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电子元器件基础知识大全_31000字
电子元器件基础知识
导电体对电流的阻碍作用称为电阻,用符号R表示,单位为欧姆、千欧、兆欧,分别用Ω、KΩ、MΩ表示。
一、电阻的型号命名方法:
国产电阻器的型号由四部分组成(不适用敏感电阻)
第一部分:主称 ,用字母表示,表示产品的名字。如R表示电阻,W表示电位器。 第二部分:材料 ,用字母表示,表示电阻体用什么材料组成,T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。
第三部分:分类,一般用数字表示,个别类型用字母表示,表示产品属于什么类型。1-普通、2-普通、3-超高频 、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G-高功率、T-可调。
第四部分:序号,用数字表示,表示同类产品中不同品种,以区分产品的外型尺寸和性能指标等
例如:R T 1 1 型普通碳膜电阻
二、电阻器的分类
1、线绕电阻器:通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。
2、薄膜电阻器:碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。
3、实心电阻器:无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。
4、敏感电阻器:压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。
三、电阻器主要特性参数
1、标称阻值:电阻器上面所标示的阻值。
2、允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电阻器的精度。允许误差与精度等级对应关系如下:±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级
3、额定功率:在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为-55℃~+70℃的条件下,电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。
线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500
非线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100
4、额定电压:由阻值和额定功率换算出的电压。
5、最高工作电压:允许的最大连续工作电压。在低气压工作时,最高工作电压较低。
6、温度系数:温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小,电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数,反之为负温度系数。
7、老化系数:电阻器在额定功率长期负荷下,阻值相对变化的百分数,它是表示电阻器寿命长短的参数。
8、电压系数:在规定的电压范围内,电压每变化1伏,电阻器的相对变化量。
9、噪声:产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏,包括热噪声和电流噪声两部分,热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动,使导体任意两点的电压不规则变化。
四、电阻器阻值标示方法
1、直标法:用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值,其允许误差直接用百分数表示,若电阻上未注偏差,则均为±20%。
2、文字符号法:用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值,其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值,后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。
表示允许误差的文字符号
文字符号 D F G J K M
允许偏差 ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±20%
3、数码法:在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左到右,第一、二位为有效值,第三位为指数,即零的个数,单位为欧。偏差通常采用文字符号表示。
4、色标法:用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采用色标法。
黑-0、棕-1、红-2、橙-3、黄-4、绿-5、蓝-6、紫-7、灰-8、白-9、金-±5%、银-±10%、无色-±20%
当电阻为四环时,最后一环必为金色或银色,前两位为有效数字, 第三位为乘方数,第四位为偏差。
当电阻为五环时,最後一环与前面四环距离较大。前三位为有效数字, 第四位为乘方数, 第五位为偏差。
五、常用电阻器
电位器是一种机电元件,他靠电刷在电阻体上的滑动,取得与电刷位移成一定关系的输出电压。
1.1 合成碳膜电位器
电阻体是用经过研磨的碳黑,石墨,石英等材料涂敷于基体表面而成,该工艺简单,是目前应用最广泛的电位器。特点是分辩力高耐磨性好,寿命较长。缺点是电流噪声,非线性大, 耐潮性以及阻值稳定性差。
1.2 有机实心电位器
有机实心电位器是一种新型电位器,它是用加热塑压的方法,将有机电阻粉压在绝缘体的凹槽内。有机实心电位器与碳膜电位器相比具有耐热性好、功率大、可靠性高、耐磨性好的优点。但温度系数大、动噪声大、耐潮性能差、制造工艺复杂、阻值精度较差。在小型化、高可靠、高耐磨性的电子设备以及交、直流电路中用作调节电压、电流。
1.3 金属玻璃铀电位器
用丝网印刷法按照一定图形,将金属玻璃铀电阻浆料涂覆在陶瓷基体上,经高温烧结而成。特点是:阻值范围宽,耐热性好,过载能力强,耐潮,耐磨等都很好,是很有前途的电位器品种,缺点是接触电阻和电流噪声大。
1.4 绕线电位器
绕线电位器是将康铜丝或镍铬合金丝作为电阻体,并把它绕在绝缘骨架上制成。绕线电位器特点是接触电阻小,精度高,温度系数小,其缺点是分辨力差,阻值偏低,高频特性差。主要用作分压器、变阻器、仪器中调零和工作点等。
1.5 金属膜电位器
金属膜电位器的电阻体可由合金膜、金属氧化膜、金属箔等分别组成。特点是分辩力高、耐高温、温度系数小、动噪声小、平滑性好。
1.6 导电塑料电位器
用特殊工艺将DAP(邻苯二甲酸二稀丙脂)电阻浆料覆在绝缘机体上,加热聚合成电阻膜,或将DAP电阻粉热塑压在绝缘基体的凹槽内形成的实心体作为电阻体。特点是:平滑性好、分辩力优异耐磨性好、寿命长、动噪声小、可靠性极高、耐化学腐蚀。用于宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统等。
1.7 带开关的电位器
有旋转式开关电位器、推拉式开关电位器、推推开关式电位器
1.8 预调式电位器
预调式电位器在电路中,一旦调试好,用蜡封住调节位置,在一般情况下不再调节。
1.9 直滑式电位器
采用直滑方式改变电阻值。
1.10 双连电位器
有异轴双连电位器和同轴双连电位器
1.11 无触点电位器
无触点电位器消除了机械接触,寿命长、可靠性高,分光电式电位器、磁敏式电位器等。
2、实芯碳质电阻器
用碳质颗粒壮导电物质、填料和粘合剂混合制成一个实体的电阻器。特点:价格低廉,但其阻值误差、噪声电压都大,稳定性差,目前较少用。
3、绕线电阻器
用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成,外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有
较低的温度系数,阻值精度高, 稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差,时间常数大。
4、薄膜电阻器
用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。主要如下:
4.1 碳膜电阻器
将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低,是目前应用最广泛的电阻器。
4.2 金属膜电阻器。
用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,噪声, 温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。
4.3 金属氧化膜电阻器
在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物,所以高温下稳定,耐热冲击,负载能力强。
4.4 合成膜电阻
将导电合成物悬浮液涂敷在基体上而得,因此也叫漆膜电阻。由于其导电层呈现颗粒状结构,所以其噪声大,精度低,主要用他制造高压, 高阻, 小型电阻器。
5、金属玻璃铀电阻器
将金属粉和玻璃铀粉混合,采用丝网印刷法印在基板上。 耐潮湿, 高温, 温度系数小,主要应用于厚膜电路。
6、贴片电阻SMT
片状电阻是金属玻璃铀电阻的一种形式,他的电阻体是高可靠的钌系列玻璃铀材料经过高温烧结而成,电极采用银钯合金浆料。体积小,精度高,稳定性好,由于其为片状元件,所以高频性能好。
7、敏感电阻
敏感电阻是指器件特性对温度,电压,湿度,光照,气体, 磁场,压力等作用敏感的电阻器。 敏感电阻的符号是在普通电阻的符号中加一斜线,并在旁标注敏感电阻的类型,如:t. v等。
7.1、压敏电阻
主要有碳化硅和氧化锌压敏电阻,氧化锌具有更多的优良特性。
7.2、湿敏电阻
由感湿层,电极,绝缘体组成,湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻,碳湿敏电阻,氧化物湿敏电阻。氯化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小,缺点为测试范围小,特性重复性不好,受温度影响大。碳湿敏电阻缺点为低温灵敏度低,阻值受温度影响大,由老化特性,较少使用。氧化物湿敏电阻性能较优越,可长期使用,温度影响小,阻值与湿度变化呈线性关系。有氧化锡,镍铁酸盐,等材料。
7.3、光敏电阻
光敏电阻是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件,当某种物质受到光照时,载流子的浓度增加从而增加了电导率,这就是光电导效应。
7.4、气敏电阻
利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成,主要成分是金属氧化物,主要品种有:金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。
7.5、力敏电阻
力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻,国外称为压电电阻器。所谓压力电阻效应即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效应。可制成各种力矩计,半导体话筒,
压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器,硒碲合金力敏电阻器,相对而言,合金电阻器具有更高灵敏度。
7.6、热敏电阻
热敏电阻是敏感元件的一类,其电阻值会随着热敏电阻本体温度的变化呈现出阶跃性的变化,具有半导体特性.
热敏电阻按照温度系数的不同分为:
正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻)
负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻)
正温度热敏电阻(PTC Thermistor)
PTC是Positive Temperature Coefficient 的缩写,意思是正的温度系数,泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件.通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻,简称PTC热敏电阻.
PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,超过一定的温度(居里温度)时, 它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高.
