第1章 常用電子器件、常用儀表

第一章常用電子器件、常用儀表1.1、常用儀表1.2、常用的電子儀器仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院2本章要點(diǎn)常用儀器儀表的結(jié)構(gòu)、工作原理指標(biāo)參數(shù)及使用方法；常用電子元器件的基本構(gòu)造、類別、符號(hào)、識(shí)別方法、標(biāo)稱參數(shù)及使用注意事項(xiàng)。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院31.1常用儀表1.1.1函數(shù)信號(hào)發(fā)生器、示波器一、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器

函數(shù)信號(hào)發(fā)生器是一種寬帶、頻率可調(diào)的多波形信號(hào)發(fā)生器，由于其輸出波形均可用數(shù)學(xué)函數(shù)描述，故命名為函數(shù)發(fā)生器。函數(shù)信號(hào)函數(shù)信號(hào)一般能產(chǎn)生正弦波、方波和三角波，有的還可以產(chǎn)生鋸齒波、矩形波（寬度和重復(fù)周期可調(diào)）、正負(fù)尖脈沖、斜波、半波正弦波及指數(shù)波等波形。現(xiàn)代函數(shù)信號(hào)發(fā)生器一般還具有調(diào)頻、調(diào)幅等調(diào)制功能和VCO（電壓控制振蕩器）特性。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院41.1.1、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的基本組成與原理函數(shù)發(fā)生器通常有三種：第一種是脈沖式，在觸發(fā)脈沖的作用下，施密特電路產(chǎn)生方波，然后經(jīng)變換得到三角波和正弦波；第二種是正弦式，先產(chǎn)生正弦波再得到方波和三角波；第三種是三角波式，先產(chǎn)生三角波再轉(zhuǎn)換為方波和正弦波。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院51、脈沖式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器脈沖式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的原理框圖如圖所示。它包括脈沖發(fā)生器、施密特觸發(fā)器、積分器和正弦波轉(zhuǎn)換器等部分。積分器正弦波轉(zhuǎn)換器施密特觸發(fā)器放大器脈沖發(fā)生器外仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院62、正弦式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器正弦式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的組成框圖如圖所示。它包括正弦振蕩器、緩沖級(jí)、方波形成、積分器、放大器和輸出級(jí)等部分。正弦振蕩器緩沖級(jí)放大器輸出級(jí)方波形成積分器仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院73、三角波式函數(shù)發(fā)生器三角波式函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的原理框圖如圖所示。三角波發(fā)生器方波形成電路緩沖放大器正弦波形成電路緩沖放大器輸出正弦波輸出方波仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院84、函數(shù)信號(hào)發(fā)生器的主要性能指標(biāo)①、輸出波形：通常輸出波形有正弦波、方波、脈沖和三角波等波形。②、頻率范圍：函數(shù)發(fā)生器的整個(gè)工作頻率范圍一般分為若干頻段，如1～10HZ、100KH～1MHZ等波段。③、輸出電壓：對(duì)正弦信號(hào)，一般指輸出電壓的峰一峰值，通?？蛇_(dá)10UP-P以上；對(duì)脈沖數(shù)字信號(hào)，則包括TTL和CMOS輸出電平。④、波形特性：不同波形有不同的表示法。正弦波的特性一般用非線性失真系數(shù)表示，三角波的特性用非線性系數(shù)表示，方波的特性參數(shù)是上升時(shí)間。⑤、輸出阻抗：函數(shù)信號(hào)輸出50Ω；TTL同步輸出600Ω。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院91.1.2、示波器

示波器是一種使用非常廣泛，且使用相對(duì)復(fù)雜的儀器。1、示波器工作原理示波器是利用電子示波管的特性，將人眼無法直接觀測(cè)的電信號(hào)轉(zhuǎn)換成圖像，顯示在熒光屏上方便測(cè)量的電子測(cè)量?jī)x器。它是觀察電路實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象、分析實(shí)驗(yàn)中的問題、測(cè)量實(shí)驗(yàn)結(jié)果必不可少的重要儀器。示波器由示波管和電源系統(tǒng)、同步系統(tǒng)、X軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、Y軸偏轉(zhuǎn)系統(tǒng)、延遲掃描系統(tǒng)、標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)源組成。

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院10圖1示波管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)和供電圖示

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院111、示波器的面板組成

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院122、示波器使用

①、熒光屏：熒光屏是示波管的顯示部分。②、電源(Power)：當(dāng)此開關(guān)按下時(shí)，電源指示燈亮，表示電源接通。③、輝度(Intensity)④、聚焦(Focus)：聚焦旋鈕調(diào)節(jié)電子束截面大小，將掃描線聚焦成最清晰狀態(tài)。⑤、標(biāo)尺亮度(Illuminance)：此旋鈕調(diào)節(jié)熒光屏后面的照明燈亮度。室內(nèi)光線不足的環(huán)境中，可適當(dāng)調(diào)亮照明燈。⑥、垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)和水平偏轉(zhuǎn)因數(shù)

A、垂直偏轉(zhuǎn)因數(shù)選擇(VOLTS／DIV)和微調(diào)

B、時(shí)基選擇(TIME／DIV)和微調(diào)仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院133、輸入通道和輸入耦合選擇

①、輸入通道選擇輸入通道至少有三種選擇方式：通道1(CH1)、通道2(CH2)、雙通道(DUAL)。選擇通道1時(shí)，示波器僅顯示通道1的信號(hào)。選擇通道2時(shí)，示波器僅顯示通道2的信號(hào)。選擇雙通道時(shí)，示波器同時(shí)顯示通道1信號(hào)和通道2信號(hào)。②、輸入耦合方式輸入耦合方式有三種選擇：交流(AC)、地(GND)、直流(DC)。當(dāng)選擇“地”時(shí)，掃描線顯示出“示波器地”在熒光屏上的位置。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院144、觸發(fā)

調(diào)節(jié)觸發(fā)是為了在熒光屏上得到穩(wěn)定的、清晰的信號(hào)波形。①、觸發(fā)源(Source)選擇：通常有三種觸發(fā)源：內(nèi)觸發(fā)(INT)、電源觸發(fā)(LINE)、外觸發(fā)（EXT)。②、觸發(fā)耦合(Coupling)方式選擇：觸發(fā)信號(hào)到觸發(fā)電路的耦合方式有多種，目的是為了觸發(fā)信號(hào)的穩(wěn)定、可靠。③、觸發(fā)電平(Level)和觸發(fā)極性(Slope)

觸發(fā)電平調(diào)節(jié)又叫同步調(diào)節(jié)，它使得掃描與被測(cè)信號(hào)同步。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院151.1.3萬用表、毫伏表1、萬用表萬用電表由表頭、測(cè)量電路和轉(zhuǎn)換裝置三部分組成。（1）直流電流檔：直流電流檔采用閉路抽頭式電路，構(gòu)成多個(gè)量程;（2）交、直流電壓檔：直流電壓檔是在直流檔的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)的，采用倍率電阻串聯(lián)式電路;（3）電阻檔（歐姆檔）：用電表的歐姆檔，其原理實(shí)質(zhì)是用伏安法測(cè)電阻。

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院162、毫伏表測(cè)量電壓的基本儀器是毫伏表：

1.電源開關(guān)；2.電源指示燈；3.表面；4.機(jī)械調(diào)零；5.輸入端I；6.輸入選擇開關(guān)；7.輸入端Ⅱ；8.量程轉(zhuǎn)換開關(guān)I及刻度；9.量程轉(zhuǎn)換開關(guān)II及刻度仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院173、主要技術(shù)性能1.測(cè)量范圍：100μV—300V分12檔量程；2.電壓刻度：1mV、3mV、10mV、30mV、100mV、300mV，1V、3V、10V、30V、100V、300V共12檔；3.dB刻度：－60dB—＋50dB（0dB=1V）；4.電壓測(cè)量工作誤差≤5%滿刻度（1KHz）；5.頻率響應(yīng)：100Hz～100KHz=3%，10Hz～1MHz=5%；6.輸入特性：最大輸入電壓不得大于450v（AC+DC）；輸入阻抗≥1M（≤50pF）；7.噪聲：輸入端良好短路時(shí)低于滿刻度值的3%；8.兩通道互擾小于80dB；9.電源適應(yīng)范圍：電壓220V±10%；頻率50±2Hz；功率不大于10VA。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院184、基本操作①.通電前先觀察表針停在的位置，如果不在表面零刻度需調(diào)整電表指針的機(jī)械零位；②.根據(jù)需要選擇輸入端I或Ⅱ；③.將量程開關(guān)置于高量程檔，接通電源，通電后預(yù)熱10分鐘后使用，可保證性能可靠；④.根據(jù)所測(cè)電壓選擇合適的量程，若測(cè)量電壓未知大小應(yīng)將量程開關(guān)置最大檔，然后逐級(jí)減少量程；⑤.在需要測(cè)量?jī)蓚€(gè)端口電壓時(shí)，可將被測(cè)的兩路電壓分別輸入輸入端I和II，通過拔動(dòng)輸入選擇開關(guān)來確定I路或II路的電壓讀數(shù)；說明一點(diǎn)，在接通電源10秒鐘內(nèi)指針有無規(guī)則擺動(dòng)幾次的現(xiàn)象是正常的。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院195、測(cè)量實(shí)例

例：用DF2172雙路毫伏表測(cè)量放大器的電壓放大倍數(shù)Au。

將輸入電壓u1和輸出電壓u2分別接入DF2172毫伏表的輸入端I和II，調(diào)節(jié)量程和拔動(dòng)輸入選擇開關(guān)，分別讀出輸入和輸出電壓有效值U1、U2，則放大器的電壓放大倍數(shù)為：Au=U1/U2。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院201.2、常用的電子器件

1.2.1電阻器電容器電感器1.電阻器

①、電阻器的功能物體對(duì)通過電流的阻礙作用稱為電阻。利用這種阻礙作用做成的元件稱為電阻器，簡(jiǎn)稱電阻。在電路中用英文符號(hào)R表示:R=ρ/LS

與物體材料的性質(zhì)有關(guān)；與物體的長(zhǎng)度L呈正比；與橫截面積呈反比。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院21

電阻器的種類

②、電阻器的種類外形構(gòu)成以及符號(hào)仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院22電阻器的外形

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院23電阻器的符號(hào)仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院24

碳膜電阻內(nèi)部結(jié)夠如圖所示，是用結(jié)晶碳沉積在磁棒上或瓷管上制成的。改變碳膜的厚度和用刻擦的辦法變更碳膜長(zhǎng)度可以得到不同的阻值。主要特點(diǎn)是高頻特性好，是應(yīng)用最多的一種電阻器。它廣泛的用于收音機(jī)、電視機(jī)及其它電子設(shè)備中。金屬膜電阻，是通過真空蒸發(fā)等方法使合金粉沉積在瓷基體上制成的。刻槽和改變金屬膜的厚度可以精確的控制阻值。其耐熱性能好，工作頻率較寬，但成本稍高。繞線電阻是用鎳鉻合金的電阻絲繞在絕緣支架上制成的。其外面涂有絕緣的釉層。電阻器的構(gòu)成仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院25③、電阻器的標(biāo)稱及參數(shù)色標(biāo)電阻:使用不同的色環(huán)或色點(diǎn)標(biāo)出仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院26直標(biāo)法:直接標(biāo)住參數(shù)電阻器的標(biāo)稱并不是隨意選定的，為了便于工業(yè)上大量生產(chǎn)，和使用者在一定范圍內(nèi)選用，國(guó)家規(guī)定了E24系列規(guī)定分別有1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.3、7.5、8.2、9.1、乘以101、102、103所得的值。其中E2系列電阻器阻值允許誤差為5%，而E12系列允許誤差為10%。額定功率:電阻常期工作所允許承受的最大功率可分為1/81/4

1/2和10W等一般額定功率越大，電阻的體積越大。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院27④、電阻器的正確選用及注意情況（1）按不同的用途選擇電阻器的種類:

在一般的收音機(jī)、電視機(jī)等電路中，選擇普通的碳膜電阻器就可以了，它廉價(jià)而且容易買到。對(duì)要求較高的電路或電路中的某些部分，要看有關(guān)說明選用適當(dāng)?shù)姆N類的電阻器;（2）正確選取阻值和允許誤差:

電阻器應(yīng)選擇接近計(jì)算值的一個(gè)標(biāo)稱值。一般的電路對(duì)精度沒有要求，選1、2級(jí)的允許誤差就可以了。若有精度要求，如在修理萬用表時(shí)，換用的電阻器則應(yīng)選用005級(jí)精密電阻器;（3）額定功率的選擇:電阻器的額定功率應(yīng)選用比額定功率大1-10倍。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院28（4）使用中注意的問題A、電阻器安裝時(shí)，它的兩條引出線不要從根部打彎，必須留出一定的距離，否則容易折斷；B、焊接時(shí)不要使電阻器長(zhǎng)時(shí)間受熱以免引起阻值的變化；C、大于10W的電阻器應(yīng)保證有散熱空間；D、電阻器在裝入電路前，要核實(shí)一下阻值，安裝時(shí)要使表面值處于醒目的位置。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院29⑤、特殊電阻（1）半可調(diào)電阻:半可調(diào)電阻器又稱微調(diào)電阻器，它主要用在阻值需調(diào)整，但又不需要經(jīng)常變動(dòng)的電路中。如圖所示：仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院30（2）水泥電阻：水泥電阻器是一種陶瓷絕緣的功率型繞線電阻，例如彩色電視機(jī)中的大功率電阻；

（3）熔斷電阻器:又名保險(xiǎn)絲電阻器,是一種具有熔斷絲及電阻器作用的雙功能元件熔斷電阻器，常用型號(hào)有RF10、RF11、RRD0910、RRD0911等,RF10型表面涂有灰色不燃料；（4）熱敏電阻：熱敏電阻的阻值隨溫度變化很大。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院31

（5）濕敏電阻:常用來做傳感器即用于檢測(cè)濕度。（6）光敏電阻:光敏電阻器大多數(shù)是由半導(dǎo)體材料制成的，它利用半導(dǎo)體的光導(dǎo)電特性使電阻器的阻值隨入射光線強(qiáng)弱發(fā)生變化。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院32（8）電位器：電位器時(shí)一種連續(xù)可調(diào)的電阻器，其滑動(dòng)臂（動(dòng)接觸點(diǎn)）的接觸刷在電阻體上滑動(dòng)，可獲得與電位器可動(dòng)臂轉(zhuǎn)角成一定角度關(guān)系的電壓。（7）磁敏電阻：磁敏電阻是利用磁電效應(yīng)能改變電阻器的電阻值的原理制成的；仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院331.2.2、電容器1.電容器功能:用于穩(wěn)定電壓的電容即濾波電容；用于隔離直流的電容即隔直電容；與電阻或電感形成諧振的電容即諧振電容；用于交流通路的電容即耦合電容。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院342.電容器的種類：按介質(zhì)分類仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院353、電容器的參數(shù)及標(biāo)稱（1）標(biāo)稱電容及允許偏差容量:符號(hào)是英文字母C.國(guó)際單位即F。但F作單位在實(shí)用中往往顯得太大，所以常用mF（毫法）、μF（微法）、nF（納法）和pF（皮法），它們之間的關(guān)系如下：

1F=103mF=106μF=109nF=1012pF

允許偏差:仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院36（2）額定電壓是指在允許的環(huán)境溫度范圍內(nèi)，電容上可連續(xù)長(zhǎng)期施加的最大電壓有效值。電容的額定電壓通常是指直流工作電壓，但也有少數(shù)品種標(biāo)以交流額定電壓，

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院37（3）絕緣電阻及漏電流電容價(jià)質(zhì)不可能絕對(duì)不導(dǎo)電，當(dāng)電容加上直流工作電壓時(shí)，總有漏電流產(chǎn)生。若漏電流太大，電容就會(huì)發(fā)熱損壞，嚴(yán)重的會(huì)使外殼爆裂.

（4）損耗因數(shù)電容的損耗因數(shù)指有功損耗與無功損耗功率之比，式中P為有功損耗功率；Pq為無功損耗功率；U、I為施加于電容的交流電壓、電流有效值.仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院38(5)、國(guó)產(chǎn)電容器的型號(hào)和標(biāo)志識(shí)別國(guó)產(chǎn)電容器的型號(hào)一般由四個(gè)部分組成，現(xiàn)舉一例說明：仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院39(6)、電容使用注意事項(xiàng)考慮容量的大??；不能超過耐壓值；注意電容的用途；電解電容的極性。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院401.2.3、電感器1.電感元件的功能作為濾波線圈阻止交流的干擾；作為諧振線圈與電容構(gòu)成諧振電路；在高頻電路中作為高頻的負(fù)載；制成變壓器傳遞交流信號(hào)；利用電磁感應(yīng)特性制成磁性元件。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院41電感線圈又稱電感元件，其種類較多，如圖所示。2、種類

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院42電感器及阻流圈的主要參數(shù)：（1）.電感量L：電感量L也稱作自感系數(shù)，是表示電感元件自感應(yīng)能力的一種物理量；（2）.感抗XL：線圈對(duì)交流電有阻力作用，阻力大小就用感抗XL來表示；（3）.品質(zhì)因數(shù)Q：表示電感線圈品質(zhì)的參數(shù)，亦稱作Q值或優(yōu)值；（4）.直流電阻：即電感線圈自身的直流電阻，可用萬用表或歐姆表直接測(cè)得；（5）.額定電流：允許長(zhǎng)時(shí)間通過電感元件的直流電流值。

3、主要技術(shù)參數(shù)及識(shí)別

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院434、常用電感線圈的特點(diǎn)及用途（1）.空芯線圈：用導(dǎo)線繞制在紙筒、膠木筒、塑料筒上組成的線圈或繞制后脫胎而成的線圈，由于此線圈中間不另加介質(zhì)材料，因此稱為空芯線圈。

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院44（2）.磁芯線圈：用導(dǎo)線在磁芯、磁環(huán)上繞制成線圈或者在空芯線圈中插入磁芯組成的線圈均稱為磁芯線圈。

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院45（3）可調(diào)磁芯線圈：在空芯線圈中旋入可調(diào)的磁芯組成可調(diào)磁芯線圈。（4）鐵芯線圈：在空芯線圈中插入硅鋼片組成鐵芯線圈。

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院461.2.4二極管、三極管場(chǎng)效應(yīng)管

1.二極管①.半導(dǎo)體在物理學(xué)中。根據(jù)材料的導(dǎo)電能力，可以將他們劃分導(dǎo)體、絕緣體和半導(dǎo)體。典型的半導(dǎo)體是硅Si和鍺Ge，它們都是+4價(jià)元素。硅原子鍺原子硅和鍺最外層軌道上的四個(gè)電子稱為價(jià)電子。

本征半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)束縛電子在絕對(duì)溫度T=0K時(shí)，所有的價(jià)電子都被共價(jià)鍵緊緊束縛在共價(jià)鍵中，不會(huì)成為自由電子，因此本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力很弱，接近絕緣體。

本征半導(dǎo)體——化學(xué)成分純凈的半導(dǎo)體晶體。制造半導(dǎo)體器件的半導(dǎo)體材料的純度要達(dá)到99.9999999%，常稱為“九個(gè)9”。本征半導(dǎo)體

這一現(xiàn)象稱為本征激發(fā)，也稱熱激發(fā)。

當(dāng)溫度升高或受到光的照射時(shí)，束縛電子能量增高，有的電子可以掙脫原子核的束縛，而參與導(dǎo)電，成為自由電子。自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴

自由電子產(chǎn)生的同時(shí)，在其原來的共價(jià)鍵中就出現(xiàn)了一個(gè)空位，稱為空穴。本征半導(dǎo)體

可見本征激發(fā)同時(shí)產(chǎn)生電子空穴對(duì)。

外加能量越高（溫度越高），產(chǎn)生的電子空穴對(duì)越多。與本征激發(fā)相反的現(xiàn)象——復(fù)合在一定溫度下，本征激發(fā)和復(fù)合同時(shí)進(jìn)行，達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡。電子空穴對(duì)的濃度一定。常溫300K時(shí)：電子空穴對(duì)的濃度硅：鍺：自由電子+4+4+4+4+4+4+4+4+4空穴電子空穴對(duì)本征半導(dǎo)體

自由電子帶負(fù)電荷電子流+4+4+4+4+4+4+4+4+4自由電子E＋－＋總電流載流子空穴帶正電荷空穴流本征半導(dǎo)體的導(dǎo)電性取決于外加能量：溫度變化，導(dǎo)電性變化；光照變化，導(dǎo)電性變化。導(dǎo)電機(jī)制本征半導(dǎo)體

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院51②PN節(jié)

在本征半導(dǎo)體中摻入五價(jià)雜質(zhì)元素，例如磷，砷等，為N型半導(dǎo)體。

(1).

N型半導(dǎo)體－－－－－－－－－－－－P型半導(dǎo)體硅原子空穴硼原子電子空穴對(duì)空穴受主離子仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院52(3)PN結(jié)雜質(zhì)半導(dǎo)體提高了半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力,但實(shí)際意義遠(yuǎn)非如此,利用特殊的摻雜工藝,在塊晶片上兩邊分別生成N型和P型半導(dǎo)體,兩者的交界面就是PN結(jié)。PN結(jié)仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院533、半導(dǎo)體二極管構(gòu)成及特點(diǎn)

二極管=PN結(jié)+管殼+引線NP結(jié)構(gòu)符號(hào)陽極+陰極-(1)、二極管構(gòu)成：(1)點(diǎn)接觸型二極管

PN結(jié)面積小，結(jié)電容小，用于檢波和變頻等高頻電路。4、二極管按結(jié)構(gòu)分三大類：(3)平面型二極管

用于集成電路制造工藝中。PN結(jié)面積可大可小，用于高頻整流和開關(guān)電路中。

PN結(jié)面積大，用于工頻大電流整流電路。(2)面接觸型二極管國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：2AP9用數(shù)字代表同類器件的不同規(guī)格。代表器件的類型，P為普通管，Z為整流管，K為開關(guān)管。代表器件的材料，A為N型Ge，B為P型Ge，C為N型Si，D為P型Si。2代表二極管，3代表三極管。5、半導(dǎo)體二極管的型號(hào)

硅：0.5V

鍺：

0.1V(1)正向特性導(dǎo)通壓降反向飽和電流(2)反向特性死區(qū)電壓擊穿電壓UBR實(shí)驗(yàn)曲線uEiVmAuEiVuA鍺

硅：0.7V鍺：0.3V

6、半導(dǎo)體二極管的V—A特性曲線

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院587、二極管參數(shù)及標(biāo)稱

二極管的性能除了用伏安特性表示外，還可以用一些主要數(shù)據(jù)來表示：（1）最大整流電流IOM

最大整流電流是指二極管長(zhǎng)期工作時(shí)，允許通過的最大正向平均電流。（2）最大反向電壓URM

最大反向電壓是保證二極管不被擊穿而給出的最高反向工作電壓。（3）最大反向電流IRM

最大反向電流是指二極管加上最大反向電壓時(shí)的反向電流。

1.2.5、雙極型三極管

半導(dǎo)體三極管，也叫晶體三極管。由于工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行，因此，還被稱為雙極型晶體管（BipolarJunctionTransistor,簡(jiǎn)稱BJT）。BJT是由兩個(gè)PN結(jié)組成的。1、晶體三極管結(jié)構(gòu)符號(hào)NPN型PNP型符號(hào):

三極管的結(jié)構(gòu)特點(diǎn):（1）發(fā)射區(qū)的摻雜濃度＞＞集電區(qū)摻雜濃度。（2）基區(qū)要制造得很薄且濃度很低。--NNP發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極--PPN發(fā)射區(qū)集電區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)集電結(jié)ecb發(fā)射極集電極基極2、晶體三極管的內(nèi)部工作原理（NPN管）

三極管在工作時(shí)要加上適當(dāng)?shù)闹绷髌秒妷?。若在放大工作狀態(tài)：發(fā)射結(jié)正偏：+UCE

－＋UBE－＋UCB－集電結(jié)反偏：由VCC、

VBB保證UCB=UCE-UBE>0共發(fā)射極接法c區(qū)b區(qū)e區(qū)

（2）集電極發(fā)射極間的穿透電流ICEO

基極開路時(shí)，集電極到發(fā)射極間的電流——穿透電流。其大小與溫度有關(guān)。

（1）集電極基極間反向飽和電流ICBO

發(fā)射極開路時(shí)，在其集電結(jié)上加反向電壓，得到反向電流。它實(shí)際上就是一個(gè)PN結(jié)的反向電流。其大小與溫度有關(guān)。鍺管：ICBO為微安數(shù)量級(jí)，硅管：ICBO為納安數(shù)量級(jí)。++ICBOecbICEO

3、三極管參數(shù)

Ic增加時(shí)，

要下降。當(dāng)

值下降到線性放大區(qū)

值的70％時(shí)，所對(duì)應(yīng)的集電極電流稱為集電極最大允許電流ICM。（3）集電極最大允許電流ICM（4）集電極最大允許功率損耗PCM

集電極電流通過集電結(jié)時(shí)所產(chǎn)生的功耗，

PC=ICUCE

PCM<PCM

3、三極管參數(shù)(二)

BJT有兩個(gè)PN結(jié)，其反向擊穿電壓有以下幾種：

①

U（BR）EBO——集電極開路時(shí)，發(fā)射極與基極之間允許的最大反向電壓。其值一般幾伏～十幾伏。②

U（BR）CBO——發(fā)射極開路時(shí)，集電極與基極之間允許的最大反向電壓。其值一般為幾十伏～幾百伏。③U（BR）CEO——基極開路時(shí)，集電極與發(fā)射極之間允許的最大反向電壓。

在實(shí)際使用時(shí)，還有U（BR）CER、U（BR）CES等擊穿電壓。--(BR)CEOU(BR)CBOU(BR)EBOU（5）、反向擊穿電壓

3、三極管參數(shù)(三)4、半導(dǎo)體三極管的型號(hào)第二位：A鍺PNP管、B鍺NPN管、

C硅PNP管、D硅NPN管

第三位：X低頻小功率管、D低頻大功率管、

G高頻小功率管、A高頻大功率管、K開關(guān)管用字母表示材料用字母表示器件的種類用數(shù)字表示同種器件型號(hào)的序號(hào)用字母表示同一型號(hào)中的不同規(guī)格三極管國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)半導(dǎo)體器件型號(hào)的命名舉例如下：3DG110B仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院66晶體三極管分類圖仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院675、種類、名稱、型號(hào)和外形識(shí)別三極管的種類

:仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院68②F型:F型分為F-0、F-1……F-4共5種規(guī)格。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院696.國(guó)產(chǎn)晶體管外形介紹（1）金屬封裝外形①B型仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院70⑥G型

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院71（2）塑料塑裝外形①S-1型、S-2型、S-4型；②S-5型；③S-6A型、S-6B型、S-7型、S-8型。

晶體三極管是一種電流控制元件(iB~iC)，工作時(shí)，多數(shù)載流子和少數(shù)載流子都參與運(yùn)行，所以被稱為雙極型器件。增強(qiáng)型耗盡型N溝道P溝道N溝道P溝道N溝道P溝道FET分類：

絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)管結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)管

場(chǎng)效應(yīng)管（FieldEffectTransistor簡(jiǎn)稱FET）是一種電壓控制器件(uGS~iD)，工作時(shí)，只有一種載流子參與導(dǎo)電，因此它是單極型器件。

FET因其制造工藝簡(jiǎn)單，功耗小，溫度特性好，輸入電阻極高等優(yōu)點(diǎn)，得到了廣泛應(yīng)用。1.2.6、場(chǎng)效應(yīng)管

絕緣柵型場(chǎng)效應(yīng)管(MetalOxide

SemiconductorFET)，簡(jiǎn)稱MOSFET。分為：

增強(qiáng)型

N溝道、P溝道耗盡型N溝道、P溝道

N溝道增強(qiáng)型MOS管

（1）結(jié)構(gòu)

4個(gè)電極：漏極D，源極S，柵極G和襯底B。符號(hào)：1.絕緣柵場(chǎng)效應(yīng)三極管

當(dāng)uGS＞0V時(shí)→縱向電場(chǎng)→將靠近柵極下方的空穴向下排斥→耗盡層。

當(dāng)uGS=0V時(shí)，漏源之間相當(dāng)兩個(gè)背靠背的二極管，在d、s之間加上電壓也不會(huì)形成電流，即管子截止。

再增加uGS→縱向電場(chǎng)↑→將P區(qū)少子電子聚集到P區(qū)表面→形成導(dǎo)電溝道，如果此時(shí)加有漏源電壓，就可以形成漏極電流id。①柵源電壓uGS的控制作用

（2）工作原理開啟電壓（UT）——?jiǎng)倓偖a(chǎn)生溝道所需的柵源電壓UGS。

N溝道增強(qiáng)型MOS管的基本特性：

uGS

＜UT，管子截止，

uGS

＞UT，管子導(dǎo)通。

uGS

越大，溝道越寬，在相同的漏源電壓uDS作用下，漏極電流ID越大。定義：

②漏源電壓uDS對(duì)漏極電流id的控制作用

當(dāng)uGS＞UT，且固定為某一值時(shí)，來分析漏源電壓VDS對(duì)漏極電流ID的影響。（設(shè)UT=2V，uGS=4V）

（a）uds=0時(shí)，id=0；（b）uds↑→id↑；同時(shí)溝道靠漏區(qū)變窄。（c）當(dāng)uds增加到使ugd=UT時(shí)，溝道靠漏區(qū)夾斷，稱為預(yù)夾斷；（d）uds再增加，預(yù)夾斷區(qū)加長(zhǎng)，uds增加的部分基本降落在隨之加長(zhǎng)的夾斷溝道上，id基本不變。

四個(gè)區(qū)：（a）可變電阻區(qū)（預(yù)夾斷前）；

①輸出特性曲線：iD=f(uDS)

uGS=const（b）恒流區(qū)也稱飽和區(qū)（預(yù)夾斷后）；

（c）夾斷區(qū)（截止區(qū)）；

（d）擊穿區(qū)?？勺冸娮鑵^(qū)恒流區(qū)截止區(qū)擊穿區(qū)③特性曲線

④轉(zhuǎn)移特性曲線：iD=f(uGS)

uDS=const

可根據(jù)輸出特性曲線作出移特性曲線。例：作uDS=10V的一條轉(zhuǎn)移特性曲線：gm=

iD/

uGS

uDS=const(單位mS)

gm的大小反映了柵源電壓對(duì)漏極電流的控制作用。

在轉(zhuǎn)移特性曲線上，gm為的曲線的斜率。在輸出特性曲線上也可求出gm。一個(gè)重要參數(shù)——跨導(dǎo)gm：

2.N溝道耗盡型MOSFET特點(diǎn)：

當(dāng)uGS=0時(shí)，就有溝道，加入uDS，就有iD。當(dāng)uGS＞0時(shí)，溝道增寬，iD進(jìn)一步增加。

當(dāng)uGS＜0時(shí)，溝道變窄，iD減小。

在柵極下方的SiO2層中摻入了大量的金屬正離子。所以當(dāng)uGS=0時(shí)，這些正離子已經(jīng)感應(yīng)出反型層，形成了溝道。

定義：夾斷電壓（UP）——溝道剛剛消失所需的柵源電壓uGS。輸出特性曲線轉(zhuǎn)移特性曲線1GSu01D(V)-12-2(mA)432i42uu310V=+2V1DSGSD(mA)i=-1VuGSGSGS=0V=+1Vuu(V)=-2V＝UPGSuUPN溝道耗盡型MOSFET的特性曲線

3、P溝道耗盡型MOSFET

P溝道MOSFET的工作原理與N溝道

MOSFET完全相同，只不過導(dǎo)電的載流子不同，供電電壓極性不同而已。這如同雙極型三極管有NPN型和PNP型一樣。4.MOS管的主要參數(shù)（1）開啟電壓UT；（2）夾斷電壓UP；（3）跨導(dǎo)gm

：gm=

iD/

uGS

uDS=const；

（4）直流輸入電阻RGS——柵源間的等效電阻。由于MOS管柵源間有sio2絕緣層，輸入電阻可達(dá)109～1015。

仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院841.2.3、集成電路及其它常用電子原器件簡(jiǎn)介1、通用型集成電路的組成及其基本特性①、通用型集成運(yùn)算放大器的組成構(gòu)成:集成電路是利用半導(dǎo)體的制造工藝，將整個(gè)電路中的元器件制作在一塊基片，封裝后構(gòu)成特定功能的電路塊。集成電路按其功能可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路。模擬集成電路品種繁多，其中應(yīng)用最為廣泛的是集成運(yùn)算放大器。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院852.結(jié)構(gòu)特點(diǎn)（1）集成電路中的電阻元件由硅半導(dǎo)體的體電阻構(gòu)成，電容元件常用PN結(jié)電容構(gòu)成，電阻和電容的數(shù)值范圍不大，且誤差較大；（2）雖然集成電路中元器件參數(shù)的絕對(duì)誤差很大，但由同一硅片上用相同工藝制成的同樣元件，其參數(shù)的相對(duì)誤差很小，溫度的均一性好；（3）電路中緩間都采用直接耦合方式工，以減少級(jí)間耦合元件個(gè)數(shù)及耦合損耗。集成電路中還廣泛采用復(fù)合管電路以及共射一共基、共集一共基等組合電路。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院863、集成運(yùn)算放大器電路符號(hào)及理想化條件

（1）、集成運(yùn)算放大器電路符號(hào)輸入級(jí)中間級(jí)輸出級(jí)偏置電路結(jié)構(gòu)框圖電路符號(hào)+∞-PN仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院87

表示信號(hào)的傳輸方向，“∞”表示理想條件，兩個(gè)輸入端中，N稱為反相輸入端，用符號(hào)“-”表示，說明如果輸入信號(hào)由此端加入，由它產(chǎn)生的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)反相。P稱為同相輸入端，用“+”表示，說明輸入信號(hào)由此加入，由它產(chǎn)生的輸出信號(hào)與輸入信號(hào)同相。（2）集成運(yùn)算放大器特性的理想化Aud→∞、Rid→∞、RO→0、KCMR→∞以及失調(diào)和溫漂均趨于零。仙桃職業(yè)學(xué)院機(jī)械電子工程學(xué)院881.2.7、其它元件1、變壓器: