《電子應(yīng)用技術(shù)項目教程（第4版）》課件 項目1節(jié)能燈電路的制作

節(jié)能燈電路的制作目錄學(xué)習(xí)目標(biāo)工作任務(wù)知識鏈接知識拓展知識小結(jié)學(xué)習(xí)目標(biāo)1.能根據(jù)電子元器件的外觀、圖形符號,進行正確識別。2.能運用萬用表檢測阻抗元件、二極管的極性和好壞。3.能正確選用電子元器件。知識目標(biāo)能力目標(biāo)1.了解阻抗元件的標(biāo)稱阻值與標(biāo)志。2.理解PN結(jié)的形成及導(dǎo)電特性,了解二極管的結(jié)構(gòu);理解二極管的工作特性及主要參數(shù);熟悉各種特殊二極管的符號、測試及實際應(yīng)用。返回素質(zhì)目標(biāo)1.樹立專業(yè)意識、前沿意識、工程意識等職業(yè)意識。2.理解國家節(jié)能環(huán)保、綠色發(fā)展的發(fā)展理念。工作任務(wù)返回節(jié)能燈電路的制作1.實訓(xùn)目標(biāo)

（1）熟悉LED節(jié)能照明燈電路的組成及工作原理。

（2）會正確選用及檢測阻抗元件、二極管電子元器件。

（3）能熟練使用電子焊接工具，完成節(jié)能照明燈電路裝接。2.任務(wù)要求（1）各小組制訂工作計劃。（2）識別節(jié)能燈電路原理圖，明確元器件連接和電路連線。（3）畫出裝配圖。（4）完成電路所需元器件的購買與檢測。（5）根據(jù)裝配圖制作節(jié)能燈電路。（6）完成節(jié)能燈電路功能檢測和故障排除。（7）通過小組討論完成電路的詳細分析及撰寫任務(wù)工單。3.節(jié)能燈電路工作原理

LED節(jié)能燈使用220V電源供電,工作原理非常簡單,采用電容C1降壓,不消耗電能、不發(fā)熱、效果好。R1為高壓泄流電阻,該電阻可以裝也可以不裝,主要是為了給電容放電,防止觸電傷人。220V交流電經(jīng)C1降壓后,經(jīng)二極管全波橋式整流,并通過C2(消閃爍濾波電容)濾波后給兩組LED提供恒流電源,每組串聯(lián)12個LED。C2用來防止開燈時的沖擊電流對LED的損壞,因為C1的存在,所以開燈的瞬間它會產(chǎn)生一個很大的充電電流,該電流流過LED將會對LED產(chǎn)生損壞,有了C2的介入,可以起到開燈防沖擊的保護作用。該電路的優(yōu)點是恒流源、電源功耗小、體積小、電路簡單、經(jīng)濟、實用。4.實訓(xùn)設(shè)備與元器件

（1）實訓(xùn)設(shè)備：電烙鐵、萬用表、尖嘴鉗、剪鉗、熱熔膠槍（膠）等工具消耗品。

（2）元器件需求明細表

5.電路的安裝與功能測試（1）安裝按正確方法檢測好元件。（2）功能測試通電后，LED節(jié)能燈是否點亮。6.填寫評分表7.評價說明在任務(wù)實施過程中未出現(xiàn)人身傷害事故或設(shè)備嚴重損壞的前提下進行評價。

評價方法：

(1)自我評價:1～10項中,能達到9項及以上為優(yōu),能達到7項及以上為良,能達到6項及以上為合格,低于6項為不合格。

(2)小組評價:11～20項中,能達到9項及以上為優(yōu),能達到7項及以上為良,能達到6項及以上為合格,低于6項為不合格。

(3)教師評價:21～30項中,能達到9項及以上為優(yōu),能達到7項及以上為良,能達到6項及以上為合格,低于6項為不合格。

(4)學(xué)生個人綜合成績評定:教師根據(jù)學(xué)生自我評價、小組評價、教師評價及課堂記錄,對每個學(xué)生工作任務(wù)完成情況進行綜合等級評價,綜合評價等級與分數(shù)的對應(yīng)關(guān)系為

