项目8 电感器 1.8.1 基础知识 （4）微调电感线圈 有些电路需要在较小的范围内改变电感量，用以满足整机调试的需要，如收音机中的中频调谐回路和振荡电路。本机振荡线圈就是这种微调线圈，当改变磁帽上下的相对位置时，可以改变电感量。 （5）扼流圈（阻流圈） 限制交流电通过的线圈称为扼流圈，可分为高频扼流圈和低频扼流圈。高频扼流圈在电路中用来阻止高频信号通过，让低频交流信号通过，如直放式收音机中用的就是高频扼流圈。它的电感量很小，一般只有几微亨。低频扼流圈又称为滤波线圈，一般由铁芯和线圈构成。它与电容器组成滤波电路，消除整流滤波后残存的交流成分，让直流信号通过。其电感量较大，一般为几亨。 项目8 电感器 1.8.1 基础知识 （6）偏转线圈 偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载，要求其偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、价格低。 （7）多层片状电感器 多层片状电感器尺寸小、耐热性好、焊接性能好，闭合磁路结构使其不干扰周围元件，也不易受周围元件的干扰，有利于提高元件的封装密度。但其电感量和Q值较低。 （8）片式磁珠 片式磁珠是一种填充磁芯的电感器，在高频下其阻抗迅速增加，故它可以抑制各种电子线路中由电磁干扰源产生的电磁干扰杂波。它有小而薄和高阻抗的特性，适合波峰焊和再流焊，已广泛应用于各种电子产品中。 项目8 电感器 1.8.2 电感器的检测 外观检查，看线圈有无松散，引脚有无折断、氧化等。 用数字式万用表的200?挡测量线圈的电阻，若电阻值很小即趋近于0? ，则说明电感器内部存在短路；若阻值趋于?，则说明电感器开路损坏；一般情况下电感线圈的直流电阻只有几欧姆，对于匝数较多的阻值在几十甚至几百欧姆。 重点串联 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 5.熔断电阻器 熔断电阻器在正常情况下使用时，具有普通电阻器的特性。当电路发生故障、电源电压发生变化、某个元器件发生短路或失效时，熔断电阻器就会超负荷，在规定的时间内熔断开路，从而起到保护电路的作用。 熔断电阻器按其工作方式可分为可修复型和不可修复型两种。目前国内外普遍采用的是具有不可修复性质（一次性）的熔断电阻器。熔断电阻器的额定功率有0.25W、0.5W、1W、2W和3W等规格，阻值可达0.22? ? 5.1k?。 项目6 电阻器 1.6.2 电阻器的检测 1.固定电阻器的检测 将万用表两表笔（不分正负）分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。测试时，特别是在测几十千欧以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻的导电部分；将被检测的电阻从电路中焊下来，至少要焊开一端，以免电路中的其他元件对测试产生影响，造成测量误差。 项目6 电阻器 1.6.2 电阻器的检测 2.电位器的检测 检测电位器时，首先要转动旋柄，看看旋柄转动是否平滑，开关是否灵活，开关通、断时“喀哒”声是否清脆。 （1）用万用表测试时，用万用表的欧姆档测电位器的两固定端，其读数应为电位器的标称阻值。 （2）检测电位器的活动端与电阻体的接触是否良好。将一只表笔接电位器的滑动端，另一只表笔接其余两端中的任意一端，将电位器的旋柄从一个极端位置旋转至另一个极端位置，其电阻值应从零（或标称阻值）连续变化到标称阻值（或零）。 项目6 电阻器 1.6.2 电阻器的检测 3.敏感电阻器的检测 （1）光敏电阻器的检测 把光敏电阻器的两个引脚接在万用表的表笔上，用万用表的R × 1k挡测量在不同光照下光敏电阻的阻值。先用黑纸挡住光敏电阻器，测量的电阻值应接近无穷大。去掉黑纸，再加光照，其电阻值将减小。 项目6 电阻器 1.6.2 电阻器的检测 3.敏感电阻器的检测 （2）热敏电阻器的检测 1）常温检测：室内温度接近25?C时，将两表笔接触热敏电阻器的两引脚测出其实际阻值，并与标称阻值相对比，二者相差在?2?内即为正常。实际阻值若与标称阻值相差过大，则说明其性能不良或已损坏。测试时，不要用手捏住热敏电阻体，以防止人体温度对测试产生影响。 2）加温检测：在常温测试正常的基础上，即可进行加温检测。将一热源（例如电烙铁）靠近热敏电阻器对其加热，同时用万用表监测其电阻值。如果电阻值随温度的升高而变化，说明热敏电阻正常；若阻值无变化，说明其性能变劣，不能继续使用。 项目6 电阻器 1.6.2 电阻器的检测 3.敏感电阻器的检测 （3）压敏电阻器的检测 用万用表的R × 1k挡测量压敏电阻器两引脚之间的正、反向绝缘电阻值，均为无穷大；否则，说明漏电流大。若所测电阻值很小，说明压敏电阻器已损坏，不能使用。 项目6 电阻器 1.6.2 电阻器的检测 4.熔断电阻器的检测 在电路中，当熔断电阻器熔断开路后，可根据经验做出判断。若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦，可断定是其负荷过重，通过它的电流超过额定值很多倍所致；如果其表面无任何痕迹而开路，则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值。 对于表面无任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断，可借助万用表R × 1挡来测量。为保证测量准确，应将熔断电阻器一端从电路上焊下。若测得的阻值为无穷大，则说明此熔断电阻器已失效开路；若测得的阻值与标称值相差甚远，表明电阻已变值，也不宜再使用。 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 1.7.2 电容器的检测 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 两块导体中间隔以介质便构成电容器。电容器是一种储能元件，在电路中用于耦合、滤波、旁路、调谐和能量转换，是电子线路中常用的电子元器件之一。 1.电容器的分类 电容器的种类很多，按其容量是否可调可分为固定电容器、可变电容器和微调电容器。 按所用介质不同分为金属化纸介质电容器、云母电容器、独石电容器、薄膜介质电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、空气和真空电容器等。其中独石电容器、云母电容器具有较高的耐压；电解电容器具有较大的容量。但电解电容器具有极性，使用时不可接反，否则将引起电容器的电容量减小、耐压及绝缘电阻降低，影响其正常使用。 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 图1.52是常用电容器的电路符号。其中图（a）是普通无极性电容的符号；图（b）是有极性电容的符号；图（c）是微调电容的符号；图（d）是可变电容的符号；图（e）是双联可变电容的符号。 图1.51 常见电容器外形图 图1.52 常用电容器的电路符号 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 2.电容器的命名 电容器的命名一般由以下四部分组成。 第一部分：字母C，代表电容。 第二部分：反应电介质的材料，用字母表示，见表1.10。 第三部分：表示特性分类，用数字表示，见表1.11。 第四部分：表示序号，以区分外形尺寸和性能指标。 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 表1.10 电容材料符号及其含义 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 表1.11 电容特性分类中数字、字母表示的意义 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 3.电容器的参数 （1）标称容量及允许误差 电容器在电路中用字母C表示，电容的单位为F，常用单位为mF、?F、nF和pF。和电阻器一样，电容器的外壳表面上标出的电容量值，称为电容器的标称容量，标称容量与实际容量之间的偏差与标称容量之比的百分数称为电容器的允许误差。固定电容器的标称容量系列见下表。 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 （2）工作电压 工作电压也称耐压或额定工作电压，表示电容器在使用时允许加在其两端的最大电压值。使用时，外加电压最大值一定要小于电容器的耐压，通常取额定工作电压的三分之二以下。电容常用的额定工作电压有6.3V、10V、16V、25V、63V、100V、160V、250V、400V、630V、1000V、1600V、2500V等。 （3）绝缘电阻 电容器的绝缘电阻，表示了电容器的漏电性能，在数值上等于加在电容器两端的电压除以漏电流。绝缘电阻越大，电容器质量越好。品质优良的电容器具有较高的绝缘电阻，一般都在M?数量级以上。电解电容器的绝缘电阻一般较低，漏电流较大。 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 4.电容器的标注 电容器的容量、误差和耐压都标注在电容器的外壳上，其标注方法有直标法、文字符号法、数字法和色标法。 （1）直标法 这种方法是将容量、偏差、耐压等参数值直接标注在电容体上，常用于电解电容器参数的标注。 （2）文字符号法 使用文字符号法时，容量的整数部分写在容量单位符号的前面，容量的小数部分写在容量单位符号的后面。 例如：0.68pF写做p68，6800pF写做6n8。 