PTC热敏电阻根据其材质的不同分为:
陶瓷PTC热敏电阻
有机高分子PTC热敏电阻
目前大量被使用的PTC热敏电阻种类:
恒温加热用PTC热敏电阻
过流保护用PTC热敏电阻
空气加热用PTC热敏电阻
延时启动用PTC热敏电阻
传 感 器用PTC热敏电阻
自动消磁用PTC热敏电阻
一般情况下,有机高分子PTC热敏电阻适合过流保护用途,陶瓷PTC热敏电阻可适用于以上所列各种用途.
负温度热敏电阻
(NTC Thermistor)
NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件.通常我们提到的NTC是指负温度系数热敏电阻,简称NTC热敏电阻.
NTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的减小.
NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的.这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料.温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低.
NTC热敏电阻根据其用途的不同分为:
功率型NTC热敏电阻
补偿型NTC热敏电阻
测温型NTC热敏电阻
电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于隔直,耦合, 旁路,滤波,调谐回路, 能量转换,控制电路等方面。用C表示电容,电容单位有法拉(F)、微法拉(uF)、皮法拉(pF),1F=10^6uF=10^12pF
一、电容器的型号命名方法
国产电容器的型号一般由四部分组成(不适用于压敏、可变、真空电容器)。依次分别代表名称、材料、分类和序号。
第一部分:名称,用字母表示,电容器用C。
第二部分:材料,用字母表示。
第三部分:分类,一般用数字表示,个别用字母表示。
第四部分:序号,用数字表示。
用字母表示产品的材料:A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介
二、电容器的分类
按照结构分三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器。
按电解质分类有:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。
按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。
高频旁路:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。
低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。
滤 波:铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。
调 谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。
高频耦合:陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器。
低频耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。
小型电容:金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。
三、常用电容器
1、铝电解电容器
用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成,薄的化氧化膜作介质的电容器.因为氧化膜有单向导电性质,所以电解电容器具有极性.容量大,能耐受大的脉动电流容量误差大,泄漏电流大;普通的不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率低频旁路、信号耦合、电源滤波
2、钽电解电容器
用烧结的钽块作正极,电解质使用固体二氧化锰温度特性、频率特性和可*性均优于普通电解电容器,特别是漏电流极小,贮存性良好,寿命长,容量误差小,而且体积小,单位体积下能得到最大的电容电压乘积对脉动电流的耐受能力差,若损坏易呈短路状态超小型高可*机件中
3、薄膜电容器
结构与纸质电容器相似,但用聚脂、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质频率特性好,介电损耗小不能做成大的容量,耐热能力差滤波器、积分、振荡、定时电路
4、瓷介电容器
穿心式或支柱式结构瓷介电容器,它的一个电极就是安装螺丝。引线电感极小,频率特性好,介电损耗小,有温度补偿作用不能做成大的容量,受振动会引起容量变化特别适于高频旁路
5、独石电容器
(多层陶瓷电容器)在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以电极桨材料,叠合后一次绕结成一块不可分割的整体,外面再用树脂包封而成小体积、大容量、高可*和耐高温的新型电容器,高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能,体积极小,Q值高容量误差较大噪声旁路、滤波器、积分、振荡电路
6、纸质电容器
一般是用两条铝箔作为电极,中间以厚度为0.008~0.012mm的电容器纸隔开重叠卷绕而成。制造工艺简单,价格便宜,能得到较大的电容量
一般在低频电路内,通常不能在高于3~4MHz的频率上运用。油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高,稳定性也好,适用于高压电路
7、微调电容器
电容量可在某一小范围内调整,并可在调整后固定于某个电容值。
瓷介微调电容器的Q值高,体积也小,通常可分为圆管式及圆片式两种。
8、云母和聚苯乙烯介质的通常都采用弹簧式东,结构简单,但稳定性较差。
线绕瓷介微调电容器是拆铜丝〈外电极〉来变动电容量的,故容量只能变小,不适合在需反复调试的场合使用
9、陶瓷电容器
用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。
具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易于被脉冲电压击穿。高频瓷介电容器适用于高频电路
云母电容器就结构而言,可分为箔片式及被银式。被银式电极为直接在云母片上用真空蒸发法或烧渗法镀上银层而成,由于消除了空气间隙,温度系数大为下降,电容稳定性也比箔片式高。频率特性好,Q值高,温度系数小不能做成大的容量广泛应用在高频电器中,并可用作标准电容器
10、玻璃釉电容器由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂成薄膜而成,介质再以银层电极经烧结而成
四、电容器主要特性参数:
1、标称电容量和允许偏差
标称电容量是标志在电容器上的电容量。
电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差,在允许的偏差范围称精度。
精度等级与允许误差对应关系:00(01)-±1%、0(02)-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%)
一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级,根据用途选取。
2、额定电压
在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值,一般直接标注在电容器外壳上,如果工作电压超过电容器的耐压,电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。
3、绝缘电阻
直流电压加在电容上,并产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻.
当电容较小时,主要取决于电容的表面状态,容量〉0.1uf时,主要取决于介质的性能,绝缘电阻越小越好。
电容的时间常数:为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数,他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。
电容在电场作用下,在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值,电容的损耗主要由介质损耗,电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
在直流电场的作用下,电容器的损耗以漏导损耗的形式存在,一般较小,在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏导有关,而且与周期性的极化建立过程有关。
5、频率特性
随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。
五、电容器容量标示
用数字和单位符号直接标出。如01uF表示0.01微法,有些电容用“R”表示小数点,如R56表示0.56微法。
2、文字符号法
用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示
6.8pF, 2u2表示2.2uF.
用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同。
电容器偏差标志符号:+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z。
六.选用电容电容器常识
1.电容器装接前应进行测量,看其是否短路、断路或漏电严重,并在装入电路时使电容器
的标志顺序一致。
2.电路中电容两端的电压不能超过电容器本身的工作电压。装接时注意正、负极性不能装反(电解电容有正负极之分)。
3.当现有电容器与电路要求的容量或耐压不合适时,可以采用串联或并联的方法予以适应。当两个工作电压不同的电容器并联时,耐压值取决于低的电容器;当两个容量不同的电容器串联时,容量小的电容器所承受的电压高于容量大的电容器。
4.技术要求不同的电路,应选用不同类型的电容器。例如,谐振回路中需要介质损耗小的电容器,应选用高频陶瓷电容器(CC型,即药片形)或云母电容器;隔直、耦合电容可选独石、涤纶、电解等电容器;低频滤波电路(即整流电路)一般应选用电解电容器;旁路电容可选涤纶、独石、陶瓷和电解电容器。
5.选用电容器时应根据电路中信号频率的高低来选择,一个电容器可等效成R、L、C二端线性网络,不同类型的电容器其等效参数R、L、C的差异很大。等效电感大的电容器(如电解电容器)不适合用于耦合、旁路高频信号;等效电阻大的电容器不适合用于Q值要求高的振荡回路中。为满足从低频到高频滤波旁路的要求,在实际电路中,常将一个容量大的电解电容器与一个小容量的、适合于高频的电容器并联使用。
七. 什么是旁路电容和去耦电容、滤波电容及其作用
滤波电容-用在电源整流电路中,用来滤除交流成分。使输出的直流更平滑。
去耦电容-用在放大电路中不需要交流的地方,用来消除自激,使放大器稳定工作。
旁路电容_用在有电阻连接时,接在电阻两端使交流信号顺利通过。
去耦电容作用:去除在器件切换时从高频器件进入到配电网络中的RF能量。去耦电容还可以为器件供局部化的DC电压源,它在减少跨板浪涌电流方面特别有用。
旁路电容作用:从元件或电缆中转移出不想要的共模RF能量。这主要是通过产生AC旁路消除无意的能量进入敏感的部分,
我们经常可以看到,在电源和地之间连接着去耦电容,它有三个方面的作用:一是作为二是滤除该器件产生的高频噪声,切断其通过供电回路进行传播的通路;三是防止电源携带的噪声对电路构成干扰。
在电子电路中,去耦电容和旁路电容都是起到抗干扰的作用,电容所处的位置不同,称呼就不一样了。对于,旁路(bypass)电容是把输入信号中的高频噪声作为称退耦电容,是把输出信号的干扰作为比较小,根据谐振频率一般是0.1u,0.01u等;
而去耦合电容一般比较大,是10u或者更大,依据电路中分布参数,以及驱动电流的变化大小来确定。
数字电路中典型的去耦电容值是0.1F。电容的分布电感的典型值是5H。0.1F的去耦电容有5H的分布电感,它的并行共振频率大约在7MHz左右,也就是的去耦效果,对40MHz以上的噪声几乎不起作用。1F、10F的电容,并行共振频率在20MHz以上,去除高频噪声的效果要好一些。每10片左右集成电路要加一片充放电电容,或1个蓄能电容,可选10F左右。最好不用电解电容,电解电容是两层薄膜卷起来的,这种卷起来的结构在高频时表现为电感。要使用钽电容或聚碳酸酯电容。去耦电容的选用并不严格,可按C=
几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。
一.二极管的应用
1、整流二极管
利用二极管单向导电性,可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。 2、开关元件
二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。
3、限幅元件
二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.2V)。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。
4、继流二极管
在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。 5、检波二极管
在收音机中起检波作用。
6、变容二极管(二极管反接)
使用于电视机的高频头中,反向电压越大,电容越小。 7、LED发光二极管/显示元件
用于指示灯、数码管或用于新型电视机显示器上。
二.常用二极管及其参数
最大反压,最大反向电流 05Z6.2Y 硅稳压二极管 Vz=6~6.35V,Pzm=500mW,
05Z7.5Y 硅稳压二极管 Vz=7.34~7.70V,Pzm=500mW,
硅稳压二极管 Vz=12.4~13.1V,Pzm=500mW,
硅稳压二极管 Vz=14.4~15.15V,Pzm=500mW,
硅稳压二极管 Vz=17.55~18.45V,Pzm=500mW,
硅整流二极管 50V, 1A,(Ir=5uA,Vf=1V,Ifs=50A)
硅整流二极管 100V, 1A,
硅整流二极管 200V, 1A,
硅整流二极管 400V, 1A,
硅整流二极管 600V, 1A,
硅整流二极管 800V, 1A,
硅整流二极管 1000V, 1A,
开关二极管 75V, 4PF,Ir=25nA,Vf=1V,
硅整流二极管 50V, 1.5?,(Ir=10uA,Vf=1.4V,Ifs=50?)
硅整流二极管 100V,1.5?,
硅整流二极管 200V,1.5?,
硅整流二极管 300V,1.5?,
硅整流二极管 400V,1.5?,
硅整流二极管 500V,1.5?,
硅整流二极管 600V,1.5?,
硅整流二极管 800V,1.5?,
硅整流二极管 ?,
硅整流二极管 50V, 3?,(Ir=5uA,Vf=1V,Ifs=150?)
硅整流二极管 100V,3?,
硅整流二极管 200V,3A,
硅整流二极管 300V,3A,
硅整流二极管 400V,3A,
硅整流二极管 500V,3A,
硅整流二极管 600V,3A,
硅整流二极管 800V,3A,
硅整流二极管 1000V,3A,
Ⅳ。晶体三极管
晶体管(transistor)是一种固体半导体器件,可以用于检波、整流、放大、开关、稳压、信号调制、混频和许多其它功能。晶体管作为一种可变开关,基于输入的电压,控制流出的电流,因此晶体管可做为电流的开关,和一般机械开关(如Relay、switch)不同处在于晶体管是利用电讯号来控制,而且开关速度可以非常之快,在实验室中的切换速度可达100GHz以上。
半导体三极管,是内部含有两个PN结,外部通常为三个引出电极的半导体器件。它对电信号有放大和开关等作用,应用十分广泛。输入级和输出级都采用晶体管的逻辑电路,叫做晶体管-晶体管逻辑电路,书刊和实用中都简称为TTL电路,它属于半导体集成电路的一种,其中用得最普遍的是TTL与非门。TTL与非门是将若干个晶体管和电阻元件组成的电路系统集中制造在一块很小的硅片上,封装成一个独立的元件。半导体三极管是电路中应用最广泛的器件之一,在电路中用“V”或“VT”(旧文字符号为“Q”、“GB”等)表示。
半导体三极管主要分为两大类:双极性晶体管(BJT)和场效应晶体管(FET)。晶体管有三个极;双极性晶体管的三个极,分别由N型跟P型组成发射极
(Emitter)、基极 (Base) 和集电极(Collector);场效应晶体管的三个极,分别是源极 (Source)、栅极(Gate)和漏极(Drain)。晶体管因为有三种极性,所以也有三种的使用方式,分别是发射极接地(又称共射放大、CE组态)、基极接地、集电极接地。最常用的用途应该是属于讯号放大这一方面,其次是阻抗匹配、讯号转换,,,,等,晶体管在电路中是个很重要的组件,许多精密的组件主要都是由晶体管制成的。
三极管的导通 三极管处于放大状态还是开关状态要看给三极管基极加的直流偏置,随这个电流变化,三极管工作状态由截止-线性区-饱和状态变化而变,
如果三极管Ib(直流偏置点)一定时,三极管工作在线性区,此时Ic电流的变化只随着Ib的交流信号变化,Ib继续升高,三极管进入饱和状态,此时三极管的Ic不再变化,三极管将工作在开关状态。
三极管为开关管使用时工作在饱和状态1,用放大状态1表示不是很科学。
请对照三极管手册的Ib;Ic曲线加以参考我的回答来理解三极管的工作状态,三极管be结和ce结导通三极管才能正常工作。
如果三极管没有加直流偏置时,放大电路时输入的交流正弦信号正半周时,基极对发射极而言是正的,由于发射结加的是反向电压,此时没有基极电流和集电极电流,此时集电极电流变化与基极反相,在输入电压的负半周,发射极电位对于基极电位为正的,此时由于发射极加的是正向电压,才有基极和集电极电流通过,此时集电极电流变化与基极同相, 在三极管没有加直流偏置时三极管be结和ce结导通,三极管放大电路将只有半个波输出将产生严重的失真。
晶体管被认为是现代历史中最伟大的发明之一,在重要性方面可以与印刷术,汽车和电话等发明相提并论。晶体管实际上是所有现代电器的关键活动(active)元件。晶体管在当今社会的重要性,主要是因为晶体管可以使用高度自动化的过程,进行大规模生产的能力,因而可以不可思议地达到极低的单位成本。
虽然数以百万计的单体晶体管还在使用,但是绝大多数的晶体管是和电阻、电容一起被装配在微芯片(芯片)上以制造完整的电路。模拟的或数字的或者这两者被集成在同一块芯片上。设计和开发一个复杂芯片的成本是相当高的,但是当分摊到通常百万个生产单位上,每个芯片的价格就是最小的。一个逻辑门包含20个晶体管,而2005年一个高级的微处理器使用的晶体管数量达2.89亿个。
晶体管的低成本、灵活性和可靠性使得其成为非机械任务的通用器件,例如数字计算。在控制电器和机械方面,晶体管电路也正在取代电机设备,因为它通常是更便宜、更有效地,仅仅使用标准集成电路并编写计算机程序来完成同样的机械任务,使用电子控制,而不是设计一个等效的机械控制。
因为晶体管的低成本和后来的电子计算机、数字化信息的浪潮来到了。由于计算机提供快速的查找、分类和处理数字信息的能力,在信息数字化方面投入了越来越多的精力。今天的许多媒体是通过电子形式发布的,最终通过计算机转化和呈现为模拟形式。受到数字化革命影响的领域包括电视、广播和报纸。
(ⅰ)双极型三极管
一.双极型三极管介绍
双极结型晶体管(Bipolar Junction Transistor—BJT)又称为半导体三极管,它是通过一定的工艺将两个PN结结合在一起的器件,有PNP和NPN两种组合结构;外部引出三个极:集电极,发射极和基极,集电极从集电区引出,发射极从发射区引出,基极从基区引出(基区在中间);BJT有放大作用,重要依靠它的发射极电流能够通过基区传输到达集电区而实现的,为了保证这一传输过程,一方面要满足内部条件,即要求发射区杂质浓度要远大于基区杂质浓度,同时基区厚度要很小,另一方面要满足外部条件,即发射结要正向偏置(加正向电压)、集电结要反偏置;BJT种类很多,按照频率分,有高频管,低频管,按照功率分,有小、中、大功率管,按照半导体材料分,有硅管和锗管等;其构成的放大电路形式有:共发射极、共基极和共集电极放大电路。
二、国内外三极管命名方法
1.中国半导体器件型号命名方法
半导体器件型号由五部分(场效应器件、半导体特殊器件、复合管、PIN型管、激光器件的型号命名只有第三、四、五部分)组成。五个部分意义如下:
第一部分:用数字表示半导体器件有效电极数目。2-二极管、3-三极管
第二部分:用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。表示二极管时:A-N型锗材料、B-P型锗材料、C-N型硅材料、D-P型硅材料。表示三极管时:A-PNP型锗材料、B-NPN型锗材料、C-PNP型硅材料、D-NPN型硅材料。
第三部分:用汉语拼音字母表示半导体器件的内型。P-普通管、V-微波管、W-稳压管、C-参量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、 U-光电器件、K-开关管、X-低频小功率管(F<3MHz,Pc3MHz,Pc<1W)、D —低频大功率管(f1W)、A-高频大功率管(f>3MHz,Pc>1W)、T-半导体晶闸管(可控整流器)、Y-体效应器件、B-雪崩管、J-阶跃恢复管、CS-场效应管、BT-半导体特殊器件、FH-复合管、PIN-PIN型管、JG-激光器件。
第四部分:用数字表示序号
第五部分:用汉语拼音字母表示规格号
例如:3DG18表示NPN型硅材料高频三极管
3CX系列低频小功率三极管
3DX系列低频小功率三极管
3AG系列高频小功率三极管
3DG系列高频小功率三极管
3CG系列高频小功率三极管
3CG系列高频中功率三极管
3DG系列高频中功率三极管
2、日本半导体分立器件型号命名方法
日本生产的半导体分立器件,由五至七部分组成。通常只用到前五个部分,其各部分的符号意义如下:
第一部分:用数字表示器件有效电极数目或类型。0-光电(即光敏)二极管三极管及上述器件的组合管、1-二极管、2三极或具有两个pn结的其他器件、3-具有四个有效电极或具有三个pn结的其他器件、┄┄依此类推。
第二部分:日本电子工业协会JEIA注册标志。S-表示已在日本电子工业协会JEIA注册登记的半导体分立器件。
第三部分:用字母表示器件使用材料极性和类型。A-PNP型高频管、B-PNP型低频管、C-NPN型高频管、D-NPN型低频管、F-P控制极可控硅、G-N控制极可控硅、H-N基极单结晶体管、J-P沟道场效应管、K-N沟道场效应管、M-双向可控硅。
第四部分:用数字表示在日本电子工业协会JEIA登记的顺序号。两位以上的整数-从“11”开始,表示在日本电子工业协会JEIA登记的顺序号;不同公司的性能相同的器件可以使用同一顺序号;数字越大,越是近期产品。
第五部分:用字母表示同一型号的改进型产品标志。A、B、C、D、E、F表示这一器件是原型号产品的改进产品。
3、美国半导体分立器件型号命名方法
美国晶体管或其他半导体器件的命名法较混乱。美国电子工业协会半导体分立器件命名方法如下:
第一部分:用符号表示器件用途的类型。JAN-军级、JANTX-特军级、JANTXV-超特军级、JANS-宇航级、(无)-非军用品。
第二部分:用数字表示pn结数目。1-二极管、2=三极管、3-三个pn结器件、n-n个pn结器件。
第三部分:美国电子工业协会(EIA)注册标志。N-该器件已在美国电子工业协会(EIA)注册登记。
第四部分:美国电子工业协会登记顺序号。多位数字-该器件在美国电子工业协会登记的顺序号。
