此值越小,二极管的单向导电性越好,工作越稳定。
IR对温度很敏感,使用时注意环境温度不宜过高。
二极管的主要参数中最大整流电流IFM最高反向工作电压URM是选用二极管的两个中途要依据。
(三)发光二极管原理
发光二极管采用砷化镓、磷化镓、镓铝砷等材料制成。
不同材料制成的发光二极管,能发出不同颜色的光。
有发绿色光的磷化镓发光二极管;有发红色光的磷砷化镓发光二极管;有发红外光的砷化镓发光二极管;有双向变色发光二极管(加正向电压时发红光,加反向电压时发绿色光);还有三颜色变色的发光二极管等。
发光二极管的外型有圆形的、方形的、三角形的等,发光形式有透明和散射的,有无色和单色的等。
封装形式有金属、陶瓷和全塑料3种形式,并以陶瓷和全塑料为主。
本任务种的发光二极管采用红色。
当发光二极管的PN结加上正向电压时,电子与空穴复合过程以光的形式放出能量。
不同材料制成的发光二极管会发出不同颜色的光。
发光二极管具有亮度高、清晰度高、电压低(1.5~3V)、反应快、体积小、可靠性高、寿命长等特点,是一种很有用的半导体器件,常用于信号指示、数字和字符显示。
符号和照片
二、电阻阻值的识别
如何认电阻?
电阻主要有碳质电阻,碳膜电阻,金属膜电阻三类,应用最广的为碳膜电阻,最高档的为金属膜电阻。
要想使用电阻,首先要弄清电阻的阻值。
电阻的阻值除了直接标注之外,常以色环来标示,其中最常见的为4色环标示和5色环标示。
如采用4色环标题,其第一色环是十位数,第二色环为个位数,第三色环为应乘位数,第四色环为误差率。
例如4色环的电阻的颜色排列为红蓝棕金。
则这只电阻的电阻值为260欧误差率为5%。
如采用5色环表示,则其第一色环为百位数,第二色环是十位数,第三色环是个位数,第四色环是应乘位数,第五色环为误差率。
例如,5色环的电阻的颜色排列为黄红黑黑棕,则其阻值为420X1=420欧,误差为1%。
5色环的电阻通常是误差为1%的金属膜电阻。
其关系可见附表。
电阻在电路中用“R”加数字表示,如:
R1表示编号为1的电阻。
电阻在电路中的主要作用为:
分流、限流、分压、偏置等。
下面举例说明:
例1当四个色环依次是黄、橙、红、金色时,因第三环为红色、阻值范围是几点几kΩ的,按照黄、橙两色分别代表的数"4"和"3"代入,,则其读数为43kΩ。
第环是金色表示误差为5%。
例2当四个色环依次是棕、黑、橙、金色时,因第三环为橙色,第二环又是黑色,阻值应是整几十kΩ的,按棕色代表的数"1"代入,读数为10kΩ。
第四环是金色,其误差为5%
在某些不好区分的情况下,也可以对比两个起始端的色彩,因为计算的起始部分即第1色彩不会是金、银、黑3种颜色。
如果靠近边缘的是这3种色彩,则需要倒过来计算。
色环电阻的色彩标识有两种方式,一种是采用4色环的标注方式,令一种采用5色环的标注方式。
两者的区别在于:
4色环的用前两位表示电阻的有效数字,而5色环电阻用前三位表示该电阻的有效数字,两者的倒数第2位表示了电阻的有效数字的乘数,最后一位表示了该电阻的误差。
对于4色环电阻,其阻值计算方法位:
阻值=(第1色环数值*10+第2色环数值)*第3位色环代表之所乘数
对于5色环电阻,其阻值计算方法位:
阻值=(第1色环数值*100+第2色环数值*10+第3位色环数值)*第4位色环代表之所乘数
例1:
某4色环电阻色彩标识如下:
该电阻标称阻值=26*107=260,000,000Ω=260MΩ,误差范围±5%
探究活动:
课题:
测量和计算电阻阻值
组织形式:
个人、学习小组
活动方式:
制定活动内容。
1、由老师发给每组学生10种不同阻值的电阻,学生先用色环法计算出电阻阻值
2、用万用表检测出电阻的阻值大小
3、记录两次得出的实验结果
4、小组讨论、总结、交流。
【实操训练】
一、震荡电路一对一点亮发光二极管
(一)实训目的
1、认识各种电阻器和二极管
2、掌握电阻器阻值的读取和测量方法
3、巩固二极管的特性及使用方法
4、掌握限流电阻阻值的计算方法
(二)器件清单
标号
值/型号
数量
VD1
发光二极管
2个
R1、R2
5.1K
2个
R3、R4
470
2个
C1、C2
100uF
2个
VT1、VT2
9013
2个
(三)电路图原理分析
由上图可见,这个电路是由两个非门(反相器)用电容C1,C2构成的正反馈闭合环路。
三级管Q1的集电极输出接在Q2的基集输入,Q2的集电极输出又接在Q1的基极输入。
电路接通电源后,通过基极电阻R2,R3同时向两个三极管Q1,Q2提供基极偏置电流。
使两个三极管进入放大状态。
虽然两个三级管型号一样对称。
但电路参数总会存在微小的差异,也包括两个三极管本身,也就是说T1,T2的导通程度不可能完全相同,假设Q1导通快些,则D点的电压就会降的快些。
这个微小的差异将被Q2放大并反馈到Q1的基极,再经过Q1的放大,形成连锁反应,迅速使Q1饱和,Q2截止,D点变成低电平“0”,C点变成高电平“1”。
Q1饱和后相当于一个接通的开关,电容C1通过他放电。
C2通过它充电。
随着C1的放电,由于有正电源VCC的作用,Q2的基极电压逐渐升高,当A点电压达到0.7V后,Q2开始导通进入放大区,电路中又会立刻出现连锁反应,是Q2迅速饱和,Q1截止,C点电位变电平“0”。
D点电位变高电平“1”。
这个时候电容C2放电,C1充电。
这一充放电过程又会使Q1重新饱和,Q2截止。
如此周而复始,形成振荡。
由上可以知道通过改变C1,C2的电容大小,可以改变电容的充放电的时间,从而改变振荡频率。
【知识链接】二极管质量好坏的判断和极性的判别
二极管的检测主要是判断其正负极和质量好坏。
基本方法如下:
1)指针式万用表:
(黑表笔与表内电源正极相连,红表笔与表内负极相连)
首先将指针式万用表量程调至 R×100Ω或 R×1KΩ档(一般不用 R×1Ω档,因其电流较大,而 R×10K档电压过高管子易击穿),然后,将两表笔分别接触二极管两个电极,测得一个电阻值,交换一次电极再测一次,从而得到两个电阻值。
一般来说正向电阻小于5KΩ,反向电阻大于500KΩ,如图1.2所示。
1.极性判别
以阻值较小的一次测量为准,黑表笔所接的一端为正极,红表笔所接的一端则为负极。
2.好坏判别
性能好的二极管,一般反向电阻比正向电阻大几百倍。
(1)如两次测得的正、反向电阻很小或等于零,则说明管子内部已击穿或短路;
(2)如果正、反向电阻均很大或接近无穷大,说明管子内部已开路;
(3)如果电阻值相差不大,说明管子性能差。
上述三种情况的二极管均不能使用。
2)数字式万用表:
(红表笔与表内电源正极相连,黑表笔与表内负极相连)
若二极管正常,则两次测量的结果应该是:
一次显示“1”字样或没有显示,另一次显示零点几的数字。
此数字即是二极管的正向压降:
硅材料为0.6V左右;锗材料为0.2V左右,且此时红表笔接的是二极管的正极,而黑表笔接的是二极管的负极。
图1.3数字式万用表检测二极管极性
【实操训练】
二、发光二极管顺序点亮
(一)实训目的
1、认识常见电容器和三极管
2、掌握电烙铁等常用工具的使用方法
3、巩固二极管的特性及使用方法
(二)器件清单
标号
值/型号
数量
VD1
发光二极管
3个
R1、R2、R3
5.1K
3个
R4、R5、R6
470
3个
C1、C2、C3
100uF
3个
VT1、VT2、VT3
9013
3个
(三)电路图原理分析
其工作原理是:
当电源一接通,三只三极管就要争先导通,但由于元器件有差异,只有某一只管子最先导通。
假如VT1最先导通,那么VT1集电极电压下降,使电容C1的左端接近零电压,由于电容器两端的电压不能突变,所以VT2基极也被拉到近似零电压,使VT2截止。
VT2集电极为高电压,那么接在它上面的发光二极管就亮了。
此刻VT2集电极上的高电压通过电容器C2使VT3基极电压升高,三极管VT3也将迅速导通。
因此在这一段时间内,VT1与VT3的集电极均为低电压,只有接在VT2集电极上的发光二极管亮,而其余两只发光二极管不亮。
随着电源通过电阻R3对C1的充电,使三极管VT2基极电压逐渐升高,当超过0.6伏时,VT2由截止状态变为导通状态,集电极电压下降,发光二极管熄灭。
与此同时三极管VT2集电极电压的下降通过电容器C2的作用使三极管VT3的基极电压也下跳,VT3由导通变为截止。
接在VT3集电极上的发光二极管就亮了。
如此循环,电路中三只三极管便轮流导通和截止,三只发光二极管就不停地循环发光。
4、实习报告要求
1、分别画出两个任务的电路原理图
2、完成电路板的焊接和调试
3、分别说明两个电路的工作原理
4、根据调试中出现的故障现象分析其原因
五、评分标准
内容
要求
配分
评分标准
说明
布局
各个元器件的布局清晰、美观、合理
10
工艺
走线清晰,线程短,无跳接线
10
焊点
1、焊点有足够的机械强度
2、焊接可靠,保证导电性能。
3、焊点表面整齐、美观:
焊点的外观应光滑、清洁、均匀、对称、整齐、美观、充满整个焊盘并与焊盘大小比例合适。
20
调试
60
六、归纳总结
1、发光二极管,电阻,三极管的理论知识。
2、发光二极管的应用,简单电路图的分析。