電梯電氣技術基礎電梯電氣控制技術【學習目標】1.掌握電工、電子技術、電動機和電力拖動、電氣自動控制和電氣測量技術的基礎知識。2.初步學會相關的基本操作。

電梯電氣技術基礎電梯電氣控制技術【學習目標】

1.了解半導體二極管、三極管的結(jié)構、原理、電路符號、引腳、伏安特性和主要參數(shù)；初識各種常見的電子元器件。2.理解整流電路（包括單相、三相整流電路和可控整流電路）、濾波電路和穩(wěn)壓電路的基本原理。3.了解半導體三極管的電流放大作用，能夠識讀基本共射放大電路的電路圖，了解電路的放大作用和原理。4.初步學會使用電子實訓常用的工具和儀器儀表；會用萬用表和示波器、低頻信號發(fā)生器、毫伏表等測量放大電路的相關電量參數(shù)和波形。5.初步了解集成運放的電路結(jié)構和特點。6.初步了解數(shù)字電路的基本概念。2電子技術基礎電梯電氣控制技術【新課導入】

1.簡略復習上節(jié)課的內(nèi)容；2.簡略介紹本次課（“學習任務4-2”）的主要教學內(nèi)容與6學時的教學安排。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

一、二極管1.PN結(jié)

自然界的各種物質(zhì)如果按導電能力可以分為導體、絕緣體和半導體三大類。在金屬導體中，自由電子作為唯一的一種載體（又稱為載流子）攜帶著電荷移動形成電流；而在半導體中通常有兩種載流子：一種是帶負電荷的自由電子（簡稱為電子），另一種是帶正電荷的空穴。在外電場的作用下，這兩種載流子都可以做定向移動而形成電流。

由于半導體的材料及其制造工藝的不同，利用兩種載流子形成電流，可產(chǎn)生導電情況不同的兩種半導體，即電子導電型（又稱N型）半導體和空穴導電型（又稱P型）半導體；在N型半導體中，電子為多數(shù)載流子，主要依靠電子來導電；在P型半導體中，空穴為多數(shù)載流子，主要依靠空穴來導電。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

一、二極管1.PN結(jié)

如果將一塊半導體材料通過特殊的工藝過程使之一邊形成P型半導體，另一邊形成N型半導體，則在兩種半導體之間出現(xiàn)一種特殊的接觸面——PN結(jié)（可見圖4-19a）。PN結(jié)是構成各種半導體器件的核心。P143圖4-19二極管的結(jié)構與電路符號電梯電氣控制技術2電子技術基礎

一、二極管

2.二極管

將一個PN結(jié)從P區(qū)和N區(qū)各引出一個電極，并用玻璃或塑料制造的外殼封裝起來，就制成一個二極管，如圖4-19a所示。由P區(qū)引出的電極為正（+）極，也稱為陽極；由N區(qū)引出的電極為負（－）極，也稱為陰極。二極管的文字符號用VD表示，如圖4-19b所示，符號中的三角形表示通過二極管正向電流的方向。

根據(jù)制造材料的不同，有硅二極管和鍺二極管之分。3.二極管的特性

二極管的特性常用其伏安特性曲線來描述。所謂伏安特性，是指加到元器件兩端的電壓與通過電流之間的關系。二極管的伏安特性曲線如圖4-20所示。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

一、二極管3.二極管的特性

由圖4-20可見，當二極管兩端所加的正偏電壓U較小時，正向電流I極?。ń茷?），二極管處于截止狀態(tài)；當正偏電壓U超過某一值的時候（通常稱為開啟電壓或閾值電壓），正向電流I迅速增加，二極管進入導通狀態(tài)。且正偏電壓U的微小增加會使正向電流I急劇增大，如圖中的AB段曲線所示。正偏電壓從0伏至截止電壓的區(qū)域范圍通常稱為死區(qū)。硅二極管的開啟電壓約為0.5V，鍺二極管約為0.2V。電梯電氣控制技術P143圖4-20二極管的伏安特性曲線2電子技術基礎

一、二極管3.二極管的特性

當二極管正常導通后，所承受的正向電壓稱為管壓降（硅二極管約0.7V，鍺二極管約0.3V）。這個電壓比較穩(wěn)定，幾乎不隨流過的電流大小而變化。這一段曲線稱為二極管的正向特性曲線（即圖4-20中的第Ⅰ象限曲線）。

