電子基礎(chǔ)講解

前言

電子！已經(jīng)成為我們生活中必不可少的組成部份，其身影隨處可見(jiàn)，如：電視機(jī)、電腦、收音機(jī)、手機(jī)、功放等！它們中的電子就像我們?nèi)梭w中的內(nèi)臟，少了它們就像我們?nèi)梭w少了內(nèi)臟一樣，就等于廢人一個(gè)，那么如何了解各種電子及其工作原理？下面就由我給大家講解一些簡(jiǎn)單的電子元件及工作原理！一:電阻1.重要的電子元件之一.在電路中用“R”加數(shù)字表示，主要作用為分流、限流、分壓、偏置、濾波（與電容器組合使用）和阻抗匹配等。2.參數(shù)識(shí)別：

電阻的單位為歐姆（Ω），倍率單位有：千歐KΩ），兆歐（MΩ),換算方法是：1M=1000K=1000000Ω

電阻標(biāo)注方法有3種，即直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法。

a、數(shù)標(biāo)法主要用于貼片等小體積的電路，如：

472表示47×102Ω（即4.7K）；

104則表示100K,哪:274等于多少Ω?

b、色環(huán)標(biāo)注法使用最多，現(xiàn)舉例如下：

四色環(huán)電阻

五色環(huán)電阻（精密電阻）3.電阻分類(lèi)：（1）按外形結(jié)構(gòu)分：固定電阻和可變電阻。（2）按制作材料分類(lèi)：碳膜電阻；金屬膜電阻，線繞電阻，敏感電阻（3）按用途分類(lèi)：通用電阻，精密電阻，高頻電阻，高阻值電阻，高壓電阻。3.電阻的色標(biāo)位置和倍率關(guān)系如下表所示：★顏色

有效數(shù)字

倍率

允許偏差（%）棕色

1

101

±1

紅色

2

102

±2

橙色

3

103

/

黃色

4

104

/

綠色

5

105

±0.5

藍(lán)色

6

106

±0.2

紫色

7

107

±0.1

灰色

8

108

/

白色

9

109

+5至-20

黑色

0

100

/

金色

/

10-1

±5無(wú)色

/

/

±20

銀色

/

10-2

±10有效數(shù)字誤差等級(jí)倍率4.電阻的計(jì)算公式:R=R1XR2/R1+R2二.電容：在電路中一般用“C”加數(shù)字表示，它的作用是：通交流隔直流、振蕩、濾波、旁路、、耦合儲(chǔ)能等作用。

1.電容的組成：電容是由兩片金屬膜緊靠，中間用絕緣材料隔開(kāi)而組成的元件。電容的主要特性是隔直流通交流.電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小，電容對(duì)交流信號(hào)的阻礙作用稱(chēng)為容抗，它與交流信號(hào)的頻率和電容量有關(guān)。觀察紙介電容器的構(gòu)造該元件有兩片金屬膜（導(dǎo)體），中間是一層絕緣紙。2.電容的識(shí)別方法：

電容的識(shí)別方法與電阻的識(shí)別方法基本相同，分直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)標(biāo)法3種。電容的基本單位用法拉（F）表示，其它單位還有：毫法（mF）、微法（uF）、納法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉=103毫法=106微法=109納法=1012皮法容量大的電容其容量值在電容上直接標(biāo)明，如10uF/16V容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數(shù)字表示字母表示法：1m=1000uF1P2=1.2PF1n=1000PF數(shù)字表示法：一般用三位數(shù)字表示容量大小，前兩位表示有效數(shù)字，第三位數(shù)字是倍率。如：102表示10×102PF=1000PF224表示22×104PF=0.22uF3、電容容量誤差表符號(hào)FGJKLM允許誤差±1%±2%±5%±10%±15%±20%如：一瓷片電容為104J表示容量為0.1uF、誤差為±5%。3.電容的種類(lèi)（1）從原理上分為：無(wú)極性可變電容、無(wú)極性固定電容、有極性電容（2）從材料上分為：CBB電容（聚乙烯），滌綸電容、瓷片電容、云母電容、獨(dú)石電容、電解電容、鉭電容等。電解電容（鋁、鉭）結(jié)構(gòu)：鋁箔＋紙＋電解液院表示方法：CD1－160V－0.22μ特點(diǎn)：容量大，損耗大，漏電大

測(cè)量：注意方向符號(hào)：用途：用于電路要求不太高!但電容量較大的場(chǎng)合。如電源濾波、低頻耦/合、去耦、旁路等。瓷介電容器CC12-63V-200P

