电路基础302

继电器北大青鸟昌平校区继电器：小电流控制大电流1、符号：RL、RY、K、KR继电器是以小电流控制大电流的开关，线圈通电衔铁吸合，切换触点，以控制负载的通和断。2、参数：a、线圈工作电压：DC3V、DC6V、DC9V、DC12V、DC24V、DC48V、(220VAC)b、触点负载电流：5A、10A、20A….(AC220V)3、测量与代换：加电时测量常开触点应当通，常闭触点应当断；断电时测量常开触点应当断，常闭触点应当通；3、测量、判断与代换：①用“Ω”档测线圈，通常为几十欧到十几千欧的电阻②线圈加电以后测触点的吸合情况，常见故障为触点粘连或者烧蚀不通。代换原则：同型号代换或用线圈电压一致，触点电流相等或稍大一点的代换；晶振：1、符号：X、Y,晶振由压电石英晶体制成，有特定的谐振频率，在电路中用来稳定振荡频率。2、参数：谐振频率：14.318Mhz时钟晶振32.768khz实时晶振24.576Mhz声卡、MP3晶振25.00Mhz网卡3、代换原则：原值代换不可偏差。同型号原值代换。3、晶振的测量：①用示波器或频率计测在线工作时的波形或频率；②用万用表二极管档测晶振两端（脚），如果显示“1”为正常，如有读数值则损坏；（在主板上测应显示1000以上的数值）③对地打阻值，二极管档，红表笔接地，黑表笔分别接晶振的两个脚，数值在300-800之间为正常，而且两级数据应相等；④电压测量法：加电，用万用表直流20V电压档，黑表笔接地，红表笔分别接晶振的两脚，两脚对地电压不一样为正常。笔记本电脑主板上四个脚的晶振有两种情况：一种谐振电容在外面，一种谐振电容在里面。（见下面的图）电声元件：1、扬声器、耳机2、蜂呜器，讯响器3、话筒、麦克风；半导体器件一、二极管2.1半导体二极管2.1.1半导体基本知识一、什么是半导体？导体(金属原子的外层电子受原子核的束缚力很小，自由电子成为导电的“载流子”)绝缘体可运动的带电粒子p39半导体：导电性能介于导体和绝缘体之间的物质，如硅(Si),锗(Ge)。硅和锗的原子结构模型(a)硅原子(b)锗原子简化模型硅和锗都是四价元素,原子的最外层轨道上有四个价电子。1.本征半导体（纯净的半导体晶体）硅和锗的晶体结构（ａ）点阵结构（ｂ）共价键结构点阵结构：每个原子周围有四个相邻的原子，原子之间通过共价键紧密结合在一起。原子最外层的价电子不仅围绕…两个相邻原子共用一对电子热激发产生自由电子和空穴室温下，由于热运动少数价电子挣脱共价键的束缚成为自由电子，同时在共价键中留下一个空位这个空位称为“空穴”。失去价电子的原子成为正离子，就好象空穴带正电荷一样。在电子技术中,将空穴看成带正电荷的载流子。空穴运动有了空穴，邻近共价键中的价电子很容易过来填补这个空穴，这样空穴便转移到邻近共价键中。新的空穴又会被邻近的价电子填补。带负电荷的价电子依次填补空穴的运动，从效果上看，相当于带正电荷的空穴作相反方向的运动。（与自由电子的运动不同）结论：本征半导体中有两种载流子：①带负电荷的自由电子②带正电荷的空穴热激发产生的自由电子和空穴是成对出现的，电子和空穴又可能重新结合而成对消失，称为“复合”。在一定温度下自由电子和空穴维持一定的浓度。2.N型和P型半导体(1)N型半导体在硅晶体中掺入五价元素磷,磷原子的五个价电子有四个…多出的一个电子不受共价键的束缚,室温下很容易成为自由电子。磷原子失去一个电子成为正离子（在晶体中不能移动）每个磷原子都提供一个自由电子，自由电子数目大大增加，远远超过空穴数。这种半导体主要依靠电子导电，称为电子型或N型半导体。N型半导体的特点：自由电子空穴多数载流子（简称多子）少数载流子（简称少子）只要掺入极少量的杂质元素（1／106），多子的浓度将比本征半导体载流子浓度增加近106倍。掺入的杂质元素的浓度越高，多数载流子的数量越多。(2)P型半导体在硅晶体中掺入三价元素硼,硼原子与相邻的四个硅原子…由于缺少一个价电子而产生一个空位，这个空位很容易被邻近共价键中的价电子填补。硼原子得到一个电子成为负离子（在晶体中不能移动），失去价电子的共价键中出现一个空穴，每个硼原子都产生一个空穴，空穴数目大大增加，远远超过自由电子数。这种半导体主要依靠空穴导电，称为空穴型或P型半导体P型半导体的特点：空穴自由电子多数载流子（简称多子）少数载流子（简称少子）掺入的杂质元素的浓度越高，多数载流子的数量越多。少数载流子是热激发而产生的，其数量的多少决定于温度。3.PN结的形成预备知识:半导体中载流子有扩散运动和漂移运动两种运动方式。载流子在电场作用下的定向运动称为漂移运动.在半导体中，如果载流子浓度分布不均匀，因为浓度差，载流子将会从浓度高的区域向浓度低的区域运动，这种运动称为扩散运动。