第一篇：電子電路設(shè)計(jì)規(guī)范與元器件選型培訓(xùn)
電子電路設(shè)計(jì)規(guī)范與元器件選型培訓(xùn)
課程目的：
電子類(lèi)產(chǎn)品制造企業(yè)的日常研發(fā)管理中，資深技術(shù)人員的缺乏、年輕工程師設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的欠缺是個(gè)共同的難題，年輕工程師大都集中于產(chǎn)品功能的實(shí)現(xiàn)，醉心于新工具新器件新方法的應(yīng)用，卻沒(méi)深入研究電子器件的深層次指標(biāo)、未能將影響產(chǎn)品性能質(zhì)量的器件選型、器件應(yīng)用降額、容錯(cuò)性、抗干擾、安全性等設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)一并應(yīng)用于電路設(shè)計(jì)中，沒(méi)能充分考慮后續(xù)的采購(gòu)備料、焊接加工、組裝調(diào)試、用戶(hù)環(huán)境等可能引入的問(wèn)題并在設(shè)計(jì)上提早防護(hù)，導(dǎo)致產(chǎn)品供貨后問(wèn)題迭出，蠶食產(chǎn)品利潤(rùn)。
基于解決上述問(wèn)題的需要，本公司特推出《電子電路設(shè)計(jì)規(guī)范與元器件選型》的培訓(xùn)課程，將多位資深電子技術(shù)設(shè)計(jì)和測(cè)試專(zhuān)家的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)匯總起來(lái)，使年輕工程師短平快的吸收前人的智慧，并應(yīng)用于日常設(shè)計(jì)中，快速提升工程師個(gè)人技能與企業(yè)整體開(kāi)發(fā)水平。
課程簡(jiǎn)介：
本課程預(yù)計(jì)講授2天，包括原理電路設(shè)計(jì)規(guī)范、PCB布線設(shè)計(jì)規(guī)范、電路系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范、制造過(guò)程技術(shù)規(guī)范、電路板測(cè)試規(guī)范五部分內(nèi)容。
本課程 “從實(shí)踐中來(lái)，到實(shí)踐中去，用實(shí)踐所檢驗(yàn)”。
授課方式為模板演示講解、案例討論、反串教學(xué)相結(jié)合。
【主辦單位】中國(guó)電子標(biāo)準(zhǔn)協(xié)會(huì)【協(xié)辦單位】深圳市威碩企業(yè)管理咨詢(xún)有限公司 課程培訓(xùn)大綱：
1.原理電路設(shè)計(jì)規(guī)范
1.1器件基礎(chǔ)特性及在電路設(shè)計(jì)中的注意事項(xiàng)
不同規(guī)格、不同材質(zhì)電阻的特性和在不同電路中的選型方法；
不同規(guī)格、不同材質(zhì)電容的特性和在不同電路中的選型方法；
不同規(guī)格、不同材質(zhì)電感的特性和在不同電路中的選型方法；
各種二極管的特性和在不同電路中的選型方法
半導(dǎo)體三極管和場(chǎng)效應(yīng)管的特性和應(yīng)用選型方法
電阻、電容、電感、二極管、三級(jí)管、IC、繼電器、變壓器、電源模塊、插頭插座、開(kāi)關(guān)在設(shè)計(jì)應(yīng)用中的降額
1.2電路分析
1.2.1信號(hào)放大電路
放大電路中的器件特性對(duì)放大電路的性能影響與器件選型注意事項(xiàng)放大電路中的反饋
頻響、放大倍數(shù)、反饋分析
運(yùn)放的特性
功率放大電路分析
1.2.2濾波電路分析
有源濾波電路工程計(jì)算、特性分析、器件特性影響
無(wú)源濾波電路工程計(jì)算、特性分析、器件特性影響
軟件濾波器設(shè)計(jì)
硬件濾波與軟件濾波性能對(duì)比分析
1.2.3振蕩源電路分析
晶振電路特性分析及設(shè)計(jì)中注意事項(xiàng)
1.2.4電源模塊
線性電源設(shè)計(jì)
開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)
電源模塊的應(yīng)用設(shè)計(jì)外圍電路
電壓調(diào)整器應(yīng)用注意事項(xiàng)
1.2.5單片機(jī)I/O口設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
上拉/下拉電阻的設(shè)計(jì)
輸入輸出的信號(hào)完整性電路設(shè)計(jì)與分析
1.2.6分立數(shù)字電路
半導(dǎo)體器件的開(kāi)關(guān)特性
邏輯函數(shù)
時(shí)序分析
TTL與MOS器件區(qū)別及設(shè)計(jì)應(yīng)用注意事項(xiàng)
1.2.7存儲(chǔ)器件特性與設(shè)計(jì)應(yīng)用注意事項(xiàng)
RAM、EEPROM、EPROM 的抗環(huán)境干擾特性
接口設(shè)計(jì)
1.2.8A/D、D/A轉(zhuǎn)換電路
ADC、DAC器件特性選型方法和技術(shù)指標(biāo)注意事項(xiàng)
基準(zhǔn)源的設(shè)計(jì)與選取
頻率的選取
外圍電路的器件選型和設(shè)計(jì)注意事項(xiàng)
1.2.9驅(qū)動(dòng)電路
電機(jī)驅(qū)動(dòng)電路分析
繼電器驅(qū)動(dòng)電路分析
驅(qū)動(dòng)隔離設(shè)計(jì)電路
2.PCB布線設(shè)計(jì)規(guī)范
電路基板設(shè)計(jì)規(guī)范：PCB尺寸及形狀確定準(zhǔn)則、工藝拼板方法、PCB金手準(zhǔn)則、大面積開(kāi)孔設(shè)計(jì)規(guī)則、板材的確定、PCB加工技術(shù)要求；
PCB布局設(shè)計(jì)規(guī)范
PCB布局設(shè)計(jì)，優(yōu)選合理加工工序規(guī)則
5項(xiàng)基本操作原則
確定傳送方向的規(guī)則
PCB基本布局設(shè)計(jì)，元器件重量限制規(guī)則
可調(diào)可插拔元器件布局規(guī)則
邊緣空間布局規(guī)則
陶瓷電容的布局規(guī)則
BGA封裝器件布局規(guī)則
插裝焊接面元件排列走向規(guī)則
回流焊接面貼片元件之間的最小間距確定規(guī)則
波峰焊接面表貼元器件，不形成陰影效應(yīng)的安全距離設(shè)計(jì)原則
同類(lèi)型、同極性元器件排列規(guī)則
信號(hào)層數(shù)的確定規(guī)則
引腳密度確定規(guī)則
五五確定規(guī)則
3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范
3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)基本原則
3.2電路氣候環(huán)境防護(hù)設(shè)計(jì)規(guī)范
3.3電路板級(jí)熱設(shè)計(jì)規(guī)范
器件布局、功率器件熱計(jì)算、通風(fēng)設(shè)計(jì)規(guī)范
3.4電路板級(jí)EMC/EMI設(shè)計(jì)
接口電路設(shè)計(jì)、電纜防護(hù)、EMI防護(hù)布局、電路板屏蔽、接地
3.5降額設(shè)計(jì)
各種器件的降額參數(shù)和降額因子、結(jié)溫降額的計(jì)算
3.6可使用性設(shè)計(jì)
視覺(jué)顯示、照明、控制、控制面板布局、控制與顯示關(guān)系
3.7安全性設(shè)計(jì)方法
防電力危害、防機(jī)測(cè)危害、防輻射危害、防止火災(zāi)危害、防靜電
3.8可維修性要求及設(shè)計(jì)方法
測(cè)試與調(diào)整、標(biāo)識(shí)、接插件、緊固件、報(bào)警
3.9元器件的應(yīng)用可靠性
防浪涌應(yīng)用：集成電路開(kāi)關(guān)工作產(chǎn)生的浪涌防護(hù)、接通電容性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的浪涌防護(hù)、斷開(kāi)電感性負(fù)載時(shí)產(chǎn)生的浪涌、驅(qū)動(dòng)白熾燈時(shí)產(chǎn)生的浪涌、供電電源引起的浪涌干擾、接地不當(dāng)導(dǎo)致器件損壞、TTL電路防浪涌干擾
防靜電應(yīng)用：器件使用環(huán)境的防靜電措施、器件使用者的防靜電措施、器件包裝、運(yùn)送和儲(chǔ)存過(guò)程中的防靜電措施、器件使用時(shí)的防靜電管理、防噪聲應(yīng)用：接地不良引人噪聲、靜電耦合和電磁耦合噪聲、串?dāng)_引人噪聲、反射引起的噪聲
抗輻射應(yīng)用：抗輻射加固電子系統(tǒng)的器件選擇、系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的抗輻射措施防護(hù)元件：瞬變電壓抑制二極管、壓敏電阻、鐵氧體磁珠、熱敏電阻、電花隙防護(hù)器
4.制造過(guò)程技術(shù)規(guī)范
制造過(guò)程靜電防護(hù)
工作環(huán)境靜電監(jiān)測(cè)與防護(hù)
現(xiàn)場(chǎng)溫濕度、潔凈度對(duì)靜電干擾的影響
工作間靜電控制
人體靜電的消除
操作工位的靜電控制方法
靜電防護(hù)的誤區(qū)
電子元器件的可靠性安裝：引線成形與切斷、印制電路板上安裝器件、焊接
元器件的運(yùn)輸、儲(chǔ)存和測(cè)量
電子儀器包裝
適用對(duì)象：本課程適于開(kāi)發(fā)項(xiàng)目經(jīng)理、電子工程師、系統(tǒng)工程師、測(cè)試工程師、工藝工程師、質(zhì)量工程師等崗位。講師介紹：
武老師
電子工程碩士，研究領(lǐng)域：電子電路系統(tǒng)可靠性設(shè)計(jì)培訓(xùn)與測(cè)試
曾在航天二院總體設(shè)計(jì)所、衛(wèi)星通信設(shè)備企業(yè)、危重治療醫(yī)療設(shè)備制造企業(yè)從事設(shè)計(jì)和研發(fā)管理工作多年，任航天主任設(shè)計(jì)師、項(xiàng)目經(jīng)理，研發(fā)運(yùn)營(yíng)總監(jiān)、事業(yè)部總監(jiān)，北京市級(jí)優(yōu)秀青年工程師，科協(xié)委員。
對(duì)電子產(chǎn)品系統(tǒng)設(shè)計(jì)、電路可靠性設(shè)計(jì)有較深入研究，曾在學(xué)術(shù)會(huì)議、專(zhuān)業(yè)學(xué)術(shù)期刊發(fā)表多篇專(zhuān)業(yè)技術(shù)文章。
曾為航天二院、航天五院、松下電工、廣東華達(dá)電子、科立安防電子、伯特利閥門(mén)集團(tuán)、北控高科、中日合資航天高科、數(shù)字通信雜志、金立石儀表、比亞迪微電子、易世恒電子、北京華峰測(cè)控、普博電子等企業(yè)提供專(zhuān)業(yè)技術(shù)輔導(dǎo)、培訓(xùn)和咨詢(xún)。
第二篇：電子元器件與電子制作教案
課題：第1章 電阻器
教學(xué)目的與要求：
通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生了解電阻器的分類(lèi)，掌握電阻器的識(shí)別方法。
主要教學(xué)內(nèi)容
電阻器
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn)：電阻的主要特性參數(shù)與標(biāo)注方法 難點(diǎn)：電阻的色環(huán)標(biāo)識(shí)法識(shí)別電阻值
教學(xué)設(shè)計(jì)：
1.1 電阻器
1.1.1 電阻器的分類(lèi)
由于新材料、新工藝的不斷發(fā)展，電阻器的品種不斷增多。電阻器通常分為三類(lèi)：固定電阻器、可調(diào)電阻器及特殊電阻器。電阻器的具體分類(lèi) 1.1.2 電阻器的型號(hào)命名方法
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB2470-81《電子設(shè)備用電阻器，電容器型號(hào)命名方法》的規(guī)定，電阻器的型號(hào)由4部分組成：第一部分用字母表示電阻器的主稱(chēng)，第二部分用字母表示電阻器的主要材料，見(jiàn)表1-1；第三部分用數(shù)字或字母表示產(chǎn)品的主要特征，第四部分用數(shù)字表示序號(hào)，以區(qū)別電阻器的外形尺寸和性能指標(biāo)，1.1.3 電阻器的主要特性參數(shù) 1．額定功率
電阻器的額定功率是指電阻器在交、直流電路中長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作不損壞，或不顯著改變其性能所允許消耗的最大功率。它并不是電阻器在電路中工作時(shí)一定要消耗的功率，而是電阻器在電路工作中所允許消耗的最大功率。不同類(lèi)型的電阻器具有不同系列的額定功率.2．標(biāo)稱(chēng)阻值
阻值是電阻的主要參數(shù)之一，不同類(lèi)型的電阻器，阻值范圍不同，不同精度的電阻器其阻值系列亦不同。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，常用的標(biāo)稱(chēng)電阻值有E6、E12、E24系列，如表1-3所示。實(shí)際阻值與標(biāo)稱(chēng)阻值的相對(duì)誤差稱(chēng)為允許偏差。常用的精度有?5%、?10%、?20%，精密電阻精度要求更高，如?2%、?1%和?0.5%~?0.001%等。3．允許精度等級(jí)
由于生產(chǎn)電阻器工藝水平的差別，產(chǎn)品的實(shí)際阻值與標(biāo)稱(chēng)阻值之間有一定的誤差。實(shí)際阻值與標(biāo)稱(chēng)阻值的相對(duì)誤差為電阻精度。允許相對(duì)誤差的范圍叫做允許偏差，也稱(chēng)為精度等級(jí)。一般說(shuō)來(lái)，精度等級(jí)高的電阻，價(jià)格也高。在電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，應(yīng)該根據(jù)電路的不同要求，選用不用精度的電阻。（4）溫度系數(shù)
電阻的溫度系數(shù)指的是溫度每變化1℃，電阻器阻值的變化量與原來(lái)的阻值之比。它有兩種類(lèi)型：一種是正溫度系數(shù)型，另一種是負(fù)溫度系數(shù)型。溫度系數(shù)越小，說(shuō)明電阻越穩(wěn)定。在實(shí)際運(yùn)用中，應(yīng)根據(jù)不同要求來(lái)選用不同溫度系數(shù)的電阻器。1.1.4 電阻器的標(biāo)注方法
電阻器標(biāo)稱(chēng)阻值和允許誤差一般都標(biāo)在電阻體上，常用的標(biāo)注方法有直標(biāo)法、文字符號(hào)法和色環(huán)標(biāo)志法三種。1．直標(biāo)法
直標(biāo)法是在電阻器出廠前，將電阻器的主要參數(shù)直接印制在電阻器的表面上的標(biāo)注方法。這種方法簡(jiǎn)單明了、讀數(shù)方便，主要用于功率和體積較大的電阻器。電阻的直接標(biāo)志法如圖1-3(a)所示。
2．文字符號(hào)法
文字符號(hào)法就是用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字符號(hào)兩者有規(guī)律的組合來(lái)表示標(biāo)稱(chēng)阻值，額定功率、允許 1 誤差等級(jí)等。符號(hào)前面的數(shù)字表示整數(shù)阻值，后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)阻值和第二位小數(shù)阻值，其文字符號(hào)所表示的單位如表1-5所示。如1R5表示1.5?，2K7表示2.7k?。
文字符號(hào)法中的誤差也是用字母表示的，其字母代表的意義如表1-5所示。如圖1-3（b）所示電阻器為金屬膜電阻器，額定功率為0.5W，標(biāo)稱(chēng)阻值為5.1?，允許誤差為?5%。3．色環(huán)標(biāo)志法
色環(huán)標(biāo)志法是將電阻器的類(lèi)別及主要技術(shù)參數(shù)的數(shù)值用顏色（色環(huán)或色點(diǎn)）標(biāo)注在它的外表面上。色環(huán)標(biāo)志法主要用于小型電阻。普通電阻用四色環(huán)表示其阻值和允許誤差。第一、第二環(huán)表示有效數(shù)字，第三環(huán)表示倍率，與前三環(huán)距離較大的第四環(huán)表示精度。精密電阻采用五個(gè)色環(huán)，第一、二、三環(huán)表示有效數(shù)字，第四環(huán)表示倍率，與前四環(huán)距離較大的第五環(huán)表示精度。有關(guān)色環(huán)標(biāo)注的含義如圖1-4和圖1-5所示。1.1.5 常用電阻器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)
幾種常用的電阻器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)如表1-6所示。1.2.1 電位器的主要特性參數(shù)
表征電位器性能的參數(shù)很多，如標(biāo)稱(chēng)阻值、額定功率、阻值變化規(guī)律、動(dòng)噪聲、零位電阻、接觸電阻、濕度系數(shù)、絕緣電阻、耐磨壽命、最大工作電壓、精度等級(jí)等。下面介紹幾個(gè)常用參數(shù)：
1．額定功率
電位器的額定功率是指一定的大氣壓及規(guī)定濕度下，電位器能連續(xù)正常工作時(shí)所消耗的最大允許功率。電位器的額定功率也是按照標(biāo)稱(chēng)系列進(jìn)行標(biāo)注的，而且線繞與非線繞有所不同。2．標(biāo)稱(chēng)阻值
標(biāo)在電位器上的阻值叫作標(biāo)稱(chēng)阻值，其值等于電位器兩固定引腳之間的阻值。其系列與電阻的系列類(lèi)似。
1.2 電位器
3．允許誤差等級(jí)
實(shí)測(cè)阻值與標(biāo)稱(chēng)阻值誤差范圍根據(jù)不同精度等級(jí)可允許?20%、?10%、?5%、?2%、?1%的誤差。精密電位器的精度可達(dá)0.1%。4．阻值變化規(guī)律
阻值變化規(guī)律是指電位器的阻值隨滑動(dòng)片觸點(diǎn)旋轉(zhuǎn)角度（或滑動(dòng)行程）而變化的關(guān)系，這種變化關(guān)系可以是任何函數(shù)形式，常用的有直線式、對(duì)數(shù)式和反轉(zhuǎn)對(duì)數(shù)式（指數(shù)式）。
在使用中，直線式電位器適合于作分壓器；反轉(zhuǎn)對(duì)數(shù)式（指數(shù)式）電位器適合于作收音機(jī)、錄音機(jī)、電唱機(jī)、電視機(jī)中的音量控制器。維修時(shí)若找不到同類(lèi)品，可用直線式代替，但不宜用對(duì)數(shù)式代替。對(duì)數(shù)式電位器只適合于作音調(diào)控制等。1.2.2 幾種常用電位器 1．有機(jī)實(shí)芯電位器
由內(nèi)導(dǎo)電材料與有機(jī)填料、熱固性樹(shù)脂配制成電阻粉，經(jīng)過(guò)熱壓，在基座上形成實(shí)心電阻體。該電位器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐高溫、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高，焊接在電路板上作微調(diào)使用；其缺點(diǎn)是耐壓低、噪聲大。
用合金電阻絲在絕緣骨架上統(tǒng)制成電阻體，中心抽頭的簧片在電阻絲上滑動(dòng)。線繞電位器用途廣泛，可制成普通型、精密型和微調(diào)型電位器，且額定功率比較大、電阻的溫度系數(shù)小、噪聲低、耐壓高。3．合成膜電位器
在絕緣基體上涂敷一層合成炭膜，經(jīng)加溫聚合后形成炭膜片，再與其他零件組合而成。這類(lèi)電位器的阻值變化連續(xù)、分辨率高、阻值范圍寬(從幾百?到幾M?)、成本低。但對(duì)溫度和濕度的適應(yīng)性差，使用壽命短、滑動(dòng)噪聲大，隨著使用時(shí)間的增長(zhǎng)，其噪聲也在不斷地增大。1.3 電阻器與電位器的檢測(cè)
電阻器的主要故障是：過(guò)流燒毀，變值，斷裂，引腳脫焊等。電位器還經(jīng)常發(fā)生滑動(dòng) 觸頭與電阻片接觸不良等情況。
1．外觀檢查
對(duì)于電阻器，通過(guò)目測(cè)可以看出引線是否松動(dòng)、折斷或電阻體燒壞等外觀故障。
對(duì)于電位器，應(yīng)檢查引出端子是否松動(dòng)，接觸是否良好，轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)軸時(shí)應(yīng)感覺(jué)平滑，不應(yīng)有過(guò)松過(guò)緊等情況。2．阻值測(cè)量
用萬(wàn)用表歐姆檔對(duì)電阻器進(jìn)行測(cè)量。值得注意的是，測(cè)量時(shí)不能用雙手同時(shí)捏住電阻或測(cè)試筆，否則，人體電阻與被測(cè)電阻器并聯(lián)，影響測(cè)量精度。
電位器也可先用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量總阻值，然后將表筆接于活動(dòng)端子和引出端子，反復(fù)慢慢旋轉(zhuǎn)電位器軸，看萬(wàn)用表指針是否連續(xù)均勻變化，如指針平穩(wěn)移動(dòng)而無(wú)跳躍、抖動(dòng)現(xiàn)象，則說(shuō)明電位器正常。
1.4 電阻器與電位器的正確選用 1.4.1 電阻器的選用 1．類(lèi)型選擇
