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二用于稳压的稳压二极管,用于数字电路的开关二极管,用于调谐的变容二极管,以及光电二极管等,最常看见的是发光二极管极管的类型也有好几种,对于电子制作来说,常常用到以下的二极管:
1.发光二极管
(1)符号
(2)发光二极管
发光二极管在日常生活电器中无处不在,它能够发光,有红色、绿色和黄色等,有直径为3mm或5mm圆形的,也有规格为2×
5mm长方形的。
与普通二极管一样,发光二极管也是由半导体材料制成的,也具有单向导电的性质,即只有极性正确才能发光。
发光二极管的发光颜色一般和它本身的颜色相同,但是近年来出现了透明的发光管,它也能发出红黄绿等颜色的光,只有通电了才能知道。
辨别发光二极管正负极的方法,有实验法和目测法。
实验法就是通电看看能不能发光,若不能就是极性接错或是发光管损坏。
注意发光二极管是一种电流型器件,虽然在它的两端直接接上3V的电压后能够发光,但容易损坏,在实际使用中一定要串接限流电阻,工作电流根据型号不同一般为1mA到30mA。
另外,由于发光二极管的导通电压一般为1.7V以上,所以一节1.5V的电池不能点亮发光二极管。
同样,一般万用表的R×
1挡到R×
1k挡均不能测试发光二极管,而R×
10k挡由于使用15V的电池,能把有的发光管点亮。
用眼睛来观察发光二极管,可以发现内部的两个电极一大一小。
一般来说,电极较小、个头较矮的一个是发光二极管的正极,电极较大的一个是它的负极。
若是新买来脚较长的一个是正极。
(3)发光二极管的伏安特性 发光二极管的伏安特性与普通二极管类似,但它的正向压降较大,并在正向压降达到一定值时发光。
发光颜色和构成PN结的材料有关,通常有红、黄、绿、蓝和紫等颜色。
发光亮度近似和工作电流密度成正比,但掺杂ZnO和GaP的发光二极管,其发光亮度随电流密度的增加会很快趋向饱和。
另外,随结温的升高,LED的发光亮度将会减弱。
由于发光二极管的响应时间(光信号对电信号的延迟时间)一般小于100ns,故直流信号、交流信号或脉冲信号均可作为它的驱动信号。
国产LED器件用FG×
1×
2×
3×
4×
5×
6命名,其中×
1表示材料,×
1取值1,2,3分别对应LED的材料为GaAsP,GaAsAl和GaP。
×
2表示发光颜色,×
2取1~6时表示发光颜色为红、橙、黄、绿、蓝和复色,×
3表示封装形式。
4表示外形,取0~6各整数时,分别指发光二极管的外形为圆形、长方形、符号形、三角形、正方形、组合形和特殊形。
6为序号。
使用发光二极管时,若用电压源驱动,则应在电路中串接限流电阻,以防止LED中电流过大而损坏。
用交流信号驱动时,为防止LED被反向击穿,可在两端反极性并连整流二极管。
几种红色发光二极管的参数见表B313。
2.Z310半导体发光器件:
LED数码管
常用的LED数码管如图T310(a)所示。
它是利用发光二极管的制造工艺,由7个条状管芯和一个点状管芯的发光二极管制成。
LED数码管有两种不同的结构形式,其等效电路分别如图T311所示。
各段发光二极管的阳极连在一起作为公共端,因此称为共阳极数码管。
工作时应当将阳极连电源正极,各驱动输入端通过限流电阻接相应的译码驱动器的输出。
当译码驱动器的输出为低电平时,数码管相应的段变亮。
LED数码管各段发光二极管的伏安特性与普通二极管类似,只是正向压降稍大,在正向电流达到适当大小时就能发光。
