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1、电子控制技术 基本元器件的认识及电路图的识读,选修电子控制技术,温州市第七中学（艺术学校） 陶光胤 教学随笔分享QQ：223330546,1.概念: 电阻器(resistor):简称电阻，是用导体制成具有一定阻值的元件。其阻值与导体的尺寸、材料、温度等有关。,一、电阻器,2、作用: 主要职能就是阻碍电流流过 ,应用于限流、分流、降压、分压、负载、与电容配合作滤波器等.,单位：欧姆（简称“欧”）,1M=1000K=1000000,2021/2/22,3,固定电阻：阻值不能调节的,特殊电阻：敏感电阻，可用于传感器。,可调电阻器：阻值可以调节，也成电位器。,一、电阻器,3、分类,按照电阻特性,固定电
2、阻：阻值不能调节的,固定电阻：阻值不能调节的,2021/2/22,4,（1）标称阻值：标称在电阻器上的电阻值称为标称值. 标称值是根据国家制定的标准系列标注的,不是生产者任意标定的. 不是所有阻值的电阻器都存在.,一、电阻器,4、主要参数,允许偏差：电阻真实值与标称值之间允许的误差值。,是指在正常大气压和额定温度下，电阻器长期连续工作，并能满足规定的性能要求时，所允许的最大功率。常见的有1/16W 、 1/8W 、 1/4W 、 1/2W 、 1W 、 2W 、 5W 、10W。,（2）额定功率,一、电阻器,4、主要参数,拓展：在一个5V电源的中间，单连一个0.25W电阻，如果要实现长期工作，
3、其阻值不应小于多少？,5.阻值和误差的标注方法:,（1）直标法将电阻值、误差、功率等参数直接标注在电阻体上。,一、电阻器,5.1k 5% 5.1k J,例如：,5.阻值和误差的标注方法,一、电阻器,（2）色标法,5.阻值和误差的标注方法,一、电阻器,（2）色标法,思考：如何确定色环电阻的第一环？ 第一位离引脚边缘较近,最后一位也就是表示误差的那个色环与其相邻的色环间距较远. a.四环电阻: 因表示误差的色环只有金色或银色,色环中的金色或银色环一定是第四环. b.五环电阻: (1)从阻值范围判断:因为一般电阻范围是0-20M,如果我们读出的阻值超过这个范围,或者不符合国家规定的标称阻值的，可能是
4、第一环选错了，从另一边开始. (2)从误差环的颜色判断:表示误差的色环颜色有银、金、紫、蓝、绿、红、棕.如里靠近电阻器端头的色环不是误差颜色,则可确定为第一环.,9,二、电容器,1.概念: 电容器(capacitor):简称电容，由两个靠得很近的金属片（箔）组成，中间用绝缘材料（电介质）隔开。因此，直流电不能通过电容。,2、作用: 通交流、阻直流。电容器通常起滤波、旁路、耦合、蓄能等作用。,单位：法拉（简称“法”）F,1F(法)=1000 000F (微法),1F (微法) =1000 000pF(皮法),3、分类,“项目1”中提供的2类电容,a.按介质不同分:空气介质、纸质、有机薄膜、瓷介质
5、、云母、电解电容等. b.按结构: 固定电容、半可变电容、可变电容. C.按安装方式: 插件电容、贴片电容.,二、电容器,4.电容器电路符号,极性电容,无极性电容,正极,负极,二、电容器,5.电容参数：额定直流工作电压,电容器的额定直流工作电压是指电容器在电路中能够长期可靠地工作而不被击穿的直流电压（又称耐压）。如果是交流电，需要考虑交流电的最大值（峰值。）,二、电容器,5.电容参数：标称容量（电容量）,标称在电容器上的容量称为标称容量.单位为法拉(F).常用单位:微法(F)纳法(nF)皮法(pF).,1法拉（F）= 1000（毫发）= 1000000微法（F） 1F= 1000纳法(nF)=
6、 1000000皮法（pF）,二、电容器,6. 电容量的标示方式,a.直标法:指在电容器的表面直接用数字或字母标注出标称容量,额定电压等参数.,如：“220pF 600V” “47F 25V”,b. “单位默认法” 常用的瓷介电容器体积比较小，一般只标出1-4位数字。一般情况下默认：当数值是几十、几百、几千时，单位为pF；当数值小于1（零点几）时，单位为F.,如：3300=3300pF 0.056=0.056F,d. 三位数字表示法,前两位为有效数字,第三位表示有效数字后面加零的个数（幂指数）,但如第三位数字为9,则9表示乘0.1。单位为皮法(pF).,如：104=100000pF=0.1F