第五部分:用字母表示器件分档。A、B、C、D、┄┄-同一型号器件的不同档别。如:JAN2N3251A表示PNP硅高频小功率开关三极管,JAN-军级、2-三极管、N-EIA注册标志、3251-EIA登记顺序号、A-2N3251A档。
4、国际电子联合会半导体器件型号命名方法
德国、法国、意大利、荷兰、比利时等欧洲国家以及匈牙利、罗马尼亚、南斯拉夫、波兰等东欧国家,大都采用国际电子联合会半导体分立器件型号命名方法。这种命名方法由四个基本部分组成,各部分的符号及意义如下:
第一部分:用字母表示器件使用的材料。A-器件使用材料的禁带宽度Eg=0.6~1.0eV如锗、B-器件使用材料的Eg=1.0~1.3eV如硅、C —器件使用材料的Eg>1.3eV如砷化镓、D-器件使用材料的Eg<0.6eV如锑化铟、E-器件使用复合材料及光电池使用的材料
第二部分:用字母表示器件的类型及主要特征。A-检波开关混频二极管、B-变容二极管、C-低频小功率三极管、D-低频大功率三极管、E-隧道二极管、 F-高频小功率三极管、G-复合器件及其他器件、H-磁敏二极管、K-开放磁路中的霍尔元件、L-高频大功率三极管、M-封闭磁路中的霍尔元件、P-光敏器件、Q-发光器件、R-小功率晶闸管、S-小功率开关管、T-大功率晶闸管、U-大功率开关管、X-倍增二极管、Y-整流二极管、Z-稳压二极管。
第三部分:用数字或字母加数字表示登记号。三位数字-代表通用半导体器件的登记序号、一个字母加二位数字-表示专用半导体器件的登记序号。
第四部分:用字母对同一类型号器件进行分档。A、B、C、D、E┄┄-表示同一型号的器件按某一参数进行分档的标志。
除四个基本部分外,有时还加后缀,以区别特性或进一步分类。常见后缀如下:
1、稳压二极管型号的后缀。其后缀的第一部分是一个字母,表示稳定电压值的容许误差范围,字母A、B、C、D、E分别表示容许误差为±1%、±2%、± 5%、±10%、±15%;其后缀第二部分是数字,表示标称稳定电压的整数数值;后缀的第三部分是字母V,代表小数点,字母V之后的数字为稳压管标称稳定电压的小数值。
2、整流二极管后缀是数字,表示器件的最大反向峰值耐压值,单位是伏特。
3、晶闸管型号的后缀也是数字,通常标出最大反向峰值耐压值和最大反向关断电压中数值较小的那个电压值。
如:BDX51-表示NPN硅低频大功率三极管,AF239S-表示PNP锗高频小功率三极管。
5、欧洲早期半导体分立器件型号命名法
欧洲有些国家,如德国、荷兰采用如下命名方法。
第一部分:O-表示半导体器件
第二部分:A-二极管、C-三极管、AP-光电二极管、CP-光电三极管、AZ-稳压管、RP-光电器件。
第三部分:多位数字-表示器件的登记序号。
第四部分:A、B、C┄┄-表示同一型号器件的变型产品。
韩国三星产品型号以数字命名,现在用得也比较多,如、等 俄罗斯半导体器件型号命名法由于使用少,在此不介绍。
三.常用三极管型号及参数 3CX系列低频小功率三极管
3DX系列低频小功率三极管 3AG系列高频小功率三极管
3DG系列高频小功率三极管
3CG系列高频小功率三极管
3CG系列高频中功率三极管
三星公司三极管参数
1300*是一个系列的三极管,耐压都比较高(是高频开关管),也非常通用,常用于直流高压变换电路中作开关管.我们民用的很多东西中都有它们的存在,如电了节能灯,电蚊拍,电子镇流器,手机充电器等。
四、三极管的封装形式和管脚识别
常用三极管的封装形式有金属封装和塑料封装两大类,引脚的排列方式具有一定的规律,底视图位置放置,使三个引脚构成等腰三角形的顶点上,从左向右
依次为e b c;对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为e b c。
晶体三极管的电流放大作用
晶体三极管具有电流放大作用,其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。这是三极管最基本的和最重要的特性。我们将Δic/Δib的比值称为晶体三极管的电流放大倍数,用符号“β”表示。电流放大倍数对于某一只三极管来说是一个定值,但随着三极管工作时基极电流的变化也会有一定的改变。
晶体三极管的三种工作状态
截止状态:当加在三极管发射结的电压小于PN结的导通电压,基极电流为零,集电极电流和发射极电流都为零,三极管这时失去了电流放大作用,集电极和发射极之间相当于开关的断开状态,我们称三极管处于截止状态。
放大状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并处于某一恰当的值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时基极电流对集电极电流起着控制作用,使三极管具有电流放大作用,其电流放大倍数β=Δic/Δib,这时三极管处放大状态。
饱和导通状态:当加在三极管发射结的电压大于PN结的导通电压,并当基极电流增大到一定程度时,集电极电流不再随着基极电流的增大而增大,而是处于某一定值附近不怎么变化,这时三极管失去电流放大作用,集电极与发射极之间的电压很小,集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。
根据三极管工作时各个电极的电位高低,就能判别三极管的工作状态,因此,电子维修人员在维修过程中,经常要拿多用电表测量三极管各脚的电压,从而判别三极管的工作情况和工作状态。
1 中、小功率三极管的检测
A 已知型号和管脚排列的三极管,可按下述方法来判断其性能好坏
(a) 测量极间电阻。将万用表置于R×100或R×1K挡,按照红、黑表笔的六种不同接法进行测试。其中,发射结和集电结的正向电阻值比较低,其他四种接法测得的电阻值都很高,约为几百千欧至无穷大。但不管是低阻还是高阻,硅材料三极管的极间电阻要比锗材料三极管的极间电阻大得多。
(b) 三极管的穿透电流ICEO的数值近似等于管子的倍数β和集电结的反向电流ICBO的乘积。ICBO随着环境温度的升高而增长很快,ICBO的增加必然造成ICEO的增大。而ICEO的增大将直接影响管子工作的稳定性,所以在使用中应尽量选用ICEO小的管子。
通过用万用表电阻直接测量三极管e-c极之间的电阻方法,可间接估计ICEO的大小,具体方法如下:
万用表电阻的量程一般选用R×100或R×1K挡,对于PNP管,黑表管接e极,红表笔接c极,对于NPN型三极管,黑表笔接c极,红表笔接e极。要求测得的电阻越大越好。E-c间的阻值越大,说明管子的ICEO越小;反之,所测阻值越小,说明被测管的ICEO越大。一般说来,中、小功率硅管、锗材料低频管,其阻值应分别在几百千欧、几十千欧及十几千欧以上,如果阻值很小或测试时万用表指针来回晃动,则表明ICEO很大,管子的性能不稳定。
I 测量放大能力(β)。目前有些型号的万用表具有测量三极管hFE的刻度线及其测试插座,可以很方便地测量三极管的放大倍数。先将万用表功能开关拨至 挡,量程开关拨到ADJ位置,把红、黑表笔短接,调整调零旋钮,使万用表指针指示为零,然后将量程开关拨到hFE位置,并使两短接的表笔分开,把被测三极管插入测试插座,即可从hFE刻度线上读出管子的放大倍数。
另外:有此型号的中、小功率三极管,生产厂家直接在其管壳顶部标示出不同色点来表明管子的放大倍数β值,其颜色和β值的对应关系如表所示,但要注意,各厂家所用色标并不一定完全相同。
B 检测判别电极
(a) 判定基极。用万用表R×100或R×1k挡测量三极管三个电极中每两个极之间的正、反向电阻值。当用第一根表笔接某一电极,而第二表笔先后接触另外两个电极均测得低阻值时,则第一根表笔所接的那个电极即为基极b。这时,要注意万用表表笔的极性,如果红表笔接的是基极b。黑表笔分别接在其他两极时,测得的阻值都较小,则可判定被测三极管为PNP型管;如果黑表笔接的是基极b,红表笔分别接触其他两极时,测得的阻值较小,则被测三极管为NPN型管。
(b) 判定集电极c和发射极e。(以PNP为例)将万用表置于R×100或R×1K挡,红表笔基极b,用黑表笔分别接触另外两个管脚时,所测得的两个电阻值会是一个大一些,一个小一些。在阻值小的一次测量中,黑表笔所接管脚为集电极;在阻值较大的一次测量中,黑表笔所接管脚为发射极。
C 判别高频管与低频管
高频管的截止频率大于3MHz,而低频管的截止频率则小于3MHz,一般情况下,二者是不能互换的。
D 在路电压检测判断法
在实际应用中、小功率三极管多直接焊接在印刷电路板上,由于元件的安装密度大,拆卸比较麻烦,所以在检测时常常通过用万用表直流电压挡,去测量被测三极管各引脚的电压值,来推断其工作是否正常,进而判断其好坏。
2 大功率晶体三极管的检测
利用万用表检测中、小功率三极管的极性、管型及性能的各种方法,对检测大功率三极管来说基本上适用。但是,由于大功率三极管的工作电流比较大,因而其PN结的面积也较大。PN结较大,其反向饱和电流也必然增大。所以,若像测量中、小功率三极管极间电阻那样,使用万用表的R×1k挡测量,必然测得的电阻
值很小,好像极间短路一样,所以通常使用R×10或R×1挡检测大功率三极管。
3 普通达林顿管的检测
用万用表对普通达林顿管的检测包括识别电极、区分PNP和NPN类型、估测放大能力等项内容。因为达林顿管的E-B极之间包含多个发射结,所以应该使用万用表能提供较高电压的R×10K挡进行测量。
4 大功率达林顿管的检测
检测大功率达林顿管的方法与检测普通达林顿管基本相同。但由于大功率达林顿管内部设置了V3、R1、R2等保护和泄放漏电流元件,所以在检测量应将这些元件对测量数据的影响加以区分,以免造成误判。具体可按下述几个步骤进行:
A 用万用表R×10K挡测量B、C之间PN结电阻值,应明显测出具有单向导电性能。正、反向电阻值应有较大差异。
B 在大功率达林顿管B-E之间有两个PN结,并且接有电阻R1和R2。用万用表电阻挡检测时,当正向测量时,测到的阻值是B-E结正向电阻与R1、R2阻值并联的结果;当反向测量时,发射结截止,测出的则是(R1+R2)电阻之和,大约为几百欧,且阻值固定,不随电阻挡位的变换而改变。但需要注意的是,有些大功率达林顿管在R1、R2、上还并有二极管,此时所测得的则不是(R1+R2)之和,而是(R1+R2)与两只二极管正向电阻之和的并联电阻值。
5 带阻尼行输出三极管的检测
将万用表置于R×1挡,通过单独测量带阻尼行输出三极管各电极之间的电阻值,即可判断其是否正常。具体测试原理,方法及步骤如下:
A 将红表笔接E,黑表笔接B,此时相当于测量大功率管B-E结的等效二极管与保护电阻R并联后的阻值,由于等效二极管的正向电阻较小,而保护电阻R的阻值一般也仅有20~50 ,所以,二者并联后的阻值也较小;反之,将表笔对调,即红表笔接B,黑表笔接E,则测得的是大功率管B-E结等效二极管的反向电阻值与保护电阻R的并联阻值,由于等效二极管反向电阻值较大,所以,此时测得的阻值即是保护电阻R的值,此值仍然较小。
B 将红表笔接C,黑表笔接B,此时相当于测量管内大功率管B-C结等效二极管的正向电阻,一般测得的阻值也较小;将红、黑表笔对调,即将红表笔接B,黑表笔接C,则相当于测量管内大功率管B-C结等效二极管的反向电阻,测得的阻值通常为无穷大。
C 将红表笔接E,黑表笔接C,相当于测量管内阻尼二极管的反向电阻,测得的阻值一般都较大,约300~∞;将红、黑表笔对调,即红表笔接
D 黑表笔接E,则相当于测量管内阻尼二极管的正向电阻,测得的阻值一般都较小,约几欧至几十欧
(ⅱ)单极型三极管(场效应管)
一.场效应晶体管的主要参数有:
夹断电压(适用于结型和耗尽型绝缘栅场效应管)、开启电压(适用于增强型绝缘栅场效应晶体管)、饱和漏电流(适合于耗尽型绝缘栅场效应管)、直流输出电阻、漏一源极击穿电压、栅一源极击穿电压、低频跨导、输出电阻等。
二.场效应晶体管的检测
由于绝缘栅型场效应晶体管极易因产生感应电压而击穿损坏,所以都有比较严格的包装。型号标志失掉的很少,如果不明型号、包装不好或没有包装的绝缘栅型场效应管,一般都已损坏,没有必要再进行电极判别。
1)对于结型场效应晶体管的电极判定 一般我们选万用表的R×1k挡,用黑表笔接触一只电极,红表笔分别接触其余两只电极,测其电阻,若电阻基本相等,交换红黑表笔再测一次;若阻值又基本相等且两次测得的阻值一次很小,一次很大;则可说明:该结型场效应管质量较好,如果第一次测得的阻值较小,则此时黑表笔接的是N沟道型场效应管的栅极G;如果第一次则得的阻值较大,则黑表笔接的是P沟道型场效应管的栅极G。结型场效应管漏极D和源极S可互换,没有必要判定。
2) 结型场效应晶体管的放大倍数 一般选万用表的R×100或R×1k挡,用红黑表笔分别接触源极S和漏极D,用手捏栅极S,观察表针偏转幅度,幅度越大说明放大能力越强。
3)场效应晶体管应用于各种场效应管放大电路,选用时应了解管子的特性针对电路来选择,更换时应同参数同类型。焊接时,电路及所使用的工具都必须良好接地,焊接顺序为源极S、漏极D和栅极G。绝缘栅型管子不用时管脚要短路在一起。
三、部分场效应管型号及参数
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Ⅴ。晶闸管(可控硅)
晶闸管俗称可控硅,它的种类很多,但主要可分为单向晶闸管和双向晶闸管。单向晶闸管类似于二极管,只能在一个方向导通,而双向晶闸管双向都能导通。常见的晶闸管实物外形如下图所示。
晶闸管(SCR)
晶体闸流管简称晶闸管,也称为可控硅整流元件(SCR),是由三个PN结构成的一种大功率半导体器件。在性能上,晶闸管不仅具有单向导电性,而且还具有比硅整流元件更为可贵的可控性,它只有导通和关断两种状态。
晶闸管的优点很多,例如:以小功率控制大功率,功率放大倍数高达几十万倍;反应极快,在微秒级内开通、关断;无触点运行,无火花、无噪声;效率高,成本低等。因此,特别是在大功率UPS供电系统中,晶闸管在整流电路、静态旁路开关、无触点输出开关等电路中得到广泛的应用。
晶闸管的弱点:静态及动态的过载能力较差,容易受干扰而误导通。
晶闸管从外形上分类主要有:螺栓形、平板形和平底形。
一、 普通晶闸管的结构和工作原理
晶闸管是PNPN四层三端器件,共有三个PN结。分析原理时,可以把它看作是由一个PNP管和一个NPN管所组成,其等效图解如图1(a)所示,图1(b)为晶闸管的电路符号。
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晶闸管等效图解图
晶闸管的工作过程
晶闸管是四层三端器件,它有J1、J2、J3三个PN结,可以把它中间的NP分成两部分,构成一个PNP型三极管和一个NPN型三极管的复合管。
当晶闸管承受正向阳极电压时,为使晶闸管导通,必须使承受反向电压的PN结J2失去阻挡作用。每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体管的基极电流。因此是两个互相复合的晶体管电路,当有足够的门极电流Ig流入时,就会形成强烈的正反馈,造成两晶体管饱和导通。
设PNP管和NPN管的集电极电流分别为IC1和IC2,发射极电流相应为Ia和Ik,电流放大系数相应为α1=IC1/Ia和α2=IC2/Ik,设流过J2结的反相漏电流为ICO,晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和:
Ia=IC1+IC2+ICO
=α1Ia+α2Ik+ICO
若门极电流为Ig,则晶闸管阴极电流为:Ik=Ia+Ig。
因此,可以得出晶闸管阳极电流为:
硅PNP管和硅NPN管相应的电流放大系数α1和α2随其发射极电流的改变而急剧变化。当晶闸管承受正向阳极电压,而门极未接受电压的情况下,式(1)中Ig=0,(α1+α2)很小,故晶闸管的阳极电流Ia≈ICO,晶闸管处于正向阻断状态;当晶闸管在正向门极电压下,从门极G流入电流Ig,由于足够大的Ig流经NPN管的发射结,从而提高放大系数α2,产生足够大的集电极电流IC2流过PNP管的发射结,并提高了PNP管的电流放大系数α1,产生更大的集电极电流IC1流经NPN管的发射结,这样强烈的正反馈过程迅速进行。
当α1和α2随发射极电流增加而使得(α1+α2)≈1时,式(1)中的分母1-(α1+α2)≈0,因此提高了晶闸管的阳极电流Ia。这时,流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定,晶闸管已处于正向导通状态。晶闸管导通后,式(1)中1-(α1+α2)≈0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流Ia而继续导通,门极已失去作用。在晶闸管导通后,如果不断地减小电源电压或增大回路电阻,使阳极电流Ia减小到维持电流IH以下时,由于α1和α2迅速下降,晶闸管恢复到阻断状态。
晶闸管的工作条件
由于晶闸管只有导通和关断两种工作状态,所以它具有开关特性,这种特性需要一定的条件才能转化,此条件见表1。
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(1)晶闸管承受反向阳极电压时,无论门极承受何种电压,晶闸管都处于关断状态。 (2)晶闸管承受正向阳极电压时,仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。
(3)晶闸管在导通情况下,只要有一定的正向阳极电压,无论门极电压如何,晶闸管保持导通,即晶闸管导通后,门极失去作用。
(4)晶闸管在导通情况下,当主回路电压(或电流)减小到接近于零时,晶闸管关断。 3
晶闸管的伏安特性和主要参数 3.1
晶闸管的伏安特性
晶闸管阳极A与阴极K之间的电压与晶闸管阳极电流之间关系称为晶闸管伏安特性,如图2所所示。正向特性位于第一象限,反向特性位于第三象限。
晶闸管伏安特性参数示意图
一、 反向特性
当门极G开路,阳极加上反向电压时(见图3),J2结正偏,但J1、J2结反偏。此时只能流过很小的反向饱和电流,当电压进一步提高到J1结的雪崩击穿电压后,同时J3结也击穿,电流迅速增加,如图2的特性曲线OR段开始弯曲,弯曲处的电压URO称为“反向转折电压”。此后,晶闸管会发生永久性反向击穿。
阳极加反向电压
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阳极加正向电压
(2) 正向特性
