《電路基礎》PPT課件

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1、繼電器： 小電流控制大電流1、符號：RL、RY、K、KR 繼電器是以小電流控制大電流的開關，線圈通電銜鐵吸合，切換觸點，以控制負載的通和斷。2、參數(shù)：a、線圈工作電壓： DC3V、DC6V、DC9V、 DC12V、DC24V 、DC48V 、 (220V AC)b、觸點負載電流：5A、10A、20A.(AC220V)3、測量與代換：加電時測量常開觸點應當通，常閉觸點應當斷； 斷電時測量常開觸點應當斷，常閉觸點應當通； 3、測量、判斷與代換：用“”檔測線圈，通常為幾十歐到十幾千歐的電阻線圈加電以后測觸點的吸合情況，常見故障為觸點粘連或者燒蝕不通。 代換原則：同型號代換或用線圈電壓一致， 觸點電流

2、相等或稍大一點的代換； 晶振：1、符號：X、Y,晶振由壓電石英晶體制成， 有特定的諧振頻率，在電路中用來穩(wěn)定振蕩頻率。2、參數(shù)：諧振頻率： 14.318Mhz 時鐘晶振 32.768 khz 實時晶振 24.576 Mhz 聲卡、MP3晶振 25.00 Mhz 網(wǎng)卡 3、代換原則：原值代換不可偏差。同型號原值代換。 3、晶振的測量： 電聲元件：1、揚聲器、耳機 2、蜂嗚器，訊響器3、話筒、麥克風； 2.1 半導體二極管2.1.1 半導體基本知識一、什么是半導體？導體 (金屬原子的外層電子受原子核的束縛力很小，自由電子成為導電的“載流子”)絕緣體可運動的帶電粒子p39 半導體：導電性能介于導體和

3、絕緣體之間的物質(zhì)，如硅(Si),鍺(Ge)。硅和鍺的原子結(jié)構模型(a)硅原子 (b)鍺原子 簡化模型硅和鍺都是四價元素,原子的最外層軌道上有四個價電子。 1.本征半導體（純凈的半導體晶體）硅和鍺的晶體結(jié)構（）點陣結(jié)構 （）共價鍵結(jié)構點陣結(jié)構：每個原子周圍有四個相鄰的原子，原子之間通過共價鍵緊密結(jié)合在一起。原子最外層的價電子不僅圍繞兩個相鄰原子共用一對電子 熱激發(fā)產(chǎn)生自由電子和空穴室溫下，由于熱運動少數(shù)價電子掙脫共價鍵的束縛u成為自由電子，同時在共價鍵中留下一個空位這個空位稱為“空穴”。失去價電子的原子成為正離子，就好象空穴帶正電荷一樣。u在電子技術中,將空穴看成帶正電荷的載流子。 空穴運動有了

4、空穴，鄰近共價鍵中的價電子很容易過來填補u這個空穴，這樣空穴便轉(zhuǎn)移到鄰近共價鍵中。新的空穴又會被鄰近的價電子填補。帶負電荷的價電子依次填補空穴的運動，從效果上看，相當于帶正電荷的空穴作相反方向的運動。（與自由電子的運動不同） 結(jié)論：本征半導體中有兩種載流子：u帶負電荷的自由電子帶正電荷的空穴 熱激發(fā)產(chǎn)生的自由電子和空穴是成對出現(xiàn)的，電子和空穴又可能重新結(jié)合而成對消失，稱為“復合”。在一定溫度下自由電子和空穴維持一定的濃度。 2. N型和P型半導體(1)N型半導體 在硅晶體中摻入五價元素磷,磷原子的五個價電子有四個多出的一個電子不受共價鍵的束縛,室溫下很u容易成為自由電子。磷原子失去一個電子成為

