電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)

1、電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)中山奧凱華泰電子有限公司中山奧凱華泰電子有限公司 電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)主講人：張德文 2009-10-30電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)內(nèi)容內(nèi)容第一部分 電阻、電容、電感及二極管的了解第二部分 半導(dǎo)體三極管的放大原理、 特性曲線及重要參數(shù)電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)第一部分第一部分第一節(jié)第一節(jié) 電阻器電阻器 電阻，它是導(dǎo)體的一種基本性質(zhì)，與導(dǎo)體的尺寸、材料、溫度有關(guān)。歐姆定律說，I=U/R，那么R=U/I，電阻的基本單位是歐姆，用希臘字母“”表示，有這樣的定義：導(dǎo)體上加上一伏特電壓時(shí)，產(chǎn)生一安培電流所對應(yīng)的阻值。電阻的主要職能就是阻礙電流流過。通?？s寫為R，常用單位還有千歐（k），兆歐（M）。 電阻器分三大

2、類：固定電阻，可變電阻，特種電阻。固定電阻以其制造材料又可分為型碳膜電阻、型金屬膜電阻、型線繞電阻、片狀電阻。 其中特種電阻中光敏電阻是一種電阻值隨外界光照強(qiáng)弱（明暗）變化而變化的元件，光越強(qiáng)阻值越小，光越弱阻值越大。聲控樓道燈在白天不會(huì)點(diǎn)亮，也是因?yàn)楣饷綦娮柙谄鹱饔?。熱敏電阻是一個(gè)特殊的半導(dǎo)體器件，它的電阻值隨著其表面溫度的高低的變化而變化。新型的電腦主板都有CPU測溫、超溫報(bào)警功能，就是利用了的熱敏電阻。電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)第二節(jié) 電容器 1、電容用字母C表示。顧名思義，電容器就是“儲(chǔ)存電荷的容器。不同的電容器儲(chǔ)存電荷的能力也不相同。規(guī)定把電容器外加1伏特直流電壓時(shí)所儲(chǔ)存的電荷量稱為該電容器

3、的電容量。電容的基本單位為法拉（F）。但實(shí)際上，法拉是一個(gè)很不常用的單位，因?yàn)殡娙萜鞯娜萘客?法拉小得多，常用微法（F）、納法（nF）、皮法（pF）（皮法又稱微微法）等，它們的關(guān)系是：1法拉（F）= 1000000微法（F） 1微法（F）= 1000納法（nF）= 1000000皮法（pF） 2、常用電容器 陶瓷電容器（包括瓷片電容器）：性能較好，便宜 云母電容器：性能好，容量小 電解電容器：有極性，容量大，漏電大，便宜 鉭電容器：有極性，容量大，性能好，價(jià)格高電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)3、電容器的作用：、電容器的作用： 隔直流：作用是阻止直流通過而讓交流通過。隔直流：作用是阻止直流通過而讓交流通過

4、。 旁路（去耦）：為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。旁路（去耦）：為交流電路中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。 耦合：作為兩個(gè)電路之間的連接，允許交流信號(hào)通過并傳輸?shù)较乱患?jí)電路耦合：作為兩個(gè)電路之間的連接，允許交流信號(hào)通過并傳輸?shù)较乱患?jí)電路 濾波：將整流以后的鋸齒波變?yōu)槠交拿}動(dòng)波，接近于直流。濾波：將整流以后的鋸齒波變?yōu)槠交拿}動(dòng)波，接近于直流。 溫度補(bǔ)償：針對其它元件對溫度的適應(yīng)性不夠帶來的影響，而進(jìn)行補(bǔ)償，溫度補(bǔ)償：針對其它元件對溫度的適應(yīng)性不夠帶來的影響，而進(jìn)行補(bǔ)償，改善電路的穩(wěn)改善電路的穩(wěn) 定定 性。性。 計(jì)時(shí)：電容器與電阻器配合使用，確定電路的時(shí)間常數(shù)。計(jì)時(shí)：電容器與電阻器配

5、合使用，確定電路的時(shí)間常數(shù)。 調(diào)諧：對與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。調(diào)諧：對與頻率相關(guān)的電路進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機(jī)、收音機(jī)、電視機(jī)。 整流：在預(yù)定的時(shí)間開或者關(guān)半閉導(dǎo)體開關(guān)元件。整流：在預(yù)定的時(shí)間開或者關(guān)半閉導(dǎo)體開關(guān)元件。 儲(chǔ)能：儲(chǔ)存電能，用于必須要的時(shí)候釋放。例如相機(jī)閃光燈，加熱設(shè)備等儲(chǔ)能：儲(chǔ)存電能，用于必須要的時(shí)候釋放。例如相機(jī)閃光燈，加熱設(shè)備等等。等。 電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)4、電容器的應(yīng)用：、電容器的應(yīng)用： 把電容器的兩個(gè)電極分別接在電源的正、負(fù)極上，過一會(huì)兒即使把電源斷開，兩個(gè)引腳間仍然會(huì)有殘留電壓（學(xué)了以后的教程，可以用萬用表觀察），我們說電容器儲(chǔ)存了電荷。電容

6、器極板間建立起電壓，積蓄起電能，這個(gè)過程稱為電容器的充電。充好電的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲(chǔ)存的電荷向電路釋放的過程，稱為電容器的放電。 舉一個(gè)現(xiàn)實(shí)生活中的例子，我們看到市售的整流電源在拔下插頭后，上面的發(fā)光二極管還會(huì)繼續(xù)亮一會(huì)兒，然后逐漸熄滅，就是因?yàn)槔锩娴碾娙菔孪却鎯?chǔ)了電能，然后釋放。當(dāng)然這個(gè)電容原本是用作濾波的。至于電容濾波。發(fā)燒友制作HiFi音響，都要用至少1萬微法以上的電容器來濾波，濾波電容越大，輸出的電壓波形越接近直流，而且大電容的儲(chǔ)能作用，使得突發(fā)的大信號(hào)到來時(shí)，電路有足夠的能量轉(zhuǎn)換為強(qiáng)勁有力的音頻輸出。這時(shí)，大電容的作用有點(diǎn)像水庫，使得原來洶涌的水流平滑地輸出，并可以保證

7、下游大量用水時(shí)的供應(yīng)。 電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)第三節(jié)第三節(jié) 電感器電感器 電感器的分類 電感器是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的器件。在電子設(shè)備中電感器分為兩大類：一類是應(yīng)用自感作用的電感線圈，另一類是應(yīng)用互感作用的變壓器或互感器。根據(jù)電感器的結(jié)構(gòu)和用途，一般可分類如下： 電感線圈可分為：單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈、帶磁芯線圈和磁芯有間隙的電感器等。根據(jù)電感器的電感量是否可調(diào)，分為固定、可變和微調(diào)電感器。 變壓器可分為：電源變壓器、音頻輸入變壓器、音頻輸出變壓器、中頻變壓器(中周)等。 電感器用符號(hào)L表示，它的基本單位是亨利（H），常用毫亨（mH）為單位。它經(jīng)常和電容器一起工作，構(gòu)成LC濾波器、LC振蕩器

8、等。另外，人們還利用電感的特性，制造了阻流圈、變壓器、繼電器等。 電感器的特性恰恰與電容的特性相反，它具有阻止交流電通過而讓直流電通過的特性。電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)第四節(jié)第四節(jié) 二極管二極管 簡述：晶體二極管有一個(gè)PN結(jié)，具有單向?qū)щ娦裕赫驅(qū)?，反向截止。二極管是非線性元件，其正常工作時(shí)的導(dǎo)通電壓：鍺管0.2-0.3V，硅管0.7V左右，砷化鎵(發(fā)光)管1.4V1、按材料分類：硅二極管、鍺二極管、砷化鎵二極管 按用途分：整流二極管、檢波二極管、發(fā)光二極管、光電二極管、穩(wěn)壓二極管、用于數(shù)字電路的開關(guān)二極管、用于調(diào)諧的變?nèi)荻O管2、二極管的應(yīng)用： 利用二極管單向?qū)щ姷奶匦?，常用二極管作整流器，把交流電

