常用電子元器件介紹 (3)課件

第一章常用器件介紹

內(nèi)容提綱11二極管33光電耦合器44繼電器5可控硅5內(nèi)容提綱22三極管1.1二及管（一）二極管符號（二）開關(guān)等效電路（理想情況下）開關(guān)閉合當(dāng)Ua>Ub時(shí)，D導(dǎo)通開關(guān)斷開當(dāng)Ua≤Ub時(shí),D截止（三）二極管形狀發(fā)光二極管整流管開關(guān)管高頻二極管阻尼二極管金屬封裝整流二極管（四）二極管種類和符號判斷二極管質(zhì)量的好壞二次測得的正、反向電阻值很小或接近于0——管子已擊穿如正、反向電阻值很大或接近于∞——管子內(nèi)部已斷路如正、反向電阻值相差不大——性能變壞或已失效反向電阻值比正向電阻值大幾百倍以上——性能良好第一章常用器件介紹

內(nèi)容提綱11二及管33光電耦合器44繼電器5可控硅5內(nèi)容提綱22三極管1.2三極管（一）三極管結(jié)構(gòu)及電路符號發(fā)射極E基極BPNN+集電極C發(fā)射極E基極BNPP+集電極CBCEBCE發(fā)射結(jié)集電結(jié)1.2三極管（三）三極管開關(guān)等效電路（理想情況下）當(dāng)Ub為高電平UIH時(shí)，T飽和當(dāng)Ub為低電平UIL時(shí)，T截止開關(guān)閉合開關(guān)斷開第一章常用器件介紹

內(nèi)容提綱11二及管33光電耦合器44繼電器5可控硅5內(nèi)容提綱22三極管1.3光電耦合器（一）光電耦合器件光電耦合器件是發(fā)光器件與光接收器件組合的一種器件，它是以光作為媒介把輸入端的電信號耦合到輸出端，也稱為光耦合器。他的發(fā)送端和接收端是電、磁絕緣的，只有光信息相連。1.3光電耦合器（三）光電耦合器件的應(yīng)用

1.用于電平轉(zhuǎn)換

工業(yè)控制系統(tǒng)所用集成電路的電源電壓和信號脈沖的幅度常不盡相同，如TTL的電源為5V，HTL為12V，PMOS為－22V，CMOS則為5~20V。如果在系統(tǒng)中必須采用二種集成電路芯片，就必需對電平進(jìn)行轉(zhuǎn)換，以便邏輯控制的實(shí)現(xiàn)。

圖6-39所示為利用光電耦合器件實(shí)現(xiàn)PMOS電路的電平與TTL電路電平的轉(zhuǎn)換電路。光電耦合器件不但使前后兩種不同電平的脈沖信號耦合起來而且使輸入與輸出電路完全隔離。

1.3光電耦合器

2.用于邏輯門電路

利用光電耦合器件可以構(gòu)成各種邏輯電路，圖6-40所示為兩個(gè)光電耦合器組成的與門電路，如果在輸入端Ui1和Ui2同時(shí)輸入高電平"1"，則兩個(gè)發(fā)光二極管GD1和GD2都發(fā)光，兩個(gè)光敏三極管TD1和TD2都導(dǎo)通，輸出端就呈現(xiàn)高電平“1”。若輸入端Ui1或Ui2中有一個(gè)為低電平“0”，則輸出光電三極管中必有一個(gè)不導(dǎo)通，使得輸出信號為“0”，故為與門邏輯電路，Uo=Ui1·Ui2。1.3光電耦合器

圖6-41所示典型應(yīng)用電路中左側(cè)的輸入電路電源為13.5V的HTL邏輯電路，中間的中央運(yùn)算器、處理器等電路為+5V電源，后邊的輸出部分依然為抗干擾特性高的HTL電路。

輸入信號經(jīng)光電耦合器送至中央運(yùn)算、處理部分的TTL電路，TTL電路的輸出又通過光電耦合器送到抗干擾能力高的HTL電路，光電耦合器成了TTL和HTL兩種電路的媒介。

