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电子元件基础知识
二极管

一、二极管基础知识 1、二极管气符号 由P型与N型半导体构成,当在P型半导体一端加高电位,在N型半导 体端加低电位(二者的电势差对硅材料半导体为0.1~0.7V,锗材 料为0.1~0.3V)此时半导体处于导通状态。当加上反向电压时二 极管截止。因此半导体二极管具有单向导电性。所以二极管有“+”、 “-”极。从电气符号上来看,竖线端为负极,三角形端为正极。 二极管一般用字母D、VD表示。

二极管具有单向导电性的特点

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一、二极管基础知识 2、二极管的封装

二极管

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二极管

二、二极管分类 二极管的种类很多,按制作材料可分为:硅材料二极管和锗材料二 极管 按用途分为:普通二极管与特殊二极管 普通二极管又分为:检波二极管、整流二极管、开关二极管、稳压 二极管 特殊二极管又分为:变容二极管、光电二极管、发光二极管等。 1、整流二极管 将交流电流整流成直流电流的二极管称为整流二极管。这种二极管 的PN结面积较大,允许通过较大的电流。但这类二极管结电容较大, 不能在高频下工作。只适用于较低频率范围。

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二、二极管分类 2、检波二极管 主要用于收音机、电视机等的检波电路。这种二极管PN结面积小, 结电容也很不,使工作频率很高,并且允许通过的电流非常小

二极管

3、开关二极管。 开关二极管利用正向偏压时二极管电阻小,反向 偏压时电阻大的单向导电性,在电路中对电流进 行控制,起到接通或关断的开关作用此类二极管 主要应用到家用电器及电子设备的开关电路、极 波电路、高频脉冲整流电路。

二极管 二、二极管分类 4、发光二极管。 发光二极管(LED)正向电压为1.5~3V时,只要正电流过,可以发 光。此类二极管现在应用非常广泛,同时因为节能,方便驱 动,所以在很多电子产品中作指示用,也可用作照明。包括现在流 行的平板电视都采用LED发光。 5、快恢复二极管。 快恢复二极管,又称为FRD,是一种具有开关 特性好、反向恢复时间短的半导体二极管,主 要应用于开关电源,PWM脉宽调制器,变频等 电子线路中,作为高频整流二极管、续流二极 管或阻尼二极管使用。此管反向击穿电压较高。

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二极管 三、二极管的参数 1) 最大整流电流 最大整流电流是管子长期连续工作时允许通过的最大正向平均电 流,在工作时,工作电流电流不能超过该电流,否则,将导致二极 管损坏。 2) 最大反向电压 最大反向电压URM 是指允许加在二极管上的反向电压的最大值。在 工作时,加给二极管的反向电压的峰值不能超过URM,否则特性反 向漏电流增加,特性变坏。通常URM 为反向击穿电压的1/2~1/3。 四、二极管的正负极判断与检测 (1)指针表判断二极管正负极操作步骤: ①拨指针万用表测量欧姆档,测量硅管用RX1K档,锗管用RX10欧 或RX100欧档 ②用两表笔任意接二极管两端,此时指针可能偏转可能不偏转。当 出现指针较大幅度偏转时黑表笔所接端为二极管负极,另一端即为 正极。

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二极管 四、二极管的正负极判断与检测

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(2)数字万用表判断二极管正负极操作步骤 ①把数字表拨到测量二极管档 ②用两表笔任意接二极管二端,此时电表头可能有显示或者显示溢出标志“1”. 当出现数字显示时,红表笔所接端即为二极管正极,另一端即为负极。

五、二极管的代换
1、检波二极管的代换 当检波二极管损坏后,最好选同型号、同规格的检波二极管更换。如果没有同 型号时,可以选择半导体材料相同,主要参数相近的二极管来代换。也可用损坏 了一个PN结的锗材料三极管代换。
2、整流二极管的代换 当整流二极管损坏后,可以用同型号整流二极管代换。如果没有同型号,可以 用参数相近的其他型号的整流二极管代换。 代换整流二极管时,主要考虑其最大整流电流、最大反向工作电流、截止频率 及反向恢复时间等参数。一般非相同型号整流二极管代换时可用高参数二极管代 换低参数二极管。

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五、二极管的代换 3、开关二极管代换 当开关二极管损坏后,应用同型号开关二极管代换。如果没有同 型号,可以用参数相近的其他型号的开头二极管代换。 代换整流开关管时,主要考虑其正向电流、最高反向工作电压、 反向恢复时间等参数。一般非相同型号开关二极管代换时可用高参 数二极管代换低参数二极管。

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一、三极管基础知识

三极管

半导体三极管也称为晶体三极管。半导体三极管具有信号放大作用,所以 它是电子线路中最重要的器件,也是构成许多集成电路的核心器件,它最主要功 能是电流放大和开关作用。三极管是电流控制元件,利用两个PN结中载流子的扩 散与复合,实现基极电流对集电极电流的控制。

1、三极管的电气符号与封装

NPN型三极管
晶体三极管在电路中常用字母Q、V、T、BG等符号表示。

PNP型三

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三极管
三极管封装

半导体三极管肯定是三只脚,但三只脚的并不都是三极管,也可 能是半导体二极管、场效应管、可控硅、集成电路等元件。所以 大家在判别时必须根据脚和元件表面所标注的型号来判断是不是 三极管。只有准确的判明是三极管才能用检测三极管的方法去判 断元件的好坏和各个脚的分布。

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三极管
二、半导体三极管的三种工作状态
一般三极管常工作在截止、放大、饱和三种状态。放大状态主要用在放大电路, 截止、饱和状态主要用在开关电路。 左图三极管的输出特性曲 线。它是在基极电流IB一定 的情况下,改变VCE间的电 压,测出流过集电极电流IC 大小所作的图。由图可知, 不同IB电流下IC也不同,所 以三极管具有电流放大作 用。由图我们可以把三极 管的工作三种状态。

1、截止状态:
当加在三极管发射结(B-E)小于PN结的导通电压(锗三极管为0.1~0.3V,硅三极管为 了0.5~0.7v),基极电流为零(IB=0 ),集电极(IC=0)电流和发射极(IE=0)电流都为零, 三极管这时失去放大作用,集电极与发射极之间相当于开关断开状态。处于这种状态的三 极管称为截止状态。

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三极管

二、半导体三极管的三种工作状态 2、放大状态 当加在三极管发结(B-E)的电压大于PN结导通电压,并处于某一 合适值时,三极管的发射结正向偏置,集电结反向偏置,这时三极 管基极电流对集电极电流直控制作用,即Ic=β Ib,其中β 是三极 管直流放大倍数,它是恒量三极管放大能力的一个重要参数。处于 这种状态的三极管称为放大状态。 3、饱和状态 当加在三极管发射结的电压大于PN结导通电压,并当基极电流增 大到一定程度,集电极电流不再随基极电流的增大而增大,而是处 于一定值附近不怎么变化,此时三极管失去电流放大作用,集电极 与发射极之间电压很小,集电极和发射极之间相当开关的导通状态。 处于此种状态的三极管称为饱和状态。

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三极管
三、三极管分类 1、按制造材料分为:硅三极管和锗三极管 2、按导电类型分为:PNP型与NPN型。一般硅三极管常为NPN型,锗 三极管常这PNP型。 3、按工作频率分为:低频三极管和高频三极管。常把3M以下称为 低频管,以上为高频管 4、按耗散功率分为:小功率管、中功率管与大功率管。小功率管 指耗散功率在1W以下,大功率可达几十瓦以上

小功率管

中功率管

大功率管

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四、三极管的参数 1、直流放大系数β 。 该参数也可用hFE表示。这是在三极管放大区内,一定VCE、IC下 测出IB值后,示出IC与IB的比值而得到的。三极管β 值并非真正的 常数,当IC小时,β 较小;当IC过大时,β 值减小;只有在IC值为 某一范围内近为常数。 2、反向击穿电压BVCEO 它表示基极开路时,C-E极间的反向击穿电压。它是在一定基 极电流下测得。 3、ICM 它表示三极管集电极所允许流过的最大电流值。超过此值可能烧 毁三极管或使三极管β 下降一半以上。 4、PCM 它表示三极管所允许加的最大功率,超过此值,三极管极易烧毁。 由于三极管功耗主要发生在集电结上,所以也叫三极管集电结最大 允许功率。所以使用三极管时,VCEX IC应小于PCM。

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三极管
5.三极管特征频率fT 它指频率升高使β 下降到1时的频率值 五、三极管的检测 1、用指针表判断三极管基极与极性
操作步骤: ①把指针万用表拨到测量电阻的RX100(测量PNP管) 或RX1K档(测量NPN管) ②用万用表的两表笔分别测量三极管的三支脚间电阻 值,见图1-33所示。 如果黑表笔接2脚,红表笔接1、3脚,测出的电阻值均 较小(几K),红表笔接2脚,黑表笔接1、3脚测量电阻 无穷大,且1、3脚间电阻正反均无穷大,则此时黑表笔 所接2脚为基极,且该管为NPN管。 如果红表笔接2脚,黑表笔接1、3脚,测出的电阻值较 小,反之电阻较大(几百K),且1、3脚间电阻较大, 图1-33 此时红表笔所接为2脚,且该管为PNP管。

图1-33

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五、三极管的检测 2、用指针表判断三极管发射极与集电极与大致β 值 操作步骤 ①找到基极后,即可判断集电极C与发射极E。见图1-34所示。 ②针对NPN管,把2脚与1、3脚用手殷鉴不捏在一起,如3脚与2脚 基极用手捏在一起,用万用表的黑表笔接3脚,红表笔接1脚,如果 此时指针偏转较小值,则说明3脚即是集成极C,1脚即是发射极E。 反之,则1脚是集电极C,3脚是发射极E。并且偏转的角度越大(指 示的电阻值越小)说明三极管放大倍数越大。

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五、三极管的检测 3、用数字表判断三极管基极与极性 操作步骤 ①首先将数字万用表功能旋钮置于二极管档,将红表笔接在一只 引脚上不动,黑表笔分别测量另外两只引脚,在两次测量中,数字 表都显示560左右时,则红表笔接的电极为基极,且该三极管为NPN 型,否则红表笔换只脚测量。 ②将黑表笔接在某一只脚上不动,红表笔分别测量另外两只脚, 在两次测量中,数字字表都显示560左右时,则黑表笔接的电极为 基极,且该三极管为PNP型。否则,黑表笔换只脚重测。 4、用数字表判断三极管发射极、集电极β 值 现在数字万用表均有测量三极管hFE功能,在万用表上分别有两 组测量NPN或PNP管的插孔,见图1-35所示。利用之可测量三极管的 放大倍数和C、E极。

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三极管
操作步骤 ①先找出三极管的基极 与类型(PNP或NPN) ②将万用表功能旋转到 hFE档。按对应的类型与基 极插入图1-35的孔中,有 两种插法,分别读出两次 测量的结果。 ③在两次读数中,数值 大的一次插法中,根据三 极管三只脚的排列即分别 为集电极C、发射极E,同时 读数即为放大倍数。见图 1-36所示。

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三极管
五、三极管的检测 5、三极管好坏的检测 三极管损坏后常见的现象主要有:(1)b-e结击穿短数或开路; (2)b-c结击穿或开数;(3)c-e 结击穿各开路。 PNP、 NPN型三极管好坏的测量 根据三极管的结构由两个PN结构成,如果三极管任意两脚间或三 脚间电阻均为零,即为损坏。如果两个PN结间不符合单向导电性即 为损坏。如果三脚间相互为通即为损坏。

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三极管
六、三极管的代换方法

三极管品种繁多,不同的电子电路对三极管各项性能指标的要求 是不同的。一般高频三极管被用于图像中放、伴音中放、放大电路 的小信号处理、在功率管用放功率输出、开关电路等。 当发现某三极管损坏或性能严重是降,应给予更换。更换最好选 同类型、同型号、同外形的三极管,并且在代换前对新管进行测量, 确认无误后方可更换。如果没有同型号三极管,则应选用耗散功率、 最大集电极电流、最高反向电压、频率特性、电流放大系数等参数 相近的三极管代换。

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场效应管
一、场效应管基础知识 场效应晶体管(FET)简称场效应管。场效应管是电压控制器 件。与三极管相比,场效应管有输入阻抗高、制造工艺简单、噪声 系数小、热稳定性好、动态范围大等特点。在高频、低频、直流、 开关及阻搞变化等电路中都有广泛的应用。 1、场效应管的电气符号

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场效应管
一、场效应管基础知识 2、场效应管的封装形式

二、场效应管的分类 按导电方式分为:耗尽型场效应管与增强型场效应管 按沟导材料分为:结型场效应管与绝缘栅型场效应管。而绝缘栅型 又分为N沟道耗尽型与增强型。P沟道耗尽型与增强性。

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场效应管
三、场效应管的参数 1、饱和漏电电流IDSS. 2、直流输入电阻RI. 3、击穿电压BVGS、BVGD、BVDS、BVGD。 四、场效应管的三极(G栅极、S源极、D漏极)判别 ①用指针表检测时,先将万用表拨到RX1K档。 ②用万用表黑(红)表笔接场效应管一脚,用另一表笔测量另外 两脚,测量其相互间电阻,如果出现两次测得的电阻值相近或相 等时,则黑表笔所接触的电极为栅极(G),另外两脚分别为源极 (S)与漏极(D)。如果没有出现相近或相似电阻值,则换角再 测试。 ③找到栅极(G)后,将两只表笔分别接在漏极(D),源极(S) 上的引脚上进行测量,记录电阻值,然后换笔又进行测量,在两次 测量中,电阻值较小的一次(一般为几K可十几K)测量中,黑表笔 所接为源极(S),红表笔为漏极(D)

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场效应管

2、场效应管类型(N沟道与P沟道)判别。 ①先把万用表拨到RX1K档。 ②按判别场效应管的方法找到栅极(G),然后用黑表笔接栅极, 红表笔分别测量另外两极,如果测量的电阻值均较大,则所测场效 应管为N沟道管。如果两次测量电阻值均较小,则所测量管为P沟道 管。 五、场效应管的检测与代换 场效应管的损坏主要是三极间相互短数或者开路。 场效应管的检测 ①用万用表RX1K档测量管子的三只脚相互间电阻值,如果电阻值为 0,说明短路,如果电阻极互穷大,说明开路,均需更换。 ②按场效应管极性判别方法找出场效应管的栅极、源极、漏极后, 把万用表拨到RX100档。将黑表笔接漏极(D),红表笔接源极 (S),栅极悬空,然后用手触摸栅极(S),如果万用表指针有较 大偏转,说明场效应管正常。否则损坏,需更换。

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场效应管
2、场效应管的更换 场效应管损坏后,最好用同类型、同特性、同外型的场效应管代 换。如果没有,则可采用同参数的其它场效应管代换。 一般小功率场效应管代换时,应考虑其输入阻抗、低频跨导、开 启与夹断电压、击穿电压等参数。大功率场效应管代换时,应考虑 击穿电压、耗散功率、漏极电流等参数。 另外,还要分清是N沟道管还是P沟道管。

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传感器
传感器是用以将非电学参量(如物理量、化学量、生物量) 按一定规律转换成便于处理和传输的电信号,送到计算机或控制电 路,使计算机或控制电路根据这些信息作出判断,对被控制对象进 行正确控制。 一、温度传感器 温度传感器是能将温度变化的信号转换为电信号的器件。

温度传感器的种类很多,这里我们介绍几种常见和常用的温度传感 器。 1、热敏电阻
电阻阻值随温度变化而有明显变化的电阻为热敏电阻。热敏电阻 根据电阻随温度系数的不同,可分为正温度系数热敏电阻和负温度 系数热敏电阻。 (1)正温度系数热敏电阻 正温度系数(PTC)热敏电阻是指随着温度的升高,电阻的阻值增 大的热敏器件。它以钛酸钡为主要原料制成。其特性如下

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传感器
一、温度传感器 ①当温度超过Tb时,电阻随温度 升高而迅速增加。 利用PTC电阻的要述性能,可以 进行温度检测、火灾报警、温度 控制、温度补偿或电器设备的过 热保护等。 温度电阻特性 ②当电压较低时,电压与电流之 比(即阻值)为恒定。当电压达 到某一值(峰值电压电流达到最 大值(峰值电流),此后电压再 增加,电流开始下降,电阻所消 耗的功率不变,此区称为恒功率 区。得用此特性可进行恒温、恒 压或恒流控制

电阻电压特性

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一、温度传感器 ④PTC热敏电阻的应用举例

传感器

例1:图1-41所示为用PTC热敏电阻构成的家用电冰 箱压缩机无触点启动器的电路图。当开关K接通时,电 源电压全部加在启动绕组上,使运行绕组工作。但形状 接通0.1~0.5S后,PTC使电流由7A降到至4A。大约3分钟 后,降至10~15mA,启动绕组电流近似于被切断。

冰箱启动电路

例2:图1-42是用PTC热敏电阻构成的彩电消磁电路。 在开关K接通瞬间,PTC电阻较小(一般标称电阻为 18~27欧姆),于是消磁线圈中有较大的50HZ交流电 流流过。由于PTC发热,电阻很快增大到无穷大,使消 磁线圈中的电流减少很快,从而达到消磁的目的。

彩电消磁电路

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一、温度传感器 2、双金属片温度传感器

传感器

双金属片温度传感器是利用两种金属热膨胀系数不同,历而受热的伸长程度不也不一样的 原理制成的。当双金属片受热时,将产生弯曲变形,在某一温度时,弯曲到一定程度,电 接点开关接通或断开。 例3:简单温度控制电路,见图1-43所示 当温度较低时,双金属片触点断开,三 极管处于饱和导通状态,继电器J吸合,加 热器得电而发热,当加热器温度达到一定温 度时,双金属片受热产生弯曲变形而使触点 接通,此时三极管基极因无电而处于截止状 态,继电器断开,加热器因失电而停止工作, 温度降低,当温度降低到一定时,双金属片 断开,断电器重新吸合循环工作,从而保证 加热器保持在一定的温度范围内恒定。

双金属片恒温控制

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一、温度传感器 3、半导体集成温度传感器

传感器

PN结及晶体管的各参数是温度的函数,利用这一特点,配合一定的电路,并将它们 制成集成电路就构成集成温度传感器。集成温度传感器灵敏度高、使用方便、外接电路简 单、稳定性好。比较有代表性的是LM35系列、SL134系列、TC620智能系列。

外观图

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传感器
二、光电传感器 1、半导体光敏电阻
当有光照射到掺有杂质的半导体上时,会在半导体内部形成自由电子和能导电的 空穴,这些自由电子和导电空穴的产生都会使半导体的电阻大大降低。利用这一 特性就可以制成光传感器---半导体光敏电阻
①半导体光敏电阻的主要参数 亮电阻:指在一定环境下,受到一定光强照射时所具有的电阻阻值。 暗电阻:指在一定环境温度下,无光照射时的电阻阻值。 ②光敏电阻的应用 由于光敏电阻灵敏度高、体积小、光谱范围宽、电性 能稳定、响应速度快及体格便宜的特点,所以被广泛用 于照相机、无线电自动控制、化学分析、自动报警等电 路中。 例5:工件原理: 当光照射到光敏电阻RG上时,RG阻值下降,RP两端电 压V1增大。当光强达到一定值时,使V1电压稍大于VR时, IC输出电压由0跳变到接近电源电压值,于是三极管T导通, 继电器吸合。

光敏电阻控制

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2、光电二极管

传感器

光电二极管由PN结、引线等构成。我们知道二极管具有单向导电性,当加上反 向电压时,二极管反向饱和电流非常小,而对于光电二极管而言,此时若有光照射到PN结 附近,则二极管的反向电流急聚增大,其反向电阻会由近似于无穷大变为数十或数千欧。 得用二极管的这一特性制成的光电二极管就可以作为光电传感器使用。 ①半导体光电二极管的主要参数 暗电流ID:指光电二极管不受到光照射时所产生的反向漏电电流。此电流是ID在一定反向 电压VR和一定的环境温度下测量的。 光电流IL:指二极管受到光照射时所产生的反向电流以。光电流是在一定的反向黾压VR、 一定光照下测量的。 光电灵敏度Sn:指光电二极管受到单位功率的光照射时所引起反向电流的变化量。 ②应用举例 是一简单的光电转换放大电路。其中RB可以分流光电二极 管的暗电流,使无光照射时三极管基极电流近似为0,集电极 输出VO近似于电源电压。 工作过程:当无光照射时,光电二极管反向电流ID非常小 ,并且加RB分流,三极管基极电流几近为0,三极管处于截止 状态,此时三极管集电极电压几近电源电压。当有光照射时 ,光电二极管光电流增大,当光强度达到一定值时,RB两端 电压V1稍大于VBE,三极管处于饱和导通状态, 光电二极管控制电路

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二、光电传感器

传感器

见图1-48是利用光电二极管制成的光电控制电路。无光 照射时,T1处于截止状态,发射极电压近似于0V,三极 管T2基极无电而处于截止状态,继电器J处于断开状态。 当有光照射到光电二极管时,光电流增大,电阻上的压 降增高,当电阻上电压VR稍大于三极管T1基极导通电压 时,三极管T1处于饱和导通状态,发射极电流增大,其 发射极上电阻压降增大,三极管T2导通,继电器J吸全。 和继电器J并联的二极管起到保护T2的作用。

3、光电开关
光电开关是一种把电信号转变成光信号, 又将光信号变成电信号的半导体光电器件。如 图1-49所示。它是在一个基体上同时存放一个 发光二极管和一个光电二极管或三极管构成。 当发光窗口和受光窗口均不受阻挡时,光电二 极管或三极管通过的光电流很大。如果有阻挡, 则流过光电二极管或三极管的电流很小。

光电二极管控制电路

光电开关符号

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二、光电传感器

传感器

工作原理:在转盘上开一透光的小孔。当转盘处于不透 光位置时,光电三极管因无光照射,光电流很小,电阻 R2上压降小,三极管T处于截止状态,其集电极输出电 压近似于电源电压,经反向器反向后为低电平,送入计 数器,由于低电平,所以计数器不记数。当转盘转到透 光孔位置时,发光二极管发射的光透过光孔照射到光电 三极管上,使光电三极管光电流增大,电阻R2上压降增 大,当此电压高于三极管T导通电压时,三极管处于饱 和导通状态,集电极输出电压 图1-50 近似于0V,经反向器反向后变为高电平送入计数器,此 时计数器记录转数。

光电开关计数器

三、红外传感器
红外传感器,又称热释红外传感器。它被广泛用于防盗 、防火、自动门控制电路中,在家庭中也有大量使用。 1、红外传感器工作原理 某些晶体或陶瓷材料薄片,在受到红外线照射时,温度 升高,自身两表面会聚集大量的正负电荷。当我们在两表 面间接一电阻,刚正负电荷通过电阻放电形成电流。我们 即可利用这一电流制成红外传感器。

红外传感器外观

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四、磁敏传感器

传感器

磁敏传感器是某些参数(如电阻、电流或电压)随外磁场有明显变化的电子 器件。磁敏传感器不仅可以检测磁场,而且还可以作为位置传感器或无触点开关等。因此 其广泛用于检测电流等电器中。

1、磁敏电阻

磁敏电阻原理图如图所示,一长条形半导体两端制成欧姆电极,在无外磁场时, 两端接一定电压U,则产生一定大小的电流I,其电阻值为R=U/I。如果在与电流I 垂直方向加一磁场B,则条形半导体有效导电截面减少,电阻增大,回路电流减 小,其电阻随磁场B大小变化图如1-54所示。利用这一电阻变化的特点,可制作 磁敏传感器电阻。

磁敏电阻原理

磁敏电阻特性

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五、声音传感器

传感器

声音传感器主要是话筒,它能将声音变化信号转化为电信号的传感器。它是录 音及音响设备中不可缺少的部件。常用的话筒有动圈式(磁电式)、电容式、驻极体电容 式和压电晶体式等几种。

(一)声音传感器种类 1、动圈式话 筒 动圈式话筒主要包括膜片、音圈、永久磁铁、阻抗变换变压器、引线、护罩及外 壳等构成。

工作过程: 当膜片受声音作用后,带动音圈振动,音圈切割永久磁铁的磁力线而产生与 声波规律相同的电动势,该电动势 经阻抗变换变压器输出。

动圈式话筒结构图

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五、声音传感器 2、电容式话筒 电容式话筒主要包括振动膜片、固定电极(二者构成电容 器)、保护罩以及为使其工作所应加的直流电源E、负载电阻R。为 了降低输出阻抗并提高灵敏度,在话筒内常装有放大器。

传感器

工作过程: 当膜片受声音作用发生振动时,膜片与固定电极间的距离发生变化, 因而膜片与电极间的电容C发生变化,所以由E、R、C构成的回路电 流发生变化,在R两端可产生与声波规律相同的电压。

电容式话筒式作原理

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3、驻极体电容话筒
驻极体电容话筒与电容式话筒的主要区别是音膜本身带有一定量的因定电荷。其结构 如图所示。

传感器

工作过程:当音膜受声音作用产生振动时,膜片与固 定电极之间的电容发生变化。由于膜片上的电荷量不变, 所以必然引起电容两极间电压的变化,从而产生电信号。 该电压所能产生的电流极微弱,为了与外部放大器连接 方便,在话筒内通常将场效应管接于驻极体之后进行放 大。因此这种话筒是需要接电源的。

(二)声音传感器的主要参数 1、灵敏度

驻极体电容话筒结构图

指话筒在单位声压激励下,输出电压与输入声压的比值。单位是mV/Pa。话筒的灵敏度也 常dB表示。 0dB=0.755mV/Pa

2、频率特性
话筒的灵敏度随频率的变化而变化的,其两者之间的关系可用话筒的频率特性来表示。通 常希望灵敏度在全部音频范围内(16~20000HZ)保持不变。

电子元件基础知识
五、声音传感器
3、方向性
当声波从不同方向射向话筒时,话筒在各方向上的灵敏度不同。通常使用方向性系数D 来描述话筒的方向性。当进行质量的播录间时,应选用电容式或性能好的动圈式话筒。在 环境噪声较大的场合应使用方向性好的话筒。

传感器

(三)部分常用话筒的比较
表3为部分常用话筒主要参数比较。
话筒 指标 输出阻抗 动圈式 低阻200~600Ω 高阻10~20KΩ 一般为200~5000Hz 高质量为20~5000Hz 电容式及驻极体电容式 极高、话筒有放大器 阻抗高 声电池式: 50~15000Hz 膜片式:60~8000Hz 声电池式:-50~80 Db 膜片式:-45~70Db 晶体式