電路符號(hào)I類(lèi)

COG/NPO特點(diǎn)：低損耗電容材料、高穩(wěn)定性電容量,不隨溫度、電壓和時(shí)間的變化而改變。電介質(zhì)特性好.II類(lèi)X7R特點(diǎn)：電氣性能較穩(wěn)定，隨溫度、電壓、時(shí)間的變化，其特有性能變化并不顯著，屬穩(wěn)定性電容。

III類(lèi)Z5V特點(diǎn)：具有較高的介電常數(shù)，電容量較高，低頻通用型。用途：

I類(lèi)用途：用于穩(wěn)定性、可靠性要求較高的高頻、特高頻、甚高頻電路。

II類(lèi)用途：用于隔直、耦合、旁路、濾波即可靠性要求較高的中高頻電路。

III類(lèi)用途：廣泛用于對(duì)電容、損耗要求偏低，標(biāo)稱(chēng)容量要求較高的電路。4.電解電容其作用是隔直流：作用是阻止直流通過(guò)而讓交流通過(guò)。旁路（去耦）：為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。耦合：作為兩個(gè)電路之間的連接，允許交流信號(hào)通過(guò)并傳輸?shù)较乱患?jí)電路。濾波：將整流以后的鋸齒波變?yōu)槠交拿}動(dòng)波，接近于直流。儲(chǔ)能：儲(chǔ)存電能，用于必須要的時(shí)候釋放。

5.電容串聯(lián)和并聯(lián)的計(jì)算公式三.電感1.基本作用：濾波、振蕩、延遲、陷波等形象說(shuō)法：“通直流，阻交流”通直流,所謂通直流就是指在直流電路中,電感的作用就相當(dāng)于一根導(dǎo)線,不起任何作用.阻交流:在交流電路中,電感會(huì)有阻抗,即XL,整個(gè)電路的電流會(huì)變小,對(duì)交流有一定的阻礙作用。2.電感的符號(hào)與單位電感符號(hào)：L電感單位：亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH)，1H=103mH=106uH。電感量的標(biāo)稱(chēng)：直標(biāo)式、色環(huán)標(biāo)式、無(wú)標(biāo)式3.電感器的種類(lèi)

1)按照外形，電感器可分為空心電感器(空心線圈)與實(shí)心電感器(實(shí)心線圈)。2)按照工作性質(zhì)，電感器可分為高頻電感器(各種天線線圈、振蕩線圈)和低頻電感器(各種扼流圈、濾波線圈等)。3)按照封裝形式，電感器可分為普通電感器、色環(huán)電感器、環(huán)氧樹(shù)脂電感器、貼片電感器等。4)按照電感量，電感器可分為固定電感器和可調(diào)電感器。4.電感串聯(lián)和并聯(lián)的計(jì)算公式

四.二極管

晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示。如：D5表示編號(hào)為5的二極管。作用：二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)通電阻很?。欢诜聪螂妷鹤饔孟聦?dǎo)通電阻極大或無(wú)窮大。正因?yàn)槎O管具有上述特性，把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護(hù)、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。1.PN結(jié)的單向?qū)щ?/p>

(1)PN結(jié)加正向電壓（正向偏置）PN結(jié)變窄外電場(chǎng)IF

內(nèi)電場(chǎng)被削弱，多子的擴(kuò)散加強(qiáng)，形成較大的擴(kuò)散電流。PN結(jié)加正向電壓時(shí)，PN結(jié)變窄，正向電流較大，正向電阻較小，PN結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++動(dòng)畫(huà)+–P接正、N接負(fù)2PN結(jié)加反向電壓（反向偏置）PN結(jié)變寬外電場(chǎng)

內(nèi)電場(chǎng)被加強(qiáng)，少子的漂移加強(qiáng)，由于少子數(shù)量很少，形成很小的反向電流。IRP接負(fù)、N接正動(dòng)畫(huà)–+PN結(jié)加反向電壓時(shí)，PN結(jié)變寬，反向電流較小，反向電阻較大，PN結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。內(nèi)電場(chǎng)PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－通過(guò)以上兩個(gè)示意圖得出以下:1.二極管加正向電壓（正向偏置，陽(yáng)極接正、陰極接負(fù)）時(shí)，二極管處于正向?qū)顟B(tài)，二極管正向電阻較小，正向電流較大。2.二極管加反向電壓（反向偏置，陽(yáng)極接負(fù)、陰極接正）時(shí)，二極管處于反向截止?fàn)顟B(tài)，二極管反向電阻較大，反向電流很小。3.外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴?.二極管的反向電流受溫度的影響，溫度愈高反向電流愈大。2.二極管的結(jié)構(gòu)示意圖3.伏安特性硅管0.5V,鍺管0.1V。反向擊穿電壓U(BR)導(dǎo)通壓降