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 （3）数字法 在一些瓷片电容器上，常用三位数表示标称电容量，此方法以pF为单位。三位数字中，前两位表示标称值的有效数字，第三位表示有效数字后面零的个数，但如果最后一位为9，则表示有效数字乘以0.1。 例如：电容器上所标数字为103，则其容量为10000pF = 0.01?F；若电容器上所标数字为229，则其容量为22 × 0.1 = 2.2pF。 （4）色标法 电容器色标法原则上与电阻器色标法相同，其单位为pF。电解电容器的耐压有时也采用颜色表示：6.3V用棕色，10V用红色，16V用灰色，色点标志在正极。 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 5.电容器的选用 （1）电容器类型的选择 在电源滤波、去耦电路中，应选用电解电容器；在高频、高压电路中，应选用瓷介电容器、云母电容器；在谐振电路中，应选用云母、陶瓷、有机薄膜介质等电容器；用作隔直流时，应选用纸介、涤纶、云母、电解电容器；在谐振电路中，应选用空气介质或小型密封可变电容器。 项目7 电容器 1.7.1 基础知识 5.电容器的选用 （2）电容器耐压值的选择 电容器的额定直流工作电压应高于实际工作电压的10? ? 20?，对工作电压稳定性较差的电路，可留有更大的余量，确保电容器不被损坏。 （3）容量误差的选择 对于振荡、延时电路，电容器的容量误差应尽可能小，选择的容量误差应小于5?。对于低频耦合电路中的电容器，其容量误差可以选10? ? 20?。 项目7 电容器 1.7.2 电容器的检测 1.万用表检测电容器 （1）固定电容器漏电阻的测量 万用表置R × 1k或R × 10k挡（视电容器的容量而定，选择电阻挡的原则是当电容量较大时应使用低阻挡、电容量较小时应选高阻挡），用万用表表笔接触电容器的两极，表头指针应向顺时针方向（R为零的方向）摆动（5000pF以下的小电容看不出摆动），然后逐渐逆时针恢复，退至R = ?处。如果不能复原，则稳定后的读数表示电容器漏电阻值，其值一般为几百至几千千欧，阻值越大表示电容器的绝缘电阻越大，其绝缘性越好。注意判别时不能用手指同时接触电容器的两个电极，以免影响判别结果。测量前应把电容器进行短路放电，否则可能观察不到变化情况。 项目7 电容器 1.7.2 电容器的检测 1.万用表检测电容器 （2）电容器容量的测量 5000pF以上的电容器，可用万用表电阻挡粗略判别其容量的大小。用表笔接触电容器两极时，表头指针应先是一摆，然后逐渐复原。将两表笔对调以后，表头指针又是一摆，且摆得更多，然后逐渐复原，这就是电容器充、放电的情况。电容器容量越大，指针摆动幅度越大，复原的速度也越慢。根据指针摆动的大小可粗略判断电容器容量的大小。同时，所用万用表电阻挡越高，指针摆动的距离也应越大。若万用表指针不动，则说明电容器内部断路或失效。 项目7 电容器 1.7.2 电容器的检测 1.万用表检测电容器 （3）电解电容器极性的判别 根据电解电容器在正接时漏电流小、反接时漏电流大的特性可判别其极性。测试时，先用万用表测一下电解电容器漏电阻值，再将两表笔对调，测一下对调后的电阻值，通过比较，两次测试中漏电阻值小的一次，漏电流大，为反接，则黑表笔接的是负极，红表笔接的是正极。 也可利用数字万用表的蜂鸣器挡快速检查电解电容器的质量。蜂鸣器挡内装有蜂鸣器，当被测线路的电阻小于某一数值（通常为几十欧，具体电阻值视数字万用表型号而定），蜂鸣器即发出振荡声。将被测电解电容器的正极接红表笔，负极接黑表笔，应能听到一阵短促的蜂鸣声，随即声音停止，同时显示溢出符号。 项目7 电容器 1.7.2 电容器的检测 1.万用表检测电容器 （4）可变电容器的检测 对可变电容器主要是测其是否发生碰片短路现象。方法是用万用表的R × 1挡测量动片与定片之间的绝缘电阻，即用红、黑表笔分别接触动片和定片，然后慢慢旋转动片，如转到某一位置时，阻值为零，则表明有碰片短路现象，应予以排除；如将动片全部旋进或旋出，阻值皆为无穷大，则表明可变电容器良好。 2.电容表检测电容 要测出电容器准确的容量，可以用电容表测试。测试时，首先根据所测电容器容量的大小，选择合适的量程，再将电容器的两脚分别接到电容表两极，直接读出电容器的容量即可。 项目8 电感器 1.8.1 基础知识 1.8.2 电感器的检测 项目8 电感器 1.8.1 基础知识 电感器是用漆包线在绝缘骨架上绕制而成的一种能够存储磁场能量的电子元件，又叫电感线圈。电感器在电路中有通直流、阻交流，通低频、阻高频的作用。 1.电感器的分类 电感器的分类很多。通常按电感器的形式分为固定电感器、可变电感器和微调电感器；按磁体的性质分为空心线圈、磁芯线圈；按结构特点分为单层线圈、多层线圈和蜂房线圈等。随工作频率的变化，电感器的骨架材料也有所不同，电源滤波器中的电感线圈用硅钢片做芯子，工作频率在几百千赫以上的电感线圈多以铁氧体做芯子，工作频率再高则以高频瓷做芯子或是空芯线是常用电感器的电路符号。其中图（a）是空芯电感线圈的符号；图（b）是带有磁芯的电感线圈符号；图（c）是带有可调磁芯的电感线圈符号；图（d）是带有可调磁芯的电感线圈符号，图中矩形的空心表示铜芯或非磁性金属芯子；图（e）是带有铁芯的电感线 常见电感器外形图 图1.54 常用电感器的电路符号 项目8 电感器 1.8.1 基础知识 2.电感器的主要参数 （1）电感量 电感线圈在电路中用字母L表示，电感量的单位为H，常用单位为mH。电感量是表示电感线圈电感数值大小的物理量，电感线圈表面所标的电感量为电感线圈电感量的标称值。线圈的实际电感量与标称值之间的偏差与标称值之比的百分数称为电感线圈的误差。对于滤波、振荡电感线?；对于一般耦合、扼流线 基础知识 2.电感器的主要参数 （2）品质因数 线圈中存储能量与消耗能量的比值称为品质因数，用Q表示。如果线圈的损耗小，则Q值就高，回路的效率也越高；反之，损耗大，则Q值就小，回路的效率也越低。通常Q为几十到几百。 （3）分布电容 线圈的匝间、线圈与底座之间均存在分布电容。它影响着线圈的有效电感量及其稳定性，并使线圈的损耗增大，质量降低，一般总希望分布电容尽可能小。 项目8 电感器 1.8.1 基础知识 3.常用电感器 （1）固定电感线圈 固定电感线圈是将铜线绕在磁芯上，然后再用环氧树脂或塑料封装起来。这种电感线圈的特点是体积小、重量轻、结构牢固、使用方便，在电视机、收音机中得到广泛的应用。 固定电感线圈的电感量可用数字直接标在外壳上，也可用色环表示。 固定电感器有立式和卧式两种，其电感量一般为0.1 ? 3000?H，电感量的允许误差分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三档，即?5?、?10?、?20?，直接标在电感器上。其工作频率在10kHz ? 200MHz之间。 项目8 电感器 1.8.1 基础知识 1）单层线圈 单层线圈是用绝缘导线一圈圈地绕在纸筒或胶木骨架上制成的。单层线圈的电感量较小，约在几微亨至几十微亨之间。单层线圈通常使用在高频电路中，为了提高线圈的Q值，单层线圈的骨架常使用介质损耗小的陶瓷和聚苯乙烯材料制成。 2）多层线圈 单层线圈的电感量小，在需要电感量超过300?H的场合，就应采用多层线圈。多层线圈除了圈与圈之间有电容之外，层与层之间也有电容，因此多层线圈的分布电容大大增加。同时，线圈层与层之间的电压相差较多、层间绝缘较差时，容易发生跳火、绝缘击穿等问题。 项目8 电感器 1.8.1 基础知识 3）蜂房式线圈 多层线圈的缺点之一是分布电容较大。采用蜂房式绕制方法，可以减少线圈的固有电容。所谓的蜂房式，即将被绕制的导线?）在骨架上缠绕。通常，缠绕是由自动或半自动的蜂房式绕线）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，可增加电感量和提高线圈的品质因数。加装磁芯后还可减小线圈的体积，减少损耗和分布电容。 项目8 电感器 1.8.1 基础知识 （2）色码电感器 色码电感器是具有固定电感量的电感器，其电感量的标志方法与电阻一样以色环来标记。色码电感器在电子线路中主要用在振荡、滤波、阻流等场合。色码电感器的特点是体积小、重量轻、结构牢固。 （3）可变电感线圈 这种线圈改变电感量的方法是在线圈中插入磁芯或铜芯，通过改变磁芯或铜芯的位置，从而达到改变电感量的目的。还可以通过改变触头在线圈上的位置，达到改变电感量的目的。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 4. 场效应管的使用注意事项 （1）由于MOSFET的输入电阻非常高，所以容易造成感应电压过高而击穿。在焊接时，不论是将管子焊到电路板上，还是从电路板上取下来，应将各极短路之后，先焊漏极、源极，后焊栅极。还应注意电烙铁要可靠接地。 （2）不能用万用表测MOSFET的各极。MOSFET在保管储存时应将三个极短路。 （3）因为JFET不是利用电荷感应的原理工作，所以不至于形成感应击穿的情况，但应注意栅极和源极之间的电压极性不能接反。 项目4 场效应管 1.4.2 场效应管的检测 1.场效应管电极的判别 根据场效应管的PN结正、反向电阻值不一样的现象，可以判别出结型场效应管的三个电极。 选用万用表的R × 1k挡，任选结型场效应管的两个电极，分别测出其正、反向电阻值。当某两个电极的正、反向电阻值相等、且为几千欧时，则该两个电极分别是漏极d和源极s（因为结型场效应管的漏极和源极可以互换），剩下的一个电极是栅极g。 项目4 场效应管 1.4.2 场效应管的检测 2.场效应管好坏的判别 测电阻法是用万用表测量场效应管的源极与漏极、栅极与源极和栅极与漏极之间的电阻值，进而判别场效应管好坏的方法。 （1）选用万用表R × 10挡或R × 100挡。 （2）用万用表测量源极与漏极之间的电阻。测量出的电阻值通常在几十欧到几千欧范围内。如果测得的电阻值大于正常值，则可能是内部接触不良；如果测得的电阻值是无穷大，则可能是内部断极。 （3）置于万用表的R × 10k挡，测量栅极与源极、栅极与漏极之间的电阻值。若测得的电阻值均为无穷大，则说明被测场效应管是正常的；若测得的电阻值太小或为通路，则说明被测场效应管是坏的。 项目4 场效应管 1.4.2 场效应管的检测 3.场效应管与三极管的比较 项目5 晶闸管 1.5.1 基础知识 1.5.2 晶闸管的检测 项目5 晶闸管 晶闸管又叫可控硅，分为单向可控硅、双向可控硅、快速可控硅、可关断可控硅、逆导可控硅和光控可控硅等几种，是一种大功率的半导体器件。它具有体积小、重量轻、容量大、效率高、使用维护简单、控制灵敏等优点。同时，它的功率放大倍数很高，可以用微小的信号功率对大功率的电源进行控制和变换。在数字电路中可作为功率开关使用。此处只介绍单向晶闸管。 项目5 晶闸管 1.5.1 基础知识 1.结构 晶闸管的结构见图1.41，内部由四层半导体构成：P1、N1、P2、N2，有3个PN结。由最下一层的P1引出阳极A，最上一层的N2引出阴极K，中间的P2引出控制极G。 图1.40 常见晶闸管的外形 图1.41 晶闸管的内部结构示意图与电路符号 项目5 晶闸管 1.5.1 基础知识 2.工作原理 晶闸管可以等效为由一个NPN型三极管和一个PNP型三极管组合而成，如图1.42所示。 图1.42 晶闸管的等效 项目5 晶闸管 1.5.1 基础知识 2.工作原理 晶闸管的导通机理如图1.43所示。当VA ? 0且VG ? 0时，若有一个控制极电流IG流入VT1的基极，经VT1放大后得到?1IG，作为VT2的基极电流，经VT2放大后得到?1?2IG，又作为VT1的基极电流，如此不断重复。若?1?2 ? 1，电流将不断增长，在极短时间内使两个三极管VT1、 VT2充分饱和，此时晶闸管处于导通状态。 晶闸管的导通条件是：在阳、阴极间加上一定大小的正向电压，同时在控制极和阴极之间加正向触发电压。一旦管子触发导通后，控制极便失去控制作用，即使控制极电压变为零，可控硅仍然保持导通。要使可控硅关断，必须使阳极电流降到足够小，或在阳极和阴极间加反向阻断电压。 项目5 晶闸管 1.5.1 基础知识 图1.43 晶闸管的导电机理 项目5 晶闸管 1.5.1 基础知识 3.晶闸管特性 （1）晶闸管的伏安特性 图1.44 晶闸管的伏安特性 项目5 晶闸管 1.5.1 基础知识 （1）晶闸管的伏安特性 当控制极电流IG = 0、阳极正向电压不超过一定限度时，晶闸管处于阻断状态，管子中只有很小的正向漏电流。当阳极电压继续增加到图中UBO时，阳极电流急剧上升，曲线由A点跳到B点，晶闸管导通，UBO称为正向转折电压。晶闸管导通后，电流很大、管压降只有1V左右，称为正向导通特性。 晶闸管导通后，如果减小阳极电流，阳极电流减小至IH时，晶闸管由导通变为阻断，特性曲线由B点跳到A点，IH称为维持电流。 当晶闸管的阳极电压为负时的伏安特性称为反向特性，它与二极管的反向特性相似。当反向电压不大时，晶闸管只有很小的反向漏电流；若反向电压超过图中的UBR时，管子被击穿，反向电流急剧增加，UBR称为反向击穿电压。 项目5 晶闸管 1.5.1 基础知识 4.晶闸管的主要参数 （1）断态重复峰值电压UDRM。控制极开路、器件结温为额定值时，允许重复加在器件上的正向峰值电压。一般小于正向转折电压100V。 （2）反向重复峰值电压URRM。控制极开路、器件结温为额定值时，允许重复加在器件上的反向峰值电压。一般小于反向转折电压100V。 （3）通态平均电流IT。在规定条件下，稳定结温不超过额定值时所允许的最大正弦半波平均电流。一般为（1 ? 1000）A。 项目5 晶闸管 1.5.1 基础知识 4.晶闸管的主要参数 （4）通态平均压降UT。在规定条件下，通过正弦半波的通态平均电流时，晶闸管阳极和阴极之间电压降的平均值。一般为（0.6 ? 1）V。 （5）维持电流IH。室温、控制极开路时，晶闸管维持导通的最小电流。一般为几十到一百多毫安。 （6）控制极触发电压UGT和控制极触发电流IGT。室温、阳极加直流电压6V时，使晶闸管完全导通所必须的最小控制极直流电压和电流。一般UGT为（1 ? 5）V，IGT为几十到几百毫安。 项目5 晶闸管 1.5.2 晶闸管的检测 晶闸管是一个四层三端元件，有三个PN结，其中控制极G和阴极K之间是一个PN结。先找到这个PN结，就可确定三个电极的位置。将万用表置于R × 1k挡，将晶闸管其中一端假定为控制极，与黑表笔相接。用红表笔分别接晶闸管的另外两个脚，若有一次出现正向导通，则假定的控制极是对的，而导通那次红表笔所接的脚是阴极K，则另一只脚是阳极A。如果两次均不导通，则说明假定的控制极是错的，可重新设定一端为控制极，这样就可以很快判别晶闸管的三个电极。 以上说明待判别的晶闸管是好的，否则该晶闸管是坏的。 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 1.6.2 电阻器的检测 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 电阻器是最常用的电子元件之一，是一种起阻碍电流通过作用的元件，在电路中常用作分流器、分压器、耦合器件和负载等。 1.电阻器的分类 电阻器按其结构可分为两类，即固定电阻器和可变电阻器。 固定电阻器按组成材料的不同，又可分为碳膜电阻器、金属膜电阻器和线绕电阻器等。固定电阻器的电阻值是固定不变的。 可变电阻器主要是指可调电阻器和电位器。它们的阻值可以在一定范围内变化。 电阻器按用途不同可分为精密电阻器、高频电阻器、高压电阻器、大功率电阻器、热敏电阻器和熔断电阻器等。 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 图1.46是常用电阻器的电路符号。其中图（a）是固定电阻器的符号；图（b）是电位器的符号；图（c）是可调电阻器的符号；图（d）是热敏电阻器的符号；图（e）是压敏电阻器的符号；图（f）是熔断电阻器的符号。 图1.45 常见电阻器外形图 图1.46 常用电阻器的电路符号 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 2.固定电阻器的参数及标注方法 （1）标称阻值和允许误差 电阻器在电路中用字母R表示，电阻的单位为?，常用单位为k?和M?。 电阻器的标称阻值是指电阻器上标出的名义阻值。实际阻值与标称阻值之间允许的最大偏差范围叫做阻值允许偏差，一般用标称阻值与实际阻值之差除以标称阻值所得的百分数表示。 电阻器阻值误差分三个等级：允许误差小于±5?的为Ⅰ级，允许误差小于±10?的为Ⅱ级，允许误差小于±20?的为Ⅲ级。表示电阻器的阻值和误差的方法有两种：一是直标法，二是色标法。直标法是将电阻的阻值直接用数字标注在电阻上；色标法是用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值和误差。 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 电阻器色标法的识别规则 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 图1.47 电阻器的色环标注法 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 图1.47为色标法的具体标注方法。用色标法表示电阻时，根据阻值的精密情况又分为两种：一是普通型电阻，电阻体上有四条色环，前两条表示数字，第三条表示倍乘数，第四条表示误差。 例如：有一只色环电阻，其色环颜色分别为：红、黑、黄、金，则其电阻阻值为20×104?=200k? ，允许误差为±5?。 二是精密型电阻，电阻体上有五条色环，前三条表示数字，第四条表示倍乘数，第五条表示误差。 例如：有一五环电阻，其色环颜色分别为：黄、紫、黑、红、棕，则其阻值为470 × 102? = 47k? ，允许误差为±1?。 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 通用电阻器的标称阻值系列如下表所示，任何电阻器的标称阻值都应为该表所列数值乘以10n?，其中n为整数。 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 （2）固定电阻器的额定功率 电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中，长期连续工作所允许消耗的最大功率。常用的额定功率有1/8W、l/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W等。各种功率的电阻器在电路图中的符号如图1.48所示。 图1.48 电阻器额定功率的符号表示 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 （3）电阻器的选用 1）根据电路的用途选择不同种类的电阻器。对要求不高的电子电路，如收音机，可选用碳膜电阻器。对整机质量、工作稳定性及可靠性要求较高的电路可选用金属膜电阻器。对于仪器、仪表电路应选用精密电阻器或绕线电阻器。在高频电路中不能选用绕线）选用电阻器的额定功率不能过大，也不能过小。如选用额定功率超过实际消耗的功率太多，电阻的体积会增大；如果额定功率低于实际消耗功率，就不能保证电阻器安全工作。一般选电阻器的额定功率大于实际消耗功率的两倍左右。 3）电阻器阻值误差的选择。在一般电路中，选用阻值误差为10? ? 20?的电阻器即可。在特殊电路中根据需要选用。 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 3.电位器 电位器有三个引脚，其中两个引脚之间的电阻值固定，并将该电阻值称为这个电位器的标称阻值。第三个引脚与任一引脚间的电阻值可以随着转轴臂的旋转而改变。这样，可以调节电路中的电压或电流，达到调节的效果。 电位器按电阻体所用材料的不同，分为碳膜电位器、绕线电位器、金属膜电位器、碳质实心电位器、有机实心电位器和玻璃釉电位器等。 电位器按结构的不同，分为单圈式、多圈式电位器，单联、双联电位器，带开关电位器，锁紧和非锁紧型电位器。 电位器按调节方式的不同，分为旋转式电位器和直滑式电位器两种。 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 3.电位器 图1.49 常见电位器外形图 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 4.敏感电阻器 敏感电阻器是指对温度、电压、湿度、光通量、气体流量、磁通量和机械力等外界因素表现比较敏感的电阻器。这类电阻既可以作为把非电信号转换为电信号的传感器，也可以作为自动控制电路中的功能元器件。 常用的敏感电阻器有热敏电阻器、压敏电阻器、光敏电阻器和湿敏电阻器等。 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 （1）光敏电阻器 光敏电阻器是一种电阻值随外界光照强弱（明暗）变化而变化的元件，光照越强其阻值越小，光照越弱其阻值越大。利用这一特性，可以制作各种光控电路。 图1.50 常见敏感电阻器的外形 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 （2）热敏电阻器 热敏电阻器是利用导体的电阻值随温度而变化的特性制成的测温元件。常见的有铂、铜、镍等热敏电阻。新型的电脑主板都有CPU测温、超温报警功能，就是利用了热敏电阻器。 热敏电阻器按阻值的温度系数可分为正温度系数热敏电阻器和负温度系数热敏电阻器两种，目前应用较多的是后者。正温度系数热敏电阻器的阻值随温度的升高而增大，负温度系数热敏电阻器的阻值随温度的升高而减小。 图1.50 常见敏感电阻器的外形 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 （2）热敏电阻器 热敏电阻器的主要参数有：标称电阻、温度系数、额定功率、时间常数和最高工作温度等。 1）标称阻值是指环境温度为25?C时热敏电阻器的电阻值。 2）温度系数是指温度每变化1?C时阻值的变化率。 3）额定功率是指热敏电阻器在温度为25?C、相对湿度为45? ? 80?、标准大气压下长期连续工作所允许的耗散功率。 4）时间常数是热敏电阻器对温度变化响应的速度。 5）最高工作温度是在规定的技术条件下，热敏电阻器长期连续工作所允许的最高温度。 项目6 电阻器 1.6.1 基础知识 （3）压敏电阻器 压敏电阻器是一种很好的固态保险元器件，常用于过压保护电路、消火花电路、能量吸收回路和防雷电路中。 压敏电阻器是一种电压敏感元件。当该元件两端的电压低于标称电压值时，其阻值为无穷大。当该元件两端的外加电压高于标称电压值时，其电阻值将急剧减小。压敏电阻器主要有碳化硅压敏电阻器和氧化锌压敏电阻器两种，最常用的是氧化锌压敏电阻器。 图1.50 常见敏感电阻器的外形 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 3）共基电流放大倍数? 输入回路和输出回路的公共端是基极，此时称为共基接法。共基接法时，集电极电流与发射极电流的变化量之比，即 4）共基直流电流放大倍数 共基接法时，集电极电流与发射极电流的直流量之比，即 存在以下关系： 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 （2）反向饱和电流 1）集电极和基极之间的反向饱和电流ICBO 当发射极开路时，集电极和基极之间的反向电流。 2）集电极和发射极之间的穿透电流ICEO 当基极开路时，集电极和发射极之间的反向电流。 选用BJT时，一般希望极间反向饱和电流尽量小些，以减小温度对BJT性能的影响。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 （3）极限参数 1）集电极最大允许电流ICM 当集电极电流过大时，BJT的?值就要减小。当iC = ICM时，管子的?值下降到额定值的三分之二。 2）集电极最大允许耗散功率PCM BJT工作时，损耗的功率为pC = iC ? uCE。集电极消耗的电能将转化为热能使管子的温度升高，如果温度过高，将使BJT的性能变差甚至损坏。PCM为集电极损耗的极限，则满足iC ? uCE ? PCM时BJT是安全的。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 （3）极限参数 3）极间反向击穿电压 当BJT内的两个PN结上承受的反向电压超过规定值时，也会发生击穿，其击穿原理和二极管类似。 U( BR )CBO是指发射极开路时集电极一基极间的反向击穿电压。 U( BR )CEO是指基极开路时集电极一发射间的反向击穿电压。 为了使BJT能安全工作，在应用中必须使它的集电极工作电流小于ICM，集电极一发射极间的电压小于U( BR )CEO，集电极耗散功率小于PCM，即上述三个极限参数决定了BJT的安全工作区，如图1.31所示。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 图1.31 三极管的安全工作区 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 5. 温度对三极管的影响 （1）温度对BJT参数的影响 1）温度对ICBO的影响 BJT的ICBO是集电结反偏时，集电区和基区的少子漂移电流，因而对温度非常敏感。温度每升高10?C，ICBO约增加一倍。穿透电流ICEO也会随温度的变化而变化。 2）温度对? 的影响 电流放大系数? 随温度上升而增大。温度每升高1?C，? 值约增0.5% ? 1%。共基极电流放大系数? 也会随温度变化而变化。 3）温度对反向击穿电压U( BR )CBO和U( BR )CEO的影响 温度升高时，U( BR )CBO和U( BR )CEO都会有所提高。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 5. 温度对三极管的影响 （2）温度对BJT特性曲线）对输入特性的影响 温度升高时，BJT共射极连接时的输入特性曲线将向左移动。温度每升高1?C，uBE减小2mV ? 2.5mV。 2）对输出特性的影响 温度升高时，BJT的ICBO、ICEO、?都将增大，结果将导致BJT的输出特性曲线. 三极管管脚和质量的判断 （1）根据管脚排列和色点识别 1）等腰直角三角形排列，其直角顶点是基极，靠近红色点的一脚是集电极，另一极是发射极。 2）等腰直角三角形排列，直角顶点是基极，靠近管帽边沿的电极为发射极，另外一个电极是集电极。 3）等腰三角形排列，靠不同的色点来区分。靠近红色点的为集电极，靠近白色点的为基极，靠近绿点的为发射极。 项目3 半导体三极管1.3.2 三极管的检测 1. 三极管管脚和质量的判断 （1）根据管脚排列和色点识别 4）有些管子的管脚排列成直线，但距离不相等，孤立的一个电极为集电极，中间的为基极，另一个为发射极。 5）四个管脚的BJT，管壳带有凸缘时，将管脚朝向自己，从管壳凸缘开始，顺时针方向排列依次为发射极、基极、集电极和地线）半圆形塑封晶体BJT，让球面向上，管脚朝自己，则从左到右依次是集电极，基极和发射极。 项目3 半导体三极管1.3.2 三极管的检测 1. 三极管管脚和质量的判断 （2）用万用表判别 首先应判断管子的基极和管型。测试时，首先假设某一管脚为基极，将万用表拨在R × 100或R × 1k挡上，用黑表笔接触BJT某一管脚，用红表笔分别接触另外两管脚，若测得的阻值相差很大，则原先假设的基极不正确，需另外假设。若两次测得的阻值都很大，则该极可能是基极，此时再将两表笔对换继续测试，若对换表笔后测得的阻值都较小，则说明该电极是基极，且为PNP型。同理，黑表笔接假设的此BJT基极，红表笔分别接其它两个电极时测得的阻值都很小，则该BJT的管型为NPN型。 项目3 半导体三极管1.3.2 三极管的检测 1. 三极管管脚和质量的判断 （2）用万用表判别 判断出管子的基极和管型后，可进一步判断管子的集电极和发射极。以NPN型管为例，确定基极和管型后，假设其它两只管脚中一只是集电极，另一只即假设为发射极。用手指将已知的基极和假设的集电极捏在一起（但不要相碰），将黑表笔接在假设的集电极上，红表笔接在假设的发射极上，记下万用表指针所指的位置，然后再作相反的假设（即原先假设为C的假设为E，原先假设为E的假设为C），重复上述过程，并记下万用表指针所指的位置。比较两次测试的结果，指针偏转大的（即阻值小的）那次假设是正确的。（若为PNP型管，测试时，将红表笔接假设的集电极，黑表笔接假设的发射极，其余不变，仍然是电阻小的一次假设正确）。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 1.4.2 场效应管的检测 项目4 场效应管 场效应管（FET）是一种电压控制的半导体器件，它通过输入信号电压uGS来控制其输出电流iD，具有输入电阻高、温度稳定性好、抗辐射能力强、制造工艺简单、便于大规模集成等优点，已广泛应用于集成电路中。 根据结构的不同，场效应管分为结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（MOSFET）两大类。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 1. 结型场效应管 按导电沟道的不同，JFET分为N沟道和P沟道两种，它们的工作原理是类似的。下面以N沟道JFET为例介绍其结构、工作原理和特性曲线）内部结构 在一块N型半导体的两侧，利用合金法、扩散法或其他工艺做成两个掺杂浓度比较高的P区，此时在P区和N区的交界处将形成一个PN结，即耗尽层。将两侧的P区连接起来，引出一个电极，称为栅极g，在N区的一端引出一个源极s，另一端引出一个漏极d。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 图1.32 JFET的内部结构示意图与电路符号 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 （2）工作原理 因为N型半导体中存在多数载流子电子，所以若在漏极与源极之间加上一个电压，就有可能导电。由于这种FET的导电沟道是电子型的，因此称为N沟道结型场效应管。 1）当uDS = 0且uGS ? 0时 当uDS = 0时，耗尽层比较窄，导电沟道比较宽。 当uGS ? 0时，栅源极之间加上一个反向偏压，耗尽层的宽度增大，导电沟道相应变窄。当uGS = UGS( off )时，两侧的耗尽层合拢在一起，导电沟道被夹断，UGS( off )称为夹断电压。 当uGS变化时，虽然导电沟道的宽度随着发生变化，但因uDS = 0，所以漏极电流iD等于零。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 2）当uDS 0且uGS固定不变时（UGS( off ) ? uGS ? 0） 当uDS 0时，将产生一个漏极电流iD。且随着uDS的升高，iD将逐渐增大。但uDS不能过高，否则PN结将由于反偏电压过高而被击穿，损坏场效应管。 3）当uDS 0且uGS ? 0时 因uDS 0，所以将产生漏极电流iD。 当uGS = 0时，耗尽层比较窄，导电沟道比较宽， iD比较大。 当uGS ? 0时，耗尽层变宽，导电沟道变窄，iD将减小。当uGS ? UGS( off )时，导电沟道完全被夹断，iD减为零。 可见，改变栅极与源极之间的电压uGS，即可控制漏极电流iD。这种器件利用栅源之间的电压uGS来改变PN结中的电场，从而控制漏极电流iD，故称为结型场效应管。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 图1.33 当uDS = 0时，uGS对耗尽层和导电沟道的影响 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 （3）特性曲线）输出特性 场效应管的输出特性是当栅源极之间的电压uGS不变时，漏极电流iD与漏源之间的电压uDS的关系，即 可以看出，它们和三极管的共射输出特性曲线很相似。其输出特性可以划分为三个区：可变电阻区、恒流区和截止区。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 （3）特性曲线）转移特性 场效应管的转移特性是当漏源极之间的电压uDS不变时，漏极电流iD与栅源之间的电压uGS的关系，即 转移特性描述了栅源之间电压uGS对漏极电流iD的控制作用。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 图1.34 N沟道结型场效应管的特性曲线. 绝缘栅型场效应管 绝缘栅型场效应管是由金属、氧化物和半导体制成的，其栅极被绝缘层隔离，因此输入电阻更高，可达109?以上。从导电沟道来分，MOSFET也有N沟道和P沟道两种类型。无论N沟道或P沟道，又都可以分为增强型和耗尽型两种。下面以N沟道增强型MOSFET为主，介绍它们的结构、工作原理和特性曲线） N沟道增强型MOSFET 1）内部结构 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 图1.35 N沟道增强型MOSFET的结构示意图与电路符号 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 2）工作原理 绝缘栅型场效应管的工作原理与结型场效应管有所不同。结型场效应管是利用uGS来控制PN结耗尽层的宽窄，从而改变导电沟道的宽度，以控制漏极电流iD。而绝缘栅型场效应管则是利用uGS来控制感应电荷的多少，以改变由这些感应电荷形成的导电沟道的状况，进而控制漏极电流iD。如果uGS = 0时漏源极之间已经存在导电沟道，称为耗尽型场效应管。如果uGS = 0时不存在导电沟道，则称为增强型场效应管。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 ①当uDS = 0且uGS ? 0时 由于栅源极的电压uGS为正，它所产生的电场把P型衬底中的电子（少子）吸引到靠近二氧化硅的一侧，与空穴复合。当uGS ? UGS( th )时，由于吸引了足够多的电子，在漏极和源极之间形成了可移动的表面电荷层，有了N型导电沟道，UGS( th )称为开启电压。随着uGS的升高，感应电荷增多，导电沟道变宽。 ②当uDS 0且uGS ? UGS( th )时 由于漏源极之间存在导电沟道，当uDS 0时，将有电流iD。且当uDS增大时，iD将随之而增大。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 图1.36 ugs ? UGS( th )时形成导电沟道 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 3）特性曲线 N沟道增强型MOSFET的输出特性和转移特性分别示于图1.37中。 N沟道增强型MOSFET的输出特性同样可以分为三个区域：可变电阻区、恒流区和截止区。从图1.37所示的转移特性中可见，当uGS ? UGS( th )时，由于尚未形成导电沟道，iD基本为零。当uGS = UGS( th )时，开始形成导电沟道，产生iD。随着uGS的增大，导电沟道变宽，沟道电阻减小，iD增大。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 图1.37 N沟道增强型MOSFET的特性曲线） N沟道耗尽型MOSFET 耗尽型MOSFET在制造过程中预先在二氧化硅的绝缘层中掺入了大量的正离子，所以即使uGS = 0时，这些正离子产生的电场也能在P型衬底中感应出足够的负电荷，形成N型导电沟道。如果uGS ? 0，导电沟道变窄，iD减小。当uGS = UGS( off )时，导电沟道消失，iD降为零，UGS( off )称为夹断电压。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 图1.38 N沟道耗尽型MOSFET的结构示意图和电路符号 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 3. 场效应管的主要参数及使用 （1）场效应管的主要参数 1）直流参数 ①夹断电压UGS( off )。UGS( off )是MOSFET耗尽型和JFET的参数，当栅源极电压uGS = UGS( off )时，漏极电流为零。 ②开启电压UGS( th )。UGS( th )是MOSFET增强型的参数，当栅源极电压uGS 小于开启电压的绝对值时，场效应管不能导通。 ③饱和漏极电流IDSS。IDSS是MOSFET耗尽型和JFET的参数，是当栅源极电压uGS = 0时所对应的漏极电流。 ④直流输入电阻RGS。RGS是栅源极间的等效直流输入电阻。对MOSFET，RGS在1010 ? 1015?之间；对JFET，RGS在108 ? 1012?之间。 项目4 场效应管 1.4.1 基础知识 3. 场效应管的主要参数及使用 （1）场效应管的主要参数 2）交流参数 低频跨导gm。gm反应了栅极电压uGS对漏极电流iD的控制作用（相当于普通晶体管的hFE）；因此gm越大，FET的放大能力就越强。 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 （1）稳压管的主要参数 1）稳定电压UZ 指稳压管工作在反向击穿区时的工作电压，是选择稳压管的主要依据之一。 2）稳定电流IZ 指稳压管正常工作时的参考电流。若工作电流低于IZ，则管子的稳压性能变差；若工作电流高于IZ，只要不超过额定功耗，稳压管可以正常工作。 3）动态内阻rZ 4）额定功耗PZ 5）电压的温度系数?U 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 （2）使用稳压管组成稳压电路时的注意事项 1）负载应与稳压管两端并联。 2）稳压管应工作在反向击穿区。 3）必须限制流过稳压管的电流，使IZmin ? IZ ? IZmax，因此一定要在电路中串联接入限流电阻。 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 2.