将一块半导体的一侧掺杂成P型半导体，另一侧掺杂成N型半导体，在两种半导体的交界面处将形成一个特殊的薄层PN结Ｐ40①多子扩散运动形成空间电荷区由于浓度差，电子和空穴都要从浓度高的区域向…扩散的结果，交界面P区一侧因失去空穴而留下不能移动的负离子，N区一侧因失去电子而留下不能移动的正离子，这样在交界面处出现由数量相等的正负离子组成的空间电荷区，并产生由N区指向P区的内电场EIN。PN结②内电场EIN阻止多子扩散，促使少子漂移多子扩散空间电荷区加宽内电场EIN增强少子漂移促使阻止EINEIN空间电荷区变窄内电场EIN削弱扩散与漂移达到动态平衡形成一定宽度的PN结小结：PN结中同时存在多子的扩散运动和少子的漂移运动，达到动态平衡时，扩散运动产生的扩散电流和漂移运动产生的漂移互相抵消，PN结中总的电流为零。Ｐ414.PN结的单向导电性①外加正向电压（也叫正向偏置）外加电场与内电场方向相反，内电场削弱，扩散运动大大超过漂移运动，N区电子不断扩散到P区，P区空穴不断扩散到N区，形成较大的正向电流，这时称PN结处于“导通”状态。4.PN结的单向导电性②外加反向电压（也叫反向偏置）外加电场与内电场方向相同，增强了内电场，多子扩散难以进行，少子在电场作用下形成反向电流IR，因为是少子漂移运动产生的，IR很小，这时称PN结处于“截止”状态。③PN结伏安特性a.外加正向电压较小时，外电场不足以克服内电场对多子扩散的阻力，PN结仍处于截止状态b.正向电压大于“开启电压UON”后，i随着u增大迅速上升。Uon≈0.5V(硅)Uon≈0.1V(锗)P42P42c.外加反向电压时，PN结处于截止状态，反向电流IR很小。d.反向电压大于“击穿电压U（BR）”时，反向电流IR急剧增加。2.1.2二极管符号及主要参数A阳极K阴极二极管主要参数：1.最大正向电流IF2.反向击穿电压U（BR）3.反向电流IR4.最高工作频率2.1.3二极管应用举例二极管的伏安特性是一个非线性的曲线，在实际分析电路中，导通时管压降视为一个固定值：UD≈0.7V（硅）UD≈0.3V（锗）p42或视为一个理想开关，即导通时视为“短路”，截止时视为“开路”。这就是电子线路中经常采用的近似估算法。p44十一、半导体器件：半导体：介于导体与绝缘体之间的物质，硅、硒、锗、氧化锌、硫化镉、砷化镓…SiO2经还原提纯，制成单晶硅，(多晶硅)在其中掺入三价的铝、铟、五价的磷、硼等。由于加入的元素不同制成空穴和电子型半导体，即P型半导体和N型半导体，利用PN结的单向导电性制成二、三极管、场效应管、和集成电路芯片。二极管：a、符号：b、分类：按功能分：1）整流二极管：普通、快恢复、超快恢复、肖特基2）稳压二极管：3）开关二极管：4）发光二极管：5）光电二极管：按材料分：硅管、锗管按封装形式分：玻璃封装、塑料封装c、特性与作用：1、特性：①单向导电性：电流只能从正极流向负极而不能从负极流向正极；②正向导通时有压降，普通硅管为0.6-0.7V；普通锗管为0.2-0.3V发光二极管的压降1-5V③反向电压大于定值时会击穿；如1N40011A50V1N40071A100V⑵作用：①整流：把交流电变成直流电；②限幅：限制电压幅度；③稳压：稳压二极管反向连接在电路中，工作在特殊的软击穿状态，使两端电压保持稳定。一旦电压超过其稳压值,稳压二极管就会软击穿反向导通，将高出的电压对地短路掉；当电压低于稳压二极管的稳压值时，稳压二极管是截止的。注意：如果所加的反向电压过大，超过了稳压二极管的允许值，就会击穿短路、也可能烧断或者稳压电压值改变。稳压二极管的应用举例:④LED：光源、指示、显示、传递信号；⑤光电二极管：光传感器、光电控制；⑥钳位：d、型号与参数：1）型号命名规则：中国：2A锗Z整流xxB锗P普通序号C硅W稳压D硅美国：1N41481个PN结的二极管美国注册序号例：1N40011N40071N5408日本：1SS141个PN结的二极管日本注册肖特基序号MOSPEC公司：S20C40C肖特基20A双二极管40V共阴极F：快恢复、超快恢复例：F10C20S16C202)参数：①极限参数：最大正向电流：IF，IFmax最高反向耐压：Urm,Vrrm如1N40011A50V1N40071A100V②反向恢复时间：trr:Trr越小越好，trr小，相当于频率高，速度快，高频电路（整流）必须注意：Trr从大到小为：普通二极管→开关二极管→快恢复二极管→超快恢复二极管→肖特基二极管；肖特基二极管的特点：电流大、耐压低，速度最快；快恢复二极管的特点：电流中等、耐压高、速度较快；超快恢复二极管特点：与快恢复二极管类似、只是速度更快；查二、三极管参数的网址：、测量与代换：1）用二极管档测量；2)好坏的判断：普通二极管只有一组数值就是好的（从电路上拆下来测量）；常见故障为击穿或烧断；3)代换：同型号代换或用同类型的、参数接近的代换；