優(yōu):90分及以上,良:75~89分,合格:60~74分,不合格:60分以下

知識鏈接電阻器(簡稱電阻)是電氣、電子設(shè)備中使用率最高的基本元件之一,主要用于控制和調(diào)節(jié)電器中的電流和電壓,或者用作消耗電能的負載。按構(gòu)成材料的不同分為：合金型電阻、薄膜型電阻、合成型電阻等類型;按結(jié)構(gòu)的不同分為：固定電阻、可變電阻和電位器等。1.1電阻器電阻的實物圖電阻的圖形符號1.1.1電阻的型號命名方法電阻的名稱、材料和特征等各部分符號意義電阻器的型號是由一組字母和數(shù)字排列而成的。例：RJ21-0.25–8.2KIIRJ210.258.2KII第一部分第二部分第三部分序號功率

標(biāo)稱阻值

允許誤差

名稱材料分類1/4W8.2KΩII級±10％

電阻金屬膜普通

示例1.1.2電阻器的主要參數(shù)

電阻的參數(shù)很多,通?？紤]標(biāo)稱阻值、允許誤差和額定功率等。對有特殊要求的電阻還應(yīng)考慮它的溫度系數(shù)和穩(wěn)定性、最大工作電壓、噪聲和高頻特性(高頻下電阻的寄生電感和寄生電容影響)等。1.標(biāo)稱阻值與允許誤差

電阻的標(biāo)稱阻值及允許誤差有E6、E12、E24、E48、E96、E192六個系列,表1.2列出了E24、E12和E6三個系列的標(biāo)稱阻值及允許誤差。標(biāo)稱阻值可以乘以10n加以擴展,如3.9這個標(biāo)稱阻值,可擴展為3.9Ω、39Ω、390Ω、3.9kΩ等。

電阻器標(biāo)稱阻值和實測值之間允許的最大偏差范圍叫做電阻器的允許偏差。通常電阻器允許偏差分為三級：Ⅰ級誤差為±5%，Ⅱ級誤差±10%，Ⅲ級誤差為±20%。（1）直標(biāo)法

在電阻表面用阿拉伯?dāng)?shù)字和單位符號直接標(biāo)出,如圖所示。

（2）文字符號法

用阿拉伯?dāng)?shù)字和文字按一定規(guī)則組合標(biāo)出。符號前面的數(shù)字表示整數(shù),后面的數(shù)字依次表示第一位小數(shù)和第二位小數(shù),如圖所示。

例如：5R1表示5.1Ω；5k1表示5.1kΩ。（3）數(shù)碼法

當(dāng)阻值大于或等于10Ω時,用三位阿拉伯?dāng)?shù)字表示,前兩位表示阻值的有效數(shù)字,第三位表示有效數(shù)字后零的個數(shù)。

例如,100表示10Ω,102表示1000Ω。

當(dāng)阻值小于10Ω時，以×R×表示，將R看作小數(shù)點。

例如，8R2表示8.2Ω。（4）色環(huán)標(biāo)注法

用不同的色環(huán)標(biāo)注在電阻上,以標(biāo)明電阻的標(biāo)稱阻值和允許誤差。電阻的色環(huán)標(biāo)注符號意義如所示。

表1.3電阻器色標(biāo)符號意義顏色有效數(shù)字倍乘數(shù)允許偏差（%）金—10-1±5銀—10-2±10黑0100—棕1101±1紅2102±2橙3103—黃4104—綠5105±0.5藍6106±0.25紫7107±0.1灰8108—白9109-20～+50無色——±20常見的色環(huán)標(biāo)注法有兩種：四色環(huán)法一般用于普通電阻標(biāo)注,五色環(huán)法一般用于精密電阻標(biāo)注。四色環(huán)電阻的色環(huán)標(biāo)注意義:從左至右第一、二位色環(huán)表示有效數(shù)字,第三位色環(huán)表示倍乘數(shù),即有效數(shù)字后面零的個數(shù),第四位色環(huán)表示允許誤差。五色環(huán)電阻的色環(huán)標(biāo)注意義:從左至右第一、二、三位色環(huán)表示有效數(shù)字,第四位色環(huán)表示倍乘數(shù),第五位色環(huán)表示允許誤差。