9、變?yōu)橹绷麟姡粗蛔尳涣麟姷恼胫埽ɑ蜇?fù)半周）通過，再用電容器濾波形成平滑的直流。二極管也用來做檢波器，把高頻信號(hào)中的有用信號(hào)“檢出來”，大多高頻電路中會(huì)有一個(gè)檢波二極管，一般用2AP9型鍺管。電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)第二部分第二部分 三極管三極管 半導(dǎo)體三極管也稱為晶體三極管，可以說它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開關(guān)作用。三極管顧名思義具有三個(gè)電極。二極管是由一個(gè)PN結(jié)構(gòu)成的，而三極管由兩個(gè)PN結(jié)構(gòu)成，共用的一個(gè)電極成為三極管的基極（用字母b表示）。其他的兩個(gè)電極成為集電極（用字母c表示）和發(fā)射極（用字母e表示）。由于不同的組合方式，形成了一種是NPN型的三極管，另一種是PNP

10、型的三極管。 三極管的電路符號(hào)有兩種：有一個(gè)箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內(nèi)的是PNP型。 常用的三極管，包括低頻小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪聲管9014（NPN），高頻小功率管9018（NPN）等。它們的型號(hào)一般都標(biāo)在塑殼上，而樣子都一樣。在某些電子產(chǎn)品中還能見到3DG6（低頻小功率硅管）、3AX31（低頻小功率鍺管） 電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)為什么半導(dǎo)體三極管是最重要的呢？為什么半導(dǎo)體三極管是最重要的呢？先看幾個(gè)電路左圖是兩級(jí)放大電路，第一級(jí)的三極管T1使電流和電壓放大；第二級(jí)的T2 完成電流放大任務(wù)，同時(shí)具有阻抗變換功能，以提高驅(qū)動(dòng)負(fù)載的能力。

11、電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)下面是擴(kuò)音機(jī)電路圖下面是擴(kuò)音機(jī)電路圖圖中有六個(gè)三極管T1T6共同作用，完成音頻信號(hào)的低失真放大。三極管的作用是什么？你明白了嗎？電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)三極管的作用三極管的作用三極管對信號(hào)進(jìn)行不失真或低失真的放大。“放大信號(hào)”是它的基本功能。三極管三極管在模擬電子系統(tǒng)中居于核心地位，是系統(tǒng)的“心臟”。由此可見：電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)一一. . 三極管的基本結(jié)構(gòu)三極管的基本結(jié)構(gòu) 三極管最常見的結(jié)構(gòu)有平面型和合金型兩種。平面型都是硅管、合金型主要是鍺管。它們都具有NPN或PNP的三層兩結(jié)三層兩結(jié)的結(jié)構(gòu)，因而又有NPN和PNP兩類晶體管。 其三層分別稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)，并引出發(fā)射極發(fā)射極(E

12、)、基極基極(B)和集電極集電極(C)三個(gè)電極。三層之間的兩個(gè)PN結(jié)結(jié)分別稱為發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)集電結(jié)。電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)N型硅型硅P型型N型型二氧化硅保護(hù)膜CBEN型鍺銦球銦球P型P型CEB平面型結(jié)構(gòu)合金型結(jié)構(gòu)NNP發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)EBCNPP發(fā)射區(qū)發(fā)射區(qū)集電區(qū)集電區(qū)基區(qū)基區(qū)發(fā)射結(jié)發(fā)射結(jié)集電結(jié)集電結(jié)EBCBECBEC電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)二二.三極管的電流分配與放大作用NPN型和PNP型三極管的工作原理相似，本節(jié)只討論前者。如圖，對NPN型晶體管加EB和EC兩個(gè)電源，接成共發(fā)射極接法共發(fā)射極接法構(gòu)成兩個(gè)回路。通過實(shí)驗(yàn)及測量結(jié)果，得通過實(shí)驗(yàn)及測量結(jié)果，得：(1