當二極管的兩端加反向電壓時，反向電流很?。ǚQ為反向飽和電流），二極管處于截止狀態(tài)，而且在反向電壓不超過某一限度時，反向飽和電流幾乎不變。但當反向電壓增大到一定數(shù)值UBR時，反向電流會突然增大，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿，與之相對應的電壓稱為反向擊穿電壓（UBR）。這表明二極管已失去單向?qū)щ娦裕視斐啥O管的永久性損壞。這一段曲線稱為二極管的反向特性曲線（即圖4-20中的第Ⅲ象限曲線）。

由二極管的特性曲線可見：二極管具有單向?qū)щ娦?。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

一、二極管

4.二極管的種類

(a)普通二極管(b)穩(wěn)壓二極管(c)發(fā)光二極管(d)光電二極管(e)變?nèi)荻O管P144圖4-21各種二極管電梯電氣控制技術

一、二極管

4.二極管的種類

二極管的種類很多，如果按照用途可分為整流二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、光電二極管和變?nèi)荻O管等，如圖4-21所示。例如發(fā)光二極管（LED，可見圖4-21c）是一種能夠?qū)㈦娔苤苯愚D(zhuǎn)化為光能的半導體器件，現(xiàn)已廣泛用于各種照明（包括景觀照明和特種照明）中，具體可查閱相關資料。還有一種特殊用途的二極管——穩(wěn)壓二極管（可見圖4-21b），是用特殊工藝制造的硅二極管，工作在二極管伏安特性曲線的反向擊穿區(qū)域（圖4-20中的第Ⅲ象限曲線）。當反向電壓U較小時，其反向電流Iz很小；但若反向電壓U增加達到某一值時，反向電流iz開始急劇增加，進入反向擊穿區(qū)域；此時反向電壓U若有微小的增加（Δuz），就會引起反向電流Iz的急劇增大（Δiz），即反向電流大范圍的變化（Δiz較大）而反向電壓卻幾乎不變（Δuz很?。７€(wěn)壓二極管就是利用這一特性在電路中起穩(wěn)壓的作用。電梯電氣控制技術

㈠整流電路

將交流電變換為直流電（脈動）的過程稱為整流，利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢詫崿F(xiàn)整流。整流電路可分為單相整流電路和三相整流電路兩大類，根據(jù)整流電路的形式還可分為半波、全波和橋式整流電路。這里僅介紹單相橋式整流電路。

⒈電路結(jié)構

單相橋式整流電路如圖4-22所示。在電路中，4只整流二極管連接成電橋形式。單相橋式整流電路有多種形式的畫法，其中圖4-22b為常用的簡化畫法。(a)電路圖(b)簡化畫法P145圖4-22單相橋式整流電路電梯電氣控制技術

㈠整流電路

⒉工作原理

經(jīng)過電源變壓器T將交流電源電壓u1變換為所需的電壓u2后，在交流電壓u2的正半周（即0～t1）時，整流二極管VD1、VD3正偏導通，VD2、VD4反偏截止，產(chǎn)生電流iL通過負載電阻RL，并在負載電阻RL上形成輸出電壓uL，如圖4-23a所示。輸出信號的波形如圖4-23c所示，通過負載電阻RL的輸出電流iL和在負載電阻RL上的輸出電壓uL均為脈動直流電的正半周。

在交流電壓u2的負半周（即t1～t2）時，整流二極管VD2、VD4正偏導通，VD1、VD3反偏截止，產(chǎn)生電流iL

同樣通過負載電阻RL，并在負載電阻RL上形成輸出電壓uL，如圖4-23b所示。輸出信號的波形如圖4-23c所示，通過負載電阻RL的輸出電流iL

和在負載電阻RL上的輸出電壓uL

同樣均為脈動直流電的正半周。

當交流電壓u2進入下一個周期的正半周（即t2～t3）時，整流電路將重復上述工作過程。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

二、整流、濾波與穩(wěn)壓電路

㈠整流電路

⒉工作原理

由此可見，在交流電壓u2的一個周期（正、負各半周）內(nèi)，都有相同一方向的電流流過RL，4只整流二極管中，兩只導通時另兩只截止，輪流導通工作，并以周期性地重復工作過程。在負載RL上得到大小隨時間t改變但方向不變的全波脈動直流輸出電流iL和輸出電壓uL。

在實際應用中經(jīng)常用到的全橋整流堆是將4只整流二極管集中制作成一體，通過全橋整流堆與電源變壓器連接，就可以直接連接成單相橋式整流電路，如圖4-22b所示。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

二、整流、濾波與穩(wěn)壓電路

㈠整流電路

P145圖4-23單相橋式整流電路工作原理電梯電氣控制技術2電子技術基礎

二、整流、濾波與穩(wěn)壓電路

㈠整流電路3.三相橋式整流電路

在采用三相供電并需要大電流時，采用三相整流電路更為經(jīng)濟合理，如在電梯控制系統(tǒng)中常用三相整流電路作為控制線路的直流電源。三相橋式整流電路如圖4-24所示，在負載電阻上得到的直流電壓為線電壓的1.35倍（即UR=1.35UL），或為相電壓的2.34倍（即UR=2.34UP）。電梯電氣控制技術

二、整流、濾波與穩(wěn)壓電路

㈡濾波電路1.濾波原理

整流電路將交流電轉(zhuǎn)換成脈動直流電，如圖4-23c和圖4-25所示。但要獲得波形較平滑的直流電，應盡可能地濾除脈動直流電中包含的紋波成分，而保留其直流成分，這就是濾波的概念。完成濾波作用的電路稱為濾波電路或濾波器。濾波電路的構成是由電容、電感或電阻按照一定的連接形式連接在整流電路之后，從而使經(jīng)整流后的脈動直流電變?yōu)檩^平滑的直流電，如圖4-25所示。P146圖4-25濾波前后電源的波形電梯電氣控制技術

二、整流、濾波與穩(wěn)壓電路

㈡濾波電路2.濾波電路

濾波電路有電容濾波、電感濾波和復式濾波電路等多種，如圖4-26所示為π型RC濾波電路。在整流器輸出端并接電容C，利用電容“通交隔直”的特點使經(jīng)過整流輸出后的脈動直流電流分成兩部分，一部分為紋波成分iC

，經(jīng)電容C旁路而被濾除；另一部分為直流成分iL

，經(jīng)負載電阻RL輸出，使輸出的電壓uL和電流iL變?yōu)檩^平滑的直流電。π型濾波電路有兩個濾波電容，使濾波效果更好。P146圖4-26π型RC濾波電路電梯電氣控制技術2電子技術基礎

二、整流、濾波與穩(wěn)壓電路

㈢穩(wěn)壓電路1.穩(wěn)壓電路原理

交流電經(jīng)過整流、濾波后轉(zhuǎn)換為平滑的直流電，但由于電網(wǎng)電壓或負載的變動，使輸出的直流電也隨之變動，不夠穩(wěn)定。因此需要在整流、濾波后再加入穩(wěn)壓電路，以確保當電網(wǎng)電壓發(fā)生波動或負載發(fā)生變化時，輸出電壓不受影響，這就是穩(wěn)壓的概念。完成穩(wěn)壓作用的電路稱為穩(wěn)壓電路或穩(wěn)壓器。

2.集成穩(wěn)壓電路

以往常用的穩(wěn)壓電路有并聯(lián)型和串聯(lián)型分立元件穩(wěn)壓電路（如采用穩(wěn)壓二極管）?，F(xiàn)已廣泛采用單片集成穩(wěn)壓器，其中又分為固定輸出式和可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器。電梯電氣控制技術

二、整流、濾波與穩(wěn)壓電路

㈢穩(wěn)壓電路

2.集成穩(wěn)壓電路(1)固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器

固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器有三個引出端，即接電源的輸入端、接負載的輸出端和公共接地端，其電路符號和外形如圖4-27所示。常用的固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器有CW78××和CW79××兩個系列，78系列為正電壓輸出，79系列為負電壓輸出，其電路如圖4-28所示。

固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器型號由五個部分組成，其意義如下：電梯電氣控制技術2電子技術基礎

㈢穩(wěn)壓電路

2.集成穩(wěn)壓電路1-輸入端2-公共端3-輸出端1-公共端2-輸入端3-輸出端(a)CW7800系列(b)CW7900系列P147圖4-27固定輸出式三端集成穩(wěn)壓器外形和引腳排列圖(a)正電壓輸出(b)負電壓輸出P147圖4-28固定輸出式集成穩(wěn)壓電路接線圖

