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任務(wù)一-常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的定義、種類和品牌電阻的定義:各種材料的物體對(duì)通過(guò)它本體的電流呈一定的阻力,這種阻礙電流的作用叫電阻。具有一定的阻值,一定的幾何形狀,一定的技術(shù)性能并在電路中起電阻作用的電子元件叫電阻器。即通常所說(shuō)的電阻。電阻通常用字母R表示,單位是歐姆,簡(jiǎn)稱歐,符號(hào)為Ω,其他單位毫歐、千歐、兆歐。1TΩ=1000GΩ;1GΩ=1000MΩ;1MΩ=1000KΩ;1KΩ=1000Ω(也就是一千進(jìn)率)。阻值的表示與識(shí)別方法:數(shù)字法:10∧1——表示10Ω的電阻;10∧3——表示1KΩ的電阻。數(shù)碼法:103——表示10*10Λ3Ω=10KΩ(常用)。常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的定義、種類和品牌色環(huán)法:
色環(huán)電阻就是在普通的電阻封裝上涂上不一樣的顏色的色環(huán),用來(lái)區(qū)分電阻的阻值。保證在安裝電阻時(shí)不管從什么方向來(lái)安裝,都可以清楚的讀出它的阻值。
色環(huán)電阻的基本單位有:歐姆(Ω)、千歐(KΩ)、兆歐(MΩ)。1兆歐(MΩ)=1000千歐(KΩ)=1000000歐(Ω)。
平常使用的色環(huán)電阻可以分為四環(huán)和五環(huán),通常用四環(huán)。其中四環(huán)電阻前二環(huán)為數(shù)字,第三環(huán)表示阻值倍乘的數(shù),最后一環(huán)為誤差;五環(huán)電阻前三環(huán)為數(shù)字,第四環(huán)表示阻值倍乘的數(shù),最后一環(huán)為誤差。誤差通常也是金、銀和棕三種顏色。(金的誤差:5%,銀的誤差:10%,棕色的誤差:1%,無(wú)色的誤差:20%,很少用的綠色表示誤差:0.5%)。常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的定義、種類和品牌電阻色環(huán)表小口訣:棕一紅二橙是三,四黃五綠六為藍(lán),七紫八灰九對(duì)白,黑是零,金五銀十表誤差。四色環(huán)電阻:讀法示例:1、紅,黃,棕,金24*10=240歐金誤差為5%2、綠,紅,黃,銀52*10000=520K歐誤差為10%五色環(huán)電阻:一般五環(huán)電阻是相對(duì)較精密的電阻,讀法示例:1、紅,紅,黑,黑,棕220*1=220歐
誤差為1%2、紫,紅,棕,紅,綠521*100=52.1K歐
誤差為0.5%六色環(huán)電阻:就是指用六色環(huán)表示阻值的電阻,六色環(huán)電阻前五色環(huán)與五色環(huán)電阻表示方法一樣,第六色環(huán)表示該電阻的溫度系數(shù)。只在有特定要求的場(chǎng)合下的電子產(chǎn)品才會(huì)使用,一般使用非常少。常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的定義、種類和品牌電阻的種類按阻值特性:固定電阻、可調(diào)電阻、特種電阻(敏感電阻)。按制造材料:碳膜電阻、金屬膜電阻、合成膜電阻、線繞電阻、無(wú)感電阻、薄膜電阻、水泥電阻等。按安裝方式:插件電阻、貼片電阻。電阻的品牌國(guó)內(nèi)主要廠商有:漢晟、軍品718廠、華達(dá)、龍建達(dá)、風(fēng)華高新、美隆、HKT、厚聲、旺詮、國(guó)巨等。國(guó)外主要廠商有:ROHM、村田、TDK、依薩等。常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的參數(shù)標(biāo)稱阻值標(biāo)稱在電阻器上的電阻值稱為標(biāo)稱值。單位:Ω、kΩ、MΩ。標(biāo)稱值是根據(jù)國(guó)家制定的標(biāo)準(zhǔn)系列標(biāo)注的,不是生產(chǎn)者任意標(biāo)定的。不是所有阻值的電阻器都存在。允許誤差電阻器的實(shí)際阻值對(duì)于標(biāo)稱值的最大允許偏差范圍稱為允許誤差,誤差代碼:F、G、J、K等等(常見(jiàn)的誤差范圍是:0.01%,0.05%,0.1%,0.5%,0.25%,1%,2%,5%等)。額定功率指在規(guī)定的環(huán)境溫度下,假設(shè)周圍空氣不流通,在長(zhǎng)期連續(xù)工作而不損壞或基本不改變電阻器性能的情況下,電阻器上允許的消耗功率。常見(jiàn)的有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W。額定電壓當(dāng)實(shí)際電壓超過(guò)額定電壓時(shí),即便滿足功率要求,電阻器也會(huì)被擊穿損壞。常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的封裝常見(jiàn)的電阻封裝為插件電阻和貼片電阻插件電阻的封裝圖:色環(huán)電阻水泥電阻繞線電阻光敏電阻壓敏電阻濕敏電阻熱敏電阻常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的封裝貼片電阻的封裝尺寸通常有0201、0402、0603、0805、1206、1812、1815、1825、2010、2512、2515(通常指英制單位(inch),從小到大排序)。英制(inch)公制(mm)額定/提升功率@70℃最大工作電壓020106031/20W25040210051/16W5060306081/16W1/10W50080520121/10W1/8W150120632161/8W1/4W200121032251/4W1/3W200181248321/2W200201050251/2W3/4W20251264321W200貼片電阻的封裝與功率、最大工作電壓的關(guān)系常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的特性測(cè)試為了研究材料的導(dǎo)電性,通常作出其伏安特性曲線,了解它的電壓和電流的關(guān)系。伏安特性是直線的元件稱為線性元件,伏安特性不是直線的元件稱為非線性元件。這兩種元件的電阻都可用伏安法測(cè)量。但是,由于測(cè)量時(shí)電表被引入測(cè)量電路,電表內(nèi)阻必然會(huì)影響測(cè)量結(jié)果,因而應(yīng)考慮對(duì)測(cè)量結(jié)果進(jìn)行必要的修正,以減小誤差。線性電阻與非線性電阻線性電阻實(shí)驗(yàn)中常用的線繞電阻、碳膜電阻和金屬膜電阻等,它們都具有以下的共同特性,即加在該電阻上的電壓與通過(guò)其上的電流總是成比例地變化(忽略電流熱效應(yīng)對(duì)阻值的影響)。若以縱軸表示電流,橫軸表示電壓,電流和電壓的關(guān)系就表示為一條直線。(具有這種特性的電阻元件稱為線性電阻元件。常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的特性測(cè)試非線性電阻如果電阻元件兩端的電流、電壓關(guān)系為曲線,則這類電阻元件稱為非線性電阻元件(如熱敏電阻、二極管等),這種元件的特點(diǎn)是電阻隨加在它兩端的電壓改變而改變。一般均用伏安特性曲線來(lái)反映非線性電阻元件的特性。伏安法測(cè)電阻有兩種接線方式,即電流表外接法和電流表內(nèi)接法由于電表內(nèi)阻的影響,無(wú)論采用哪種接法總存在一定的方法誤差,但經(jīng)修正之后,都可獲得正確的結(jié)果。伏安法的兩種接線方式及其方法誤差常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的特性測(cè)試電流表外接法
如圖,電壓表的讀數(shù)U等于電阻Rx兩端的電壓Ux;電流表的讀數(shù)I不等于Ix,而是I=Ix+IV,所以實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的待測(cè)電阻的阻值為式中,Rv為電壓表的內(nèi)阻。由此可見(jiàn),采用電流表外接法測(cè)得的電阻R值比實(shí)際的Rx值偏小,只有當(dāng)Rv>>Rx時(shí),才有
,所以電流表外接法適合測(cè)低值電阻。常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的特性測(cè)試電流表內(nèi)接法如圖,電流表的讀數(shù)Ⅰ為通過(guò)電阻Rx的電流Ix,電壓表的讀數(shù)U不是電阻兩端的電壓Ux,而是U=Ux+UA。所以實(shí)驗(yàn)中測(cè)得的待測(cè)電阻阻值為式中,RA為電壓表的內(nèi)阻。由此可見(jiàn),采用電流表內(nèi)接法測(cè)得的電阻R值比實(shí)際的Rx值偏大,只有當(dāng)Rx>>RA時(shí),才有
,所以電流表內(nèi)接法適合測(cè)量高值電阻。常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的特性測(cè)試用兩種接線方法測(cè)量電阻伏安特性的實(shí)驗(yàn)線路如上頁(yè)所示。測(cè)量時(shí)加在被測(cè)元件兩端的電壓不得超過(guò)該元件允許的最大電壓值。若被測(cè)元件的阻值為R,額定功率為Р,則其最大允許電壓值為測(cè)定線性電阻的伏安特性最大允許電流值為電源電壓值的確定以及電流表、電壓表的量程的選擇,可由上算得的Umax和Imax值來(lái)決定。測(cè)量伏安特性時(shí),可在0至Umax中間隔均勻地測(cè)量10點(diǎn),測(cè)量完成后,記錄所使用的電流表、電壓表的內(nèi)阻及準(zhǔn)確度等級(jí)。-常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的特性測(cè)試使用M104板卡,并使用實(shí)訓(xùn)架上的直流可調(diào)電源、萬(wàn)用表儀器設(shè)備,完成對(duì)M104板卡板載的線性電阻的伏安特性曲線測(cè)量與繪制,采用電流表外接法,連線示意圖如右所示。測(cè)定線性電阻的伏安特性連接方式:R8的右端連接到直流穩(wěn)壓電源的負(fù)端和電壓表的負(fù)表筆。R8的左端連接到電壓表的正表筆和電流表的黑色表筆后連接到直流穩(wěn)壓電源的正端。