3.隔離方面的應(yīng)用1.3光電耦合器

5.燃?xì)鉄崴髦忻}沖點(diǎn)火控制器由于煤氣是易燃、易爆氣體，所以對燃?xì)馄骶咧械狞c(diǎn)火控制器的要求是安全、穩(wěn)定、可靠。為此電路中有這樣一個(gè)功能，即打火確認(rèn)針產(chǎn)生火花，才可打開燃?xì)忾y門；否則燃?xì)忾y門關(guān)閉，這樣就保證使用燃?xì)馄骶叩陌踩浴D8-25為燃?xì)鉄崴髦械母邏捍蚧鸫_認(rèn)電路原理圖。在高壓打火時(shí)，火花電壓可達(dá)一萬多伏，這個(gè)脈沖高電壓對電路工作影響極大，為了使電路正常工作，采用光電耦合器VB進(jìn)行電平隔離，大大增強(qiáng)了電路抗干擾能力。當(dāng)高壓打火針對打火確認(rèn)針放電時(shí)，光電耦合器中的發(fā)光二極管發(fā)光，耦合器中的光敏三極管導(dǎo)通，經(jīng)V1、V2、V3放大，驅(qū)動強(qiáng)吸電磁閥，將氣路打開，燃?xì)馀龅交鸹慈紵Ｈ舾邏捍蚧疳樑c打火確認(rèn)針之間不放電，則光電耦合器不工作，V1等不導(dǎo)通，燃?xì)忾y門關(guān)閉。1.3光電耦合器第一章常用器件介紹

內(nèi)容提綱11二及管33光電耦合器44繼電器5可控硅5內(nèi)容提綱22三極管1.4電磁繼電器（二）電磁繼電器形狀1.4電磁繼電器（三）電磁繼電器應(yīng)用控制電路工作電路當(dāng)開關(guān)S1閉合時(shí)，電磁鐵通電產(chǎn)生____，將銜鐵______,開關(guān)S的觸點(diǎn)_____，工作電路在有_____通過，電動機(jī)便轉(zhuǎn)動起來。S1MS電流接通吸下磁1.4電磁繼電器S紅燈綠燈AB用控制

低壓電路通斷電的辦法來間接控制高壓電路的通斷電。自動控制水位自動報(bào)警裝置要求：水位未達(dá)A時(shí)，綠燈亮，水位正常；水位達(dá)到A時(shí)，紅燈亮，水位不正常.工作原理：水位沒有到達(dá)金屬塊A時(shí),電磁鐵不通電無磁性,綠燈亮,顯示水位正常。當(dāng)水位到達(dá)金屬塊A時(shí)，電磁鐵通電有磁性，將銜片吸下來，紅燈亮,表示水位不正常。1.5可控硅（一）可控硅晶閘管（Silicon

ControlledRectifier）

晶閘管是在晶體管基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種大功率半導(dǎo)體器件。它的出現(xiàn)使半導(dǎo)體器件由弱電領(lǐng)域擴(kuò)展到強(qiáng)電領(lǐng)域。

晶閘管也像半導(dǎo)體二極管那樣具有單向?qū)щ娦?，但它的?dǎo)通時(shí)間是可控的，主要用于整流、逆變、調(diào)壓及開關(guān)等方面。優(yōu)點(diǎn)：

體積小、重量輕、效率高、動作迅速、維修簡單、操作方便、壽命長、容量大（正向平均電流達(dá)千安、正向耐壓達(dá)數(shù)千伏）。

1.5可控硅G控制極

基本結(jié)構(gòu)K陰極G陽極

AP1P2N1N2四層半導(dǎo)體

晶閘管是具有三個(gè)PN結(jié)的四層結(jié)構(gòu),其外形、結(jié)構(gòu)及符號如圖。(c)結(jié)構(gòu)KGA(b)符號(a)外形三個(gè)

PN

結(jié)1.5可控硅

T1T2工作原理A

在極短時(shí)間內(nèi)使兩個(gè)三極管均飽和導(dǎo)通，此過程稱觸發(fā)導(dǎo)通。形成正反饋過程KGEA>0、EG>0EGEA+_R1.5可控硅晶閘管導(dǎo)通后，去掉EG