7、472=4700 pF,思考：为什么472不是指“单位默认法”中的472 pF ？,c. 色标法 类似电阻的色标法，单位为pF.,二、电容器,7. 电容量的标称值,电容量产品必须符合规定的标称值规范，一般使用的是E12系列或者E6系列。,一般对于E12和E6系列的电容来说，三位数字，若最后一个数不是0，则说明肯定是三位数字表示法。,二、电容器,实践训练：电容的充放电实验,电容具有充电和放电作用，请根据一下电路图，先将S1和2连接，再降S1和3连接，观察实验现象。,电容的作用是通交流，阻直流！,二、电容器,分压通交流,整流,滤波,实践应用,二、电容器,1.概念: 半导体二极又称晶体二极管,简称二
8、极管,由一个PN结加上引线及管壳构成.具有单向导电性,为非线性元器件.,三、半导体二极管,2、作用:,检波、整流、开关、稳压等,PN结,PN结具有单向导电性。,3.二极管的分类,a.按材料分:锗二极管 硅二极管 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。 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。只有当正向电压达到某一数值才导通。这一数值称为“门槛电压”（ “导通电压”），锗管约为0.20.3v，硅管约为0.60.7v。 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
9、压降”。 b.按作用分:整流二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管、光敏二极管等.,三、半导体二极管,3.常见二极管,发光二极管LED,开关二极管 （1N4148）,2021/2/22,20,阳极,阳极,阴极,阴极,三、半导体二极管,4.如何判断正负极？,a.看外壳上的符号标记,普通二极管一般为玻璃封装和塑料封装,外壳上均印有型号和标记.标记有箭头、色点、色环三种.箭头所指方向或靠近色环一端为阴极。发光二极管一般长脚的为正极，短脚的接负极。,发光二极管,b.用万用表测试：下节课学！,三、半导体二极管,特点：有三个电极，故称三极管。,四、三极管,根据这两个PN结的排列方式不同，三极管分为NP
10、N型和PNP型两种。,V,V,总结：三极管有三个区、两个PN接,2、晶体三极管结构,四、三极管,总结：三极管的结构,三极管的结构图,特点：,有三个区 发射区、基区、集电区；,两个 PN 结 发射结(BE 结)、集电结(BC 结)；,三个电极 发射极 e(E) 、基极 b(B) 和集电极 c(C)；,两种类型 PNP 型管和 NPN 型管。,分类：,按内部结构分：有 NPN 型和 PNP 型管； 按半导体材料分：有锗管和硅管等等。 按工作频率分：有低频和高频管； 按功率分：有小功率和大功率管；,四、三极管,三极管的三种工作状态： （1）饱和状态 （2）截止状态 （3）放大状态,四、三极管,为了容
11、易理解，我们还是用水流比喻电流。这是粗、细两根水管，粗的管子内装有闸门，这个闸门是由细的管子中的水压控制着它的开启程度。,截止状态：细管的水压很小，不足以打开阀门。此时细管子中没有水流，粗管子中的闸门就会关闭。,放大状态：细管子中的水压增大，闸门就开得越大，相应地流过粗管子的水就越多，这就体现出“以小控制大，以弱控制强”，并且按照倍数增大。,饱和状态：当阀门开到一定程度，再增大阀门的，也无法使粗管中的水流增加。这时进入饱和。,NPN型三极管的一个类比,PNP型三极管相反,四、三极管, 发射区的掺杂浓度最高；, 集电区掺杂浓度低于发射区，且面积大；, 基区很薄，一般在几个微米至几十个微米，且掺杂