第一步、使用萬(wàn)用表測(cè)量待測(cè)電阻的阻值1)將功能量程開(kāi)關(guān)撥到電阻測(cè)量檔位上;2)將紅表筆插入“VΩ”插孔,黑表筆插入“COM”插孔,并將兩只表筆筆尖分別接觸所測(cè)電阻的兩端(與被測(cè)電阻并聯(lián))進(jìn)行測(cè)量;3)從顯示屏上讀取測(cè)試結(jié)果。常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的特性測(cè)試第二步、測(cè)量線性電阻的伏安特性(1)調(diào)節(jié)直流可調(diào)電源的輸出電壓穩(wěn)定電壓輸出預(yù)置:將POWER開(kāi)關(guān)置于開(kāi)狀態(tài),CV燈點(diǎn)亮,穩(wěn)定電源工作在穩(wěn)壓狀態(tài),調(diào)整VOLTAGE旋鈕-C0ARSE(粗調(diào))及-FINE(精調(diào))使輸出電壓達(dá)到預(yù)定值,連接負(fù)載至本電源的0~30V輸出端便可正常工作了。(2)電路電流測(cè)量按照前面所述的電路示意圖,將萬(wàn)用表功能量程開(kāi)關(guān)撥到直流(交流)電流檔位上;將紅表筆插入"mAuA"或者"A"插孔,黑表筆插入"COM"插孔,并將表筆串聯(lián)到待測(cè)量的電源或者電路中;從顯示屏上讀取測(cè)試結(jié)果。(3)電阻電壓測(cè)量將功能量程開(kāi)關(guān)撥到交流電壓檔/直流電壓檔位上;將紅表筆插入“VQ”插孔,黑表筆插入“C0M”插孔,并將兩只表筆筆尖分別接觸所測(cè)電壓的兩端(并聯(lián)到負(fù)載上)進(jìn)行測(cè)量;從顯示屏上讀取測(cè)試結(jié)果。(1)(2)(3)常用電阻識(shí)別及特性檢測(cè)電阻的特性測(cè)試第三步、調(diào)節(jié)可調(diào)電源輸出電源電壓,重復(fù)上述步驟,測(cè)量不同電源電壓下的線性電阻的電壓電流值,完成下表并繪制伏安特性曲線。被測(cè)電阻阻值
可調(diào)電源電壓值1.01.21.41.61.82.02.22.4電壓表讀數(shù)
電流表讀數(shù)
伏安法測(cè)得的電阻阻值為:被測(cè)電阻阻值
可調(diào)電源電壓值1.01.21.41.61.82.02.22.4電壓表讀數(shù)
電流表讀數(shù)
伏安法測(cè)得的電阻阻值為:感謝觀看!常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的定義、種類和品牌電容的定義
電容(或電容量,Capacitance)指的是在給定電位差下的電荷儲(chǔ)藏量;記為C,國(guó)際單位是法拉(F)。一般來(lái)說(shuō),電荷在電場(chǎng)中會(huì)受力而移動(dòng),當(dāng)導(dǎo)體之間有了介質(zhì),則阻礙了電荷移動(dòng)而使得電荷累積在導(dǎo)體上;造成電荷的累積儲(chǔ)存,最常見(jiàn)的例子就是兩片平行金屬板。也是電容器的俗稱。電容的作用主要用于電源濾波、信號(hào)濾波、信號(hào)耦合、諧振、通交流隔直流等電路中。電容通常用字母C表示,國(guó)際單位是法拉(F),常用的電容單位有毫法(mF)、微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF),換算關(guān)系式:1法拉(F)=1000毫法(mF)=1000000微法(μF)1微法(μF)=1000納法(nF)=1000000皮法(pF)電容值的表示方法直標(biāo)法
用數(shù)字和單位符號(hào),1uF表示1微法,560nF表示0.56微法或560納法。常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的定義、種類和品牌數(shù)字表示法102——表示1000pF的電容,221——表示220pF的電容。當(dāng)?shù)谌粩?shù)為9時(shí),表示有效數(shù)*10-1的容量。文字符號(hào)法用數(shù)字和文字符號(hào)的組合,p10表示0.1pF,6p8表示6.8pF。常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的定義、種類和品牌例:電容的種類按照功能滌綸電容、云母電容、瓷介電容、鋁/鉭電解電容、可變電容器、獨(dú)石電容。按結(jié)構(gòu)形式固定電容、可變電容、微調(diào)電容。按極性有極性電容、無(wú)極性電容。按安裝方式插件電容、貼片電容。電容的品牌國(guó)內(nèi)主要廠商有:國(guó)巨、風(fēng)華、漢晟、華達(dá)、金富康、智寶、華宇等。國(guó)外主要廠商有:三星、士康、ROHM、村田、紅寶石、TDK、三洋、黑金剛、松下、Vishy等。常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的參數(shù)標(biāo)稱電容量與允許偏差標(biāo)稱電容量是標(biāo)識(shí)在電容器上的電容量。電容器實(shí)際電容量與標(biāo)稱電容量的偏差稱誤差,在允許的偏差范圍稱精度。精度等級(jí)與允許誤差對(duì)應(yīng)關(guān)系:Ⅰ-±5%Ⅱ-±10%Ⅲ-±20%IV-(+20%-30%)V-(+50%-20%)VI-(+100%-10%)一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級(jí),電解電容器常用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級(jí),根據(jù)用途選取。額定電壓在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓有效值,一般直接標(biāo)注在電容器外殼上,如果工作電壓超過(guò)電容器的耐壓,電容器擊穿,造成不可修復(fù)的永久損壞。絕緣電阻直流電壓加在電容上,并產(chǎn)生漏電電流,兩者之比稱為絕緣電阻。當(dāng)電容較小時(shí),主要取決于電容的表面狀態(tài),容量>0.1uf時(shí),主要取決于介質(zhì)的性能,絕緣電阻越大越好。常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的參數(shù)損耗電容在電場(chǎng)作用下,在單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值,電容的損耗主要由介質(zhì)損耗、電導(dǎo)損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。在直流電場(chǎng)的作用下,電容器的損耗以漏導(dǎo)損耗的形式存在,一般較小,在交變電場(chǎng)的作用下,電容的損耗不僅與漏導(dǎo)有關(guān),而且與周期性的極化建立過(guò)程有關(guān)。頻率特性隨著頻率的上升,一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。大電容工作在低頻電路中的阻抗較小,小電容而比較適合工作在高頻環(huán)境下。溫度系數(shù)在一定溫度范圍內(nèi),溫度每變化1度,電容量的相對(duì)變化值。溫度系數(shù)越小越好。常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的封裝電容的封裝分為插件電容和貼片電容插件電容封裝:電解電容獨(dú)石電容CBB電容滌綸電容紙介質(zhì)電容電力電容聚丙烯金屬化薄膜電容安規(guī)電容常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的封裝電容的封裝分為插件電容和貼片電容貼片電容封裝:普通疊層貼片電容貼片電解電容貼片鉭電容常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的特性測(cè)試電容的充放電演示:/sims/html/capacitor-lab-basics/latest/capacitor-lab-basics_zh_CN.html。一個(gè)二端元件,在任一時(shí)刻,它的電荷q與端電壓u成正比:式中,C為電容量。充電后的電容兩端會(huì)有電壓u,并在兩個(gè)極板上積聚有電荷量q,它們和電容量C之間的關(guān)系稱為電容的庫(kù)伏關(guān)系。線性電容的庫(kù)伏關(guān)系常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的特性測(cè)試上式是線性電容元件非常重要的伏安關(guān)系表達(dá)式,它表明電容電路中的電流與電容兩端電壓的變化率成正比,或者說(shuō),當(dāng)電容兩端的電壓發(fā)生變化時(shí),在電容電路中才有電流流過(guò)。線性電容的電壓電流關(guān)系電容的充放電曲線電容充電如圖,流過(guò)電容的電流為根據(jù)基爾霍夫定律列出方程整理得常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的特性測(cè)試電容的充放電曲線這是一階線性微分方程,并且
,所以是非齊次的。令
,化為齊次方程分離變量后得到兩端積分計(jì)算得到
亦可寫為令
,得到
。常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的特性測(cè)試電容的充放電曲線