在一定范围内,发光亮度和正向电流的大小近似成正比,但正向电流应小于允许的最大电流,并应留有适当的裕量,一般以不超过极限电流的70%为宜。
因此,它的驱动输入端和译码电路或电压源相连时,应当串接合适的限流电阻,以免损坏器件。
表B314列出了几种数码管的参数。
LED数码管的大小规格很多,一般尺寸大的工作电压也大,这是因为大尺寸数码管的每一段可能是由几个发光二极管串联组成,称为导光柱型。
国产LED数码管的管脚排列规格很多,因此,使用时除查产品说明书外,主要采用实测的方法来确定各管脚的功能,下面以共阳极数码管为例来说明。
先按图T312准备好测试线路,把数码管的左下角接地,再使A端逐个和其它管脚接触。
若A端和所有管脚都已接触过,而数码管各段全不亮,则左下角管脚即为阳极或空脚(设数码管是好的)。
若A端接触管脚时数码管上某段变亮,则A端接触的管脚为阳极。
然后使A和阳极连好,用地线分别接触阳极以外的各管脚,相应的段就会变亮,从而可确定管脚和显示段间的对应关系。
3.Z312半导体光敏器件:
光敏二极管 光敏二极管又称光电二极管,目前使用最多的是光电二极管。
它有四种类型:
PN结型,PIN结型,雪崩型和肖特基结型。
以下简介PN结型光敏二极管。
PN结型光敏二极管同普通二极管一样,也是PN结构造,只是结面积较大,结深较浅,管壳上有光窗,从而使人射光容易注入PN结的耗尽区中进行光电转换,大的结面积增加了有效光面积,提高了光电转换效率。
在无光照射时,光敏二极管的伏安特性和普通二极管一样,此时的反向饱和电流叫暗电流,一般在几微安到几百微安之间,其值随反向偏压的增大和环境温度的升高而增大。
在检测弱光电信号时,必须考虑用暗电流小的管子。
在有光照时,光敏二极管在一定的反偏电压范围内(UR≥5V),其反向电流将随光照强度(10-3~103lx范围内)的增加而线性增加,这时的反向电流又叫光电流。
因此,对应一定的光照强度,光敏二极管相当于一个恒流源。
在有光照而无外加电压时,光敏二极管相当于一个电池,P区为正,N区为负。
光敏二极管有一定光谱响应范围,并对某波长的光有最高的响应灵敏度(峰值波长)。
因此,为获取最大的光电流,应选择光谱响应特性符合待测光谱的光敏二极管,同时加大照度和调整入射的角度。
光敏二极管的响应时间,一般小于几百微秒,主要取决于结电容和外部电路电阻的乘积。
表B316列出了几种光敏二极管的参数,其中灵敏度指输入给定波长的单位功率时,光敏二极管能输出的光电流值。
电容的识别分类及测量
一、单位:
法拉(F)1F=103mF=106uF=109nF=1012pF
符号:
“C、TC、MC、EC”
国内符号 国际符号
涂白色的为负极 如果无正负极标识为无极性电容
二、电容的种类:
按结构划分主要有二种:
一是固定电容,二是可变电容.按电介质划分主要有:
有机介质电容器,无机介质电容器,电解电容等.按材料分为陶瓷电容,用于高频的云母电容;
涤沦电容,用于中低频;
金属膜电容,用于低频;
电解电容是固定电容,一般体积比较大,用在低频滤波电路中,它有正负极之分使用时不能接反,否则会发生漏液或爆炸.
1、贴片电容:
符号:
贴片电容“CB、BC、CM、MC、CD”;
排容“CN、CP”
贴片电容分为单个贴片电容和排容
单个贴片电容 排容
2、电解电容:
贴片电容“C、TC、CT、BC、EC、CE”
有极性电容:
引脚"长"的是负极,引脚"短"是正极.电容上有色带对的脚为负极.