2.額定功率

電阻的額定功率是指在規(guī)定的環(huán)境溫度和濕度下,電阻長期連續(xù)工作并能滿足規(guī)定的性能要求時,所允許耗散的最大功率。電阻的額定功率在圖形符號上的標(biāo)注如圖所示。

電位器是通過旋轉(zhuǎn)軸或滑動臂來調(diào)節(jié)阻值的可變電阻。電位器有三個引出端,一個為滑動端,另外兩個為固定端,滑動端運動時使其阻值在標(biāo)稱阻值范圍內(nèi)變化。

1.1.3電位器

電阻的主要故障有過流燒毀(大多開路)、變值、斷裂、引腳脫焊等。電位器還經(jīng)常出現(xiàn)滑動頭與電阻片接觸不良等情況。電阻的檢測方法有以下幾種。

1.觀察外表

電阻應(yīng)標(biāo)志清晰,保護層完好,帽蓋與電阻體結(jié)合緊密,無斷裂和燒焦現(xiàn)象。電位器應(yīng)轉(zhuǎn)動靈活,手感接觸均勻;若帶有開關(guān),則應(yīng)聽到開關(guān)接通時清脆的“叭噠”聲。

2.用萬用表歐姆擋檢測電阻的標(biāo)稱阻值

用此法檢測時需要注意以下幾點。

(1)對焊接在電路中的電阻進行檢測時,必須關(guān)掉電源。

(2)將電阻的一個連接端從電路中焊下,消除相連元器件對被測電阻的影響。

(3)測量者的手不能同時觸及被測電阻的兩端。

1.1.4電阻的檢測用萬用表檢測電阻

用萬用表檢測電位器

知識鏈接電容器(簡稱電容)也是組成電子電路和設(shè)備的基本元器件之一,利用電容充電、放電和隔直流、通交流的特性,在電路中可用于交流耦合、濾波、隔直、延時、交流旁路和組成振蕩電路等。1.2電容器電容的外形及圖形符號電容的外形及圖形符號(續(xù))國產(chǎn)電容器的型號一般由以下四部分組成，各部分的符號意義如表1.4所示。示例：1.2.1電容的型號命名方法第一部分用字母表示名稱第二部分用字母表示材料第三部分用字母或數(shù)字表示特征符號意義符號意義數(shù)字意義字母意義瓷介云母有機電解C電容A鉭電解1圓形非密封非密封箔式G高功率B聚苯乙烯有機薄膜2管形非密封非密封箔式TC高頻陶瓷3疊片密封密封燒結(jié)粉，非固體W微調(diào)D鋁電解4獨石密封密封燒結(jié)粉，固體E其他材料電解5穿心穿心G合金電解6支柱H紙膜復(fù)合7無極性I玻璃釉8高壓高壓高壓J金屬化紙介9特殊特殊L聚酯滌綸有機薄膜N鈮電解O玻璃膜Q漆膜ST低頻陶瓷VX云母紙Y云母Z紙表1.4電容的名稱、材料和特征符號意義1.標(biāo)稱容量和允許誤差電容的標(biāo)稱容量系列同電阻采用的系列相同,即E6、E12、E24系列。電容的允許誤差一般分為三級,即Ⅰ級允許誤差為±5%,Ⅱ級允許誤差為±10%,Ⅲ級允許誤差為±20%。而電解電容的允許誤差用J表示允許誤差為±5%;K表示允許誤差為±10%;M表示允許誤差為±20%。1.2.2電容的主要參數(shù)電容的標(biāo)稱容量和允許誤差都標(biāo)注在電容上。其標(biāo)注方法有以下幾種。(1)直標(biāo)法。將標(biāo)稱容量及允許誤差直接標(biāo)注在電容上。(2)文字符號法。將標(biāo)稱容量的整數(shù)部分標(biāo)注在其單位詞頭符號前面,標(biāo)稱容量的小數(shù)部分標(biāo)注在其單位詞頭符號后面,標(biāo)稱容量單位詞頭符號所占位置就是小數(shù)點的位置。若在數(shù)字前標(biāo)注有R字樣,則標(biāo)稱容量為零點幾微法。(3)數(shù)碼表示法。用三位數(shù)字表示電容標(biāo)稱容量大小,其中前兩位數(shù)字為電容標(biāo)稱容量的有效數(shù)字,第三位數(shù)字表示有效數(shù)字后面零的個數(shù)。(4)色環(huán)標(biāo)注法。電容的色環(huán)標(biāo)注法原則與電阻相同,顏色意義也與電阻基本相同電容的標(biāo)注方法電容的額定直流工作電壓是表示電容接入電路后,能長期連續(xù)可靠地工作,不被擊穿時所能承受的最大直流電壓。電容在使用時其電壓絕對不允許超過耐壓,否則就會被損壞或被擊穿,甚至電容本身會爆裂。如果電容接入交流電路,那么其電壓最大值不能超過耐壓。2.額定直流工作電壓（耐壓）3.絕緣電阻絕緣電阻是表示電容絕緣性能好壞的一個重要參數(shù),其大小取決于介質(zhì)絕緣質(zhì)量的優(yōu)劣及電容的結(jié)構(gòu)、制造工藝。電容的絕緣電阻越大越好,當(dāng)電容兩極加上直流電壓時,絕緣電阻越大,兩極之間產(chǎn)生的漏電流越小;反之,則漏電流越大。電容的質(zhì)量優(yōu)劣主要表現(xiàn)在容量和絕緣電阻。利用萬用表的歐姆擋可以簡單地測出電容的優(yōu)劣,粗略地辨別其漏電、容量衰減或失效的情況。具體方法:根據(jù)電容的容量選用合適的量程,在一般情況下,1-47μF的電容,可用R×1k擋測量,大于47μF的電容可用R×100擋測量。將黑表筆接電容正極,紅表筆接電容負極,若指針擺動大,且返回慢,返回位置接近∞,則說明該電容正常,且容量大;若指針擺動大,但返回時指針顯示的值較小,則說明該電容的絕緣電阻小,漏電流大;若指針擺動大,接近于0,且不返回,則說明該電容內(nèi)部短路;若指針不擺動,則說明該電容內(nèi)部開路,電容失效。對于正、負極標(biāo)志不明的電解電容,可利用上述測量絕緣電阻的方法加以判別。先任意測一下絕緣電阻,記住其大小,然后交換表筆測出另一個電阻,兩次測量中電阻大的那一次便是正向接法,即黑表筆接的是電解電容正極,紅表筆接的是電解電容負極。

1.2.3電容的檢測可變電容的檢測方法：

(1)用手緩慢旋動轉(zhuǎn)軸,應(yīng)感覺十分平滑,不應(yīng)有時松時緊甚至卡滯的現(xiàn)象。將轉(zhuǎn)軸向前、后、上、下、左、右等各個方向推動時,轉(zhuǎn)軸不應(yīng)搖動。

(2)一只手旋動轉(zhuǎn)軸,另一只手輕摸動片組的外緣,不應(yīng)有任何松脫現(xiàn)象。轉(zhuǎn)軸與動片組之間接觸不良的可變電容,不能繼續(xù)使用。

(3)將萬用表置于R×10k擋,一只手將兩個表筆分別接可變電容的動片和定片的引出端,另一只手將轉(zhuǎn)軸緩緩來回旋動,萬用表指針都應(yīng)在∞位置不動。若指針有時指向0,則說明動片和定片之間存在短路點;若旋到某一角度,萬用表讀數(shù)不是∞而是有限阻值,則說明可變電容動片和定片之間存在漏電現(xiàn)象。知識鏈接電感器(簡稱電感)與電容一樣,也是一種儲能元件,在電路中具有阻交流、通直流的作用,與電容配合可用于調(diào)諧、振蕩、耦合、濾波、分頻等電路。電感種類很多,分類方法也不相同,總體上可以歸為兩大類:電感線圈和變壓器。1.3電感器1.電感線圈

電感線圈有小型固定電感線圈、空心線圈、扼流線圈、可變電感線圈、微調(diào)電感線圈。下圖所示為部分電感的圖形符號及外形。1.3.1電感的分類2.變壓器

變壓器一般由線圈、鐵(磁)芯和骨架等組成。在電路中利用變壓器可以對交流電(或信號)進行電壓變換、電流變換和阻抗變換,可以傳遞信號、隔斷直流等。部分變壓器的圖形符號及外形

1.電感線圈的主要參數(shù)電感線圈的主要參數(shù)有電感量及允許誤差、品質(zhì)因數(shù)、分布電容、額定電流。(1)電感量及允許誤差。電感量是電感線圈的一個重要參數(shù),它與線圈圈數(shù)、繞制方式及磁芯的材料等因素有關(guān)。線圈圈數(shù)越多,繞制的線圈越集中在一起,電感量越大;線圈內(nèi)有磁芯的比無磁芯的電感量大;磁芯磁導(dǎo)率大的電感量大。電感量用L表示,單位為亨(H),其允許誤差通常有三個等級,Ⅰ級允許誤差為±5%,Ⅱ級允許誤差為±10%,Ⅲ級允許誤差為±20%。1.3.2電感的主要參數(shù)(2)品質(zhì)因數(shù)。品質(zhì)因數(shù)是電感線圈的另一主要參數(shù),通常用字母Q來表示。Q越高表明電感線圈的功率損耗越小,效率越高,即“品質(zhì)”越好。用高Q值線圈與電容組成的諧振電路具有更好的諧振特性。(3)分布電容。電感器線圈與線圈之間,層與層之間都存在一個小的電容,這一電容稱為線圈的分布電容(或稱為寄生電容)。分布電容的存在使線圈的工作頻率受到限制,并使線圈的Q值下降。高頻線圈的蜂房繞法或分段繞法就是為減小分布電容而設(shè)計的。(4)額定電流。額定電流是電感線圈中允許通過的最大電流,額定電流的大小與繞制線圈的線徑粗細有關(guān)。國產(chǎn)色碼電感通常用在電感上印刷字母的方法來表示最大直流工作電流,字母A、B、C、D、E分別表示最大工作電流為50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。1.3.2電感的主要參數(shù)2.變壓器的主要參數(shù)(1)匝數(shù)比。變壓器初級繞組的匝數(shù)N1與次級繞組的匝數(shù)N2之比稱為匝數(shù)比,即n=N1/N2。(2)額定功率。額定功率是指在規(guī)定的頻率和電壓下,變壓器長時間工作而不超過規(guī)定溫升的最大輸出功率,單位是V·A。(3)效率。效率是指變壓器輸出功率與輸入功率之比的百分數(shù),即效率=(輸出功率/輸入功率)×100%。變壓器效率越高,各種損耗越小。一般電源變壓器和音頻變壓器要考慮效率,而中頻、高頻變壓器一般不考慮效率。(4)溫升。變壓器在通電工作后,其溫度上升至穩(wěn)定值時,變壓器溫度高出周圍環(huán)境溫度的數(shù)值稱為溫升。變壓器的溫升越小越好。(5)絕緣電阻。變壓器絕緣電阻的大小不僅關(guān)系到變壓器的電氣性能,在電源變壓器中還與人身安全有關(guān)。用1kV搖表測量時,變壓器的絕緣電阻應(yīng)在10MΩ以上。除上述五項參數(shù)之外,不同用途的變壓器還有一些其他參數(shù)。3.參數(shù)表示方法

變壓器的參數(shù)表示通常采用直標(biāo)法。電感線圈的參數(shù)表示方法主要有兩種:直標(biāo)法和色碼法。色碼法的讀碼含義同色碼電阻。1.電感線圈的檢測用萬用表測量線圈的直流電阻可簡易判斷電感的好壞。電感的直流電阻一般很小。匝數(shù)多、線徑細的線圈能達幾十歐姆。對于有抽頭的線圈,各腳之間的電阻均很小,僅有幾歐姆左右。若用萬用表R×1擋測得的電阻遠大于上述電阻,則說明線圈已經(jīng)開路。1.3.3電感的檢測2.變壓器的簡易檢測用萬用表檢測變壓器首先要通過測量線圈電阻識別接線端,再測量絕緣電阻、溫升。(1)識別接線端。在晶體管電路中使用的電源變壓器,一般只有初、次級兩個繞組。次級繞組的匝數(shù)少而導(dǎo)線粗,多數(shù)為兩個出線端,也有的為三個出線端,其中一個為中心抽頭,中心抽頭兩邊的直流電阻應(yīng)相等。燈絲變壓器只有初、次級兩個繞組,初級繞組導(dǎo)線較細,次級繞組導(dǎo)線較粗。半導(dǎo)體收音機中使用的輸入、輸出音頻變壓器,初級直流電阻大,次級直流電阻小。(2)測量絕緣電阻。用萬用表R×10k擋分別測量初級繞組與鐵芯間、次級繞組與鐵芯間、初級繞組與次級繞組間的電阻,應(yīng)均為∞,若指針向右偏轉(zhuǎn),則說明變壓器絕緣性能不良。(3)測溫升。先讓變壓器通電片刻,然后切斷電源,用手指背迅速擦一下變壓器外殼,感覺是否有發(fā)熱現(xiàn)象,若熱到手不能接觸變壓器外殼的程度,則說明變壓器已有短路性故障。知識鏈接1.4.1半導(dǎo)體的基礎(chǔ)知識自然界的物質(zhì),按導(dǎo)電能力的不同,可分為導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體三大類。通常將電阻率小于10-4Ω/cm的物質(zhì)稱為導(dǎo)體,如金、銀、銅、鐵等金屬都是良好的導(dǎo)體。將電阻率大于109Ω/cm的物質(zhì)稱為絕緣體,如橡膠、塑料等。導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。1.4二極管1.半導(dǎo)體常用的半導(dǎo)體材料有硅(Si)、鍺(Ge)、砷化鎵(GaAs)等。圖1.17所示為半導(dǎo)體原子結(jié)構(gòu)和簡化模型圖。半導(dǎo)體從它被發(fā)現(xiàn)以來就得到了廣泛的應(yīng)用,是因為半導(dǎo)體具有以下三種與眾不同的特性。（1）熱敏特性。（2）光敏特性。（3）摻雜特性。本征半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)圖半導(dǎo)體原子結(jié)構(gòu)和簡化模型圖如果在本征半導(dǎo)體中摻入微量的雜質(zhì),其導(dǎo)電能力會顯著變化。根據(jù)摻入雜質(zhì)的不同,可以將本征半導(dǎo)體分為P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體。2.

PN結(jié)及其單向?qū)щ娦?1)PN結(jié)的形成。由于P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體交界面兩側(cè)存在載流子濃度差,P區(qū)中的多數(shù)載流子(空穴)就要向N區(qū)擴散。同樣,N區(qū)的多數(shù)載流子(自由電子)也向P區(qū)擴散。在擴散中,由于部分自由電子與空穴復(fù)合消失,因此在交界面上,靠N區(qū)一側(cè)就留下不可移動的正電荷離子,而靠P區(qū)一側(cè)就留下不可移動的負電荷離子,從而形成空間電荷區(qū)。在空間電荷區(qū)產(chǎn)生一個從N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)電場(自建電場),如所示。(2)PN結(jié)的單向?qū)щ娦浴．?dāng)PN結(jié)外加正向電壓(稱為正向偏置),即電源正極接P區(qū),負極接N區(qū)時,回路有較大的正向電流,PN結(jié)處于正向?qū)顟B(tài),如圖(a)所示。當(dāng)PN結(jié)外加反向電壓(稱為反向偏置),即電源正極接N區(qū),負極接P區(qū)時,回路有較弱的反向電流,PN結(jié)處于幾乎不導(dǎo)電的截止?fàn)顟B(tài),如圖(b)所示。綜上所述,PN結(jié)就像一個閥門,給它加正向電壓時,電流很大,電阻較小,PN結(jié)處于正向?qū)顟B(tài);給它加反向電壓時,電流幾乎為零,電阻很大,PN結(jié)處于反向截止?fàn)顟B(tài)。這種特性就是PN結(jié)的單向?qū)щ娦?。二極管是一種非線性半導(dǎo)體器件,它具有單向?qū)щ娦?廣泛用于整流、穩(wěn)壓、檢波、限幅等場合。1.二極管的結(jié)構(gòu)二極管由一個PN結(jié)加上管殼封裝而成,從P端引出的一個電極稱為陽極,從N端引出另一個電極稱為陰極。二極管的實物外形如圖所示。

硅高頻檢波管開關(guān)二極管穩(wěn)壓二極管整流二極管發(fā)光二極管1.4.2二極管的基礎(chǔ)知識2.二極管的類型二極管按制造的材料分類,有硅二極管和鍺二極管;按用途分類,有整流二極管、開關(guān)二極管、穩(wěn)壓二極管等;按結(jié)構(gòu)分類,主要有點接觸型二極管和面接觸型二極管。點接觸型二極管的PN結(jié)面積小,結(jié)電容也小,因而不允許通過較大的電流,但可在高頻率下工作;而面接觸型二極管的PN結(jié)面積大,可以通過較大的電流,但只在較低頻率下工作。二極管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及圖形符號如所示。

U(V)0.500.8-50-25I(mA)204060

(

A)4020死區(qū)正向?qū)▍^(qū)反向截止區(qū)反向擊穿區(qū)3.二級管的特性流過二極管的電流與其兩端電壓之間的關(guān)系曲線稱為二極管的伏安特性。硅二極管伏安特性曲線如所示。伏安特性表明二極管具有單向?qū)щ娦浴?1)正向特性。當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓較小時,由于外電場不足以克服內(nèi)電場,故多數(shù)載流子擴散運動不能進行,正向電流幾乎為零,二極管不導(dǎo)通,把對應(yīng)的這部分區(qū)域稱為“死區(qū)”。死區(qū)電壓的大小與材料的類型有關(guān),一般硅二極管的死區(qū)電壓為0.5V左右;鍺二極管的死區(qū)電壓為0.1V左右。

正向特性反向特性(2)反向特性。當(dāng)給二極管加反向電壓時,外電場作用增強了內(nèi)電場對多數(shù)載流子擴散運動的阻礙作用,擴散運動很難進行,只有少數(shù)載流子在這兩個電場的作用下通過PN結(jié),形成很小的反向電流。由于載流子數(shù)很少,即使增加反向電壓,反向電流仍基本保持不變,稱此電流為反向飽和電流。所以如果給二極管加反向電壓,二極管將接近于截止?fàn)顟B(tài),相當(dāng)于開關(guān)斷開。(3)反向擊穿特性。如果繼續(xù)增加反向電壓,當(dāng)超過UB時,反向電流急劇增大,這種現(xiàn)象稱為反向擊穿,UB為反向擊穿電壓。當(dāng)二極管被反向擊穿后,如果不對反向電流加以限制,將燒壞二極管,所以普通二極管不允許工作在反向擊穿區(qū)。

穩(wěn)壓二極管是是一種能穩(wěn)定電壓的二極管。其正向特性曲線與普通二極管的相似,反向特性曲線比普通二極管的更陡些,穩(wěn)壓二極管能正常工作在反向擊穿區(qū)BC段內(nèi),在此區(qū)域,反向電流變化時,二極管兩端電壓變化很小,因此具有穩(wěn)壓作用。1.穩(wěn)壓二極管實物圖1.4.3特殊二極管發(fā)光二極管(LED)是一種能把電能轉(zhuǎn)換成光能的半導(dǎo)體器件,由磷砷化鎵(GaAsP)、磷化鎵(GaP)等半導(dǎo)體材料制成。當(dāng)PN結(jié)加正向電壓時,多數(shù)載流子在進行擴散運動的過程相遇而復(fù)合,其過剩的能量以光子的形式釋放出來,從而產(chǎn)生具有一定波長的光。實物圖2.發(fā)光二極管光電二極管的PN結(jié)與普通二極管不同,其P區(qū)比N區(qū)薄得多,為了獲得光照,在其管殼上設(shè)有一個玻璃窗口。光電二極管在反向偏置狀態(tài)下工作,無光照時,光電二極管在反向電壓作用下,通過的電流很小;受到光照時,PN結(jié)將產(chǎn)生大量載流子,反向電流明顯增大。這種由于光照而產(chǎn)生的電流稱為光電流,它的大小與光照度有關(guān)。3.光電二極管實物圖根據(jù)GB/T249—2017規(guī)定,國產(chǎn)半導(dǎo)體分立器件的型號由五部分組成,其命名方法如下圖所示,各部分的符號意義如表1.9所示。1.國產(chǎn)半導(dǎo)體分立器件的命名方法1.4.4半導(dǎo)體分立器件的型號命名方法日本工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)(JIS—C—7012)規(guī)定,日本半導(dǎo)體分立器件型號命名由五部分組成,第一部分用數(shù)字表示半導(dǎo)體器件有效電極數(shù)目或類型,如1表示二極管,2表示三極管;第二部分用S表示已在日本電子工業(yè)協(xié)會(JEIA)注冊登記的半導(dǎo)體器件;第三部分用字母表示該器件使用材料、極性和類型;第四部分表示該器件在日本電子工業(yè)協(xié)會的登記號;第五部分表示同一型號的改進型產(chǎn)品標(biāo)志。此外,有時還附加后綴字母及符號,以便進一步說明該器件的特殊用途。例如,H是日立公司專門為通信工業(yè)制造的高可靠性半導(dǎo)體器件;Z是松下公司專門為通信設(shè)備制造的高可靠性器件等。后綴第二個字母作為器件某些參數(shù)的分檔標(biāo)志,如日立公司用A、B、C、D等說明該器件β值的分檔情況。2.日本半導(dǎo)體分立器件的命名方法美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)半導(dǎo)體分立器件的命名型號由五部分組成,第一部分為前綴,第五部分為后綴,中間部分為型號基本部分,這五部分符號及意義如表1.11所示。3.美國半導(dǎo)體分立器件的命名方法(1)二極管的選用。二極管因結(jié)構(gòu)工藝的不同可分為點接觸型二極管和面接觸型二極管。點接觸型二極管工作頻率高,承受高電壓和大電流的能力差,一般用于檢波、小電流整流、高頻開關(guān)電路;面接觸型二極管適用于工作頻率較低,工作電壓、工作電流、功率均較大的場合。選用二極管時應(yīng)根據(jù)不同使用場合從正向電流、反向飽和電流、最大反向電壓、工作頻率、恢復(fù)特性等方面進行綜合考慮。1.國產(chǎn)半導(dǎo)體分立器件的命名方法1.4.5二極管的選用與檢測(2)二極管的檢測。將萬用表置于R×100擋或R×1k擋(一些有特殊要求的二極管,可選用其他擋),用紅、黑表筆分別接二極管的電極引腳,應(yīng)測得一大一小兩個電阻,其中電阻小的一次,黑表筆所接為二極管正極,紅表筆所接為二極管負極;而電阻大的一次,黑表筆所接為二極管負極,紅表筆所接為二極管正極。正、反向電阻相差越大,說明其單向?qū)щ娦阅茉胶?。若測得正、反向電阻相差不大,則說明二極管單向?qū)щ娦阅茏儾?若正、反向電阻都很大,則說明二極管已開路失效;若正、反向電阻都很小,則說明二極管已被擊穿失效。當(dāng)二極管出現(xiàn)上述三種情況時,須對其進行更換。普通二極管檢測示意圖如圖1.30所示。普通二極管檢測示意圖知識拓展1.5.1

貼片電阻貼片電阻是電路板上應(yīng)用數(shù)量最多的一種元件,形狀為矩形,一般為黑色,電阻體上一般標(biāo)注白色數(shù)字(小型電阻無標(biāo)識,稱為無印字貼片電阻),如圖所示。貼片電阻的基本參數(shù)有標(biāo)稱阻值、額定功率、允許誤差。1.5貼片元件的識別與檢測1.貼片電阻的識別(1)標(biāo)稱阻值。最常見的是數(shù)字標(biāo)識法。①用三位數(shù)字表示阻值,前兩位為十位、個位值,為有效數(shù),第三位是0的個數(shù)或稱為10的X次方,若標(biāo)注為152,則為1500Ω;②用四位數(shù)字表示阻值,前三位為有效數(shù),