频率响应

40~15000Hz

输出电平

-50~-40dB

失真度

1%~3%
圈数为:60~80 电阻:30~70Ω

声电池式:1%~5%

音圈参数

优缺点

结构坚固、工作稳定、 有单向性、用途广

结构简单、体积小

声电池式:无方向性、 怕振动。 膜片式:价低、使用 方便、晶片易损坏。

电源电路
整流电路
作用:整流电源可把交流电变成脉动真流电。 分类:整流电源分为:半波整流 一、半波整流 如图所示 全波整流 桥式整流 倍压整流

工作过程:D为整流二极管

B为变压器

RL为负载

当V2为正半周时,二极管导通,因D本身压降很低,所以电压全部加到RL上。 当V2为负半周时,D反向截止,电压V2几乎全部加在D上。

电源电路
因此在正负半周时,RL上得到的是一脉动直流电压。其值大小为:

VL ?

?

2 S in ? t 正 半 周 0负 半 周

则:半波整流输出的直流电压近为变压器次级电压有效值的0.45倍。 二极管D的最大整流电流IFM>VL/RL 二极管D最高反向电压VRM>1.14U2 二、全波整流 见图示
工作过程:正半周时D1 导通,次极电压加在RL 上,D2截止。负半周时, D2导通D1截止,电压加 在RL上。RL上得到如图 所示的脉动直流电。

RL上的直流电压VL
VL=0.9U21或U22

电源电路
三、桥式整流电路 见图所示

工作过程:当V2为正半周时,D1、D3导通,D2、D4截止,电流经D1、RL、D3 构成回路 当V2为负半周时,D2、D4导通,D1、D3截止,电流经D2、RL、D4 流动。 RL上两端直流电压 VL=0.9U2

四、倍压整流电路

电源电路 见图示

二倍压整流电路

工作过程:当V2为正半周时,D1导通,D2截止。V2电压给C1充电为V2,因D2截止,C2 两端电压不变。当V2为负半周时,D2导通,此时V2与C1上的电压叠加后加在C2上,C2 上的电压可充电至2V2,实现2倍压整流。同理见图可实现三倍压整流。

三倍压整流电路

电源电路
滤波电路
一、电容滤波器。见图所示

负截两端电压VL=1.414U2

电源电路
滤波电路
二、电阻π型滤波器。见图所示

三、电感π型滤波器。见图所示

串联型稳压电源 一、晶体管串联型稳压电源。见图所示

电源电路

工作过程: R1、R0、R2分压电路,其中R0为可调电阻,通过它可以改变输出电压

的高低。当输出电压升高时,R2上的电压上升。而检测管T2基极接于R2端,电位 随之上升,而T2发射结接上稳压二极管Dz,保证发射极电压不变,则发身极随基极 电位上升而下降,使接于T2集电极上的驱动管T1”基极电压降低,T1’’导通力下降, T1’基极电压降低,T1’导通降低,使输出电压降低,从而使输出电压降低。如果输 出电压降低,则T2、T1’’、T1’执行相反的过程,从而保证输出电压稳定。

串联型稳压电源 二、三端集成稳压电路。
1.外观图

电源电路

2.三端稳压集成电路主 要有78系列与79系列. 31输出可调系列 其中78系列输出正电压 79系列输出负电压

31输出可调正电压

串联型稳压电源 二、三端集成稳压电路。
3.三端集成稳压集成电路应用
A.三端输出正电压。三端输出负电压。见图示

电源电路

如7805、7809、7812、7815、7818 分别输出正5-9-12-15-18/1A

如7905、7909、7912、7915、7918

分别输出负5-9-12-15-18/1A

电源电路
(4)集成可调三端稳压电路LM317


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