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[资料分享] 单片机系统常用电子元器件知识简析

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发表于 2010-3-20 22:18 | 显示全部楼层 |阅读模式
电阻种类及特点简介
电阻,英文名resistance,通常缩写为R,它是导体的一种基本性质,与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律说,I=U/R,那么R=U/I,电阻的基本单位是欧姆,用希腊字母“Ω”表示,有这样的定义:导体上加上一伏特电压时,产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。事实上,“电阻”说的是一种性质,而通常在电子产品中所指的电阻,是指电阻器这样一种元件。师傅对徒弟说:“找一个100欧的电阻来!”,指的就是一个“电阻值”为100欧姆的电阻器,欧姆常简称为欧。表示电阻阻值的常用单位还有千欧(kΩ),兆欧(MΩ)。
一、电阻器的种类
    电阻器的种类有很多,通常分为三大类:固定电阻,可变电阻,特种电阻。在电子产品中,以固定电阻应用最多。而固定电阻以其制造材料又可分为好多类,但常用、常见的有RT型碳膜电阻、RJ型金属膜电阻、RX型线绕电阻,还有近年来开始广泛应用的片状电阻。型号命名很有规律,R代表电阻,T-碳膜,J-金属,X-线绕,是拼音的第一个字母。在国产老式的电子产品中,常可以看到外表涂覆绿漆的电阻,那就是RT型的。而红颜色的电阻,是RJ型的。一般老式电子产品中,以绿色的电阻居多。为什么呢?这涉及到产品成本的问题,因为金属膜电阻虽然精度高、温度特性好,但制造成本也高,而碳膜电阻特别价廉,而且能满足民用产品要求。
     电阻器当然也有功率之分。常见的是1/8瓦的“色环碳膜电阻”,它是电子产品和电子制作中用的最多的。当然在一些微型产品中,会用到1/16瓦的电阻,它的个头小多了。再者就是微型片状电阻,它是贴片元件家族的一员,以前多见于进口微型产品中,现在电子爱好者也可以买到了(做无线窃听器?)
二、电阻器的标识
    这些直接标注的电阻,在新买来的时候,很容易识别规格。可是在装配电子产品的时候,必须考虑到为以后检修的方便,把标注面朝向易于看到的地方。所以在弯脚的时候,要特别注意。在手工装配时,多这一道工序,不是什么大问题,但是自动生产线上的机器没有那么聪明。而且,电阻器元件越做越小,直接标注的标记难以看清。因此,国际上惯用“色环标注法”。事实上,“色环电阻”占据着电阻器元件的主流地位。“色环电阻”顾名思义,就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。有的是用4个色环表示,有的用5个。有区别么?是的。4环电阻,一般是碳膜电阻,用3个色环来表示阻值,用 1个色环表示误差。5环电阻一般是金属膜电阻,为更好地表示精度,用4个色环表示阻值,另一个色环也是表示误差。下表是色环电阻的颜色-数码对照表:
颜 色 有效数字 乘 数 允许偏差
黑 色 0 10的0次方   
棕 色 1 10的1次方 +/- 1%
红 色 2 10的2次方 +/- 2%
橙 色 3 10的3次方 -----
黄 色 4 10的4次方 -----
绿 色 5 10的5次方 +/- 0.5%
蓝 色 6 10的6次方 +/- 0.2%
紫 色 7 10的7次方 +/- 0.1%
灰 色 8 10的8次方 -----
白 色 9 10的9次方 +5~-20%
无 色 ----- ----- +/- 20%
银 色 ----- ----- +/- 10%
金 色 ----- ----- +/- 5%

    色环电阻的规则是最后一圈代表误差,对于四环电阻,前二环代表有效值,第三环代表乘上的次方数。不要怕,记住颜色和数码就行啦,其他的不用记。有一个秘诀:面对一个色环电阻,找出金色或银色的一端,并将它朝下,从头开始读色环。例如第一环是棕色的,第二环是黑色的,第三环是红色的,第四环是金色的,那么它的电阻值是1、0,第三环是添零的个数,这个电阻添2个零,所以它的实际阻值是1000Ω,即1kΩ。
三、可变电阻
    可变电阻又称为电位器,电子设备上的音量电位器就是个可变电阻。但是一般认为电位器都是可以被手动调节的,而可变电阻一般都较小,装在电路板上不经常调节。可变电阻有三个引脚,其中两个引脚之间的电阻值固定,并将该电阻值称为这个可变电阻的阻值。第三个引脚与任两个引脚间的电阻值可以随着轴臂的旋转而改变。这样,可以调节电路中的电压或电流,达到调节的效果。
四、特种电阻
    光敏电阻 是一种电阻值随外界光照强弱(明暗)变化而变化的元件,光越强阻值越小,光越弱阻值越大。其外形和电路符号如图2所示。如果把光敏电阻的两个引脚接在万用表的表笔上,用万用表的R×1k挡测量在不同的光照下光敏电阻的阻值:将光敏电阻从较暗的抽屉里移到阳光下或灯光上,万用表读数将会发生变化。在完全黑暗处,光敏电阻的阻值可达几兆欧以上(万用表指示电阻为无穷大,即指针不动),而在较强光线下,阻值可降到几千欧甚至1千欧以下。
? ? 利用这一特性,可以制作各种光控的小电路来。事实上街边的路灯大多是用光控开关自动控制的,其中一个重要的元器件就是光敏电阻(或者是光敏三级管,一种功能相似的带放大作用的半导体元件)。光敏电阻是在陶瓷基座上沉积一层硫化镉(CdS)膜后制成的, 实际上也是一种半导体元件。新村里声控楼道灯在白天不会点亮,也是因为光敏电阻在起作用。我们可以用它制作电子报晓鸡,清晨天亮时喔喔叫。
    热敏电阻是一个特殊的半导体器件,它的电阻值随着其表面温度的高低的变化而变化。它原本是为了使电子设备在不同的环境温度下正常工作而使用的,叫做温度补偿。新型的电脑主板都有CPU测温、超温报警功能,就是利用了的热敏电阻。
此帖出自单片机论坛