外加電壓大于死區(qū)電壓二極管才能導(dǎo)通。

外加電壓大于反向擊穿電壓二極管被擊穿，失去單向?qū)щ娦浴Ｕ蛱匦苑聪蛱匦蕴攸c(diǎn)：非線性UI死區(qū)電壓PN+–PN–+

反向電流在一定電壓范圍內(nèi)保持常數(shù)。硅管鍺管4.主要參數(shù)1.最大整流電流IOM

二極管長(zhǎng)期使用時(shí)，允許流過(guò)二極管的最大正向平均電流。2.反向工作峰值電壓URWM是保證二極管不被擊穿而給出的反向峰值電壓，一般是二極管反向擊穿電壓UBR的一半或三分之二。二極管擊穿后單向?qū)щ娦员黄茐模踔吝^(guò)熱而燒壞。3.反向峰值電流IRM指二極管加最高反向工作電壓時(shí)的反向電流。反向電流大，說(shuō)明管子的單向?qū)щ娦圆?，IRM受溫度的影響，溫度越高反向電流越大。硅管的反向電流較小，鍺管的反向電流較大，為硅管的幾十到幾百倍。5.二極管的應(yīng)用若二極管是理想的，正向?qū)〞r(shí)正向管壓降為零，反向截止時(shí)二極管相當(dāng)于斷開(kāi)。

分析方法：將二極管斷開(kāi)，分析二極管兩端電位的高低或所加電壓UD的正負(fù)。若V陽(yáng)>V陰(正向偏置)，二極管導(dǎo)通若V陽(yáng)<V陰(反向偏置)，二極管截止二極管的分類(lèi)①按其結(jié)構(gòu)，通常有點(diǎn)接觸型和面結(jié)合型兩類(lèi)：點(diǎn)接觸型面結(jié)合型平面型點(diǎn)接觸型：適用于工作電流小、工作頻率高的場(chǎng)合；

面結(jié)合型：適用于工作電流較大、工作頻率較低的場(chǎng)合；

平面型：適用于工作電流大、功率大、工作頻率低的場(chǎng)合。②按使用的半導(dǎo)體材料分:硅二極管和鍺二極管；

③按用途分:普通二極管、整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、變?nèi)荻O管、光電二極管等。二極管的封裝及常見(jiàn)的外觀

常見(jiàn)的幾種二極管中有玻璃封裝的、塑料封裝的和金屬封裝的等等。大功率二極管多采用金屬封裝，并且有個(gè)螺帽以便固定在散熱器上。二極管常見(jiàn)的外觀有：

發(fā)光二極管①整流二極管：利用單向?qū)щ娦园呀涣麟娮兂芍绷麟姷亩O管。②穩(wěn)壓二極管：利用反向擊穿特性進(jìn)行穩(wěn)壓的二極管。③發(fā)光二極管：利用磷化鎵把電能轉(zhuǎn)變成光能的二極管。④光電二極管：將光信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娦盘?hào)的二極管。⑤變?nèi)荻O管：利用反向偏壓改變PN結(jié)電容量的二極管。6.二極管的簡(jiǎn)單測(cè)試

用萬(wàn)用表檢測(cè)二極管。判別正負(fù)極性萬(wàn)用表測(cè)試條件：R×100Ω或R×1kΩ將紅、黑表筆分別接二極管兩端。所測(cè)電阻小時(shí)，黑表筆接觸處為正極，紅表筆接觸處為負(fù)極。圖1.1.8萬(wàn)用表檢測(cè)二極管2.判別好壞萬(wàn)用表測(cè)試條件：R×1kΩ。

(1)若正反向電阻均為零，二極管短路；

(2)若正反向電阻非常大，二極管開(kāi)路。

(3)若正向電阻約幾千歐姆，反向電阻非常大，二極管正常。二極管的命名國(guó)產(chǎn)二極管的型號(hào)命名分為五個(gè)部分:第一部分用數(shù)字“2”表示主稱(chēng)為二極管第二部分用字母表示二極管的材料與極性第三部分用字母表示二極管的類(lèi)別第四部分用數(shù)字表示序號(hào)第五部分用字母表示二極管的規(guī)格號(hào)各部分的含義見(jiàn)下表:2DZ11二極管P型硅材料整流管序號(hào)含義：由P型硅材料制成的整流二極管

