电子元器件知识
电子元器件基础知识(1)——电阻
导电体对电流的阻碍作用称为电阻,用字母R表示,单位为欧姆、千欧、兆欧,分别用Ω、KΩ、MΩ表示。
一、电阻的型号命名方法:
国产电阻器的型号由四部分组成(不适用敏感电阻)。
第一部分:主称 ,用字母表示,表示产品的名字。如R表示电阻,W表示电位器。
第二部分:材料 ,用字母表示,表示电阻体用什么材料组成,T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。
第三部分:分类,一般用数字表示,个别类型用字母表示,表示产品属于什么类型。1-普通、2-普通、3-超高频 、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G-高功率、T-可调。
第四部分:序号,用数字表示,表示同类产品中不同品种,以区分产品的外型尺寸和性能指标等 例如:R T 1 1 型普通碳膜电阻
二、电阻器的分类
1、线绕电阻器:通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。
2、薄膜电阻器:碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。
3、实心电阻器:无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。
4、敏感电阻器:压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。
三、主要特性参数
1、标称阻值:电阻器上面所标示的阻值。
2、允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电阻器的精度。允许误差与精度等级对应关系如下:±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级
3、额定功率:在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为-55℃~+70℃的条件下,电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。
线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100
4、额定电压:由阻值和额定功率换算出的电压。
5、最高工作电压:允许的最大连续工作电压。在低气压工作时,最高工作电压较低。
6、温度系数:温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小,电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数, 反之为负温度系数。
7、老化系数:电阻器在额定功率长期负荷下,阻值相对变化的百分数,它是表示电阻器寿命长短的参数。
8、电压系数:在规定的电压范围内,电压每变化1伏,电阻器的相对变化量。
9、噪声:产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏,包括热噪声和电流噪声两部分,热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动,使导体任意两点的电压不规则变化。
四、电阻器阻值标示方法
1、直标法:用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值,其允许误差直接用百分数表示,若电阻上未注偏差,则均为±20%。
2、文字符号法:用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值,其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值,后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。
表示允许误差的文字符号
文字符号 D F G J K M
允许偏差 ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±20%
3、数码法:在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左到右,第一、二位为有效值,第三位为指数,即零的个数,单位为欧。偏差通常采用文字符号表示。
4、色标法:用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标
称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采用色标法。
黑-0、棕-1、红-2、橙-3、黄-4、绿-5、蓝-6、紫-7、
灰-8、白-9、金-±5%、银-±10%、无色-±20%
当电阻为四环时,最后一环必为金色或银色,前两位
为有效数字, 第三位为乘方数,第四位为偏差。
当电阻为五环时,最後一环与前面四环距离较大。前
三位为有效数字, 第四位为乘方数, 第五位为偏差。
五、常用电阻器
1、电位器
电位器是一种机电元件,他靠电刷在电阻体上的滑动,
取得与电刷位移成一定关系的输出电压。
1.1 合成碳膜电位器
电阻体是用经过研磨的碳黑,石墨,石英等材料涂敷
于基体表面而成,该工艺简单,是目前应用最广泛的
电位器。特点是分辩力高耐磨性好,寿命较长。缺点
是电流噪声,非线性大, 耐潮性以及阻值稳定性差。
1.2 有机实心电位器
有机实心电位器是一种新型电位器,它是用加热塑压的方法,将有机电阻粉压在绝缘体的凹槽内。有机实心电位器与碳膜电位器相比具有耐热性好、功率大、可靠性高、耐磨性好的优点。但温度系数大、动噪声大、耐潮性能差、制造工艺复杂、阻值精度较差。在小型化、高可靠、高耐磨性的电子设备以及交、直流电路中用作调节电压、电流。
1.3 金属玻璃铀电位器
用丝网印刷法按照一定图形,将金属玻璃铀电阻浆料涂覆在陶瓷基体上,经高温烧结而成。特点是:阻值范围宽,耐热性好,过载能力强,耐潮,耐磨等都很好,是很有前途的电位器品种,缺点是接触电阻和电流噪声大。
1.4 绕线电位器
绕线电位器是将康铜丝或镍铬合金丝作为电阻体,并把它绕在绝缘骨架上制成。绕线电位器特点是接触电阻小,精度高,温度系数小,其缺点是分辨力差,阻值偏低,高频特性差。主要用作分压器、变阻器、仪器中调零和工作点等。
1.5 金属膜电位器
金属膜电位器的电阻体可由合金膜、金属氧化膜、金属箔等分别组成。特点是分辩力高、耐高温、温度系数小、动噪声小、平滑性好。
1.6 导电塑料电位器
用特殊工艺将DAP(邻苯二甲酸二稀丙脂)电阻浆料覆在绝缘机体上,加热聚合成电阻膜,或将DAP电阻粉热塑压在绝缘基体的凹槽内形成的实心体作为电阻体。特点是:平滑性好、分辩力优异耐磨性好、寿命长、动噪声小、可靠性极高、耐化学腐蚀。用于宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统等。
1.7 带开关的电位器
有旋转式开关电位器、推拉式开关电位器、推推开关式电位器
1.8 预调式电位器
预调式电位器在电路中,一旦调试好,用蜡封住调节位置,在一般情况下不再调节。
1.9 直滑式电位器
采用直滑方式改变电阻值。
1.10 双连电位器
有异轴双连电位器和同轴双连电位器
1.11 无触点电位器
无触点电位器消除了机械接触,寿命长、可靠性高,分光电式电位器、磁敏式电位器等。
2、实芯碳质电阻器
用碳质颗粒壮导电物质、填料和粘合剂混合制成一个实体的电阻器。特点:价格低廉,但其阻值误差、噪声电压都大,稳定性差,目前较少用。
3、绕线电阻器
用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成,外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有较低的温度系数,阻值精度高, 稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差,时间常数大。
4、薄膜电阻器
用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。主要如下:
4.1 碳膜电阻器
将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低,是目前应用最广泛的电阻器。
4.2 金属膜电阻器。
用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,噪声, 温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。
4.3 金属氧化膜电阻器
在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物,所以高温下稳定,耐热冲击,负载能力强。
4.4 合成膜电阻
将导电合成物悬浮液涂敷在基体上而得,因此也叫漆膜电阻。由于其导电层呈现颗粒状结构,所以其噪声大,精度低,主要用他制造高压, 高阻, 小型电阻器。
5、金属玻璃铀电阻器
将金属粉和玻璃铀粉混合,采用丝网印刷法印在基板上。 耐潮湿, 高温, 温度系数小,主要应用于厚膜电路。
6、贴片电阻SMT
片状电阻是金属玻璃铀电阻的一种形式,他的电阻体是高可靠的钌系列玻璃铀材料经过高温烧结而成,电极采用银钯合金浆料。体积小,精度高,稳定性好,由于其为片状元件,所以高频性能好。
7、敏感电阻
敏感电阻是指器件特性对温度,电压,湿度,光照,气体, 磁场,压力等作用敏感的电阻器。 敏感电阻的符号是在普通电阻的符号中加一斜线,并在旁标注敏感电阻的类型,如:t. v等。
7.1、压敏电阻
主要有碳化硅和氧化锌压敏电阻,氧化锌具有更多的优良特性。
7.2、湿敏电阻
由感湿层,电极,绝缘体组成,湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻,碳湿敏电阻,氧化物湿敏电阻。氯化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小,缺点为测试范围小,特性重复性不好,受温度影响大。碳湿敏电阻缺点为低温灵敏度低,阻值受温度影响大,由老化特性,较少使用。氧化物湿敏电阻性能较优越,可长期使用,温度影响小,阻值与湿度变化呈线性关系。有氧化锡,镍铁酸盐,等材料。
7.3、光敏电阻
光敏电阻是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件,当某种物质受到光照时,载流子的浓度增加从而增加了电导率,这就是光电导效应。
7.4、气敏电阻
利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成,主要成分是金属氧化物,主要品种有:金属氧化物气敏电阻、复合
氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。
7.5、力敏电阻
力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻,国外称为压电电阻器。所谓压力电阻效应即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效应。可制成各种力矩计,半导体话筒,压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器,硒碲合金力敏电阻器,相对而言,合金电阻器具有更高灵敏度。
7.6、热敏电阻
热敏电阻是敏感元件的一类,其电阻值会随着热敏电阻本体温度的变化呈现出阶跃性的变化,具有半导体特性.