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:18 | 显示全部楼层
电容基础知识:电容器的种类
电容器由于电极的材质 介质和构造的不同 有许许多多的种类 同时由于新材质与介质的出现 市上也经常会出现一些新式的电容器所以电容器种类及其特性的辨认 实是一从事电路设计 装配及维护者所不可缺的知识。
由外形构造方面来看 电容器有固定容量的有可调容量的 有圆筒型有方块形 有饼状的也有灯泡形的 外型的辨认一般较为容易但有些内部的结构并无从由外观辨别 除非在封装体上有文字注记 又者 由于大部份电容器的生产均是供给装配厂商的生产使用 他们有一些特定的规格是难以在封体上全部加以注记的凡此 在业余使用的情形下 唯赖使用者综合自己对电容器的知识予以分析和选择 以下所举是一些常见的电容器的构造与特性。
3.1  油浸纸质电容 Oil impregnated Paper Capacitor
亦简称为纸质电容 它是以金属箔 多为铝箔 间以绝缘薄纸 再相间卷绕而成 绕成之后 先行真空干燥除去水份 再含浸绝缘油并予封装而成。
油浸纸质电容之容量稳定性极高 耐压通常亦在200 400或600V以上 没有极性 适合在交流状况下使用 在真空管机器中使用颇多 缺陷是单位容量之体积很大。
3.2  金属化纸质电容 Metallized Paper Capacitor
金属化 Metallized是近年所发展出来的一种技术 即在介质的一面以真空蒸着一层很薄的金属以代替传统中以金属箔片为电极的方法 金属化技术的好处是可以缩小单位容量的体积 并且当介质遭到意外击穿后 有自我恢复 Selfhealing作用。
金属化纸质电容的构造 是在绝缘纸上蒸着锌或其它金属后 再依油浸纸质电容之制法予以卷绕 干燥 浸油 封装而成 特性与纸质电容差不多但体积较小 此类电容之注记为。
3.3  陶瓷电容器 Ceramic Capacitor
以圆片状之陶瓷为介质 在两面镀上银离子 引线 封装而成。
由于陶瓷成份不同 通常所之见陶瓷电容有两类:
一 高介电率陶瓷电容器 High K Ceramic Capacitor即所用陶瓷之介质系数极高可在很小的面积内获得较高的电容量 但由于介电率的影响 容量误差可能较大 唯此类电容器因介质特性及非卷绕而成 有极佳之高频特性 是故通常使用于高频傍路电路中。
二 温度补偿用陶瓷电容 Temperature Compensating Ceramic Capacitor使用具温度补偿特性之陶瓷为介质 一般容量均不大 由数PF到数十PF并在顶端涂有红 黑 黄等颜色 以资鉴别其温度补偿特性 通常用于极高频电路之谐振或傍路。
3.4  聚乙酯膜电容器 Polyester Film Capacitor
通常称为Mylar电容 是常见的塑料薄膜电容之一 以一种Polyethylene   terephthalate ISO或简称为PET的聚乙酯类塑料薄胶薄膜为介质 并以金属箔为宿极间绕而成 有有感式和无感式两种绕法 是固态化电路中最常见的低容量电容 杂音指数低。
以大新 TSC制之PEF系列为例主要规范如次
工作温度 –40度到+85度
容量范围 0.001微法到0.47微法
容量误差 有J=正负5% K=正负10%及M=正负20%三级
工作电压 50 100V 200V 等三级
逸散因子 0.8%在25度到85度 1KHz时
3.5  金属化聚乙酯膜电容器 Metallized Polyester Film Capacitor
介质与 节所述之聚乙酯膜电容器相同 但不与金属箔间绕 而是以金属化技术蒸着铝或锌金属再卷绕而成 通常使用无感式绕法并有方型或圆筒或扁筒以及与聚乙酯电容相同等数种外形 容量则较大。
以下是大新制普通形 电容之主要规范:
容量范围 0.01微法到10微法
容量误差 有K=正负10%及M=正负20%二级
工作电压 100V 250 400V 630等
温度范围 -40度到+85度
逸散因子 1%
大新另有一替 MEE扁筒型 MET圆筒型 包装之金属化聚乙酯电容 规范与前者大约相同 两者主要用于AC电路 交连 傍路 高频滤波等。
3.6  聚苯乙烯膜电容器 Polystyrene Film Capacitor
聚苯乙烯简称为PS亦为塑料薄膜之一种 多与金属箔卷绕成筒状 小容量之高频电路应用较多。
以下是大新制 PSE卧式 及PSA 电容之主要规范:
工作温度 度到度
容量范围 到微法
容量误差 有正负正负正负及正负四级
电压范围 及等三级
逸散因子
值 容量小于 时最小为
3.7  聚丙烯膜电容器 Polypropylene Film Capacitor
简称为PP电容 由聚丙烯膜与金属箔间绕而成 有有感和无感式绕法两种特点与Mylar电容相近唯一般之耐压值略高。
大新制之PPN型电容即属此类 主要规范如下:
容量范围 0.001到0.47微法
容量误差 分J=正负5% K=正负10%及M=正负20%三级
适用电压 250V 400V 及630 三级
适用温度 -40度到+85度
逸散因子 0.1%
3.8  金属化聚丙烯膜电容器 Metallized Polypropylene Film Capacitor
以聚丙烯膜蒸着金属后 卷绕制成之电容 单位体积容量加大 且有自我恢愎作用。
3.9  云母电容器 Mica Capacitor
以云母为介质之电容器 因云母性脆不能卷绕 欲增加容量时 只能以层积法制造之 称为层积型云母电容 Stuck Mica Capacitor 其外形多为方块状。
另外 亦可在云母上涂上银化云母电容 其外型与塑料料电容近似 云母电容有极高的频率响应 常用于极高频电路中。
3.10  铝电解电容器 Aluminum Electrolytic Capacitor
利用高纯度的铝箔 先行腐蚀形成多孔性粗糙之表面 表面积扩展 而后实施电解使表面形成非导电的氧化膜 以此氧化膜为介质卷绕成之电容器。
电解电容器在单位体积内之容量较一般电容均大 主要是因为铝箔经腐蚀后 有效的表面积可扩张到10到50倍 而以氧化铝膜为介质 其介质系数亦较一般介质为高 在单位体积内能产生极大的电容对电路运用占有极大的优势 尤其在电源电路中 电容器的运用似非电解电容器莫属。
但是 相对地铝箔电解电容和其它质料的电容器相较 亦有它的缺点 例如:
内部损耗大:此主要是由于电解液所形成的电阻 加上相对于容量下铝箔及接点本身的电阻所形成 此内电阻 在等价电路上为串联电阻亦即影响逸散因子的因素。在大电流充放电时,可能会引致发热等现象。
静电容量误差大:因为电解电容器的大部分电容量是依靠铝箔表面凹凸不平的曲面及电解形成的氧化膜介质所形成,而此二者不管在进行处理或使用时,性质均不安定,使得许多电解质电容器的容量误差为标示值的-20%到+80%。为此项缺陷在电源电路中并无所影响。
漏电流大:主要是因为介质特性的关系,此在使用于交连等需要隔绝直流之处宜特别注意。
长期储存后,漏电流有增大及容量降低之倾向:此乃由于氧化铝膜长期浸渍在电解液中,使铝膜的介质特性劣化所致,但可于施加电压若干时间后恢复之。
3.12  铝固体电解电容
通常是以铝粉烧结成粒状物在经化成以半导体为介质形成阴极,阳极则仍用电解铝箔者,是为铝固体电解电容,单位容量之体积较大,一般很少见。
3.13  钽电解电容
采用高纯度之钽为阳极片,构造与电解电容器相似。但其阳极除采用与铝电解电容一般为铝箔外,近年来以多改用钽粉烧结,经化成形成介质面。由于阴极形成之不同,钽电解电容亦如铝电解电容一般,有湿式及固体两种,湿式者以强酸电解液为阴极,固体者以二氧化锰及碳粉并焊锡导出阴极。钽电解电容之信赖度,一般较铝电解电容为高,但其制造成本亦高。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:18 | 显示全部楼层
电感器特性及应用简介
电感器在电子制作中虽然使用得不是很多,但它们在电路中同样重要。我们认为电感器和电容器一样,也是一种储能元件,它能把电能转变为磁场能,并在磁场中储存能量。电感器用符号L表示,它的基本单位是亨利(H),常用毫亨(mH)为单位。它经常和电容器一起工作,构成LC滤波器、LC振荡器等。另外,人们还利用电感的特性,制造了阻流圈、变压器、继电器等。

    电感器的特性恰恰与电容的特性相反,它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。
     小小的收音机上就有不少电感线圈,几乎都是用漆包线绕成的空心线圈或在骨架磁芯、铁芯上绕制而成的。有天线线圈(它是用漆包线在磁棒上绕制而成的)、中频变压器(俗称中周)、输入输出变压器等等。
  变压器 是由铁芯和绕在绝缘骨架上的铜线圈线构成的。绝缘铜线绕在塑料骨架上,每个骨架需绕制输入和输出两组线圈。线圈中间用绝缘纸隔离。绕好后将许多铁芯薄片插在塑料骨架的中间。这样就能够使线圈的电感量显著增大。变压器利用电磁感应原理从它的一个绕组向另儿个绕组传输电能量。变压器在电路中具有重要的功能:耦合交流信号而阻隔直流信号,并可以改变输入输出的电压比;利用变压器使电路两端的阻抗得到良好匹配,以获得最大限度的传送信号功率。
    电力变压器就是把高压电变成民用市电,而我们的许多电器都是使用低压直流电源工作的,需要用电源变压器把220V交流市电变换成低压交流电,再通过二极管整流,电容器滤波,形成直流电供电器工作。电视机显象管需要上万伏的电压来工作,是由“行输出变压器”供给的。
   当然,电源变压器也有其不少缺点,例如功率与体积成正比,笨重、效率低等,现在正在被新型的“电子变压器”所取代。电子变压器一般是“开关电源”,电脑工作需要的几组电压就是开关电源供给的,彩电、显示器中更是无一例外地使用了开关电源。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:20 | 显示全部楼层
加速度传感器原理概述
    加速度传感器是用来将加速度这一物理信号转变成便于测量的电信号的测试仪器。差容式力平衡加速度传感器则把被测的加速度转换为电容器的电容量变化。实现这种功能的方法有变间隙,变面积,变介电常量三种,差容式力平衡加速度传感器利用变间隙,且用差动式的结构,它优点是结构简单,动态响应好,能实现无接触式测量,灵敏度好,分辨率强,能测量0.01um甚至更微小的位移,但是由于本身的电容量一般很小,仅几pF至几百pF,其容抗可高达几MΩ至几百MΩ,所以对绝缘电阻的要求较高,并且寄生电容(引线电容及仪器中各元器件与极板间电容等)不可忽视。近年来由于广泛应用集成电路,使电子线路紧靠传感器的极板,使寄生电容,非线性等缺点不断得到克服。
    差容式力平衡加速度传感器的机械部分紧靠电路板,把加速度的变化转变为电容中间极的位移变化,后续电路通过对位移的检测,输出一个对应的电压值,由此即可以求得加速度值。为保证传感器的正常工作.,加在电容两个极板的偏置电压必须由过零比较器的输出方波电压来提供。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:20 | 显示全部楼层
电子管简介
基本电子管一般有三个极,一个阴极(K)用来发射电子,一个阳极(A)用来吸收阴极所发射的电子,一个栅极(G)用来控制流到阳极的电子流量.阴极发射电子的基本条件是:阴极本身必须具有相当的热量,阴极又分两种,一种是直热式,它是由电流直接通过阴极使阴极发热而发射电子;另一种称旁热式阴极,其结构一般是一个空心金属管,管内装有绕成螺线形的灯丝,加上灯丝电压使灯丝发热从而使阴极发热而发射电子,现在日常用的多半是这种电子管(如图所示).由阴极发射出来的电子穿过栅极金属丝间的空隙而达到阳极,由于栅极比阳极离阴极近得多,因而改变栅极电位对阳极电流的影响比改变阳极电压时大得多,这就是三极管的放大作用.换句话说就是栅极电压对阳极电流的控制作用.我们用一个参数称跨导(S)来表示.另外还有一个参数μ来描述电子管的放大系数,它的意义是说明了栅极电压控制阳流的能力比阳极电压对阳流的作用大多少倍.
为了提高电子管的放大系数,在三极管的阳极和控制栅极之间另外加入一个栅极称之为帘栅极,而构成四极管,由于帘栅极具有比阴极高很多的正电压,因此也是一个能力很强的加速电极,它使得电子以更高的速度迅速到达阳极,这样控制栅极的控制作用变得更为显著.因此比三极管具有更大的放大系数.但是由于帘栅极对电子的加速作用,高速运动的电子打到阳极,这些高速电子的动能很大,将从阳极上打出所谓二次电子,这些二次电子有些将被帘栅吸收形成帘栅电流,使帘栅电流上升这会导致帘栅电压的下降,从而导致阳极电流的下降,为此四极管的放大系数受到一定而限制.
为了解决上述矛盾,在四极管帘栅极外的两侧再加入一对与阴极相连的集射极,由于集射极的电位与阴极相同,所以对电子有排斥作用,使得电子在通过帘栅极之后在集射极的作用下按一定方向前进并形成扁形射束,这扁形电子射束的电子密度很大,从而形成了一个低压区,从阳极上打出来的二次电子受到这个低压区的排斥作用而被推回到阳极,从而使帘栅电流大大减少,电子管的放大能力得而加强.这种电子管我们称为束射四极管,束射四极管不但放大系数较三极管为高,而且其阳极面积较大,允许通过较大的电流,因此现在的功放机常用到它作为功率放大.

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:21 | 显示全部楼层
光电编码器  
光电编码器,是一种通过光电转换将输出轴上的机械几何位移量转换成脉冲或数字量的传感器。这是目前应用最多的传感器,光电编码器是由光栅盘和光电检测装置组成。光栅盘是在一定直径的圆板上等分地开通若干个长方形孔。由于光电码盘与电动机同轴,电动机旋转时,光栅盘与电动机同速旋转,经发光二极管等电子元件组成的检测装置检测输出若干脉冲信号,通过计算每秒光电编码器输出脉冲的个数就能反映当前电动机的转速。此外,为判断旋转方向,码盘还可提供相位相差90º的两路脉冲信号。

  根据检测原理,编码器可分为光学式、磁式、感应式和电容式。根据其刻度方法及信号输出形式,可分为增量式、绝对式以及混合式三种。(REP)

  1.1增量式编码器

  增量式编码器是直接利用光电转换原理输出三组方波脉冲A、B和Z相;A、B两组脉冲相位差90º,从而可方便地判断出旋转方向,而Z相为每转一个脉冲,用于基准点定位。它的优点是原理构造简单,机械平均寿命可在几万小时以上,抗干扰能力强,可靠性高,适合于长距离传输。其缺点是无法输出轴转动的绝对位置信息。

  1.2绝对式编码器

  绝对编码器是直接输出数字量的传感器,在它的圆形码盘上沿径向有若干同心码道,每条道上由透光和不透光的扇形区相间组成,相邻码道的扇区数目是双倍关系,码盘上的码道数就是它的二进制数码的位数,在码盘的一侧是光源,另一侧对应每一码道有一光敏元件;当码盘处于不同位置时,各光敏元件根据受光照与否转换出相应的电平信号,形成二进制数。这种编码器的特点是不要计数器,在转轴的任意位置都可 读出一个固定的与位置相对应的数字码。显然,码道越多,分辨率就越高,对于一个具有 N位二进制分辨率的编码器,其码盘必须有N条码道。

  绝对式编码器是利用自然二进制或循环二进制(葛莱码)方式进行光电转换的。绝对式编码器与增量式编码器不同之处在于圆盘上透光、不透光的线条图形,绝对编码器可有若干编码,根据读出码盘上的编码,检测绝对位置。编码的设计可采用二进制码、循环码、二进制补码等。它的特点是:

  1.2.1可以直接读出角度坐标的绝对值;

  1.2.2没有累积误差;

  1.2.3电源切除后位置信息不会丢失。但是分辨率是由二进制的位数来决定的,也就是说精度取决于位数,目前有10位、14位等多种。

  1.3混合式绝对值编码器

  混合式绝对值编码器,它输出两组信息:一组信息用于检测磁极位置,带有绝对信息功能;另一组则完全同增量式编码器的输出信息。

  光电编码器是一种角度(角速度)检测装置,它将输入给轴的角度量,利用光电转换原理 转换成相应的电脉冲或数字量,具有体积小,精度高,工作可靠,接口数字化等优点。它广泛应用于数控机床、回转台、伺服传动、机器人、雷达、军事目标测定等需要检测角度的装置和设备中。

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热电阻是中低温区最常用的一种温度检测器。它的主要特点是测量精度高,性能稳定。其中铂热是阻的测量精确度是最高的,它不仅广泛应用于工业测温,而且被制成标准的基准仪。
1.热电阻测温原理及材料
  热电阻测温是基于金属导体的电阻值随温度的增加而增加这一特性来进行温度测量的。
热电阻大都由纯金属材料制成,目前应用最多的是铂和铜,此外,现在已开始采用甸、镍、锰和铑等材料制造热电阻。
2.热电阻的结构
(1)精通型热电阻 工业常用热电阻感温元件(电阻体)的结构及特点见表2-1-11。从热电阻的测温原理可知,被测温度的变化是直接通过热电阻阻值的变化来测量的,因此,热电阻体的引出线等各种导线电阻的变化会给温度测量带来影响。为消除引线电阻的影响同般采用三线制或四线制,有关具体内容参见本篇第三章第一节.
(2)铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,如图2-1-7所示,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。
与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。
(3)端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面,其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
(4)隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影响而发生的爆炸局限在接线盒内,生产现场不会引超爆炸。隔爆型热电阻可用于Bla~B3c级区内具有爆炸危险场所的温度测量。
3.热电阻测温系统的组成
 热电阻测温系统一般由热电阻、连接导线和显示仪表等组成。必须注意以下两点:
①热电阻和显示仪表的分度号必须一致
②为了消除连接导线电阻变化的影响,必须采用三线制接法。具体内容参见本篇第三章。
(2)铠装热电阻 铠装热电阻是由感温元件(电阻体)、引线、绝缘材料、不锈钢套管组合而成的坚实体,如图2-1-7所示,它的外径一般为φ2~φ8mm,最小可达φmm。
与普通型热电阻相比,它有下列优点:①体积小,内部无空气隙,热惯性上,测量滞后小;②机械性能好、耐振,抗冲击;③能弯曲,便于安装④使用寿命长。
(3)端面热电阻 端面热电阻感温元件由特殊处理的电阻丝材绕制,紧贴在温度计端面,其结构如图2-1-8所示。它与一般轴向热电阻相比,能更正确和快速地反映被测端面的实际温度,适用于测量轴瓦和其他机件的端面温度。
(4)隔爆型热电阻 隔爆型热电阻通过特殊结构的接线盒,把其外壳内部爆炸性混合气体因受到火花或电弧等影
  电阻体的断路修理必然要改变电阻丝的长短而影响电阻值,为此更换新的电阻体为好,若采用焊接修理,焊后要校验合格后才能使用。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:22 | 显示全部楼层
蜂鸣器基础知识
(一)蜂鸣器的结构原理
1.压电式蜂鸣器 压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片、阻抗匹配器及共鸣箱、外壳等组成。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有发光二极管。
多谐振荡器由晶体管或集成电路构成。当接通电源后(1.5~15V直流工作电压),多谐振荡器起振,输出1.5~2.5kHZ的音频信号,阻抗匹配器推动压电蜂鸣片发声。
压电蜂鸣片由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成。在陶瓷片的两面镀上银电极,经极化和老化处理后,再与黄铜片或不锈钢片粘在一起。
2.电磁式蜂鸣器 电磁式蜂鸣器由振荡器、电磁线圈、磁铁、振动膜片及外壳等组成。
接通电源后,振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈,使电磁线圈产生磁场。振动膜片在电磁线圈和磁铁的相互作用下,周期性地振动发声。
(二)蜂鸣器作用及分类
1.蜂鸣器的作用 蜂鸣器是一种一体化结构的电子讯响器,采用直流电压供电,广泛应用于计算机、打印机、复印机、报警器、电子玩具、汽车电子设备、电话机、定时器等电子产品中作发声器件。
2.蜂鸣器的分类 蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。
3.蜂鸣器的电路图形符号 蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”(旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等)表示。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:22 | 显示全部楼层
温度补偿晶体振荡器相关参数及术语介绍
      标称频率:振荡器输出的中心频率或频率的标称值.
      频率准确度:振荡器输出频率在室温(25°C± 2°C)下相对于标称频率的偏差.
      频率范围:某种规格的振荡器所能产生频率的频带范围.
      频率稳定度:在指定温度范围内振荡器输出频率相对于25°C时测量值的最大允许频率偏差.
      工作温度范围:能够保证振荡器输出频率及其他各种特性符合指标的温度范围。
      老化:在确定时间内输出频率的相对变化.
      电源电压:加在振荡器电源端(Vcc)的能够使振荡器正常工作的电压
      电源电流:流过振荡器电源端(Vcc)的总电流.
      高电平电压(VOH):在合适负载下振荡器输出高电平所允许的最小电压
      低电平电压(VOL):在合适负载下振荡器输出低电平所允许的最大电压
      占空比:反映输出波形的对称性,也就是,在一个周期内,高电平与低电平所占比例之比。
      上升时间(Tr):方波从低电平转变为高电平的时间。
      下降时间(Tf):方波从高电平转变为低电平的时间。
      相位噪声:用于表述振荡器的短期频率波动,通常定义为载波发生某一频率偏移时在1Hz带宽内的单边带功率密度,单位为dBc/Hz。
     HCMOS/TTL 兼容:设计振荡器使之既能驱动TTL负载,又能驱动HCMOSL负载,同时维持最小的HCMOS逻辑高电平.
      扇出:描述振荡器带负载的能力,表示一个输出能带负载的数目,可用一个等效负载电容CL表示,或者用一个由二极管、负载电阻及一个电容组成的TTL负载电路表示。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:23 | 显示全部楼层
晶振的主要参数介绍
石英晶体谐振器(简称晶振)的主要性能指标有:频率精度即调整频差、频率温度特性、等效电阻以及机械性能、耐气候性能等。
1.频率温度特性:石英谐振器产生的频率虽然很稳定但也受温度的影响。即石英谐振器具有其频率随温度变化而变化的特性。频率温度特性的好坏一般用温度频差的大小表示。
2.温度频差:在规定条件下,某温度范围内的工作频率相对于基准温度时工作频率的最大偏离值。
3.调整频差:在规定条件下,基准温度时的工作频率相对于标称频率的最大偏离值。
4.总频差:在规定条件下,工作温度范围内的工作频率相对于标称频率的最大偏离值。
5.基准温度:测量石英谐振器参数时指定的环境温度。恒温谐振器一般为工作温度范围的中心点:非恒温度谐振器为 25±2° C。
6.工作温度:技术条件中规定的一种环境温度范围。在该温度范围内,石英谐振器的性能应满足技术要求。
7.谐振电阻:在规定条件下石英谐振器在谐振频率时的等效电阻。通常可近似视为动态电阻R1。
8.负载谐振电阻:在规定条件下,石英谐振器和负载电容串联,在负载谐振频率时的等效电阻RL。
9.负载电容:从石英谐振器插脚两端向振荡电路方向看进出的全部有效电容为该振荡器加给石英谐振器的负载电容。它和谐振器一起决定振荡器的工作频率。
10.激励电平:石英谐振器工作时消耗的有效功率,常用标准值有:0.1;0.5;1;2;4mw.激励电平大,容易起振,但频率老化率加在,激励太强时甚至使石英片破碎。降低激励,频率老化可以改善,但激励太弱时频率瞬稳变差甚至不起振。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:23 | 显示全部楼层
滤波器的主要参数
( 1)通带增益A0:滤波器通带内的电压放大倍数。
( 2)特征角频率 和特征频率fn:它只与滤波用的电阻和电容元件的参数有关,通常

对于带通(带阻)滤波器,称为带通(带阻)滤波器的中心角频率 或中心频率f0,是 通带(阻带)内电压增益最大(最小)点的频率。
( 3)截止角频率 和截止频率f0:它是电压增益下降到 (即)时所对应的角频率。必须注意 不一定等于 。带通和带阻滤波器有两个 ,即 和 。
( 4)通带(阻带)宽度BW:它是带通(带阻)滤波器的两个 之差值,即

( 5)等效品质因数Q:对低通和高通滤波器而言,Q值等于 时滤波器电路电压增益的模与通带增益之比,即 ;对带通(带阻)滤波器而言,Q值等于中心角频率与通带(阻带)宽度BW之比,即

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:24 | 显示全部楼层
电位器知识

  电位器是由一个电阻体和一个转动或者滑动系统组成的。在家用电器和其他电子设备电路中,电位器的作用是用来分压,分流和用来作为变阻器。在收音机,VCD,DVD,随身听中常用来控制音量的大小,有的兼做开关之用!电位器在电路中如作为分压器,它是一个四端电子元件,当作为变阻器使用时,它是一个两端电子元件。电位器在电路中用字母“RP”表示。
电位器的单位
  电位器的单位和电阻器一样
电位器的图形符号
00.jpg
01.jpg
电位器的主要参数
  电位器的主要参数有:标称阻值,额定功率,分辨率,滑动噪声,阻值变化率,耐磨性,零位电阻,温度系数等等。
  标称阻值是电位器上面标注的阻值!
  额定功率是指它在直流或交流电路中,当大气压为87-107KPa,在规定的额定温度下,长期连续负荷所允许消耗的最大功率。
  分辨率也称分辨力,是指电位器在电路工作中转动时输出的电压变动量与输出电压的比值为分辨率。
  滑动噪声是指当电位器在外加电压的作用下,其接触点在电阻上滑动时,产生的电噪声称为电位器的动噪声。动噪声是滑动噪声的主要参数之一。
  阻值变化率是指其阻值随滑动接触点旋转角度或滑动行程之间的变化关系。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:24 | 显示全部楼层
传感器基本知识
一、什么叫传感器?传感器的定义
  国家标准GB7665-87对传感器下的定义是:“能感受规定的被测量并按照一定的规律转换成可用信号的器件或装置,通常由敏感元件和转换元件组成”。传感器是一种检测装置,能感受到被测量的信息,并能将检测感受到的信息,按一定规律变换成为电信号或其他所需形式的信息输出,以满足信息的传输、处理、存储、显示、记录和控制等要求。它是实现自动检测和自动控制的首要环节。
二、传感器的分类
  目前对传感器尚无一个统一的分类方法,但比较常用的有如下三种:
  1、按传感器的物理量分类,可分为位移、力、速度、温度、流量、气体成份等传感器
  2、按传感器工作原理分类,可分为电阻、电容、电感、电压、霍尔、光电、光栅、热电偶等传感器。
  3、按传感器输出信号的性质分类,可分为:输出为开关量(“1”和"0”或“开”和“关”)的开关型传感器;输出为模拟型传感器;输出为脉冲或代码的数字型传感器。
三、传感器的静态特性
  传感器的静态特性是指对静态的输入信号,传感器的输出量与输入量之间所具有相互关系。因为这时输入量和输出量都和时间无关,所以它们之间的关系,即传感器的静态特性可用一个不含时间变量的代数方程,或以输入量作横坐标,把与其对应的输出量作纵坐标而画出的特性曲线来描述。表征传感器静态特性的主要参数有:线性度、灵敏度、分辨力和迟滞等。
四、传感器的动态特性
  所谓动态特性,是指传感器在输入变化时,它的输出的特性。在实际工作中,传感器的动态特性常用它对某些标准输入信号的响应来表示。这是因为传感器对标准输入信号的响应容易用实验方法求得,并且它对标准输入信号的响应与它对任意输入信号的响应之间存在一定的关系,往往知道了前者就能推定后者。最常用的标准输入信号有阶跃信号和正弦信号两种,所以传感器的动态特性也常用阶跃响应和频率响应来表示。
五、传感器的线性度
  通常情况下,传感器的实际静态特性输出是条曲线而非直线。在实际工作中,为使仪表具有均匀刻度的读数,常用一条拟合直线近似地代表实际的特性曲线、线性度(非线性误差)就是这个近似程度的一个性能指标。
  拟合直线的选取有多种方法。如将零输入和满量程输出点相连的理论直线作为拟合直线;或将与特性曲线上各点偏差的平方和为最小的理论直线作为拟合直线,此拟合直线称为最小二乘法拟合直线。
六、传感器的灵敏度
  灵敏度是指传感器在稳态工作情况下输出量变化△y对输入量变化△x的比值。它是输出一输入特性曲线的斜率。如果传感器的输出和输入之间显线性关系,则灵敏度S是一个常数。否则,它将随输入量的变化而变化。
  灵敏度的量纲是输出、输入量的量纲之比。例如,某位移传感器,在位移变化1mm时,输出电压变化为200mV,则其灵敏度应表示为200mV/mm。
  当传感器的输出、输入量的量纲相同时,灵敏度可理解为放大倍数。
  提高灵敏度,可得到较高的测量精度。但灵敏度愈高,测量范围愈窄,稳定性也往往愈差。

七、传感器的分辨力
  分辨力是指传感器可能感受到的被测量的最小变化的能力。也就是说,如果输入量从某一非零值缓慢地变化。当输入变化值未超过某一数值时,传感器的输出不会发生变化,即传感器对此输入量的变化是分辨不出来的。只有当输入量的变化超过分辨力时,其输出才会发生变化。
  通常传感器在满量程范围内各点的分辨力并不相同,因此常用满量程中能使输出量产生阶跃变化的输入量中的最大变化值作为衡量分辨力的指标。上述指标若用满量程的百分比表示,则称为分辨率。
八、电阻式传感器
  电阻式传感器是将被测量,如位移、形变、力、加速度、湿度、温度等这些物理量转换式成电阻值这样的一种器件。主要有电阻应变式、压阻式、热电阻、热敏、气敏、湿敏等电阻式传感器件。
九、电阻应变式传感器
  传感器中的电阻应变片具有金属的应变效应,即在外力作用下产生机械形变,从而使电阻值随之发生相应的变化。电阻应变片主要有金属和半导体两类,金属应变片有金属丝式、箔式、薄膜式之分。半导体应变片具有灵敏度高(通常是丝式、箔式的几十倍)、横向效应小等优点。
十、压阻式传感器
  压阻式传感器是根据半导体材料的压阻效应在半导体材料的基片上经扩散电阻而制成的器件。其基片可直接作为测量传感元件,扩散电阻在基片内接成电桥形式。当基片受到外力作用而产生形变时,各电阻值将发生变化,电桥就会产生相应的不平衡输出。
  用作压阻式传感器的基片(或称膜片)材料主要为硅片和锗片,硅片为敏感 材料而制成的硅压阻传感器越来越受到人们的重视,尤其是以测量压力和速度的固态压阻式传感器应用最为普遍。
十一、热电阻传感器
  热电阻传感器主要是利用电阻值随温度变化而变化这一特性来测量温度及与温度有关的参数。在温度检测精度要求比较高的场合,这种传感器比较适用。目前较为广泛的热电阻材料为铂、铜、镍等,它们具有电阻温度系数大、线性好、性能稳定、使用温度范围宽、加工容易等特点。用于测量-200℃~+500℃范围内的温度。
十二、传感器的迟滞特性
  迟滞特性表征传感器在正向(输入量增大)和反向(输入量减小)行程间输出-一输入特性曲线不一致的程度,通常用这两条曲线之间的最大差值△MAX与满量程输出F·S的百分比表示。
  迟滞可由传感器内部元件存在能量的吸收造成。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:25 | 显示全部楼层
什么叫TRIAC?双向可控硅命名方法  
            双向可控硅为什么称为“TRIAC”?
                      三端:TRIode(取前三个字母)
            交流半导体开关:ACsemiconductor switch
                           (取前两个字母)
            以上两组名词组合成“TRIAC”
            中文译意“三端双向可控硅开关”。
            由此可见“TRIAC”是双向可控硅的统称。
            -------------------------------------
            双 向:Bi-directional(取第一个字母)
            控 制:Controlled    (取第一个字母)
            整流器:Rectifier     (取第一个字母)
            再由这三组英文名词的首个字母组合而成:“BCR”
            中文译意:双向可控硅。
            以“BCR”来命名双向可控硅的典型厂家如日本三菱,
            如:BCR1AM-12、BCR8KM、BCR08AM等等。
            --------------------------------------
            双 向:Bi-directional (取第一个字母)
            三 端:Triode         (取第一个字母)
            由以上两组单词组合成“BT”,也是对双向可控硅产品的型号命名,典型的生产商如:
            意法ST公司、荷兰飞利浦-Philips公司,均以此来命名双向可控硅.
            代表型号如:PHILIPS 的
            BT131-600D、BT134-600E、BT136-600E、BT138-600E、BT139-600E、、
            等等。这些都是四象限/非绝缘型/双向可控硅;
            Philips公司的产品型号前缀为“BTA”字头的,通常是指三象限的双向可控硅。
            而意法ST公司,则以“BT”字母为前缀来命名元件的型号,
            并且在“BT”后加“A”或“B”来表示绝缘与非绝缘。
            组合成:“BTA”、“BTB”系列的双向可控硅型号,如:
            四象限/绝缘型/双向可控硅:BTA06-600C、BTA12-600B、BTA16-600B、BTA41-600B 等等;
            四象限/非绝缘/双向可控硅:BTB06-600C、BTB12-600B、BTB16-600B、BTB41-600B 等等;
            ST公司所有产品型号的后缀字母(型号最后一个字母)带“W”的,均为“三象限双向可控硅”。
            如“BW”、“CW”、“SW”、“TW”;
            代表型号如:BTB12-600BW、BTA26-700CW、BTA08-600SW、、、、等等。
            至于型号后缀字母的触发电流,各个厂家的代表含义如下:
            PHILIPS公司:D=5mA,E=10mA,C=15mA,F=25mA,G=50mA,R=200uA或5mA,
                         型号没有后缀字母之触发电流,通常为25-35mA;
            PHILIPS公司的触发电流代表字母没有统一的定义,以产品的封装不同而不同。
            意法 ST公司:TW=5mA,SW=10mA,CW=35mA,BW=50mA,C=25mA,B=50mA,H=15mA,T=15mA,
            注意:以上触发电流均有一个上下起始误差范围,产品PDF文件中均有详细说明
            一般分为最小值/典型值/最大值,而非“=”一个参数值。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:25 | 显示全部楼层
什么叫SCR?单向可控硅的命名方法
        单向可控硅为什么叫做“SCR”?有两种命名可以解释:
        首先,我们看看有关半导体相关的名词:
            半导体:Semiconductor (第一个字母为S)
            控 制:Controlled    (第一个字母为C)
            整流器:Rectifier     (第一个字母为R)
            以上三组英文单词的第一个英文字母分别为:
            S、C、R,组合成“SCR”,
            综合以上半导体名词的中文译意为:
            半导体控制整流器。
            又:半导体是硅晶元的代名
            硅:Silicon
            控制:Controlled
            整流器:Rectifier。
          这三组英文单词的第一个英文字母也组合成:“SCR”,中文译意为:硅可控整流器。
         因此,硅可控整流器、也有人叫做可控硅整流器。也就是我们平常所说的“可控硅”了。
         SCR”是单向可控硅的统称。
         在这个命名前提下,各个生产商有其自己产品命名方式:
         最早的MOTOROLA(摩托罗拉半导体)公司取第一个字母“M”代表其摩托罗拉,“CR”代表单向,因而组合成单向可控硅“MCR”的第一代命名,代表型号:MCR100-6、MCR100-8、MCR22-6、MCR16M、MCR25M等等。
          PHILIPS(飞利浦)公司则沿袭了BT字母来对单向可控硅的命名,如:BT145-500R、BT148-500R、BT149D、BT150-500R、BT151-500R,BT152-500R、BT169D、BT258-600R等等。               
         日本三菱公司(现瑞萨科技)在单向可控硅器件命名上,则去掉了“SCR”的第一个字母“S”,以“CR”直接命名,代表型号:CR02AM、CR03AM等等。              
         ST-意法半导体公司对单向可控硅的命名,型号前缀字母则以:X、P、TN、TYN、TS、BTW来命名单向可控硅产品,如X0405MF、P0102MA、TYN412、TYN812、TYN825、BTW67-600、BTW69-1200等等。               
         美国泰科(TECCOR)以型号前缀字母“S”来对单向可控硅命名,例如:S8065K、S6006D、S8008L、S8025L等等。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:26 | 显示全部楼层
场效应管基础知识介绍
一、场效应三极管的型号命名方法
  第二种命名方法是CS××#,CS代表场效应管,××以数字代表型号的序号,#用字母代表同一型号中的不同规格。例如CS14A、CS45G等。
二、场效应管的参数
1、I DSS — 饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,栅极电压U GS=0时的漏源电流。
2、UP — 夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中,使漏源间刚截止时的栅极电压。
3、UT — 开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中,使漏源间刚导通时的栅极电压。
4、gM — 跨导。是表示栅源电压U GS — 对漏极电流I D的控制能力,即漏极电流I D变化量与栅源电压UGS变化量的比值。gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数。
5、BUDS — 漏源击穿电压。是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数,加在场效应管上的工作电压必须小于BUDS。
6、PDSM — 最大耗散功率。也是一项极限参数,是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时,场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。
7、IDSM — 最大漏源电流。是一项极限参数,是指场效应管正常工作时,漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM
几种常用的场效应三极管的主要参数
02.gif

三、场效应管的分类
  按沟道半导体材料的不同,结型和绝缘栅型各分沟道和P沟道两种。若按导电方式来划分,场效应管又可分成耗尽型与增强型。结型场效应管均为耗尽型,绝缘栅型场效应管既有耗尽型的,也有增强型的。
  场效应晶体管可分为结场效应晶体管和MOS场效应晶体管。而MOS场效应晶体管又分为N沟耗尽型和增强型;P沟耗尽型和增强型四大类。见下图。
03.gif
四、场效应管的作用
2、场效应管很高的输入阻抗非常适合作阻抗变换。常用于多级放大器的输入级作阻抗变换。
3、场效应管可以用作可变电阻。
4、场效应管可以方便地用作恒流源。
5、场效应管可以用作电子开关。
五、场效应管的测试
1、结型场效应管的管脚识别:
  场效应管的栅极相当于晶体管的基极,源极和漏极分别对应于晶体管的发射极和集电极。将万用表置于R×1k档,用两表笔分别测量每两个管脚间的正、反向电阻。当某两个管脚间的正、反向电阻相等,均为数KΩ时,则这两个管脚为漏极D和源极S(可互换),余下的一个管脚即为栅极G。对于有4个管脚的结型场效应管,另外一极是屏蔽极(使用中接地)。
2、判定栅极
  用万用表黑表笔碰触管子的一个电极,红表笔分别碰触另外两个电极。若两次测出的阻值都很小,说明均是正向电阻,该管属于N沟道场效应管,黑表笔接的也是栅极。
  制造工艺决定了场效应管的源极和漏极是对称的,可以互换使用,并不影响电路的正常工作,所以不必加以区分。源极与漏极间的电阻约为几千欧。
  注意不能用此法判定绝缘栅型场效应管的栅极。因为这种管子的输入电阻极高,栅源间的极间电容又很小,测量时只要有少量的电荷,就可在极间电容上形成很高的电压,容易将管子损坏。
3、估测场效应管的放大能力
  将万用表拨到R×100档,红表笔接源极S,黑表笔接漏极D,相当于给场效应管加上1.5V的电源电压。这时表针指示出的是D-S极间电阻值。然后用手指捏栅极G,将人体的感应电压作为输入信号加到栅极上。由于管子的放大作用,UDS和ID都将发生变化,也相当于D-S极间电阻发生变化,可观察到表针有较大幅度的摆动。如果手捏栅极时表针摆动很小,说明管子的放大能力较弱;若表针不动,说明管子已经损坏。
  由于人体感应的50Hz交流电压较高,而不同的场效应管用电阻档测量时的工作点可能不同,因此用手捏栅极时表针可能向右摆动,也可能向左摆动。少数的管子RDS减小,使表针向右摆动,多数管子的RDS增大,表针向左摆动。无论表针的摆动方向如何,只要能有明显地摆动,就说明管子具有放大能力。
    本方法也适用于测MOS管。为了保护MOS场效应管,必须用手握住螺钉旋具绝缘柄,用金属杆去碰栅极,以防止人体感应电荷直接加到栅极上,将管子损坏。
  MOS管每次测量完毕,G-S结电容上会充有少量电荷,建立起电压UGS,再接着测时表针可能不动,此时将G-S极间短路一下即可。

   目前常用的结型场效应管和MOS型绝缘栅场效应管的管脚顺序如下图所示。

04.gif

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:27 | 显示全部楼层
二极管知识简介
一、二极管的工作原理
    晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于p-n 结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。
    当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。
    当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。
当外加的反向电压高到一定程度时,p-n结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。
二、二极管的类型
    二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。
    面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。
    平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。
三、二极管的导电特性
    二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正向特性和反向特性。
1.正向特性
    在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置。必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)以后,二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二极管的“正向压降”。
2.反向特性
    在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。
四、二极管的主要参数
    用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标,称为二极管的参数。不同类型的二极管有不同的特性参数。
1、 最大整流电流IF
    是指管子长期运行时,允许通过的最大正向平均电流。因为电流通过PN结要引起管子发热,电流太大,发热量超过限度,就会使PN结烧坏。
2、额定正向工作电流
是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热,温度上升,温度超过容许限度(硅管为140左右,锗管为90左右)时,就会使管芯过热而损坏。所以,二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。
3、最高反向工作电压
    加在二极管两端的反向电压高到一定值时,会将管子击穿,失去单向导电能力。为了保证使用安全,规定了最高反向工作电压值。反向击穿电压 VBR指管子反向击穿时的电压值。击穿时,反向电流剧增,二极管的单向导电性被破坏,甚至因过热而烧坏。一般手册上给出的最高反向工作电压约为击穿电压的一半,以确保管子安全运行。
4、反向电流IR
反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下,管子末击穿时流过二极管的反向电流。反向电流越小,管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系,大约温度每升高10,反向电流增大一倍。由于温度增加,反向电流会急剧增加,所以在使用二极管时要注意温度的影响。
5、极间电容 CJ:二极管的极间电容包括势垒电容和扩散电容,在高频运用时必须考虑结电容的影响。二极管不同的工作状态,其极间电容产生的影响效果也不同。
  二极管的参数是正确使用二极管的依据,一般半导体器件手册中都给出不同型号管子参数。使用时,应特别注意不要超过最大整流电流和最高反向工作电压,否则将容易损坏管子。
五、测试二极管的好坏
    初学者在业余条件下可以使用万用表测试二极管性能的好坏。测试前先把万用表的转换开关拨到欧姆档的RX1K档位(注意不要使用RX1档,以免电流过大烧坏二极管),再将红、黑两根表笔短路,进行欧姆调零。
1、正向特性测试
    把万用表的黑表笔(表内正极)搭触二极管的正极,红表笔(表内负极)搭触二极管的负极。若表针不摆到0值而是停在标度盘的中间,这时的阻值就是二极管的正向电阻,一般正向电阻越小越好。若正向电阻为0值,说明管芯短路损坏,若正向电阻接近无穷大值,说明管芯断路。短路和断路的管子都不能使用。
2、反向特性测试
    把万且表的红表笔搭触二极管的正极,黑表笔搭触二极管的负极,若表针指在无穷大值或接近无穷大值,管子就是合格的。
六、二极管的应用
1、整流二极管
    利用二极管单向导电性,可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。
2、开关元件
    二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。
3、限幅元件
    二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V)。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。
4、继流二极管
    在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。
5、检波二极管
    在收音机中起检波作用。
6、变容二极管
    使用于电视机的高频头中。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:27 | 显示全部楼层
电声器件基础知识
电声器件是指电和声相互转换的器件,它是利用电磁感应、静电感应或压电效应等来完成电声转换的,包括扬声器,耳机,传声器,唱头等。
一、型号命名方法
    型号命名的组成项目和排列次序
扬声器:主称-分类-幅射形式-形状-功率-序号
传声器:主称-分类-等级-序号
送、受话器:主称-分类-序号-阻抗
话筒、耳机:主称-序号-阻抗
组合件:主称-序号-组合形式
主称中名称与代表符号对应关系:扬声器-Y、扬声器组-YZ、传诗歌吧、传声器-C、传声器组-CZ、送话器-O、受话器-S、花筒-H、耳机-E、耳机花筒组-EH。
分类中名称与代表符号对应关系:电磁式-C、电动、动圈式-D、压电式-Y、静电、电容式-R、碳粒式-T、铝带式-A、接触式-J、压差式-C、压强式-不表示。
辐射形式、形状、用途中名称与代表符号对应关系:号筒式-H、椭圆式-T、圆形-不表示、耳塞式-S、飞机用通话帽-F、坦克用通话帽-T、舰艇用通话帽-J、一般工作用通话帽-G.
二、扬声器分类
    扬声器是把音频电流转换成声音的电声器件,扬声器俗称喇叭,种类很多。
按能量方式分类:电动(动圈)扬声器、电磁扬声器、静电(电容)扬声器、压电
                                (晶体)扬声器、放电(离子)扬声器。
按辐射方式分类:纸盆(直接辐射式)扬声器、号筒(间接辐射式)扬声器。
按振膜形式分类:纸盆扬声器、球顶形扬声器、带式扬声器、平板驱动式扬声器。
按组成方式分类:单纸盆扬声器、组合纸盆扬声器、组合号筒扬声器、同轴复合扬
                                声器。
按 用 途 分 类:高保真(家庭用)扬声器、监听扬声器、扩音用扬声器、乐器用
                                扬声器、接收机用小型扬声器、水中用扬声器。
按 外 型 分 类:圆形扬声器、椭圆形扬声器、圆筒形扬声器、矩形扬声器.
三、扬声器主要特性参数
1、标称功率
    标称功率又称额定功率或不失真功率,它是非线性失真不超过标准规范条件(一般不超过7-10%)下的最大输入功率。扬声器在这一正常功率下长期工作不应损坏。
2、标称阻抗
    制造厂产品标准所规定的阻抗值,在该阻抗上扬声器可获得最大功率。
3、共振频率
    扬声器的输入阻抗是随频率而变化的,扬声器在低频单某一频率处,输入阻抗追最大,这一频率称为共振频率fo,共振频率与扬声器的振动系统有关,振动系统质量越大,纸盆折环、定心支片愈柔软,其共振频率就愈低。
4、灵敏度
    当输入扬声器的功率为1W时,在轴线上一米处测出的平均声压。
5、指向性
    扬声器在不同方向上声辐射本领是不同的,表示这种性能的指标叫辐射指向性,指向性与频率有关,扬声器的辐射指向性随频率升高而增强,一般在250-300Hz以下,没有明显的指向性.

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:30 | 显示全部楼层
发光二极管工作原理、特性及应用
半导体发光器件包括半导体发光二极管(简称LED)、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏(简称矩阵管)等。事实上,数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。
一、 半导体发光二极管工作原理、特性及应用
(一)LED发光原理
??发光二极管是由Ⅲ-Ⅳ族化合物,如GaAs(砷化镓)、GaP(磷化镓)、GaAsP(磷砷化镓)等半导体制成的,其核心是PN结。因此它具有一般P-N结的I-N特性,即正向导通,反向?截止、击穿特性。此外,在一定条件下,它还具有发光特性。在正向电压下,电子由N区注入P区,空穴由P区注入N区。进入对方区域的少数载流子(少子)一部分与多数载流子(多子)复合而发光,如图1所示。
 
05.gif 06.gif
假设发光是在P区中发生的,那么注入的电子与价带空穴直接复合而发光,或者先被发光中心捕获后,再与空穴复合发光。除了这种发光复合外,还有些电子被非发光中心(这个中心介于导带、介带中间附近)捕获,而后再与空穴复合,每次释放的能量不大,不能形成可见光。发光的复合量相对于非发光复合量的比例越大,光量子效率越高。由于复合是在少子扩散区内发光的,所以光仅在靠近PN结面数μm以内产生。理论和实践证明,光的峰值波长λ与发光区域的半导体材料禁带宽度Eg有关,即λ≈1240/Eg(mm)式中Eg的单位为电子伏特(eV)。若能产生可见光(波长在380nm紫光~780nm红光),半导体材料的Eg应在3.26~1.63eV之间。比红光波长长的光为红外光。现在已有红外、红、黄、绿及蓝光发光二极管,但其中蓝光二极管成本、价格很高,使用不普遍。
(二)LED的特性
?1.极限参数的意义
?(1)允许功耗Pm:允许加于LED两端正向直流电压与流过它的电流之积的最大值。超过此值,LED发热、损坏。
?(2)最大正向直流电流IFm:允许加的最大的正向直流电流。超过此值可损坏二极管。
?(3)最大反向电压VRm:所允许加的最大反向电压。超过此值,发光二极管可能被击穿损坏。
?(4)工作环境topm:发光二极管可正常工作的环境温度范围。低于或高于此温度范围,发光二极管将不能正常工作,效率大大降低。
?2.电参数的意义
?(1)光谱分布和峰值波长:某一个发光二极管所发之光并非单一波长,其波长大体按图2所示。由图可见,该发光管所发之光中某一波长λ0的光强最大,该波长为峰值波长。
?(2)发光强度IV:发光二极管的发光强度通常是指法线(对圆柱形发光管是指其轴线)方向上的发光强度。若在该方向上辐射强度为(1/683)W/sr时,则发光1坎德拉(符号为cd)。由于一般LED的发光二强度小,所以发光强度常用坎德拉(mcd)作单位。
?(3)光谱半宽度Δλ:它表示发光管的光谱纯度.是指图3中1/2峰值光强所对应两波长之间隔.
?(4)半值角θ1/2和视角:θ1/2是指发光强度值为轴向强度值一半的方向与发光轴向(法向)的夹角。半值角的2倍为视角(或称半功率角)。
?图3给出的二只不同型号发光二极管发光强度角分布的情况。中垂线(法线)AO的坐标为相对发光强度(即发光强度与最大发光强度的之比)。显然,法线方向上的相对发光强度为1,离开法线方向的角度越大,相对发光强度越小。由此图可以得到半值角或视角值。
07.gif
08.gif

(5)正向工作电流If:它是指发光二极管正常发光时的正向电流值。在实际使用中应根据需要选择IF在0.6·IFm以下。
?(6)正向工作电压VF:参数表中给出的工作电压是在给定的正向电流下得到的。一般是在 IF=20mA时测得的。发光二极管正向工作电压VF在1.4~3V。在外界温度升高时,VF将下降。
?(7)V-I特性:发光二极管的电压与电流的关系可用图4表示。在正向电压正小于某一值(叫阈值)时,电流极小,不发光。当电压超过某一值后,正向电流随电压迅速增加,发光。由V-I曲线可以得出发光管的正向电压,反向电流及反向电压等参数。正向的发光管反向漏电流IR<10μA以下。
(三)LED的分类
?1.按发光管发光颜色分
??按发光管发光颜色分,可分成红色、橙色、绿色(又细分黄绿、标准绿和纯绿)、蓝光等。另外,有的发光二极管中包含二种或三种颜色的芯片。根据发光二极管出光处掺或不掺散射剂、有色还是无色,上述各种颜色的发光二极管还可分成有色透明、无色透明、有色散射和无色散射四种类型。散射型发光二极管和达于做指示灯用。
?2.按发光管出光面特征分
??按发光管出光面特征分圆灯、方灯、矩形、面发光管、侧向管、表面安装用微型管等。圆形灯按直径分为φ2mm、φ4.4mm、φ5mm、φ8mm、φ10mm及φ20mm等。国外通常把φ3mm的?发光二极管记作T-1;把φ5mm的记作T-1(3/4);把φ4.4mm的记作T-1(1/4)。由半值角大小可以估计圆形发光强度角分布情况。从发光强度角分布图来分有三类:
?(1)高指向性。一般为尖头环氧封装,或是带金属反射腔封装,且不加散射剂。半值角为5°~20°或更小,具有很高的指向性,可作局部照明光源用,或与光检出器联用以组成自动检测系统。
?(2)标准型。通常作指示灯用,其半值角为20°~45°。
?(3)散射型。这是视角较大的指示灯,半值角为45°~90°或更大,散射剂的量较大。
?3.按发光二极管的结构分
??按发光二极管的结构分有全环氧包封、金属底座环氧封装、陶瓷底座环氧封装及玻璃封装等结构。
?4.按发光强度和工作电流分
??按发光强度和工作电流分有普通亮度的LED(发光强度<10mcd);超高亮度的LED(发光强度>100mcd);把发光强度在10~100mcd间的叫高亮度发光二极管。一般LED的工作电流在十几mA至几十mA,而低电流LED的工作电流在2mA以下(亮度与普通发光管相同)。
? 除上述分类方法外,还有按芯片材料分类及按功能分类的方法。
(四)LED的应用
??由于发光二极管的颜色、尺寸、形状、发光强度及透明情况等不同,所以使用发光二极管时应根据实际需要进行恰当选择。由于发光二极管具有最大正向电流IFm、最大反向电压VRm的限制,使用时,应保证不超过此值。为安全起见,实际电流IF应在0.6IFm以下;应让可能出现的反向电压VR<0。6VRm。LED被广泛用于种电子仪器和电子设备中,可作为电源指示灯、电平指示或微光源之用。红外发光管常被用于电视机、录像机等的遥控器中。
?(1)利用高亮度或超高亮度发光二极管制作微型手电的电路如图5所示。图中电阻R限流电阻,其值应保证电源电压最高时应使LED的电流小于最大允许电流IFm。
09.gif
10.gif
(2)图6(a)、(b)、(c)分别为直流电源、整流电源及交流电源指示电路。
???? 图(a)中的电阻≈(E-VF)/IF;
???? 图(b)中的R≈(1.4Vi-VF)/IF;
???? 图(c)中的R≈Vi/IF式中,Vi——交流电压有效值。
?(3)单LED电平指示电路。在放大器、振荡器或脉冲数字电路的输出端,可用LED表示输出信号是否正常,如图7所示。R为限流电阻。只有当输出电压大于LED的阈值电压时,LED才可能发光。
?(4)单LED可充作低压稳压管用。由于LED正向导通后,电流随电压变化非常快,具有普通稳压管稳压特性。发光二极管的稳定电压在1.4~3V间,应根据需要进行选择VF,如图8所示。
11.gif
12.gif
(5)电平表。目前,在音响设备中大量使用LED电平表。它是利用多只发光管指示输出信号电平的,即发光的LED数目不同,则表示输出电平的变化。图9是由5只发光二极管构成的电平表。当输入信号电平很低时,全不发光。输入信号电平增大时,首先LED1亮,再增大LED2亮……。

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 楼主| 发表于 2010-3-20 22:33 | 显示全部楼层
电容的单位,符号及应用注意事项
1.参数:
单位:法拉,简称法(F)、微法(uF)、皮法(pF) 1法=1×1,000,000微法;1微法=1×1,000,000皮法
误差:Ⅰ5%;Ⅱ10%;Ⅲ20%
2.种类:
a.瓷介电容
b.云母电容
c.纸介电容
d.空气电容

e.有机薄膜电容
f.玻璃釉电容
g.电解电容
  


3.符号:
00.gif
01.jpg

总结
1.它是一个储能元件。
2.它两端的电压不能突变。
3.它能通过交流电,隔离直流电。
4.容量越小的电容器越能通过高频的信号;电容量越大的电容器,对低频信号所厂生的容抗就越小。
5.选择使用电容器时,电容器的耐压,必须是它使用电压的√2倍。

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