3、无极性电容:
三、电容的基础参数:
1、耐压值和容量
耐压:
电容在电路中连续不断工作时,所能承受的最高电压。
容量:
电容储存电荷的能力叫做容量,容量越大储存的电荷越多,反之越少。
例:
A:
电容标识:
25V,1300uF,表示耐压为25V,容量为1300uf
B:
16V,2200uF,表示而耐为16V,容量为2200uF
C:
无极性电容标识:
100,表示容量为100pF
D:
0.01,表示容量为0.01uF
2、容抗:
电容对交流电呈现出的一各特殊的阻碍作用为容抗,频率与容抗成反比,频率越高容抗越小,因此电容具有通高频阴低频的特性。
当频率一定时,容量与容抗成反比,容量越大容抗越小,容量越小容抗越大。
当频率为0时,即直流电容容抗为无穷大。
四、电容标称方法:
电容的第一种标称方法为直标法:
如果标称为整数且无单位则读作“pF”;
如标称为小数且无单位读作“uF”;
如标称三位数且无单位,第一二位为有效数字“AB”,第三位为倍率“10C”;
进口电容有“47uFD”,它就是“47uF”;
电容标称“3R3”,“R”为小数点,表示“3.3pF”;
标称为“0.47k、2.2J”,表示“0.47uF、2.2uF”,“k、J”是误 差值;
第二种为色标法,与电阻的色标法相同。
第三种特殊标称:
“109J、219k、379k”等,带9的“*10-1”。
五、电容的特性:
通高频,阻低频;
通交流,隔直流(参照容抗)
六、电容的作用:
滤波、耦合、储能
1、滤波电容:
并接在电路正负极之间,利用电容通交隔直的特性,将电路中的交流电流滤除。
有极性的电容通常是负极接地。
2、耦合电容:
连接于信号源和信号处理电路或两极放大器之间,用以隔断直流电,让交流或脉动信号通过,使相邻的放大器直流工作点互不景响。
3、退耦电容:
并接于电路正负极之间,可防止电路通过电源形成的正反馈通路而引起的寄生振荡。
4、旁路电容:
并接在电阻两端,为交直流信号中的交流设置一条能路,避免交流成分在通过电阻时产生压降。
5、自举升压电容:
利用礤储能来提升电路某点的电位,使其电位值高于为该点供电的电源电压。
6、稳频电容:
在振荡电路中用来稳定振荡频率。
7、定时电容:
在RC定时电路中与电阻R串联共同决定时间长短。
8、软启动电容:
通常接在电源开关管的基极,防止开机时加在开关管基极的浪涌电流或电压太大而损坏的开关管。
七、电容的测量及好坏判断
1、电容测量
将万用表打到蜂鸣二极管档,把表笔放在两引脚上,应当看到数值在为断变大,当达到无穷大时,将两表笔反接,此时数值应当从负数迅速变为无穷大。
这个过程是电容的充放电过程。
2、好坏判断
电解电容损坏后外观上表现为鼓包、漏液、变形等。
用万表测量没有放电过程或放电过程很短,跳变动做比较缓慢甚至不能跳变到无穷大,则表明电容漏液或性能不良;
如果万用表读数一直为零,则表示电容短路。
对于贴片电容,在主板上测量很难判断好坏,只能摘下来测量,测量时电容两站应为无穷大。
漏电的贴片电容会比周围的电容颜色略深一些;
电容坏会引起计算机进入系统蓝屏、死机、运行大程序死机,漏电会引起计算机重启
六、电容的代换原则
1、正负极不能接反。
2、耐压值要大于或等于原值。
3、容量可比原值相差+/-20%。
4、贴片电容只要颜色大小一样就可以代换。
5、晶振两引脚上的稳频电容要原值(原位置)代换(可找另一块主板上的相同位置的电容代换)。
亨利简称“亨”(H)
1H=103mH=106uH
符号:
“L”
空心电感 有心电感
可变电感 贴片电感
二、电感的种类:
结构:
用漆包线在绝缘骨架上绕制而成
电感按有无芯划分为两种:
一是空心电感,二是有磁芯电感;
按安装形式分为立式、卧式、小型固定式等;
按工作频率高低分为高频电感线圈和低频电感线圈。
空心电感量较小,有心电感量较大(“芯的作用是增加电感量”),有心电感分为磁芯和铁芯,磁芯比铁芯电感量大。
1、贴片电感:
贴片电感“L、FB”
贴片电感
2、电感线圈:
符号:
“L”
三、电感器的标称方法及参数:
1、电感器的标称方法有两种:
第一种为直标法,第二种为色标法
(1)、直标法:
即将电感量直接印在电感器上
(2)、色标法:
即用色环表示电感量,单位为mH,第一二位表示有效数字,第三位表示倍率,第四位为误差。
2、影响电感量大小的因素有:
(1)、匝数:
膝包线的圈数,圈数越多,电感量越大。
(2)、横截面积:
膝包线的粗细,越粗电感量越大。
(3)、有无芯
3、感抗:
电感线圈对交流电呈现出一种特殊的阻碍作用。
感抗同容抗类似,电感器的感抗大小有两个因素,即电感量和频率感抗的计算公式:
X2=2∏FL
X2为电感器的感抗,F为通过电感器交流电的频率,L为电感器的电感量
4、额定电流是电感器的一个主要参数,额定电流是指电感器在正常工作时所允许通过的最大电流。
使用中,电感器的实际工作电流必须小于额定电流,否则电感线圈将会严重发热甚至烧毁。
5、品质因数:
标称为Q值,用字母“Q”表示。
Q值表示线圈的品质,Q值越高,说明电感线圈的功率损耗越小,效率越高。
四、电感的特性:
通直流,阻交流;
通低频,阻高频。
通直流:
指电感器对直流呈通路关态,如果不计电感线圈的电阻,那么直流电可以“畅通无阻”地通过电感器,对直流而言,线圈本身电阻很对直流的阻碍作用很小,所以在电路分析中往往忽略不计。
阻交流:
当交流电通过电感线圈时电感器对交流电存在着阻碍作用,阻碍交流电的是电感线圈的感抗。
五、电感的作用:
滤波、储能
滤波:
在电源电路中作为滤波电感,阻止交流成分通过,让直流通过。
储能:
利用电磁转换原理
六、电感的测量及好坏判断
1、电感测量
将万用表打到蜂鸣二极管档,把表笔放在两引脚上,看万用表的读数。
对于贴片电感此时的读数应为零,若万用表读数偏大或为无穷大则表示电感损坏
对于电感线圈匝数较多,线径较细的线圈读数会达到几十到时几百,通常情况下线圈的直流电阻只有几欧姆。
损坏表现为发烫或电感磁环明显损坏,若电感线圈不是严重损坏,而又无法确定时,可用电感表测量其电感量或用替换法来判断。
七、电感的代换原则
1、电感线圈必须原值代换(匝数相等,大小相同)。
2、贴片电感只须大小相同即可,还可用0欧电阻或导线代换
三极管的管型及管脚的判别是电子技术初学者的一项基本功,为了帮助读者迅速掌握测判方法,笔者总结出四句口诀:
“三颠倒,找基极;
PN结,定管型;
顺箭头,偏转大;
测不准,动嘴巴。
”下面让我们逐句进行解释吧。
一、三颠倒,找基极
大家知道,三极管是含有两个PN结的半导体器件。
根据两个PN结连接方式不同,可以分为NPN型和PNP型两种不同导电类型的三极管,图1是它们的电路符号和等效电路。
测试三极管要使用万用电表的欧姆挡,并选择R×
1k挡位。
图2绘出了万用电表
欧姆挡的等效电路。
由图可见,红表笔所连接的是表内电池的负极,黑表笔则连接着表内电
池的正极。
假定我们并不知道被测三极管是NPN型还是PNP型,也分不清各管脚是什么电极。
测试的
第一步是判断哪个管脚是基极。
这时,我们任取两个电极(如这两个电极为1、2),用万用电表两支表笔颠倒测量它的正、反向电阻,观察表针的偏转角度;
接着,再取1、3两个电极和
2、3两个电极,分别颠倒测量它们的正、反向电阻,观察表针的偏转角度。
在这三次颠倒测
量中,必然有两次测量结果相近:
即颠倒测量中表针一次偏转大,一次偏转小;
剩下一次必
然是颠倒测量前后指针偏转角度都很小,这一次未测的那只管脚就是我们要寻找的基极(参
看图1、图2不难理解它的道理)。
二、PN结,定管型
找出三极管的基极后,我们就可以根据基极与另外两个电极之间PN结的方向来确定管子
的导电类型(图1)。
将万用表的黑表笔接触基极,红表笔接触另外两个电极中的任一电极,
若表头指针偏转角度很大,则说明被测三极管为NPN型管;
若表头指针偏转角度很小,则被
测管即为PNP型。
三、顺箭头,偏转大
找出了基极b,另外两个电极哪个是集电极c,哪个是发射极e呢?