热敏电阻按照温度系数的不同分为: 正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻)
负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻)
正温度热敏电阻(PTC Thermistor
)
PTC是Positive Temperature Coefficient 的缩写,意思是正的温度系数,泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件.通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻,简称PTC热敏电阻.
PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,超过一定的温度(居里温度)时, 它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高.
PTC热敏电阻根据其材质的不同分为: 陶瓷PTC热敏电阻
有机高分子PTC热敏电阻
目前大量被使用的PTC热敏电阻种类: ☞ 恒温加热用PTC热敏电阻
☞ 低电压加热PTC热敏电阻
☞ 空气加热用PTC热敏电阻
☞ 过流保护用PTC热敏电阻
☞ 过热保护用PTC热敏电阻
☞ 温度传感用PTC热敏电阻
☞ 延时启动用PTC热敏电阻
☞ PTC热敏电阻用无铅铝浆
一般情况下,有机高分子PTC热敏电阻适合过流保护用途,陶瓷PTC热敏电阻可适用于以上所列各种用途.
负温度热敏电阻(NTC Thermistor)
NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件.通常我们提到的NTC是指负温度系数热敏电阻,简称NTC热敏电阻.
NTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的减小.
NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的.这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料.温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低.
NTC热敏电阻根据其用途的不同分为: 功率型NTC热敏电阻
补偿型NTC热敏电阻
测温型NTC热敏电阻
电子元器件基础知识(2)——电容
电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于隔直,耦合, 旁路,滤波,调谐回路,能量转换,控制电路等方面。电容用字母C表示,电容单位有法拉(F)、微法拉(uF)、皮法拉(pF),1F=10^6uF=10^12pF
一、电容器的型号命名方法
国产电容器的型号一般由四部分组成(不适用于压敏、可变、真空电容器)。依次分别代表名称、材料、分类和序号。 第一部分:名称,用字母表示,电容器用C。
第二部分:材料,用字母表示。
第三部分:分类,一般用数字表示,个别用字母表示。
第四部分:序号,用数字表示。
用字母表示产品的材料:A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介
二、电容器的分按照结构分三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器。
按电解质分类有:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。
按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。
高频旁路:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。
低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。
滤 波:铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。
调 谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。
高频耦合:陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器。
低频耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。
小型电容:金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。
三、常用电容器
1、铝电解电容器
用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成,薄的化氧化膜作介质的电容器.因为氧化膜有单向导电性质,所以电解电容器具有极性.容量大,能耐受大的脉动电流容量误差大,泄漏电流大;普通的不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率低频旁路、信号耦合、电源滤波
2、钽电解电容器
用烧结的钽块作正极,电解质使用固体二氧化锰温度特性、频率特性和可*性均优于普通电解电容器,特别是漏电流极小,贮存性良好,寿命长,容量误差小,而且体积小,单位体积下能得到最大的电容电压乘积对脉动电流的耐受能力差,若损坏易呈短路状态超小型高可*机件中
3、薄膜电容器
结构与纸质电容器相似,但用聚脂、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质频率特性好,介电损耗小不能做成大的容量,耐热能力差滤波器、积分、振荡、定时电路
4、瓷介电容器
穿心式或支柱式结构瓷介电容器,它的一个电极就是安装螺丝。引线电感极小,频率特性好,介电损耗小,有温度补偿作用不能做成大的容量,受振动会引起容量变化特别适于高频旁路
5、独石电容器
(多层陶瓷电容器)在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以电极桨材料,叠合后一次绕结成一块不可分割的整体,外面再用树脂包封而成小体积、大容量、高可*和耐高温的新型电容器,高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能,体积极小,Q值高容量误差较大噪声旁路、滤波器、积分、振荡电路
6、纸质电容器
一般是用两条铝箔作为电极,中间以厚度为0.008~0.012mm的电容器纸隔开重叠卷绕而成。制造工艺简单,价格便宜,能得到较大的电容量
一般在低频电路内,通常不能在高于3~4MHz的频率上运用。油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高,稳定性也好,适用于高压电路
7、微调电容器
电容量可在某一小范围内调整,并可在调整后固定于某个电容值。
瓷介微调电容器的Q值高,体积也小,通常可分为圆管式及圆片式两种。
8、云母和聚苯乙烯介质的通常都采用弹簧式东,结构简单,但稳定性较差。
线绕瓷介微调电容器是拆铜丝〈外电极〉来变动电容量的,故容量只能变小,不适合在需反复调试的场合使用
9、陶瓷电容器
用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。
具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易于被脉冲电压击穿。高频瓷介电容器适用于高频电路
云母电容器就结构而言,可分为箔片式及被银式。被银式电极为直接在云母片上用真空蒸发法或烧渗法镀上银层而成,由于消除了空气间隙,温度系数大为下降,电容稳定性也比箔片式高。频率特性好,Q值高,温度系数小不能做成大的容量广泛应用在高频电器中,并可用作标准电容器
10、玻璃釉电容器由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂成薄膜而成,介质再以银层电极经烧结而成"独石"结构性能可与云母电容器媲美,能耐受各种气候环境,一般可在200℃或更高温度下工作,额定工作电压可达500V,损耗tgδ0.0005~0.008
四、电容器主要特性参数:
1、标称电容量和允许偏差
标称电容量是标志在电容器上的电容量。
电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差,在允许的偏差范围称精度。
精度等级与允许误差对应关系:00(01)-±1%、0(02)-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%)
一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级,根据用途选取。
2、额定电压
在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值,一般直接标注在电容器外壳上,如果工作电压超过电容器的耐压,电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。
3、绝缘电阻
直流电压加在电容上,并产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻.
当电容较小时,主要取决于电容的表面状态,容量〉0.1uf时,主要取决于介质的性能,绝缘电阻越小越好。
电容的时间常数:为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数,他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。
4、损耗
电容在电场作用下,在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值,电容的损耗主要由介质损耗,电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
在直流电场的作用下,电容器的损耗以漏导损耗的形式存在,一般较小,在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏导有关,而且与周期性的极化建立过程有关。
5、频率特性
随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。
五、电容器容量标示
1、直标法,用数字和单位符号直接标出。如01uF表示0.01微法,有些电容用“R”表示小数点,如R56表示0.56微法。
2、文字符号法,用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF, 2u2表示 2.2uF.
