元件基本知识教案资料.doc

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1、Good is good, but better carries it.精益求精，善益求善。元件基本知识-目录第一节电阻器1第二节电容器4第三节电感器6第四节变压器8第五节继电器10第六节二极管11第七节三极管16第八节场效应管18第九节光电耦合器19第十节保险元件19第十一节晶体振荡器21第十二节霍尔器件21第十三节集成电路22电子元器件随着电子技术及其应用领域的迅速发展，所用的元器件种类日益增多，学习和掌握常用元器件的性能、用途、质量判别方法，对提高电气设备的装配质量及可靠性将起重要的保证作用。电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管、集成电路等都是电子电路常用的器件。第一节电阻器电阻器是用

2、电阻率较大的材料（碳或镍铬合金等）制成。它在电路中起着限流、分压的作用。一、电阻器的分类电阻器在电子产品中是必不可少、使用最多的元器件。它的种类很多，常见的有下列几种分类。1、按阻值可否调节分有固定电阻器、可变电阻器两大类。固定电阻器是指电阻值不能调节的电阻器；可变电阻器是指阻值在某个范围内可调节的电阻器，如电位器(VRW,RP)滑動變阻器,微調電阻等。2、按制造材料分有线绕电阻、非线绕电阻。3、按用途分有通用型、高阻型、高压型、高频无感型。除以上三种分类方法以外，还有按结构形状及引出线进行分类。二、部分电阻器外形及图形符号1、电阻器外形：2、图形符号：電位器符號三、电阻器的主要技术参数标称阻

3、值、允许误差和额定功率是固定电阻器的主要参数。电阻器标有的电阻数值，这就是电阻器的阻值标称值。电阻标称值往往和它的实际值不完全相符，实际值和标称值的差值除以标称值所得的百分数，就是电阻的误差，它反映了电阻器的精密程度。下表为常用电阻器的误差等级。允许误差0.5%1%2%5%10%20%级别0050102类型精密型普通型额定功率是指电阻器长时间正常工作下能承受最大功率。额定功率较大的电阻器，一般都将额定功率直接印在电阻器上。额定功率较小的电阻器，可以从它的几何尺寸和表面面积上看出，如下表：外形尺寸额定功率碳膜电阻金属膜电阻LDLD0.06W82.50.125W122.572.20.25W154.

4、582.60.5W254.510.84.21W286136.62W46818.58.6四、电阻器主要技术参数的标志方法电阻器的标称阻值和误差通常都标在电阻器上，标志方法有以下几种。1、直标法直标法是用数字和文字符号在电阻器上直接标出主要参数的标志方法，如图1-1所示，电阻值为5.1K，误差为5%。若电阻器上未标注误差，则均为20%。2、文字符号法文字符号法是用数字和文字符号或两者有规律的组合，在电阻器上标志出主要参数的标志方法。具体方法为：阻值的整数部分写在阻值单位标志符号的前面，阻值的小数部分写在阻值单位标志符号的后面，如图1-2所示，阻值为4.7K。5.1K5%4K7图1-1图1-2标志符

5、号规定如下：欧姆(1欧姆),用表示，例：0.1标志为1千欧(103欧姆),用K表示，例：1K标志为1K兆欧(106欧姆),用M表示，例：2.2M标志为2M2千兆欧(109欧姆),用G表示，例：5.6109标志为5G6兆兆欧(1012欧姆),用T表示，例：4.71012标志为4T73、色标法色标法是按规定的颜色在电阻器上标志主要参数的标志方法。具体规定参见下表：颜色有效数字乘数允许误差%棕色11011红色21022橙色3103黄色4104绿色51050.5蓝色61060.25紫色71070.1灰色8108白色9109黑色0100银色10-210金色10-15色環電阻的標識口決一棕二紅三為橙林四黃

6、五綠六為藍七紫八灰白定九。例：四环电阻，见图1-3，该电阻的标称阻值为2K，允许误差为5%。第一色帶(一數字)第二色帶(二數字)第三色帶(三數字)阻值誤差五环电阻，见图1-4，该电阻的标称阻值为2.4K，允许误差为1%。從左至右第一個色環前面有間隙是碳膜電阻無間隙則為實心電阻4、数码表示法数码表示法是在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左至右，第一、二位为有效值，第三位为乘数，即零的个数，单位为。误差通常采用文字符号J(5%)、K(10%)表示。五、电阻器的好坏判别目测可以看出引线折断或电阻体烧坏等外表故障；用万用表欧姆档或其他专用测试仪器可测试电阻器内部是否良好及阻值是否正常。第