常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的特性測(cè)試電容的串并聯(lián)等效如下圖,當(dāng)多個(gè)電容并聯(lián)時(shí),其等效電容為如下圖,當(dāng)多個(gè)電容并聯(lián)時(shí),其等效電容為常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的特性測(cè)試電容的質(zhì)量檢測(cè)方法利用電容器的充放電現(xiàn)象,可以進(jìn)行電容器的質(zhì)量鑒別,還可以進(jìn)行電容器的漏電電阻以及斷路與擊穿的判斷:使用萬(wàn)用表的歐姆擋(R×10k或R×1k擋,視電容器的容量而定),當(dāng)兩表筆分別接觸容器的兩根引線時(shí),表針首先朝順時(shí)針?lè)较?向右)擺動(dòng),然后又慢慢地向左回歸至∞位置的附近,此過(guò)程為電容器的充放電過(guò)程。當(dāng)表針靜止時(shí)所指的電阻值,就是該電容器的漏電電阻。如果漏電電阻較大,即漏電電流較小,說(shuō)明電容器質(zhì)量良好。在測(cè)量中如表針距∞較遠(yuǎn),表明電容器漏電嚴(yán)重,不能使用。有的電容器在測(cè)漏電電阻時(shí),表針退回到∞位置時(shí)又順時(shí)針擺動(dòng),這表明電容器漏電更嚴(yán)重。一般要求漏電電阻R≥500kΩ,否則不能使用。對(duì)于電容量小于5000pF的電容器,萬(wàn)用表不能測(cè)出它的漏電電阻。測(cè)量電容容值的方法:使用M104板卡與實(shí)訓(xùn)架上的萬(wàn)用表設(shè)備,測(cè)量M104板卡板載的各類電容容值,連接示意圖如下。測(cè)量電解電容時(shí)注意方向。常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的特性測(cè)試連接方式:將萬(wàn)用表的正極(紅色表筆)連接到C5的左端測(cè)試點(diǎn)。負(fù)極(黑色表筆)連接到C5的右端測(cè)試點(diǎn)。1)使用萬(wàn)用表,將功能量程開(kāi)關(guān)撥到電容測(cè)量檔位上;2)將紅表筆插入"VΩ"插孔,黑表筆插入"COM"插孔,將兩只表筆筆尖分別接觸測(cè)電容的兩個(gè)端點(diǎn);3)從顯示屏上讀取測(cè)試結(jié)果。在無(wú)輸入時(shí)儀表會(huì)顯示一個(gè)固定讀數(shù),此數(shù)為儀表內(nèi)部固有的電容值。對(duì)于小容量電容的測(cè)量,被測(cè)量值一定要減去此值,才能確保測(cè)量精度。為此小容量電容的測(cè)量請(qǐng)使用相對(duì)測(cè)量功能“△“(REL)測(cè)量(儀表將自動(dòng)減去內(nèi)部固定值,方便測(cè)量讀數(shù))。常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)電容的特性測(cè)試電容類型與封裝貼片0402貼片0603貼片0805標(biāo)稱值100nF100nF100nF測(cè)量值
平均值
電容類型與封裝貼片1206插件2.5mmC6貼片電解電容標(biāo)稱值100nF100nF100uF測(cè)量值
平均值
電容類型與封裝插件電解電容鉭電容1206鉭電容3528標(biāo)稱值100uF10uF10uF測(cè)量值
平均值
電容類型與封裝安規(guī)電容插件2.5mmC12
標(biāo)稱值100nF1nF
測(cè)量值
平均值
測(cè)量并完成記錄常用電容識(shí)別及特性檢測(cè)結(jié)束常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的定義、種類和品牌電感的定義電感是指線圈在磁場(chǎng)中活動(dòng)時(shí),所能感應(yīng)到的電流的強(qiáng)度,單位是“亨利”(H)。電感量的大小,主要取決于線圈的匝數(shù)、繞制方式、有無(wú)鐵芯及磁芯的材料等。變壓器是利用電感器的電磁感應(yīng)原理制成的部件。自感當(dāng)線圈中有電流通過(guò)時(shí),線圈的周圍就會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。當(dāng)線圈中電流發(fā)生變化時(shí),其周圍的磁場(chǎng)也產(chǎn)生相應(yīng)的變化,此變化的磁場(chǎng)可使線圈自身產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)(電動(dòng)勢(shì)用以表示有源元件理想電源的端電壓),這就是自感?;ジ袃蓚€(gè)電感線圈相互靠近時(shí),一個(gè)電感線圈的磁場(chǎng)變化將影響另一個(gè)電感線圈,這種影響就是互感?;ジ械拇笮∪Q于電感線圈的自感與兩個(gè)電感線圈耦合的程度。電感器的主要作用是對(duì)交流信號(hào)進(jìn)行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。電感通常用字母L表示,國(guó)際單位是亨利(H),常用的電感量單位為亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH)、納亨(nH)。電感的單位換算:1H=1000mH、1mH=1000uH、1uH=1000nH。電感器的結(jié)構(gòu)主要由骨架、繞組、屏蔽罩、封裝材料、磁芯或鐵芯等組成。常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的定義、種類和品牌電感的分類按電感形式固定電感、可變電感。按導(dǎo)磁體性質(zhì)空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。按工作性質(zhì)天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉(zhuǎn)線圈。按繞線結(jié)構(gòu)單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈。按功率大功率電感、小功率電感。電感的品牌國(guó)內(nèi)廠商主要有:順絡(luò)、南宏、豐華、麥捷、美磊、奇立新、臺(tái)慶、仲坤等。國(guó)外廠商主要有:TDK、村田、TAIYO、線藝等。常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的主要參數(shù)電感量L電感量L表示線圈本身固有特性,與電流大小無(wú)關(guān)。除專門的電感線圈(色碼電感)外,電感量一般不專門標(biāo)注在線圈上,而以特定的名稱標(biāo)注。感抗XL電感線圈對(duì)交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL,單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率的關(guān)系為允許偏差允許偏差是指電感器上標(biāo)稱的電容量與實(shí)際電感的允許誤差值。一般用于振蕩或?yàn)V波等電路中的電感器要求精度較高。允許偏差為±0.2%~±0.5%;而用于耦合、高頻阻流等線圈的精度要求不高;允許偏差為±10%~15%。品質(zhì)因數(shù)Q品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個(gè)物理量,Q為感抗X與其等效的電阻的比值,即:Q=XL/R。線圈的Q值愈高,回路的損耗愈小。線圈的Q值與導(dǎo)線的直流電阻,骨架的介質(zhì)損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應(yīng)的影響等因素有關(guān)。線圈的Q值通常為幾十到幾百。常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的主要參數(shù)分布電容線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小,穩(wěn)定性變差,因而線圈的分布電容越小越好。額定電流額定電流是指電感器有正常工作時(shí)反允許通過(guò)的最大電流值。若工作電流超過(guò)額定電流,則電感器就會(huì)因發(fā)熱而使性能參數(shù)發(fā)生改變,甚至還會(huì)因過(guò)流而燒毀。常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的封裝電感的封裝分為插件電感和貼片電感。插件電感封裝繞線電感色環(huán)電感功率電感工字電感常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的封裝電感的封裝分為插件電感和貼片電感。貼片電感封裝繞線式貼片電感疊層型貼片電感功率貼片電感色環(huán)電感的表示方法:一般有四道色環(huán):第一道代表電感值的第一位數(shù)值第二道代表電感值的第二位數(shù)值第三道代表電感值的“0”的個(gè)數(shù)第四道代表電感值的誤差。顏色代表:棕紅橙黃綠藍(lán)紫灰白黑1234567890。金銀無(wú)色5%、10%、20%。貼片電感的尺寸表示如0603、0805、0402、1206等常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的特性測(cè)試電感線圈的原理線圈中有電流i時(shí),其周圍即建立磁場(chǎng),從而在線圈中形成與電流相交鏈的磁通Ф。磁鏈ψ:磁通和。
單位:韋伯(Wb)常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的特性測(cè)試線性電感的韋安特性一個(gè)二端元件,在任一時(shí)刻,它的磁鏈Ψ與電流i成正比L:電感[系數(shù)],單位:亨[利](符號(hào)H)。在電感的磁鏈與電流的參考方向符合右手螺旋法則時(shí),線性電感磁鏈、電流關(guān)系曲線(韋安特性曲線)如圖所示。常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的特性測(cè)試線性電感的電壓電流關(guān)系如圖為線性電感的電流電壓示意圖。電感元件的VCR方程為即線性電感的端口電壓與端口電流的時(shí)間變化率成正比,所以電感也屬動(dòng)態(tài)元件。用電壓表示電流為上式表明,電感中某一瞬間的電流決定于此瞬間以前的全過(guò)程的電壓,因此電感也屬于記憶元件。常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的特性測(cè)試電感的串并聯(lián)等效多個(gè)電感串聯(lián)時(shí),其等效電路如下等效電感等于各電感之和,多個(gè)電感并聯(lián)時(shí),其等效電路如下等效電感的倒數(shù)等于各電感倒數(shù)之和,即常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)電感的特性測(cè)試電感的質(zhì)量檢測(cè)方法在這先重點(diǎn)介紹一下封閉式電感器的檢測(cè)方法,此方法為開(kāi)路測(cè)量法。在測(cè)量前,首先將封閉式電感器從電路板上取下,然后清潔電感器兩端的引腳,祛除引腳上的灰塵和氧化物,清潔完成后開(kāi)始準(zhǔn)備測(cè)量,接著打開(kāi)數(shù)字萬(wàn)用表的電源開(kāi)關(guān),并將數(shù)字萬(wàn)用表的功能擋旋至二極管擋。接下來(lái)將萬(wàn)用表的兩只表筆分別接在電感器的兩只引腳上,測(cè)量的阻值為0,由于測(cè)量的阻值接近于0,因此可以判定此電感器沒(méi)有斷路故障。