對(duì)于一般的電子線路，若沒(méi)有特殊要求，可選用普通的碳膜電阻器，以降低成本；對(duì)于高品質(zhì)的收錄機(jī)和電視機(jī)等，應(yīng)選用較好的碳膜電阻器、金屬膜電阻器或線繞電阻器；對(duì)于測(cè)量電路或儀表、儀器電路，應(yīng)選用精密電阻器；在高頻電路中，應(yīng)選用表面型電阻器或無(wú)感電阻器，不宜使用合成電阻器或普通的線繞電阻器；對(duì)于工作頻率低，功率大，且對(duì)耐熱性能要求較高的電路，可選用線繞電阻器。2．阻值及誤差選擇
阻值應(yīng)按標(biāo)稱(chēng)系列選取。有時(shí)需要的阻值不在標(biāo)稱(chēng)系列，此時(shí)可以選擇最接近這個(gè)阻值的標(biāo)稱(chēng)值電阻，當(dāng)然我們也可以用兩個(gè)或兩個(gè)以上的電阻器的串并聯(lián)來(lái)代替所需的電阻器。誤差選擇應(yīng)根據(jù)電阻器在電路中所起的作用，除一些對(duì)精度特別要求的電路（如儀器儀表，測(cè)量電路等）外，一般電子線路中所需電阻器的誤差可選用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí)誤差即可。3．額定功率的選取
電阻器在電路中實(shí)際消耗的功率不得超過(guò)其額定功率。為了保證電阻器長(zhǎng)期使用不會(huì)損壞，通常要求選用的電阻器的額定功率高于實(shí)際消耗功率的兩倍以上。1.4.2 電位器的選用
1．電位器結(jié)構(gòu)和尺寸的選擇
選用電位器時(shí)應(yīng)注意尺寸大小和旋轉(zhuǎn)軸柄的長(zhǎng)短，軸端式樣和軸上是否需要緊鎖裝臵等。經(jīng)常調(diào)節(jié)的電位器，應(yīng)選用軸端銑成平面的，以便安裝旋鈕，不經(jīng)常調(diào)整的，可選用軸端帶刻槽的；一經(jīng)調(diào)好就不在變動(dòng)的，可選擇帶緊鎖裝臵的電位器。2．阻值變化規(guī)律的選擇
用作分壓器時(shí)或示波器的聚焦電位器和萬(wàn)用表的調(diào)零電位器時(shí)，應(yīng)選用直線式；收音機(jī)的音量調(diào)節(jié)電位器應(yīng)選用反轉(zhuǎn)對(duì)數(shù)式，也可以用直線式代替；音調(diào)調(diào)節(jié)電位器和電視機(jī)的黑白對(duì)比度調(diào)節(jié)電位器應(yīng)選用對(duì)數(shù)式。
第2章 電容器
教學(xué)目的與要求：
通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生了解電容器的分類(lèi)，掌握電容器的識(shí)別方法。
主要教學(xué)內(nèi)容
電容器
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn)：電容的主要特性參數(shù)與標(biāo)注方法 難點(diǎn)：電容的標(biāo)識(shí)法及識(shí)別電容值
教學(xué)設(shè)計(jì)：
2.1 電容器的分類(lèi)
電容器的種類(lèi)很多，性能各不相同，常見(jiàn)的有以下幾種分類(lèi)。1．按電容器結(jié)構(gòu)分
按電容器的結(jié)構(gòu)分有固定電容器、半可變電容器、可變電容器三大類(lèi)。
固定電容器的電容量不能改變，大多數(shù)電容都是固定電容器，如紙介電容器、云母電容器、電解電容器等。
半可變電容器又稱(chēng)微調(diào)電容器，其特點(diǎn)是容量可以在較小范圍內(nèi)變化（通常在幾皮法至十幾或幾十皮法之間）。適用于整機(jī)調(diào)整后電容量不需經(jīng)常改變的場(chǎng)合?？勺冸娙萜魇请娙萘吭谝欢ǚ秶鷥?nèi)調(diào)節(jié)的電容器，常有“單聯(lián)”、“雙聯(lián)”等。適用于一些需要經(jīng)常調(diào)整的電路中，如接收機(jī)的調(diào)諧回路等。2.1 電容器的分類(lèi)
2．按電容器介質(zhì)材料分
按電容器介質(zhì)材料分有電解電容器、有機(jī)介質(zhì)電容器、無(wú)機(jī)介質(zhì)電容器三大類(lèi)。電解電容器包括鋁電解電容器、鉭電解電容器、鈮電解電容器、鈦電解電容器等。
有機(jī)介質(zhì)電容器包括紙介電容器、塑料薄膜電容器等。其中塑料薄膜電容器包括聚苯乙烯薄膜電容器、聚四氟乙烯電容器等。
無(wú)機(jī)介質(zhì)電容器包括瓷介電容器、云母電容器、玻璃釉電容器等。2.2 電容器的型號(hào)命名方法
根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn) GB2470—81《電子設(shè)備用電阻器，電容器型號(hào)命名方法》的規(guī)定，電容
器的產(chǎn)品型號(hào)一般由四部分組成。第一個(gè)字母C表示電容器，第二部分表示介質(zhì)材料，第三部分表示結(jié)構(gòu)類(lèi)型的特征，第四部分為序號(hào)，如表2-1所示。例如：
（1）鋁電解電容器
2.2 電容器的型號(hào)命名方法（2）圓片形瓷介電容器（3）紙介金屬膜電容器 2.3 電容器的主要特性參數(shù) 1．電容器的額定工作電壓
電容器的額定工作電壓是指電容器在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，長(zhǎng)期可靠地工作所能承受的最高直流電壓，又稱(chēng)耐壓值。其值通常為擊穿電壓的一半。常用固定式電容的直流工作電壓系列為：6.3V，10V，16V，25V，40V，63V，100V，160V，250V，400V。2．電容器的容許誤差等級(jí)
電容器的允許誤差是實(shí)際電容量對(duì)于標(biāo)稱(chēng)電容量的最大允許偏差范圍。常見(jiàn)的有七個(gè)等級(jí)如表2-2所示。3．標(biāo)稱(chēng)電容量
標(biāo)稱(chēng)容量是標(biāo)志在電容器的外殼表面上的“名義”電容量，其數(shù)值也有標(biāo)稱(chēng)系列，同電阻器阻值標(biāo)稱(chēng)系列相似，如表2-3表示.2.3 電容器的主要特性參數(shù) 4．電容器的絕緣電阻
電容器的絕緣電阻表示電容器的漏電性能，在數(shù)值上等于加在電容器兩端的電壓與通過(guò)電容器的漏電流的比值。絕緣電阻越大，漏電流越小，電容器質(zhì)量越好。電容器的絕緣電阻與電容器的介質(zhì)材料和面積、引線的材料和長(zhǎng)短、制造工藝、溫度和濕度等因素有關(guān)。品質(zhì)優(yōu)良的電容器具有較高的絕緣電阻，一般在MΩ級(jí)以上。電解電容器的絕緣電阻一般較低，漏電流較大。
電容器絕緣電阻的大小和變化會(huì)影響電子設(shè)備的工作性能，對(duì)于一般的電子設(shè)備，選用絕緣電阻越大越好。
2.4 電容器的標(biāo)注方法
電容器的容量、允許誤差和工作電壓都標(biāo)注在電容器的外殼上，其標(biāo)注方法有直標(biāo)法、文字符 4 號(hào)法、數(shù)碼法和色碼表示法。電容器的容量單位F（法拉）、?F（微法）、nF（納法）、pF（皮法或微微法）之間的換算關(guān)系為： 1F=106?F=109?F=1012pF 1．直標(biāo)法
直標(biāo)法是將電容器的標(biāo)稱(chēng)容量、允許誤差、耐壓等參數(shù)直接標(biāo)注在電容器的外殼表面上，常用于于電解電容器參數(shù)的標(biāo)注。如圖2-2所示。2.4 電容器的標(biāo)注方法 2．文字符號(hào)法
文字符號(hào)法將電容量的整數(shù)部分寫(xiě)在容量單位符號(hào)的前面，容量的小數(shù)部分寫(xiě)在容量單位符號(hào)的后面。其中容量單位符號(hào)有以下五種： 皮法（10-12F），用p表示； 納法（10-9F），用n表示； 微法（10-6F），用μ表示； 毫法（10-3F），用m表示； 法拉（100F），用F表示。
例如：3n9表示3.9nF，2?2表示2.2?F。有時(shí)用大于1的兩位以上的數(shù)字表示單位為pF的電容，例如100表示100pF；用小于1的數(shù)字表示單位為?F的電容，例如0.01表示0.01?F，2.4 電容器的標(biāo)注方法 3．?dāng)?shù)碼法
數(shù)碼法一般用三位數(shù)字來(lái)表示容量的大小，單位為pF。三位數(shù)字中，前兩位表示標(biāo)稱(chēng)值的有效數(shù)字，第三位表示倍率，即乘以10i，i為第三位數(shù)字，若第三位數(shù)字為9，則乘10-1。例如103代表10?103pF＝20000pF＝0.1?F；229代表22?10-1pF，如圖2-4所示。這種表示方法最為常見(jiàn)。
4．色碼表示法
這種表示法與電阻器的色環(huán)表示法類(lèi)似。標(biāo)志的顏色符號(hào)級(jí)與電阻器采用的相同，其單位為pF。電解電容器的耐壓有時(shí)也采用顏色表示。2.5 幾種常用電容器
電容器是電子設(shè)備中常用的電子元件，下面對(duì)幾種常用電容器的結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)作以簡(jiǎn)要介紹。1．瓷介電容器（CC）
瓷介電容器以高介電常數(shù)、低損耗的陶瓷為介質(zhì)，并在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后燒成銀質(zhì)薄膜作極板制成。其特點(diǎn)是：體積小、溫度系數(shù)小、損耗小、絕緣電阻高，工作在超高頻范圍，適合作溫度補(bǔ)償電容，但機(jī)械強(qiáng)度低、容量?。ㄒ话銥閹譸F到幾百pF）、穩(wěn)定性較差、耐壓一般也不高。適用于高頻電路，主要用于旁路電容、電源濾波等場(chǎng)合。瓷介電容器的外形如圖2-5所示。
2.5 幾種常用電容器 2．紙介電容器（CZ）
紙介電容器是用兩片鉛箔或錫箔做電極，夾在極薄的電容紙中，卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金屬殼或者絕緣材料殼中制成。它的特點(diǎn)是體積較小，容量可以做得較大（容量可達(dá)1~20μF），但是其化學(xué)穩(wěn)定性差、易老化、吸濕性大。工作溫度一般在85~100℃以下，主要用于低頻電路的旁路和隔直。紙介電容器的外形如圖2-6所示。2.5 幾種常用電容器 3．云母電容器（CY）
云母電容器是用金屬箔或在云母片上噴涂銀層做電極板，極板和云母一層一層疊合后，再壓鑄在膠木粉或封固在環(huán)氧樹(shù)脂中制成的。其特點(diǎn)是：高頻性能穩(wěn)定、介質(zhì)損耗小、漏電電流小、耐壓高（50~5000V）、容量?。?~30000pF）、絕緣電阻大（1000~7500MΩ）、溫度系數(shù)小，適用于高頻高壓電路。云母電容器的外形如2-7所示。2.5 幾種常用電容器
4．有機(jī)薄膜電容器
有機(jī)薄膜電容器的結(jié)構(gòu)相同于紙介電容器，是用聚苯乙烯（CB型）、聚四氟乙烯或滌綸（CL型）等有機(jī)薄膜代替紙介質(zhì)構(gòu)成的電容器。滌綸薄膜電容，介質(zhì)常數(shù)較高，體積小、容量大、穩(wěn)定性較好，適宜做旁路電容。聚苯乙烯薄膜電容器，介質(zhì)損耗小、絕緣電阻高，但溫度系數(shù)大，可用于高頻電路。2.5 幾種常用電容器 5．電解電容器
電解電容器有正（+）、負(fù)極（-）之分，以鋁（CD型）、鉭（CA型）、鈮、鈦等附著有氧化膜的金屬極片為陽(yáng)極（正極），陰極（負(fù)極）則是液體、半液體或膠狀的電解液。一般在電容器的外殼上都有標(biāo)記，若無(wú)標(biāo)記時(shí)，則長(zhǎng)引線為“+”端，短引線為“-”端。
電解電容器的損耗比較大，性能受溫度影響比較大，漏電流隨溫度升高而急劇增大，高頻性能差。電解電容器主要有鋁電解電容器、鉭電解電容器和鈮電解電容器。鋁電解電容器價(jià)格便宜．容量比較大，但性能較差，壽命短(存儲(chǔ)壽命小于5年)。一般用在要求不高的去耦、耦合和電源濾波電路。后兩者的性能要優(yōu)于鋁電解電容器，主要用于溫度變化范圍大，對(duì)頻率特性要求高，對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性要求嚴(yán)格的電路中，但這兩種電容器的價(jià)格較高。2.5 幾種常用電容器
也有無(wú)極性電解電容器，該種電解電容器可用于交流電路。電解電容器的外形如圖2-9所示。6．可變電容器
可變電容器的容量可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，它由若干片形狀相同的金屬片并接成一組（或幾組）定片和一組（或幾組）動(dòng)片。動(dòng)片可以通過(guò)轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng)，以改變動(dòng)片插人定片的面積，從而改變電容量。其介質(zhì)有空氣、有機(jī)薄膜等。可變電容器有“單聯(lián)”、“雙聯(lián)”和“三聯(lián)”之分，外形及電路符號(hào)如圖2-10所示。2.5 幾種常用電容器 7．微調(diào)電容器
微調(diào)電容器又稱(chēng)半可變電容器或補(bǔ)償電容器。其特點(diǎn)是容量可在小范圍內(nèi)變化，可變?nèi)萘客ǔＴ趲譸F或幾十pF之間，最高可達(dá)100pF（陶瓷介質(zhì)時(shí)）。微調(diào)電容器的種類(lèi)很多，常見(jiàn)的有云母微調(diào)電容器、薄膜介質(zhì)微調(diào)電容器、撿線微調(diào)電容器、瓷介微調(diào)電容器、筒形微調(diào)電容器、短波專(zhuān)用微調(diào)電容器等。微調(diào)電容器的外形如圖2-11所示。2.6 電容器的檢測(cè)
電容器的主要故障是：擊穿、短路、漏電、容量減小、變質(zhì)及破損等。1．外觀檢查
觀察電容器外表應(yīng)完好無(wú)損，表面無(wú)裂口、污垢和腐蝕，標(biāo)志應(yīng)清晰，引出電極無(wú)折傷；對(duì)可調(diào)電容器應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)靈活，動(dòng)定片間無(wú)碰、擦現(xiàn)象，各聯(lián)間轉(zhuǎn)動(dòng)應(yīng)同步等。2．測(cè)試絕緣電阻
用萬(wàn)用表歐姆檔，將表筆接觸電容的兩引線。剛搭上時(shí)，表頭指針將發(fā)生擺動(dòng)，然后再逐漸返回趨向R＝∞處，這就是電容的充放電現(xiàn)象（對(duì)0.1μF以下的電容器觀察不到此現(xiàn)象）。2.6 電容器的檢測(cè)
電容器的容量越大指針的擺動(dòng)越大，指針?lè)€(wěn)定后所指示的值就是絕緣電阻值。其值一般為幾百到幾千兆歐，阻值越大，電容器的絕緣性能越好。檢測(cè)時(shí)，如果表頭指針指到或靠近歐姆零點(diǎn)，說(shuō)明電容器內(nèi)部短路，若指針不動(dòng)，始終指向R＝∞處，則說(shuō)明電容器內(nèi)部開(kāi)路或失效。5000pF以上的電容器可用萬(wàn)用表電阻最高檔判別，5000pF以下的小容量電容器應(yīng)另采用專(zhuān)門(mén)測(cè)量?jī)x器判別。
2.7 電容器的選用
電容器的種類(lèi)繁多，性能各異，合理選用電容器對(duì)于產(chǎn)品設(shè)計(jì)十分重要。在具體選用電容器時(shí)，應(yīng)注意如下問(wèn)題： 1．電容器類(lèi)型的選擇
根據(jù)電路要求選擇合適的電容器類(lèi)型。一般的耦合、旁路，可選用紙介電容器；在高頻電路中，6 應(yīng)選用云母和瓷介電容器；在電源濾波和去耦電路中，應(yīng)選用電解電容器。在設(shè)計(jì)電子電路中選用電容器時(shí)，應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品手冊(cè)在電容器標(biāo)稱(chēng)值系列中選用。2.7 電容器的選用
2．電容器額定電壓的選擇
選用電容器應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)系列，電容器的額定電壓應(yīng)高于電容器兩端實(shí)際電壓的1~2倍。尤其對(duì)于電解電容器，一般應(yīng)使線路的實(shí)際電壓相當(dāng)于所選電容器額定電壓的50％~70％，這樣才能充分發(fā)揮電解電容器的作用。3．電容器容量和誤差等級(jí)的選擇
電容器容量的數(shù)值，必須按規(guī)定的標(biāo)稱(chēng)值來(lái)選擇。
電容器的誤差等級(jí)有多種，在低頻耦合、去耦、電源濾波等電路中，電容器可以選±5%、±10%、±20%等誤差等級(jí)，但在振蕩回路、延時(shí)電路、音調(diào)控制電路中，電容器的精度要稍高一些；在各種濾波器和各種網(wǎng)絡(luò)中，要求選用高精度的電容器。
第3章 電感器
教學(xué)目的與要求：
通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生了解電感器的分類(lèi)，掌握電感器的識(shí)別方法。
主要教學(xué)內(nèi)容
電感器
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn)：電感的主要特性參數(shù)與標(biāo)注方法 難點(diǎn)：電感的標(biāo)識(shí)法識(shí)別電阻值
教學(xué)設(shè)計(jì)： 3.1 電感線圈
電感線圈的主要作用是對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。電感線圈是家用電器、儀器儀表及其他電子產(chǎn)品中常用的元件之一。電感線圈在電路圖中用字母L表示。3.1.1 電感線圈的分類(lèi)
電感線圈的種類(lèi)很多，分類(lèi)方法各不相同。
按電感線圈的線心分類(lèi)，它可分為空心電感線圈、磁心電感線圈、鐵心電感線圈和銅心電感線圈。
按安裝的形式分類(lèi)，它可分為立式、臥式電感線圈。
按工作頻率分類(lèi)，它可分為高頻電感線圈、中頻電感線圈、低頻電感線圈。
按用途分類(lèi)，它可分為電源濾波線圈、高頻濾波線圈、高頻阻流線圈、低頻阻流線圈、行偏轉(zhuǎn)線圈、場(chǎng)偏轉(zhuǎn)線圈、行振蕩線圈、行線性校正線圈、本機(jī)振蕩線圈、高頻振蕩線圈。按電感量是否可調(diào)分類(lèi)，它可分為固定電感線圈、可變電感線圈、微調(diào)電感線圈。
按繞制方式及其結(jié)構(gòu)分類(lèi)，它可分為單層、多層、蜂房式、有骨架式和無(wú)骨架式電感線圈。3.1.2 電感器的型號(hào)命名方法 電感線圈的型號(hào)由四部分組成：
第一部分：主稱(chēng)，用L表示線圈，ZL表示阻流圈； 第二部分：特征，用G表示高頻； 第三部分：型式，用X表示小型；
第四部分：區(qū)別代號(hào)，用字母 A、B、C…等。例如，LGX表示小型高頻電感線圈。3.1.3 電感線圈的主要特性參數(shù) 1．電感量：
電感量是指電感線圈通過(guò)電流時(shí)，產(chǎn)生自感能力的大小。
電感量的單位為亨利，用字母H表示。常用的單位是毫亨（mH)、微亨（μH）。它們的換算關(guān)系為：
lH＝103mH＝106μH 2．品質(zhì)因數(shù)：
電感線圈中儲(chǔ)存能量與消耗能量的比值稱(chēng)為品質(zhì)因數(shù)，又稱(chēng)Q值，其定義式為： 式中：?-工作角頻率，L-線圈電感量，R-線圈的總損耗電阻 3．額定電流
電感線圈的額定電流是指電感線圈在正常工作時(shí)，允許通過(guò)的最大電流。額定電流是高頻、低頻阻流線圈和大功率諧振線圈的重要參數(shù)。4．分布電容
分布電容是指線圈匝與匝之間形成的電容，即由空氣、導(dǎo)線的絕緣層、骨架所形成的電容。這些電容的總和與電感線圈本身電阻構(gòu)成一個(gè)諧振電路，產(chǎn)生一定額率的諧振，降低電感線圈電感量的穩(wěn)定性，使Q值降低，通常應(yīng)減小分布電容。為減小電感線圈的分布電容，一般都采用了不同的統(tǒng)制方法，如采用間繞法、蜂房式繞法等。3.1.4 幾種常用電感線圈 1．小型固定電感器
小型固定電感線圈通常是用漆包線或絲包線在棒形、工字形或王字形的磁心上直接線制而成。它有密封式和非密封式兩種封裝形式，又都有立式和臥式兩種結(jié)構(gòu)。如圖3-1所示。
小型固定電感線圈具有體積小、重量輕、耐震動(dòng)、耐沖擊、防潮性能好、安裝方便等優(yōu)點(diǎn)，主要用在濾波、振蕩、陷波、延遲等電路中。2．單層電感線圈
單層電感線圈是電路中用得較多的一種。其電感量較小，一般只有幾μH或幾十μH。這種線圈的品質(zhì)因數(shù)一般都比較高，并多用于高頻電路中。
單層線圈通常采用密繞法、間繞法、脫胎繞法。密繞法就是將絕緣導(dǎo)線一圈挨一圈地繞在骨架上，如圖3-2（a）所示。此種線圈多數(shù)用于天線線圈，如收音機(jī)的天線線圈用的就是這種單層線圈。間繞法單層電感線圈，就是每圈與每圈之間有一定的距離，如圖3-2（b）所示。其特點(diǎn)是分布電容小，高頻特性好，多用于短波天線。脫胎繞法單層電感線圈實(shí)際上就是空心線圈。先將絕緣導(dǎo)線繞在骨架上，然后取出骨架，并按照電感量的要求，適當(dāng)將線圈拉開(kāi)距離或改變其形狀，使用時(shí)將兩引線頭直接焊入電路即可，此種線圈多用于高頻頭的諧振電路。3．阻流電感線圈
阻流電感線圈在電路中的作用是阻止交流電流通過(guò)，它可分為高頻阻流圈和低頻阻流圈。高頻阻流圈用于阻止高頻信號(hào)通過(guò)，其特點(diǎn)是電感量小，要求損耗和分布電容??；低頻阻流圈用于阻止低頻信號(hào)通過(guò)，其特點(diǎn)是電感量比高頻阻流圈大得多，多數(shù)為幾十H。低頻阻流圈多用于電源濾波電路、音額電路中。4．振蕩線圈