電梯電氣控制技術

二、整流、濾波與穩(wěn)壓電路

㈢穩(wěn)壓電路

2.集成穩(wěn)壓電路(2)可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器

可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器不僅輸出電壓可調(diào)節(jié)，而且穩(wěn)壓性能要優(yōu)于固定式，被稱為第二代三端集成穩(wěn)壓器?？烧{(diào)式三端集成穩(wěn)壓器也有正電壓輸出和負電壓輸出兩個系列：CW117×/CW217×/CW317×系列為正電壓輸出，CW137×/CW237×/CW337×系列為負電壓輸出，其外形和引腳排列如圖4-29所示。

可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器型號也是由五個部分組成，其意義如下：電梯電氣控制技術2電子技術基礎

二、整流、濾波與穩(wěn)壓電路

㈢穩(wěn)壓電路

2.集成穩(wěn)壓電路(2)可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器1-調(diào)節(jié)（公共）端2-輸入端3-輸出端P147圖4-29CW317型可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器外形和引腳排列圖

P148圖4-30可調(diào)式集成穩(wěn)壓電路接線圖電梯電氣控制技術2電子技術基礎

二、整流、濾波與穩(wěn)壓電路

㈢穩(wěn)壓電路

2.集成穩(wěn)壓電路(2)可調(diào)式三端集成穩(wěn)壓器

可調(diào)式集成穩(wěn)壓電路如圖4-30所示。圖中電位器RP和電阻R1組成取樣電阻分壓器，接穩(wěn)壓電源的調(diào)節(jié)端（公共端）①腳，改RP變RP可調(diào)節(jié)輸出電壓UO的高低，UO≈1.25×（1+——）V，R1可在1.25～37V范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。在輸入端并聯(lián)電容C1，旁路整流電路輸出的高頻干擾信號；電容C2可以消除RP上的紋波電壓，使取樣電壓穩(wěn)定；電容C3起消振作用。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

三、晶閘管與可控整流電路

晶閘管有單向和雙向兩種。各種晶閘管的外形如圖4-31所示。

㈠單向晶閘管1.結(jié)構、符號與引腳

單向晶閘管是由3個PN結(jié)及其劃分的4個區(qū)組成，如圖4-32a所示。其內(nèi)部為PNPN4層結(jié)構，形成3個PN結(jié)；因此可等效為由一個PNP型三極管與一個NPN型三極管組成的器件。由外層的P型和N型半導體分別引出陽極A和陰極K，由中間的P型半導體引出控制極G。圖4-32c所示為單向晶閘管的圖形符號，相當于在二極管符號的基礎上加上一個控制極，表示是有控制端的單向?qū)щ娖骷ǘ胀ǘO管是無控制端的單向?qū)щ娖骷Ｎ淖址枮閂T。電梯電氣控制技術(a)塑封式(b)螺旋式(c)平板式P148圖4-31各種晶閘管(a)結(jié)構(b)符號

(c)引腳P149圖4-32單向晶閘管的結(jié)構、符號與引腳

三、晶閘管與可控整流電路

㈠單向晶閘管2.工作特性(1)單向晶閘管的導通必須具備兩個條件：

①在陽極（A）與陰極（K）之間必須為正向電壓（或正向偏壓）；即UAK＞0；

②在控制極（G）與陰極（K）之間也應有正向觸發(fā)電壓；即UGK＞0。(2)晶閘管導通后，控制極（G）將失去作用，即當UGK＝0，晶閘管仍然導通。(3)單向晶閘管要關斷時必須滿足：

使其導通（工作）電流小于晶閘管的維持電流值或在陽極（A）與陰極（K）之間加上反向電壓（反向偏壓），即IV＜IH

或UAK＜0。電梯電氣控制技術

三、晶閘管與可控整流電路

㈡雙向晶閘管(a)結(jié)構(b)符號(c)引腳P149圖4-33雙向晶閘管的結(jié)構、符號與引腳

1.結(jié)構、符號與引腳

雙向晶閘管的結(jié)構如圖4-33a所示，可見它是一個NPNPN五層結(jié)構的半導體器件，其功能相當于一對反向并聯(lián)的單向晶閘管，電流可以從兩個方向通過。所引出的三個電極分別為第一陽極T1、第二陽極T2和控制極G。雙向晶閘管的符號見圖4-33b。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

三、晶閘管與可控整流電路

㈡雙向晶閘管2.工作特性(1)雙向晶閘管導通必須具備的條件是：只要在控制極（G）加有正或負向觸發(fā)電壓（即UG＞0或UG＜0），則不論第一陽極（T1）與第二陽極（T2）之間加正向電壓或是反向電壓，晶閘管都能導通。(2)晶閘管導通后，控制極（G）將失去作用，即：當UG＝0，晶閘管仍然導通。(3)只要使其導通（工作）電流小于晶閘管的維持電流值，或第一陽極（T1）與第二陽極（T2）間外加的電壓過零時，雙向晶閘管都將關斷。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

三、晶閘管與可控整流電路

㈢單向可控整流電路(a)電路(b)波形P150圖4-34單相半控橋式可控整流電路及波形電梯電氣控制技術2電子技術基礎

三、晶閘管與可控整流電路

㈢單向可控整流電路

現(xiàn)以圖4-34所示的單相半控橋式可控整流電路為例，電路中4個整流元件有2個是晶閘管（VT1、（VT2），兩個是二極管（VD1、VD2）故稱為半控橋式。若4個整流元件是晶閘管，則稱為單相全控橋式可控整流電路。其工作原理簡述如下：

⑴當t＝0～t1時，u2＞0，但ug＝0，晶閘管VT1、VT2均關斷，uL＝0。

⑵當t＝t1時，u2＞0，ug＞0，晶閘管VT1導通，二極管VD2也導通，而晶閘管VT2與二極管VD1反偏而關斷或截止；電流iL通過負載電阻RL，并在負載電阻RL上形成輸出電壓uL。在t＝t1～t2時，晶閘管VT1維持導通，因此，輸出電壓uL與u2相等，見圖4-34b中uL的陰影面積部分（即直流電平均值）所示。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

三、晶閘管與可控整流電路

㈢單向可控整流電路

⑶當t＝t2時，u2＝0，晶閘管VT1自行關斷、VT2也關斷，uL＝0。

⑷當t＝t2～t3時，u2＜0，但ug＝0，晶閘管VT1、VT2均關斷，uL＝0。

⑸當t＝t3時，u2＜0，ug＞0，晶閘管VT2導通，二極管VD1也導通，而晶閘管VT1與二極管VD2反偏而關斷或截止；電流iL通過負載電阻RL，并在負載電阻RL上形成輸出電壓uL。在t＝t3～t4時，晶閘管VT2維持導通，因此，輸出電壓uL與u2相等，見圖4-34b中uL的陰影面積部分（即直流電平均值）所示。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

三、晶閘管與可控整流電路

㈢單向可控整流電路

⑹當t＝t4時，u2＝0，晶閘管VT2自行關斷、VT1也關斷，uL＝0；同時又是進入u2的第二個周期的開始，即從t＝t4開始，電路將重復上一周期的變化；不斷重復過程。

由此可見，在u2的一個周期里，不論u2是正半周（即u2＞0）或u2是負半周（即u2＜0），總有一只晶閘管和一只二極管同時導通，從而在負載RL上得到單向的全波脈動直流電uL。

該電路也是通過調(diào)節(jié)觸發(fā)信號ug到來的時間來改變晶閘管的控制角α，即改變導通角θ，從而實現(xiàn)控制或調(diào)節(jié)輸出的直流電。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

四、三極管

㈠三極管的結(jié)構

在一塊半導體基片上形成3個導電區(qū)和2個PN結(jié)（見圖4-35），就組成一只三極管。三個區(qū)分別稱為集電區(qū)、基區(qū)和發(fā)射區(qū)；集電區(qū)與基區(qū)之間的PN結(jié)稱為集電結(jié)，基區(qū)與發(fā)射區(qū)之間的PN結(jié)稱為發(fā)射結(jié)。在集電區(qū)、基區(qū)和發(fā)射區(qū)各引出一導線，分別稱為集電極、基極和發(fā)射極（分別用C、B、E表示）。

三極管內(nèi)部結(jié)構的特點是：①基區(qū)做得很?。虎诎l(fā)射區(qū)多數(shù)載流子的濃度比基區(qū)和集電區(qū)高得多；③集電結(jié)的面積要比發(fā)射結(jié)的面積大。因此三極管在使用時集電極與發(fā)射極不能互換。P151圖4-35三極管的結(jié)構電梯電氣控制技術