3、色标法, 用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同。
4、电容器偏差标志符号:+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z。
电子元器件基础知识(3)——电感线圈
1) 电感线圈是由导线一圈一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁
粉芯,简称电感。电感用字母L表示,单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH。
一、电感的分类
按 电感形式 分类:固定电感、可变电感。
按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。
按 工作性质 分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。
按 绕线结构 分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。
二、电感线圈的主要特性参数
1、电感量L,电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一
般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。
2、感抗XL ,电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系
为XL=2πfL
3、品质因素Q ,品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R
线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,
高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。
4、分布电容,线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使
线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。
三、常用线圈
1、单层线圈
单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。
2、蜂房式线圈
如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈。而其旋转一周,
导线来回弯折的次数,常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大。蜂房式线圈都
是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小
3、铁氧体磁芯和铁粉芯线圈
线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯,可增加电感量和提高线圈的品质因素。
4、铜芯线圈
铜芯线圈在超短波范围应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量,这种调整比较方便、耐用。
5、色码电感器
色码电感器是具有固定电感量的电感器,其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记。
6、阻流圈(扼流圈)
限制交流电通过的线圈称阻流圈,分高频阻流圈和低频阻流圈。
7、偏转线圈
偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载,偏转线圈要求:偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、价格低。
四、变压器
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其
中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
1、分类
按冷却方式分类:干式(自冷)变压器、油浸(自冷)变压器、氟化物(蒸发冷却)变压器。
按防潮方式分类:开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
按铁芯或线圈结构分类:芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器。
按电源相数分类:单相变压器、三相变压器、多相变压器。
按用途分类:电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。
2、电源变压器的特性参数
① 工作频率,变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。
② 额定功率,在规定的频率和电压下,变压器能长期工作,而不超过规定温升的输出功率。
③ 额定电压,指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。
④ 电压比 ,指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。
⑤ 空载电流,变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz电源变压器而言,空载电流基本上等于磁化电流。
⑥空载损耗:指变压器次级开路时,在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈铜
阻上产生的损耗(铜损),这部分损耗很小。
⑦ 效率,指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。
⑧ 绝缘电阻,表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。
3、音频变压器和高频变压器特性参数
① 频率响应,指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性。
②通频带,如果变压器在中间频率的输出电压为U0,当输出电压(输入电压保持不变)下降到0.707U0时的频率③ 初、次级阻抗比,变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri,使变压器初、次级阻抗匹配,则Ro和Ri的比值
称为初、次级阻抗比。在阻抗匹配的情况下,变压器工作在最佳状态,传输效率最高。
电子元器件基础知识(4)——二极管
一、二极管的结构、特点、用途
二极管是由PN结加上引出线和管壳构成的,按其结构的不同分为点接触型和面接触型两类。点接触型二极管的特点是结面积小,因而结电容小,适用高频(几百兆赫)工作,但不能通过很大的电流,主要应用于小电流的整流,和高频的检波、混频等。面接触型二极管的PN结面积大,可承受较大的电流,但极间电容也大,这种类型的管子用于整流,而不宜用于高频电路中。
二、二极管的分类
半导体二极管按其用途可分为:普通二极管和特殊二极管。普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等;特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
三、二极管的主要参数
1、反向饱和漏电流IR指在二极管两端加入反向电压时,流过二极管的电流,该电流与半导体材料和温度有关。在常温下,硅管的IR为纳安(10A)级,锗管的IR为微安(10A)级。
2、额定整流电流IF
指二极管长期运行时,根据允许温升折算出来的平均电流值。目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。
3、最大平均整流电流IO -9-6
在半波整流电路中,流过负载电阻的平均整流电流的最大值。这是设计时非常重要的值。
4、 最大浪涌电流IFSM
允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。
5、最大反向峰值电压VRM
即使没有反向电流,只要不断地提高反向电压,迟早会使二极管损坏。这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是反复加上的正反向电压。因给整流器加的是交流电压,它的最大值是规定的重要因子。最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。目前最高的VRM值可达几千伏。
6、 最大直流反向电压VR
上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压,VR是连续加直流电压时的值。用于直流电路,最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.
7、最高工作频率fM
由于PN结的结电容存在,当工作频率超过某一值时,它的单向导电性将变差。点接触式二极管的fM值较高,在100MHz以上;整流二极管的fM较低,一般不高于几千赫。
8、反向恢复时间Trr
当工作电压从正向电压变成反向电压时,二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。实际上,一般要延迟一点点时间。决定电流截止延时的量,就是反向恢复时间。虽然它直接影响二极管的开关速度,但不一定说这个值小就好。也即当二极管由导通突然反向时,反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。大功率开关管工作在高频开关状态时,此项指标至为重要。
9、最大功率P
二极管中有电流流过,就会吸热,而使自身温度升高。最大功率P为功率的最大值。具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流。这个极限参数对稳压二极管,可变电阻二极管显得特别重要。
四、几种常用二极管的特点
1、整流二极管
整流二极管结构主要是平面接触型,其特点是允许通过的电流比较大,反向击穿电压比较高,但PN结电容比较大,一般广泛应用于处理频率不高的电路中。例如整流电路、嵌位电路、保护电路等。整流二极管在使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反向工作电压应大于实际工作中的值。
2、稳压二极管
稳压二极管(又叫齐纳二极管)它的电路符号是:此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很 高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低 阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种 特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用.其伏安特性见图1,稳压二极管 可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压.
稳压管的应用:
①、浪涌保护电路如下图2:稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或 保护之元件来使用,因为各种电压的稳压二极管都可以得到,故对于这种应用特别 适宜.图中的稳压二极管D是作为过压保护器件.只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通,使继电器J吸合负载RL就与电源分开。
②、电视机里的过压保护电路如下图3:EC是电视机主供电压,当EC电压过高时,D导通,三极管BG导通,其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态。
③、电弧抑制电路如图4:在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话,当线圈在导通状态切断时,由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收,所以当开关断开时,开关的电弧也就被消除了.这个应用电路在工业上用得比较多,如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它。
3、变容二极管