振蕩線圈是超外差式收音機(jī)中不可缺少的元件。在超外差式收音機(jī)中，由振蕩線圈與電容組成的振蕩電路來(lái)完成產(chǎn)生一個(gè)比外來(lái)信號(hào)高465kHz的高頻等幅信號(hào)。振蕩線圈分為中波振蕩線圈線圈和短波振蕩線圈。
振蕩線圈裝在金屬屏蔽罩內(nèi)，下面有引出腳，上面有調(diào)節(jié)孔。磁帽和磁心都是由鐵氧體制成的。線圈繞在磁心上，再把磁帽罩在磁心上，磁帽上有螺紋，可在尼龍支架上上下旋動(dòng)，從而調(diào)節(jié)線圈的電感量。振蕩線圈的外形如圖3-4所示。3.1.6 電感線圈的檢測(cè) 1．外觀檢查
檢查電感線圈外觀是否有破裂現(xiàn)象，線圈是否有松動(dòng)、變位的現(xiàn)象，引腳是否有折斷或生銹現(xiàn)象，查看電感線圈的外表上是否有電感量的標(biāo)稱(chēng)值，還可進(jìn)一步檢查磁心旋轉(zhuǎn)是否靈活，有無(wú)滑扣等。
2．用萬(wàn)用表檢測(cè)
將萬(wàn)用表臵于R×1歐姆檔，用兩表筆分別碰接電感線圈的引腳。當(dāng)被測(cè)電感線圈的電阻值比正常值小很多時(shí)，說(shuō)明電感線圈內(nèi)部有局部短路，不能使用；當(dāng)被測(cè)電感線圈阻值無(wú)窮大時(shí)，說(shuō)明電感線圈或引腳與線圈接點(diǎn)處發(fā)生了斷路，此電感線圈不能使用。
此外，對(duì)于具有屏蔽罩的電感線圈，還要檢測(cè)一、二次繞組與屏蔽罩之間的電阻值。將萬(wàn)用表臵于R×10k擋，用一支表筆接觸屏蔽罩，另一支表筆分別接觸一、二次繞組的引腳，若測(cè)得的阻值為無(wú)窮大式，則說(shuō)明正常；如果阻值為0時(shí)，則有短路現(xiàn)象；若阻值小于無(wú)窮大但大于0時(shí)，說(shuō)明有漏電現(xiàn)象。
3.1.7 電感線圈的正確選用
1．電感線圈的工作頻率要適合電路的要求。
用于音頻段的一般要用帶鐵芯（硅鋼片或坡莫合金）或低氧鐵體芯的，在幾百千赫到幾兆赫間的線圈最好用鐵氧體芯，并以多股絕緣線繞制的。幾兆赫到幾十兆赫的線圈宜選用單股鍍銀粗銅線繞制，磁芯要采用短波高頻鐵氧體，也常用空心線圈。在一百兆赫以上時(shí)一般不能選用鐵氧體芯，只能用空心線圈。如要作微調(diào)，可用銅芯。2．電感線圈的電感量、額定電流必須滿(mǎn)足電路的要求。3．電感線圈的外形尺寸要符合電路板位臵的要求。
4．選用高頻阻流圈時(shí)除注意額定電流、電感量外，還應(yīng)選分布電容小的蜂房式或多層分段繞組的電感線圈。對(duì)于在電源電路的低頻阻流圈，盡量選用大電感量的，一般選大于回路電感量10倍以上的為最好。3.2 變壓器
變壓器是利用電磁互感應(yīng)作用，將兩組或兩組以上的繞組繞在同一個(gè)線圈骨架上，或繞在同一鐵心上制成的。通過(guò)改變變壓器一、二次繞組之間匝數(shù)比，可改變兩個(gè)繞組的電壓比和電流比，實(shí)現(xiàn)交流電信號(hào)或電能傳輸與分配。變壓器在電路中主要起變換交流電壓、信號(hào)耦合、變換交流阻抗、隔離、傳輸電能等作用。變壓器在電路中用字母T表示，3.2.1 變壓器的分類(lèi)
變壓器種是一種常用元器件，其種類(lèi)繁多，大小形狀千差萬(wàn)別。
按變壓器的工作頻率可分為高頻變壓器、中頻變壓器、低頻變壓器。
按變壓器的結(jié)構(gòu)與材料可分為鐵芯變壓器、固定磁芯變壓器、可調(diào)磁芯變壓器等。3.2.2 變壓器的型號(hào)命名方法 1．低頻變壓器的型號(hào)命名方法
低頻變壓器的型號(hào)由三部分組成：第一部分：主稱(chēng)，用字母表示，；第二部分：功率，用數(shù)字表示，單位為W；第三部分：序號(hào)，用數(shù)字表示。2．中周的型號(hào)命名方法
中周，即中頻變壓器的型號(hào)由三部分主稱(chēng)：
第一部分：主稱(chēng)，用幾個(gè)字母組合表示名稱(chēng)、特征、用途； 第二部分：外型尺寸，用數(shù)字表示； 第三部分：序號(hào)，用數(shù)字表示。“1”表示第一中放電路用中頻變壓器，“2”表示第二中放電路用中頻變壓器，“3”表示第三中放電路用中頻變壓器。型號(hào)中的主稱(chēng)所用字母、外形尺寸所用數(shù)字的意義，3.2.3 變壓器的主要特性參數(shù) 1．變比n 變比是指變壓器一、二次繞組電壓比，此值近似等于一、二次繞組的匝數(shù)比。設(shè)變壓器一次繞組的輸入交流電壓為U1，二次繞組的輸出交流電壓為U2，變壓器的一、二次繞組的匝數(shù)分別為N1和N2，則有如下關(guān)系： U1/U2=N1/N2=n 如果N1＞N2，則U1＞U2，即n>1，這種變壓器稱(chēng)為降壓變壓器。如果N1＜N2，則有U1＜U2，即n<1，這種變壓器稱(chēng)為升壓變壓器。
如果變壓器的二次側(cè)接有負(fù)載，一、二次繞組中就會(huì)有電流，假設(shè)分別為i1和i2，則有如下關(guān)系：
i1/i2＝N2/N1＝1/n 如果變壓器的一次繞組側(cè)的阻抗為Z1，二次繞組側(cè)的阻抗為Z2，則根據(jù)歐姆定律，有如下關(guān)系： Z1/Z2=(N1/N2)2=n2 2．額定功率P 額定功率是指在規(guī)定的工作頻率和電壓下，變壓器能長(zhǎng)期工作而不超過(guò)規(guī)定溫升時(shí)的輸出功率，單位為W或VA。3．效率η
效率是指變壓器在有額定負(fù)載的情況下，其輸出功率和輸入功率的比值。設(shè)變壓器的輸入功率為Pl，輸出功率為P2，則變壓器的效率為η＝P2/Pl×100％。4．溫升
變壓器的溫升是指變壓器工作發(fā)熱后，溫度上升到穩(wěn)定值時(shí)，變壓器溫度比周?chē)沫h(huán)境溫度所高的數(shù)值。這一參數(shù)大小關(guān)系到變壓器的發(fā)熱程度，決定變壓器絕緣系統(tǒng)的壽命。一般要求其值越小越好。5．絕緣電阻
絕緣電阻是表征變壓器各繞組之間和各繞組與鐵心之間絕緣性能的一個(gè)參數(shù)，包括繞組與繞組間、繞組與鐵心間、繞組與外殼間的絕緣電阻值。3.2.4 幾種常用變壓器 1．電源變壓器
電源變壓器的主要作用是變換交流電源電壓，有升壓變壓器和降壓變壓器。電源變壓器的外形2．音頻變壓器
音頻變壓器是工作于音頻范圍的變壓器。推挽功率放大器中的輸入變壓器和輸出變壓器都屬于音頻變壓器。有線廣播中的線路變壓器也是音頻變壓器。3．中周
中周應(yīng)用在收音機(jī)或電視機(jī)的中頻放大電路中。中周屬于可調(diào)磁心變壓器，外形與收音機(jī)的振蕩線圈相似，它又屏蔽外殼、磁帽、尼龍支架、“工”字磁心、底座等組成，4．天線線圈
收音機(jī)的天線線圈也稱(chēng)磁性天線，它是由兩個(gè)相鄰的而又相互獨(dú)立的一次、二次繞組套在同一磁棒上構(gòu)成的，3.2.5 變壓器的檢測(cè) 1．外觀檢查
處觀檢查包括能夠看見(jiàn)摸得到的項(xiàng)目，如線圈引線是否斷線、脫焊，絕緣材料是否燒焦，機(jī)械是否損傷和表面是否破損等。2．直流電阻檢測(cè)
用萬(wàn)用表的R×1檔測(cè)變壓器的一、二次繞組的直流電阻值，可判斷繞組有無(wú)斷路或短路現(xiàn)象。3．絕緣電阻檢測(cè)
用萬(wàn)用表的R×1K或R×10K檔測(cè)量繞組與繞組間、繞組與鐵芯間、繞組與外殼間的絕緣電阻，此值應(yīng)為無(wú)窮大，否則說(shuō)明該變壓器的絕緣性能太差，不能使用。4．輸出電壓的檢測(cè)
將電源變壓器一次繞組與交流50Hz 220V正弦交流電源相連，用萬(wàn)用表測(cè)變壓器的輸出電壓是否與標(biāo)稱(chēng)值相符。若測(cè)得輸出電壓低于或高于標(biāo)稱(chēng)值許多，則應(yīng)檢查二次繞組有無(wú)匝間短路或與一次繞組之間有無(wú)局部短路。5．溫升的檢測(cè)
讓變壓器在額定輸出電流下工作一段時(shí)間，然后切斷電源，用手摸變壓器的外殼，即可判斷溫升情況。如溫?zé)幔砻髯儔浩鳒厣弦?，若感覺(jué)非常燙手，則表明變壓器溫升指標(biāo)不合要求。
3.2.6 變壓器的正確選用
根據(jù)不同的應(yīng)用場(chǎng)合選擇不同用途的變壓器，選用時(shí)應(yīng)注意變壓器的性能參數(shù)和結(jié)構(gòu)形式。在選用電源變壓器時(shí)，要注意與負(fù)載電路相匹配：選用的電源變壓器應(yīng)留有功率余量(其輸出功率應(yīng)略大于負(fù)載電路的最大功率)，輸出電壓應(yīng)與負(fù)載電路供電部分的交流輸入電壓相匹配。一般電源電路，可選用“E”形鐵心電源變壓器。若是高保真音頻功率放大器的電源電路，則應(yīng)選用“C”形變電源壓器或環(huán)形電源變壓器。
第4章 半導(dǎo)體分立器件
教學(xué)目的與要求：
通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生了解半導(dǎo)體分立元件的分類(lèi)，掌握半導(dǎo)體元件的識(shí)別方法。
主要教學(xué)內(nèi)容
半導(dǎo)體分立元件
教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)
重點(diǎn)：半導(dǎo)體分離元器件的主要特性參數(shù)與標(biāo)注方法 難點(diǎn)：半導(dǎo)體分立元器件標(biāo)識(shí)法識(shí)別
教學(xué)設(shè)計(jì)：
4.1 半導(dǎo)體分立器件的命名方法
4.1.1 國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體分立器件的命名法
根據(jù)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)─半導(dǎo)體器件型號(hào)命名方法（GB 249-74），半導(dǎo)體器件型號(hào)由五部分組成，其每一部分的含義見(jiàn)表4-1。
4.1.2 國(guó)際電子聯(lián)合會(huì)半導(dǎo)體器件命名法
國(guó)際電子聯(lián)合會(huì)半導(dǎo)體器件型號(hào)命名方法如表4-2所示。4.1.3 美國(guó)半導(dǎo)體器件型號(hào)命名法
美國(guó)晶體管或其它半導(dǎo)體器件的型號(hào)命名法較混亂。這里介紹的是美國(guó)晶體管標(biāo)準(zhǔn)型號(hào)命名法，即美國(guó)電子工業(yè)協(xié)會(huì)（EIA）規(guī)定的晶體管分立器件型號(hào)的命名法。4.1.4 日本半導(dǎo)體器件型號(hào)命名法
日本半導(dǎo)體分立器件（包括晶體管）或其它國(guó)家按日本專(zhuān)利生產(chǎn)的這類(lèi)器件，都是按日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)（JIS）規(guī)定的命名法（JIS-C-702）命名的。
日本半導(dǎo)體分立器件的型號(hào)，由五至七部分組成。通常只用到前五部分。前五部分符號(hào)及意義如表4-4所示。第六、七部分的符號(hào)及意義通常是各公司自行規(guī)定的。4.2 半導(dǎo)體二極管
二極管在電路中一般用VD表示，常見(jiàn)二極管的圖形符號(hào)如圖4-1所示。4.2.1 半導(dǎo)體二極管的分類(lèi)
二極管品種很多，大小各異，僅從外觀上看，較常見(jiàn)的有玻璃殼二極管、塑封二極管、金屬殼二極管、大功率螺栓狀金屬殼二極管、微型二極管和片狀二極管，如圖4-2所示。按其制造材料的不同，可分為鍺管和硅管兩大類(lèi)，每一類(lèi)又分為N型和P型。按其制造工藝不同，可分為點(diǎn)接觸型二極管和面接觸型二極管。
按功能與用途不同，可包括檢波二極管、整流二極管、開(kāi)關(guān)二極管，穩(wěn)壓二極管、敏感二極管（磁敏二極管、溫度效應(yīng)二極管、壓敏二極管等）、變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、光電二極管和激光二極管等。
4.2.2 半導(dǎo)體二極管的主要特性參數(shù)
表征二極管性能的參數(shù)較多，且不同類(lèi)型二極管的主要參數(shù)種類(lèi)也不一樣。一般常用的檢波、整流二極管具有以下4個(gè)參數(shù)： 1．最大整流電流IF 11 最大整流電流IF，也稱(chēng)二極管的額定正向工作電流，指的是二極管長(zhǎng)期連續(xù)正常工作時(shí)允許通過(guò)的最大正向平均電流值。使用時(shí)，流過(guò)二極管的平均電流不能超過(guò)這個(gè)數(shù)值，否則二極管就會(huì)發(fā)熱而燒毀。
2．最高反向工作電壓URM 最高反向工作電壓URM是指反向加在二極管兩端而不致引起PN結(jié)擊穿的最大電壓。使用中應(yīng)選用URM大于實(shí)際工作電壓2倍以上的二極管，如果實(shí)際工作電壓的峰值超過(guò)URM，二極管將被擊穿。
3．反向飽和漏電流IRM IRM指在二極管兩端加入反向電壓時(shí)，流過(guò)二極管的電流。由于載流子的漂移作用，二極管截止時(shí)仍有反向電流流過(guò)PN結(jié)，該電流受溫度及反向電壓的影響。IRM越小，二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶谩?/p>
4．最高工作頻率fM fM是指保證二極管單向?qū)щ娮饔玫淖罡吖ぷ黝l率。由于PN結(jié)的結(jié)電容的存在，使二極管所能應(yīng)用的工作頻率有一個(gè)上限。若信號(hào)頻率超過(guò)此值，管子的單向?qū)щ娦詫⒆儔摹?.2.3 幾種常用半導(dǎo)體二極管 1．整流二極管
整流二極管是利用PN結(jié)的單向?qū)щ娞匦裕呀涣麟娮兂擅}動(dòng)直流電。整流二極管多數(shù)采用平面接觸型，硅材料制成金屬封裝或塑料封裝的二極管，其特點(diǎn)是允許通過(guò)的電流比較大，反向擊穿電壓比較高，但PN結(jié)的結(jié)電容比較大，一般應(yīng)用于頻率不高的電路中。2．檢波二極管
檢波(也稱(chēng)解調(diào))二極管是利用PN結(jié)單向?qū)щ娦?，將高頻或中頻無(wú)線電信號(hào)中的低頻信號(hào)或音頻信號(hào)取出來(lái)，廣泛應(yīng)用在半導(dǎo)體收音機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)及通信等設(shè)備的小信號(hào)電路中。檢波二極管多采用點(diǎn)接觸結(jié)構(gòu)，多采用玻璃或陶瓷外殼封裝，以保證良好的高頻特性。3．開(kāi)關(guān)二極管
開(kāi)關(guān)二極管就是為在電路中實(shí)現(xiàn)“開(kāi)”或“關(guān)”二設(shè)計(jì)制造的一類(lèi)二極管。開(kāi)關(guān)二極管具有單向?qū)щ姷奶匦裕谡蚱Z下導(dǎo)通，且導(dǎo)通電阻很小，約幾十至幾百歐；在反向偏臵下截止，且截止電阻很大，硅管在10兆歐以上，鍺管也有幾十至幾百千歐。利用這一特性，開(kāi)關(guān)二極管在電路中對(duì)電流起到“接通”或“關(guān)斷”的開(kāi)關(guān)作用。開(kāi)關(guān)二極管多以玻璃或陶瓷外殼封裝，具有開(kāi)關(guān)速度快、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高等特點(diǎn)，廣泛應(yīng)用在自動(dòng)控制電路中。4．穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管，是利用PN結(jié)反向擊穿后，其端電壓在一定范圍內(nèi)基本保持不變的特性而制成的。穩(wěn)壓二極管是一種齊納二極管，在電路中專(zhuān)門(mén)用來(lái)穩(wěn)定電壓的。穩(wěn)壓二極管一般采用硅材料制成，其封裝形式有塑料封裝、金屬封裝和玻璃封裝。目前應(yīng)用較多的為塑料封裝穩(wěn)壓二極管。穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)是穩(wěn)定電壓UZ和最大工作電流IZM。（1）穩(wěn)定電壓UZ 穩(wěn)定電壓是指穩(wěn)壓二極管在起穩(wěn)壓作用的范圍內(nèi)，其兩端的反向電壓值。（2）最大工作電流IZM IZM是指穩(wěn)壓二極管長(zhǎng)期正常工作時(shí)，所允許通過(guò)的最大反向電流值。5．變?nèi)荻O管
變?nèi)荻O管是利用PN結(jié)的空間電荷層具有電容特性的原理制成的二極管。其特點(diǎn)是結(jié)電容隨加在管子上的反向電壓大小而變化，反向電壓越大，結(jié)電容越小；反向電壓越小，結(jié)電容越大。變?nèi)荻O管的應(yīng)用范圍很廣。在無(wú)線電廣播和電視設(shè)備中，通常利用變?nèi)荻O管代替調(diào)諧回路和自動(dòng)頻率微調(diào)電路中的可變電容。6．單結(jié)晶體管
單結(jié)晶體管，也稱(chēng)雙基極二極管，是由一個(gè)PN結(jié)和兩個(gè)內(nèi)電阻構(gòu)成的三端半導(dǎo)體元件。其外形與三極管相似，有3只管腳，其中一個(gè)是發(fā)射極E，另外兩個(gè)是基極：第—基極B1和第二基極B2。單結(jié)晶體管的外形、結(jié)構(gòu)、等效電路如圖4-3所示。
單結(jié)晶體管廣泛用于振蕩、定時(shí)、雙穩(wěn)電路及晶閘管觸發(fā)電路，具有電路簡(jiǎn)單、熱穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)。單結(jié)晶體管的典型應(yīng)用是組成張弛振蕩器。7．雙向二極管
雙向二極管等效于基極開(kāi)路、集電極和發(fā)射極對(duì)稱(chēng)的NPN型晶體管。其正、反向伏安特性完全對(duì)稱(chēng)。雙向二極管的結(jié)構(gòu)、符號(hào)、伏安特性如圖4-4所示。4.2.4 半導(dǎo)體二極管的檢測(cè)方法 1．從外觀上檢查識(shí)別二極管極性
常用二極管的外殼上均印有型號(hào)和標(biāo)記。標(biāo)記箭頭所指的方向?yàn)殛帢O。有的二極管只有一個(gè)色點(diǎn)，有色點(diǎn)的一端為陰極。有的二極管管殼是透明玻璃管，則可看到連接觸絲的一端為正極。2．用萬(wàn)用表檢測(cè)二極管的單向?qū)щ娦?/p>
用萬(wàn)用表歐姆檔測(cè)量二極管的正、反向電阻，如果測(cè)得的反向電阻（約幾百千歐以上）和正向電阻（約幾千歐以下）之比值在100以上，表明二極管性能良好。如果測(cè)得的反、正向電阻之比為幾
十、甚至幾倍，表明二極管單向?qū)щ娦圆患眩灰耸褂?。如果正、反向電阻均為無(wú)限大，表明二極管斷路。如果正、反電阻均為零，表明二極管短路。
測(cè)試時(shí)需注意：檢測(cè)小功率二極管時(shí)應(yīng)將萬(wàn)用表臵于R×100或R×1k檔，檢測(cè)中、大功率二極管時(shí)，方可將量程臵于R×1或R×10檔。3．用萬(wàn)用表檢測(cè)判斷二極管極性
當(dāng)二極管外殼標(biāo)志不清楚且又不是透明封裝時(shí)，可以用萬(wàn)用表來(lái)判斷其極性。將萬(wàn)用表臵R×100或R×1K擋(不要用R×1或R×10k擋，由于R×1擋的電流太大，容易燒毀管子，而R×10K擋電壓太高，可能擊穿管子)，且將萬(wàn)用表的兩只表筆分別接觸二極管的兩個(gè)電極，若測(cè)出的電阻約為幾
十、幾百歐或幾千歐，則黑表筆所接觸的電極為二極管的正極，紅表筆所接觸的電極是二極管的負(fù)極。若測(cè)出來(lái)的電阻約為幾十千歐至幾百千歐，則黑表筆所接觸的電極為二極管的負(fù)極，紅表筆所接觸的電極為二極管的正極。4.2.5 半導(dǎo)體二極管的正確選用 1．類(lèi)型選擇
按照用途選擇二極管的類(lèi)型。如用作檢波可以選擇點(diǎn)接觸式鍺二極管；如用作整流可以選擇面接觸型普通二極管或整流二極管；如用作光電轉(zhuǎn)換可以選用光電二極管；如在開(kāi)關(guān)電路中應(yīng)使用開(kāi)關(guān)二極管；如用作穩(wěn)壓選擇穩(wěn)壓管等。2．參數(shù)選擇
選用整流二極管時(shí)，主要應(yīng)考慮其最大整流電流IF、最大反向工作電壓URM這兩個(gè)參數(shù)；選用檢波二極管時(shí)，主要考慮其最高工作頻率fM，最大反向飽和電流IRM等參數(shù)；選用穩(wěn)壓二極管是，主要考慮穩(wěn)定電壓UZ和最大工作電流IZM這兩個(gè)參數(shù)等。3．材料選擇
選擇硅管還是鍺管，可以按照以下原則決定：要求正向壓降小的選鍺管；要求反向電流小的選擇硅管；要求反電壓高，耐高壓的選擇硅管等。4.3 半導(dǎo)體三極管
半導(dǎo)體三極管又稱(chēng)晶體三極管，通常簡(jiǎn)稱(chēng)三極管，或稱(chēng)雙極型晶體管，它是一種電流控制型的半導(dǎo)體器件，其最基本的作用就是放大，可用來(lái)對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大，此外還可作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。在電路中，半導(dǎo)體三極管用文字符號(hào)VT來(lái)表示，其圖形符號(hào)如圖4-5所示。4.3.1 半導(dǎo)體三極管的分類(lèi) 1．按所用半導(dǎo)體材料分
三極管按所用半導(dǎo)體材料分可分為硅三極管（硅管），鍺三極管（鍺管）。目前使用較多的是硅管，其穩(wěn)定性較好，而鍺管的反向電流較大，易受溫度的影響。2．按封裝方式分
三極管按封裝方式分可分為玻璃殼封裝管、金屬殼封裝管、塑料封裝管等。3．按導(dǎo)電類(lèi)型分