1)將功能量程開(kāi)關(guān)撥到電路通斷測(cè)量檔位上;2)將紅表筆插入“VΩ”插孔,黑表筆插入“COM”插孔,并將兩只表筆筆尖分別接觸被測(cè)量的兩個(gè)端點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量;3)如果被測(cè)兩個(gè)端點(diǎn)之間電阻>51Ω,認(rèn)為電路斷路,蜂鳴器無(wú)聲;被測(cè)兩個(gè)端點(diǎn)之間電阻≤10Ω,則認(rèn)為電路導(dǎo)通性良好,蜂鳴器連續(xù)蜂鳴并伴有紅色LED發(fā)光指示。常用電感識(shí)別及特性檢測(cè)結(jié)束常用元器件的焊接技能培養(yǎng)成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司常用元器件的焊接技能培養(yǎng)錫焊是一門科學(xué),他的原理是通過(guò)加熱的烙鐵將固態(tài)焊錫絲加熱熔化,再借助于助焊劑的作用,使其流入被焊金屬之間,待冷卻后形成牢固可靠的焊接點(diǎn)。當(dāng)焊料為錫鉛合金焊接面為銅時(shí),焊料先對(duì)焊接表面產(chǎn)生潤(rùn)濕,伴隨著潤(rùn)濕現(xiàn)象的發(fā)生,焊料逐漸向金屬銅擴(kuò)散,在焊料與金屬銅的接觸面形成附著層,使兩則牢固的結(jié)合起來(lái)。所以焊錫是通過(guò)潤(rùn)濕、擴(kuò)散和冶金結(jié)合這三個(gè)物理,化學(xué)過(guò)程來(lái)完成的。常用元器件的焊接技能培養(yǎng)握持電烙鐵的方法反握法:適合于較大功率的電烙鐵(>75W)對(duì)大焊點(diǎn)的焊接操作。正握法:適用于中功率的電烙鐵及帶彎頭的電烙鐵的操作。筆握法:適用于小功率的電烙鐵焊接印制板上的元器件。使用電烙鐵要配置烙鐵架,一般放置在工作臺(tái)右前方,電烙鐵用后一定要穩(wěn)妥放與烙鐵架上,并注意導(dǎo)線等物不要碰烙鐵頭。常用元器件的焊接技能培養(yǎng)焊錫絲的拿法拿焊錫絲的方法一般有兩種:連續(xù)錫絲拿法和斷續(xù)錫絲拿法。常用元器件的焊接技能培養(yǎng)焊接操作的注意事項(xiàng)1)由于焊絲成分中鉛占一定比例,鉛是對(duì)人體有害的重金屬,因此操作時(shí)應(yīng)戴手套或操作后洗手,避免食入。2)焊劑加熱時(shí)揮發(fā)出來(lái)的化學(xué)物質(zhì)對(duì)人體是有害的,如果在操作時(shí)人的鼻子距離烙鐵頭太近,則很容易將有害氣體吸入。一般鼻子距烙鐵的距離不小于30cm,通常以40cm為宜。3)使用電烙鐵要配置烙鐵架,一般放置在工作臺(tái)右前方,電烙鐵用后一定要穩(wěn)妥地放于烙鐵架上,并注意導(dǎo)線等物不要碰烙鐵頭。常用元器件的焊接技能培養(yǎng)手工焊接的要求1)焊接點(diǎn)要保證良好的導(dǎo)電性能虛焊是指焊料與被焊物表面沒(méi)有形成合金結(jié)構(gòu),只是簡(jiǎn)單地依附在被焊金屬的表面上,如圖。分別表示與引線浸潤(rùn)不好和與印制電路板浸潤(rùn)不好。2)焊接點(diǎn)要有足夠的機(jī)械強(qiáng)度為提高焊接強(qiáng)度,引線穿過(guò)焊盤后可進(jìn)行相應(yīng)的處理,一般采用3種方式,如圖。分別表示直插式、45度彎折與90度彎折。常用元器件的焊接技能培養(yǎng)手工焊接的要求3)焊點(diǎn)表面要光滑、清潔為使焊點(diǎn)表面光滑、清潔、整齊,不但要有熟練的焊接技能,而且還要選擇合適的焊料和焊劑。焊點(diǎn)不光潔表現(xiàn)為焊點(diǎn)出現(xiàn)粗糙、拉尖、棱角等現(xiàn)象。4)焊點(diǎn)不能出現(xiàn)搭接、短路現(xiàn)象常用元器件的焊接技能培養(yǎng)一般操作方法手工焊接五步操作法如圖。1)準(zhǔn)備工作首先把被焊件、錫絲和烙鐵準(zhǔn)備好,處于隨時(shí)可焊的狀態(tài)。2)加熱被焊件把烙鐵頭放在接線端子和引線上進(jìn)行加熱。3)放上焊錫絲被焊件經(jīng)加熱達(dá)到一定溫度后,立即將手中的錫絲觸到被焊件上使之熔化。4)移開(kāi)焊錫絲當(dāng)錫絲熔化一定量后(焊料不能太多),迅速移開(kāi)錫絲。5)移開(kāi)電烙鐵當(dāng)焊料的擴(kuò)散范圍達(dá)到要求后移開(kāi)電烙鐵。在實(shí)際生產(chǎn)中,最容易出現(xiàn)的一種違反操作步驟的做法就是烙鐵頭不是先與被焊件接觸,而是先與焊錫絲接觸,熔化的焊錫滴落在尚末預(yù)熱的被焊部位,這樣很容易產(chǎn)生焊點(diǎn)虛焊,所以烙鐵頭必須與被焊件接觸,對(duì)被焊件進(jìn)行預(yù)熱是防止產(chǎn)生虛焊的重要手段。常用元器件的焊接技能培養(yǎng)焊接要領(lǐng)1)烙鐵頭與被焊件的接觸方式接觸位置:烙鐵頭應(yīng)同時(shí)接觸要相互連接的2個(gè)被焊件(如焊腳與焊盤),烙鐵一般傾斜45度,應(yīng)避免只與其中一個(gè)被焊件接觸。當(dāng)兩個(gè)被焊件熱容量懸殊時(shí),應(yīng)適當(dāng)調(diào)整烙鐵傾斜角度,烙鐵與焊接面的傾斜角越小,使熱容量較大的被焊件與烙鐵的接觸面積增大,熱傳導(dǎo)能力加強(qiáng)。接觸壓力:烙鐵頭與被焊件接觸時(shí)應(yīng)略施壓力,熱傳導(dǎo)強(qiáng)弱與施加壓力大小成正比,但以對(duì)被焊件表面不造成損傷為原則。2)焊絲的供給方法焊絲的供給應(yīng)掌握3個(gè)要領(lǐng),既供給時(shí)間,位置和數(shù)量。供給時(shí)間:原則上是被焊件升溫達(dá)到焊料的熔化溫度是立即送上焊錫絲。供給位置:應(yīng)是在烙鐵與被焊件之間并盡量靠近焊盤。供給數(shù)量:應(yīng)看被焊件與焊盤的大小,焊錫蓋住焊盤后焊錫高于焊盤直徑的1/3即可。3)焊接時(shí)間及溫度設(shè)置溫度由實(shí)際使用決定,以焊接一個(gè)錫點(diǎn)4秒最為合適,最大不超過(guò)8秒,平時(shí)觀察烙鐵頭,當(dāng)其發(fā)紫時(shí)候,溫度設(shè)置過(guò)高。一般直插電子料,將烙鐵頭的實(shí)際溫度設(shè)置為(350~370度);表面貼裝物料(SMC)物料,將烙鐵頭的實(shí)際溫度設(shè)置為(330~350度)特殊物料,需要特別設(shè)置烙鐵溫度。FPC,LCD連接器等要用含銀錫線,溫度一般在290度到310度之間。焊接大的元件腳,溫度不要超過(guò)380度,但可以增大烙鐵功率。4)焊接注意事項(xiàng)焊接前應(yīng)觀察各個(gè)焊點(diǎn)(銅皮)是否光潔、氧化等。在焊接物品時(shí),要看準(zhǔn)焊接點(diǎn),以免線路焊接不良引起的短路。常用元器件的焊接技能培養(yǎng)結(jié)束半導(dǎo)體的基本知識(shí)半導(dǎo)體的基本知識(shí)本征半導(dǎo)體本征半導(dǎo)體是一種純凈的結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體。電導(dǎo)率是半導(dǎo)體的重要物理特性,與材料內(nèi)單位體積中所含的電荷載流子的數(shù)目有關(guān),電荷載流子的濃度愈高,其電導(dǎo)率愈高。半導(dǎo)體內(nèi)載流子的濃度取決于許多因素,包括材料的基本性質(zhì)、溫度以及所含的雜質(zhì)。在T=0K和沒(méi)有外界激發(fā)時(shí),由于每一原子的外圍電子被共價(jià)鍵所束縛,這些束縛電子對(duì)半導(dǎo)體內(nèi)的傳導(dǎo)電流沒(méi)有貢獻(xiàn)。半導(dǎo)體共價(jià)鍵中的價(jià)電子并不像絕緣體中束縛得那樣緊。在室溫下,價(jià)電子就會(huì)獲得足夠的隨機(jī)熱振動(dòng)能量而掙脫共價(jià)鍵的束縛,成為自由電子,這種現(xiàn)象稱為本征激發(fā)。半導(dǎo)體的基本知識(shí)空穴當(dāng)電子掙脫共價(jià)鍵的束縛成為自由電子后,共價(jià)鍵中就留下一個(gè)空位,這個(gè)空位叫做空穴??昭ㄊ前雽?dǎo)體區(qū)別于導(dǎo)體的一個(gè)重要特點(diǎn)??昭▽?dǎo)電由于共價(jià)鍵中出現(xiàn)了空穴,在外加電場(chǎng)的作用下,鄰近價(jià)電子就可填補(bǔ)到這個(gè)空位上,而在這個(gè)電子原來(lái)的位置上又留下新的空位,其他電子又可轉(zhuǎn)移到這個(gè)新的空穴,這樣就使共價(jià)鍵中出現(xiàn)電荷遷移。共價(jià)鍵中空穴或束縛電子移動(dòng)產(chǎn)生電流的根本原因是由于共價(jià)鍵中出現(xiàn)空穴引起的。把空穴看成是一個(gè)帶正電的粒子,所帶的電量與電子相等,符號(hào)相反,在外加電場(chǎng)作用下,可以自由地在晶體中運(yùn)動(dòng),從而和自由電子一樣導(dǎo)電。因此空穴是一種載流子,空穴越多,半導(dǎo)體中的載流于數(shù)目就越多,因此形成的電流就愈大。半導(dǎo)體的基本知識(shí)雜志半導(dǎo)體P型半導(dǎo)體在硅或鍺的晶體內(nèi)滲入少量三價(jià)元素雜質(zhì),如硼(或銦)等,因硼原子只有三個(gè)價(jià)電子,它與周圍硅原于組成共價(jià)鍵時(shí),缺少一個(gè)電子,在晶體中便產(chǎn)生一個(gè)空位。當(dāng)相鄰共價(jià)鍵上的電子受到熱振動(dòng)或在其他激發(fā)獲得能量時(shí),有可能填補(bǔ)這個(gè)空位,使硼原子成為不能移動(dòng)的負(fù)離子;而原來(lái)硅原子的共價(jià)鍵,則因缺少一個(gè)電子,形成了空穴。因?yàn)榕鹪釉诠杈w中能接受電子,故稱硼為受主雜質(zhì)或P型雜質(zhì),受主雜質(zhì)除硼外,尚有銦和鋁。加入砷化鎵的受主原子包括元素周期表中的II族元素(作為鎵原子的受主)或IV族元素(作為砷原子的受主)。P型半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)P型半導(dǎo)體在產(chǎn)生空穴時(shí),不產(chǎn)生新的自由電子??刂茡饺腚s質(zhì)的多少,便可控制空穴數(shù)量。在P型半導(dǎo)體中,空穴數(shù)遠(yuǎn)大于自由電子數(shù),在這種半導(dǎo)體中,以空穴導(dǎo)電為主,因而空穴為多數(shù)載流子,自由電子為少數(shù)載流子。半導(dǎo)體的基本知識(shí)雜志半導(dǎo)體N型半導(dǎo)體為了在半導(dǎo)體內(nèi)產(chǎn)生多余的電子,可以將一種叫做施主雜質(zhì)或N型雜質(zhì)摻入硅(或鍺)的晶體內(nèi)。