5、正離子（在晶體中不能移動） 每個磷原子都提供一個自由電子，自由電子數(shù)目大大增加，遠遠超過空穴數(shù)。這種半導體主要依靠電子導電，稱為電子型或N型半導體。 N型半導體的特點：自由電子 空 穴 多數(shù)載流子（簡稱多子）少數(shù)載流子（簡稱少子） 只要摻入極少量的雜質(zhì)元素（1106），多子的濃度將比本征半導體載流子濃度增加近106倍。 摻入的雜質(zhì)元素的濃度越高，多數(shù)載流子的數(shù)量越多。 (2)P型半導體 在硅晶體中摻入三價元素硼,硼原子與相鄰的四個硅原子由于缺少一個價電子而產(chǎn)生一個空位，這個空位很容易被鄰近共價鍵中的價電子填補。硼原子u得到一個電子成為負離子（在晶體中不能移動），失去價電子的共價鍵中出現(xiàn)一個空穴

6、，每個硼原子都產(chǎn)生一個空穴，空穴數(shù)目大大增加，遠遠超過自由電子數(shù)。這種半導體主要依靠空穴導電，稱為空穴型或P型半導體 P型半導體的特點：空 穴 自由電子 多數(shù)載流子（簡稱多子）少數(shù)載流子（簡稱少子） 摻入的雜質(zhì)元素的濃度越高，多數(shù)載流子的數(shù)量越多。 少數(shù)載流子是熱激發(fā)而產(chǎn)生的，其數(shù)量的多少決定于溫度。 3. PN結(jié)的形成預備知識:u半導體中載流子有擴散運動和漂移運動兩種運動方式。載流子在電場作用下的定向運動稱為漂移運動.在半導體中，如果載流子濃度分布不均勻，因為濃度差，載流子將會從濃度高的區(qū)域向濃度低的區(qū)域運動，這種運動稱為擴散運動。u將一塊半導體的一側(cè)摻雜成P型半導體，另一側(cè)摻雜成N型半導體

7、，在兩種半導體的交界面處將形成一個特殊的薄層PN結(jié)40 多子擴散運動形成空間電荷區(qū)u由于濃度差，電子和空穴都要從濃度高的區(qū)域向擴散的結(jié)果，交界面P區(qū)一側(cè)因失去空穴而留下不能移動的負離子，N區(qū)一側(cè)因失去電子而留下不能移動的正離子，這樣在交界面處出現(xiàn)由數(shù)量相等的正負離子組成的空間電荷區(qū)，并產(chǎn)生由N區(qū)指向P區(qū)的內(nèi)電場EIN。PN結(jié) 內(nèi)電場EIN阻止多子擴散，促使少子漂移 多子擴散 空間電荷區(qū)加寬內(nèi)電場EIN增強 少子漂移促使阻止E IN EIN 空間電荷區(qū)變窄內(nèi)電場EIN削弱 u擴散與漂移達到動態(tài)平衡形成一定寬度的PN結(jié) 小結(jié)：PN結(jié)中同時存在多子的擴散運動和 少子的漂移運動，達到動態(tài)平衡時，擴散運

8、動產(chǎn)生的擴散電流和漂移運動產(chǎn)生的漂移互相抵消，PN結(jié)中總的電流為零。41 4. PN結(jié)的單向?qū)щ娦酝饧诱螂妷海ㄒ步姓蚱茫﹗外加電場與內(nèi)電場方向相反，內(nèi)電場削弱，擴散運動大大超過漂移運動，N區(qū)電子不斷擴散到P區(qū)，P區(qū)空穴不斷擴散到N區(qū)，形成較大的正向電流，這時稱PN結(jié)處于“導通”狀態(tài)。 4. PN結(jié)的單向?qū)щ娦酝饧臃聪螂妷海ㄒ步蟹聪蚱茫﹗外加電場與內(nèi)電場方向相同，增強了內(nèi)電場，多子擴散難以進行，少子在電場作用下形成反向電流 IR，因為是少子漂移運動產(chǎn)生的， IR很小，這時稱PN結(jié)處于“截止”狀態(tài)。 PN結(jié)伏安特性 a. 外加正向電壓較小時，外電場不足以克服內(nèi)電場對多子擴散的阻力，PN結(jié)仍

9、處于截止狀態(tài) b. 正向電壓大于“開啟電壓UON”后，i 隨著 u 增大迅速上升。Uon 0.5V(硅 ) Uon 0.1V(鍺 )P42 P42 c. 外加反向電壓時， PN結(jié)處于截止狀態(tài)，反向電流 IR 很小。 d. 反向電壓大于“擊穿電壓U（BR）”時，反向電流 I R 急劇增加。 2.1.2 二極管符號及主要參數(shù)A陽極 K陰極 二極管主要參數(shù)： 1.最大正向電流 IF 2.反向擊穿電壓U（BR） 3.反向電流 IR 4.最高工作頻率 2.1.3 二極管應用舉例 二極管的伏安特性是一個非線性的曲線，在實際分析電路中，導通時管壓降視為一個固定值：UD0.7V（硅） UD0.3V（鍺） p4

10、2 或視為一個理想開關，即導通時視為“短路”，截止時視為“開路”。這就是電子線路中經(jīng)常采用的近似估算法。 p44 十一、半導體器件：半導體：介于導體與絕緣體之間的物質(zhì)，硅、硒、鍺、氧化鋅、硫化鎘、砷化鎵SiO2經(jīng)還原提純，制成單晶硅，(多晶硅)在其中摻入三價的鋁、銦、五價的磷、硼等。由于加入的元素不同制成空穴和電子型半導體，即P型半導體和N型半導體，利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦灾瞥啥?、三極管、場效應管、和集成電路芯片。 二極管：a、符號： b、分類：按功能分：1）整流二極管： 普通、快恢復、超快恢復、肖特基 2）穩(wěn)壓二極管：3）開關二極管：4）發(fā)光二極管：5）光電二極管：按材料分： 硅管、鍺管按封裝

11、形式分：玻璃封裝、塑料封裝 c、特性與作用：1、特性：單向?qū)щ娦裕弘娏髦荒軓恼龢O流向負極而不能從負極流向正極；正向?qū)〞r有壓降，普通硅管為0.6-0.7V； 普通鍺管為0.2-0.3V 發(fā)光二極管的壓降1-5V反向電壓大于定值時會擊穿；如1N4001 1A 50V 1N4007 1A 100V 作用： 整流：把交流電變成直流電； 限幅：限制電壓幅度； 穩(wěn)壓：穩(wěn)壓二極管反向連接在電路中， 工作在特殊的軟擊穿狀態(tài)，使兩端電壓保持穩(wěn)定。一旦電壓超過其穩(wěn)壓值,穩(wěn)壓二極管就會軟擊穿反向?qū)ǎ瑢⒏叱龅碾妷簩Φ囟搪返?；當電壓低于穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓值時，穩(wěn)壓二極管是截止的。注意：如果所加的反向電壓過大，超過了穩(wěn)

12、壓二極管的允許值，就會擊穿短路、也可能燒斷或者穩(wěn)壓電壓值改變。 LED：光源、指示、顯示、傳遞信號； 光電二極管：光傳感器、光電控制； 鉗位： d、型號與參數(shù)： 1）型號命名規(guī)則：中國：2 A鍺 Z 整流 xx B鍺 P 普通 序號 C硅 W 穩(wěn)壓 D硅美國： 1 N 41481個PN結(jié)的二極管美國注冊序號例：1N40011N40071N5408日本：1SS141個PN結(jié)的二極管日本注冊 肖特基序號 MOSPEC公司：S20C40C肖特基20A雙二極管40V共陰極F：快恢復、超快恢復例：F10C20S16C20 2)參數(shù)：極限參數(shù)：最大正向電流：IF，IFmax 最高反向耐壓：Ur m , V

13、r r m如1N4001 1A 50V 1N4007 1A 100V反向恢復時間：trr:Trr越小越好，trr小，相當于頻率高，速度快，高頻電路（整流）必須注意：Trr從大到小為：普通二極管開關二極管快恢復二極管超快恢復二極管肖特基二極管； 肖特基二極管的特點： 電流大、耐壓低，速度最快；快恢復二極管的特點： 電流中等、耐壓高、速度較快；超快恢復二極管特點： 與快恢復二極管類似、只是速度更快； 查二、三極管參數(shù)的網(wǎng)址：www.21IC.com e、測量與代換： 1）用二極管檔測量； 2)好壞的判斷： 普通二極管只有一組數(shù)值就是好的 （從電路上拆下來測量）； 常見故障為擊穿或燒斷；3)代換： 同型號代換或用同類型的、 參數(shù)接近的代換；