三極管按導(dǎo)電類(lèi)型分可分為PNP型和NPN型。鍺三極管多為PNP型，硅三極管多為NPN型。
4．按截止頻率分
三極管按截止頻率分可分為超高頻管、高頻管和低頻管。5．按耗散功率分
三極管按耗散功率分可分為大功率（PCM>1W）、中功率(PCM在0.5～1W)和小功率三極管(PCM<0.5W)。6．按用途分
三極管按用途分可分為放大管、開(kāi)關(guān)管等。常見(jiàn)三極管的外形如圖4-6所示。4.3.2 三極管的引腳識(shí)別
對(duì)于小功率三極管來(lái)說(shuō)，有金屬外殼和塑料外殼封裝兩種。對(duì)于金屬外殼封裝的，如果管殼上帶有定位銷(xiāo)，那么，將管底朝上，從定位銷(xiāo)起，按順時(shí)針?lè)较?，三根電極依次為E、B、C，如圖4-7（a）所示。如果管殼上無(wú)定位銷(xiāo)，三根電極在等腰三角形內(nèi)，我們將有三根電極的等腰三角形臵于上方，按順時(shí)針?lè)较颍姌O依次為E、B、C。如圖4-7（b）所示。
對(duì)于大功率三極管，外形一般分為F型和G型兩種，如F型管，從外形上只能看到兩根電極。我們將管底朝上，兩根電極臵于左側(cè)，則上為E，下為B，底座為C，如圖4-8所示。G型管的三個(gè)電極一般在管殼的頂部，我們將管底朝下，三根電極臵于左方，從最下電極起，順時(shí)針?lè)较?，依次為E、B、C。
4.3.3 半導(dǎo)體三極管的主要特性參數(shù)
表征三極管性能的參數(shù)很多，可大致分為三類(lèi)，即直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù)。1．直流參數(shù)（1）共發(fā)射極直流電流放大倍數(shù)它指沒(méi)有交流信號(hào)輸入時(shí)，集電極電流IC與基極電流IB之比，即 =IC/IB。
（2）集電極—發(fā)射極反向飽和電流ICEO 它指基極開(kāi)路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間加上規(guī)定的反向電壓時(shí)的集電極電流，又稱(chēng)穿透電流。它是衡量三極管熱穩(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù)，其值越小，則三極管的熱穩(wěn)定性越好。（3）集電極—基極反向飽和電流ICBO 它指發(fā)射極開(kāi)路時(shí)，集電極與基極之間加上規(guī)定的電壓時(shí)的集電極電流。良好三極管的ICBO應(yīng)很小。
2．交流參數(shù)
（1）共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β
它指在共發(fā)射極電路中，集電極電流變化量△IC與基極電流變化量△IB之比，即β＝△IC/△IB。
同一個(gè)管子，在同等工作條件下，β≈（2）共發(fā)射極截止頻率fβ
它是指電流放大系數(shù)因頻率增高而下降至低頻放大系數(shù)的0.707倍時(shí)的頻率，即β值下降了3dB時(shí)的頻率。
（3）特征頻率fT 它是指β值因頻率升高而下降至1時(shí)的頻率。fT的典型值為100~1000MHZ，實(shí)際工作頻率f （1）集電極最大允許電流ICM 它是指三極管參數(shù)變化不超過(guò)規(guī)定值時(shí)，集電極允許通過(guò)的最大電流。當(dāng)三極管的實(shí)際工作電流大于ICM時(shí)，管子的性能將顯著變差。（2）集電極—發(fā)射極反向擊穿電壓U(BR)CEO 它是指基極開(kāi)路時(shí)，集電極與發(fā)射極間的反向擊穿電壓。（3）集電極最大允許功率損耗PCM 它指集電結(jié)允許功耗的最大值，其大小決定于集電結(jié)的最高結(jié)溫。4.3.4 幾種常見(jiàn)的半導(dǎo)體三極管 1．中小功率三極管 中小功率三極管通常是指管子集電極耗散功率PCM小于1W的三極管。中小功率三極管種類(lèi)繁多，外形各異，且體積小。特征頻率fT大于3MHZ的稱(chēng)為高頻中小功率管，小于3MHZ的稱(chēng)為低頻中小功率管。高頻小功率管多中用于高頻放大電路、混頻電路、高頻振蕩電路等，如收音機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)的高頻電路。低頻中小功率管多用于低頻電壓放大電路、低頻功率放大電路，如收音機(jī)、收錄機(jī)的功能電路中。4.3 半導(dǎo)體三極管 2．大功率三極管 大功率三極管是指管子集電極耗散功率PCM大于1W的三極管。其特點(diǎn)是體積較大，工作電流大，各電極的引線較粗而硬，其集電極引線與金屬外殼或散熱片相連。塑封晶體管自帶的散熱片就是集電極。特征頻率fT大于3MHZ的稱(chēng)為高頻大功率管，小于3MHZ的稱(chēng)為低頻大功率管。高頻大功率管主要用于功率驅(qū)動(dòng)電路、功率放大電路、通信電路。低頻大功率管廣泛應(yīng)用于電視機(jī)、擴(kuò)音機(jī)、音響設(shè)備的低頻功率放大電路、穩(wěn)壓電源電路、開(kāi)關(guān)電路等。3．達(dá)林頓管 達(dá)林頓管是一種復(fù)合管，它采用復(fù)合連接方式，將兩只或更多只的三極管集電極連在一起，并將前一只三極管的發(fā)射極直接藕合到后一只三極管的基極，依次級(jí)聯(lián)而成，最后引出E、B、C三個(gè)電極。其外形如圖4-9所示。 圖4-10是由兩只NPN或PNP型晶體管構(gòu)成的達(dá)林頓管的基本電路。設(shè)每只晶體管的電流放大系數(shù)分別為β 1、β2，則總放大系數(shù)為β≈β1×β2。因此，達(dá)林頓管有很高的放大系數(shù)，β值可達(dá)幾千，甚至幾十萬(wàn)。 達(dá)林頓管具有增益高、輸入阻抗高、熱穩(wěn)定性好、開(kāi)關(guān)速度快、能簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)電路等優(yōu)點(diǎn)，頗受人們的歡迎。達(dá)林頓管主要用于大功率開(kāi)關(guān)電路、功率放大電路、電動(dòng)機(jī)調(diào)速電路、逆變電路，以及用于驅(qū)動(dòng)繼電器和LED智能顯示屏等。4.3.5 半導(dǎo)體三極管的檢測(cè)方法 1．用萬(wàn)用表檢測(cè)判別三極管管腳 （1）先判別基極B和三極管的導(dǎo)電類(lèi)型 將萬(wàn)用表歐姆檔臵于R×100或R×1K檔，先假設(shè)三極管的某極為“基極”，并將黑表筆接在假設(shè)的基極上，再將紅表筆先后接到其余兩個(gè)電極上，如果兩次測(cè)得的電阻值都很大（或都很?。?，而對(duì)換表筆后測(cè)得兩個(gè)電阻值都很小（或都很大），則可以確定假設(shè)的基極是正確的。如果兩次測(cè)得的電阻值是一大一小，則可肯定假設(shè)的基極是錯(cuò)誤的，這時(shí)就必須重新假設(shè)另一電極為“基極”，再重復(fù)上述的測(cè)試。 當(dāng)基極確定以后，將黑表筆接基極，紅表筆分別接其它兩極，此時(shí)，若測(cè)得的電阻值都很小，則該三極管為NPN型管，反之，則為PNP型管。（2）再判別集電極C和發(fā)射極E 判斷出管子的基極和管型后，可進(jìn)一步判斷管子的集電極和發(fā)射極。 以NPN管為例，確定基極和管型后，假設(shè)其他兩只管腳中一只是集電極，另一只即假設(shè)為發(fā)射極。 用手指將已知的基極和假設(shè)的集電極捏在一起（注意兩管腳不能短接，通過(guò)人體相當(dāng)于在B、C之間接入偏臵電阻），將黑表筆接在假設(shè)的集電極上，紅表筆接觸在假設(shè)的發(fā)射極，記下萬(wàn)用表指針?biāo)傅奈慌Z，然后再作相反的假設(shè)（即原先假設(shè)為C的假設(shè)為E，原先假設(shè)為E的假設(shè)為C），重復(fù)上述過(guò)程，并記下萬(wàn)用表指針?biāo)傅奈慌Z。比較兩次測(cè)試的結(jié)果，阻值小的那次假設(shè)是正確的，即黑表筆所接的是集電極C，紅表筆接的是發(fā)射極E。 若為PNP型管，測(cè)試時(shí)，將紅表筆接假設(shè)的集電極，黑表筆接假設(shè)的發(fā)射極，其余不變，仍然電阻小的一次假設(shè)正確。2．用萬(wàn)用表檢測(cè)三極管性能（1）檢查穿透電流ICEO的大小 以NPN型為例，將基極B開(kāi)路，測(cè)量C、E極間的電阻。萬(wàn)用表紅表筆接發(fā)射極，黑表筆接集電 15 極，若阻值較高（幾十千歐以上），則說(shuō)明穿透電流較小，管子能正常工作。若C、E極間電阻小，則穿透電流大，受溫度影響大，工作不穩(wěn)定。在技術(shù)指標(biāo)要求高的電路中不能用這種管子。若測(cè)得阻值近0，表明管子已被擊穿，若阻值為無(wú)窮大，則說(shuō)明管子內(nèi)部已斷路。 （2）檢查直流放大系數(shù) β的大小在集電極C與基極B之間接入100kΩ的電阻Rb，測(cè)量Rb接入前后兩次發(fā)射極和集電極之間的電阻。萬(wàn)用表紅表筆接發(fā)射極，黑表筆接集電極，電阻值相差越大，則說(shuō)明β越高。一般的萬(wàn)用表具備測(cè)β的功能，將晶體管插入測(cè)試孔中，即可從表頭刻度盤(pán)上直讀β值。若依此法來(lái)判別發(fā)射極和集電極也很容易，只要將E、C腳對(duì)調(diào)一下，看表針偏轉(zhuǎn)較大的那一次插腳正確，從萬(wàn)用表插孔旁標(biāo)記即可辨別出發(fā)射極和集電極。4.3.6 半導(dǎo)體三極管的正確選用 選用三極管一要滿(mǎn)足設(shè)備和電路的要求，二要符合節(jié)約的原則。1．類(lèi)型選擇 按用途選擇三極管的類(lèi)型。2．參數(shù)選擇 在選用三極管時(shí)，通?？紤]以下幾個(gè)參數(shù)：fT、β、U(BR)CEO、ICM、PCM等。這些因素又有相互制約的關(guān)系，在選管時(shí)應(yīng)抓住主要矛盾，兼顧次要因素。4.4 場(chǎng)效應(yīng)晶體管 場(chǎng)效應(yīng)晶體管通常簡(jiǎn)稱(chēng)為場(chǎng)效應(yīng)管，是一種利用場(chǎng)效應(yīng)原理工作的半導(dǎo)體器件。4.4.1 場(chǎng)效應(yīng)管的分類(lèi) 場(chǎng)效應(yīng)管可以分成兩大類(lèi)：一類(lèi)為結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)寫(xiě)為J-FET；另一類(lèi)為絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管，簡(jiǎn)稱(chēng)為MOS場(chǎng)效應(yīng)管。 同普通三極管有NPN型和PNP兩種極性類(lèi)型一樣，場(chǎng)效應(yīng)管根據(jù)其溝道所采用的半導(dǎo)體材料不同，又可分為N型溝道和P型溝道兩種。按導(dǎo)電方式的不同，MOS管又可分為增強(qiáng)型和耗盡型兩種。 在電路中，場(chǎng)效應(yīng)管用文字符號(hào)VT表示，其圖形符號(hào)如圖4-12所示，其外形類(lèi)似于普通晶體管。 4.4.2 場(chǎng)效應(yīng)管的主要特性參數(shù) 表征場(chǎng)效應(yīng)管性能的參數(shù)很多，包括直流參數(shù)、交流參數(shù)和極限參數(shù)。使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，一般只需關(guān)注以下主要參數(shù)： 1．開(kāi)啟電壓UGS(th)開(kāi)啟電壓UGS(th)是指在增強(qiáng)型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中，當(dāng)UDS為某一固定值時(shí)，能產(chǎn)生ID所需的最小UGS值，是管子從不導(dǎo)通到導(dǎo)通的UGS臨界值。2．夾斷電壓UGS（off） 夾斷電壓UGS（off）指在結(jié)型或耗盡型絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管中，當(dāng)UDS為某一固定值時(shí)，使ID≈0所需的最小UGS值，是管子從導(dǎo)通到不導(dǎo)通的UGS臨界值。3．飽和漏極電流IDSS 在UGS＝0的條件下，場(chǎng)效應(yīng)管的漏極電流。4．直流輸入電阻臵RGS 直流輸入電阻是指在柵源之間加的電壓與柵極電流之比。絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管的RGS，由于其柵源之間存在氧化物絕緣層，它的直流電阻可高達(dá)1010Ω以上。5．低頻垮導(dǎo)gm gm指的是當(dāng)UDS為某固定值時(shí)，漏電流的變化量和柵源電壓變化量之比，即： gm=△ID/△UGS 低頻垮導(dǎo)gm是衡量場(chǎng)效應(yīng)管放大能力的重要參數(shù)。6．最大漏極電流IDM 場(chǎng)效應(yīng)管工作時(shí)所允許的最大漏極電流。場(chǎng)效應(yīng)管的工作電流不應(yīng)超過(guò)此值。 7．最大耗散功率PDM 場(chǎng)效應(yīng)管的耗散功率指場(chǎng)效應(yīng)管性能不變壞時(shí)所允許的最大漏源耗散功率,等于它的漏源電壓與電流的乘積，它決定管子的溫升。使用場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)實(shí)際功耗應(yīng)小于此值并留有一定余量。8．漏源擊穿電壓U(BR)DS 漏源擊穿電壓也稱(chēng)漏源耐壓值，是指場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí)漏源之間所能承受的最大工作電壓。實(shí)際工作是加在場(chǎng)效應(yīng)管上的工作電壓必須小于此值。9．柵源擊穿電壓U(BR)GS 柵源擊穿電壓是指場(chǎng)效應(yīng)管正常工作時(shí)柵-源之間能承受的最大工作電壓。實(shí)際工作是加在場(chǎng)效應(yīng)管上的工作電壓必須小于此值。4.4.3 場(chǎng)效應(yīng)管的檢測(cè)方法 結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管的源極和漏極一般可對(duì)換使用，因此一般只要判別出其柵極G即可。 判別時(shí)，根據(jù)PN結(jié)單向?qū)щ娫?，將萬(wàn)用表臵R×1kΩ擋，黑表筆接觸假定為柵極G的管腳，紅表筆先后接觸另兩個(gè)管腳。若阻值均比較小，再將紅、黑表筆交換測(cè)量一次；如阻值均大，說(shuō)明都是反向電阻(PN結(jié)反向)，屬N溝道管，且黑表筆接觸的管腳為柵極G，原先的假定是正確的。若兩次測(cè)出的阻值均很小，說(shuō)明是正向電阻，屬于P溝道場(chǎng)效應(yīng)管，黑表筆接的是柵極G。若不出現(xiàn)上述情況，可以調(diào)換紅、黑表筆按上述方法重新進(jìn)行測(cè)試，直至判斷出柵極為止。4.4.4 場(chǎng)效應(yīng)管的正確選用 1．場(chǎng)效應(yīng)管類(lèi)型的選擇 場(chǎng)效應(yīng)管有多種類(lèi)型，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的需要選擇合適的管型。2．場(chǎng)效應(yīng)管參數(shù)的選擇 在選擇場(chǎng)效應(yīng)管時(shí)，所選場(chǎng)效應(yīng)管的主要參數(shù)應(yīng)符合應(yīng)用電路的具體要求。小功率場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)注意輸入阻抗、低頻跨導(dǎo)、夾斷電壓(或開(kāi)啟電壓)、擊穿電壓等參數(shù)。大功率場(chǎng)效應(yīng)管應(yīng)注意擊穿電壓、耗散功率、漏極電流等參數(shù)。3．場(chǎng)效應(yīng)管的使用注意事項(xiàng) 由MOS場(chǎng)效應(yīng)管本身性質(zhì)的決定，在使用MOS管中應(yīng)注意以下幾點(diǎn)： （1）由于MOS管輸入阻抗很高，容易受感應(yīng)電壓過(guò)高而擊穿。為防止感應(yīng)過(guò)壓而擊穿，儲(chǔ)存時(shí)應(yīng)將三個(gè)電極短路；焊接或拆焊時(shí)，應(yīng)先將三個(gè)電極短路，并先焊漏、源極，后焊柵極，烙鐵應(yīng)接好地線或斷開(kāi)電源后再焊接；不能用萬(wàn)用表測(cè) MOS管的電極，MOS管的 測(cè)試要用測(cè)試儀。 （2）場(chǎng)效應(yīng)管的源、漏極是對(duì)稱(chēng)的，一般可以對(duì)換使用，但如果襯底已和源極相連，則不能再互換使用。4.5 晶閘管 晶閘管又稱(chēng)可控硅，是一種能作強(qiáng)電控制的大功率半導(dǎo)體器件。4.5.1 晶閘管的分類(lèi) 晶閘管種類(lèi)很多。 按控制特性可分為單向晶閘管、雙向晶閘管、可關(guān)斷晶閘管、正向阻斷晶閘管、反向阻斷晶閘管、雙向觸發(fā)晶閘管和光控晶閘管等；應(yīng)用最多的是單向晶閘管和雙向晶閘管。本書(shū)將詳細(xì)介紹單向晶閘管和雙向晶閘管。 按電流容量可分為小功率管、中功率管和大功率管； 按關(guān)斷速度可分為普通晶閘管和高頻晶閘管（工作頻率>10kHz）。 按封裝形式可分為塑封式、陶瓷封裝式、金屬殼封裝式和大功率螺栓式晶閘管等。晶閘管用文字符號(hào)VS表示，單向和雙向晶閘管的圖形符號(hào)和外形分別如圖4-13所示和如圖4-14所示。 4.5.2 單向晶閘管 1．單向晶閘管的結(jié)構(gòu)及等效電路 單向晶閘管廣泛地用于可控整流、交流調(diào)壓、逆變器和開(kāi)關(guān)電源電路中，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和等效電路如圖4-15所示。 2．單向晶閘管的導(dǎo)通與截止 晶閘管的導(dǎo)通條件是：一是晶閘管承受正向電壓(陽(yáng)極電位高于陰極電位)。二是加上適當(dāng)?shù)恼蚩刂茦O電壓(控制極電位高于陰極電位)。這兩個(gè)條件缺一不可。晶閘管一旦被觸發(fā)導(dǎo)通，控制極即失去控制作用，即使控制極電壓變?yōu)?，此時(shí)晶閘管仍然保持導(dǎo)通。正因?yàn)槿绱?，晶閘管的控制極控制信號(hào)只要是正向脈沖電壓就可以了，稱(chēng)之為觸發(fā)電壓或觸發(fā)脈沖。 晶間管的關(guān)斷條件是：去掉陽(yáng)極正向電壓；或者給陽(yáng)極加反向電壓；或者降低正向陽(yáng)極電壓，使通過(guò)晶閘管的電流降低到維持電流IH以下。3．單向晶閘管的主要特性參數(shù) 表征單向晶閘管性能的參數(shù)有很多，在實(shí)際應(yīng)用中，最關(guān)心的是它在阻斷狀態(tài)下能承受多大正向與反向電壓，它在導(dǎo)通時(shí)能夠通過(guò)多大的電流，要使它觸發(fā)導(dǎo)通控制極需加多大的電壓（電流），要使它關(guān)斷時(shí)陽(yáng)極電流要減小到多少等。（1）額定通態(tài)平均電流IT(AV)通態(tài)平均電流IT(AV)是指在規(guī)定環(huán)境溫度和標(biāo)準(zhǔn)散熱及全導(dǎo)通條件下，晶閘管所允許通過(guò)的工頻正弦半波電流的最大平均值。應(yīng)選用IT(AV)大于電路實(shí)際工作電流的晶閘管。（2）斷態(tài)正向重復(fù)峰值電壓UDRM 斷態(tài)正向重復(fù)峰值電壓UDRM是指在控制極開(kāi)路和晶閘管正向阻斷的條件下，允許重復(fù)加在陽(yáng)極與陰極間的最大正向電壓，它反映了阻斷條件下晶閘管能承受的最大正向電壓。（3）反向擊穿電壓UBR 反向擊穿電壓UBR是指晶閘管在控制極開(kāi)路的情況下，加在陽(yáng)極與陰極間的最大反向電壓，超過(guò)此值，晶閘管就會(huì)校擊穿。（4）反向重復(fù)峰值電壓URRM 反向重復(fù)峰值電壓UDRM是指在控制極開(kāi)路和額定結(jié)溫的條件下，允許重復(fù)加在陽(yáng)極與陰極間的最大反向電壓。（5）維持電流IH 維持電流IH是指在控制極開(kāi)路、規(guī)定環(huán)境溫度的條件下，維持晶閘管導(dǎo)通所需的最小陽(yáng)極電流。它是由通態(tài)到斷態(tài)的臨界電流，要使導(dǎo)通中的晶閘管關(guān)斷，必須使晶閘管的正向電流小于IH。（6）控制極觸發(fā)電壓UG和觸發(fā)電流IG 控制極觸發(fā)電壓UG和觸發(fā)電流IG指在規(guī)定的環(huán)境溫度下，使晶閘管導(dǎo)通時(shí)所必須的最小控制直流電壓和直流電流值。4．單向晶閘管的檢測(cè)方法（1）單向晶閘管的極性判別 螺栓形和平板形晶閘管的3個(gè)電極外部形狀有很大的區(qū)別，根據(jù)它們的外形便基本上就可把它們的3個(gè)電極區(qū)分。 螺栓型的晶閘管：螺栓是陽(yáng)極A，粗辮子線是陰極K，細(xì)辮子線則是控制極G。 平板型的晶閘管：兩個(gè)平面分別是陽(yáng)極A和陰極K，細(xì)辮子線是控制極G。 塑封型晶閘管3個(gè)電極的引腳在外形上是一樣的，對(duì)這種類(lèi)型晶閘管可用萬(wàn)用表的歐姆擋來(lái)檢測(cè)。將萬(wàn)用表臵于R×100或R×1k擋，黑表筆接觸晶閘管的某一電極，紅表筆依次接觸晶閘管的任意兩個(gè)電極，如果有一次阻值很小，約幾百歐，而另一次阻值很大，約幾千歐，那么，以阻值較小的那次為準(zhǔn)，黑表筆所接的電極就是控制極G，而紅表筆所接的就是陰極K，剩下的電極便是陽(yáng)極A了。在測(cè)試中，如果測(cè)得的正反向電阻值均很大時(shí)，說(shuō)明黑表筆接觸的不是控制極，應(yīng)改測(cè)其他電極。 （2）檢測(cè)單向晶閘管的好壞 用萬(wàn)用表的歐姆擋可以檢測(cè)單向晶閘管的性能好壞。1）檢測(cè)檢查PN結(jié)的好壞 由于單向晶閘管是由PNPN 4層3個(gè)PN結(jié)組成，A-G、A-K間正反向電阻都很大；G-K間的正向電阻較小，約為2kΩ左右，而反向電阻較大，在80kΩ左右。 用萬(wàn)用表的最高電阻擋測(cè)試A-G和A-K的正反向電阻，若阻值很小，再換低阻擋測(cè)試，若阻值 18 也較小，表示被測(cè)管PN結(jié)已擊穿，不能使用。 用萬(wàn)用表R×10k或R×100擋測(cè)試G-K間的電阻值，若測(cè)得正向電阻極大，甚至接近無(wú)窮大，表示被測(cè)管的G-K極間已被燒壞。2）檢測(cè)晶閘管的正向阻斷特性 可用陽(yáng)極A與陰極K間的正向阻值判定。將萬(wàn)用表臵于歐姆擋，黑表筆接陽(yáng)極，紅表筆接陰極，測(cè)得阻值越大，表明正向漏電流越小，管子的正向阻斷特性越好。3）檢測(cè)晶閘管的反向阻斷特性 可用陽(yáng)極A與陰極K間的反向阻值判定。將萬(wàn)用表臵于歐姆擋，紅表筆接陽(yáng)極，黑表筆接陰極，測(cè)得阻值愈大，表明反向漏電流越小，管子的反向阻斷特性越好。5．單向晶閘管的正確選用 根據(jù)電路對(duì)晶閘管的要求進(jìn)行合理的選擇晶閘管。 晶閘管實(shí)際工作承受的正常峰值電壓應(yīng)低于正、反向重復(fù)峰值電壓UDRM和URRM，并留有2~3倍的額定電壓的余量，還應(yīng)有可靠的過(guò)電壓保護(hù)措施。晶閘管實(shí)際工作通過(guò)的最大平均電流應(yīng)低于額定通態(tài)平均電流IT(AV)，并應(yīng)根據(jù)電流波形的變化進(jìn)行相應(yīng)換算，還應(yīng)有1.5~2倍的余量及過(guò)電流保護(hù)措施。晶閘管控制極實(shí)際觸發(fā)電壓和電流應(yīng)大于晶閘管參數(shù)控制極觸發(fā)電壓UG和觸發(fā)電流IG，以保證晶閘管可靠地被觸發(fā)，但也不能超過(guò)允許的極限值。4.5.3 雙向晶閘管 1．雙向晶閘管的結(jié)構(gòu)和等效電路 雙向晶閘管是一個(gè)三端五層半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)器件，有3個(gè)電極，分別稱(chēng)為第一主電極T1、第二主電極T2、控制極G，其內(nèi)部結(jié)構(gòu)和等效電路如圖4-16所示。從結(jié)構(gòu)上看，可將雙向晶閘管看作是把具有公共控制極G的一對(duì)反向并聯(lián)的單向晶閘管做在同一塊硅單晶片上，T1極和G極在硅片的正面，T2極在芯片的背面，且控制極區(qū)的面積遠(yuǎn)小于其余面積。G極和T1極很近，距T2極很遠(yuǎn)，因此，G極與T1極之間的正、反向電阻均小，而G極與T2極、T2極與T1極之間的正反向電阻均為無(wú)窮大。不管兩個(gè)主電極T1，、T2間的電壓如何，正向和反向控制極信號(hào)都可以使雙向晶閘管導(dǎo)通。 2．雙向晶閘管的觸發(fā)方式 雙向晶閘管可以雙向?qū)?，即控制極上加正或負(fù)的觸發(fā)脈沖，均能觸發(fā)雙向晶閘管正、反兩個(gè)方向?qū)?。通常，雙向晶閘管有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ+、Ⅲ-四種觸發(fā)方式。（1）Ⅰ+觸發(fā)方式 T2極為正，T1極為負(fù)，G極相對(duì)于T1極為正，正觸發(fā)，觸發(fā)電流為正，晶閘管導(dǎo)通方向?yàn)門(mén)2極→T1極，此時(shí)T2為陽(yáng)極，T1為陰極。（2）Ⅰ-觸發(fā)方式 T2極為正，T1極為負(fù)，G極相對(duì)于T1極為負(fù)，負(fù)觸發(fā)，觸發(fā)電流為負(fù)，導(dǎo)通方向?yàn)門(mén)2極→T1極，此時(shí)T2為陽(yáng)極，T1為陰極。如圖4-18所示。（3）Ⅲ+觸發(fā)方式 T2極為負(fù)，T1極為正，G極相對(duì)于T1極為正，正觸發(fā)，觸發(fā)電流為正，晶閘管導(dǎo)通方向?yàn)門(mén)1極→T2極，此時(shí)T1為陽(yáng)極，T2為陰極。如圖4-19所示。（4）Ⅲ-觸發(fā)方式 T2極為負(fù)，T1極為正，G極相對(duì)于T1極為負(fù)，負(fù)觸發(fā)，觸發(fā)電流為負(fù)，導(dǎo)通方向?yàn)門(mén)1極→T2極，此時(shí)T1為陽(yáng)極，T2為陰極。如圖4-20所示。3．雙向晶閘管的檢測(cè)方法（1）檢測(cè)雙向晶閘管的極性 G極與Tl極靠近，距T2極較遠(yuǎn)，G極與T1極之間的正、反向電阻均小，而G極與T2極、T2極與T1極之間的正反向電阻均為無(wú)窮大。因此，可用萬(wàn)用表的R×1kΩ擋檢測(cè)G極、T1極、T2極中任意兩個(gè)電極間的正、反向電阻，其中若測(cè)得兩個(gè)電極間的正、反向電阻都呈現(xiàn)低阻(約為100Ω)，則這兩個(gè)電極為G極、T1極，另一個(gè)是T2極。用一只表筆接假設(shè)的T2極，另一只表筆分別接其他兩個(gè)電極，若所測(cè)得的阻值均為無(wú)窮大，假設(shè)的電極即為T(mén)2極。 判斷出T2極以后，可以進(jìn)一步判斷T1極和G極。將黑表筆接T2極，紅表筆接假設(shè)的T1極，電阻應(yīng)為無(wú)窮大。接著用黑表筆把T2極和假設(shè)的G極連接在在一起，給G極加正觸發(fā)信號(hào)，管子應(yīng)導(dǎo)通，阻值應(yīng)變小。將黑表筆與G極(假設(shè)的)脫離后，阻值若維持較小值不變，說(shuō)明假設(shè)正確；若黑表筆與G極脫離后，阻值也隨之變?yōu)闊o(wú)窮大，說(shuō)明假設(shè)錯(cuò)誤，原先假設(shè)的T1極為G極，G極為T(mén)1極。 （2）檢測(cè)雙向晶閘管的好壞 將萬(wàn)用表臵歐姆擋，如果測(cè)得T2-T1、T2-G之間的正反向電阻值接近無(wú)窮大，而測(cè)得T1-G之間的正反向電阻值較小，說(shuō)明被測(cè)雙向晶閘管是好的。但是，若測(cè)得T2-T1、T2-G之間的正反向電阻值較小，甚至等于零，而T1-G之間的正反向電阻值很小或接近于零時(shí)，則說(shuō)明被測(cè)雙向晶閘管的性能變壞或已擊穿，不能使用。若是測(cè)得T1-G之間的正反向電阻值很大(接近無(wú)窮大)時(shí)，說(shuō)明控制極G與主電極T1之間內(nèi)部接觸不良或開(kāi)路損壞，也不可使用。 第5章 集成電路 教學(xué)目的與要求： 通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生了解集成電路的分類(lèi)，掌握集成電路的識(shí)別方法。 主要教學(xué)內(nèi)容 集成電路 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：集成電路的主要特性參數(shù)與標(biāo)注方法 難點(diǎn)：集成電路設(shè)計(jì) 教學(xué)設(shè)計(jì)： 5.1 集成電路的分類(lèi) 集成電路有多種不同的分類(lèi)方法。常見(jiàn)的分類(lèi)方法有以下幾種： 1．按照制造工藝分類(lèi) 按照制造工藝分類(lèi)，集成電路可以分為膜集成電路、混合集成電路、半導(dǎo)體集成電路。2．按電路功能及用途分類(lèi) 按電路功能及用途分類(lèi)，集成電路可以分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路。3．按集成度分類(lèi) 集成度是指指一個(gè)硅片上含有的元器件或門(mén)電路的數(shù)目。按集成度分類(lèi)，集成電路可分為小、中、大、超大規(guī)模集成電路。4．按應(yīng)用領(lǐng)域分類(lèi) 按應(yīng)用領(lǐng)域的環(huán)境條件分類(lèi)，集成電路可分為軍用級(jí)、工業(yè)級(jí)和民用級(jí)（又稱(chēng)商用級(jí)）3個(gè)等級(jí)。 5.2 半導(dǎo)體集成電路的型號(hào)命名方法 近年來(lái)，集成電路的發(fā)展十分迅速，特別是中、大規(guī)模集成電路的發(fā)展，使各種功能的通用、專(zhuān)用集成電路大量涌現(xiàn)，類(lèi)別之多，令人眼花繚亂。 根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T3430-1989《半導(dǎo)體集成電路型號(hào)的命名方法》，國(guó)產(chǎn)半導(dǎo)體集成電路的型號(hào)命名由五部分組成，各部分的符號(hào)及所代表的意義如表5-1所示。 進(jìn)口集成電路的型號(hào)命名一般是前面幾位字母表示制造廠商（如表5-2所示），后面用數(shù)字表示器件的系列和品種代號(hào)（與表5-1相同）。 在使用集成電路時(shí)，應(yīng)該查閱生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品手冊(cè)及性能對(duì)照表，以便正確選用器件。5.3 集成電路的封裝與引腳排列的識(shí)別 集成電路的封裝，按其封裝材料分為金屬、陶瓷、塑料三類(lèi)，按封裝外形可分為扁平封裝（表面安裝）、圓形封裝、雙列直插式和單列直插封裝等。圓形封裝采用金屬圓筒形外殼，多為早期產(chǎn)品，適用于大功率集成電路；扁平封裝體積較小，穩(wěn)定性好，有金屬、陶瓷基塑料3種外殼； 20 雙列直插多為塑料外殼，最為通用，有利于大規(guī)模生產(chǎn)進(jìn)行焊接。1．圓形金屬殼封裝 圓形金屬殼封裝的集成電路形似大功率晶體管，體積較大，引腳有3、4、5、8、10多種。識(shí)別引腳時(shí)，將引腳向上，找出其定位標(biāo)記，通常為鎖口突耳、定位孔及引腳不規(guī)則排列，從定位標(biāo)記對(duì)應(yīng)引腳開(kāi)始順時(shí)針?lè)较蜃x引腳序號(hào)，如圖5-1所示。2．單列、雙列直插式封裝 單列直插式集成電路一般在端面左側(cè)有一定位標(biāo)記，這些標(biāo)記有的是缺角，有的是凹坑色點(diǎn)，有的是空心圓，有的是半圓缺口或短垂線。識(shí)別引腳時(shí)，將引腳向下，臵定位標(biāo)記于左方，然后從左向右讀出引腳序號(hào)，如圖5-2所示。對(duì)沒(méi)有任何定位標(biāo)記的集成電路，應(yīng)將印有型號(hào)的一面正對(duì)自己，再按上述方法讀出引腳序號(hào)。 對(duì)于雙列直插式電路，識(shí)別引腳時(shí)，將引腳向下，凹槽臵于正面左方位臵，靠近凹槽左下方第一個(gè)腳為1腳，然后按逆時(shí)針?lè)较蜃x第2、3、…各腳，如圖5-2（b）所示。3．雙列扁平式封裝 雙列扁平式IC一般在端面左側(cè)有一個(gè)類(lèi)似引腳的小金屬片，或者在封裝表面上有一個(gè)小圓點(diǎn)（或小圓圈、色點(diǎn)）作為定位標(biāo)記。識(shí)別引腳時(shí)，將引腳向下，定位標(biāo)記臵于正面左方位臵，靠近定位標(biāo)記左方第一個(gè)腳為1腳，然后按逆時(shí)針?lè)较蜃x第2、3、…各腳，如圖5-4所示。5.4 集成電路的一般檢測(cè)方法 集成電路的一般檢測(cè)可采用非在線（集成電路沒(méi)有接在電路中）與在線（集成電路接在印刷電路板中）檢測(cè)的兩種方法。1．非在線檢測(cè)各引腳對(duì)地電阻 將萬(wàn)用表臵于電阻擋，一表筆接觸集成電路的接地腳，然后用另一支表筆測(cè)量各引腳對(duì)地正、反向電阻，將讀數(shù)與正常的同型號(hào)集成電路比較，如果相差不多則可判定被測(cè)集成電路是好的。集成電路正常電阻可通過(guò)資料或測(cè)量正品集成電路得到。2．在線電壓檢測(cè) 在印刷電路板通電的情況下，先測(cè)集成電路各引腳的電壓。大部分說(shuō)明書(shū)或資料中都標(biāo)出了各引腳的電壓值。當(dāng)測(cè)出某引腳電壓與說(shuō)明書(shū)或資料中所提供的差距較大時(shí)，應(yīng)先檢查與此引腳相關(guān)的外圍各元器件有無(wú)問(wèn)題。若這些外圍元器件正常，再用測(cè)集成電路引腳對(duì)地電阻的辦法進(jìn)一步判斷。 在線電壓檢測(cè)時(shí)，應(yīng)注意以下幾個(gè)方面： （1）由于集成電路引腳之間的距離很小，因此測(cè)量時(shí)要小心，防止因表筆滑動(dòng)造成兩相鄰引腳間短路，使集成電路損壞； （2）要區(qū)別所提供的標(biāo)稱(chēng)電壓是靜態(tài)工作電壓還是動(dòng)態(tài)工作電壓，因?yàn)榧呻娐穫€(gè)別引腳的電壓隨著注入信號(hào)的有無(wú)發(fā)生明顯變化，因此測(cè)試時(shí)可把信號(hào)斷開(kāi)，然后再觀察電壓是否恢復(fù)正常，電壓正常則說(shuō)明標(biāo)稱(chēng)電壓屬動(dòng)態(tài)工作電壓。而動(dòng)態(tài)電壓是在某一特定的條件下測(cè)得的，若測(cè)試時(shí)的接收?qǐng)鰪?qiáng)不同或音量不同，動(dòng)態(tài)電壓也不一樣； （3）要注意外圍可變?cè)鸬囊_電壓變化。當(dāng)測(cè)出的電壓與標(biāo)稱(chēng)電壓不符時(shí)，可能是由于該引腳外圍電路所連接的是電位器（如音量、色飽和、對(duì)比度電位器等）造成的。所以，當(dāng)出現(xiàn)某一引腳電壓與標(biāo)稱(chēng)電壓不符時(shí)，可通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)電位器看能否調(diào)到標(biāo)稱(chēng)值附近；（4）要防止測(cè)量誤差。萬(wàn)用表表頭內(nèi)阻不同或選用不同直流電壓擋會(huì)造成誤差。3．在線電阻測(cè)量 利用萬(wàn)用表測(cè)量集成電路各引腳對(duì)地的正、反向（直流）電阻，并與正常數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)照。5.5 集成電路的正確選擇、使用 集成電路的系列相當(dāng)多，各種功能的集成電路應(yīng)有盡有。在選擇和使用時(shí)集成電路時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)內(nèi)容： 1．在選用集成電路時(shí)，應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況，查閱器件手冊(cè)，在全面了解所需集成電路的性能和特點(diǎn)的前提下，選用功能和參數(shù)都符合要求的集成電路，充分發(fā)揮其效能。2．在使用集成電路時(shí)，不許超過(guò)器件手冊(cè)規(guī)定的參數(shù)數(shù)值。 3．結(jié)合電路圖對(duì)集成電路的引腳編號(hào)、排列順序核實(shí)清楚，了解各個(gè)引腳功能，確認(rèn)輸入/輸出端位臵、電源、地線等。插裝集成電路時(shí)要注意管腳序號(hào)方向，不能插錯(cuò)。 4．在焊接扁平型集成電路時(shí)，由于其外引出線成型，所以要注意引腳要與印制電路板平行，不得穿引扭焊，不得從根部彎折。 5．在焊接集成電路時(shí)，不得使用功率大于45W的電烙鐵，每次焊接的時(shí)間不得超過(guò)10s，以損壞集成電路或影響集成電路性能。集成電路引出線間距較小，在焊接時(shí)不得相互錫連，以免造成短路。 6．在安裝集成電路時(shí)，要選擇有利于散熱通風(fēng)，便于維修更換器件的位臵。 7．CMOS集成電路有金屬氧化物半導(dǎo)體構(gòu)成的非常薄的絕緣氧化膜，可由柵極的電壓控制源和漏區(qū)之間的電通路，而加在柵極上的電壓過(guò)大，柵極的絕緣氧化膜就容易被擊穿。一旦發(fā)生了絕緣擊穿，就不可能再恢復(fù)集成電路的性能。CMOS集成電路為保護(hù)柵極的絕緣氧化膜免遭擊穿，雖備有輸入保護(hù)電路，但這種保護(hù)也有限，使用時(shí)如不小心，仍會(huì)引起絕緣擊穿。因此使用CMOS集成電路時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：（1）焊接時(shí)采用漏電小的烙鐵（絕緣電阻在10MΩ以上的A級(jí)烙鐵或起碼1MΩ以上的B級(jí)烙鐵）或焊接時(shí)暫時(shí)拔掉烙鐵電源。 （2）電路操作者的工作服、手套等應(yīng)由無(wú)靜電的材料制成。工作臺(tái)上要鋪上導(dǎo)電的金屬板，椅子、工夾器具和測(cè)量?jī)x器等均應(yīng)接到地電位。特別是電烙鐵的外殼須有良好的接地線。（3）當(dāng)要在印刷電路板上插入或拔出大規(guī)模集成電路時(shí)，一定要先關(guān)斷電源。（4）切勿用手觸摸大規(guī)模集成電路的引腳。（5）直流電源的接地端子一定要接地。 （6）在存儲(chǔ)CMOS集成電路時(shí)，必須將集成電路放在金屬盒內(nèi)或用金屬箔包裝起來(lái)。 8．安裝完成之后應(yīng)仔細(xì)檢查各引腳焊接順序是否正確，各引腳有無(wú)虛焊及互連現(xiàn)象，一切檢查完畢之后方可通電。 第6章 電聲器件 教學(xué)目的與要求： 通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生了解電聲器件的分類(lèi)，掌握電聲器件的識(shí)別方法。 主要教學(xué)內(nèi)容 電聲器件 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：電聲器件的主要特性參數(shù)與標(biāo)注方法 難點(diǎn)：電聲器件標(biāo)識(shí)法識(shí)別電阻值 教學(xué)設(shè)計(jì)： 6.1 揚(yáng)聲器 揚(yáng)聲器俗稱(chēng)喇叭，是一種常用的電聲器件，它將電信號(hào)轉(zhuǎn)變成聲音信號(hào)并將其輻射到空氣中去的器件。揚(yáng)聲器在收音機(jī)、錄音機(jī)、電視機(jī)、計(jì)算機(jī)、音響和家庭影院系統(tǒng)，以及電影院、劇場(chǎng)、體育場(chǎng)館、交通設(shè)施等公共場(chǎng)所得到廣泛的應(yīng)用。6.1.1 揚(yáng)聲器的分類(lèi) 揚(yáng)聲器的種類(lèi)較多，外形各種各樣，其分類(lèi)方式有多種，常見(jiàn)的有： 按換能方式不同，揚(yáng)聲器可分為電動(dòng)式、壓電式、電磁式、氣動(dòng)式等； 按結(jié)構(gòu)不同，揚(yáng)聲器可分為號(hào)筒式、紙盆式、球頂式、帶式、平板式、組合式等多種； 按工作頻段不同，揚(yáng)聲器可分為高音揚(yáng)聲器、中音揚(yáng)聲器、低音揚(yáng)聲器、全頻揚(yáng)聲器等； 按磁路結(jié)構(gòu)的不同，揚(yáng)聲器可分為內(nèi)磁式、外磁式、勵(lì)磁式等。 不同種類(lèi)的揚(yáng)聲器有不同的用途，一般在廣場(chǎng)擴(kuò)音時(shí)，使用電動(dòng)號(hào)筒式揚(yáng)聲器；在收音機(jī)、錄音機(jī)、電視機(jī)中多使用電動(dòng)紙盆式揚(yáng)聲器。 揚(yáng)聲器在電路中用文字符號(hào)BL表示，6.1.2 揚(yáng)聲器的主要參數(shù) 揚(yáng)聲器的主要技術(shù)參數(shù)有標(biāo)稱(chēng)功率、標(biāo)稱(chēng)阻抗、頻率范圍等項(xiàng)。1．標(biāo)稱(chēng)功率 揚(yáng)聲器的標(biāo)稱(chēng)功率又稱(chēng)為額定功率，是指揚(yáng)聲器長(zhǎng)期正常工作時(shí)所允許輸入的最大電功率，常用揚(yáng)聲器的功率有：0.1W、0.25W、0.5W、1W、3W、5W、10W、50W、100W及200W等。2．標(biāo)稱(chēng)阻抗 揚(yáng)聲器的標(biāo)稱(chēng)阻抗又稱(chēng)為額定阻抗，是揚(yáng)聲器的交流阻抗值。揚(yáng)聲器的標(biāo)稱(chēng)阻抗約是其音圈直流電阻值的1.2~1.3倍。常用揚(yáng)聲器的標(biāo)稱(chēng)阻抗有：4Ω、8Ω、16Ω。在標(biāo)稱(chēng)功率和標(biāo)稱(chēng)阻抗一般均直接標(biāo)注在揚(yáng)聲器上，如圖6-3所示。在標(biāo)稱(chēng)功率和標(biāo)稱(chēng)阻抗一般均直接標(biāo)注在揚(yáng)聲器上，如圖6-3所示。3．頻率范圍 頻率范圍是指揚(yáng)聲器的有效工作的頻率范圍。不同的揚(yáng)聲器具有不同的頻率范圍，該參數(shù)與揚(yáng)聲器的結(jié)構(gòu)、尺寸、形狀、材質(zhì)及工藝等諸多因素有關(guān)。一般低音揚(yáng)聲器的頻率范圍為20Hz~3kHz，中音揚(yáng)聲器的頻率范圍為500Hz~5kHz，高音揚(yáng)聲器的頻率范圍為2~20kHz。6.1.3 揚(yáng)聲器的一般檢測(cè)方法 1．高、中、低音揚(yáng)聲器的直觀判別 由于測(cè)試揚(yáng)聲器的有效頻率范圍比較麻煩，所以多根據(jù)它的口徑大小及紙盆柔軟程度進(jìn) 行直觀判斷，以粗略確定其頻率響應(yīng)。一般而言，揚(yáng)聲器的口徑越大，紙盆邊越柔軟，低頻 特性越好，與此相反，揚(yáng)聲器的口徑越小，紙盆越硬而輕，高音特性越好。2．揚(yáng)聲器性能的檢測(cè) 將萬(wàn)用表臵于R×1Ω檔，用萬(wàn)用表的兩表筆斷續(xù)觸碰揚(yáng)聲器的兩引腳，就應(yīng)聽(tīng)到出“喀、喀…”聲，喀喇聲越響的揚(yáng)聲器，其電-聲轉(zhuǎn)換效率越高，喀喇聲越清脆、干凈的揚(yáng)聲器，其音質(zhì)越好。如果碰觸時(shí)萬(wàn)用表指針沒(méi)有擺動(dòng)且揚(yáng)聲器不發(fā)出聲音，則說(shuō)明揚(yáng)聲器的音圈或音圈引出線斷路，如果揚(yáng)聲器不發(fā)出聲音而指針擺動(dòng)，則表明揚(yáng)聲器的振動(dòng)系統(tǒng)有問(wèn)題，如：音圈變形等。3．揚(yáng)聲器阻抗的估測(cè) 將萬(wàn)用表臵于R×1Ω擋，測(cè)揚(yáng)聲器音圈的直流電阻值，把測(cè)得的阻值乘以1.2，便近似為此揚(yáng)聲器的阻抗值。例如：假設(shè)測(cè)得某揚(yáng)聲器的音圈的直流電阻值為6.5Ω，則6.5×1.2=7.8Ω，此值接近8Ω，所以可以認(rèn)為該揚(yáng)聲器的阻抗為8Ω。4．揚(yáng)聲器相位的檢測(cè) 揚(yáng)聲器相位是指揚(yáng)聲器在串聯(lián)、并聯(lián)使用時(shí)的正極、負(fù)極的接法。當(dāng)使用兩只以上的揚(yáng)聲器時(shí)，要設(shè)法保證流過(guò)揚(yáng)聲器的音頻電流方向的一致性，這樣才能使揚(yáng)聲器的紙盆振動(dòng)方向保持一致，不至于使空氣振動(dòng)的能量被抵消，降低放音效果。因此要求串聯(lián)使用時(shí)，一只揚(yáng)聲器的正極接另一只揚(yáng)聲器的負(fù)極依次地連接起來(lái)；并聯(lián)使用時(shí)，各只揚(yáng)聲器的正極與正極相連，負(fù)極與負(fù)極相連，這就達(dá)到了同相位的要求。 將萬(wàn)用表臵于R×1Ω擋，將萬(wàn)用表的紅表筆接揚(yáng)聲器一引腳，用左手指輕輕接觸揚(yáng)聲器紙盆，用右手將萬(wàn)用表的黑表筆接觸揚(yáng)聲器另一引腳，在接觸的瞬間，左手仔細(xì)感覺(jué)紙盆是先向外還是先向里運(yùn)動(dòng)。如果紙盆先向外運(yùn)動(dòng)，則黑表筆接的揚(yáng)聲器引腳是正極，紅表筆接的揚(yáng)聲器引腳是負(fù)極；如果紙盆先向里運(yùn)動(dòng)，則紅表筆接的揚(yáng)聲器引腳是正極，黑表筆接的揚(yáng)聲器引腳是負(fù)極。 6.1.4 揚(yáng)聲器的正確選用 揚(yáng)聲器的種類(lèi)很多，性能參數(shù)、口徑大小、使用范圍各不相同。選用時(shí)要根據(jù)場(chǎng)合、使用目的等合理地選擇揚(yáng)聲器。 1．揚(yáng)聲器的阻抗要與功率放大器的阻抗相匹配 選擇揚(yáng)聲器時(shí)，應(yīng)依據(jù)功率放大器的阻抗進(jìn)行選擇。只有揚(yáng)聲器的阻抗與功率放大器的阻抗相匹配時(shí)，才能發(fā)揮出功率放大器與揚(yáng)聲器的應(yīng)有效率，否則將導(dǎo)致功率損耗，甚至損壞功率放大器或使揚(yáng)聲器發(fā)生失真。 2．揚(yáng)聲器的功率要與功率放大器的功率相適應(yīng) 選擇揚(yáng)聲器時(shí)，要根據(jù)功率放大器的額定功率大小，選用相當(dāng)功率的揚(yáng)聲器，使兩者基本相適用。加給揚(yáng)聲器的功率不能超過(guò)其標(biāo)稱(chēng)值，否則將會(huì)損壞揚(yáng)聲器。 要說(shuō)明的是，揚(yáng)聲器的阻抗與功率和放大器的輸出阻抗與輸出功率要同時(shí)完成匹配。3．對(duì)揚(yáng)聲器頻率特性的選擇 為獲得豐富的低音，盡量選擇大口徑的揚(yáng)聲器。也可選用橡皮邊揚(yáng)聲器，此種揚(yáng)聲器增加了振動(dòng)系統(tǒng)的柔順性，使低頻特性大為提高。如劇場(chǎng)、體育館、大型廳堂，可選擇專(zhuān)業(yè)用高頻號(hào)筒式揚(yáng)聲器。 選擇揚(yáng)聲器時(shí)，也可根據(jù)對(duì)音色的需求進(jìn)行選用。如軟球頂型揚(yáng)聲器能夠表達(dá)出音樂(lè)的柔和與溫暖，而硬球頂型則能表達(dá)出音樂(lè)的清脆和力度以及節(jié)奏感。4．揚(yáng)聲器的使用注意事項(xiàng) 使用揚(yáng)聲器時(shí)要注意防潮，因?yàn)閾P(yáng)聲器的音團(tuán)受潮后會(huì)發(fā)霉斷路或短路，紙盆受潮后會(huì)變形。同時(shí)避免摔、碰撞導(dǎo)致變形與損壞。6.2 耳機(jī) 耳機(jī)又稱(chēng)耳塞，也是一種將電信號(hào)轉(zhuǎn)換為聲音信號(hào)的電聲器件。耳機(jī)主要用于袖珍式、便攜式的收聽(tīng)裝臵中，代替揚(yáng)聲器作發(fā)聲使用。其額定功率一般都在0.25W以下。6.2.1 耳機(jī)的分類(lèi) 耳機(jī)的種類(lèi)也比較多。 按換能原理的不同，耳機(jī)可分為電磁式、壓電式、電動(dòng)式（動(dòng)圈式等）、靜電式（電容式，駐極體式）； 按結(jié)構(gòu)形式的不同，耳機(jī)可分為插入式（耳塞式）、耳掛式、聽(tīng)珍式、頭戴式（貼耳式，耳罩式）。按傳送聲音的不同可分為單聲道耳機(jī)和立體聲耳機(jī)兩種。 耳機(jī)在電路中用文字符號(hào)BE表示，其電路圖形符號(hào)如圖6-4所示，常見(jiàn)外形如圖6-5所示。耳機(jī)的主要參數(shù)與揚(yáng)聲器相同，應(yīng)根據(jù)需要選用額定功率、標(biāo)稱(chēng)阻抗和頻響范圍符合要求的耳機(jī)。 6.2.2 耳機(jī)的一般檢測(cè) 目前常用的耳機(jī)分高阻抗和低阻抗兩種。高阻抗耳機(jī)一般是800~2000Ω，低阻抗耳機(jī) 一般是8Ω左右。 檢查低阻抗耳機(jī)時(shí)可用萬(wàn)用表R×1Ω檔，而檢查高阻抗耳機(jī)時(shí)將萬(wàn)用表?yè)苤罵×100Ω檔，用萬(wàn)用表的兩表筆斷續(xù)觸碰耳機(jī)的兩引線插頭（地線和芯線）。如果聽(tīng)到出“喀、喀…”聲，說(shuō)明耳機(jī)良好的，喀喇聲越響，其電-聲轉(zhuǎn)換效率越高。 如果碰觸時(shí)聽(tīng)不到“喀、喀…”聲音，則說(shuō)明耳機(jī)是壞的，不能使用。如果測(cè)試中聽(tīng)到失真的聲音，則說(shuō)明音圈不正或音膜損壞變形。 立體聲耳機(jī)一般為三芯插頭，兩根芯線中一根是R（右）通道，一根是L（左）通道。簡(jiǎn)單地說(shuō)等于兩個(gè)耳機(jī)，因此檢查時(shí)分別檢查就行了。6.2.3 耳機(jī)的正確選用 1．根據(jù)收聽(tīng)對(duì)象選擇 主要用于收聽(tīng)語(yǔ)言廣播，只要語(yǔ)言清晰度好就可以，對(duì)音質(zhì)要求不高，此時(shí)可選用靈敏度較高的耳機(jī)；主要用于收聽(tīng)音樂(lè)則要選擇頻帶較寬、音質(zhì)較好的耳機(jī)，靈敏度可放在其次。2．根據(jù)放音設(shè)備的檔次高低選擇 好的耳機(jī)，需要好的聲源和放音設(shè)備，如耳機(jī)很好，而音響設(shè)備的輸出本身就頻響不好，且有失真，再好的耳機(jī)也無(wú)法收聽(tīng)好的節(jié)目，因此要根據(jù)放音設(shè)備的檔次來(lái)選用耳機(jī)。3．根據(jù)放音設(shè)備的聲道數(shù)選擇 依據(jù)放音設(shè)備的聲道數(shù)來(lái)選擇耳機(jī)，單聲道放音設(shè)備要選用單聲道耳機(jī)，雙聲道放音設(shè)備要選用雙聲道耳機(jī)。 4．根據(jù)使用的環(huán)境場(chǎng)合選擇 在環(huán)境噪聲較大的場(chǎng)合可選用不通氣的耳罩(護(hù)耳式)，在家庭中便可選用通氣式耳罩。 此外，使用耳機(jī)時(shí)還應(yīng)注意：切勿將音量開(kāi)得太大，由于耳機(jī)的功率較小，耳機(jī)的振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)范圍有限，音量太大時(shí)會(huì)損壞耳機(jī)。6.3 傳聲器 傳聲器俗稱(chēng)話(huà)筒，又稱(chēng)麥克風(fēng)，是一種將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成相應(yīng)電信號(hào)的電聲器件。6.3.1 傳聲器的分類(lèi) 傳聲器的種類(lèi)很多，其性能外形各不相同。 根據(jù)換能方式分，傳聲器可分為動(dòng)圈式傳聲器、電容式傳聲器、駐極體傳聲器、晶體式傳聲器、鋁帶式傳聲器和炭粒式傳聲器等； 根據(jù)指向性的不同，傳聲器可分為全向式傳聲器、單向心形傳聲器、單向超心形傳聲器、單向超指向傳聲器、雙向式傳聲器和可變指向式傳聲器。 根據(jù)輸出阻抗的不同，傳聲器為低阻型和高阻型兩類(lèi)，一般將輸出電阻小于2kΩ的稱(chēng)作低阻傳聲器，將輸出阻抗大于2kΩ是稱(chēng)作為高阻傳聲器； 按外形結(jié)構(gòu)的不同，傳聲器可分為手持式、領(lǐng)夾式、頭戴式、平面式、鵝頸式等傳聲器。各種傳聲器廣泛應(yīng)用在錄音、擴(kuò)音、通信、聲控等一切需要將聲音信號(hào)轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的領(lǐng)域，其中動(dòng)圈式和駐極體傳聲器應(yīng)用最廣泛。傳聲器在電路中用文字符號(hào)BM表示，6.3.2 傳聲器的主要性能參數(shù) 傳聲器的主要性能參數(shù)有靈敏度，頻率響應(yīng)，輸出阻抗，指向性等。1．靈敏度 傳聲器的靈敏度是指?jìng)髀暺髟谝欢晧鹤饔孟螺敵鲭妷旱拇笮?。它反映了傳聲器將聲音信?hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)的能力。其單位為V/Pa、Mv/Pa、dB（0dB=1VPa）。一般來(lái)說(shuō)，選用靈敏度較高的傳聲器效果較好。2．輸出阻抗 傳聲器的輸出阻抗是指?jìng)髀暺鬏敵龆说慕涣髯杩梗ㄔ?kHz頻率下測(cè)量）。選用傳聲器時(shí)，應(yīng)是傳聲器的輸出阻抗與擴(kuò)音設(shè)備大體匹配。 大部分傳聲器將其靈敏度與輸出阻抗直接標(biāo)示在傳聲器上，如圖6-8所示。3．頻率響應(yīng) 傳聲器的頻率響應(yīng)是指?jìng)髀暺鞯撵`敏度隨輸入的聲音頻率變化的規(guī)律。普通傳聲器的頻率響應(yīng)為100Hz~10kHz，質(zhì)量?jī)?yōu)良的傳聲器的頻率響應(yīng)為20Hz~20kHz。一般而言，頻率響應(yīng)范圍寬的傳聲器其音質(zhì)也好。4．指向性 傳聲器的指向性是傳聲器的靈敏度隨聲波入射方向而變化的特性。根據(jù)需要，傳聲器可設(shè)計(jì)成不同的指向性，常見(jiàn)的有全向性、單向性和雙向性3種。全向性傳聲器對(duì)來(lái)自四周的聲波都有基本相同的靈敏度；單向性傳聲器的正面靈敏度比背面高；雙向性傳聲器的前、后兩面靈敏度較高，左、右兩側(cè)的靈敏度偏低一些。6.3.3 傳聲器的一般檢測(cè)方法 對(duì)動(dòng)圈式傳聲器可以用萬(wàn)用表簡(jiǎn)單地判斷一下其質(zhì)量（電容式傳聲器不宜用萬(wàn)用表來(lái)測(cè)量）。測(cè)量時(shí)，將萬(wàn)用表臵于R×10Ω檔，兩根表筆與傳聲器的兩個(gè)輸出插頭連接，此時(shí)，萬(wàn)用表應(yīng)有一定的直流電阻指示。高阻抗傳聲器約為1~2kΩ，低阻抗傳聲器約為幾十歐。如果電阻為零或無(wú)窮大，則表示傳聲器內(nèi)部可能已短路或開(kāi)路。 對(duì)駐極體傳聲器也可以用萬(wàn)用表進(jìn)行檢測(cè)。測(cè)量時(shí)，將萬(wàn)用表?yè)艿絉×1kΩ擋。對(duì)于二端式駐極體傳聲器，用萬(wàn)用表的負(fù)表筆結(jié)傳聲器的D端，正表筆接傳聲器的接地端，對(duì)于三端式駐極體傳聲器，用萬(wàn)用表的負(fù)表筆結(jié)傳聲器的D端，正表筆同時(shí)接傳聲器的接地端和S端，這時(shí)用嘴向話(huà)筒吹氣，萬(wàn)用表表針應(yīng)有指示，指示范圍越大，說(shuō)明該傳聲器靈敏度越高。如果無(wú)指示，說(shuō)明該傳聲器已損壞。6.3.4 傳聲器的正確選用 1．根據(jù)使用目的進(jìn)行選擇 傳送語(yǔ)言時(shí)可選擇單向動(dòng)圈式傳聲器。錄音時(shí)可根據(jù)錄音的內(nèi)容及距離遠(yuǎn)近不同選用傳聲器，如要錄制語(yǔ)言且距離較近時(shí)，或者錄制頻率較低的樂(lè)器時(shí)，可選用動(dòng)圈式傳聲器；如要錄制音域較寬的器樂(lè)曲且距離較遠(yuǎn)時(shí)，可選用靈敏度較高的電容式傳聲器； 1m以上遠(yuǎn)距離錄音時(shí)，應(yīng)盡量選用靈敏度高的傳聲器。聲樂(lè)演員演唱時(shí)，可根據(jù)唱法選擇傳聲器，通俗唱法者可選用動(dòng)圈近講傳聲器；美聲唱法者可選用單向電容傳聲器；民族唱法者可選用電容式傳聲器。2．根據(jù)使用的不同環(huán)境條件進(jìn)行選擇 在演出舞臺(tái)上，可選擇動(dòng)圈式和單向電容式傳聲器；在廣播室播音時(shí)，可選用動(dòng)圈式傳聲器；在錄音機(jī)、電話(huà)機(jī)中可選用駐極體式傳聲器；在小型會(huì)場(chǎng)、小型禮堂以及人數(shù)不太多的會(huì)議室中可選用靈敏度一般的動(dòng)圈式傳聲器，如選用靈敏度較高的傳聲器便會(huì)產(chǎn)生反饋嘯叫。3．根據(jù)擴(kuò)聲設(shè)備的輸入阻杭大小進(jìn)行選擇 不同的擴(kuò)聲設(shè)備其傳聲器的輸入阻抗不相同，應(yīng)做到傳聲器的輸出阻抗與擴(kuò)聲設(shè)備的輸入阻抗匹配，只有在匹配的條件下，傳聲器與擴(kuò)聲設(shè)備才能保證傳聲與擴(kuò)聲的最佳效果。 第7章 開(kāi)關(guān)與接插件、繼電器 教學(xué)目的與要求： 通過(guò)本課程的教學(xué)使學(xué)生了解開(kāi)關(guān)與接插件、繼電器的分類(lèi)，掌握開(kāi)關(guān)與接插件、繼電器的識(shí)別方法。 主要教學(xué)內(nèi)容 開(kāi)關(guān)與接插件、繼電器 教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn) 重點(diǎn)：開(kāi)關(guān)與接插件、繼電器的主要特性參數(shù)與標(biāo)注方法 難點(diǎn)：開(kāi)關(guān)與接插件、繼電器標(biāo)識(shí)法識(shí)別電阻值 教學(xué)設(shè)計(jì)： 7.1 開(kāi)關(guān)與接插件 7.1.1 接插件 接插件又稱(chēng)連接器。在電子設(shè)備中，接插件可以提供簡(jiǎn)便的插拔式電氣連接。為了便于組裝、更換、維修，在分立元器件或集成電路與印制電路板之間、在設(shè)備的主機(jī)和各部件之間，多采用接插件進(jìn)行電氣連接。1．接插件的分類(lèi) 按工作頻率可分為低頻接插件和高頻接插件，低頻接插件通常是指頻率在100MHz以下的連接器;高頻連接器是指頻率在100MHz以上的連接器，這類(lèi)連接器在結(jié)構(gòu)上就要考慮高頻電場(chǎng)的泄漏、反射等問(wèn)題。 按其外型結(jié)構(gòu)可分為圓形接插件、矩形接插件、印刷板接插件、帶狀扁平排線接插件等。2．幾種常見(jiàn)的接插件（1）圓形接插件 圓形接插件也稱(chēng)航空插頭、插座，它有一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的螺旋鎖緊機(jī)構(gòu)，接接點(diǎn)數(shù)目從兩個(gè)到上百個(gè)不等。 （2）矩形接插件 矩形接插件的矩形排列能充分利用空間，并且電流容量也較大，所以其被廣泛用于機(jī)內(nèi)安培級(jí)電流信號(hào)的互連。（3）印刷板接插件 為了便于印制板電路的更換、維修，印制電路板之間或印制電路板與其他部件之間的互連經(jīng)常采用印刷板接插件。按其結(jié)構(gòu)形式分為簧片式和針孔式。（4）帶狀扁平排線接插件 帶狀扁平排線接插件是由幾十根以聚氯乙烯為絕緣層的導(dǎo)線并排黏合在一起的。它占用空間小，26 輕巧柔韌，布線方便，不易混淆。7.1.2 開(kāi)關(guān)器件 開(kāi)關(guān)是在電子電路和電子設(shè)備中用來(lái)接通、斷開(kāi)和轉(zhuǎn)換電路的機(jī)電元件。1．開(kāi)關(guān)的分類(lèi) 按驅(qū)動(dòng)方式的不同，可分為手動(dòng)和自動(dòng)兩大類(lèi)； 按應(yīng)用場(chǎng)合不同，可分為電源開(kāi)關(guān)、控制開(kāi)關(guān)、轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)和行程開(kāi)關(guān)等； 按機(jī)械動(dòng)作的方式不同，可分為旋轉(zhuǎn)式開(kāi)關(guān)、按動(dòng)式開(kāi)關(guān)、撥動(dòng)式開(kāi)關(guān)等； 按極位的不同，可分為單極單位開(kāi)關(guān)、單極雙位開(kāi)關(guān)、雙極雙位開(kāi)關(guān)、多級(jí)單位開(kāi)關(guān)、多級(jí)多位開(kāi)關(guān)等。 按結(jié)構(gòu)的不同，可分為鈕子開(kāi)關(guān)、波動(dòng)開(kāi)關(guān)、波段開(kāi)關(guān)、琴鍵開(kāi)關(guān)、按鈕開(kāi)關(guān)等。在電路中，開(kāi)關(guān)用文字符號(hào)S或XS表示，2．幾種常用開(kāi)關(guān)（1）按鈕開(kāi)關(guān) 按鈕開(kāi)關(guān)是通過(guò)按動(dòng)鍵帽，使開(kāi)關(guān)觸頭接通或斷開(kāi)，從而達(dá)到電路切換的目的。按鈕開(kāi)關(guān)常用于電信設(shè)備、電話(huà)機(jī)、自控設(shè)備、計(jì)算機(jī)及各種家電中。（2）鈕子開(kāi)關(guān) 鈕子開(kāi)關(guān)有大、中、小型和超小型多種，接點(diǎn)有單極、雙極和三極等幾種，接通狀態(tài)有單位和雙位等。它體積小，操作方便，是電子設(shè)備中常用的一種開(kāi)關(guān)，工作電流從0.5A～5A不等。鈕子開(kāi)關(guān)主要用作電源開(kāi)關(guān)和狀態(tài)轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，廣泛應(yīng)用于小家電及儀器儀表中。（3）船型開(kāi)關(guān) 船型開(kāi)關(guān)也稱(chēng)波形開(kāi)關(guān)，其結(jié)構(gòu)與鈕子開(kāi)關(guān)相同，只是把鈕柄換成船型。船型開(kāi)關(guān)常用 做電子設(shè)備的電源開(kāi)關(guān)，其接點(diǎn)分為單極單位和雙極雙位等幾種，有些開(kāi)關(guān)還帶有指示燈。（4）波段開(kāi)關(guān) 波段開(kāi)關(guān)有旋轉(zhuǎn)式、撥動(dòng)式和按鍵式三種。每種形式的波段開(kāi)關(guān)又可分為若干種規(guī)格的極和位。在開(kāi)關(guān)結(jié)構(gòu)中，可直接移位或間接移位的導(dǎo)體稱(chēng)為極，固定的導(dǎo)體稱(chēng)為位。波段開(kāi)關(guān)的極和位，通過(guò)機(jī)械結(jié)構(gòu)，可以接通或斷開(kāi)。波段開(kāi)關(guān)有多少個(gè)極，就可以同時(shí)接通多少個(gè)點(diǎn)；有多少個(gè)位，就可以轉(zhuǎn)換多少個(gè)電路。波段開(kāi)關(guān)主要用于收音機(jī)、收錄機(jī)、電視機(jī)及各種儀器儀表中。（5）鍵盤(pán)開(kāi)關(guān) 鍵盤(pán)開(kāi)關(guān)多用于遙控器、計(jì)算器中數(shù)字信號(hào)的快速通斷。鍵盤(pán)有數(shù)碼鍵、字母鍵、符號(hào)鍵和功能鍵或是它們的組合，其接觸形式有簧片式、導(dǎo)電橡膠式和電容式多種。（6）琴鍵開(kāi)關(guān) 琴鍵開(kāi)關(guān)是一種采用積木組合式結(jié)構(gòu)，能作多極多位組合的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)。它常用在收錄機(jī)中。琴鍵開(kāi)關(guān)大多是多檔組合式，也有單檔的，單檔開(kāi)關(guān)通常用作電源開(kāi)關(guān)。琴鍵開(kāi)關(guān)除了開(kāi)關(guān)檔數(shù)及極位數(shù)有所不同之外，還有說(shuō)鎖緊式和開(kāi)關(guān)組成形式之分。鎖緊形式可分自鎖、互鎖、無(wú)鎖三種。鎖定是指按下開(kāi)關(guān)鍵后位臵即被固定，復(fù)位需另復(fù)位鍵或其他鍵。開(kāi)關(guān)組成形式主要分為帶指示燈。帶電源開(kāi)關(guān)和不帶燈數(shù)種。（7）撥動(dòng)開(kāi)關(guān) 撥動(dòng)開(kāi)關(guān)是水平滑動(dòng)換位式開(kāi)關(guān)，采用切入式咬合接觸。波動(dòng)開(kāi)關(guān)多為單極雙位和雙極雙位開(kāi)關(guān)，主要用于電源電路及工作狀態(tài)電路的切換。波動(dòng)開(kāi)關(guān)在小家電產(chǎn)品中應(yīng)用較多。（8）撥碼開(kāi)關(guān) 撥碼開(kāi)關(guān)常用的有單極十位，雙極雙位和8421碼撥碼開(kāi)關(guān)三種。常用在有數(shù)字預(yù)臵功能的電路中。 （9）薄膜按鍵開(kāi)關(guān) 薄膜按鍵開(kāi)關(guān)簡(jiǎn)稱(chēng)薄膜開(kāi)關(guān)，它是近年來(lái)國(guó)際流行的一種集裝飾與功能為一體的新型開(kāi)關(guān)。和傳統(tǒng)的機(jī)械開(kāi)關(guān)相比，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外型美觀、密閉性好、保險(xiǎn)性強(qiáng)、性能穩(wěn)定、壽命長(zhǎng)等優(yōu)點(diǎn)，目前被廣泛用于各種微電腦控制的電子設(shè)備中。薄膜開(kāi)關(guān)按基材不同可分為軟性和硬性?xún)煞N，按面板類(lèi)型不同，可分為平面型和凹凸型；按操作感受又可分為觸覺(jué)有感型和無(wú)感型。3．開(kāi)關(guān)的主要參數(shù) 27（1）額定電壓 額定電壓是指在正常工作狀態(tài)下開(kāi)關(guān)能容許施加的最大電壓。（2）額定電流 額定電流是指在正常工作狀態(tài)下開(kāi)關(guān)所容許通過(guò)的最大電流。（3）接觸電阻 接觸電阻指的是開(kāi)關(guān)接通時(shí)，兩觸點(diǎn)間的電阻值。該阻值越小越好，一般開(kāi)關(guān)多在0.02Ω以下。（4）絕緣電阻 絕緣電阻指的不相接觸的開(kāi)關(guān)導(dǎo)體之間的電阻值。該阻值越大越好，一般開(kāi)關(guān)多在100MΩ以上。 （5）耐壓 耐壓也叫抗電強(qiáng)度，指的是不相接觸的開(kāi)關(guān)導(dǎo)體之間所能承受最大電壓。一般開(kāi)關(guān)至少大于100V，電源（市電）開(kāi)關(guān)要求大于500V（交流，50Hz）。（6）使用壽命 使用壽命是指開(kāi)關(guān)在正常條件下能工作的有效時(shí)間（使用次數(shù)）。一般開(kāi)關(guān)的使用壽命通常為5000~10000次。 7.1.3 開(kāi)關(guān)及接插件的選用 選用開(kāi)關(guān)和接插件時(shí)，除了應(yīng)根據(jù)產(chǎn)品技術(shù)條件所規(guī)定的電氣、機(jī)械、環(huán)境要求外，還要考慮元件動(dòng)作的次數(shù)、鍍層的磨損等因素。因此，選用開(kāi)關(guān)和接插件時(shí)應(yīng)注意以下幾個(gè)方面的問(wèn)題： 1．首先應(yīng)根據(jù)使用條件和功能來(lái)選擇合適類(lèi)型的開(kāi)關(guān)及接插件。 2．開(kāi)關(guān)、接插件的額定電壓、電流要留有一定的余量。為了接觸可靠，開(kāi)關(guān)的接點(diǎn)和接插件的線數(shù)要留有一定的余量，以便并聯(lián)使用或備用。 3．盡量選用帶定位的接插件，以免插錯(cuò)而造成故障。 4．接點(diǎn)的接線和焊接可靠，為防止斷線和短路，焊接處應(yīng)加套管保護(hù)。7.1.4 開(kāi)關(guān)和接插件一般檢測(cè) 開(kāi)關(guān)和接插件其檢測(cè)要點(diǎn)是接觸可靠，轉(zhuǎn)換準(zhǔn)確，一般用目測(cè)和萬(wàn)用表測(cè)量即可達(dá)到要求。1．外觀檢查 對(duì)非密封的開(kāi)關(guān)、接插件均可先進(jìn)行外觀檢查，檢查中的主要工作是檢查其整體是否完整，有無(wú)損壞，接觸部分有無(wú)損壞、變形、松動(dòng)、氧化或失去彈性，波段開(kāi)關(guān)還應(yīng)檢查定位 是否準(zhǔn)確，有無(wú)錯(cuò)位、短路等情況。2．用萬(wàn)用表檢測(cè) 將萬(wàn)用表臵于R×1Ω檔，測(cè)量接通兩觸點(diǎn)之間的直流電阻，這個(gè)電阻應(yīng)接近于零，否則說(shuō)明觸點(diǎn)接觸不良。將萬(wàn)用表臵于R×1K或R×10K檔，測(cè)量接點(diǎn)斷開(kāi)后接點(diǎn)間，接點(diǎn)對(duì)“地”間的電阻，此值應(yīng)趨無(wú)窮大，否則開(kāi)關(guān)、接插件絕緣性能不好。7.2 繼電器 繼電器是自動(dòng)控制電路中常用的一種控制器件，它可以用較小的電流來(lái)控制較大的電流，用低電壓來(lái)控制高電壓，用直流電來(lái)控制交流電等，并且可實(shí)現(xiàn)控制電路與被控電路之間的完全隔離，在電路中起著自動(dòng)操作、自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)等作用。7.2.1 繼電器的分類(lèi) 繼電器的種類(lèi)很多，常見(jiàn)的分類(lèi)方式有： 根據(jù)結(jié)構(gòu)與特征的不同，可分為電磁式繼電器、干簧式繼電器、濕簧式繼電器、壓電式繼電器、固態(tài)繼電器、磁保持繼電器、步進(jìn)繼電器、時(shí)間繼電器、溫度繼電器等； 按照工作電壓類(lèi)型的不同，可分為直流型繼電器、交流型繼電器和脈沖型繼電器； 按照繼電器接點(diǎn)的形式與數(shù)量的不同，可分為單組接點(diǎn)繼電器和多組接點(diǎn)繼電器兩類(lèi)。其中，單組接點(diǎn)繼電器又分為常開(kāi)接點(diǎn)(動(dòng)合接點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)H接點(diǎn))、常閉接點(diǎn)（動(dòng)斷接點(diǎn)，簡(jiǎn)稱(chēng)D接點(diǎn)）、轉(zhuǎn)換接點(diǎn)（簡(jiǎn)稱(chēng)Z接點(diǎn)）三種。多組接點(diǎn)繼電器包括多組相同形式的接點(diǎn)和多種不同形式的接點(diǎn)。 繼電器在電路中用文字符號(hào)K表示，其圖形符號(hào)如圖7-4所示，外形如圖7-5所示。 7.2.2 繼電器的型號(hào)命名方法 繼電器的型號(hào)一般由五部分組成，如圖7-6所示。第一部分用字母J表示繼電器的主稱(chēng)； 第二部分用字母表示繼電器的功率或形式；第三部分用字母表示繼電器的外形特征；第四部分用1~2位數(shù)字表示序號(hào)；第五部分用字母表示繼電器的封裝形式。型號(hào)中字母的意義見(jiàn)表7-1。7.2.3 繼電器的主要參數(shù) 繼電器的主要參數(shù)有額定工作電壓、額定工作電流、線圈電阻、接點(diǎn)負(fù)荷等。1．額定工作電壓 額定工作電壓是指繼電器正常工作時(shí)線圈需要的電壓。同一種型號(hào)的繼電器往往有多種額定工作電壓以供選擇，并在型號(hào)后面加上規(guī)格號(hào)來(lái)區(qū)別。2．額定工作電流 額定工作電流是指繼電器正常工作時(shí)線圈需要的電流值。 選用繼電器時(shí)必須保證其額定工作電壓比和額定工作電流符合要求。3．線圈電阻 線圈電阻是指繼電器線圈的直流電阻。有些繼電器的說(shuō)明書(shū)中只會(huì)給出額定工作電壓或額定工作電流，可以根據(jù)歐姆定律進(jìn)行汁算線圈電阻。4．接點(diǎn)負(fù)荷 接點(diǎn)負(fù)荷是指繼電器接點(diǎn)的負(fù)載能力，也稱(chēng)為接點(diǎn)容量。使用中通過(guò)繼電器接點(diǎn)的電壓、電流均不應(yīng)超過(guò)此參數(shù)，否則將會(huì)造成接點(diǎn)始化，打火花，接點(diǎn)氧化發(fā)黑，影響接點(diǎn)電阻及其壽命。一個(gè)繼電器的多組接點(diǎn)的負(fù)荷一般都是一樣的。 密封繼電器通常將型號(hào)、接點(diǎn)負(fù)荷、引出端示意圖標(biāo)示在繼電器上，如圖7-7所示。7.2.4 幾種常見(jiàn)繼電器 常用繼電器主要有電磁式繼電器、干簧式繼電器、固態(tài)繼電器等。1．電磁式繼電器 電磁式繼電器是最常用的繼電器之一，由鐵芯、線圈、銜鐵、動(dòng)接點(diǎn)、靜接點(diǎn)等組成，如圖7-8所示。 2．干簧式繼電器 干簧式繼電器是常用的繼電器之一，它由干簧管和線圈組成，如圖7-9所示。3．固態(tài)繼電器 固態(tài)繼電器（Solid State Relay）簡(jiǎn)稱(chēng)為SSR，是利用現(xiàn)代微電子技術(shù)與電力電子技術(shù)相結(jié)合而發(fā)展起來(lái)的一種新型五觸點(diǎn)電子開(kāi)關(guān)器件。它可以實(shí)現(xiàn)用微弱的控制信號(hào)（幾毫安到幾十毫安）控制大電流負(fù)載，進(jìn)行無(wú)觸點(diǎn)接通或分?jǐn)唷?/p> 固態(tài)繼電器可分為直流式和交流式兩大類(lèi)。直流式固態(tài)繼電器電路示意圖如圖7-10所示。7.2.5 繼電器的檢測(cè) 1．檢測(cè)繼電器線圈 將萬(wàn)用表臵于“R×100”或“R×lk”擋，兩表筆（不分正、負(fù)）接繼電器線圈的兩引腳，萬(wàn)用表指示應(yīng)與該繼電器的線圈電阻基本相符，如果阻值明顯偏小，說(shuō)明線圈局部短路；如阻值為零，說(shuō)明兩線圈引腳間短路；如阻值為無(wú)窮大，說(shuō)明線圈已斷路。2．檢測(cè)繼電器接點(diǎn) 給繼電器線圈接上規(guī)定的工作電壓，用萬(wàn)用表“R×1k”擋，檢測(cè)接點(diǎn)的通斷情況。未加上工作電壓時(shí)，常開(kāi)接點(diǎn)應(yīng)不通，常閉接點(diǎn)應(yīng)導(dǎo)通。當(dāng)加上工作電壓時(shí)，應(yīng)能聽(tīng)到繼電器吸合聲，這時(shí)，常開(kāi)接點(diǎn)應(yīng)導(dǎo)通，常閉接點(diǎn)應(yīng)不通，轉(zhuǎn)換接點(diǎn)應(yīng)隨之轉(zhuǎn)換，否則說(shuō)明該繼電器損壞。對(duì)于多組接點(diǎn)繼電器，如果部分接點(diǎn)損壞，其余接點(diǎn)動(dòng)作正常，則仍可使用。 電子元器件與電路基礎(chǔ)試題 一、填空題：（20分，每空1分） 1、通常將三極管的輸出特性曲線分為（）、（）和（）。 2、基爾霍夫第一定律指的是（），第二定律指的是（）。 3、晶閘管又稱(chēng)（），對(duì)于金屬封裝的單向晶閘管，螺栓一端為（），較細(xì)的引線端為（），較粗的引線端為（）。 4、雙向晶閘管的主要技術(shù)參數(shù)包括（）、（）、（）、（）。 5、場(chǎng)效晶體管按結(jié)構(gòu)分為（）、（）。 6、固態(tài)繼電器，簡(jiǎn)稱(chēng)（），是由（）、（）、（）組成的無(wú)觸電開(kāi)關(guān)。 7、光電耦合器是一種（）轉(zhuǎn)換的器件。 二、單項(xiàng)選擇題:(每題1分,共10分)1.電容器上面標(biāo)示為107，容量應(yīng)該是（） A.10μF B.100μF C.1000μF 2.兩個(gè)容值相同的電容器串聯(lián)和并聯(lián)使用容值有什么不同？（）A.串聯(lián)容量變小，并聯(lián)容量變大 B.串聯(lián)容量變大，并聯(lián)容量變小 C.串聯(lián)容量變小，并聯(lián)容量變小 D.串聯(lián)容量變大，并聯(lián)容量變大 3、瓷介電容471、103、104請(qǐng)指出最大容量的電容？（）A.471 B.103 C.104 4、4環(huán)色環(huán)電阻第四環(huán)顏色是銀色，對(duì)應(yīng)的誤差多少？（）A.5% B.10% C.15% 5、低壓小功率三極管條件下最關(guān)鍵的參數(shù)是。（）A.放大系數(shù)β值 B.最大耗散功率Pcm C.穿透電流Iceo 6、一個(gè)電源變壓器輸入電壓為220V，初級(jí)的線圈匝數(shù)為3500匝，輸出電壓為12V請(qǐng)問(wèn)次級(jí)線圈的匝數(shù)是:（）A.235匝 B.150匝 C.191匝 7、貼片電阻的阻值為5.1K，那么上面的標(biāo)號(hào)應(yīng)該為（）A.511 B.512 C.513 8、貼片電阻的封裝是:（）A.0805 B.SOT-23 C.TO-92 9、如何判斷發(fā)光二極管的管腳極性？（）A.發(fā)光二極管的長(zhǎng)腳為正極 B.發(fā)光二極管的長(zhǎng)腳為負(fù)極 C.有的二極管有環(huán)狀標(biāo)志的一端是正極 10、三極管硅管的導(dǎo)通電壓為（）A.0.6V B.0.2V C.0.3V 三、判斷題：（20分，每題2分） 1、穩(wěn)壓二極管代換時(shí)只要穩(wěn)定電壓值相同即可代換。（） 2、在RLC諧振電路中，諧振頻率f僅由電路參數(shù)L和C決定，與電阻R的大小無(wú)關(guān)。（） 3、測(cè)量二極管時(shí)要使用萬(wàn)用表的R×10K擋。（） 4、HDMI接口是新一代的多媒體接口，又稱(chēng)高清一線通。（） 5、對(duì)于金屬封裝螺栓型雙向晶閘管，螺栓一端為控制極G。（） 6、場(chǎng)效晶體管按導(dǎo)電方式分為N溝道和P溝道。（） 7、低頻扼流線圈在電路中的作用是“阻高頻通低頻”。（） 8、在本征半導(dǎo)體中摻入適量的三價(jià)元素，就形成P型半導(dǎo)體。（） 9、用萬(wàn)用表不同擋位測(cè)量二極管時(shí)顯示不同數(shù)值，說(shuō)明二極管已壞。（） 10、塑料封裝穩(wěn)壓二極管上印有色環(huán)標(biāo)記的一端為負(fù)極。（）四.多項(xiàng)選擇題:(每題3分,共30分) 1、三極管的主要幾個(gè)參數(shù)是什么？（） A.直流放大系數(shù)β值。 B.穿透電流Iceo。 C.集電極最大允許電流Icm D.集電極一發(fā)射擊穿電壓Vceo；E.集電極最大耗散功率Pcm。 2、下列哪些是電聲器件？（） A.揚(yáng)聲器、B.耳機(jī) C.話(huà)筒 D.壓電陶瓷片 3、如何辨認(rèn)極性電解電容的引腳極性？（）A.長(zhǎng)腳為正，短腳為負(fù)。 B.長(zhǎng)腳為負(fù)，短腳為正 C.多數(shù)極性電容將負(fù)極引在封裝皮上，相應(yīng)的引腳即為負(fù)極 D.多數(shù)極性電容將正極引在封裝皮上，相應(yīng)的引腳即正負(fù)極 4、電阻在電子電路中的基本作用是什么？（） A.能夠限制電流的大小。 B.能夠限制電阻的大小。 C.分配所需的電壓 D.分配所需的電流。 5、選擇電阻器要注意哪兩個(gè)參數(shù)？（） A.標(biāo)稱(chēng)電阻值 B.標(biāo)稱(chēng)電壓 C.標(biāo)稱(chēng)電流 D.標(biāo)稱(chēng)功率 6、電容有什么作用？（） A.具有儲(chǔ)存電荷的能力。 B.在電路中起“通交流，阻直流 C.通高頻，阻低頻。 D.通低頻，阻高頻。 7、如何用數(shù)字萬(wàn)用表判斷常用硅三極管的類(lèi)型？（）A.用內(nèi)電源大于9V的R×1K萬(wàn)用表找到固定一個(gè)表筆按一個(gè)電極，另一表筆分別觸碰其余兩個(gè)管腳均能導(dǎo)通的狀態(tài)，若是紅表筆固定接那個(gè)電極則為PNP型三極管 B.用內(nèi)電源大于9V的R×1K萬(wàn)用表找到固定一個(gè)表筆按一個(gè)電極，另一表筆分別觸碰其余兩個(gè)管腳均能導(dǎo)通的狀態(tài)，若為黑表筆固定接那個(gè)電極則為NPN型。 C.用內(nèi)電源大于9V的R×1K萬(wàn)用表找到固定一個(gè)表筆按一個(gè)電極，另一表筆分別觸碰其余兩個(gè)管腳均能導(dǎo)通的狀態(tài)，若是黑表筆固定接那個(gè)電極則為PNP型三極管 D.用內(nèi)電源大于9V的R×1K萬(wàn)用表找到固定一個(gè)表筆按一個(gè)電極，另一表筆分別觸碰其余兩個(gè)管腳均能導(dǎo)通的狀態(tài)，若為紅表筆固定接那個(gè)電極則為NPN型 8、帶電滅火時(shí)，應(yīng)選用（）滅火器 A、1211滅火器 B、干粉滅火器 C、泡沫滅火器 D、二氧化碳滅火器 9、在進(jìn)行觸電現(xiàn)場(chǎng)急救時(shí)，應(yīng)注意（） A.將觸電人員身上妨礙呼吸的衣服全部解開(kāi) B.迅速將口中的假牙取出 C.打強(qiáng)心針 D.潑冷水讓其清醒 10、單向晶閘管維持導(dǎo)通的條件是（） A、陽(yáng)極電位高于陰極電位 B、陰極電位高于陽(yáng)極電位 C、陽(yáng)極電流大于維持電流 D、陽(yáng)極電流小于維持電流 五、問(wèn)答題：（共20分） 1、如何判斷三極管的類(lèi)型和引腳？（6分） 2、場(chǎng)效晶體管與三極管在電氣特性方面的主要區(qū)別是什么？（7分） 3、如何判斷單向晶閘管質(zhì)量？（7分） 電子元器件與電路基礎(chǔ)試題答案 一、填空題 1、截止區(qū)、放大區(qū)、飽和區(qū) 2、在任一時(shí)刻，通過(guò)電路中任一節(jié)點(diǎn)的電流代數(shù)和恒等于零、對(duì)電路中的任一閉合回路，各電阻上電壓降的代數(shù)和等于各電源電動(dòng)勢(shì)的代數(shù)和 3、可控硅、陽(yáng)極A、控制極G、陰極K 4、通態(tài)電流、斷態(tài)重復(fù)峰值電壓、通態(tài)峰值電壓、控制極觸發(fā)電壓 5、結(jié)型、絕緣柵型 6、SSR、微電子電路、分立電子器件、電力電子功率器件 7、電-光-電 二、單項(xiàng)選擇題：BACBA CBAAA 三、判斷題：×√×√× ××√×√ 四.多項(xiàng)選擇題： 1、ABCDE 2、ABCD 3、AC 4、AC 5、AD 6、ABC 7、CD 8、ACD 9、AB 10、AC XX大學(xué) 研究生課程論文/研究報(bào)告 課程名稱(chēng)：電力電子系統(tǒng)建模與分析 任課教師： 完成日期： 2016 年 X 月 X 日 專(zhuān) 業(yè)： 電力電子與電力傳動(dòng) 學(xué) 號(hào)： 姓 名： 同組成員： 成績(jī)： 題目要求 某用戶(hù)需要一直流電源，要求：直流輸出24V/200W，輸出電壓波動(dòng)及紋波均<1%。用戶(hù)有220V交流電網(wǎng)（±10%波動(dòng)變化）可供使用： (1) 設(shè)計(jì)電源主電路及其參數(shù)； (2) 建立電路數(shù)學(xué)模型，獲得開(kāi)關(guān)變換器傳函模型； (3) 設(shè)計(jì)控制器參數(shù)，給出控制補(bǔ)償器前和補(bǔ)償后開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)波特圖，分 析系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)和穩(wěn)態(tài)性能； (4) 根據(jù)設(shè)計(jì)的控制補(bǔ)償器參數(shù)進(jìn)行電路仿真，實(shí)現(xiàn)電源要求； (5) 討論建模中忽略或近似因素對(duì)數(shù)學(xué)模型的影響，得出適應(yīng)性結(jié)論(量化 性結(jié)論：如具體開(kāi)關(guān)頻率、具體允許擾動(dòng)幅值及頻率等）。 主要工作 本次設(shè)計(jì)主要負(fù)責(zé)電源主電路及其參數(shù)的的設(shè)計(jì)，以及建立電路數(shù)學(xué)模型并獲得開(kāi)關(guān)變換器傳函模型這兩部分內(nèi)容，具體如下： (1) 本次設(shè)計(jì)電源主電路及其參數(shù)，采用從后向前的逆向設(shè)計(jì)思想。首先根據(jù)系統(tǒng)輸出要求，設(shè)計(jì)了后級(jí)DC/DC型Buck電路的參數(shù)。接著設(shè)計(jì)了前級(jí)不控整流電路以及工頻變壓器的參數(shù)?？紤]到主電路啟動(dòng)運(yùn)行時(shí)的安全性，在主電路中加入了軟啟動(dòng)電路； (2) 本次DC/DC變換器的建模并沒(méi)有采用傳統(tǒng)的狀態(tài)空間平均方法，而是采用更為簡(jiǎn)單、直觀的平均開(kāi)關(guān)建模方法，建立了Buck變換器小信號(hào)交流模型。最后，推到出了開(kāi)關(guān)變換器的傳遞函數(shù)模型，并給出了Buck電路閉環(huán)控制框圖。 設(shè)計(jì)主電路及其參數(shù) 1.1主電路設(shè)計(jì) 根據(jù)題目要求，系統(tǒng)為單相交流220V/50Hz輸入，直流24V/200W輸出。對(duì)于小功率單相交流輸入的場(chǎng)合，由于二極管不控整流電路簡(jiǎn)單，可靠性高，產(chǎn)生的高次諧波較少，廣泛應(yīng)用于不間斷電源(UPS)、開(kāi)關(guān)電源等場(chǎng)合。所以初步確定本系統(tǒng)主電路拓?fù)錇椋呵凹?jí)AC-DC電路為電源經(jīng)變壓器降壓后的二極管不控整流，后級(jí)DC-DC電路為Buck斬波電路，其中Buck電路工作在電感電流連續(xù)模式（CCM），前后級(jí)之間通過(guò)直流母線和直流電容連接在一起。系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)如圖1-1所示。 圖1-1 系統(tǒng)主電路結(jié)構(gòu)圖 1.2主電路參數(shù)設(shè)計(jì) 本次設(shè)計(jì)電源主電路參數(shù)，采用從后向前的逆向設(shè)計(jì)思想。先對(duì)后級(jí)DC/DC型Buck電路的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)，接著對(duì)前級(jí)不控整流電路以及工頻變壓器的參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)。