㈡三極管的類型與符號

三極管根據(jù)其結(jié)構分為NPN型和PNP型兩種類型，如圖4-36所示。根據(jù)所用的半導體材料可分為硅管和鍺管。目前我國制造的硅管多為NPN型，鍺管多為PNP型；而且硅管相對于鍺管而言，受溫度的影響較小，性能更穩(wěn)定，因而使用更為廣泛。另外，根據(jù)功率可分為小功率管、中功率管和大功率管；根據(jù)工作頻率可分為低頻管、高頻管、超高頻管、甚高頻管等；根據(jù)用途還可分為放大管和開關管等。各種三極管如圖4-37所示。圖4-36NPN型和PNP型三極管電梯電氣控制技術2電子技術基礎

四、三極管

㈡三極管的類型與符號

(a)塑料封裝小功率管(b)金屬封裝小功率管(c)貼片三極管(d)中、大功率管P151圖4-37各種三極管

㈢三極管的電流放大作用

⒈實現(xiàn)電流放大作用的條件

三極管具有電流放大作用的外部條件是：發(fā)射結(jié)加正向偏置電壓，集電結(jié)加反向偏置電壓。電梯電氣控制技術

四、三極管

㈢三極管的電流放大作用

⒉三極管的電流放大作用

三極管三個電極的電流—基極電流IB、集電極電流IC和發(fā)射極電流IE有以下關系：

⑴IE=IC+IB

⑵對一個確定的三極管，IC與IB的比值基本不變，該比值稱為三極管的共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)：

=IC/

IB（4-29）

⑶基極電流的微小變化（△IB）能引起集電極電流的較大變化（△IC），其比值稱為三極管的共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)：

=

△IC/

△IB（4-30）

≈

，在工程上一般對

和不作嚴格區(qū)分，估算時可以通用。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

四、三極管

㈢三極管的電流放大作用

⒉三極管的電流放大作用

⑷當基極開路（即IB=0）時，IC不為零。這時的IC值稱為穿透電流，記作ICEO。ICEO很小且不受IB的控制，但受溫度的影響較大。(5)由此可見：三極管基極電流IB的微小變化（△IB）能夠引起集電極電流IC的顯著變化（△IC），即小電流可以控制大電流，這就是三極管電流放大作用的實質(zhì)。(6)三極管的主要參數(shù)除共發(fā)射極電流放大系數(shù)

之外，還有極間反向飽和電流ICBO、ICEO和3個極限參數(shù)：集電極最大允許電流ICM、反向擊穿電壓UCEO和集電極最大耗散功率PCM。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

四、三極管

㈣三極管的特性

⒈輸入特性及其曲線

輸入特性是指UCE為定值時UBE與IB之間的關系，其曲線如圖4-38a所示。從輸入特性曲線可見，三極管的UBE只有大于一定值（硅管約為0.5V，鍺管約為0.2V）時，IB才大于0。

⒉輸出特性及其曲線

輸出特性是指IB為定值時UCE與IC之間的關系，。當改變IB值時，就可得到另一條曲線，因此每一個IB值就有一條曲線與之對應，所以三極管的輸出特性曲線實際是一組曲線族，如圖4-38b所示。

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四、三極管

㈣三極管的特性

(a)輸入特性曲線(b)輸出特性曲線P152圖4-38三極管的特性曲線

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四、三極管

㈣三極管的特性

⒊工作狀態(tài)

根據(jù)三極管的輸出特性曲線可以分成三個區(qū)及其對應的三種工作狀態(tài)（可見圖4-38b）。

⑴截止區(qū)（截止狀態(tài)）

截止區(qū)是指IB=0曲線以下的區(qū)域。根據(jù)三極管的輸入特性曲線，IB=0時，即UBE小于截止電壓。根據(jù)三極管的輸出特性曲線，IB=0時，IC為很小的數(shù)值，該數(shù)值稱為穿透電流（ICEO）。因此，三極管的截止狀態(tài)是UBE

＜開啟電壓的區(qū)域，IB=0，IC≈0。電梯電氣控制技術

㈣三極管的特性

⒊工作狀態(tài)

⑵放大區(qū)（放大狀態(tài)）

放大區(qū)是指曲線之間間距基本相等，并互相平行的區(qū)域。根據(jù)三極管的輸入特性曲線，UBE大于截止電壓，IB大于0。根據(jù)三極管的輸出特性曲線，不同的IB值，就有相應的IC值；而且微小的△IB可以得到較大的△IC，這就是三極管的電流放大作用。因此，三極管的放大狀態(tài)是UBE