7、二节电容器一、电容器的分类1、按电容量可否变化分固定式及可变式两大类2、按介质分有空气介质电容器、油浸电容器及固体介质（云母、纸介、陶瓷、薄膜等）电容器。3、按极性分有极性电容器和无极性电容器二、部分电容器外形及图形符号1、电容器外形2、图形符号：三、电容器的主要技术参数标称容量、允许误差、额定电压、绝缘电阻、漏电流、损耗因数及时间常数均为电容器的主要技术参数。1、电容器的标称容量及允许误差的基本含义与电阻器一样。电容的基本单位为F（法拉），即在1V电压下电容器所能储存的电量为1库伦，其容量即为1F。用F作单位在应用中往往太大，所以常用毫法(mF)、微法(F)、纳法(nF)和皮法(pF)。其关

8、系如下：1F=103mF1mF=103F1F=103nF1nF=103pF2、额定电压额定电压通常也称作耐压，是指在允许的环境温度范围内，电容长时间正常工作施加的最大电压有效值。电容的额定电压通常是指直流工作电压。3、绝缘电阻及漏电流电容介质不可能绝对不导电，当电容加上直流电压时，电容器会有漏电流产生。若漏电流太大，电容器就会发热损坏。除电解电容外，其他电容器的漏电流是极小的，故用绝缘电阻参数来表示其绝缘性能；而电解电容因漏电较大，故用漏电流表示其绝缘性能（与容量成正比）。4、损耗因数电容的损耗因数指有功损耗与无功损耗功率之比。通常电容在电场作用下，其储存或传递的一部份电能会因介质漏电及极化作

9、用而变为有害的热能，这部分发热消耗的能量就是电容的损耗，显然损耗越大，发热也越严重。四、电容器参数的标志方法电容器的标称容量及允许误差一般标在电容器上，其方法可分为以下几种。1、直标法直标法是将电容器的标称容量及允许误差直接标在电容器上的标志方法。如图2-1，CXJD为型号，2200F为标称容量，10%为允许误差，02.5为生产时间。如圖所示2、文字符号法标称容量的整数部分通常写在容量单位标志符号的前面，小数部分写在容量单位标志符号的后面。如3.3F标为33，2.2pF标为2p2。3、数码表示法电容器的数码表示法与电阻器的相同。但电容器数码表示法中，其单位为pF。如0.1F标为104。四、电容

10、器的用途电容器的基本功能是储存电荷，它在电子电气电路中使用十分广泛，主要用用交流耦合、隔离直流、滤波、交流或脉冲旁路及选频等。B第三节电感器电感器也叫电感线圈，是利用电磁感应原理制成的，电感器在电路中起着阻流、变压、传送信号等作用。一、电感器的分类电感器的种类很多，而且分类标准也不一样，通常按电感量变化情况分为固定电感器、可变电感器、微调电感器等；按电感器线圈芯性质又可分为空芯电感器、磁芯电感器、铜芯电感器等；按绕制特点可分为单层电感器、多层电感器、蜂房电感器等。二、部分电感器外形及图形符号1、电感器外形2、电感器图形符号空心線圈磁心線圈三、电感器的主要技术参数1、电感量L电感量L也称为自感系

11、数，是表示电感元件自感应能力的一种物理量。当通过一个线圈的磁通发生变化时，线圈中便会产生电势，这是电磁感应现象。所产生的电势称感应电势，电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。电感量的基本单位为H（亨），实际应有中还有毫亨（mH），微亨（H），其换算关系如下：1H=103mh=106H。2、感抗XL感抗在电感元件参数表上一般查不到，但它与电感量、品质因数Q等参数密切相关，由于电感线圈的自感电势总是阻止线圈中电流变化，故线圈对交流电有阻力作用，阻力大小就用感抗XL表示。XL与线圈电感量L和交流电频率成正比，计算公式为：XL=2L。（式中XL单位为，单位为HZ，L单位为H）不难看出，线圈通过低频电

12、流时XL小，通过直流电时XL为零，此时仅线圈的直流电阻起阻力作用（电感线圈的直流电阻很小，可近似短路）。通过高频电流时XL很大，若L也大，则可看作开路。3、品质因素品质因素也称作Q值或优值，即线圈在一定频率的交流电压下工作时感抗和等效损耗电阻之比。4、直流电阻即电感受线圈自身的直流电阻，可用万用表直接测得。5、额定电流指电感器长时间正常工作允许通过电感元件的最大直流电流值。四、电感器的标志方法电感器的标志方法与电阻器、电容器的标志方法相同，有直标法、文字符号法和色标法。常用的固定电感器过去多彩色码标志法，统称为色码电感器。目前我国生产的固定电感器有的采用色码标志法，有的在电感器上直接标出数值，