，依靠正反饋，仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。EA>0、EG>0KEA+_R

T1T2EGA形成正反饋過程1.5可控硅晶閘管導(dǎo)通的條件：

1.晶閘管陽極電路(陽極與陰極之間)施加正向電壓。

2.晶閘管控制電路(控制極與陰極之間)加正向電壓或正向脈沖(正向觸發(fā)電壓)。

晶閘管導(dǎo)通后，控制極便失去作用。

依靠正反饋，晶閘管仍可維持導(dǎo)通狀態(tài)。晶閘管關(guān)斷的條件：

1.必須使可控硅陽極電流減小,直到正反饋效應(yīng)不能維持。

2.將陽極電源斷開或者在晶閘管的陽極和陰極間加反相電壓。1.5可控硅可控整流電路單相半波可控整流

1.電阻性負(fù)載(1)

電路

u

>0時(shí)：若ug=0，晶閘管不導(dǎo)通，u

<0時(shí):

晶閘管承受反向電壓不導(dǎo)通,

uo=0,uT=u，故稱可控整流?？刂茦O加觸發(fā)信號，晶閘管承受正向電壓導(dǎo)通，uuoRL+–+uT+––Tio1.5可控硅(2)工作原理t12u

<

0時(shí):

可控硅承受反向電壓不導(dǎo)通即：晶閘管反向阻斷tOu

>0時(shí):tO1.5可控硅O動畫控制角t1Ot22導(dǎo)通角(3)工作波形

接電阻負(fù)載時(shí)單相半波可控整流電路電壓、電流波形1.5可控硅(4)整流輸出電壓及電流的平均值由公式可知：改變控制角，可改變輸出電壓Uo。1.5可控硅2.

雙向晶閘管特點(diǎn)：符號：A1A2G控制極第一電極第二電極通過控制電壓的控制可實(shí)現(xiàn)雙向?qū)?。相?dāng)于兩個(gè)晶閘管反向并聯(lián)，兩者共用一個(gè)控制極。1.5可控硅工作原理A1A2GUA1>UA2時(shí)，控制極相對于A2加正脈沖，晶閘管正向?qū)?，電流從A1流向A2。UA2>UA1時(shí)，控制極相對于A2加負(fù)脈沖，晶閘管反向?qū)ǎ娏鲝腁2流向A1。1.5可控硅交流調(diào)壓電路雙向二極管：只要在其兩端加上一定數(shù)值的正或負(fù)電壓即可使其導(dǎo)通。RC

Tu+_雙向二極管1.5可控硅第二章數(shù)字電路基礎(chǔ)知識

內(nèi)容提綱11概述33邏輯代數(shù)基礎(chǔ)44基本邏輯門55內(nèi)容提綱22數(shù)制和碼制2.1概述（一）模擬量

該物理量的變化在時(shí)間上或數(shù)值上是連續(xù)的。把表示模擬量的信號叫做模擬信號把工作在模擬信號下的電子電路叫做模擬電路。2.1概述（二）數(shù)字量

數(shù)字量的特點(diǎn)1.該物理量的變化在時(shí)間上和數(shù)量上都是離散的。2.它們的數(shù)值大小和每次的增減變化都是某一個(gè)最小數(shù)量單位Δ的整數(shù)倍，而小于這個(gè)最小數(shù)量單位的數(shù)值即量化誤差。3.以“0”“1”表示，采用二進(jìn)制。