12、浓度最低。,管芯结构剖面图,根据半导体材料的不同，。,晶体三极管结构,四、三极管,拓展2：三极管的工作状态,三极管中载流子运动过程,1. 发射当发射结正偏时，发射区的电子越过发射结扩散到基区，基区的空穴扩散到发射区形成发射极电流 IE (基区多子数目较少，空穴电流可忽略)。,2. 复合和扩散电子到达基区，少数与空穴复合形成基极电流 Ibn，复合掉的空穴由 VBB 补充。,多数电子在基区继续扩散，到达集电结的一侧。,四、三极管,3. 收集集电结收集基区扩散过来的电子而形成集电极电流 Icn。 其能量来自外接电源 VCC 。,图 1.3.5三极管中载流子的运动,当然，发射结能否“发射”，集电极能否
13、“收集”，和加在它们上面的电压有关。根据电压的不同，可以形成三极管的三个工作状态：饱和状态、放大状态、截止状态。,三极管中载流子运动过程,四、三极管,截止状态,发射结反偏（P接负，N接正）,VbVe,VT,条件：发射结反偏、集电结反偏,集电结反偏（P接负，N接正）,Vb Vc,VbVon,或者,截止时， NPN型管， Vb的电位很低。,反偏,反偏,放大状态,发射结正偏（P接正，N接负）,集电结反偏（P接负，N接正）,VbVe,VCVb,VC VbVe,条件：发射结正偏、集电结反偏,放大时， NPN型管， Vb的电位居于中等。,正偏,反偏,VT,饱和状态,发射结正偏（P接正，N接负）,集电结正偏
14、（P接正，N接负）,VbVe,Vb VC,条件：发射结正偏、集电结正偏,饱和时， NPN型管， Vb的电位居于最高。,正偏,正偏,发射结正偏（P接正，N接负）,集电结正偏（P接正，N接负）,Ve Vb,Vc Vb,探讨 PNP型三极管,(PNP型）,结论：PNP型三极管与NPN型三极管的各工作状态各级的电位关系相反,条件：发射结正偏、集电结正偏,(NPN型）,VbVe,Vb Vc,VbVe,Vb Vc,饱和状态,想一想,何时工作在截止状态？,比一比：三极管工作状态,饱和状态,放大状态,反,截止状态,正,反,正,VbVe Ueb=0.7V（Si）,Vb Vc,VeVbVc,Vb Ve,发射结 集
15、电结,发射结 集电结,发射结 集电结,VbVe Ube=0.7V（Si）,Vb Vc,VcVbVe,Vb Ve,VbVc,VbVc,试验: 观察晶体三极管的开关特性,活动二,教材P57页的试验。,近0V,近3V,高电平,近0mA,截止,近2.8V,近0.2V,低电平,近1.6mA,导通,金属氧化物半导体场效应晶体三极管（MOS管）,也有三个极： 源极S、栅极G、漏极D。 源极S相当于发射极，通常接地； 漏极D相当于集电极，通常通过电阻接电源； 栅极G相当于基极，用来控制漏极电流的大小。 普通晶体三极管是电流控制的器件，基极必须注入电流方能使三极管导通； MOS管是电压控制器件，在栅极与源极之间
16、加适当的电压就能使MOS管导通。,集成电路是将元器件集中制作在芯片上，减少了元器件的连接导线，使可靠性得到了很大提高。,四、集成电路,快,较大,较小,较慢,较大,较小,CMOS管容易损坏，电源极性不能接反，焊接时要将烙铁的电源切断。,2、按晶体管类型可分为二类：,普通晶体管,MOS管,四、集成电路,五、多用电表,数字式多用电表表盘布局,1.数字式多用电表 本套件所配的多用电表，具有全功能过载保护电路，可用来测量直流和交流电压、电流、电阻、电容、二极管、三极管、温度、频率、电路通断等。,三、认识指针式多用电表,特别关注：,1、测量电阻、电压、电流、二极管的方法；,2、档位的转换和表盘数值的读取；
17、,3、内电源的特点；,4、查找电路故障；,A,B,1,2,3,4,5,6,1.开关S调到1、2、3、4、5、6个位置时电表分别测的是什么?,2.在测量电流或电压时两个位置中哪个位置的量程比较大?,在识别电阻档和电压档电路时， 可以把虚线框内的电路当成一个电流表。,1、2为电流表 3、4为欧姆表 5、6为电压表,电流：1大 电压：6大,(一)结构,三、认识指针式多用电表,结论：,数字式万用表， 红表笔接内部电源的正极， 黑表笔接内部电源的负极。,指针式万用表， 红表笔接内部电源的负极， 黑表笔接内部电源的正极。,五、数字式多用电表和指针式万用表的重要区别,六、万用表的拓展应用,查找电路故障电压法！,经验： 1、先一根笔固定一个高电平，或者低电平的孔上； 2、再用另一个笔，依次随着电流的流动，依次检查； 3、找到不正常的接脚，分析原因。,