《極管三極管電感》PPT課件.ppt

1、常用元器件(二極管.三極管.電感),天津大學(xué)精儀學(xué)院實驗中心,開始,2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,1,二極管,在電子電路中經(jīng)常用到半導(dǎo)體二極管，它在許多電路中起著重要的作用，是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用非常廣泛。常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,2,二極管的分類,1) 按照所用的半導(dǎo)體材料，可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）。 2)按照不同用途，二極管分普通二極管和特殊二極管。特殊二極管又分為整流二極管、穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、光電二極管、檢波二極管、開關(guān)二極管等。 3)按照

2、管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,3,普通二極管和整流二極管,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,4,光敏二極管,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,5,二極管的標(biāo)識,二極管的識別很簡單，小功率二極管的N極（負(fù)極），在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來，有些二極管也用二極管專用符號來表示P極（正極）或N極（負(fù)極），也有采用符號標(biāo)志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長短來識別，長腳為正，短腳為負(fù)。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,6,二極管的導(dǎo)電特性,二極管最重要的特

3、性就是單向?qū)щ娦?。也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)通電阻很小；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負(fù)極流出。 1）正向特性。 在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,7,二極管的導(dǎo)電特性,當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導(dǎo)通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能真正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為

4、0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,8,二極管的導(dǎo)電特性,2）反向特性。 在電子電路中，二極管正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦裕@種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,9,晶體二極管的主要參數(shù),1）額定正向工作電流 是指二極管長期連續(xù)工作時允許通過的最大正向電流值。常用的IN40014

5、007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。 2）最高反向工作電壓 加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時，會將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如，IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,10,晶體二極管的主要參數(shù),3）反向電流 反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。反向電流與溫度有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。一般硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。 4）最高工作頻率 二極管

6、能承受的最高頻率。通過PN結(jié)交流電頻率高于此值，二極管接不能正常工作。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,11,二極管的應(yīng)用,二極管類型不同，主要參數(shù)不同，使用場合不同。點接觸型二極管由于是點接觸，只允許通過較小的電流（不超過幾十毫安），適用于小電流電路。因為接觸點小，所以極間電容量也很小，故適用于高頻電路檢波。 面接觸型二極管與點接觸型二極管相反，面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流（幾安到幾十安），但極間電容量大，因此不能用于高頻電路，而主要用做整流。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,12,二極管的應(yīng)用,平面型二極管是一種特制的硅二極管，它不僅能通過

7、較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開關(guān)、脈沖及高頻電路中。 1）整流二極管 利用二極管單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈動直流電。 2）開關(guān)元件 開關(guān)二極管是一種高頻管，在電路中是工作在開關(guān)狀態(tài)的。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,13,二極管的應(yīng)用,3）限幅元件 二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號幅度限制在一定范圍內(nèi)。 4）繼流二極管 在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負(fù)載中起繼流作用。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,14,二極管的應(yīng)用,5）檢波二極管 檢

8、波二極管的主要作用是把高頻信號中的低頻信號檢出來。 6）變?nèi)荻O管 變?nèi)荻O管大都用在高頻電路中，其結(jié)電容隨著反向電壓的增大而減小。 7）穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管是利用二極管的反向擊穿特性，在電路中將其兩端的電壓保持基本不變，起到穩(wěn)定電壓的作用。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,15,二極管的應(yīng)用,8） 光電二極管及光電三極管 光電二極管、光電三極管是電子電路中廣泛采用的光敏器件。在其外殼上有一個透明的窗口以接收光線照射，實現(xiàn)光電轉(zhuǎn)換。 9）發(fā)光二極管 發(fā)光二極管是一種把電能變成光能的半導(dǎo)體器件。在電子儀表中常用作顯示、狀體信息指示等。其正向工作電壓一般在1.5V至3V，允許通過的電

9、流為2mA至20mA，正向?qū)〞r發(fā)光 。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,16,晶體二極管的極性判別,使用數(shù)字萬用表“二極管”檔，將萬用表的紅表筆接二極管的一極，黑(COM)表筆接另一極。在測得正向壓降值小的情況下，紅表筆(表內(nèi)電池的正極)所接的是正極，黑表筆所接是負(fù)極。 一般，所顯示的二極管正向壓降：硅二極管為0.550.700V，鍺二極管為0.150-0.300V。若顯示 “0000”，說明管子已短路。若顯示“過載”，說明二極管內(nèi)部開路或處于反向狀態(tài)(可對調(diào)表筆再測)。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,17,晶體三極管,晶體三極管（簡稱三極管）是內(nèi)部含有2個PN結(jié)，

10、并且具有放大能力的特殊器件。晶體三極管在電路中對信號具有放大作用和開關(guān)作用。 晶體三極管分類 按導(dǎo)電類型分NPN型三極管和PNP型三極管這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補 按頻率分高頻三極管和低頻三極管， 按功率分大功率、中功率、小功率三極管等,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,18,不同類型三極管,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,19,晶體三極管的主要參數(shù),VCBO 、 VCEO、 ICM 、 PCM 、hFE、 ICEO VCEO：集、射極擊穿電壓 hFE：共發(fā)射極直流電流放大系數(shù) ：共發(fā)射極交流電流放大系數(shù) ICM：集電極最大允許電流 PCM：集電極最大允許耗

11、散功率 ICEO：集電極與發(fā)射極間反向飽和電流,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,20,三極管的型號命名,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,21,晶體三極管的極性判別,1）用萬用表判別晶體三極管的管腳依據(jù)： NPN型三極管基極到發(fā)射極、基極到集電極均為PN結(jié)正向，PNP型三極管基極到發(fā)射極、基極到集電極均為PN結(jié)反向， 2）判定基極b 對于功率在1W以下的中、小功率管，用萬用表R100或R1k擋測量；對于功率在1W以上的大功率管，用萬用表R10或R1擋測量。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,22,晶體三極管的極性判別,如果用萬用表R100或R1k擋測量三極管三個

12、電極中每兩個極之間的正、反向電阻值。當(dāng)用第一根表筆接某一電極，而第二表筆先后接觸另外兩個電極，均測得低阻值時，則第一根表筆所接的那個電極即為基極b。這時，要注意萬用表表筆的極性，如果紅表筆接的是基極b。黑表筆分別接在其他兩極時，測得的阻值都較小，則可判定被測三極管為PNP型管；如果黑表筆接的是基極b，紅表筆分別接觸其他兩極時，測得的阻值較小，則被測三極管為NPN型管。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,23,晶體三極管的極性判別,3）判定集電極c和發(fā)射極e (以PNP為例)將萬用表置于R100或R1K擋，紅表筆基極b，用黑表筆分別接觸另外兩個管腳時，所測得的兩個電阻值會是一個大一些，

13、一個小一些。在阻值小的一次測量中，黑表筆所接管腳為集電極；在阻值較大的一次測量中，黑表筆所接管腳為發(fā)射極。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,24,晶體三極管的選用,1）ICEO的增大將直接影響管子工作的穩(wěn)定性，所以在使用中應(yīng)盡量選用ICEO小的管子。 2）在開關(guān)電路工作中要考慮三極管的開關(guān)特性。一般NPN型三極管VBE 約為0.7V， PNP型三極管VBE約為0.2至0.3V。 3）在使用中防止電流電壓超出最大值，也不許有兩項參數(shù)同時到達極限。管子的基本參數(shù)相同就能替換，性能高的可代替性能低的。但是一般硅管、鍺管不能替換。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,25,電感,電

14、感也是一種儲能元件。電感元件是電感、互感及變壓器的總稱。電感通常指空心線圈或磁芯線圈。電感在電路中可與電容組成振蕩電路，也用于能量轉(zhuǎn)換等。 電感線圈是將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。為了增加電感量，提高品質(zhì)因數(shù)和減少體積，通常在線圈中加入軟磁性材料的磁芯 。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,26,電感特性,電感的特性是通直流阻交流 直流可通過線圈，直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻，壓降很?。?交流信號通過線圈時，線圈兩端將會產(chǎn)生自感電動勢，自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反，阻礙交流的通過，交流頻率越高，線圈阻抗越大，其對交流信號的阻礙作用稱為感抗，感抗與交流信號的頻率和電

15、感量有關(guān)，表示為 XL=2fL (f表示交流信號的頻率，L表示電感量),繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,27,電感分類、參數(shù),按結(jié)構(gòu)分為空芯電感和磁芯電感。 按電感量是否可調(diào)分為固定電感、可調(diào)電感、微調(diào)電感。 電感主要特性參數(shù)有： 電感量L、品質(zhì)因數(shù)Q、額定電流、固有電容,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,28,扁平電感、同方向電感、色碼電感、貼片高頻變壓器、磁棒電感、環(huán)形線圈,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,29,電感的選用,使用電感時，電流不能超過額定電流，否則可能損壞電感。 電感的類型不同，結(jié)構(gòu)形狀不同，其特點與應(yīng)用也不同。 在選擇電感器要明確使用頻率范圍，鐵芯線圈只能用于低頻；一般鐵氧體線圈、空芯線圈用于高頻。 線圈是磁感應(yīng)元件，它對周圍的電感元件有影響，必要時可在電感元件上加屏蔽罩。,繼續(xù),2020/7/29,精儀學(xué)院實驗中心,30,電感標(biāo)識,電感標(biāo)識有直標(biāo)法、色標(biāo)法和數(shù)值碼表示法。 （1）色標(biāo)法與電阻類似。如：棕、黑、金、金表示1H（誤差5%）的電感。 （2）直標(biāo)法：指在小型固定電感器的外殼上直接用文字標(biāo)出電感器的主要參數(shù)。其中額定電流常用字母標(biāo)注。 （3）數(shù)值碼