把表示數(shù)字量的信號叫做數(shù)字信號，并且把工作在數(shù)字信號下的電子電路叫做數(shù)字電路。第二章數(shù)字電路基礎(chǔ)知識

內(nèi)容提綱11概述33邏輯代數(shù)基礎(chǔ)44基本邏輯門55內(nèi)容提綱22數(shù)制和碼制2.2數(shù)制和碼制（一）數(shù)制和碼制的概念數(shù)制：多位數(shù)碼中每一位的構(gòu)成方法以及從低位到高位的進(jìn)位規(guī)則。數(shù)碼形式表示數(shù)量的大小碼制：編制代碼所要遵循的規(guī)則。數(shù)碼形式表示不同的事物或事物的不同狀態(tài)2.2數(shù)制和碼制數(shù)制： ①每一位的構(gòu)成 ②從低位向高位的進(jìn)位規(guī)則常用到的數(shù)制：十進(jìn)制，二進(jìn)制，十六進(jìn)制Hexadecimal：十六進(jìn)制Decimal：十進(jìn)制Binary：二進(jìn)制2.2數(shù)制和碼制（二）進(jìn)位計(jì)數(shù)制及其要素

進(jìn)位計(jì)數(shù)制：按進(jìn)位原則進(jìn)行計(jì)數(shù)的方法。例：十進(jìn)制數(shù)有: 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十種狀態(tài)。我們說：十進(jìn)制數(shù)基數(shù)10，變化范圍0~（10-1）,

逢十進(jìn)一?？匆粋€(gè)十進(jìn)制數(shù)： 4094 每一位十種數(shù)碼的狀態(tài)(0~9) 千百十個(gè) 本位絕對值的大小=數(shù)×位權(quán) 103102101100如：千位=4×103=40002.2數(shù)制和碼制十進(jìn)制數(shù)有二個(gè)要素：

1.基數(shù)：10逢十進(jìn)一2.位權(quán)：10i

某一位數(shù)絕對值大小=數(shù)×位權(quán).二個(gè)要素:適用于二、八、十六進(jìn)制。二進(jìn)制數(shù)：基數(shù)20，1。

位權(quán)2i八進(jìn)制數(shù)：基數(shù)80，1，～，7

位權(quán)8i十六進(jìn)制數(shù):基數(shù)160，1，～，8，9，A(10)，B(11)，C(12)，D(13)，E(14)，F(xiàn)(15)。位權(quán)16i2.2數(shù)制和碼制（三）進(jìn)位計(jì)數(shù)制的表示方法1234．56=1103+2102+3101+4100+510-1+610-2推廣到任意十進(jìn)制：

N=±[kn

10n+kn-1

10n-1+……+k0

100

+k-1

10-1+……+k-m

10-m] =±[ki

10i] (i=-m~n)任何某一位數(shù)大小=ki

10i對于任意進(jìn)制:

N=±[kiRi] (i=-m~n) R—基數(shù)，逢R進(jìn)一.Ri—位權(quán)2.2數(shù)制和碼制例如：二進(jìn)制數(shù)B=10011101 B=127+124+123+122+120=（157）10

在計(jì)算機(jī)里進(jìn)行運(yùn)算和處理均是按二進(jìn)制數(shù)處理的。而二進(jìn)制數(shù)寫起來麻煩;寫時(shí)又以八進(jìn)制或十六進(jìn)制表示；日常生活中又常用十進(jìn)制，因此就有：二

十 八

十 二

八數(shù)制之間轉(zhuǎn)換問題 十六

十 二 十六2.2數(shù)制和碼制（四）不同數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換整數(shù)十→二（除2取余法）方法：整數(shù)除2取余，直到商為0為止，讀數(shù)由后向前。十二例：將（217）10轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制形式。余數(shù)：按照相反的方向?qū)懴聛怼?2/2/2/2/2/2/2/22171085427136310----商

10011011----余數(shù)(217) 10=（11011001）22.2數(shù)制和碼制小數(shù)十→二:乘2取整方法：對十進(jìn)制數(shù)逐次乘2，即乘2取整法，位數(shù)取決于要求精度。例：(0.613)10

2=1.226k-1=1(0.226)10

2=0.452k-2=0(0.452)10

2=0.904k-3=0(0.904)10

2=1.808k-4=1（0.1001）2=（0.5625）10(0.808)10

2=1.616k-5=1（0.10011）2=（0.609375）10(0.616)10

2=1.232k-6=1

(0.613)10=(0.100111)22.2數(shù)制和碼制3. 二→十

按權(quán)展開，求累加和。例：（0.1001）2=12-1+12-4=0.5+0.0625=（0.5625）10（1001）2=123+022+021+120=（9）10