又称"可变电抗二极管"。是一种利用Pn结电容(势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依赖关系及原理制成的二极管。所用材料多为硅或砷化镓单晶,并采用外延工艺技术。反偏电压愈大,则结电容愈小。变容二极管具有与衬底材料电阻率有关的串联电阻。主要参量是:零偏结电容。零偏压优值、反向击穿电压、中心反向偏压、标称电容、电容变化范围(以皮法为单位)以及截止频率等,对于不同用途,应选用不同C和Vr特性的变容m极管,如有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参放的参放变容二极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等。
用于自动频率控制(AFC)和调谐用的小功率二极管称变容二极管。日本厂商方面也有其它许多叫法。通过施加反向电压, 使其PN结的静电容量发生变化。因此,被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。通常,虽然是采用硅的扩散型二极管,但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管,因为这些二极管对于电压而言,其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电压VR变化,取代可变电容,用作调谐回路、振荡电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路,多以硅材料制作。
电子元器件基础知识(5)——三极管
一、三极管的分类、内部结构、表示符号、外观形状
三极管种类很多,按照频率分,有高频管、低频管;按照功率分,有小、中、大功率管;按照材料可分为硅管、锗管等。 根据结构不同,三极管一般可分成两种类型:NPN型和PNP型,其结构示意图如下:
NPN型三极管是两个PN结构成,发射区与基区交界处的PN结为发射结,集电区与基区交界处的PN
结为集电结,两个结由很薄的基区
P型半导体联系着。
三极管的外观形状如下图所示:
图(
a)和图(
b)都是小功率管,图(
c)为中功率管,图(d)为大功率管。
PNP型三极管也是由两个PN结的三层半导体制成的,不过此时中间是N型半导体,两边是P型半导体。
NPN型和PNP型三极管表示符号如下:
二、三极管的主要参数
1、 直流电流放大系数。
2、 极间反向电流。
3、 交流电流放大系数。
4、 特征频率。
5、 集电极最大允许功耗。
6、 集电极最大允许电流。
7、反向击穿电压。
三、三极管的选择和使用注意事项
1、为防止晶体管在使用中损坏,必须使它工作在安全区,因此:①在需要工作电压高时,应选VCEO大的高反压管,尤其是注意B、E间反向电压不要超过VEBO;②在输出大功率时,应选择PCM值大的功率管,同时必须注意满足其散热要求;③在需要输出大电流时,应选ICM大的管子。
2、若工作信号频率高,必须选择高频管或超高频管;如果用于开关电路则应选择开关管。
3、由于硅管反向电流小,允许管子温度高,故对这些参数要求高时应选硅管;而当要求导通电压低时可选锗管。
4、同型号的管子中反向电流越小一般来说性能较好,在选管时可做为参考;而放大系数则一般选择几十至一百左右,放大系数太大管子性能不太稳定。
5、当直流电源对地为正值时,多选用NPN管组成路;负值时多选用PNP管组成是路。
四、三极管的简易测试
当一个三极管没有任何标记时,我们可以用万用表来初步确定该三极管的好坏及其类型(NPN型还是PNP型),以及辨别出e、b、c三个电极。
①先判断基极b和三极管类型:将万用表欧姆档置“R×100”或“R×1K”处,先假设三极管的某极为“基极”,并将黑表笔接在假设的基极上,再将红表笔先后接到其余两个电极上,如果两次测得的电阻值都很大(或者都很小),约为几千欧至十几千欧(或约为几百欧至几千欧),而对换表笔后测得的两个阻值都很小(或都很大),则可确定假设的基极是正确的。如果两次测得的电阻值是一大一小,则可肯定原假设的基极是错误的,这时必须重新假设另一电极为“基极”,再重复上述的测试。最多重复两次就可找出真正的基极。当基极确定以后,将黑表笔接基极,红表笔分别接其它两极。此时,若测得的电阻值都很小,则该三极管为NPN型管;反之,则为PNP型管。
②再判断集电极c和发射极e。以NPN型管为例。把黑表笔接到假设的集电极C上,红表笔接到假设的发射极e上,并且用手捏住b和c极(不能使b、c直接接触),通过人体,相当于在b、c之间接入偏置电阻。读出表头所示c、e间的电阻值,然后将红、黑两表笔反接重测。若第一次电阻值比第二次小,说明原假设成立,黑表笔所接为三极管集电极c,红表笔所接为三极管发射极e。因为c、e间电阻值小正说明通过万用表的电流大,偏置正常,如下图所示。
﹢
以上介绍的是比较简单的测试,要想进一步精确测试可以借助于JT—1型晶体管图示仪。它能十分清晰地显示出三极管的输入特性和输出特性曲线以及电流放大系数。
电子元器件基础知识(6)——继电器
一、继电器的工作原理和特性
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
1、电磁继电器的工作原理和特性
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点
(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来
的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
2、热敏干簧继电器的工作原理和特性
热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁,而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。
3、固态继电器(SSR)的工作原理和特性
固态继电器是一种两个接线端为输入端,另两个接线端为输出端的四端器件,中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。 固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型,以光电隔离型为最多。
二、继电器主要产品技术参数
1、额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同,可以是交流电压,也可以是直流电压。
2、直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过万能表测量。
3、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时,给定的电流必须略大于吸合电流,这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压,一般不要超过额定工作电压的1.5倍,否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
4、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时,继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。
5、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小,使用时不能超过此值,否则很容易损坏继电器的触点。
三、继电器测试
1、测触点电阻
用万能表的电阻档,测量常闭触点与动点电阻,其阻值应为0;而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点,那个是常开触点。
2、测线圈电阻
可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值,从而判断该线圈是否存在着开路现象。
3、测量吸合电压和吸合电流
找来可调稳压电源和电流表,给继电器输入一组电压,且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压,听到继电器吸合声时,记下该吸合电压和吸合电流。为求准确,可以试多几次而求平均值。
4、测量释放电压和释放电流
也是像上述那样连接测试,当继电器发生吸合后,再逐渐降低供电电压,当听到继电器再次发生释放声音时,记下此时的电压和电流,亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下,继电器的释放电压约在吸合电压的
10~50%,如果释放电压太小(小于1/10的吸合电压),则不能正常使用了,这样会对电路的稳定性造成威胁,工作不可靠。
四、继电器的电符号和触点形式
继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示,如果继电器有两个线圈,就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法:一种是把它们直接画在长方框一侧,这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要,把各个触点分别画到各自的控制电路中,通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号,并将触点组编上号码,以示区别。继电器的触点有三种基本形式:
1.动合型(H型)线圈不通电时两触点是断开的,通电后,两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。
2.动断型(D型)线圈不通电时两触点是闭合的,通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。
3.转换型(Z型)这是触点组型。这种触点组共有三个触点,即中间是动触点,上下各一个静触点。线圈不通电时,动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合,线圈通电后,动触点就移动,使原来断开的成闭合,原来闭合的成断开状态,达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。
五、继电器的选用
1.先了解必要的条件:①控制电路的电源电压,能提供的最大电流;②被控制电路中的电压和电流;③被控电路需要几组、
什么形式的触点。选用继电器时,一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流,否则继电器吸合是不稳定的。
2.查阅有关资料确定使用条件后,可查找相关资料,找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器,可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。
3.注意器具的容积。若是用于一般用电器,除考虑机箱容积外,小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器,如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。
电子元器件知识
电子元器件基础知识(1)——电阻
导电体对电流的阻碍作用称为电阻,用字母R表示,单位为欧姆、千欧、兆欧,分别用Ω、KΩ、MΩ表示。
一、电阻的型号命名方法:
国产电阻器的型号由四部分组成(不适用敏感电阻)。
第一部分:主称 ,用字母表示,表示产品的名字。如R表示电阻,W表示电位器。
第二部分:材料 ,用字母表示,表示电阻体用什么材料组成,T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。
第三部分:分类,一般用数字表示,个别类型用字母表示,表示产品属于什么类型。1-普通、2-普通、3-超高频 、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G-高功率、T-可调。
第四部分:序号,用数字表示,表示同类产品中不同品种,以区分产品的外型尺寸和性能指标等 例如:R T 1 1 型普通碳膜电阻
二、电阻器的分类
1、线绕电阻器:通用线绕电阻器、精密线绕电阻器、大功率线绕电阻器、高频线绕电阻器。
2、薄膜电阻器:碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。
3、实心电阻器:无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。