13、即直标法。在一些电子机器中，如电视机，广泛使用的是固定电感器。它是将铜线绕在磁芯上。然后再用环氧树脂或塑料封装起来，这种电感器的特点是体积小，重量轻、结构牢固、使用方便。第四节变压器将两个线圈靠近放在一起，当一个线圈线中的电流变化时，穿过另一线圈的磁通会发生相应的变化，从而使该线圈中出现感应电势，这就是互感现象。变压器就是根据互感原理制成的。一、变压器的分类变压器按线圈之间耦合材料分，有空芯变压器、磁芯变压器、铁芯变压器。按工作频率分，有高频变压器、中频变压器、低频变压器、脉冲变压器。如收音机的磁性天线，它是高频变压器；在收音机的中频放大级，用的是中频变压器，俗称“中周”；低频变压器种类较多，

14、有电源变压器、输入变压器等；电视机的行输出变压器，也称“高压包”，它是一种脉冲变压器。二、变压器图形符号三、变压器主要技术参数变压比、额定功率、温升、效率、空载电流、绝缘电阻均为变压器的主要技术参数。1、变压比nN=N1N2=U1U2变压比n是指变压器初级电压U1与次级电压U2的比值，或初级线圈匝数N1与次级线圈匝数N2的比值。初、次级线圈匝数和电压有以下关系：变压器的电压与电流有以下的关系：式中I1为初级绕组电流；I2为次级绕组电流RC=U1I2=nU2I2n=nU2I22变压器的匝数与电流有以下关系：上三式中当n1时，则为降压变压器，反之则为升压变压器。n=1时通常用为隔离变压器。2、额定

15、功率P指在规定的频率和电压中变压器能长时间工作而不超过规定温升的输出功率。额定功率的容量单位用VA（伏安）表示。3、温升指变压器在满负荷工作时线圈温度上升后的稳定值与工作环境温度的差值，温升是影响变压器绝缘性能的原因之一。4、效率指变压器输出功率与输入功率的比值。即式中PO为变压器的输出功率，PI为变压器的输入功率。因为在电路中存在损耗的缘故，变压器的效率总是小于100%。5、空载电流次级负载为零（开路）时，初级中仍有一定的电流，这部分电流叫空载电流。6、绝缘电阻变压器各绕组间，绕组与铁心之间并不是理想的绝缘。当外加电压时，会有漏电流存在，这是由于变压器存在绝缘电阻所致。绝缘电阻越大漏电流越小

16、；变压器的绝缘电阻过低，可能会使仪器和设备机壳带电，造成对仪器、设备或人身危害。四、变压器的用途变压器在电路中电压变换、电流变换、传递功率、阻抗匹配、或阻抗变换等用途，下面只简单介绍电压变换及阻抗匹配。1、电压变换通常我们把接电源的线圈称作初级线圈或原边线圈，把在互感作用下产生感应电势的线圈称队作次级线圈或副边线圈，一个变压器一般只有一个初级线圈，但次级线圈可有一个或多个。左图初、次级线圈均为一个，N1为初级线圈匝数，N2为次级线圈匝数，RL为负载；U1为初级线圈交流电压，U2为次级线圈产生的感应电压，那么,由此可见，次级电压与初级线圈匝数成反比关系。即N1N2时，U2U1，这是一个降压变压器

17、；当N1N2时，U2U1，这是一个升压变压器。若变压器有多个次级线圈，则每个次级线圈与初级线圈的匝数比均可能不同，所以一个变压器可以同时存在升压和降压的可能。2、阻抗匹配在电子线路的信号源和负载阻抗不匹配时，需用匹配元件或电路插在两者之间以实现阻抗匹配，变压器的阻抗变换功能便在此发挥作用。如左图所示，变压器的次级线圈负载为RL，次级线圈的等效负载阻抗即从变压器A、B端看进去的等效阻抗为RL，等效阻抗RL与变压比、负载的关系为：RL=n2RL。第五节继电器继电器是自动控制电路中常用的电子元件，它是用较小的电流来控制较大电流的自动开关，在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护等作用。一、继电器的分