＞開啟電壓，且UCE＞UBE

，IC受IB控制。此時，硅三極管的管壓降UBE約0.7V，鍺三極管的管壓降UBE約0.3V。

⑶飽和區(qū)（飽和狀態(tài)）

飽和區(qū)是指UCE較小，IC較大的狹窄區(qū)域。

三極管的飽和狀態(tài)是UCE

＜UBE，IC不再受IB控制；此時，三極管將失去電流的放大作用。在飽和狀態(tài)下UCE較小，該值稱為飽和壓降UCES

。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

五、放大電路

㈠放大電路的基本概念P153圖4-39放大器放大作用示意圖

所謂放大是指放大電路（放大器）特定的性能，它能夠?qū)⑽⑷醯碾娦盘枺妷夯螂娏鳎┺D(zhuǎn)變?yōu)檩^強的電信號，如圖4-39所示。放大的實質(zhì)是以微弱的電信號控制放大電路的工作，將電源的能量轉(zhuǎn)變?yōu)榕c微弱信號相對應的較大能量的大信號，是一種以弱控強的方式。電梯電氣控制技術

五、放大電路

㈠放大電路的基本概念

1.對放大電路的基本要求(1)要有足夠大的放大能力（放大倍數(shù)）。(2)非線性失真要小。(3)穩(wěn)定性要好。(4)應具有一定的通頻帶。

2.放大電路的分類

如果按三極管的連接方式分類，有共發(fā)射極放大器、共基極放大器和共集電極放大器等；如果按放大信號分類，有直流放大器、交流放大器（低頻(音頻)放大器和高頻放大器）等；如果按放大器的級數(shù)分類，有單級放大器和多級放大器；如果按放大信號的性質(zhì)和強度分類，有電流放大器、電壓放大器、功率放大器和小信號放大器和大信號放大器等；另外按元器件的集成化程度分類，還可分為分立元件放大器和集成電路放大器。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

五、放大電路

㈡基本共發(fā)射極放大電路1.電路的組成及各元件的作用

在此僅介紹NPN型三極管組成的基本共發(fā)射極放大電路（見圖4-40）。外加的微弱信號ui

從基極B和發(fā)射極E輸入，經(jīng)放大后信號uo由集電極C和發(fā)射極E輸出；因此，發(fā)射極E是輸入和輸出回路的公共端，故稱為共發(fā)射極放大電路（簡稱共射放大電路）。電梯電氣控制技術P154圖4-40基本共射放大電路2電子技術基礎

五、放大電路

㈡基本共發(fā)射極放大電路2.電路中各元件的作用(1)三極管VT——起放大作用。工作在放大狀態(tài)，起電流放大作用，因此是放大電路的核心元件。(2)電源VCC——直流電源，其作用一是通過RB和RC為三極管提供工作電壓，保證發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏；二是為電路的放大信號提供能源。(3)基極電阻RB——是使電源VCC供給放大管的基極B提供一個合適的基極電流IB（又稱為基極偏置電流），并向發(fā)射結(jié)提供所需的正向電壓UBE，以保證三極管工作在放大狀態(tài)。該電阻又稱為偏流電阻或偏置電阻。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

五、放大電路

㈡基本共發(fā)射極放大電路2.電路中各元件的作用(4)集電極電阻RC——是使電源VCC供給放大管的集電結(jié)所需的反向電壓UCE

，與發(fā)射結(jié)的正向電壓UBE共同作用，使放大管工作在放大狀態(tài)；另外還使三極管的電流放大作用轉(zhuǎn)換為電路的電壓放大作用。該電阻又稱為集電極負載電阻。(5)耦合電容C1和C2——分別為輸入耦合電容和輸出耦合電容；在電路中起隔直流通交流的作用，因此又稱為隔直電容。其能使交流信號順利通過，同時隔斷前后級的直流通路以避免互相影響各自的工作狀態(tài)。由于C1和C2的容量較大，在實際中一般選用電解電容器，因此使用時應注意其極性。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

五、放大電路

㈢集成運算放大器1.集成運算放大器的組成

集成運算放大器（簡稱集成運放）是一種具有很高放大倍數(shù)的多級直接耦合放大電路，是發(fā)展最早、應用最廣泛的一種模擬集成電路，具有放大和運算作用。集成運放一般由輸入級、中間級、輸出級和偏置電路4部分組成，如圖4-41a所示。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

五、放大電路

㈢集成運算放大器P154圖4-41集成運算放大器電梯電氣控制技術

五、放大電路

㈢集成運算放大器2.集成運算放大器的符號

集成運放的電路符號如圖4-41b所示，是一個具有兩個輸入端、一個輸出端的三端放大器。圖中“+”端為同相輸入端，表示輸出電壓uO與該端輸入電壓u+同相；“—”端為反相輸入端，表示輸出電壓uO與該端輸入電壓u-反相。

與其它放大器一樣，集成運放的輸出電壓uO=AuOuI

。由于集成運放有兩個輸入端，其uI等于同相輸入端和反相輸入端的電位差，即：uI=(u+－u-)

所以uO=AuO(u+－u-)。式中

AuO為放大器未接反饋（指輸出端與輸入端之間未連接任何元件）時的電壓放大倍數(shù)，稱為開環(huán)電壓放大倍數(shù)。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

五、放大電路

㈢集成運算放大器3.集成運放的3個特點

集成運放在性能上有3個突出特點：(1)開環(huán)電壓放大倍數(shù)AuO極高，可達到數(shù)百萬甚至數(shù)千萬倍。(2)輸入電阻ri

很大，一般有數(shù)百千歐到數(shù)兆歐。(3)輸出電阻ro

很小，一般在幾十到數(shù)百歐之間。

根據(jù)這3個特點，為便于分析與應用，可將集成運放視為一個理想的電路模型（即理想集成運算放大器），可近似認為：開環(huán)電壓放大倍數(shù)AuO→∞；輸入電阻ri→∞；輸出電阻

ro→0。電梯電氣控制技術2電子技術基礎

六、數(shù)字電路的基本概念1.模擬信號和數(shù)字信號(1)模擬信號和模擬電路

在時間上和數(shù)值上均為連續(xù)變化的信號稱為模擬信號，如正弦交流電的正弦波信號。處理模擬信號的電路。如整流電路、放大電路等。模擬電路著重研究的是輸入和輸出信號間的大小及相位關系。模擬電路中，三極管通常工作在放大區(qū)。以上介紹的電子電路均為模擬電路。電梯電氣控制技術P156圖4-42各種數(shù)字信號電梯電氣控制技術2電子技術基礎

六、數(shù)字電路的基本概念

1.模擬信號和數(shù)字信號(2)數(shù)字信號和數(shù)字電路

不隨時間連續(xù)變化的信號，或者其信號在數(shù)值上、在出現(xiàn)的時間上是斷續(xù)的。圖4-42a、b、c、d所示分別為尖峰波、矩形波、鋸齒波和階梯波信號。這是幾種典型的數(shù)字信號，它們都是突變信號，持續(xù)時間短暫，因此數(shù)字信號也稱作脈沖信號。處理數(shù)字信號的電路，著重研究的是輸入、輸出信號之間的邏輯關系，所以也稱為邏輯電路。在數(shù)字電路中，三極管一般工作在截止區(qū)和飽和區(qū)，起開關的作用。電梯電氣控制技術

六、數(shù)字電路的基本概念

⒉數(shù)字信號的表示方法

為了便于數(shù)字信號的處理，在數(shù)字電子技術中，數(shù)字信號只取0和1兩個基本數(shù)碼，反映在電路中可對應為低電平與高電平兩種狀態(tài)。

⒊數(shù)字電路的特點

⑴由于數(shù)字電路是以二值數(shù)字邏輯為基礎，僅有0和1兩個基本數(shù)碼，可用二極管、三極管的導通和截止這兩種相反，狀態(tài)來實現(xiàn)，組成電路的基本單元便于制造和集成。

⑵數(shù)字信息便于長期保存由數(shù)字電路構成的數(shù)字系統(tǒng)工作可靠，精度較高，抗干擾能力強。

⑶數(shù)字電路能進行邏輯判斷和運算，所以數(shù)字電路也稱為邏輯電路。

⑷按電路邏輯功能分類，數(shù)字電路可分為組合邏輯電路和時序邏輯電路。電梯電氣控制技術

實訓任務4.2電子技術基礎實訓（見《實訓手冊P37～40）配備實訓設備器材：1.一體化教室（配備電子實訓所需的設備、工具與器材，見《實訓手冊》P37表4-2-1）；2.相關課件與視頻。步