变容二极管 （1）变容二极管的工作原理 变容二极管是根据普通二极管内部“PN结”的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。变容二极管又称“可变电抗二极管”。所用材料多为硅或砷化镓单晶。反偏电压越大，其结电容越小。变容二极管的调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。 图1.16 变容二极管的外形及符号 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 2.变容二极管 （2）变容二极管的检测 利用数字万用表可以检测变容二极管的好坏，即利用二极管挡检查PN结的单向导电性。将数字万用表拨至二极管挡，测量变容二极管的压降，然后交换表笔重测一次。其中一次测量为二极管的正向导通压降；另一次溢出，为二极管的反向电压。则被测变容二极管具有单向导电性，且测量出正向导通压降时红表笔接的是变容二极管的正极。 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 3.肖特基二极管 肖特基势垒二极管（SBD）简称肖特基二极管，它属于低压、低功耗、大电流、超高速半导体功率器件，其反向恢复时间极短（可小到几纳秒），正向导通压降仅为0.4V左右，而整流电流可达几十到几百安培。适于用做开关电源中的低压整流管。 （1）肖特基二极管的类型 肖特基二极管分为有引线和表面安装（贴片式）两种封装形式。采用有引线式封装的肖特基二极管通常作为高频大电流整流二极管、续流二极管或保护二极管使用。它有单管式和对管（双二极管）式两种封装形式。肖特基对管又有共阴、共阳和串联三种管脚引出方式。采用表面封装的肖特基二极管有单管型、双管型和三管型等多种封装形式。 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 图1.17 肖特基二极管的外形及符号 图1.18 肖特基二极管的结构 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 3.肖特基二极管 （2）肖特基二极管的工作原理 肖特基二极管是以金、银、钼等贵金属（A）为阳极，以N型半导体材料（B）为阴极，利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属半导体器件。它属于5层器件，典型的肖特基二极管的内部电路结构如图1.18。以N型半导体为基片，在上面形成用砷作掺杂剂的N?外延层。阳极使用钼或铝等材料制成阻档层，用二氧化硅（SiO2）来消除边缘区域的电场，提高管子的耐压值。N型基片具有很小的通态电阻，其掺杂浓度较N?层要高100倍。在基片下边形成N+阴极层，其作用是减小阴极的接触电阻。 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 3.肖特基二极管 （2）肖特基二极管的工作原理 因为N型半导体中存在着大量的电子，贵金属中仅有极少量的自由电子，所以电子便从浓度高的B中向浓度低的A中扩散。显然，金属A中没有空穴，也就不存在空穴自A向B的扩散运动。随着电子不断从B扩散到A，B表面电子浓度逐渐降低，表面电中性被破坏，于是就形成势垒，其电场方向为从B指向A。但在该电场作用之下，A中的电子也会产生从A指向B的漂移运动，从而削弱了由于扩散运动而形成的电场。当建立起一定宽度的空间电荷区后，电场引起的电子漂移运动和浓度不同引起的电子扩散运动达到相对的平衡，便形成了肖特基势垒。 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 图1.19 肖特基二极管的工作原理 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 3.肖特基二极管 （2）肖特基二极管的工作原理 通过调整结构参数，可在N型半导体基片与阳极金属片之间形成合适的肖特基势垒。当在肖特基势垒两端加上正偏电压E时，金属A与N型基片B分别接电源的正、负极，此时势垒宽度W0变窄，其内阻变小。反之，在肖特基势垒两端加负偏压?E时，势垒宽度就增加，其内阻变大，见图1.19。 综上所述，肖特基二极管的结构原理与PN结二极管有很大的区别。通常将PN结二极管称作结二极管，而把金属—半导体二极管称作肖特基二极管。 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 4.发光二极管 （1）单色发光二极管的工作原理 在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。这种利用注入式致电发光原理制作的二极管叫发光二极管，通称LED。当它处于正向工作状态时（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，半导体晶体就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 4.发光二极管 （1）单色发光二极管的工作原理 发光二极管的发光颜色决定于所用材料，目前有黄、绿、红、橙等颜色，可以制成长方形、圆形等各种形状，图1.20为发光二极管的外形及符号。 图1.20 单色发光二极管的外形及符号 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 4.发光二极管 在使用发光二极管时应注意以下几个问题： 1）若用电压源驱动，要注意选择好限流电阻，以限制流过管子的正向电流。 2）未使用的发光二极管，管脚引线较长的为管子的正极，短的为管子的负极。 3）交流驱动时，为防止反向击穿，可并联整流二极管，进行保护。 发光二极管在一些光电控制设备中用作光源，在许多电子设备中用作信号显示器。把它的管心做成条状，用7条条状的发光管组成七段式半导体数码管，每个数码管可显示0 ? 9十个数字。 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 4.发光二极管 （2）单色发光二极管的检测 利用万用表的R ? 10k挡可以大致判断发光二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至几百千欧，反向电阻值为无穷大。如果正向电阻值为零或无穷大，反向电阻很小或为零，则已损坏。这种检测方法不能实质地看到发光二极管的发光情况，因为R ? 10k挡不能向LED提供较大的正向电流。 （3）高亮度单色发光二极管 （4）变色发光二极管 （5）闪烁发光二极管 （6）红外发光二极管 项目2 半导体二极管1.2.3 特殊半导体二极管 5.光电二极管 光电二极管又叫光敏二极管，为远红外线接收管，是一种光能与电能相互转换的器件，外形及符号如图1.21所示。其管壳上有入射光窗口，可将接收到的光线强度的变化转换成为电流的变化。在无光照时，与普通二极管一样，具有单向导电性；当加反向工作电压时，无光照射，反向电阻较大，反向电流较小；有光照射，反向电流增加。光电二极管在反向电压下受到光照而产生的电流称为光电流，光电流受入射照度的控制。照度愈大，光电流愈大。 图1.21 光电二极管的外形及符号 项目3 半导体三极管 1.3.1 基础知识 1.3.2 三极管的检测 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 双极结型三极管（BJT）又称为双极型三极管、半导体三极管或晶体管，简称为三极管。因其有自由电子和空穴两种极性的载流子参与导电而得名。三极管是组成各种电子电路的核心器件之一。它的种类很多，按照所用的半导体材料可分为硅管和锗管；按照工作频率可分为低频管和高频管；按照功率可分为小、中、大功率管等等。常见的BJT外形如图1.22所示。 图1.22 常见三极管的外形 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 1.三极管的结构 BJT的结构示意图如图1.23（a）（c）所示。在一个硅（或锗）片上生成三个杂质半导体区域，一个P区（或N区）夹在两个N区（或P区）中间。因此，BJT有两种类型：NPN型和PNP型。从三个杂质区域各自引出一个电极，分别叫做发射极e、集电极c、基极b，它们对应的杂质区域分别称为发射区、集电区和基区。 BJT结构上的特点是：基区很薄，而且掺杂浓度很低；发射区和集电区是同类型的杂质半导体，但前者比后者掺杂浓度高很多，而集电区的面积比发射区面积大，因此它们不是电对称的。 三个杂质半导体区域之间形成两个PN结，发射区与基区间的PN结称为发射结，集电区与基区间的PN结称为集电结。图1.23（b）（d）分别是NPN型和PNP型BJT的符号。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 1.三极管的结构 图1.23 三极管的结构示意图和符号 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 2.放大状态下三极管的工作原理 （1）三极管中的载流子运动 当BJT用作放大器件时，无论是NPN型还是PNP型，都应将它们的发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。下面以NPN管为例，分析在放大状态下BJT内部载流子的传输过程。 1）发射区向基区扩散载流子，形成发射极电流IE 由于发射结外加正向电压，发射区的多子自由电子将不断通过发射结扩散到基区，形成发射结电子扩散电流IEN，其方向与电子扩散方向相反。同时，基区的多子空穴也要扩散到发射区，形成空穴扩散电流IEP，其方向与IEN相同。