18、类继电器的种类很多，常用的有电磁式和干簧式，通常将继电器分为直流、交流、舌簧及时间继电器四种。二、主要技术参数1、额定工作电压或额定工作电流这是指继电器正常工作时线圈需要的电压或电流值。2、吸合电压或电流指继电器能够产生吸合动作的最小电压或电流。在一般情况下吸合电压为额定工作电压的75%左右。3、释放电压或电流继电器线圈两端的电压减小到一定数值时，继电器就从吸合状态转换到释放状态。4、接点负荷指接点的负载能力。如继电器接点负载是DC28V/10A或AC220V/5A，它表示这种继电器的接点在工作时的电压和电流值不应超过该值，否则会使接点损坏。三、干簧管继电器干簧管全称“干式舌簧开关管”，是由两

19、片导磁又导电的材料做成的簧片平行地封入充有惰性气体（如氮气、氦气等）的玻璃管中组成开关元件，重叠并留有一定间隙以构成接点，左图为干簧管的外形示意图。干簧管的工作原理为：当永久磁铁靠近干簧管或者由绕在干簧管上的线圈通电后形成磁场使簧片磁化时，簧片的接点部分就被磁化感应出极性相反的磁极，如下图所示，异名的磁极相互吸引，当吸引的磁力超过簧片的弹力时，接点就会吸合；当磁力减小到一定值时，接点又会被簧片的弹力弹开。干簧管有以下几个优缺点：接点与大气隔绝，管内又充有惰性气体，这样就大大减少了接点在开、闭过程中由于接点火花而引起的接点氧化和碳化。并防止外界有机蒸气和灰尘等杂质对接点的侵蚀。簧片细而短，有较高

20、的固有频率，提高了接点的通断速度，其开关速度要比一般的电磁继电器快510倍体积小，重量轻。其缺点是开关容量小，接点易产生抖动以及接点接触电阻大。第六节二极管要真正认识二极管，必须先了解什么是半导体。导电能力介于导体和绝缘体之间的物质，称为半导体。例如，锗(Ge-32)、硅(Si-14)、硒(Se-34)及金属的氧化物。硅或锗等半导体材料被制成单晶时，其原子排列就变成非常整齐的晶体结构，这种纯单晶半导体称为本征半导体。本征半导体虽然有自由电子和空穴两种载流子，但由于数量极少，导电能力仍然很低。如果在本征半导体中掺入微量的杂质，其导电能力将大大地提高。由于掺入的杂质不同，这种掺杂半导体可分为N型和

21、P型半导体两大类：一类是在硅或锗的晶体中掺入少量五价元素，如磷(P-15)，半导体中自由电子数远大于空穴数，即自由电子成为“多数载流子”。而空穴成为“少数载流子”。也就是说这种杂质半导体以自由电子导电为主，所以称为N型（电子型）半导体。另一类是在硅或锗的晶体中掺入少量的三价元素，如硼(B-5)，半导体中空穴数远大于电子数，即空穴成为“多数载流子”。而电子成为“少数载流子”。也就是说这种杂质半导体以空穴导电为主，所以称为P型（空穴型）半导体。在一块完整的晶片上，用不同的掺杂工艺使晶体的一边形成P型半导体，另一边形成N型半导体，那么在两者的交界处就会形成PN结。PN结是构成二极管、三极管、场效应管

22、等半导体器件的基础。当PN结两端加正向电压（即P侧接电源的正极，N侧接电源的负极），此时PN结呈现的电阻很低，正向电流大（PN结处于导通状态）；当PN结两端加反向电压（即P侧接电源的负极，N侧接电源的正极），此时PN结呈现很高的电阻，反向电流微弱（PN结处于截止状态），这就是PN结的单向导电性二极管是由一个PN结，加上引线、接触电极和管壳而构成。下面我们就各种二极管进行简单的介绍。一、二极管的分类1、按用途分有整流二极管、稳压二极管、检波二极管、发光二极管、开关二极管、光电二极管等。2、按制造材料分有锗二极管、硅二极管、砷化镓二极管等。3、按制造工艺分有点接触二极管和面接触二极管两种。4、按工

23、作原理分有变容二极管、雪崩二极管、齐纳二极管等。二、部分二极管外形及图形符号1、二极管外形普通二極管整流二極管2、二极管图形符号用(D,VD)表示整流二極管普通二極管三、整流二极管1、伏安特性：指加在二极管两端的电压与流过二极管的电流关系曲线，这个曲线可分为正向特性和反向特性两个部分。如图6-1所示图6-1正向特性当二极管加上正向电压时，便有正向电流通过。但正向电压很低时，外电场还不能克服PN结内电场对多数载流子扩散运动所形成的阻力，此时正向电流很小，二极管呈现很大的电阻。当正向电压超过一定数值（硅管约0.5V，锗管约0.3）后，二极管电阻变得很小，电流增长很快。这个电压往往称死区电压或阀门电