*下頁是常用的幾種數(shù)制寫法：（八位二進(jìn)制數(shù)）

2.2數(shù)制和碼制二八

1.二→

八：

以小數(shù)點(diǎn)為界向左向右三位一段，不夠補(bǔ)0， 三位二進(jìn)制數(shù)用一位八進(jìn)制數(shù)表示。例：（1，101，001.010，011，1）2

不夠補(bǔ)0

不夠補(bǔ)0（001101001.010011

100）2=（151.234）82.

八→二：

一位八進(jìn)制數(shù)用三位二進(jìn)制數(shù)表示。（151．234）8=（001101001.010011100）22.2數(shù)制和碼制二十六

1.二→十六： 以小數(shù)點(diǎn)為界向左向右四位一段，不夠補(bǔ)0,

四位二進(jìn)制數(shù)用一位十六進(jìn)制數(shù)表示。例：（1101001.0100111）2→(69.4E)16 不夠補(bǔ)0

不夠補(bǔ)0 (0110,1001.0100,1110)2=(69.4E)162.十六→二：一位十六進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制數(shù)表示。(

694E)16

=

(0110,1001.0100,1110)22.2數(shù)制和碼制二

BCDBCD數(shù)：常用8421碼，每一位十進(jìn)制數(shù)用四位二進(jìn)制編碼表示。1111B 9D 1001BCD 10D00010000BCD

BCD碼與二進(jìn)制數(shù)之間轉(zhuǎn)換沒有直接關(guān)系， 必須先轉(zhuǎn)換成十進(jìn)制,然后轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制。例：1111111B=255D=0010,0101,0101BCD 0010,0101,0101BCD＝255D=11111111B2.2數(shù)制和碼制不同進(jìn)制數(shù)的對照表第二章數(shù)字電路基礎(chǔ)知識

內(nèi)容提綱11概述33邏輯代數(shù)基礎(chǔ)44基本邏輯門55內(nèi)容提綱22數(shù)制和碼制2.3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)（一）邏輯代數(shù)基礎(chǔ)概述二值邏輯：只有兩種對立邏輯狀態(tài)的邏輯關(guān)系在二值邏輯中的變量取值：0/1，0和1表示兩個(gè)對立的邏輯狀態(tài)。例如：電位的低高（0表示低電位，1表示高電位）、開關(guān)的開合等。邏輯：事物的因果關(guān)系2.3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)邏輯運(yùn)算：當(dāng)兩個(gè)二進(jìn)制數(shù)碼表示不同的邏輯狀態(tài)時(shí)，它們之間可以按照指定的某種因果關(guān)系進(jìn)行推理運(yùn)算，稱之為邏輯運(yùn)算。布爾代數(shù)：進(jìn)行邏輯運(yùn)算的數(shù)學(xué)方法。邏輯變量：邏輯代數(shù)中用字母表示變量，稱之為邏輯變量。

數(shù)字電路要研究的是電路的輸入輸出之間的邏輯關(guān)系，所以數(shù)字電路又稱邏輯電路，相應(yīng)的研究工具是邏輯代數(shù)。布爾代數(shù)。2.3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)（二）邏輯代數(shù)中的三種基本運(yùn)算與，或，非運(yùn)算，由下圖引出：邏輯抽象

輸入開關(guān)：1通、0斷；輸出燈：1亮、0暗2.3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)代入定理:在任何一個(gè)包含變量A的邏輯等式中，若以另外一個(gè)邏輯式代入式中所有A的位置，則等式仍然成立。（三）邏輯代數(shù)的基本定理

反演定理:

對于任意一個(gè)邏輯式，若將其中所有的“?”換成“+”，“+”換成“?”，“0”換成“1”，“1”換成“0”，原變量換成反變量，反變量變成原變量，則得到的結(jié)果就是。2.3邏輯代數(shù)基礎(chǔ)2.