当门极G开路,阳极A加上正向电压时(见图4),J1、J3结正偏,但J2结反偏,这与普通PN结的反向特性相似,也只能流过很小电流,这叫正向阻断状态,当电压增加,如图2的特性曲线OA段开始弯曲,弯曲处的电压UBO称为“正向转折电压”。
由于电压升高到J2结的雪崩击穿电压后,J2结发生雪崩倍增效应,在结区产生大量的电子和空穴,电子进入N1区,空穴进入P2区。进入N1区的电子与由P1区通过J1结注入N1区的空穴复合。同样,进入P2区的空穴与由N2区通过J3结注入P2区的电子复合,雪崩击穿后,进入N1区的电子与进入P2区的空穴各自不能全部复合掉。这样,在N1区就有电子积累,在P2区就有空穴积累,结果使P2区的电位升高,N1区的电位下降,J2结变成正偏,只要电流稍有增加,电压便迅速下降,出现所谓负阻特性,见图2中的虚线AB段。这时J1、J2、J3三个结均处于正偏,晶闸管便进入正向导电状态——通态,此时,它的特性与普通的PN结正向特性相似,如图2的BC段。 (3) 触发导通
在门极G上加入正向电压时(如图5所示),因J3正偏,P2区的空穴进入N2区,N2区的电子进入P2区,形成触发电流IGT。在晶闸管的内部正反馈作用(如图2)的基础上,加上IGT的作用,使晶闸管提前导通,导致图2中的伏安特性OA段左移,IGT越大,特性左移越快。
阳极和门极均加正向电压
晶闸管的主要参数 (1)断态重复峰值电压UDRM
门极开路,重复率为每秒50次,每次持续时间不大于10ms的断态最大脉冲电压,UDRM=90%UDSM,UDSM为断态不重复峰值电压。UDSM应比UBO小,所留的裕量由生产厂家决定。
(2)反向重复峰值电压URRM
其定义同UDRM相似,URRM=90%URSM,URSM为反向不重复峰值电压。 (3)额定电压
选UDRM和URRM中较小的值作为额定电压,选用时额定电压应为正常工作峰值电压的2~3倍,应能承受经常出现的过电压。
4.常用双向可控硅型号
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Ⅵ。电感线圈
电感线圈是由导线一圈*一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁粉芯,简称电感。用L表示,单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH。
一、电感的分类
按 电感形式 分类:固定电感、可变电感。
按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。
按 工作性质 分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。
按 绕线结构 分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。
二、电感线圈的主要特性参数
1、电感量L
电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。
电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL
3、品质因素Q
品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R
线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。
4、分布电容
线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。
三、常用线圈
1、单层线圈
单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。
2、蜂房式线圈
如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈。而其旋转一周,导线来回弯折的次数,常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大。蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小
3、铁氧体磁芯和铁粉芯线圈
线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯,可增加电感量和提
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高线圈的品质因素。
4、铜芯线圈
铜芯线圈在超短波范围应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量,这种调整比较方便、耐用。
5、色码电感器
色码电感器是具有固定电感量的电感器,其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记。
6、阻流圈(扼流圈)
限制交流电通过的线圈称阻流圈,分高频阻流圈和低频阻流圈。
7、偏转线圈
偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载,偏转线圈要求:偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、价格低。
Ⅶ。变压器
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
按冷却方式分类:干式(自冷)变压器、油浸(自冷)变压器、氟化物(蒸发冷却)变压器。
按防潮方式分类:开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
按铁芯或线圈结构分类:芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器。
按电源相数分类:单相变压器、三相变压器、多相变压器。
按用途分类:电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。
二、电源变压器的特性参数
1 工作频率
变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。
2 额定功率
在规定的频率和电压下,变压器能长期工作,而不超过规定温升的输出功率。
3 额定电压
指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。
指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。
5 空载电流
变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz电源变压器而言,空载电流基本上等于磁化电流。
6 空载损耗:指变压器次级开路时,在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈铜阻上产生的损耗(铜损),这部分损耗很小。
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指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。
8 绝缘电阻
表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。
三、音频变压器和高频变压器特性参数
1 频率响应
指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性。
如果变压器在中间频率的输出电压为U0,当输出电压(输入电压保持不变)下降到0.707U0时的频率范围,称为变压器的通频带B。
3 初、次级阻抗比
变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri,使变压器初、次级阻抗匹配,则Ro和Ri的比值称为初、次级阻抗比。在阻抗匹配的情况下,变压器工作在最佳状态,传输效率最高。
Ⅷ。石英晶振
一.作用:
与时钟芯片、单片机或电脑声卡、显卡组成振荡电路,是数字电路中最重要的信号产生源,是用来产生时钟信号的。晶振在数字电路地位如同机械系统中的齿轮或链条,是用来驱动其他数字电路步调协调地工作的。电脑主频指的就是晶振产生时钟信号的频率.
二.晶振符号:
晶振在电路板中用“X”或“Y”来表示。
三.晶振的单位:
晶振的单位主要用“Hz”来表示,其换算关系为:1MHz=103KHz=106Hz
四.晶振的分类:
以电脑为例,主板上的晶振主要分为:
⑴时钟晶振:与时钟芯片相连
频率为14.318MHz
工作电压为1.1-1.6V
⑵实时晶振:与南桥相连
频率为32.768MHz
工作电压为0.4V左右
⑶声卡晶振:与声卡芯片相连
频率为24.576MHz
工作电压为1.1-2.2V
⑷网卡晶振:与网卡芯片相连
频率为25.000MHz
工作电压为1.1-2.2V
其他常见的晶振有6.0M、12M、20M的,其次使用时注意不同频率的晶振有不同的工作电压!
五.晶振好坏的判断:
将数字表打到二极管档,好的晶振两引脚间的数值应为无穷大,如果有数值则表示已经损坏。在电路中可以通过电压测试法来判断,如果工作电压出现偏低,则表示晶振没有起振,或用示波器测,若有电压无波形则为晶振坏。另外也可以用替换法来判断。
六.晶振的代换原则
晶振的代换必须原型号代换。
Ⅸ。电子管
什么是电子管
电子管是一种在气密性封闭容器(一般为玻璃管)中产生电流传导,以获得信号放大或振荡的电子器件。早期应用于电视机、收音机扩音机等电子产品中,近年来逐渐被晶体管和集成电路所取代,但目前在一些高保真音响器材中,仍然使用电子管作为音频功率放大器件。
电子管在电器中用字母“V”或“VE”表示,旧标准用字母“G”表示。
二、电子管的种类
(一)按用途分类
电子管按其用途的不同可分为电压放大管、功率大管、充气管、闸流管、引燃管、混频或变频管、整流管、振荡管、检波管、调谐指过管、稳压管等。
(二)按电极数分类
电子管按其电极数的不同可分为电压放大管、三极管、四极管、五极管、六极管、攻极管、八极管、九极管和复合管等。三极以上的电管又称为多极管或多栅管。
(三)按外形分类
电子管按其外形及外壳材料可分为瓶形玻璃管(ST管)、“橡实”管、筒形玻璃管(GT管)、大型玻璃管(G式管)、金属瓷管、小型管(也称花生管或指形管、MT管)、塔形管、超小型管(铅笔形管)等多种。
(四)按内部结构分类
电子管按其内部结构可分为单二极管、二极管、双二极三极管、双二极管极管、单三极管、功率五极管、束射四极管、束射五极管、双一极管、二极——五极复合管、又束射四极管、三极-五极复合管、三极-六极复合管、三极-七极复合管、束射功率各处室等多种类型。
(五)按阴极的加热方式分类
电子管按阴极的加热方式可分为直热式阴极电子管和旁热式阴极电子管。
(六)按屏蔽方式分类
电子管按屏蔽方式可分为锐截止屏蔽电子管和遥截止屏蔽电子管。
(七)按冷却方式分类
电子管按冷却方式可分为水冷式电子管、风冷式电子管和自然冷却式电子管。
三、电子管的选用经验介绍
1.按用途合理选择电子管的类型
电子管的种类繁多,功能各异。选用时,应根据应用的电路的具体要求(例如,是电压放大管还是功率放大管)来选择合适的类型及型号。在功率放大器中,电压放大管可选用6N4、6N8P、6N11、12AX7、等型号;电压驱动管可选用12AU7、12AT7、6SN7、6DJ6、6CG7、6NP8、ECC82、6N6等型号;功率输出管可选用KT88、EL34、300B、6650C等型号。
2.根据电路要求选用电子管的主要参数
电子管在使用时应严格遵照产品手册中规定的各极电压值(包括灯丝电压、屏极电压和帘栅极电压等)。选用哪种型号的电子管,还应根据应用电路的工作电压值、电流值等参数而定。所选电子管的各极电压值应与应用电路的工作电压值相同或相近,否则会缩短电子管的使用寿命。
3.主要参数应相同或相近
电子管损坏后,若无同型号电子管更换,也可以使用主要参数相同或相近的其它型号电子管来代换。代换管的灯丝电压不能超过额定值的+5%,屏极电压和帘栅极电压不能超过额定值,耗散功率应相同,否则会缩短电子管的使用寿命。
4.管脚数量及管脚排列应相同
电子管有四脚管、五脚管、小七脚管、八脚管(俗称“南京管”)、小九脚管(俗称“北
京管”)。常用的四脚管有EG1~1.25/10、EG1~0.3/8.5等型号,五肢管有FU-7等型号,小七脚管有6A2、6K4、6J4、6J5等型号,八脚管有6P6P、6J8P等型号,小九脚管有6N1、6N2、6N3、6N11、6P1、6P14、6P15、6U1等型号。
四、电子管的引脚排列
引脚数量相同的电子管,其内部结构、引脚排列及功能等往往不相同,这一点在代称时应注意。对于型号不清、外形相同的电子管,业余条件下可以通过观察其内部结构并用万用表电阻档配合测量等方法来识别
二极电子管
二极电子管分为整流二极管、阻尼二极管和充气二极管等,其内部由阴极K、屏极A和灯丝F等组成。
二极电子管有直热式和间热式之分。直热式二极电子管的灯丝F与阴极K为一体,称为丝极。间热式二极电子管的灯丝F与阴极K之间是隔离的。
(二)三极电子管
三极电子管由外壳、灯丝F、屏极(也称板极或阳极)A、栅极G、阴极k及管脚等组成。其中,灯丝用来加热阴极。阴极k(类似于半导体三极管的发射极和场效应管的源极)在温度升高到一定值时开始发射电子。栅极G(也称控制栅极。类似于半导体三极管的基极和场效应管的栅极)用来控制阴极发射电子的数量,即控制阴极电流的大小。屏极A(类似于半导体三极管的集电极和场效应晶体管的漏极)用来收集阴极所发射的电子。
三极电子管一般用于放大电路中,它按阴极的加热方式可分为直热式阴极三极电子管和间热式阴极三极电子管。
常用的中、小功率三极电子管有6N1~6N4、6N6、6N8P、6N9P、6N11、6DJ8、12AX7、12AU7、12AT7、6C3~6C5等型号。常用的大功率三极电子管有211、845、WE300B、6N5P、6N13P等型号。
(三)四极电子管
普通四极电子管较三极电子管增加了一个栅极,一般用于高频放大等电路。代表型号有6J3、6J5等。
(四)五极电子管
五极电子管是在三极电子管的屏极A与栅极G之间加入两个网状的栅极。其中一个栅极为帘栅极,它接固定的正电压,用于对阴极发出的正电子进行加速,同时还对屏极起屏蔽作用。另一个栅极为抑制栅极,它与阴极同电位,用来抑制屏极产生的二次电子发射。五极电子管的放大系数较三极电子管要大。常用的五极电子管有6J1(T)~6J5(T)、6P14、6P15、EL12、EL35、WE-350B等型号。
(五)束射四极管
束射四极管也称电子注管,它在三极管的基础上增加了一对集束电极。此电极与阴极(较三极管、五极管的阴极粗大而扁平)相连,其作用是迫使电子沿垂直于阴极扁平面的方向成束状射向屏极,屏极电流较大。常用的束射四极管有6P1、6P6、6V6、6P3P、6L6GC、FU-7、6CA7、EL34、KT66、KT88等型号。
(六)七极电子管
七极电子管较五极管增加了两个栅极,如图11-7所示。七极管早期应用于收音机中作高放管或变频管,现在已很少使用。
(七)复合电子管
复合电子管除双三极管,还有二极-五极管、三极-五极管、三极-六极管、三极-七极管等多种结构类型。常见的二极-五极管有6B8等型号,三极-五极管有6F1~6F3、6AN8、6U8等型号,三极-七极管有6U1等型号。
五、电子管的主要参数有哪些?