24、压。反向特性二极管加上反向电压时，由于少数载流子的漂移运动，形成很小的反向电流，反向电流有两个特性：一是随温度的增加而增长很快；二是在反向电压不超过一定范围时，反向电流不随反向电压改变而达到饱和，故这个电流IBO称为反向饱和电流。当加在二极管两端电压到达一定值时，反向电流急剧增大，二极管失去单向导电性，这种现象称为电击穿，这个电压称为反向击穿电压。二极管因电击穿而造成管子损坏是永久性的。2、主要参数最大整流电流IOM最大整流电流是指二极管能够允许通过的最大正向平均电流值。当电流超过这个允许值时，二极管会因过热而烧坏。反向击穿电压URB与最高反向工作电压URMURB是指二极管反向击穿时的电压值，

25、击穿后其反向电流剧增，二极管的单向导电性被破坏。通常手册上给出的最高反向工作URM电压约为反向击穿电压的一半或三分之二，以确保二极管安全运行。最大反向电流IRMIRM指在二极管上加最高反向工作电压时的反向电流值。IRM愈小，则管子的单向导电性能愈好。3、整流二极管的应用利用二极管的单向导电性将交流电转换为单向脉动直流电的电路，称为整流电路，图6-3所示。此时的二极管可看成开关元件，即所谓理想二极管。图6-3设变压器副边交流电压为：u(t)=Usint式中U为变压器副边电压的有效值，波形如图6-2（a）所示，在t=0期间，u处于正半周，变压器副边的极性为上正下负，即a点的电位高于b点，因此，二极

26、管D1和D3导通，D2和D4截止，这时负载电阻RL上得到一个半波电压；在t=2期间，u处于负半周，变压器副边的极性为下正上负，即b点的电位高于a点，二极管D2和D4导通，D1和D3截止，在RL上得到另一个半波电压，并且在两个半周内流经R的电流方向是一致的。由此可见，当电源电压交变一周时，在RL上得到的脉动电压大小为：U0=0.9U,其波形如图6-2（b）所示。四、稳压二极管稳压管是一种特殊的面接触型半导体硅二极管，由于它在电路中能起稳定电压的作用，故称稳压管，稳压管在电路中的作用如图6-3虚线部分。其外形与普通二极管类似，但其伏安特性不同于普通二极管就在于它的反向特性很陡，如图6-4所示。稳压

27、管是工作在反向击穿区，当反向电压在击穿电压UZ范围内变化时，反向电流很微弱，当反向电压增大到击穿电压UZ时，稳压管反向击穿，反向电流突然剧增，此后电流虽然在很大范围内变化，但稳压管两端的电压变化很小，利用这一特性，稳压管在电路中起到稳压作用，但稳压管与一般二极管不同，它的反向击穿是可逆的，就是说去掉反向电压之后，稳压管又恢复正常，但如果反向电流超过允许范围，稳压管会发生热击穿而损坏。图6-4图7-1图7-2五、发光二极管LCDLCDLCD发光二极管是采用磷化镓或磷砷化镓等半导体材料制成的，以直接将电能转变为光能的发光器件。与普通二极管一样也由PN结构成，同样具有单向导电性，但发光二极管不是用它

28、的单向导电性，而是让它发光作指示（显示）器件。发光二极管以功耗低、体积小、响应速度快、抗震动、寿命长等优点而广泛用作指示灯等方面。發光二極管发光二极管可按制造材料、发光色别、封装形式和外形等分成许多种类，发光二极管的外形如上图所示。目前较常用的是圆形、方形等发光管，发光颜色以红、绿、黄等单色为主，也有一些能发出两、三种色光的发光管。右手发光二极管的基本应用电路如左图所示。U为电源电压，R为限流电阻，I为流过发光二极管的电流。发光二极管为正向电流驱动器件，流过发光二极管的电流不可超过管子所允许的极限值，否则发光二极管会因此而烧毁。六、瞬态电压抑制二极管（TVS管）瞬态电压抑制二极管常称为防雷管，

29、是一种安全保护器件。这种器件在电路系统中起到分流、箝位作用，可以有效降低由于雷电、电路中开关通断时产生的高压脉冲，避免雷电、高压脉冲损坏其它器件。瞬态电压抑制二极管有单向、双向两种。单向的图形符号与稳压管相似，左图为双向瞬态电压抑制二极管的图形符号与应用电路。当输入端有高压浪涌脉冲引入时，不论脉冲方向如何，TVS管能快速进入击穿状态，对输入电压进行箝位。下表为我司常用的双向TVS管参数：型号截止电压（V）击穿电压（Vmin）击穿电压（Vmax）测试电流（mA）最大箝位电压（V）最高脉冲电流（A）反向漏电流（uA）P6KE6.8CA5.86.457.141010.558.11000P6KE12C

30、A10.211.4012.6116.735.35P6KE22CA18.820.9023.10130.619.95七、肖特基二极管肖特基二极管是由金属和半导体采用平面工艺制造形成的，它仅用一种载流子（电子）输送电荷，因而没有少数载流子的存储效应。所以它具有反向恢复时间短（7ns）和正向压降低（0.4V）的突出优点，它主要用于开关稳压电源做整流和逆变器中作续流二极管。八、快恢复二极管快恢复二极管工作原理与普通二极管相似，亦是利用PN结单导性，但制造工艺与普通二极管不同。它的扩散深度及处延层可以精确控制。因而可获得较高的开关速度。同时，在耐压允许范围内，外延层可做得较薄。它的反向恢复时间是快恢复二极

31、管的重要参数，定义是电流通过零点由正向转换成反向，再从反向转换到规定低值的时间间隔。和肖特基二极管相比，其耐压高得多，主要也用在逆变电源中做整流元件，以降低关断损耗，提高效率和减少噪声。第七节三极管我们通常所说的三极管是指对信号有放大作用或开关作用，具有三个电极的半导体器件，其内部都有三层半导体，分别称为发射区、基区和集电区，内部结构如图7-1。三极管的重要特征是具有电流控制作用，这是由于三极管内各电流之间有确定的分配关系，即IC=IB和IE=IC+IB。就是说，IC的大小主要由IB决定的，IB的大小变化决定了IC按比例增减，所以三极管是电流控制器件。我们利用三极管的电流控制作用来实现对信号幅

32、值的放大和能量的转换，必须使其工作在输出特性的放大区，即发射结正向偏置，集电结反向偏置，如图7-2是一个NPN管共发射极放大电路，VCC、Rb和三极管发射结共同构成基极回路，使发射结处于正偏；RC为集电极电阻，VCC、RC和三极管集电结-发射结共同构成集电极回路。RC的另一重要作用是当基极有信号输入时，将集电极电流的变化转变为集电极电压的变化作为输出信号。C1、C2为耦合电容，具有隔离直流、传递交流的作用。一、三极管的分类三极管按工作频率分，有高频三极管和低频三极管；按功率大小分有大功率、中功率及小功率三极管；按封装形式分，有金属封装和塑料封装；按电极性不同分有PNP和NPN三极管。PNP和N

33、PN三极管的外图及图形符号如下图：二、三极管的输出特性曲线三极管的输出特性曲线是用来表示该管各极电压和电流之间相互关系，它反映出三极管的性能，是分析放大电路的重要依据，左图为最常见的发射极接法时的输出特性曲线。根据输出特性曲线的特点，通常将三极管的工作范围分为三个区域：截止区、饱和区、放大区，它们的各自特点概述如下：1、截止区输出特性曲线IB=0这条曲线以下的区域称为截止区，此时发射结与集电结均处于反向偏置。由于三极管中存在穿透电流ICEO，集电极电流并未真正截止。对硅管而言，UBE0.5V时截止，锗管UBE0.1V时截止。当三极管工作在截止区时，通常理想地认为集电极与发射极之间相当于一个开关

34、的断开状态。2、饱和区在UCE1V的范围内所对应的特性曲线近似直线上升的区域，称为饱和区，三极管饱和时UCE的值称为饱和压降，用UCES表示，小功率硅管约0.3V，锗管约0.1V。三极管工作在饱和区时，集电结与发射结均处于正向偏置，呈现低电阻状态，故电流较大，相当于一个开关的接通状态。3、放大区三极管发射结正向偏置、集电结反向偏置时，此时三极管的工作区域为放大区，三极管工作在放大区时IC随IB的增大而成比例地增大，为表征它们之间的数值关系，当UCE不变时，IC与IB的比值为三极管共射极静态电流放大系数，以符号表示，即，它又简称为直流放大系数。由于输出特性曲线在截止区附近的间距较小，IB增大时，