施主原子在摻雜半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)中多余一個(gè)電子。典型的施主原子有磷、砷和銻。在砷化鎵工藝中,施主原子包括元素周期表中的VI族元素(作為砷原子的施主)或IV族元素(作為鎵原子的施主)。當(dāng)一個(gè)施主原子加入半導(dǎo)體后,其多余的電子易于受熱激發(fā)而成為自由電子參與傳導(dǎo)電流,它移動(dòng)后,在施主原子的位置上留下一個(gè)固定的、不能移動(dòng)的正離子。在產(chǎn)生自由電子的同時(shí),并不產(chǎn)生相應(yīng)的空穴。稱為電子型半導(dǎo)體或N型半導(dǎo)體。在N型半導(dǎo)體中,電子為多數(shù)載流子,空穴為少數(shù)載流子。N型半導(dǎo)體的共價(jià)鍵結(jié)構(gòu)在摻入雜質(zhì)后,載流子的數(shù)目都有相當(dāng)程度的增加。若每個(gè)受主雜質(zhì)都能產(chǎn)生一個(gè)空穴,或者每個(gè)施主雜質(zhì)都能產(chǎn)生一個(gè)自由電子,則盡管雜質(zhì)含量很微,但它們對(duì)半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力卻有很大的影響。半導(dǎo)體的基本知識(shí)PN結(jié)的形成及特性P型半導(dǎo)體中含有的受主雜質(zhì)電離為帶正電的空穴和帶負(fù)電的受主離子。N型半導(dǎo)體中含有的施主雜質(zhì)電離為帶負(fù)電的電子和帶正電的施主離子。在室溫下,P型和N型半導(dǎo)體中還有少數(shù)受本征激發(fā)產(chǎn)生的電子和空穴,通常本征激發(fā)產(chǎn)生的載流子要比摻雜產(chǎn)生的少得多。半導(dǎo)體中的正負(fù)電荷數(shù)是相等的,它們的作用互相抵消,因此保持電中性。PN結(jié)的形成P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合后,在它們的交界處就出現(xiàn)了電子和空穴的濃度差別,N型區(qū)內(nèi)電子多而空穴少,P型區(qū)內(nèi)則相反,空穴多而電子少。電子和空穴都要從濃度高的地方向著濃度低的地方擴(kuò)散。電子要從N型區(qū)向P型區(qū)擴(kuò)散,空穴要從P型區(qū)向N型區(qū)擴(kuò)散。電子和空穴都是帶電的,它們擴(kuò)散的結(jié)果就使P區(qū)和N區(qū)中原來(lái)保持的電中性被破壞了。半導(dǎo)體的基本知識(shí)PN結(jié)的形成及特性PN結(jié)的形成耗盡區(qū)P區(qū)一邊失去空穴,留下了帶負(fù)電的雜質(zhì)離子;N區(qū)一邊失去電子,留下了帶正電的雜質(zhì)離子。半導(dǎo)體中的離子雖然帶電,但由于物質(zhì)結(jié)構(gòu)的關(guān)系,它們不能任意移動(dòng),因此不參與導(dǎo)電。這些不能移動(dòng)的帶電粒子通常稱為空間電荷,集中在P區(qū)和N區(qū)交界面附近,形成了一個(gè)很薄的空間電荷區(qū),這就是PN結(jié)。在這個(gè)區(qū)域內(nèi),多數(shù)載流子已擴(kuò)散到對(duì)方并復(fù)合掉了,或者說(shuō)消耗盡了,因此空間電荷區(qū)有時(shí)又稱為耗盡區(qū)。擴(kuò)散越強(qiáng),空間電荷區(qū)越寬。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)出現(xiàn)空間電荷區(qū)以后,由于正負(fù)電荷之間的相互作用,在空間電荷區(qū)中就形成了一個(gè)電場(chǎng),其方向是從帶正電的N區(qū)指向帶負(fù)電的P區(qū)。電場(chǎng)是由載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)形成的,稱為內(nèi)電場(chǎng)。顯然,這個(gè)內(nèi)電場(chǎng)的方向是阻止擴(kuò)散的,因?yàn)檫@個(gè)電場(chǎng)的方向與載流子擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向相反。半導(dǎo)體的基本知識(shí)PN結(jié)的形成及特性PN結(jié)的形成漂移運(yùn)動(dòng)另一方面,根據(jù)電場(chǎng)的方向和電子、空穴的帶電極性,這個(gè)電場(chǎng)將使N區(qū)的少數(shù)載流子空穴向P區(qū)漂移,使P區(qū)的少數(shù)載流子電子向N區(qū)漂移,漂移運(yùn)動(dòng)的方向正好與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)的方向相反。從N區(qū)漂移到P區(qū)的空穴補(bǔ)充了原來(lái)交界面上P區(qū)失去的空穴,從P區(qū)漂移到N區(qū)的電子補(bǔ)充了原來(lái)交界面上N區(qū)所失去的電子,這就使空間電荷減少。漂移運(yùn)動(dòng)的結(jié)果是使空間電荷區(qū)變窄,其作用正好與擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)相反。當(dāng)漂移運(yùn)動(dòng)達(dá)到和擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)相等時(shí),便處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。勢(shì)壘區(qū)PN結(jié)的空間電荷區(qū)存在電場(chǎng),電場(chǎng)的方向是從N區(qū)指向P區(qū)的,這說(shuō)明N區(qū)的電位要比P區(qū)高,高出的數(shù)值用V0表示,這個(gè)電位差稱為接觸電位差,一般為零點(diǎn)幾伏。在PN結(jié)空間電荷區(qū)內(nèi),電子勢(shì)能(-qV0)發(fā)生了變化,電子要從N區(qū)到P區(qū)必須越過(guò)一個(gè)能量高坡,一般稱為勢(shì)壘,因此又把空間電荷區(qū)稱為勢(shì)壘區(qū)。半導(dǎo)體的基本知識(shí)PN結(jié)的形成及特性PN結(jié)的單向?qū)щ娦?1)外加正向電壓當(dāng)VF的正端接P區(qū),負(fù)端接N區(qū)時(shí),外加電場(chǎng)與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相反。在外場(chǎng)作用下,PN結(jié)的平衡狀態(tài)被打破,P區(qū)的多數(shù)載流子空穴和N區(qū)的多數(shù)載流子電子都要向PN結(jié)移動(dòng)。當(dāng)空穴進(jìn)入PN結(jié)后,就要和一部分負(fù)離子中和,使P區(qū)的空間電荷量減少;當(dāng)電子進(jìn)入PN結(jié)時(shí),中和了部分正離子,使N區(qū)的空間電荷量減少,結(jié)果使PN結(jié)變窄。耗盡區(qū)厚度變薄,耗盡區(qū)中載流子增加,因而電阻減小,所以這個(gè)方向的外加電壓稱為正向偏置電壓。半導(dǎo)體的體電阻和PN結(jié)電阻相比是很小的,外加電壓將集中在PN結(jié)上。外加電壓將使PN結(jié)的電場(chǎng)由E0減小到E0-EF
,電子的電勢(shì)能將由-qV0減為-q(V0-VF),勢(shì)壘降低了,P區(qū)和N區(qū)中能越過(guò)勢(shì)壘的多數(shù)載流子大大增加,形成擴(kuò)散電流。擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)將大于漂移運(yùn)動(dòng),N區(qū)電子不斷擴(kuò)散到P區(qū),P區(qū)空穴不斷擴(kuò)散到N區(qū)。PN結(jié)內(nèi)的電流便由起支配地位的擴(kuò)散電流所決定,在外電路上形成一個(gè)流入P區(qū)的電流,稱為正向電流IF。外加電壓只要稍有變化,便能引起電流的顯著變化。正向的PN結(jié)表現(xiàn)為一個(gè)很小的電阻。半導(dǎo)體的基本知識(shí)PN結(jié)的形成及特性PN結(jié)的單向?qū)щ娦?2)外加反向電壓當(dāng)外加電壓VR的正端接N區(qū),負(fù)端接P區(qū)時(shí),外加電場(chǎng)方向與PN結(jié)內(nèi)電場(chǎng)方向相同。在這種外電場(chǎng)作用下,P區(qū)中的空穴和N區(qū)中的電子都將進(jìn)一步離開(kāi)PN結(jié),使耗盡區(qū)厚度加寬,這時(shí)PN結(jié)處于反向偏置。外加電壓將使PN結(jié)電場(chǎng)由E0增加到E0+ER,電子的電勢(shì)能將由-qV0增至-q(V0+VR),使P區(qū)和N區(qū)中的多數(shù)載流子很難越過(guò)勢(shì)壘,因此擴(kuò)散電流趨近于零。由于結(jié)電場(chǎng)的增加,使N區(qū)和P區(qū)中的少數(shù)載流子更容易產(chǎn)生漂移運(yùn)動(dòng),PN結(jié)內(nèi)的電流由漂移電流決定。漂移電流的方向與擴(kuò)散電流相反,表現(xiàn)在外電路上有一個(gè)流入N區(qū)的反向電流IR,由少數(shù)載流子的漂移運(yùn)動(dòng)形成。由于少數(shù)載流子濃度很小,所以IR很微弱,一般為微安數(shù)量級(jí)。少數(shù)載流子由本征激發(fā)產(chǎn)生,其數(shù)值決定于溫度,幾乎與外加電壓VR無(wú)關(guān)。在一定溫度T下,由于熱激發(fā)而產(chǎn)生的少數(shù)載流子的數(shù)量是一定的,電流的值趨于恒定,反向電流IR就是反向飽和電流,用Is表示。半導(dǎo)體的基本知識(shí)PN結(jié)的形成及特性PN結(jié)的單向?qū)щ娦杂捎贗s很小,所以PN結(jié)在反向偏置時(shí),呈現(xiàn)出一個(gè)很大的電阻,可認(rèn)為它基本是不導(dǎo)電的。PN結(jié)的正向電阻很小,反向電阻很大,這就是它的單向?qū)щ娦?。PN結(jié)的單向?qū)щ娦躁P(guān)鍵在于耗盡區(qū)的存在,且其寬度隨外加電壓而變化。半導(dǎo)體的基本知識(shí)PN結(jié)的形成及特性PN結(jié)的反向擊穿如果加到PN結(jié)兩端的反向電壓增大到一定數(shù)值時(shí),反向電流突然增加,這個(gè)現(xiàn)象就稱為PN結(jié)的反向擊穿。發(fā)生擊穿所需的反向電壓VRR稱為反向擊穿電壓。