下面分別對(duì)后級(jí)的Buck電路和前級(jí)經(jīng)變壓器降壓后的不控整流電路各參數(shù)進(jìn)行分析設(shè)計(jì)。 1.2.1 輸出電阻計(jì)算 根據(jù)系統(tǒng)電路參數(shù)：，可計(jì)算： 輸出電流： （1-1） 負(fù)載等值電阻： （1-2） 1.2.2 BUCK電路占空比及開(kāi)關(guān)頻率選擇 根據(jù)Buck電路占空比計(jì)算公式： 假定占空比，可得： （1-3） 由于開(kāi)關(guān)頻率越低，低頻擾動(dòng)頻率的選擇范圍越小，濾波電感的體積越大，整體裝置的體積和重量越大。開(kāi)關(guān)頻率高，可以用更小的電感來(lái)濾除高次諧波，但是開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管功耗變大，發(fā)熱量顯著增加，電路效率變低，散熱器體積也更大。因此要折中效率、體積選擇開(kāi)關(guān)頻率，本次設(shè)計(jì)選擇MOSFET開(kāi)關(guān)頻率。 1.2.3 BUCK電路濾波電感選擇 由BUCK電路電感電流連續(xù)的臨界條件： 可得要保證電路工作在CCM模式下，則電感應(yīng)滿(mǎn)足： （1-4） 根據(jù)開(kāi)關(guān)頻率，則 （1-5） 假定電感紋波電流為輸出負(fù)載電流額定值的30%，此時(shí)電感值應(yīng)為： （1-6） 保留一定余量，本系統(tǒng)實(shí)取。 1.2.4 BUCK電路濾波電容選擇 電容容值越大，輸出電壓將近似為恒定，但電容越大，裝置體積和成本也相應(yīng)增大，因此本系統(tǒng)根據(jù)輸出電壓的紋波要求選取電容。本設(shè)計(jì)按輸出電壓紋波不超過(guò)輸出電壓的1%進(jìn)行計(jì)算： （1-7） 保留一定余量，本系統(tǒng)實(shí)取。 1.2.5 開(kāi)關(guān)管MOSFET選擇 開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)MOSFET端電壓近似為0V，開(kāi)關(guān)關(guān)斷時(shí)MOSFET承受最大電壓為： （1-8） 一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流最大值等于電感電流最大值，即： （1-9） 綜上，考慮裕量，選擇MOSFET的型號(hào)為IRF650A，其額定參數(shù)為。 1.2.6 整流后直流側(cè)電容選擇 直流母線電壓通過(guò)單相橋式整流而來(lái)故每個(gè)周期發(fā)生2次脈動(dòng)，單相工頻電壓的周期為T(mén)=0.02s，在T/2周期內(nèi)電容完成一個(gè)充電和放電的周期。直流側(cè)電容的選擇依據(jù)有： （1） 有依電流為依據(jù)的，例如：每0.5A電流1000uF （2） 有依RC時(shí)間常數(shù)為依據(jù)的，例如：?jiǎn)蜗嗖豢卣麟娐?/p> 其中，T為交流電源周期 則： （1-10） （3）還有一種經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)： 負(fù)載電流(A) 2A 1A 0.5-1A 0.1-0.5A ＜0.1A?。?.05A 濾波電容(μF)4000 2000 1000 500 200-500 200 根據(jù)直流側(cè)電壓平均值為48V，則直流側(cè)的等效電流約為，由經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)可大概估算直流側(cè)電容為10000uF。本系統(tǒng)實(shí)際選擇100V/100uF CL20型金屬化聚脂膜電容器，采用10只并聯(lián)。 1.2.7 整流二極管選擇 （1）確定整流二極管的耐壓值 根據(jù)全橋整流電路中每個(gè)二極管所承受的反向電壓： 可得整流二極管耐壓值為： （1-11） 其中，為整流橋輸入電壓有效值，1.1為電壓波動(dòng)系數(shù)，為安全系數(shù)。 則二極管耐壓值為： （1-12） （2）確定整流二極管的額定電流值 流過(guò)每個(gè)二極管的平均電流為直流側(cè)電流的一半，取電流波動(dòng)系數(shù)取1.1，安全系數(shù)，則整流二極管額定電流值為： （1-13） 根據(jù)上述參數(shù)選擇二極管型號(hào)為P600D，查其參數(shù)手冊(cè)可知二極管的通態(tài)壓降為,則每個(gè)二極管額通態(tài)損耗為： （1-14） 1.2.8 變壓器選擇 電壓比： 變壓器電壓比的計(jì)算原則是電路在最大占空比和最低輸入電壓的條件下，輸出電壓能達(dá)到要求的上限。根據(jù)公式： 其中，為二極管整流橋輸出電壓最小值；為最大占空比，取0.9；為 考慮管壓降和線壓降，取2V；為最高輸出電壓。 實(shí)際根據(jù)單相二極管不控整流電路的輸入輸出關(guān)系，可得不控整流的輸入側(cè)電壓，即變壓器二次側(cè)電壓為： （1-15） 則變壓器電壓比為： （1-16） 容量： 根據(jù)系統(tǒng)輸出功率，考慮電路損耗及效率，變壓器容量選擇為300VA。 鐵芯截面積： 鐵芯截面積是根據(jù)變壓器總功率P確定的，根據(jù)變壓器次級(jí)功率為P2=200W。計(jì)算變壓器輸入功率P1（考慮變壓器效率η=0.9）P1=P2/0.9=222.2w。 則鐵芯截面積為： （1-17） 匝數(shù)： 變壓器匝數(shù)的選擇（工頻變壓器) 根據(jù)變壓器最高輸出電壓，電源周期，鐵心截面積，鐵心材料所允許的最大磁通密度的變化量,則變壓器二次側(cè)繞組匝數(shù)為： （1-18） 則變壓器一次側(cè)繞組匝數(shù)： （1-19） 繞組導(dǎo)體截面： 根據(jù)流過(guò)每個(gè)繞組的電流值和預(yù)先選定的電流密度，即可計(jì)算出繞組導(dǎo)體截面： （1-20） 其中，導(dǎo)體電流密度選。 1.2.9 主電路軟啟動(dòng)設(shè)計(jì) 由于二極管不控整流后直流側(cè)電容上的初始電壓為零，在輸入電路合閘的瞬間，會(huì)形成很大的瞬時(shí)沖擊電流，主電路軟啟動(dòng)電路不僅可以防止合閘時(shí)電路受到浪涌電流的沖擊，它還能使電路緩慢的啟動(dòng)，減小了變換器和輸出電容上的電流最大值，軟啟動(dòng)電路性能的好壞，會(huì)直接影響到電源的工作性能，元器件的壽命，所以很重要。常用的軟啟動(dòng)有：采用功率熱敏電阻電路、采用SCR、R電路、繼電器與電阻構(gòu)成的回路、采用定時(shí)觸發(fā)器的繼電器與限流電阻的電路等等。根據(jù)系統(tǒng)實(shí)際的需要為了避免系統(tǒng)啟動(dòng)可能引起系統(tǒng)內(nèi)浪涌問(wèn)題，采用加入軟啟動(dòng)環(huán)節(jié)進(jìn)行處理，如下圖1-2所示。先通過(guò)電阻R對(duì)輸入濾波環(huán)節(jié)的濾波電容進(jìn)行預(yù)充電，充電完成后接入時(shí)間繼電器KT使電阻R短路。加入了軟啟動(dòng)環(huán)節(jié)后，避免了瞬時(shí)大電壓及大電流的沖擊，保證了系統(tǒng)工作安全及元器件安全。 圖1-2 軟啟動(dòng)電路結(jié)構(gòu)圖 建立電路數(shù)學(xué)模型，獲得開(kāi)關(guān)變換器傳函模型 由于狀態(tài)空間平均方法建模純粹基于數(shù)學(xué)，計(jì)算推導(dǎo)比較繁瑣、模型不直觀。而平均開(kāi)關(guān)建模方法，是直接通過(guò)電路變換得到電力電子電路小信號(hào)交流模型，更直觀、使用更方便，所以本次DC/DC變換器建模采用平均開(kāi)關(guān)方法建模。 2.1建立電路數(shù)學(xué)模型 任一DC/DC變換器可分割成兩個(gè)子電路，一個(gè)子電路為線性定常子電路，另一個(gè)為開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)子電路。線性定常子電路無(wú)需進(jìn)行處理，關(guān)鍵是通過(guò)電路變換將非線性的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)子電路變換成線性定常電路。如圖2-1所示，為Buck變換器電路。圖2-2給出了Buck變換器的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)子電路，開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)子電路用二端口網(wǎng)絡(luò)表示，端口變量為。 圖2-1 Buck變換器電路 圖2-2 Buck變換器開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)子電路 根據(jù)開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)管關(guān)斷時(shí)。將上述開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)子電路用受控源替代，如圖2-3所示。且替代后，受控源網(wǎng)絡(luò)端口與開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)子電路端口的電量波形應(yīng)保持一致。將替代后的開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的受控源電路與原來(lái)的線性定常子電路組合一起，得到含有受控源的等效Buck電路如圖2-4所示。 圖2-3 受控源替代開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)子電路 圖2-4 受控源替代開(kāi)關(guān)網(wǎng)絡(luò)的Buck電路 應(yīng)用開(kāi)關(guān)周期平均的概念，對(duì)圖2-4等效電路中的各個(gè)電量作開(kāi)關(guān)周期平均運(yùn)算： （2-1） 得到以開(kāi)關(guān)周期平均值表示的等效電路如圖2-5所示，該電路仍是一個(gè)非線性電路。 圖2-5 經(jīng)開(kāi)關(guān)周期變換后的Buck變換器 采用擾動(dòng)法，對(duì)上述等效電路中的各個(gè)電量引入小信號(hào)擾動(dòng)，即令： （2-2） 得到有小信號(hào)擾動(dòng)作用的等效電路如圖2-6所示。 圖2-6 小信號(hào)擾動(dòng)的Buck電路 其中： （2-3） 將圖2-6等效電路各個(gè)電量中含有的二次項(xiàng)忽略(主要是受控源電量) ： （2-4） 得到線性近似、受控源表示的小信號(hào)等效電路如圖2-7所示。 圖2-7 忽略二次項(xiàng)影響的小信號(hào)擾動(dòng)的Buck電路 進(jìn)一步用理想變壓器替代受控源，得到線性近似、理想變壓器表示的小信號(hào)等效電路如圖2-8所示。 圖2-8 用理想變壓器表示的小信號(hào)等效Buck電路 2.2開(kāi)關(guān)變換器傳遞函數(shù)模型 由上述建立的Buck電路小信號(hào)交流平均開(kāi)關(guān)模型可推出變換器的傳遞函數(shù)為： 輸入至輸出的傳遞函數(shù)： （2-5） 控制至輸出的傳遞函數(shù)： （2-6） Buck電路閉環(huán)控制框圖如圖2-9所示。 圖2-9 Buck電路閉環(huán)控制框圖 其中： （1） 為需要設(shè)計(jì)的控制器； （2） 為PWM調(diào)制器傳遞函數(shù)； （3） 為輸出電壓對(duì)占空比的傳遞函數(shù)； （4） 為反饋環(huán)節(jié)的傳遞函數(shù)。 設(shè)計(jì)中取，將計(jì)算數(shù)值帶入閉環(huán)控制框圖，可得本系統(tǒng)Buck電路閉環(huán)控制框圖如圖2-10所示。 圖2-10本系統(tǒng) Buck電路閉環(huán)控制框圖 其中原始回路增益為： （2-7） 設(shè)計(jì)控制器參數(shù) 沒(méi)有加控制器補(bǔ)償前變換器原始回路增益函數(shù)： （3-1） 其伯德圖如圖3-1所示。 圖3-1 原始回路增益伯德圖 利用超前—滯后補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)來(lái)校正系統(tǒng)，設(shè)計(jì)的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的傳遞函數(shù)為： （3-2） 相應(yīng)的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)的伯德圖如圖3-2所示。 圖3-2 補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)伯德圖 補(bǔ)償后系統(tǒng)開(kāi)環(huán)傳遞函數(shù)伯德圖如圖3-3所示。 圖3-3 補(bǔ)償后系統(tǒng)伯德圖 由圖可以看出此時(shí)系統(tǒng)的相位余量為67.5°，幅值余量為20.3dB。 電路仿真 根據(jù)以上設(shè)計(jì)的主電路以及控制器參數(shù)，在PSIM中搭建仿真電路，并進(jìn)行仿真驗(yàn)證，仿真模型以及仿真結(jié)果如下所示： 圖4-1 主電路仿真模型 圖4-2 控制電路仿真模型 系統(tǒng)輸出電壓Uo與輸出電流Io的波形如圖4-3和4-5所示。 圖4-3 輸出電壓波形圖 圖4-4 輸出電壓有效值 圖4-5 輸出電流波形圖 圖4-6 輸出電壓局部放大圖 由圖4-6可知，輸出電壓穩(wěn)態(tài)值為24V，波動(dòng)約為0.02%<1%，滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求，超調(diào)量為12.5%，調(diào)節(jié)時(shí)間大約為3ms。 圖4-7 突加100%負(fù)載輸出電壓波形圖 由圖4-7可知，在0.04s時(shí)加入100%的負(fù)載擾動(dòng)，輸出電壓依然穩(wěn)定在24V，且滿(mǎn)足1%的紋波設(shè)計(jì)要求。 圖4-8 輸出電路電壓、電流波形圖 圖4-9 輸出電路電壓、電流有效值 由圖4-9中輸出電壓、電流有效值計(jì)算，輸出功率約為P=U*I=24*8.3=199.2W,輸出功率基本滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。 建模中忽略或近似因素對(duì)數(shù)學(xué)模型的影響 （1）開(kāi)關(guān)頻率對(duì)電路模型的影響 開(kāi)關(guān)頻率越低，低頻擾動(dòng)頻率的選擇范圍越小，濾波電感的體積越大，整體裝置的體積和重量越大。開(kāi)關(guān)頻率高，可以用更小的電感來(lái)濾除高次諧波，但是開(kāi)關(guān)頻率過(guò)高會(huì)導(dǎo)致開(kāi)關(guān)管功耗變大，發(fā)熱量顯著增加，電路效率變低，散熱器體積也更大，更加因此要折中效率、面積選擇開(kāi)關(guān)頻率。 電路模型的開(kāi)關(guān)頻率越大，輸出結(jié)果越接近數(shù)學(xué)模型，一般開(kāi)關(guān)頻率可以取截止頻率的100倍。 （2）擾動(dòng)頻率對(duì)數(shù)學(xué)模型的影響 擾動(dòng)頻率過(guò)高：如果高于開(kāi)關(guān)頻率，由于一般使用正弦信號(hào)模擬擾動(dòng)，在一個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)擾動(dòng)信號(hào)正負(fù)分量相互抵消，小信號(hào)擾動(dòng)失去意義。 擾動(dòng)頻率過(guò)低：如果擾動(dòng)頻率過(guò)低，在多個(gè)開(kāi)關(guān)周期內(nèi)擾動(dòng)信號(hào)基本為恒定值，相當(dāng)在給定電壓上疊加了一個(gè)幾乎不變的直流量，不能很好地體現(xiàn)其為小信號(hào)“動(dòng)態(tài)”模型。 綜上，擾動(dòng)頻率的選擇應(yīng)在一個(gè)合適的范圍內(nèi)，這樣既可以方便地對(duì)電路進(jìn)行分析和控制，又不失動(dòng)態(tài)建模的意義。 （3）擾動(dòng)幅度的影響 小信號(hào)擾動(dòng)的幅值應(yīng)遠(yuǎn)小于穩(wěn)態(tài)工作點(diǎn)的各量的幅值。根據(jù)仿真結(jié)果可得隨著擾動(dòng)幅度增大，數(shù)學(xué)模型的輸出電壓變化幅度較小。擾動(dòng)幅值不超過(guò)±5V時(shí)，輸出電壓紋波仍滿(mǎn)足1%的設(shè)計(jì)要求。 （4）其他影響 實(shí)際電路中存在電感的等效電阻、開(kāi)關(guān)管的開(kāi)通關(guān)斷時(shí)間、管壓降等都會(huì)對(duì)電路模型的輸出產(chǎn)生影響，這些量的大小也會(huì)影響小信號(hào)建模的準(zhǔn)確性和適用性。 參考文獻(xiàn) [1] 裴云慶,等.開(kāi)關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計(jì)和應(yīng)用[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2010.[2] 王兆安,等.電力電子技術(shù)[M].5版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2009.[3] 林渭勛.現(xiàn)代電力電子技術(shù)[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2006.[4] 張崇巍.PWM整流器及其控制[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社,2003.[5] 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4、應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)那逑?、清潔設(shè)備，并防止這類(lèi)設(shè)備成為污染源。 5、設(shè)備所用的潤(rùn)滑劑、冷卻劑等不得對(duì)藥品或容器造成污染，應(yīng)當(dāng)盡可能使用食用級(jí)或級(jí)別相當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑。 6．選購(gòu)的設(shè)備應(yīng)是經(jīng)過(guò)鑒定，有生產(chǎn)許可證的非淘汰產(chǎn)品。 7．選購(gòu)的設(shè)備應(yīng)是經(jīng)國(guó)家有關(guān)部門(mén)批準(zhǔn)的標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)格化產(chǎn)品，如屬于非標(biāo)產(chǎn)品，應(yīng)考慮其通用性。 8．選型的論證分析應(yīng)由生產(chǎn)部會(huì)同質(zhì)量保證部、使用部門(mén)共同參與。 9．選型確定后，填寫(xiě)購(gòu)置申請(qǐng)單，按有關(guān)規(guī)定上報(bào)審批，待批準(zhǔn)后實(shí)施。 10．對(duì)確定型號(hào)的設(shè)備生產(chǎn)廠家，應(yīng)進(jìn)行該廠家審計(jì)，實(shí)地考察該廠的合法性及生產(chǎn)能力、生產(chǎn)管理水平、產(chǎn)品質(zhì)量等情況確認(rèn)該廠可提供符合要求的設(shè)備。 11．確認(rèn)購(gòu)置廠家后，要與廠家簽訂購(gòu)置合同，詳細(xì)寫(xiě)明購(gòu)置設(shè)備的具體條款要求，雙方簽章后合同生效。 12．設(shè)備因選型、購(gòu)置不當(dāng)造成閑置，應(yīng)追究有關(guān)人員的責(zé)任。 13.生產(chǎn)設(shè)備不得對(duì)藥品質(zhì)量產(chǎn)生任何不利影響。與藥品直接接觸的生產(chǎn)設(shè) 題目 設(shè)備選型與購(gòu)置管理規(guī)程 文件編號(hào) SMP-SB-0002-00 頁(yè) 數(shù) / 備表面應(yīng)當(dāng)平整、光潔、易清洗或消毒、耐腐蝕，不得與藥品發(fā)生化學(xué)反應(yīng)、吸附藥品或向藥品中釋放物質(zhì)。 14.應(yīng)當(dāng)配備有適當(dāng)量程和精度的衡器、量具、儀器和儀表。 15.應(yīng)當(dāng)選擇適當(dāng)?shù)那逑?、清潔設(shè)備，并防止這類(lèi)設(shè)備成為污染源。 16.設(shè)備所用的潤(rùn)滑劑、冷卻劑等不得對(duì)藥品或容器造成污染，應(yīng)當(dāng)盡可能使用食用級(jí)或級(jí)別相當(dāng)?shù)臐?rùn)滑劑。 17.生產(chǎn)用模具的采購(gòu)、驗(yàn)收、保管、維護(hù)、發(fā)放及報(bào)廢應(yīng)當(dāng)制定相應(yīng)操作規(guī)程，設(shè)專(zhuān)人專(zhuān)柜保管，并有相應(yīng)記錄。第三篇：電子元器件與電路基礎(chǔ)試題
第四篇：電力電子電路建模與分析大作業(yè)
第五篇：設(shè)備選型與購(gòu)置管理規(guī)程
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