IEN和IEP一起构成受发射结正向电压uBE控制的发射极电流IE。由于基区掺杂浓度很低，即IEP很小，可以近似认为IE ? IEN。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 图1.24 共射放大电路 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 2）载流子在基区扩散与复合，形成复合电流IBN 由发射区扩散到基区的载流子自由电子在发射结边界附近浓度最高，离发射结越远浓度越低，形成了一定的浓度梯度。浓度差使扩散到基区的自由电子继续向集电结方向扩散。在扩散过程中，有一部分电子与基区的空穴复合，形成基区复合电流IBN。由于基区很薄，掺杂浓度又低，因此电子与空穴复合机会少，IBN很小（比发射极电流IE小很多），大多数电子都能扩散到集电结边界。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 3）集电区收集载流子，形成集电极电流IC 由于集电结上外加反偏电压，空间电荷区的内电场被加强，对基区扩散到集电结边缘的载流子自由电子有很强的吸引力，使它们很快漂移过集电结，被集电区收集，形成集电极电流中受发射结电压控制的电流ICN，其方向与电子漂移方向相反。与此同时，基区自身的少子自由电子和集电区的少子空穴也要在集电结反偏电压的作用下产生漂移运动，形成集电结反向饱和电流ICBO，其方向与ICN方向一致。ICN和ICBO一起构成集电极电流IC。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 图1.25 放大状态下三极管中载流子的运动 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 （2）三极管的电流分配关系 其中 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 3. 三极管的特性曲线 利用BJT的输入、输出特性曲线，可以较全面的描述BJT各极电流和电压间的关系。下面主要介绍NPN型三极管的共射特性曲线）输入特性 当BJT的uCE不变时，输入回路的电流iB与电压uBE之间的关系曲线称为输入特性，即 因为发射结正偏，所以BJT的输入特性曲线与半导体二极管的正向特性曲线相似。随着uCE的增加，特性曲线向右移动。当uCE大于某一数值以后，不同uCE的各条输入特性几乎重叠在一起。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 图1.27 三极管的输入特性 图1.28 三极管的输出特性 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 3. 三极管的特性曲线）输出特性 当iB不变时，BJT输出回路中的电流iC与电压uCE之间的关系曲线称为输出特性，即 输出特性曲线可以分为三个区：截止区、放大区和饱和区。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 1）截止区 一般将iB ? 0的区域称为截止区，此时iC近似为零。由于BJT的各极电流基本都为零，因此认为BJT处于截止状态。 可以认为，当发射结反向偏置时，发射区不再向基区注入电子，则BJT真正处于截止状态，没有放大作用。所以，在截止区，BJT的发射结和集电结都处于反向偏置状态。对于NPN型BJT有uBE ? 0，uBC ? 0。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 2）放大区 在放大区，各条输出特性曲线近似为水平的直线，表示当iB一定时，iC的值基本上不随uCE而变化。当基极电流有一个微小的变化量时，相应的集电极电流将产生一个较大的变化量。可见，BJT具有电流放大作用。 将集电极电流与基极电流的变化量之比定义为BJT的共射电流放大倍数，用?来表示，即 在放大区，BJT的发射结正向偏置，集电结反向偏置。对于NPN型BJT有uBE ? 0，uBC ? 0。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 3）饱和区 图1.28中靠近纵轴附近，各条输出特性曲线的上升部分属于BJT的饱和区。此时，BJT的集电极电流基本不随基极电流而变化，这种现象称为饱和。在饱和区，BJT失去放大作用。对于NPN型BJT有uBE ? 0，uBC ? 0。 项目3 半导体三极管1.3.1 基础知识 4. 三极管的主要参数 （1）电流放大倍数 1）共射电流放大倍数? 输入回路和输出回路的公共端是发射极，此时称为共射接法。共射电流放大倍数是共射接法时，集电极电流与基极电流的变化量之比，即 2）共射直流电流放大倍数 共射接法时，集电极电流与基极电流的直流量之比，即 * 模块一常用电子元器件及其特性 【教学聚焦】 一、知识目标： 1、了解常用电子元器件； 2、掌握二极管、三极管、场效应管、晶闸管、电阻器、电容器及电感器的种类、作用与标识方法； 3、掌握各种二极管、三极管、场效应管及晶闸管的特性和主要参数。 二、技能目标： 1、能用目视法判断识别常用电子元器件的种类，能正确说出元器件的名称； 2、能正确识读元器件上标识的主要参数，并了解元器件的作用和用途； 3、掌握用万用表检测常用电子元器件的方法。 项目1 半导体的基础知识 1.1.1 本征半导体 1.1.2 杂质半导体 项目1 半导体的基础知识 自然界的物质，按导电能力的强弱可分为导体、绝缘体和半导体三类。物质的导电能力可以用电导率或电阻率来衡量，二者互为倒数。物质的导电能力越强，其电导率越大，电阻率越小。 导电能力很强的物质称为导体。金属一般都是导体，如银、铜、铝、铁等。 绝缘体是导电能力极弱的物质。如橡胶、塑料、陶瓷、石英等都是绝缘体。 多数现代电子器件是由性能介于导体与绝缘体之间的半导体材料制作而成的。常用的半导体材料有：硅（Si）、锗（Ge）、砷化镓（GaAs）等，其中硅是目前最常用的一种半导体材料。 项目1 半导体的基础知识1.1.1 本征半导体 本征半导体是一种完全纯净的、结构完整的半导体晶体。在T = 0K和没有外界激发时，由于共价键的束缚，半导体无导电能力。在室温（300K）下，被束缚的价电子会获得足够的能量挣脱共价键的束缚，成为自由电子，这种现象称为本征激发。 当电子挣脱共价键的束缚成为自由电子后，共价键中就留下一个空位，叫空穴。由于共价键中出现了空位，在外加电场或其他能源的作用下，邻近价电子可填补到这个空位上，这样使共价键中出现了一定的电荷迁移，就相当于空穴在移动。空穴是带正电的，价电子填充空穴的移动相当于正电荷（空穴）的移动。 项目1 半导体的基础知识1.1.1 本征半导体 图1.2 硅的晶体结构 项目1 半导体的基础知识1.1.1 本征半导体 本征半导体中的电子和空穴是成对产生的；当电子和空穴相遇“复合”时，也成对消失；带负电的自由电子和带正电的空穴都是载流子。温度越高，载流子产生率越高；载流子的浓度越高，晶体的导电能力越强，即本征半导体的导电能力随温度的增加而增加。 在外加电场的作用下，半导体中出现两部分电流：自由电子作定向移动而形成的电子电流和仍被原子核束缚的价电子递补空穴而形成的空穴电流。因此，自由电子和空穴都称为载流子。两种载流子同时参与导电是半导体导电方式的最大特点，也是半导体和金属在导电原理上的本质区别所在。 项目1 半导体的基础知识1.1.2 杂质半导体 本征半导体的导电能力是很弱的，但是在本征半导体中掺入微量的其他元素就会使半导体的导电性能发生显著变化。 （1）P型半导体 在硅的晶体内掺入少量三价元素杂质，比如硼，它与周围的硅原子组成共价键时，在晶体中会产生很多空穴。在P型半导体中，空穴数远大于自由电子数，空穴为多数载流子，自由电子为少数载流子。P型半导体以空穴导电为主。 （2）N型半导体 在硅的晶体内掺入少量五价元素杂质，比如磷，它与周围硅原子组成共价键时，在晶体中会产生很多自由电子。在N型半导体中，自由电子数远大于空穴数，自由电子为多数载流子，空穴为少数载流子。N型半导体以自由电子导电为主。 项目1 半导体的基础知识1.1.2 杂质半导体 图1.3 P型半导体的共价键结构 图1.4 N型半导体的共价键结构 项目2 半导体二极管 1.2.1 基础知识 1.2.2 二极管的检测 1.2.3 特殊半导体二极管 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 1.PN结的形成 （1）半导体材料中载流子的运动 1）漂移 若有外电场加到晶体上，则其内部载流子将受力做定向移动。对于空穴而言，其移动方向与电场方向相同，而电子则是逆着电场的方向移动。这种由于电场作用而导致载流子的运动称为漂移。 2）扩散 在半导体内，若某一特定的区域内空穴或电子的浓度高于正常值，则基于浓度差异，载流子由高浓度区域向低浓度的区域扩散，从而形成扩散电流。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 （2）PN结的形成 在半导体两个不同的区域分别掺入三价和五价杂质元素，便形成P型区和N型区。这样，在它们的交界处就出现了电子和空穴的浓度差异，N型区内电子浓度很高，而P型区内空穴浓度很高。电子和空穴都要从浓度高的区域向浓度低的区域扩散，如图1.5所示。它们扩散的结果就使P区和N区的交界处原来呈现的电中性被破坏了。P区一边失去空穴，留下了带负电的杂质离子；N区一边失去电子，留下了带正电的杂质离子。半导体中的离子不能任意移动，因此并不参与导电。