PN結(jié)電擊穿后電流很大,電壓又很高,因而消耗在PN結(jié)上的功率是很大的,容易使PN結(jié)發(fā)熱超過(guò)它的耗散功率。在強(qiáng)電場(chǎng)作用下,大大地增加了自由電子和空穴的數(shù)目,引起反向電流的急劇增加,這種現(xiàn)象的產(chǎn)生分為雪崩擊穿和齊納擊穿兩種類型。半導(dǎo)體的基本知識(shí)PN結(jié)的形成及特性PN結(jié)的反向擊穿雪崩擊穿雪崩擊穿的物理過(guò)程為:當(dāng)PN結(jié)反向電壓增加時(shí),空間電荷區(qū)中的電場(chǎng)增強(qiáng),空間電荷區(qū)的電子和空穴,在電場(chǎng)作用下獲得的能量增大,當(dāng)與晶體原子發(fā)生碰撞,可使共價(jià)鍵中的電子激發(fā)形成自由電子-空穴對(duì),這種現(xiàn)象稱為碰撞電離。新產(chǎn)生的電子和空穴與原有的電子和空穴一樣,在電場(chǎng)作用下,又獲得能量,又可通過(guò)碰撞再產(chǎn)生電子-空穴對(duì),產(chǎn)生倍增效應(yīng)。當(dāng)反向電壓增大到某一數(shù)值后,載流子的倍增情況就像積雪山坡上發(fā)生雪崩一樣,載流子急劇增加,使反向電流急劇增大,于是PN結(jié)就發(fā)生雪崩擊穿。齊納擊穿在加有較高的反向電壓下,PN結(jié)空間電荷區(qū)中存在一個(gè)強(qiáng)電場(chǎng),它能夠破壞共價(jià)鍵將束縛電子分離出來(lái)造成電子-空穴對(duì),形成較大的反向電流。發(fā)生齊納擊穿需要的電場(chǎng)強(qiáng)度約為2×105V/cm,只有在雜質(zhì)濃度特別大的PN結(jié)中才能達(dá)到,因?yàn)殡s質(zhì)濃度大,空間電荷區(qū)內(nèi)電荷密度也大,空間電荷區(qū)很窄,電場(chǎng)強(qiáng)度就可能很高。兩種電擊穿過(guò)程是可逆的,當(dāng)加在PN結(jié)兩端的反向電壓降低后,PN結(jié)可以恢復(fù)原來(lái)的狀態(tài)。但要求反向電流和反向電壓的乘積不超過(guò)PN結(jié)容許的耗散功率,超過(guò)了就會(huì)因?yàn)闊崃可⒉怀鋈ザ筆N結(jié)溫度上升,直到過(guò)熱而燒毀,這種現(xiàn)象就是熱擊穿。半導(dǎo)體的基本知識(shí)結(jié)束二極管特性及其基本電路成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管半導(dǎo)體二極管的結(jié)構(gòu):半導(dǎo)體二極管按其結(jié)構(gòu)的不同可分為點(diǎn)接觸型和面接觸型兩類。(b)面接觸型(a)點(diǎn)接觸型(c)平面型二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管二極管的VI特性二極管的V-I特性和PN結(jié)的V-I特性基本上是相同的。
(a)硅二極管2CP10的V-I特性
(b)鍺二極管2AP15的V-I特性二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管正向特性加于二極管的正向電壓只有零點(diǎn)幾伏,但流過(guò)管子的電流卻很大,因此管子呈現(xiàn)的正向電阻很小。在起始部分,由于正向電壓較小,外電場(chǎng)還不足以克服PN結(jié)的內(nèi)電場(chǎng),這時(shí)的正向電流幾乎為零。硅管的門坎電壓Vth約為0.5V;鍺管的Vth約為0.1V。當(dāng)正向電壓大于Vth時(shí),內(nèi)電場(chǎng)大為削弱,電流迅速增長(zhǎng)。
二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管反向特性P型半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子-電子和N型半導(dǎo)體中的少數(shù)載流子-空穴,在反向電壓作用下很容易通過(guò)PN結(jié),形成反向飽和電流。由于少數(shù)載流子的數(shù)目較少,所以反向電流很小,硅管的反向電流比鍺管小得多。溫度升高時(shí),由于少數(shù)載流子增加,反向電流將隨之急劇增加。
二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管反向擊穿特性當(dāng)增加反向電壓時(shí),在一定溫度條件下,少數(shù)載流子數(shù)目有限、故起始一段反向電流沒(méi)有多大變化。當(dāng)反向電壓增加到一定大小時(shí),反向電流劇增,這叫做二極管的反向擊穿,其原因和PN結(jié)擊穿相同。
二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管二極管的參數(shù)最大整流電流IF
:長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí),允許通過(guò)的最大正向平均電流。反向擊穿電壓VRR:反向擊穿時(shí)的電壓值。一般手冊(cè)上給出的最高反向工作電壓約為擊穿電壓的一半。反向電流IR:未擊穿時(shí)的反向電流,值愈小,單向?qū)щ娦杂?。極間電容:(1)勢(shì)壘電容CB;(2)擴(kuò)散電容CD
二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管二極管的種類、用途及其基本應(yīng)用電路根據(jù)制造工藝:
二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管二極管的種類、用途及其基本應(yīng)用電路根據(jù)封裝類型:
接下來(lái)對(duì)各種二極管的概要予以說(shuō)明。一般整流二極管整流二極管正如其名,其目的是將商用電源的交流頻率(50Hz、60Hz)整流后轉(zhuǎn)換為直流。特點(diǎn)是容易實(shí)現(xiàn)400V和600V的高耐壓、1A以上的高電流等特性。下圖表示將商用電源全波整流轉(zhuǎn)換為DC的電路和電壓波形。輸入的正弦波用二極管轉(zhuǎn)換為單向電壓,用電容器平滑得到DC。
二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管二極管的種類、用途及其基本應(yīng)用電路快恢復(fù)二極管(FRD)在頻率高于商用頻率的電源應(yīng)用中使用普通整流二極管會(huì)降低轉(zhuǎn)換效率,需要使用反向恢復(fù)時(shí)間trr更快的FRD。一般的整流二極管,從正偏壓切換到反偏壓時(shí),n區(qū)域的空穴(hole)會(huì)返回p區(qū)域,但由于返回速度慢,在這期間電流會(huì)向反方向流動(dòng),這會(huì)造成損耗。FRD具有trr快、正向電壓VF和耐壓高的特點(diǎn)。因此,作為應(yīng)用程序,適合高電壓的開(kāi)關(guān)電源。以應(yīng)用為例,下圖是最簡(jiǎn)單的升壓轉(zhuǎn)換器PFC電路。使用FRD進(jìn)行整流。
二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管二極管的種類、用途及其基本應(yīng)用電路下圖為是三相全橋逆變器,從誘導(dǎo)性負(fù)載開(kāi)始的環(huán)流電流所流經(jīng)的回路使用FRD。
二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管二極管的種類、用途及其基本應(yīng)用電路開(kāi)關(guān)二極管開(kāi)關(guān)二極管在小信號(hào)電路中廣泛應(yīng)用?,F(xiàn)在有正向電壓低的肖特基勢(shì)壘二極管、保護(hù)用二極管、高頻二極管等多種特定特性的二極管,因此開(kāi)關(guān)二極管用于單純的開(kāi)關(guān)(邏輯)動(dòng)作,控制電路的逆流防止、晶體管放大器的偏壓、簡(jiǎn)易的電壓控制電路等。右圖是在簡(jiǎn)單的控制電路中經(jīng)常使用的OR連接。也兼有防止逆流的功能。右圖是用于保護(hù)IC等電子設(shè)備不受靜電影響的簡(jiǎn)易電壓限制電路。
二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管二極管特性測(cè)試M104板卡上集成了大部分各類型二極管,包括通用一般二極管、開(kāi)關(guān)二極管、肖特基二極管、齊納二極管、整流二極管、高頻二極管、硅光二極管、發(fā)光二極管等。首先對(duì)二極管有初步印象及認(rèn)識(shí),然后使用萬(wàn)用表測(cè)量二極管,測(cè)量示意圖如下,完成后表。第一步正向測(cè)試:將萬(wàn)用表紅色表筆(正極)連接到二極管D5的上方測(cè)試點(diǎn)。黑色表筆(負(fù)極)連接到下方測(cè)試點(diǎn)。第二步反向測(cè)試:將萬(wàn)用表黑色表筆(負(fù)極)連接到二極管D5的上方測(cè)試點(diǎn)。黑色表筆(負(fù)極)連接到下方測(cè)試點(diǎn)。
二極管特性及其基本電路半導(dǎo)體二極管二極管特性測(cè)試1)將功能量程開(kāi)關(guān)撥到二極管測(cè)量檔位上;2)將紅表筆插入“VΩ”插孔,黑表筆插入“COM”插孔,并將兩只表筆筆尖分別接觸PN結(jié)的兩個(gè)端點(diǎn);3)如果被測(cè)二極管開(kāi)路或極性反接時(shí),將會(huì)顯示“OL”。對(duì)硅PN結(jié)而言,一般約為500~800mV(0.5~0.8V)確認(rèn)為正常值。讀數(shù)顯示瞬間峰鳴嘀一聲響,表筆短路發(fā)出長(zhǎng)鳴聲響。完成表格:
二極管類型通用二極管開(kāi)關(guān)二極管肖特基二極管齊納二極管整流二極管高頻二極管硅光二極管光敏二極管發(fā)光二極管正向測(cè)量?jī)x表顯示
反向測(cè)量?jī)x表顯示
二極管好壞(√或×)
二極管特性及其基本電路結(jié)束三極管特性及其基本電路成都職業(yè)技術(shù)學(xué)院成都卓物科技有限公司三極管特性及其基本電路三極管的基本知識(shí)
半導(dǎo)體三極管又稱為晶體三極管,簡(jiǎn)稱三極管或晶體管,屬于半導(dǎo)體器件。晶體管被譽(yù)為“20世紀(jì)最偉大的發(fā)明”,它的出現(xiàn)為集成電路、微處理器以及計(jì)算機(jī)內(nèi)存的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)。因?yàn)榫w管的發(fā)明,威廉·肖克利(WilliamShockley)、約翰·巴丁(JohnBardeen)和沃爾特·布拉頓(WalterBrattain)共同獲得了1956年的諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。在晶體管誕生之前,放大電信號(hào)主要是通過(guò)電子管(真空三極管),但由于制作困難、體積大、耗能高且使用壽命短,人們一直希望能夠用固態(tài)器件來(lái)替換它。20世紀(jì)五六十年代,肖克利在推動(dòng)晶體管商業(yè)化的同時(shí),造就了如今加州電子工業(yè)密布的硅谷地區(qū)。晶體管的發(fā)明是物理理論研究、半導(dǎo)體材料技術(shù)和科學(xué)研究取得重大突破后的必然結(jié)果。現(xiàn)如今,從播放音樂(lè)、合成語(yǔ)音、存儲(chǔ)數(shù)據(jù)、數(shù)碼攝影、GPS定位到傳輸和處理互聯(lián)網(wǎng)上的海量數(shù)據(jù),我們的日常生活中器件和芯片已經(jīng)成為不可或缺的產(chǎn)品。三極管特性及其基本電路三極管的基本知識(shí)
三極管的基本結(jié)構(gòu)
由兩個(gè)P-N結(jié)共用一個(gè)基區(qū)組成的。在兩個(gè)結(jié)中,一個(gè)叫發(fā)射結(jié),一個(gè)叫集電結(jié)。中間區(qū)域就叫基區(qū),而另兩個(gè)區(qū)與結(jié)相對(duì)應(yīng)的被稱作發(fā)射區(qū)和集電區(qū)。器件具有三個(gè)電極端子,分別稱作發(fā)射極,基極和集電極。三極管特性及其基本電路三極管的基本知識(shí)
三極管的基本結(jié)構(gòu)
注意:發(fā)射區(qū)高摻雜,多數(shù)載流子濃度大;集電區(qū)區(qū)域大,所以承受的功率也大;基區(qū)很薄,作為過(guò)渡區(qū),其摻雜濃度最低。三極管特性及其基本電路三極管的基本知識(shí)
三極管的基本結(jié)構(gòu) NPN與PNP型晶體管電路符號(hào)如下。NPN型晶體管:PNP型晶體管:發(fā)射極的箭頭可區(qū)分出發(fā)射極與集電極,其方向可區(qū)分NPN管和PNP管,箭頭的方向表示發(fā)射結(jié)正偏方向,也是線性工作時(shí)的電流方向。三極管特性及其基本電路三極管的放大原理放大工作條件正偏正偏是指在PN結(jié)上施加使P端為正極、N端為負(fù)極的電壓。在正偏條件下,P區(qū)域的正電荷向N區(qū)域移動(dòng),同時(shí)N區(qū)域的負(fù)電荷也向P區(qū)域移動(dòng)。這導(dǎo)致P區(qū)域變得更加正電荷富集,N區(qū)域變得更加負(fù)電荷富集,形成一個(gè)電場(chǎng)勢(shì)壘減小的狀態(tài)。正偏可以使載流子在PN結(jié)中自由移動(dòng),電流可以通過(guò)PN結(jié)流動(dòng)。反偏反偏是指在PN結(jié)上施加使P端為負(fù)極、N端為正極的電壓。在反偏條件下,P區(qū)域的負(fù)電荷被排斥到邊界,N區(qū)域的正電荷也被排斥到邊界。這導(dǎo)致P區(qū)域與N區(qū)域之間的電場(chǎng)勢(shì)壘增大,阻礙了載流子的自由移動(dòng)。反偏使得PN結(jié)變?yōu)橐粋€(gè)高阻抗的狀態(tài),基本上不允許電流通過(guò)。發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置。三極管特性及其基本電路三極管的放大原理放大工作原理三極管特性及其基本電路三極管基本開(kāi)關(guān)電路
三極管有截止、飽和及放大3個(gè)工作區(qū)。在數(shù)字電路中,三極管作為開(kāi)關(guān)元件,通常工作在截止區(qū)和飽和區(qū)。下面以硅NPN管為例討論其靜態(tài)開(kāi)關(guān)特性。
三極管的符號(hào)、開(kāi)關(guān)電路如下圖所示。其輸入特性與輸出特性如下圖。三極管特性及其基本電路三極管基本開(kāi)關(guān)電路三極管基本開(kāi)關(guān)電路測(cè)試在M104板卡上有各種封裝及各種類型的三極管,使用如SOT23封裝NPN型三極管搭建測(cè)試電路如下,測(cè)試并理解三極管的基本開(kāi)關(guān)電路。上圖為NPN型三極管作為開(kāi)關(guān)作用常用的電路原理圖,其基極連接了一個(gè)R1電阻作為BE通路的限流電阻,基極與發(fā)射極之間跨接了一個(gè)R3電阻,該電阻的作用為下拉電阻,將基極電平下拉到GND,即基極無(wú)信號(hào)輸入時(shí),其電平為GND,保證
,三極管關(guān)斷,此時(shí)
,集電極上串聯(lián)的發(fā)光二極管無(wú)電流通過(guò),熄滅,R2電阻為CE通路的限流電阻。當(dāng)基極輸入電平為高,當(dāng)基極電流大于三極管臨界飽和基極電流時(shí),三極管處于飽和狀態(tài),此時(shí)
,三極管導(dǎo)通,發(fā)光二極管點(diǎn)亮。三極管特性及其基本電路三極管基本開(kāi)關(guān)電路三極管基本開(kāi)關(guān)電路測(cè)試對(duì)于PNP型三極管,其測(cè)試電路原理圖如右所示。M104板卡測(cè)試示意圖如下,按照此連線方式,完成接線。連接方式:1將萬(wàn)用表的紅色表筆(正極)連接到板卡的VCC測(cè)試口。2由VCC引腳連接到R5的左測(cè)試點(diǎn)。3由D11的左測(cè)試點(diǎn)連接到Q1的左邊最上方測(cè)試點(diǎn)。4由Q2的左邊第二測(cè)試點(diǎn)(中間測(cè)試點(diǎn))分別連接至R8和R11的右端測(cè)試點(diǎn)。5Q2的左邊第三測(cè)試點(diǎn)(最下方測(cè)試點(diǎn))和R11的左邊測(cè)試點(diǎn)一起連接至GND測(cè)試口。6R8的左端測(cè)試點(diǎn)經(jīng)過(guò)控制信號(hào)點(diǎn)再連接至直流電源的正極。7直流電源的負(fù)極連接至板卡的GND測(cè)試口。三極管特性及其基本電路三極管基本開(kāi)關(guān)電路三極管基本開(kāi)關(guān)電路測(cè)試三極管封裝及類型SOT23NPN集電極輸入電壓
基極輸入電壓
LED燈亮度
三極管封裝及類型TO-92NPN集電極輸入電壓
基極輸入電壓
LED燈亮度
三極管封裝及類型SOT23PNP集電極輸入電壓
基極輸入電壓
LED燈亮度
三極管封裝及類型TO-92PNP集電極輸入電壓
基極輸入電壓
LED燈亮度
三極管封裝及類型SOT-523PNP集電極輸入電壓
基極輸入電壓
LED燈亮度
使用實(shí)訓(xùn)架上的直流可調(diào)電源,調(diào)節(jié)基極輸入電壓(0-5V)。觀察LED燈點(diǎn)亮情況,完成表格如下。三極管特性及其基本電路結(jié)束數(shù)字電路基本分析方法數(shù)字電路基本分析方法三種基本運(yùn)算
邏輯代數(shù)的基本運(yùn)算有與(AND)、或(OR)、非(NOT)三種。用電路表示這三種邏輯關(guān)系如下所示。可以看到三種電路的因果邏輯關(guān)系不同,數(shù)字電路中正是以這種現(xiàn)象出發(fā),得到了數(shù)字電路中的三種基本運(yùn)算邏輯。數(shù)字電路基本分析方法三種基本運(yùn)算與運(yùn)算
只有決定事物結(jié)果的條件同時(shí)具備時(shí),結(jié)果才發(fā)生。用電路表示這種邏輯如下所示。分析這個(gè)電路,可以知道,只有當(dāng)A和B開(kāi)關(guān)同時(shí)閉合時(shí),燈Y才接通,A或B開(kāi)關(guān)中任意一個(gè)斷開(kāi)時(shí),燈Y都不會(huì)接通,由這種邏輯因果關(guān)系,我們可以列出右側(cè)表。以A=1表示開(kāi)關(guān)A閉合,A=0表示開(kāi)關(guān)A斷開(kāi);以B=1表示開(kāi)關(guān)B閉合,B=0表示開(kāi)關(guān)B斷開(kāi);以Y=1表示燈亮,Y=0表示燈不亮。我們可以得到右側(cè)邏輯關(guān)系。開(kāi)關(guān)A開(kāi)關(guān)B燈Y斷開(kāi)斷開(kāi)不亮斷開(kāi)閉合不亮閉合斷開(kāi)不亮閉合閉合亮ABY000010100111數(shù)字電路基本分析方法三種基本運(yùn)算或運(yùn)算在決定事物結(jié)果的諸條件中只要有任何一個(gè)滿足,結(jié)果就會(huì)發(fā)生。用電路表示這種邏輯如下所示。分析這個(gè)電路,可以知道,當(dāng)A和B開(kāi)關(guān)中任意一個(gè)開(kāi)關(guān)閉合時(shí),該電路都能形成回路,燈Y都會(huì)點(diǎn)亮,只有當(dāng)A和B開(kāi)關(guān)均斷開(kāi)時(shí),電路才會(huì)斷開(kāi),燈Y熄滅,由這種邏輯因果關(guān)系,我們可以列出右側(cè)表。以A=1表示開(kāi)關(guān)A閉合,A=0表示開(kāi)關(guān)A斷開(kāi);以B=1表示開(kāi)關(guān)B閉合,B=0表示開(kāi)關(guān)B斷開(kāi);以Y=1表示燈亮,Y=0表示燈不亮。我們可以得到右側(cè)邏輯關(guān)系。開(kāi)關(guān)A開(kāi)關(guān)B燈Y斷開(kāi)斷開(kāi)不亮斷開(kāi)閉合亮閉合斷開(kāi)亮閉合閉合亮ABY000011101111數(shù)字電路基本分析方法三種基本運(yùn)算非運(yùn)算只要條件具備了,結(jié)果便不會(huì)發(fā)生;而條件不具備時(shí),結(jié)果一定發(fā)生。用電路表示這種邏輯如下所示。分析這個(gè)電路,可以知道,當(dāng)A開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),燈Y點(diǎn)亮,當(dāng)A開(kāi)關(guān)閉合時(shí),燈Y被短路熄滅,由這種邏輯因果關(guān)系,我們可以列出右表。以A=1表示開(kāi)關(guān)A閉合,A=0表示開(kāi)關(guān)A斷開(kāi);以Y=1表示燈亮,Y=0表示燈不亮。我們可以得到右側(cè)邏輯關(guān)系。開(kāi)關(guān)A燈Y斷開(kāi)亮閉合不亮AY0110數(shù)字電路基本分析方法三種基本運(yùn)算邏輯代數(shù)表示在邏輯代數(shù)中,將與、或、非看作是邏輯變量A、B間的三種最基本的邏輯運(yùn)算,并以“?”表示與運(yùn)算,以“+”表示或運(yùn)算,以變量右上角的“′”表示非運(yùn)算。因此A與B進(jìn)行與邏輯運(yùn)算時(shí)可寫成A與B進(jìn)行或運(yùn)算時(shí)可寫成A與B進(jìn)行非運(yùn)算時(shí)可寫成同時(shí),將實(shí)現(xiàn)與邏輯運(yùn)算的單元電路稱為與門,將實(shí)現(xiàn)或邏輯運(yùn)算的單元電路稱為或門,將實(shí)現(xiàn)非邏輯運(yùn)算的單元電路稱為非門(或反相器)。數(shù)字電路基本分析方法三種基本運(yùn)算邏輯代數(shù)表示
與、或、非邏輯運(yùn)算還可以用圖形符號(hào)來(lái)表示,以下是被IEEE(電氣電子工程師學(xué)會(huì))和IEC(國(guó)際電工委員會(huì))認(rèn)定的兩套與、或、的圖形符號(hào)。在EDA軟件中普遍使用第一種特定外型符號(hào)。(左圖)與運(yùn)算或運(yùn)算非運(yùn)算數(shù)字電路基本分析方法數(shù)字電路分析中的常用化簡(jiǎn)方法
在進(jìn)行邏輯運(yùn)算時(shí),常常會(huì)出現(xiàn)同一個(gè)邏輯表達(dá)式寫成不同的形式,而這些邏輯式的簡(jiǎn)易程度又相差甚遠(yuǎn)。邏輯式越是簡(jiǎn)單,所表達(dá)的邏輯關(guān)系越明顯,同時(shí)也有利于用最少的電子器件實(shí)現(xiàn)這個(gè)邏輯函數(shù)。因此,經(jīng)常需要通過(guò)化簡(jiǎn)的手段找出邏輯函數(shù)的最簡(jiǎn)形式。
在與或邏輯函數(shù)式中,若其中包含的乘積項(xiàng)已經(jīng)最少,且每個(gè)乘積項(xiàng)中的因子不能再減少時(shí),稱為最簡(jiǎn)形式。數(shù)字電路基本分析方法數(shù)字電路分析中的常用化簡(jiǎn)方法公式化簡(jiǎn)化
公式化簡(jiǎn)法的原理就是反復(fù)使用邏輯代數(shù)的基本公式和常用公式消去函數(shù)式中多余的乘積項(xiàng)和多余的因子,求得函數(shù)式的最簡(jiǎn)形式。
公式化簡(jiǎn)法沒(méi)有固定的步驟和套路,但有一些經(jīng)常使用的方法,如下。1、并項(xiàng)法
利用公式
,可以將兩項(xiàng)合并為一項(xiàng),并消去B和B’這一對(duì)因子。而且,由帶入定理可知,A和B均可以是任何復(fù)雜的邏輯式。2、用卡諾圖化簡(jiǎn)卡諾圖化簡(jiǎn)得依據(jù)是具有相鄰性的最小項(xiàng)可以合并,并消去互反變量。卡諾圖上,幾何位置相鄰與邏輯上的相鄰是一致的,因此我們能夠利用卡諾圖直觀地找到相鄰的最小項(xiàng)將其合并。其中,卡諾圖中的相鄰項(xiàng)為:①緊挨著的;②同一行的兩端;③同一列的兩端;④若為4變量時(shí),四角也為相鄰項(xiàng)。如:數(shù)字電路基本分析方法數(shù)字電路分析中的常用化簡(jiǎn)方法公式化簡(jiǎn)化
2、用卡諾圖化簡(jiǎn)
CDAB00011110001001011111110010100100然后畫出卡諾圈。數(shù)字電路基本分析方法數(shù)字電路分析中的常用化簡(jiǎn)方法公式化簡(jiǎn)化
2、用卡諾圖化簡(jiǎn)
數(shù)字電路基本分析方法數(shù)字電路分析中的常用化簡(jiǎn)方法公式化簡(jiǎn)化
2、用卡諾圖化簡(jiǎn)
數(shù)字電路基本分析方法結(jié)束常用門電路功能驗(yàn)證常用門電路功能驗(yàn)證與或非門電路測(cè)試驗(yàn)證
M301板卡板載了74HC08與門、74HCT32或門、74LS04非門電路。并使用LED燈作為輸出指示。使用M301板卡完成與或非電路邏輯測(cè)試驗(yàn)證。
測(cè)試與門部分。按照如下示意圖連線,完成測(cè)試真值表。連接方式:先連接電源,將VCC_5V連接到AND_VCC再將測(cè)試點(diǎn)J48與測(cè)試點(diǎn)J32相連。將測(cè)試點(diǎn)J49與測(cè)試點(diǎn)J36相連。將測(cè)試點(diǎn)J50與下方的4位LED燈組中的D7的右方測(cè)試點(diǎn)J145相連即可。輸入A輸入B輸出Y
常用門電路功能驗(yàn)證與或非門電路測(cè)試驗(yàn)證
M301板卡板載了74HC08與門、74HCT32或門、74LS04非門電路。并使用LED燈作為輸出指示。使用M301板卡完成與或非電路邏輯測(cè)試驗(yàn)證。
測(cè)試或門部分。按照如下示意圖連線,完成測(cè)試真值表。連接方式:先連接電源,VCC_5V連接到OR_VCC測(cè)試口。將測(cè)試點(diǎn)J80和J81分別連接到測(cè)試點(diǎn)J32和J36。將測(cè)試點(diǎn)J82與下方的4位LED燈組中的D7的右方測(cè)試點(diǎn)J145相連即可。輸入A輸入B輸出Y
常用門電路功能驗(yàn)證與或非門電路測(cè)試驗(yàn)證
M301板卡板載了74HC08與門、74HCT32或門、74LS04非門電路。并使用LED燈作為輸出指示。使用M301板卡完成與或非電路邏輯測(cè)試驗(yàn)證。
測(cè)試非門部分。按照如下示意圖連線,完成測(cè)試真值表。連接方式:先連接電源,VCC_5V連接到NOT_VCC測(cè)試口。將J32測(cè)試點(diǎn)連接到J100測(cè)試點(diǎn)。將測(cè)試點(diǎn)J101與下方的4位LED燈組中的D7的右方測(cè)試點(diǎn)J145相連即可。輸入A輸出Y
常用門電路功能驗(yàn)證與非、或非門電路測(cè)試驗(yàn)證
M301板卡板載了74HC00與非門、CD4001或非門。并使用LED燈作為輸出指示。使用M301板卡完成與或非電路邏輯測(cè)試驗(yàn)證。
測(cè)試與非門部分。按照如下示意圖連線,完成測(cè)試真值表。
連接方式:先連接電源,VCC_5V連接到NAND_VCC測(cè)試口。將J33測(cè)試點(diǎn)連接到J126測(cè)試點(diǎn)。J37測(cè)試點(diǎn)連接到J127測(cè)試點(diǎn)。將測(cè)試點(diǎn)J128與下方的4位LED燈組中的D7的右方測(cè)試點(diǎn)J145相連即可。輸入A輸入B輸出Y
常用門電路功能驗(yàn)證與非、或非門電路測(cè)試驗(yàn)證
M301板卡板載了74HC00與非門、CD4001或非門。并使用LED燈作為輸出指示。使用M301板卡完成與或非電路邏輯測(cè)試驗(yàn)證。
測(cè)試或非門部分。按照如下示意圖連線,完成測(cè)試真值表。
連接方式:先連接電源,VCC_5V連接到NOR_VCC測(cè)試口。將J36測(cè)試點(diǎn)連接到J161測(cè)試點(diǎn)。J37測(cè)試點(diǎn)連接到J160測(cè)試點(diǎn)。將測(cè)試點(diǎn)J162與左方的4位LED燈組中的D7的右方測(cè)試點(diǎn)J145相連即可。輸入A輸入B輸出Y
常用門電路功能驗(yàn)證異或、異或非門電路測(cè)試驗(yàn)證
“異或”門電路內(nèi)部是由與門,或門,非門所共同組成的組合門電路,在電路中即兩輸入信號(hào)相同為0,不同為1,英文簡(jiǎn)稱為XORGate。其真值表如下所示。輸入A輸入B輸出Y000011101110
異或非門(XNORgate)也稱為同或門,在異或門的輸出端再加上一個(gè)非門就構(gòu)成了異或非門,是數(shù)字邏輯電路的基本單元。有2個(gè)輸入端、1個(gè)輸出端。兩輸入信號(hào)相同為1,不同為0。其真值表如下所示。輸入A輸入B輸出Y001010100111常用門電路功能驗(yàn)證異或、異或非門電路測(cè)試驗(yàn)證
M301板卡板載了CD4030異或門、74HC7266異或非門。并使用LED燈作為輸出指示。使用M301板卡完成與或非電路邏輯測(cè)試驗(yàn)證。測(cè)試異或門部分。按照如下示意圖連線,完成測(cè)試真值表。連接方式:先連接電源,VCC_5V連接到XOR_VCC測(cè)試口。將J32測(cè)試點(diǎn)連接到J186測(cè)試點(diǎn)。J33測(cè)試點(diǎn)連接到J187測(cè)試點(diǎn)。將測(cè)試點(diǎn)J188與左方的4位LED燈組中的D7的右方測(cè)試點(diǎn)J145相連即可。輸入A輸入B輸出Y
常用門電路功能驗(yàn)證異或、異或非門電路測(cè)試驗(yàn)證
M301板卡板載了CD4030異或門、74HC7266異或非門。并使用LED燈作為輸出指示。使用M301板卡完成與或非電路邏輯測(cè)試驗(yàn)證。測(cè)試異或非門部分。按照如下示意圖連線,完成測(cè)試真值表。連接方式:先連接電源,VCC_5V連接到XNOR_VCC測(cè)試口。將J32測(cè)試點(diǎn)連接到J212測(cè)試點(diǎn)。J33測(cè)試點(diǎn)連接到J213測(cè)試點(diǎn)。將測(cè)試點(diǎn)J214與左上方的4位LED燈組中的D7的右方測(cè)試點(diǎn)J145相連即可。輸入A輸入B輸出Y
常用門電路功能驗(yàn)證結(jié)束集成運(yùn)算放大器相關(guān)知識(shí)集成運(yùn)算放大器相關(guān)知識(shí)XXXXXXXXXXXXXXXX集成運(yùn)算放大器相關(guān)知識(shí)集成運(yùn)算放大器簡(jiǎn)介
集成運(yùn)算放大器,簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放,是一個(gè)高性能的直接耦合多級(jí)放大電路。因首先用于信號(hào)的運(yùn)算,故而得名。集成運(yùn)算放大器有如下特點(diǎn):
(1)直接耦合方式,充分利用管子性能良好的一致性采用差分放大電路和電流源電路。
(2)用復(fù)雜電路實(shí)現(xiàn)高性能的放大電路,因?yàn)殡娐返膹?fù)雜化并不帶來(lái)工藝的復(fù)雜性。
(3)用有源元件替代無(wú)源元件,如用晶體管取代難于制作的大電阻。
(4)采用復(fù)合管。
將集成運(yùn)算放大器拆解來(lái)看:集成:將電路封裝,留出接口,使其模塊化,便于移植。運(yùn)算:這里涉及到的是一些數(shù)學(xué)運(yùn)算,不過(guò)這里的運(yùn)算對(duì)象不是簡(jiǎn)單的數(shù)字,而是電參量,是對(duì)電參量進(jìn)行了加減
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