电子管的主要参数有灯丝电压、灯丝电流、屏极电流、屏极内阻、屏极电压、帘栅极电压、极间电容、放大系数、电导、输出功率等。
(一)灯丝电压
灯丝电压VF是指电子管灯丝的额定工作电压。不同结构和规格的电子管,其灯丝电压也不相同。通常,电子二极管的灯丝电压为1.2V或2.4V(双二极管),三极以上电子管的灯丝电压为6.3V、12.6V(复合管),部分直热式电子管、低内阻管、束射管等的灯丝电压还有2.5V、5V、6V、7.5V、10V、26.5V等多种规格。
(二)灯丝电流
灯丝电流IF是指电子管灯丝的工作电流。不同结构和规格的电子管,其灯丝电流也不同。例如,同样是束射四极管,FU-7的灯丝电流为0.9mA,而FU-13的灯丝电流却为5A。
(三)屏极内阻rP
屏极内阻是指在栅极电压VC不变时,屏极电压VA的变化量与其对应的屏极电流IA变化量的比值。
(四)放大系数μ
放大系数是指在电子管阴极k的表面上,电栅极电压VG和屏极电压VA所形成的两个电场的有效值之比,或指在屏极电流Ia不变时,栅极电压VG的变化与其对应的屏极电压Va的变化的比值。放大系数用来反映电子管的放大能力。通常将放大系数值大于40的三极电子管称为高放大系数管,将放大系数低于40、高于104
三极电子管称为中放大系数管,将放大系数低于10的三极管称为低放大系数管。
(五)电导S
电导是指屏极电压VA为定值时,栅极电压VG的变化量与因VG变化引起屏极电流Ia变化化的比值。电导用来瓜电子管的栅极电压对屏极电流的控制能力。
(六)极间电容
极间电容是指电子管各电极之间的分布电容
六、电子管的检测经验
(一)外观检查
1.观察电子管顶部的颜色
正常的电子管,其顶部的颜色是银色或黑色。若顶部已变成乳白色或浅黑色,则说明该电子管已漏气或老化。
2.观察管内是否有杂物
轻轻摇动或用手指轻弹电子管玻壳,再上下颠倒几下仔细观察内是否有碎片、白色氧化物、碎云母片等杂物。若电子管内有杂物,则说明该管经过居中烈振动,其内部极间短路的可能性较大。
(二)用万用表检测
1.测量灯丝电压
用万用表R×1档,测量电子管的两个灯丝引脚的电阻值,正常值只有几欧姆。若测得阻值为无穷大,则说明该电子管的灯丝已断。
2.检测电子管是否衰老
通过用万用表测量电子管阴极的发射能力,即可判断出电子管是否衰老。检测时,可单独为电子管的灯丝提供工作电压(其余各极电压均不加),预热2min左右,用万用表R×100档,红表笔接电子管极阴,黑表笔接栅极(表内1.5V电池相当于给电子管加上正偏栅压),测量栅、阴极之间的电阻值。正常的电子管,栅、阴极之间的电阻值应小于3kΩ。若测得电子管栅、阴极之间的阻值大于3 kΩ,则说明该电子管已衰老。该电阻值越大,电子管的衰老程度越严重。
电子管的基本参数:
1.灯丝电压:V; 2.灯丝电流:mA; 3.阳极电压:V; 4.阳极电流:mA; 5.栅极电压:V;
6.栅极电流:mA; 7.阴极接入电阻:Ω; 8.输出功率:W; 9.跨导:mA/v; 10.内阻: kΩ。
几个常用值的计算:
放大因数 μ=阳极电压Uak/栅极电压Ugk
表示在维持阳极电流不变的情况下,阳极电压与栅极电压的比值。
跨导 S=阳极电流Ia/栅极电压Ugk
表示在维持阳极电压不变的情况下,栅极电压若有一个单位(如mV)的电压变化时将引起阳极电流有多少个单位的变化。
内阻 Ri=栅极电压Uak/阳极电流Ia
表示在维持栅极电压不变的情况下,阳极电流若有一个单位(如mA)的电压变化时将引起阳极电压有多少个单位的变化。
上面的几个值也可以表述为 放大因数 μ=跨导S乘以内阻Ri
先说这些,各位要是觉得可以瞧下去,下回再说几种常见的管型和结构工作原理等等等等。
这回就先说电子管的构造和工作原理吧。照顾一下咱的老习惯,以后所涉及的管型和单元电路均以国产管为例,在最后我会结合自己的使用体会简要说说部分常见的国产管和进口管的各自特点以及代换。
在讨论之前咱们先得把讨论的范围作一界定,即仅限于真空式电子管。
不管是二极,三极还是更多电极的真空式电子管,它们都具有一个共同结构就是由抽成几近真空的玻璃(或金属,陶瓷)外壳及封装在壳里的灯丝,阴极和阳极组成。直热式电子管的灯丝就是阴极,三极以上的多极管还有各种栅极。
先说二极管:
考虑一块被加热的金属板,当它的温度达到摄氏800度以上时,会形成电子的加速运动,以至能够摆脱金属板本身对它们的吸引而逃逸到金属表面以外的空间。若在这一空间加上一个十几至几万伏的正向电压(踏雪留痕在上面说到的显象管,阳极上就加有伏的高压),这些电子就会被吸引飞向正向电压极,流经电源而形成回路电流。
把金属板(阴极),加热源(灯丝),正向电压极板(阳极)封装在一个适当的壳里,即上面说的玻璃(或金属,陶瓷)封装壳,再抽成几近真空,就是电子二极管。
需要说明的是由于制造工艺,杂质附着以及材料本身等原因,管内会残留微量余气,成品管都在管内涂敷了一层吸气剂。吸气剂一般使用掺氮的蒸散型锆铝或锆钒材料。目前除特殊用途外(如超高频和高压整流等),为便于使用和增加一至性,均为两只二极管,或二极三极,或三极三极以及二极五极等合装在一个管壳内,这就是复合管。
接下来说三极管:
二极管的结构决定了它的单向导电的性质,当在阴极与阳极之间再加上一个带适当电压的极点,这个电压就会改变阴极的表面电位,从而影响了阴极热电子飞向阳极的数量,这就是调制极,一般是用金属丝做成螺旋状的栅网,所以又把它称为栅极。这就是四季青朋友所说的阀门功能了。由此可以知道,当作为被放大的信号电压加在栅极----阴极之间时,由于它的变化必然会使阳极电流发生相应的变化,又由于阳极电压远高于阴极,因此栅阴极间微小的电压变化同样能使阳极产生相应的几十至上百倍的电压变化,这就是三极管放大电压信号的原理。
上图上图!老否牺牲了一颗管子,开肠破肚给各位瞧瞧:
这是颗用于高频放大的通用双三极管6N1。1是吸气剂;2是灯丝阴极和栅极的组合体;3就是阳极。
现在打破玻壳,注意吸气剂颜色的变化,换句话说,一旦管子的吸气剂变成这种乳白色,不管玻壳破裂与否这颗管子都没用了。
1:阳极;2:栅极,栅极里白色部分是栅极和阴极的绝缘层;3 就是阴极,这是个扁型金属管,灯丝就包在里面啦。
再接下来说说多栅极管:
常见的多栅管有四极,五极和七极管,先说五极和七极管,四极较为特殊而且目前在商品功放里超过半数以上的机种用的就是这东西,放在后面说。
五极管的结构类似于三极管,不同的是它比三极管多了两个栅极,即帘栅极和抑制栅极。 在一般应用中帘栅极上加的直流电压与阳极等值,它的作用是帮助阳极共同吸引穿过栅极的电子,使其加速飞向阳极,所以就同体积的电子管而言,加有帘栅极管子的阳极电流要比没有帘栅极的三极管大。另外帘栅极还起着屏蔽的作用,因此提高了电路工作的稳定性。
在了解抑制栅极的作用前先说一个现象:二次电子。灯丝在加热阴极的同时阳极也会被随之加热,所以当从阴极飞出的电子撞到阳极上时,就会从阳极的极板上打出一部分电子来,这就是二次电子。在实际应用中,抑制栅极一定和阴极相连(所以有些管子在内部就已经将其连接好了),增加抑制栅极的目的就是利用抑制栅极和阴极的等电位抑制二次电子避免其落入帘栅极。在这种状态下,二次电子就会重新被阳极吸引而再次飞向阳极。
七极管的结构又和五极管相似,但它有五个栅极,一般应用在无线电接收的变频电路中,和音频放大电路关系不大,不说它了。
折回头说四极管,实际上纯粹意义的四极管只是在电子管的发展史上作为验证管出现过而没有进入实用,这是另一话题不去说它,下面就说前面提及的目前在商品功放里超过半数
以上的机种用的这东西----束射四极管。
多砸几个,妈的那些老板在吧里摔XO,咱就砸MULLARD!
先看下面的图。
束射四极管全部是功率管,对功率管的要求是产生尽可能大的阳极电流。束射四极管在电极的结构上做了一些特殊的安排,使其在保持和其它功率管体积差别不大的前提下,能够形成比其它功率管更大的阳极电流。
从图中可以看出束射四极管的几个结构特点:
1. 阴极为椭圆型,这就增加了阴极的有效发射面积,从而增加了热电子的发射量。
2. 和五极管一样,在抑制栅极和阳极之间加有帘栅极,作用前面说过了。
3. 在帘栅极和和阳极之间加了一对弓型金属板(说到重点了,注意下面的表述),这就是集束屏。集束屏在管内和阴极相连即与阴极等电位,它迫使已经越过帘栅极的电子流只能沿弓型金属板的开口方向成束状射向阳极。好啦,咱们复习一下初中知识即电流的定义:单位时间内流过单位截面积的电子流。在这里当电子流成束状射出时密度必然增加,所以阳极电流就这样被巧妙的加大了。这就是束射四极管在保持和其它功率管体积差别不大的前提下,能够形成比其它功率管更大的阳极电流的关键。
几种在音频放大器里常用的电子管图示一,需要说明的是在管型名称上既有国产标示法也有国外标示法,有关标示法的对照互换最后再说:
两颗双二极管:5Z2P,5Z3P
几种在音频放大器里常用的电子管图示二: 三颗小功率功率放大管:6P1,6P6P,
几种在音频放大器里常用的电子管图示三: 三颗中功率功率放大管:6P3P,EL34
几种在音频放大器里常用的电子管图示四: 两种管型的中功率功率放大管:
几种在音频放大器里常用的电子管图示五: 大功率功率放大管:805
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