这时我们可以用测穿透
电流ICEO的方法确定集电极c和发射极e。
(1)对于NPN型三极管,穿透电流的测量电路如图3所示。
根据这个原理,用万用电表的
黑、红表笔颠倒测量两极间的正、反向电阻Rce和Rec,虽然两次测量中万用表指针偏转角度
都很小,但仔细观察,总会有一次偏转角度稍大,此时电流的流向一定是:
黑表笔→c极→b
极→e极→红表笔,电流流向正好与三极管符号中的箭头方向一致(“顺箭头”),所以此时
黑表笔所接的一定是集电极c,红表笔所接的一定是发射极e。
(2)对于PNP型的三极管,道理也类似于NPN型,其电流流向一定是:
黑表笔→e极→b极
→c极→红表笔,其电流流向也与三极管符号中的箭头方向一致,所以此时黑表笔所接的一
定是发射极e,红表笔所接的一定是集电极c(参看图1、图3可知)。
四、测不出,动嘴巴
若在“顺箭头,偏转大”的测量过程中,若由于颠倒前后的两次测量指针偏转均太小难
以区分时,就要“动嘴巴”了。
具体方法是:
在“顺箭头,偏转大”的两次测量中,用两只
手分别捏住两表笔与管脚的结合部,用嘴巴含住(或用舌头抵住)基电极b,仍用“顺箭头,
偏转大”的判别方法即可区分开集电极c与发射极e。
其中人体起到直流偏置电阻的作用,目
的是使效果更加明显。
1)国内的合资企业生产的三极管有相当一部分是采用国外同类产品的型号。
如ZSC1815、2SA562等。
2)有些日产三极管受管面积较小的限制,为打印型号的方便,往往把型号的前两个部分2S省掉。
如ZSA733型三极管可简化为A733,2SD8砂型可简写为D869,2SD的3型可简写成D903等。
3)表面封装的三极管因受体积微小的限制,其型号是用数字表示的,使用时应将数字表示的型号与标准型号相对应,以防用错。
4)美国产的三极管型号是用2N开头的,N表示美国电子工业协会注册标志,其后面的数字是表示登记序号。
从型号中无法反映出管子的极性、材料及高、低频特性和功率的大小。
如2N6275、2N5401、2N5551等。
5)欧洲国家生产的三极管各部分字母和数字所表示的含义见表1所示。
表1所示欧洲国家产三极管型号中字母与数字的含义
如:
BU408D、
BU607D、
BU2O6A、
BC548、
BD234、BD410、BF458等。
6)韩国三星电子公司产的三极管在我国电子产品中应用也很多,他是以四位数字表示管子的型号。
常用的有9011-9018等儿种型号。
9011、9013、9014、9016、9018为NPN型三极管。
9012、9015为PNP型三极管9016、9018为高频三极管,它们的特征频率f(T)都在5OOMHz以上。
9012、9013型三极管为功放管,它的耗散功率为625mW。
7)日本产三极管型号中第四部分,表示注册登记的顺序数字越大,则表明是近期产品。