35、曲线间距也较大，所以值也随之变化。为此又引出动态电流放大系数，它是指在同一UCE值时，集电极电流变化量IC与基极电流变化量IB的比值，即，也称交流放大系数。虽然和的含义不同，但因两者数值相差不大，故通常不作严格区分。三、三极管的主要参数1、电流放大系数电流放大系数是三极管的重要参数，关于它的定义，前面出做介绍，这里不再重复。2、反向饱和电流ICBO它是指集电区的少数载流子在集电结反向偏置作用下漂移而形成的反向电流。它与二极管中的反向饱和电流在本质上是相同的，因此当发射极开路（IE=0）时，集电极电流值即为反向饱和电流。ICBO大小是管子质量好坏的标志之一，ICBO越小越好。小功率管约为几个微安

36、，此值虽小但受温度影响很大，是三极管工作不稳定的主要因素之一。3、穿透电流ICEO它是指基极开路（IB=0）时，集电极与发射极之间的反向电流。ICEO的大小为ICBO的倍。ICEO受温度影响更严重，因此它对三极管的工作影响更大。第八节场效应管场效应管是利用电场效应来控制电流变化的放大元件。它与晶体管相比，具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好等优点，因而得到迅速发展与应用。场效应管与三极管同为放大器件，但工作原理不同：三极管是电流控制器件，在一定条件下，集电极电流受基极电流控制，而场效应管是电压控制器件，电子电流受栅极电压控制。场效应管的类型可分两类：一类是结型场效应管，一类是绝缘栅型场效应管，也

37、叫金属氧化物半导体绝缘栅型场效应管，简称MOS管。半导体三极管有PNP型和NPN型；场效应管根据其沟道所采用的半导体材料，另分为P型和N型沟道两种。沟道，就是电流通道。1、结型场效应管N型沟道结型场效应管的基体是一块N型硅材料，为N沟道。从基体引出两个电极分别叫源极（S）和漏极（D）。在基体两边各附一小片P型材料，其引出的电极叫栅极（G）。这样，在沟道和栅极之间形成了两个PN结，当栅极开路时，沟道就相当于一个电阻，不同型号的管子其阻值不相同，一般约数百欧到千欧不等。上图为结型场效应管结构示意图及图形符号。其中栅极带有箭头，箭头指向沟道即为N沟道结型场效应管，箭头背离沟道为P沟道结型场效应管。2

38、、绝缘栅场效应管绝缘栅场效应管的特点是输入电阻高，便于做成集成电路。其内部结构及图形符号如下：N型場效慶管在一块N型硅片上有两个相距很近浓度很高的P扩散区，分别为源极和漏极，在源区与漏区之间的硅片上，有一层绝缘二氧化硅，绝缘层上覆盖着金属铝，这就是栅极。栅极和其它电极之间是绝缘的，所以称为绝缘栅场效应管。由于源、栅之间有一层氧化层，这种管子基本上没有栅极电流，因此输入阻抗非常高。第九节光电耦合器光电耦合器是一种光电结合的半导体器件，由发光器和受光器组成的一个“电光电”器件。当输入端有电信号输入时，发光器发光，受光器受到光照后产生电流，输出端就有电信号输出，实现了以光为媒介的电信号的传输。这种电

39、路使输入端与输出端无导电的直接联系，有优良的抗干扰性能，广泛应用于电气隔离、电平转换、级间耦合、开关电路、脉冲耦合等电路。光电耦合器常见的光电耦合器有管式、双列直杆式等封装形式。上图为常用的光电二极管型耦合器及光电三极管型耦合器电路符号，以光电三极管为例说明光电耦器的工作过程：光敏三极管的导通与截止，是由发光二管所加正向电压控制的，当发光二极管加上正向电压时，发光二极管有电流通过而发光，使光敏三极管内阻减小而导通；反之，当发光二极管截止时，发光二极管中无电流通过，光敏三极管的内阻增大而截止。第十节保险元件常用的保险元件有普通玻璃管熔丝、延迟型熔丝、熔断电阻和温度保险丝等，下面简单介绍各自特点：