舉

例五.整流電路和濾波器單相半波整流電路uDO2)工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管D導(dǎo)通；3)工作波形u負(fù)半周，Va<Vb，二極管D截止。1)電路結(jié)構(gòu)

–++–aTrDuoubRLio動(dòng)畫(huà)utOuoO2.單相橋式整流電路2)工作原理u

正半周，Va>Vb，二極管D1、D3

導(dǎo)通，D2、D4

截止。3)工作波形uD2uD41)電路結(jié)構(gòu)－uouDttRLuiouo1234ab+

–+

–－動(dòng)畫(huà)u

3.電容濾波器2)工作原理u>uC時(shí)，二極管導(dǎo)通，電源在給負(fù)載RL供電的同時(shí)也給電容充電，uC

增加，uo=uC

。

u<uC時(shí)，二極管截止，電容通過(guò)負(fù)載RL

放電，uC按指數(shù)規(guī)律下降，uo=uC

。+Cici

–++–aDuoubRLio=uC

3)工作波形二極管承受的最高反向電壓為。動(dòng)畫(huà)uoutOtO

1)電路結(jié)構(gòu)4)電容濾波電路的特點(diǎn)(T—

電源電壓的周期)(1)輸出電壓的脈動(dòng)程度與平均值Uo與放電時(shí)間常數(shù)RLC有關(guān)。近似估算?。篣o

=1.2U(

橋式、全波）

Uo

=1.0U

（半波）當(dāng)負(fù)載RL開(kāi)路時(shí)，UO

為了得到比較平直的輸出電壓電感電容濾波器1)電路結(jié)構(gòu)LuRLuo++––~+C2)濾波原理

當(dāng)流過(guò)電感的電流發(fā)生變化時(shí)，線圈中產(chǎn)生自感電勢(shì)阻礙電流的變化,使負(fù)載電流和電壓的脈動(dòng)減小。

LC濾波適合于電流較大、要求輸出電壓脈動(dòng)較小的場(chǎng)合，用于高頻時(shí)更為合適。形濾波器形LC濾波器

濾波效果比LC濾波器更好，但二極管的沖擊電流較大。

比形LC濾波器的體積小、成本低。LuRLuo++––~+C2+C1形RC濾波器RuRLuo++––~+C2+C1

R愈大，C2愈大，濾波效果愈好。但R大將使直流壓降增加，主要適用于負(fù)載電流較小而又要求輸出電壓脈動(dòng)很小的場(chǎng)合。穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路(2)工作原理UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZRL(IO)IR設(shè)UI一定，負(fù)載RL變化UO

基本不變IR

(IRR)基本不變UO

(UZ

)IZ(1)電路+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz限流調(diào)壓穩(wěn)壓電路直流穩(wěn)壓電源的原理方框圖交流電源負(fù)載變壓整流濾波穩(wěn)壓功能：把交流電壓變成穩(wěn)定的大小合適的直流電壓六.三極管晶體三極管在電路中常用“Q”加數(shù)字表示，如：Q17表示編號(hào)為17的三極管。特點(diǎn)：晶體三極管（簡(jiǎn)稱(chēng)三極管）是內(nèi)部含有2個(gè)PN結(jié)，并且具有放大能力的特殊器件晶體三極管

NNP發(fā)射極E基極B集電極C發(fā)射結(jié)集電結(jié)—

基區(qū)—

發(fā)射區(qū)—

集電區(qū)NPN型PPNEBCPNP型分類(lèi)：按材料分：硅管、鍺管按結(jié)構(gòu)分：

NPN、PNP按使用頻率分：低頻管、高頻管按功率分：小功率管<500mW中功率管0.51W大功率管>1WECBECB一、結(jié)構(gòu)、符號(hào)和分類(lèi)半導(dǎo)體分離器件二、電流放大原理1.三極管放大的條件內(nèi)部條件發(fā)射區(qū)摻雜濃度高基區(qū)薄且摻雜濃度低集電結(jié)面積大外部條件發(fā)射結(jié)正偏集電結(jié)反偏2.滿足放大條件的三種電路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共發(fā)射極共集電極共基極實(shí)現(xiàn)電路uiuoRBRCuouiRCRE3.三極管內(nèi)部載流子的傳輸過(guò)程1)發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入多子電子，形成發(fā)射極電流IE。ICN多數(shù)向BC結(jié)方向擴(kuò)散形成ICN。IE少數(shù)與空穴復(fù)合，形成IBN。IBN基區(qū)空穴來(lái)源基極電源提供(IB)集電區(qū)少子漂移(ICBO)I

CBOIBIBN

IB+ICBO即：IB=IBN

–

ICBO3)集電區(qū)收集擴(kuò)散過(guò)來(lái)的載流子形成集電極電流ICICIC=ICN+ICBO2)電子到達(dá)基區(qū)后(基區(qū)空穴運(yùn)動(dòng)因濃度低而忽略)三極管內(nèi)載流子運(yùn)動(dòng)三極管的電流關(guān)系共集電極接法：集電極作為公共端；

共基極接法：基極作為公共端。共發(fā)射極接法：發(fā)射極作為公共端；各極電流之間的關(guān)系式

共基極電流傳輸系數(shù)。因ICBO較小，所以又因則，IC≈IE因ICEO較小，所以共發(fā)射極電流放大系數(shù)。IE=IC+IB>>1

半導(dǎo)體三極管

4.三極管的電流分配關(guān)系當(dāng)管子制成后，發(fā)射區(qū)載流子濃度、基區(qū)寬度、集電結(jié)面積等確定，故電流的比例關(guān)系確定，即：IB=I

BN

ICBOIC=ICN+ICBOIE=IC+IB穿透電流5.輸出特性曲線—

iC=f(vCE)

iB=常數(shù)iC是輸出電流，vCE是輸出電壓。

⑴放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏⑵截止區(qū)：

IB=0以下的區(qū)域。⑶飽和區(qū)：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。IC隨著VCE的變化而迅速變化。工程上以VCE=0.3伏作為放大區(qū)和飽和區(qū)的分界線。VCE大于0.7

V左右(硅管)。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。三極管的特性曲線

iB是輸入電流，vBE是加在B、E兩極間的輸電壓。輸入特性曲線—

iB=f(vBE)

vCE=常數(shù)導(dǎo)通電壓鍺管0.1~0.3V共發(fā)射極接法的輸入特性曲線其中vCE=0V的那一條相當(dāng)于發(fā)射結(jié)的正向特性曲線，當(dāng)vCE≥1V時(shí)，vCB=vCE-vBE>0，集電結(jié)已進(jìn)入反偏狀態(tài)，開(kāi)始收集電子，且基區(qū)復(fù)合減少，IC/IB增大，特性曲線將向右稍微移動(dòng)一些。但vCE再增加時(shí)，曲線右移很不明顯。

測(cè)量三極管三個(gè)電極對(duì)地電位，試判斷三極管的工作狀態(tài)。

放大截止飽和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大Vc>Vb>Ve放大Vc<Vb<Ve發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏。發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏。總結(jié)以上：1.三極管導(dǎo)通電壓：硅管0.6-0.8V鍺2.三種工作狀態(tài)：

1)放大：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏Uc>Ub>UeB極和E極之間的壓降為0.7V,也可以說(shuō)B極比E極大0.7V(硅管為例,鍺管則相反)2)飽和：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為正偏Uc<Ub≥Ue也可以說(shuō)B極電壓比C極和E極都高.此時(shí)三極管處開(kāi)關(guān)閉合也就是說(shuō)C、E極之間相當(dāng)于一跟導(dǎo)線

3)截止：發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均為反偏Uc>Ub<Ue也可以說(shuō)B極電壓比C極和E極都低.此時(shí)三極管處開(kāi)關(guān)斷開(kāi)也就是說(shuō)C、E極之間相當(dāng)于一跟斷開(kāi)的導(dǎo)線。+UCCRCC1C2TRBui輸入uo輸出集電極電源，為電路提供能量。并保證集電結(jié)反偏。集電極電阻，將變化的電流轉(zhuǎn)變?yōu)樽兓碾妷骸；鶚O偏置電阻,使發(fā)射結(jié)處于正偏，并提供大小適當(dāng)?shù)幕鶚O電流。

耦合電容：有極性。大小為10F~50F作用：隔直通交晶體管T--放大元件,iC=iB。要保證集電結(jié)反偏,發(fā)射結(jié)正偏,使晶體管工作在放大區(qū)。例：分別畫(huà)出下圖放大電路的直流和交流通路直流通路直流通路用來(lái)計(jì)算靜態(tài)工作點(diǎn)Q(IB

、IC

、UCE)對(duì)直流信號(hào)電容C可看作開(kāi)路（即將電容斷開(kāi)）斷開(kāi)斷開(kāi)+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiERBRCuiuORLRSu