、 1N4729、 1N4730、 1N4732、 1N4733 、1N4734 、1N4735、 1N4744 、1N4750、 1N4751 、1N4761 穩(wěn)壓值：3.3V 、3.6V 、3.9V 、4.7V 、5.1V、 5.6V 、6.2V 、15V、 27V 、30V 、75V 五、電感 電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示，如：L6表示編號為6的電感。電感線圈是將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。直流可通過線圈，直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻，壓降很小；當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，所以電感的特性是通直流阻交流，頻率越高，線圈阻抗越大。電感在電路中可與電容組成振蕩電路。 電感一般有直標法和色標法，色標法與電阻類似。如：棕、黑、金、金表示1uH（誤差5%）的電感。電感的基本單位為：亨（H） 換算單位有： 1H=103mH=106uH。 六、變?nèi)荻O管 變?nèi)荻O管是根據(jù)普通二極管內(nèi)部 “PN結(jié)” 的結(jié)電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設(shè)計出來的一種特殊二極管。 變?nèi)荻O管在無繩電話機中主要用在手機或座機的高頻調(diào)制電路上，實現(xiàn)低頻信號調(diào)制到高頻信號上，并發(fā)射出去。在工作狀態(tài)，變?nèi)荻O管調(diào)制電壓一般加到負極上，使變?nèi)荻O管的內(nèi)部結(jié)電容容量隨調(diào)制電壓的變化而變化。 變?nèi)荻O管發(fā)生故障，主要表現(xiàn)為漏電或性能變差： （1）發(fā)生漏電現(xiàn)象時，高頻調(diào)制電路將不工作或調(diào)制性能變差。 （2）變?nèi)菪阅茏儾顣r，高頻調(diào)制電路的工作不穩(wěn)定，使調(diào)制后的高頻信號發(fā)送到對方被對方接收后產(chǎn)生失真。 出現(xiàn)上述情況之一時，就應(yīng)該更換同型號的變?nèi)荻O管。 七、晶體三極管 晶體三極管在電路中常用“Q”加數(shù)字表示，如：Q17表示編號為17的三極管。 1、特點：晶體三極管（簡稱三極管）是內(nèi)部含有2個PN結(jié)，并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型兩種類型，這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補，所謂OTL電路中的對管就是由PNP型和NPN型配對使用。 發(fā)光管 用示波器觀察晶體二極管特性曲線實驗方法 【目的和要求】 　　懂得用示波器觀察元件特性曲線的基本方法，觀察晶體二極管的特性曲線。 【儀器和器材】 學(xué)生示波器（J2459型），學(xué)生電源（J1202型或J1202－1型），硅整流二極管2只（圖4．37－2中的D1整流電流應(yīng)大于500毫安），鍺二極管，滑動變阻器（J2354－1型），電阻2個（R1為20－150歐，限流用，對功率小的二極管取大些；R2為2－10歐，作取樣電阻），導(dǎo)線若干。 【實驗方法】 　　1．將電路按圖4．37－2接好，圖中D1、R0跟交流電源構(gòu)成半波整流電路，用來提供脈動電源。滑動變阻器R0接成分壓電路，調(diào)節(jié)它的滑片可得到適當?shù)拿}動電壓。R1為限流電阻，用以防止通過待測二極管中的電流過大造成損壞。接線柱X、Y分別跟示波器X輸入、Y輸入相連，E接公共接地端，掃描范圍選在外X擋。 　　2．將滑動變阻器的滑片調(diào)至圖中所示的下端，接通電源，調(diào)節(jié)好示波器，緩慢移動滑動變阻器的沿片使供應(yīng)的脈動電壓適當，再調(diào)節(jié)X、Y增益，在屏上即可得到大小合適的特性曲線，如圖4．37－3所示。 　　3．將示波器作為定量測量使用，把二極管的特性曲線定量地測繪出來。然后，把測試的硅二極管D自電路中取下，換用鍺二極管進行測試，比較這兩種特性曲線，可知：加在硅二極管上的電壓UM超過0．6－0．8伏時，鍺二極管上的電壓UM超過0．2－0．3伏時，電流隨電壓增長迅速。這是這兩種二極管的重要區(qū)別。 　電阻 請看圖1和2所示電路。圖1給出基本的分壓器電路，圖2給出基本的分流器電路。他們是很基礎(chǔ)的電路，在本學(xué)期中我們將經(jīng)常用到它們。 問題（圖1）：計算電阻R1兩端的電壓V1和電阻R2兩端的電壓V2 V1= V2= 問題（圖2）：計算電流I1,I2 I1= I2= 三極管 半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管，可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。 三極管顧名思義具有三個電極。二極管是由一個PN結(jié)構(gòu)成的，而三極管由兩個PN結(jié)構(gòu)成，共用的一個電極成為三極管的基極（用字母b表示）。其他的兩個電極成為集電極（用字母c表示）和發(fā)射極（用字母e表示）。由于不同的組合方式，形成了一種是NPN型的三極管，另一種是PNP型的三極管。  三極管的種類很多，并且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見三極管大的很大，小的很小。三極管的電路符號有兩種：有一個箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。實際上箭頭所指的方向是電流的方向。  電子制作中常用的三極管有90系列，包括低頻小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP）、低噪聲管9014（NPN）、高頻小功率管9018（NPN）等。它們的型號一般都標在塑殼上，而樣子都一樣，都是TO-92標準封裝。在老式的電子產(chǎn)品中還能見到3DG6（低頻小功率硅管）、3AX31（低頻小功率鍺管）等，它們的型號也都印在金屬的外殼上。我國生產(chǎn)的晶體管有一套命名規(guī)則，電子愛好者最好還是了解一下：  第一部分的3表示為三極管。第二部分表示器件的材料和結(jié)構(gòu) 。A： PNP型鍺材料、 B： NPN型鍺材料、 C： PNP型硅材料、 D： NPN型硅材料 。第三部分表示功能。U：光電管、 K：開關(guān)管、 X：低頻小功率管 、G：高頻小功率管、D：低頻大功率管、 A：高頻大功率管。另外，3DJ型為場效應(yīng)管，BT打頭的表示半導(dǎo)體特殊元件。  三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號，當然這種轉(zhuǎn)換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉(zhuǎn)換成信號的能量罷了。 三極管有一個重要參數(shù)就是電流放大系數(shù)β。當三極管的基極上加一個微小的電流時，在集電極上可以得到一個是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。 電容 1、RC低通濾波器 2、峰值檢測器 現(xiàn)在，我們要在電路中引入一個二極管。二極管2 是一種單方向?qū)щ姷钠骷磳σ粋€方向的電流在導(dǎo)通，對另一個方向的電流截止。我們利用二極管的這一特性來搭建峰值檢測電路： 在圖17中，若Vin>Vout，二極管導(dǎo)通，電容器充電；若VinU1時,運放A1輸出高電平;當Ui U2,則當輸入電壓Ui越出[U2,U1]區(qū)間范圍時,LED點亮,這便是一個電壓雙限指示器。若選擇U2 > U1,則當輸入電壓在[U2,U1]區(qū)間范圍時,LED點亮,這是一個“窗口”電壓指示器。此電路與各類傳感器配合使用,稍加變通,便可用于各種物理量的雙限檢測、短路、斷路報警等。 單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器 見附圖1。此電路可用在一些自動控制系統(tǒng)中。電阻R1、R2組成分壓電路,為運放A1負輸入端提供偏置電壓U1,作為比較電壓基準。靜態(tài)時,電容C1充電完畢,運放A1正輸入端電壓U2等于電源電壓V+,故A1輸出高電平。當輸入電壓Ui變?yōu)榈碗娖綍r,二極管D1導(dǎo)通,電容C1通過D1迅速放電,使U2突然降至地電平,此時因為U1>U2,故運放A1輸出低電平。當輸入電壓變高時,二極管D1截止,電源電壓R3給電容C1充電,當C1上充電電壓大于U1時,既U2>U1,A1輸出又變?yōu)楦唠娖?從而結(jié)束了一次單穩(wěn)觸發(fā)。顯然,提高U1或增大R2、C1的數(shù)值,都會使單穩(wěn)延時時間增長,反之則縮短。 圖 1 圖 2 如果將二極管D1去掉,則此電路具有加電延時功能。 剛加電時,U1>U2,運放A1輸出低電平,隨著電容C1不斷充電,U2不斷升高,當U2>U1時,A1輸出才變?yōu)楦唠娖?。參考圖2。