40、1、普通玻璃管熔丝这种保险元件十分常用，其价格低廉，使用方便，额定电流从0.1A到数十安不等，尺寸规格主要有18mm、20mm、22mm。2、延迟型熔丝延迟型保险丝的特点是能承受短时间大电流（浪涌电流）的冲击，而在电流过载超过一定时限后又能可靠地熔断。这种熔丝主要用在开机瞬时电流较大的电子整机中，如彩电中就广泛使用了延迟型保险丝，其规格主要有2A、3A、4A等。延迟型熔丝常在电流规格前加字母T，如T2A，这可区别于普通熔丝。3、熔断电阻熔断电阻又称保险电阻，是一种具电阻和保险丝双重功能的元件，不过其电阻值通常较小，仅数欧至零点几欧，少数为几十欧或千欧，保险电阻大都起限流作用，因此主要功能还是起

41、保险作用。保险电阻大都是灰色，用色环或数字表示阻值，额定功率由电阻尺寸大小决定，也有直接标在阻体上的。4、可恢复保险丝可恢复保险丝是由高分子材料及导电材料混合做成的过流保护元件，在常温下，其阻抗很小，但在动作后会形成高阻状态，当故障排除后又自动返回低阻状态。依据能承受的最大电压，可恢复保险丝可分为多个系列，每个系列中，又根据的不同工作电流，分为若干型号。下表为某公司生产的WH60-005可恢复保险丝的电气特性：IH（A）IT（A）Time-to-TripVmax（V）Imax（A）Rmin（）Rmax（）Itrip(A)Tmax(S)0.050.100.15106040512电气特性说明如下：

42、IH：最大工作电流（25）IT：最小动作电流（25）Itrip：过载电流Tmax：过载电流最大动作时间Vmax：最大过载电压Imax：最大过载电流Rmin：最小电阻（25）Rmax：最大电阻（25）Time-to-Trip：过流特性I突增时，可恢复保险丝起动后形成高阻状态，限制电路电流在一定的安全范围而起到保护电路的作用，如在故障排除后，可恢复保险丝自动返加低阻状态，电路又能进入正常工作。第十一节晶体振荡器晶体振荡器是一种用于稳定频率和选择频率的电子元件，我们常说的晶体振荡器（也叫晶振），是从石英晶体上按一定的方位角切下薄片，然后在晶片的两个对应表面上涂上银层并装上一对金属引脚后用外壳密封就构

43、成晶体振荡器（见示左图）。石英晶片能做振荡器是基于它的“压电效应”，即在晶片的两个极板间加一电场，会使晶片产生机械变形；返之，若在极板间施加机械压力，又会在相应的方向上产生电场，这种现象称为压电效应。如在极板间所加的是交变电压，就会产生机械变形振动，同时机械变形又会产生交变电场，但这种机械振动的振幅很小，但其振动频率是很稳定的。晶体振荡器按封装外形分有金属壳、玻璃壳、胶木壳和塑封等几种，按频率稳定度分有普通型和高精密型两种。晶体振荡器的主要电参数是标称频率0、负载电容CL、激励电平、工作温度范围和温度频差。晶振元件组成振荡电路时需配接外部电容，此电容即负载电容，负载电容可从产品的技术参数查得。

44、CL是参与决定振荡频率的，因此在规定的负载电容下晶振元件的振荡频率即为标称频率，标称频率都标注在外壳上，故很容易识别。激励电平是指晶振工作时消耗有效功率；温度频差是指在工作温度范围内的工作频率相对于基准温度下的最大偏离值，该参数代表了晶振的频率温度特性。第十二节霍尔器件霍尔器件是在霍尔效应原理的基础上利用集成电路技术制成的。当一块通有电流的金属或半导体薄片垂直地置于磁场中时，薄片两侧由此会产生出电位差，此现象即称为霍尔效应。薄片两侧产生的电位差称为霍尔电势。霍尔电势与外加磁场的磁感应强度B、薄片中通过的电流I成正比，与薄片的厚度d成反比，即：U=K*B*I/d，K为霍尔系数，它与薄片的材料有关

45、。霍尔器件按输出端功能可分为开关型、线性型霍尔器件；按有源类型可分为双极型和MOS型。第十三节集成电路集成电路，就是在一块极小的单晶片上，利用半导体工艺制作许多晶体二极管、晶体三极管及电阻、电容等器件，并连接能完成特定功能的电子线路。集成电路的种类相当多，按其功能不同可分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。前者用来产生、放大和处理各种模拟电信号，后者则用来产生、放大和处理数字电信号。模拟信号是指幅度随时间连续变化的信号；数字信号是指时间上和幅度上离散取值的信号，也叫电脉冲或脉冲信号。按集成度不同，可分为小规模、中规模、大规模及超大规模集成电路四类。集成度是指单位面积的芯片上所包含的电子元器件的数目。通常认为：芯片上的集成度小于100个元件或10个门电路的集成电路称