这些不能移动的带电粒子集中在P区和N区交界面附近，形成了一个很薄的空间电荷区，这就是PN结。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 在出现了空间电荷区以后，由于正负离子之间的相互作用，在空间电荷区中形成了一个电场，其方向是从带正电的N区指向带负电的P区。由于这个电场是在PN结内部形成的，而不是外加电压形成的，故称为内电场。这个内电场的方向是阻止载流子扩散运动的。 另一方面，这个内电场将使N区的少数载流子空穴向P区漂移，使P区的少数载流子电子向N区漂移，漂移运动的方向正好与扩散运动的方向相反。从N区漂移到P区的空穴补充了原来交界面上P区失去的空穴，而从P区漂移到N区的电子补充了原来交界面上N区所失去的电子，这就使空间电荷减少。因此，漂移运动的结果是使空间电荷区变窄，其作用正好与扩散运动相反。 当漂移运动和扩散运动相等时，空间电荷区便处于动态平衡状态，如图1.6所示。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 图1.5 多数载流子的扩散运动 图1.6 形成空间电荷区 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 （3）PN结的单向导电性 1）PN结外加正向电压 PN结外加正向电压的接法是P区接电源的正极，N区接电源的负极。这时外加电压形成电场的方向与内电场的方向相反，从而使空间电荷区变窄，扩散作用大于漂移作用，多数载流子向对方区域扩散形成正向电流I，方向是从P区指向N区，如图1.7所示。这时的PN 结呈现为低电阻状态，称为正向导通。正向导通压降很小，且随温度的上升而减小。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 （3）PN结的单向导电性 2）PN结外加反向电压 外加反向电压的接法与正向相反，即P区接电源的负极，N区接电源的正极。此时的外加电压形成电场的方向与内电场的方向相同，从而使空间电荷区变宽，漂移作用大于扩散作用，少数载流子在电场的作用下，形成漂移电流，它的方向与正向电压的方向相反，如图1.8所示。因少数载流子浓度很低，反向电流远小于正向电流。当温度一定时，少数载流子浓度是一定的，反向电流几乎不随外加电压而变化，故称为反向饱和电流IS。此时，PN结呈现的电阻为反向电阻，而且阻值很高，PN结处于截止状态。 PN结加正向电压时，电阻值很小，PN结导通；加反向电压时，电阻值很大，PN结截止，这就是PN结的单向导电性。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 图1.7 正向偏置的PN结 图1.8 反向偏置的PN结 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 2.二极管 将PN结封装，引出两个电极，就构成了二极管。 （1）二极管的结构及类型 二极管的种类有很多，按照使用的半导体材料不同可分为硅管和锗管。根据用途的不同可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、变容二极管、开关二极管、隔离二极管、快速关断二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。按其结构的不同可分为面接触型、点接触型及平面型二极管三类。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 图1.9 （a）常见半导体二极管的外形 图1.9 （b）半导体二极管的符号 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 （2）二极管的伏安特性 二极管的性能可用其伏安特性来描述，流过二极管的电流I与二极管两端的电压U之间的关系曲线为二极管的伏安特性。 1）正向特性 当正向电压比较小时，正向电流几乎为零。只有当正向电压超过一定值时，正向电流才开始快速增长，二极管正向导通，这一电压值称为死区电压Uth。死区电压的大小与二极管的材料及温度等因素有关，一般硅管的死区电压为0.5V左右，锗管的死区电压为0.1V左右。硅管的正向导通压降约为0.7V，锗管约为0.2V。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 （2）二极管的伏安特性 2）反向特性 二极管加上反向电压时，在一定范围内，反向电流并不随反向电压的增大而增大，而是基本保持为反向饱和电流IS不变。当反向电压超过UBR后，反向电流急剧增大，这种现象称为击穿，UBR称为反向击穿电压。 一般来讲，二极管的电击穿是可以恢复的，只要外加电压减小即可恢复常态。但普通二极管发生电击穿后，反向电流很大，且反向电压很高，因而消耗在二极管PN结上的功率很大，致使PN结温度升高，而结温升高会使反向电流继续增大，形成恶性循环，最终造成PN结因过热而烧毁（称作热击穿）。二极管热击穿后便失去单向导电性造成永久性损坏。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 图1.10 半导体二极管的伏安特性 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 3）二极管的伏安特性方程 二极管是一种非线性元件，其中的电流I和两端的电压U间的函数关系可近似为 式中：IS为反向饱和电流；UT为温度的电压当量，常温（T = 300K）时，UT为26mV；U和UT在式中采用同一单位。 上式称为半导体二极管的伏安特性方程。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 （3）二极管的主要参数 1）最大整流电流IF 二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。 2）最高反向工作电压URM 工作时加在二极管两端的反向电压不得超过此值，否则二极管可能被击穿。 3）反向电流IR 指在室温条件下，在二极管两端加上规定的反向电压时，流过管子的反向电流。 4）最高工作频率fM 指二极管不失去单向导电性的最高频率。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 （4）二极管电路的分析方法 我们一般可以将实际电路中的二极管作为理想二极管来处理，进行近似分析。所谓理想二极管，是正向偏置时视其管压降为0V，而反向偏置时视其电阻为无穷大、电流为零。 分析二极管电路时，首先断开二极管，看管子两端的电位差，从而判断二极管两端加的是正向电压还是反向电压。若是反向电压，则说明二极管处于截止状态，类似开路；若是正向电压，说明二极管处于导通状态，类似短路。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 例：电路如图所示，已知E1 = 3V、E2 = 4V、uI = 10sin?tV，二极管是理想的，试画出uO的波形。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 解： ⅰ取B点做参考点，标注“?”符号； ⅱ断开二极管VD1、VD2； ⅲ分析二极管VD1和VD2阳极和阴极的电位关系； ∵VD1阳极 = uI、VD1阴极 = E1 = 3V VD2阴极 = uI、VD2阳极 = ?E2 = ?4V ∴uI ? 3V时、二极管VD1导通且VD2截止、uO = E1 3V ? uI ? ?4V时、二极管VD1和VD2均截止、uO = uI ?4V ? uI时、二极管VD1截止且VD2导通、uO = ?E2 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 解：ⅳ得到uO的波形。 ⅴ电路具有限幅功能。 项目2 半导体二极管1.2.1 基础知识 （5）二极管的应用 二极管的应用范围非常广泛，利用它的单向导电性和正向导通、反向截止、反向击穿（稳压管）等工作状态，可以组成各种应用电路。 1）整流电路 2）钳位电路 3）隔离电路 4）限幅电路 5）稳压电路 项目2 半导体二极管1.2.2 二极管的检测 1.半导体二极管极性的判别 一般情况下，二极管有色环的一端为负极，有色点的一端为正极。如果是玻璃壳封装，可直接看出极性，即内部连接触丝的一头是正极，连半导体片的一头是负极。如果既无色点，又不是透明封装，则可以用万用表来判别其极性。 根据二极管正向导通时导通电阻小、反向截止时电阻大的特点，将万用表拨到欧姆挡（一般用R × 100或R × 1k挡）。用万用表的表笔分别接二极管的两个电极，测出一个电阻，然后将两表笔对换，再测出一个阻值，则阻值小的那一次黑表笔所接一端为二极管的正极，另一端即为负极。若两次测得阻值都很小，则说明管子内部短路；若两次测得的阻值都很大，则说明管子内部断路。 项目2 半导体二极管1.2.2 二极管的检测 2.半导体二极管的选用 通常半导体二极管的正向电阻值为300 ? 500?，硅管为1000?或更大些。锗管的反向电阻为几十千欧，硅管反向电阻在500k?以上（大功率二极管的数值要小得多）。 点接触型二极管的结电容小，工作频率高，但不能承受较高的电压和较大的电流，多用于检波、小电流整流和高频开关电路。面接触型二极管结面积大，能承受较大的电流和功耗，但结电容较大，一般用于整流、稳压、低频开关电路，而不适于高频电路。 选用二极管时，既要考虑正向电压，又要考虑反向饱

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