4、敏感电阻器:压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。
三、主要特性参数
1、标称阻值:电阻器上面所标示的阻值。
2、允许误差:标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差,它表示电阻器的精度。允许误差与精度等级对应关系如下:±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ级、±10%-Ⅱ级、±20%-Ⅲ级
3、额定功率:在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为-55℃~+70℃的条件下,电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。
线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500 非线绕电阻器额定功率系列为(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100
4、额定电压:由阻值和额定功率换算出的电压。
5、最高工作电压:允许的最大连续工作电压。在低气压工作时,最高工作电压较低。
6、温度系数:温度每变化1℃所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小,电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数, 反之为负温度系数。
7、老化系数:电阻器在额定功率长期负荷下,阻值相对变化的百分数,它是表示电阻器寿命长短的参数。
8、电压系数:在规定的电压范围内,电压每变化1伏,电阻器的相对变化量。
9、噪声:产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏,包括热噪声和电流噪声两部分,热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动,使导体任意两点的电压不规则变化。
四、电阻器阻值标示方法
1、直标法:用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值,其允许误差直接用百分数表示,若电阻上未注偏差,则均为±20%。
2、文字符号法:用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值,其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值,后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。
表示允许误差的文字符号
文字符号 D F G J K M
允许偏差 ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±20%
3、数码法:在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左到右,第一、二位为有效值,第三位为指数,即零的个数,单位为欧。偏差通常采用文字符号表示。
4、色标法:用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标
称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采用色标法。
黑-0、棕-1、红-2、橙-3、黄-4、绿-5、蓝-6、紫-7、
灰-8、白-9、金-±5%、银-±10%、无色-±20%
当电阻为四环时,最后一环必为金色或银色,前两位
为有效数字, 第三位为乘方数,第四位为偏差。
当电阻为五环时,最後一环与前面四环距离较大。前
三位为有效数字, 第四位为乘方数, 第五位为偏差。
五、常用电阻器
1、电位器
电位器是一种机电元件,他靠电刷在电阻体上的滑动,
取得与电刷位移成一定关系的输出电压。
1.1 合成碳膜电位器
电阻体是用经过研磨的碳黑,石墨,石英等材料涂敷
于基体表面而成,该工艺简单,是目前应用最广泛的
电位器。特点是分辩力高耐磨性好,寿命较长。缺点
是电流噪声,非线性大, 耐潮性以及阻值稳定性差。
1.2 有机实心电位器
有机实心电位器是一种新型电位器,它是用加热塑压的方法,将有机电阻粉压在绝缘体的凹槽内。有机实心电位器与碳膜电位器相比具有耐热性好、功率大、可靠性高、耐磨性好的优点。但温度系数大、动噪声大、耐潮性能差、制造工艺复杂、阻值精度较差。在小型化、高可靠、高耐磨性的电子设备以及交、直流电路中用作调节电压、电流。
1.3 金属玻璃铀电位器
用丝网印刷法按照一定图形,将金属玻璃铀电阻浆料涂覆在陶瓷基体上,经高温烧结而成。特点是:阻值范围宽,耐热性好,过载能力强,耐潮,耐磨等都很好,是很有前途的电位器品种,缺点是接触电阻和电流噪声大。
1.4 绕线电位器
绕线电位器是将康铜丝或镍铬合金丝作为电阻体,并把它绕在绝缘骨架上制成。绕线电位器特点是接触电阻小,精度高,温度系数小,其缺点是分辨力差,阻值偏低,高频特性差。主要用作分压器、变阻器、仪器中调零和工作点等。
1.5 金属膜电位器
金属膜电位器的电阻体可由合金膜、金属氧化膜、金属箔等分别组成。特点是分辩力高、耐高温、温度系数小、动噪声小、平滑性好。
1.6 导电塑料电位器
用特殊工艺将DAP(邻苯二甲酸二稀丙脂)电阻浆料覆在绝缘机体上,加热聚合成电阻膜,或将DAP电阻粉热塑压在绝缘基体的凹槽内形成的实心体作为电阻体。特点是:平滑性好、分辩力优异耐磨性好、寿命长、动噪声小、可靠性极高、耐化学腐蚀。用于宇宙装置、导弹、飞机雷达天线的伺服系统等。
1.7 带开关的电位器
有旋转式开关电位器、推拉式开关电位器、推推开关式电位器
1.8 预调式电位器
预调式电位器在电路中,一旦调试好,用蜡封住调节位置,在一般情况下不再调节。
1.9 直滑式电位器
采用直滑方式改变电阻值。
1.10 双连电位器
有异轴双连电位器和同轴双连电位器
1.11 无触点电位器
无触点电位器消除了机械接触,寿命长、可靠性高,分光电式电位器、磁敏式电位器等。
2、实芯碳质电阻器
用碳质颗粒壮导电物质、填料和粘合剂混合制成一个实体的电阻器。特点:价格低廉,但其阻值误差、噪声电压都大,稳定性差,目前较少用。
3、绕线电阻器
用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成,外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。绕线电阻具有较低的温度系数,阻值精度高, 稳定性好,耐热耐腐蚀,主要做精密大功率电阻使用,缺点是高频性能差,时间常数大。
4、薄膜电阻器
用蒸发的方法将一定电阻率材料蒸镀于绝缘材料表面制成。主要如下:
4.1 碳膜电阻器
将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。碳膜电阻器成本低、性能稳定、阻值范围宽、温度系数和电压系数低,是目前应用最广泛的电阻器。
4.2 金属膜电阻器。
用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。金属膜电阻比碳膜电阻的精度高,稳定性好,噪声, 温度系数小。在仪器仪表及通讯设备中大量采用。
4.3 金属氧化膜电阻器
在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。由于其本身即是氧化物,所以高温下稳定,耐热冲击,负载能力强。
4.4 合成膜电阻
将导电合成物悬浮液涂敷在基体上而得,因此也叫漆膜电阻。由于其导电层呈现颗粒状结构,所以其噪声大,精度低,主要用他制造高压, 高阻, 小型电阻器。
5、金属玻璃铀电阻器
将金属粉和玻璃铀粉混合,采用丝网印刷法印在基板上。 耐潮湿, 高温, 温度系数小,主要应用于厚膜电路。
6、贴片电阻SMT
片状电阻是金属玻璃铀电阻的一种形式,他的电阻体是高可靠的钌系列玻璃铀材料经过高温烧结而成,电极采用银钯合金浆料。体积小,精度高,稳定性好,由于其为片状元件,所以高频性能好。
7、敏感电阻
敏感电阻是指器件特性对温度,电压,湿度,光照,气体, 磁场,压力等作用敏感的电阻器。 敏感电阻的符号是在普通电阻的符号中加一斜线,并在旁标注敏感电阻的类型,如:t. v等。
7.1、压敏电阻
主要有碳化硅和氧化锌压敏电阻,氧化锌具有更多的优良特性。
7.2、湿敏电阻
由感湿层,电极,绝缘体组成,湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻,碳湿敏电阻,氧化物湿敏电阻。氯化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小,缺点为测试范围小,特性重复性不好,受温度影响大。碳湿敏电阻缺点为低温灵敏度低,阻值受温度影响大,由老化特性,较少使用。氧化物湿敏电阻性能较优越,可长期使用,温度影响小,阻值与湿度变化呈线性关系。有氧化锡,镍铁酸盐,等材料。
7.3、光敏电阻
光敏电阻是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件,当某种物质受到光照时,载流子的浓度增加从而增加了电导率,这就是光电导效应。
7.4、气敏电阻
利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成,主要成分是金属氧化物,主要品种有:金属氧化物气敏电阻、复合
氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。
7.5、力敏电阻
力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻,国外称为压电电阻器。所谓压力电阻效应即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效应。可制成各种力矩计,半导体话筒,压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器,硒碲合金力敏电阻器,相对而言,合金电阻器具有更高灵敏度。
7.6、热敏电阻
热敏电阻是敏感元件的一类,其电阻值会随着热敏电阻本体温度的变化呈现出阶跃性的变化,具有半导体特性.
热敏电阻按照温度系数的不同分为: 正温度系数热敏电阻(简称PTC热敏电阻)
负温度系数热敏电阻(简称NTC热敏电阻)
正温度热敏电阻(PTC Thermistor
)
PTC是Positive Temperature Coefficient 的缩写,意思是正的温度系数,泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件.通常我们提到的PTC是指正温度系数热敏电阻,简称PTC热敏电阻.
PTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,超过一定的温度(居里温度)时, 它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的增高.
PTC热敏电阻根据其材质的不同分为: 陶瓷PTC热敏电阻
有机高分子PTC热敏电阻
目前大量被使用的PTC热敏电阻种类: ☞ 恒温加热用PTC热敏电阻
☞ 低电压加热PTC热敏电阻
☞ 空气加热用PTC热敏电阻
☞ 过流保护用PTC热敏电阻
☞ 过热保护用PTC热敏电阻
☞ 温度传感用PTC热敏电阻
☞ 延时启动用PTC热敏电阻
☞ PTC热敏电阻用无铅铝浆
一般情况下,有机高分子PTC热敏电阻适合过流保护用途,陶瓷PTC热敏电阻可适用于以上所列各种用途.
负温度热敏电阻(NTC Thermistor)
NTC是Negative Temperature Coefficient 的缩写,意思是负的温度系数,泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件.通常我们提到的NTC是指负温度系数热敏电阻,简称NTC热敏电阻.
NTC热敏电阻是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻,它的电阻值随着温度的升高呈阶跃性的减小.
NTC热敏电阻是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的.这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料.温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低.
NTC热敏电阻根据其用途的不同分为: 功率型NTC热敏电阻
补偿型NTC热敏电阻
测温型NTC热敏电阻
电子元器件基础知识(2)——电容
电容是电子设备中大量使用的电子元件之一,广泛应用于隔直,耦合, 旁路,滤波,调谐回路,能量转换,控制电路等方面。电容用字母C表示,电容单位有法拉(F)、微法拉(uF)、皮法拉(pF),1F=10^6uF=10^12pF
一、电容器的型号命名方法
国产电容器的型号一般由四部分组成(不适用于压敏、可变、真空电容器)。依次分别代表名称、材料、分类和序号。 第一部分:名称,用字母表示,电容器用C。
第二部分:材料,用字母表示。
第三部分:分类,一般用数字表示,个别用字母表示。
第四部分:序号,用数字表示。
用字母表示产品的材料:A-钽电解、B-聚苯乙烯等非极性薄膜、C-高频陶瓷、D-铝电解、E-其它材料电解、G-合金电解、H-复合介质、I-玻璃釉、J-金属化纸、L-涤纶等极性有机薄膜、N-铌电解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低频陶瓷、V-云母纸、Y-云母、Z-纸介
二、电容器的分按照结构分三大类:固定电容器、可变电容器和微调电容器。
按电解质分类有:有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。
按用途分有:高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。
高频旁路:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。
低频旁路:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。
滤 波:铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体钽电容器。
调 谐:陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。
高频耦合:陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器。
低频耦合:纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体钽电容器。
小型电容:金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体钽电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。
三、常用电容器
1、铝电解电容器
用浸有糊状电解质的吸水纸夹在两条铝箔中间卷绕而成,薄的化氧化膜作介质的电容器.因为氧化膜有单向导电性质,所以电解电容器具有极性.容量大,能耐受大的脉动电流容量误差大,泄漏电流大;普通的不适于在高频和低温下应用,不宜使用在25kHz以上频率低频旁路、信号耦合、电源滤波
2、钽电解电容器
用烧结的钽块作正极,电解质使用固体二氧化锰温度特性、频率特性和可*性均优于普通电解电容器,特别是漏电流极小,贮存性良好,寿命长,容量误差小,而且体积小,单位体积下能得到最大的电容电压乘积对脉动电流的耐受能力差,若损坏易呈短路状态超小型高可*机件中
3、薄膜电容器
结构与纸质电容器相似,但用聚脂、聚苯乙烯等低损耗塑材作介质频率特性好,介电损耗小不能做成大的容量,耐热能力差滤波器、积分、振荡、定时电路
4、瓷介电容器
穿心式或支柱式结构瓷介电容器,它的一个电极就是安装螺丝。引线电感极小,频率特性好,介电损耗小,有温度补偿作用不能做成大的容量,受振动会引起容量变化特别适于高频旁路
5、独石电容器
(多层陶瓷电容器)在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以电极桨材料,叠合后一次绕结成一块不可分割的整体,外面再用树脂包封而成小体积、大容量、高可*和耐高温的新型电容器,高介电常数的低频独石电容器也具有稳定的性能,体积极小,Q值高容量误差较大噪声旁路、滤波器、积分、振荡电路
6、纸质电容器
一般是用两条铝箔作为电极,中间以厚度为0.008~0.012mm的电容器纸隔开重叠卷绕而成。制造工艺简单,价格便宜,能得到较大的电容量
一般在低频电路内,通常不能在高于3~4MHz的频率上运用。油浸电容器的耐压比普通纸质电容器高,稳定性也好,适用于高压电路
7、微调电容器
电容量可在某一小范围内调整,并可在调整后固定于某个电容值。
瓷介微调电容器的Q值高,体积也小,通常可分为圆管式及圆片式两种。
8、云母和聚苯乙烯介质的通常都采用弹簧式东,结构简单,但稳定性较差。
线绕瓷介微调电容器是拆铜丝〈外电极〉来变动电容量的,故容量只能变小,不适合在需反复调试的场合使用
9、陶瓷电容器
用高介电常数的电容器陶瓷〈钛酸钡一氧化钛〉挤压成圆管、圆片或圆盘作为介质,并用烧渗法将银镀在陶瓷上作为电极制成。它又分高频瓷介和低频瓷介两种。
具有小的正电容温度系数的电容器,用于高稳定振荡回路中,作为回路电容器及垫整电容器。低频瓷介电容器限于在工作频率较低的回路中作旁路或隔直流用,或对稳定性和损耗要求不高的场合〈包括高频在内〉。这种电容器不宜使用在脉冲电路中,因为它们易于被脉冲电压击穿。高频瓷介电容器适用于高频电路
云母电容器就结构而言,可分为箔片式及被银式。被银式电极为直接在云母片上用真空蒸发法或烧渗法镀上银层而成,由于消除了空气间隙,温度系数大为下降,电容稳定性也比箔片式高。频率特性好,Q值高,温度系数小不能做成大的容量广泛应用在高频电器中,并可用作标准电容器
10、玻璃釉电容器由一种浓度适于喷涂的特殊混合物喷涂成薄膜而成,介质再以银层电极经烧结而成"独石"结构性能可与云母电容器媲美,能耐受各种气候环境,一般可在200℃或更高温度下工作,额定工作电压可达500V,损耗tgδ0.0005~0.008
四、电容器主要特性参数:
1、标称电容量和允许偏差
标称电容量是标志在电容器上的电容量。
电容器实际电容量与标称电容量的偏差称误差,在允许的偏差范围称精度。
精度等级与允许误差对应关系:00(01)-±1%、0(02)-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%)
一般电容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级,电解电容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ级,根据用途选取。
2、额定电压
在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高直流电压有效值,一般直接标注在电容器外壳上,如果工作电压超过电容器的耐压,电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。
3、绝缘电阻
直流电压加在电容上,并产生漏电电流,两者之比称为绝缘电阻.
当电容较小时,主要取决于电容的表面状态,容量〉0.1uf时,主要取决于介质的性能,绝缘电阻越小越好。
电容的时间常数:为恰当的评价大容量电容的绝缘情况而引入了时间常数,他等于电容的绝缘电阻与容量的乘积。
4、损耗
电容在电场作用下,在单位时间内因发热所消耗的能量叫做损耗。各类电容都规定了其在某频率范围内的损耗允许值,电容的损耗主要由介质损耗,电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。
在直流电场的作用下,电容器的损耗以漏导损耗的形式存在,一般较小,在交变电场的作用下,电容的损耗不仅与漏导有关,而且与周期性的极化建立过程有关。
5、频率特性
随着频率的上升,一般电容器的电容量呈现下降的规律。
五、电容器容量标示
1、直标法,用数字和单位符号直接标出。如01uF表示0.01微法,有些电容用“R”表示小数点,如R56表示0.56微法。
2、文字符号法,用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF, 2u2表示 2.2uF.
3、色标法, 用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同。
4、电容器偏差标志符号:+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z。
电子元器件基础知识(3)——电感线圈
1) 电感线圈是由导线一圈一圈地绕在绝缘管上,导线彼此互相绝缘,而绝缘管可以是空心的,也可以包含铁芯或磁
粉芯,简称电感。电感用字母L表示,单位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH。
一、电感的分类
按 电感形式 分类:固定电感、可变电感。
按导磁体性质分类:空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。
按 工作性质 分类:天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。
按 绕线结构 分类:单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。
二、电感线圈的主要特性参数
1、电感量L,电感量L表示线圈本身固有特性,与电流大小无关。除专门的电感线圈(色码电感)外,电感量一
般不专门标注在线圈上,而以特定的名称标注。
2、感抗XL ,电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL,单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系
为XL=2πfL
3、品质因素Q ,品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量,Q为感抗XL与其等效的电阻的比值,即:Q=XL/R
线圈的Q值愈高,回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻,骨架的介质损耗,屏蔽罩或铁芯引起的损耗,
高频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q值通常为几十到几百。
4、分布电容,线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使
线圈的Q值减小,稳定性变差,因而线圈的分布电容越小越好。
三、常用线圈
1、单层线圈
单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。如晶体管收音机中波天线线圈。
2、蜂房式线圈
如果所绕制的线圈,其平面不与旋转面平行,而是相交成一定的角度,这种线圈称为蜂房式线圈。而其旋转一周,
导线来回弯折的次数,常称为折点数。蜂房式绕法的优点是体积小,分布电容小,而且电感量大。蜂房式线圈都
是利用蜂房绕线机来绕制,折点越多,分布电容越小
3、铁氧体磁芯和铁粉芯线圈
线圈的电感量大小与有无磁芯有关。在空芯线圈中插入铁氧体磁芯,可增加电感量和提高线圈的品质因素。
4、铜芯线圈
铜芯线圈在超短波范围应用较多,利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量,这种调整比较方便、耐用。
5、色码电感器
色码电感器是具有固定电感量的电感器,其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记。
6、阻流圈(扼流圈)
限制交流电通过的线圈称阻流圈,分高频阻流圈和低频阻流圈。
7、偏转线圈
偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载,偏转线圈要求:偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、价格低。
四、变压器
变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件,当初级线圈中通有交流电流时,铁芯(或磁芯)中便产生交流磁通,使次级线圈中感应出电压(或电流)。变压器由铁芯(或磁芯)和线圈组成,线圈有两个或两个以上的绕组,其
中接电源的绕组叫初级线圈,其余的绕组叫次级线圈。
1、分类
按冷却方式分类:干式(自冷)变压器、油浸(自冷)变压器、氟化物(蒸发冷却)变压器。
按防潮方式分类:开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器。
按铁芯或线圈结构分类:芯式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、壳式变压器(插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯)、环型变压器、金属箔变压器。
按电源相数分类:单相变压器、三相变压器、多相变压器。
按用途分类:电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器。
2、电源变压器的特性参数
① 工作频率,变压器铁芯损耗与频率关系很大,故应根据使用频率来设计和使用,这种频率称工作频率。
② 额定功率,在规定的频率和电压下,变压器能长期工作,而不超过规定温升的输出功率。
③ 额定电压,指在变压器的线圈上所允许施加的电压,工作时不得大于规定值。
④ 电压比 ,指变压器初级电压和次级电压的比值,有空载电压比和负载电压比的区别。
⑤ 空载电流,变压器次级开路时,初级仍有一定的电流,这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化电流(产生磁通)和铁损电流(由铁芯损耗引起)组成。对于50Hz电源变压器而言,空载电流基本上等于磁化电流。
⑥空载损耗:指变压器次级开路时,在初级测得功率损耗。主要损耗是铁芯损耗,其次是空载电流在初级线圈铜
阻上产生的损耗(铜损),这部分损耗很小。
⑦ 效率,指次级功率P2与初级功率P1比值的百分比。通常变压器的额定功率愈大,效率就愈高。
⑧ 绝缘电阻,表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的高低与所使用的绝缘材料的性能、温度高低和潮湿程度有关。
3、音频变压器和高频变压器特性参数
① 频率响应,指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性。
②通频带,如果变压器在中间频率的输出电压为U0,当输出电压(输入电压保持不变)下降到0.707U0时的频率③ 初、次级阻抗比,变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri,使变压器初、次级阻抗匹配,则Ro和Ri的比值
称为初、次级阻抗比。在阻抗匹配的情况下,变压器工作在最佳状态,传输效率最高。
电子元器件基础知识(4)——二极管
一、二极管的结构、特点、用途
二极管是由PN结加上引出线和管壳构成的,按其结构的不同分为点接触型和面接触型两类。点接触型二极管的特点是结面积小,因而结电容小,适用高频(几百兆赫)工作,但不能通过很大的电流,主要应用于小电流的整流,和高频的检波、混频等。面接触型二极管的PN结面积大,可承受较大的电流,但极间电容也大,这种类型的管子用于整流,而不宜用于高频电路中。
二、二极管的分类
半导体二极管按其用途可分为:普通二极管和特殊二极管。普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等;特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。
三、二极管的主要参数
1、反向饱和漏电流IR指在二极管两端加入反向电压时,流过二极管的电流,该电流与半导体材料和温度有关。在常温下,硅管的IR为纳安(10A)级,锗管的IR为微安(10A)级。
2、额定整流电流IF
指二极管长期运行时,根据允许温升折算出来的平均电流值。目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。
3、最大平均整流电流IO -9-6
在半波整流电路中,流过负载电阻的平均整流电流的最大值。这是设计时非常重要的值。
4、 最大浪涌电流IFSM
允许流过的过量的正向电流。它不是正常电流,而是瞬间电流,这个值相当大。
5、最大反向峰值电压VRM
即使没有反向电流,只要不断地提高反向电压,迟早会使二极管损坏。这种能加上的反向电压,不是瞬时电压,而是反复加上的正反向电压。因给整流器加的是交流电压,它的最大值是规定的重要因子。最大反向峰值电压VRM指为避免击穿所能加的最大反向电压。目前最高的VRM值可达几千伏。
6、 最大直流反向电压VR
上述最大反向峰值电压是反复加上的峰值电压,VR是连续加直流电压时的值。用于直流电路,最大直流反向电压对于确定允许值和上限值是很重要的.
7、最高工作频率fM
由于PN结的结电容存在,当工作频率超过某一值时,它的单向导电性将变差。点接触式二极管的fM值较高,在100MHz以上;整流二极管的fM较低,一般不高于几千赫。
8、反向恢复时间Trr
当工作电压从正向电压变成反向电压时,二极管工作的理想情况是电流能瞬时截止。实际上,一般要延迟一点点时间。决定电流截止延时的量,就是反向恢复时间。虽然它直接影响二极管的开关速度,但不一定说这个值小就好。也即当二极管由导通突然反向时,反向电流由很大衰减到接近IR时所需要的时间。大功率开关管工作在高频开关状态时,此项指标至为重要。
9、最大功率P
二极管中有电流流过,就会吸热,而使自身温度升高。最大功率P为功率的最大值。具体讲就是加在二极管两端的电压乘以流过的电流。这个极限参数对稳压二极管,可变电阻二极管显得特别重要。
四、几种常用二极管的特点
1、整流二极管
整流二极管结构主要是平面接触型,其特点是允许通过的电流比较大,反向击穿电压比较高,但PN结电容比较大,一般广泛应用于处理频率不高的电路中。例如整流电路、嵌位电路、保护电路等。整流二极管在使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反向工作电压应大于实际工作中的值。
2、稳压二极管
稳压二极管(又叫齐纳二极管)它的电路符号是:此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很 高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低 阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种 特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用.其伏安特性见图1,稳压二极管 可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压.
稳压管的应用:
①、浪涌保护电路如下图2:稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或 保护之元件来使用,因为各种电压的稳压二极管都可以得到,故对于这种应用特别 适宜.图中的稳压二极管D是作为过压保护器件.只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通,使继电器J吸合负载RL就与电源分开。
②、电视机里的过压保护电路如下图3:EC是电视机主供电压,当EC电压过高时,D导通,三极管BG导通,其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态。
③、电弧抑制电路如图4:在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话,当线圈在导通状态切断时,由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收,所以当开关断开时,开关的电弧也就被消除了.这个应用电路在工业上用得比较多,如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它。
3、变容二极管
又称"可变电抗二极管"。是一种利用Pn结电容(势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依赖关系及原理制成的二极管。所用材料多为硅或砷化镓单晶,并采用外延工艺技术。反偏电压愈大,则结电容愈小。变容二极管具有与衬底材料电阻率有关的串联电阻。主要参量是:零偏结电容。零偏压优值、反向击穿电压、中心反向偏压、标称电容、电容变化范围(以皮法为单位)以及截止频率等,对于不同用途,应选用不同C和Vr特性的变容m极管,如有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参放的参放变容二极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等。
用于自动频率控制(AFC)和调谐用的小功率二极管称变容二极管。日本厂商方面也有其它许多叫法。通过施加反向电压, 使其PN结的静电容量发生变化。因此,被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。通常,虽然是采用硅的扩散型二极管,但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管,因为这些二极管对于电压而言,其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电压VR变化,取代可变电容,用作调谐回路、振荡电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路,多以硅材料制作。
电子元器件基础知识(5)——三极管
一、三极管的分类、内部结构、表示符号、外观形状
三极管种类很多,按照频率分,有高频管、低频管;按照功率分,有小、中、大功率管;按照材料可分为硅管、锗管等。 根据结构不同,三极管一般可分成两种类型:NPN型和PNP型,其结构示意图如下:
NPN型三极管是两个PN结构成,发射区与基区交界处的PN结为发射结,集电区与基区交界处的PN
结为集电结,两个结由很薄的基区
P型半导体联系着。
三极管的外观形状如下图所示:
图(
a)和图(
b)都是小功率管,图(
c)为中功率管,图(d)为大功率管。
PNP型三极管也是由两个PN结的三层半导体制成的,不过此时中间是N型半导体,两边是P型半导体。
NPN型和PNP型三极管表示符号如下:
二、三极管的主要参数
1、 直流电流放大系数。
2、 极间反向电流。
3、 交流电流放大系数。
4、 特征频率。
5、 集电极最大允许功耗。
6、 集电极最大允许电流。
7、反向击穿电压。
三、三极管的选择和使用注意事项
1、为防止晶体管在使用中损坏,必须使它工作在安全区,因此:①在需要工作电压高时,应选VCEO大的高反压管,尤其是注意B、E间反向电压不要超过VEBO;②在输出大功率时,应选择PCM值大的功率管,同时必须注意满足其散热要求;③在需要输出大电流时,应选ICM大的管子。
2、若工作信号频率高,必须选择高频管或超高频管;如果用于开关电路则应选择开关管。
3、由于硅管反向电流小,允许管子温度高,故对这些参数要求高时应选硅管;而当要求导通电压低时可选锗管。
4、同型号的管子中反向电流越小一般来说性能较好,在选管时可做为参考;而放大系数则一般选择几十至一百左右,放大系数太大管子性能不太稳定。
5、当直流电源对地为正值时,多选用NPN管组成路;负值时多选用PNP管组成是路。
四、三极管的简易测试
当一个三极管没有任何标记时,我们可以用万用表来初步确定该三极管的好坏及其类型(NPN型还是PNP型),以及辨别出e、b、c三个电极。
①先判断基极b和三极管类型:将万用表欧姆档置“R×100”或“R×1K”处,先假设三极管的某极为“基极”,并将黑表笔接在假设的基极上,再将红表笔先后接到其余两个电极上,如果两次测得的电阻值都很大(或者都很小),约为几千欧至十几千欧(或约为几百欧至几千欧),而对换表笔后测得的两个阻值都很小(或都很大),则可确定假设的基极是正确的。如果两次测得的电阻值是一大一小,则可肯定原假设的基极是错误的,这时必须重新假设另一电极为“基极”,再重复上述的测试。最多重复两次就可找出真正的基极。当基极确定以后,将黑表笔接基极,红表笔分别接其它两极。此时,若测得的电阻值都很小,则该三极管为NPN型管;反之,则为PNP型管。
②再判断集电极c和发射极e。以NPN型管为例。把黑表笔接到假设的集电极C上,红表笔接到假设的发射极e上,并且用手捏住b和c极(不能使b、c直接接触),通过人体,相当于在b、c之间接入偏置电阻。读出表头所示c、e间的电阻值,然后将红、黑两表笔反接重测。若第一次电阻值比第二次小,说明原假设成立,黑表笔所接为三极管集电极c,红表笔所接为三极管发射极e。因为c、e间电阻值小正说明通过万用表的电流大,偏置正常,如下图所示。
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以上介绍的是比较简单的测试,要想进一步精确测试可以借助于JT—1型晶体管图示仪。它能十分清晰地显示出三极管的输入特性和输出特性曲线以及电流放大系数。
电子元器件基础知识(6)——继电器
一、继电器的工作原理和特性
继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。故在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
1、电磁继电器的工作原理和特性
电磁式继电器一般由铁芯、线圈、衔铁、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈中就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触点与静触点
(常开触点)吸合。当线圈断电后,电磁的吸力也随之消失,衔铁就会在弹簧的反作用力返回原来的位置,使动触点与原来
的静触点(常闭触点)吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器的“常开、常闭”触点,可以这样来区分:继电器线圈未通电时处于断开状态的静触点,称为“常开触点”;处于接通状态的静触点称为“常闭触点”。
2、热敏干簧继电器的工作原理和特性
热敏干簧继电器是一种利用热敏磁性材料检测和控制温度的新型热敏开关。它由感温磁环、恒磁环、干簧管、导热安装片、塑料衬底及其他一些附件组成。热敏干簧继电器不用线圈励磁,而由恒磁环产生的磁力驱动开关动作。恒磁环能否向干簧管提供磁力是由感温磁环的温控特性决定的。
3、固态继电器(SSR)的工作原理和特性
固态继电器是一种两个接线端为输入端,另两个接线端为输出端的四端器件,中间采用隔离器件实现输入输出的电隔离。 固态继电器按负载电源类型可分为交流型和直流型。按开关型式可分为常开型和常闭型。按隔离型式可分为混合型、变压器隔离型和光电隔离型,以光电隔离型为最多。
二、继电器主要产品技术参数
1、额定工作电压
是指继电器正常工作时线圈所需要的电压。根据继电器的型号不同,可以是交流电压,也可以是直流电压。
2、直流电阻
是指继电器中线圈的直流电阻,可以通过万能表测量。
3、吸合电流
是指继电器能够产生吸合动作的最小电流。在正常使用时,给定的电流必须略大于吸合电流,这样继电器才能稳定地工作。而对于线圈所加的工作电压,一般不要超过额定工作电压的1.5倍,否则会产生较大的电流而把线圈烧毁。
4、释放电流
是指继电器产生释放动作的最大电流。当继电器吸合状态的电流减小到一定程度时,继电器就会恢复到未通电的释放状态。这时的电流远远小于吸合电流。
5、触点切换电压和电流
是指继电器允许加载的电压和电流。它决定了继电器能控制电压和电流的大小,使用时不能超过此值,否则很容易损坏继电器的触点。
三、继电器测试
1、测触点电阻
用万能表的电阻档,测量常闭触点与动点电阻,其阻值应为0;而常开触点与动点的阻值就为无穷大。由此可以区别出那个是常闭触点,那个是常开触点。
2、测线圈电阻
可用万能表R×10Ω档测量继电器线圈的阻值,从而判断该线圈是否存在着开路现象。
3、测量吸合电压和吸合电流
找来可调稳压电源和电流表,给继电器输入一组电压,且在供电回路中串入电流表进行监测。慢慢调高电源电压,听到继电器吸合声时,记下该吸合电压和吸合电流。为求准确,可以试多几次而求平均值。
4、测量释放电压和释放电流
也是像上述那样连接测试,当继电器发生吸合后,再逐渐降低供电电压,当听到继电器再次发生释放声音时,记下此时的电压和电流,亦可尝试多几次而取得平均的释放电压和释放电流。一般情况下,继电器的释放电压约在吸合电压的
10~50%,如果释放电压太小(小于1/10的吸合电压),则不能正常使用了,这样会对电路的稳定性造成威胁,工作不可靠。
四、继电器的电符号和触点形式
继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示,如果继电器有两个线圈,就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。继电器的触点有两种表示方法:一种是把它们直接画在长方框一侧,这种表示法较为直观。另一种是按照电路连接的需要,把各个触点分别画到各自的控制电路中,通常在同一继电器的触点与线圈旁分别标注上相同的文字符号,并将触点组编上号码,以示区别。继电器的触点有三种基本形式:
1.动合型(H型)线圈不通电时两触点是断开的,通电后,两个触点就闭合。以合字的拼音字头“H”表示。
2.动断型(D型)线圈不通电时两触点是闭合的,通电后两个触点就断开。用断字的拼音字头“D”表示。
3.转换型(Z型)这是触点组型。这种触点组共有三个触点,即中间是动触点,上下各一个静触点。线圈不通电时,动触点和其中一个静触点断开和另一个闭合,线圈通电后,动触点就移动,使原来断开的成闭合,原来闭合的成断开状态,达到转换的目的。这样的触点组称为转换触点。用“转”字的拼音字头“z”表示。
五、继电器的选用
1.先了解必要的条件:①控制电路的电源电压,能提供的最大电流;②被控制电路中的电压和电流;③被控电路需要几组、
什么形式的触点。选用继电器时,一般控制电路的电源电压可作为选用的依据。控制电路应能给继电器提供足够的工作电流,否则继电器吸合是不稳定的。
2.查阅有关资料确定使用条件后,可查找相关资料,找出需要的继电器的型号和规格号。若手头已有继电器,可依据资料核对是否可以利用。最后考虑尺寸是否合适。
3.注意器具的容积。若是用于一般用电器,除考虑机箱容积外,小型继电器主要考虑电路板安装布局。对于小型电器,如玩具、遥控装置则应选用超小型继电器产品。