13、). BCEIII(2). IC(或IE)比IB大得多，(如表中第三、四列數(shù)據(jù))5.3704.050.1BCII3.3806.030.2IIBCIB(mA) 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10IC(mA) 0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95IE(mA) 0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)4002. 080. 004. 006. 050. 130. 2IIBC(4). 要使晶體管起放大作用，發(fā)射結(jié)必須正向偏置、集電結(jié)必須反向偏置具有放大作用的外具有放大作用的外部條件部條件。這就是晶體管的電流放大作用，IB的微小

14、變化可以引起IC的較大變化(第三列與第四列的電流增量比)。 IB(mA) 0 0.02 0.04 0.06 0.08 0.10IC(mA) 0.001 0.70 1.50 2.30 3.10 3.95IE(mA) 0.001 0.72 1.54 2.36 3.18 4.05(3). 當(dāng)IB=0(基極開路)時(shí)，也很小(約為1微安以下)。電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)1、發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子發(fā)射區(qū)向基區(qū)擴(kuò)散電子電流放大作用原理 內(nèi)部載流子運(yùn)動(dòng)規(guī)律發(fā)射結(jié)處于正向偏置，摻雜濃度較高的發(fā)射區(qū)向基區(qū)進(jìn)行多子擴(kuò)散。放大作用的內(nèi)部條件放大作用的內(nèi)部條件： 基區(qū)很薄且摻雜濃度很低。2、電子在基區(qū)的擴(kuò)散和復(fù)合電子在基區(qū)的擴(kuò)散和

15、復(fù)合基區(qū)厚度很小，電子在基區(qū)繼續(xù)向集電結(jié)擴(kuò)散。（但有少部分與空穴復(fù)合而形成IBE IB）電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)3、集電區(qū)收集擴(kuò)散電子集電區(qū)收集擴(kuò)散電子集電結(jié)為反向偏置使內(nèi)電場內(nèi)電場增強(qiáng)，對從基區(qū)擴(kuò)散進(jìn)入集電結(jié)的電子具有加速作用而把電子收集到集電區(qū)，形成集電極電流(ICE IC)。由電流分配關(guān)系示意圖可知發(fā)射區(qū)向基區(qū)注入的電子電流IE將分成兩部分ICE和IBE，它們的比值為BCCBOBCBOCBECEIIIIIIII它表示晶體管的電流放大能力，稱為電流放大系數(shù)。電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn) 在晶體管中，不僅IC比IB大很多；當(dāng)IB有微小變化時(shí)還會(huì)引起IC的較大變化。根據(jù)晶體管放大的外部條件，發(fā)射結(jié)必須正向偏置，集

16、電結(jié)必須反向偏置。則對于NPN型晶體管0BEU0CEU且BECEUU對于PNP型晶體管0BEU0CEU且BECEUU電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)三三. . 三極管的三極管的 特性曲線特性曲線 晶體管的特性曲線是表示一只晶體管各電極電壓與電流之間關(guān)系的曲線。是應(yīng)用晶體管和分析放大電路的重要依據(jù)。最常用的是共發(fā)射極共發(fā)射極接法的輸入特性曲線輸入特性曲線和輸出輸出特性曲線，特性曲線，實(shí)驗(yàn)測繪是得到特性曲線的方法之一。特性曲線的測量電路見右圖。AVmAVECRBIBUCEUBEICEB用晶體管特性圖示儀也可直接測量及顯示晶體管的各個(gè)特性曲特性曲線。線。電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)1. 輸入特性曲線輸入特性曲線輸入特性曲線當(dāng)U

17、CE為常數(shù)時(shí)的IB與UBE之間的關(guān)系曲線。(參見右圖)00.4200.8406080UBE(V)IB(A)UCE1V3DG6三極管的輸入特性曲線對硅管來說，當(dāng) UCE 1V時(shí)，集電結(jié)已處于反向偏置，發(fā)射結(jié)正向偏置所形成電流的絕大部分將形成集電極電流，但I(xiàn)B與UBE的關(guān)系依然與PN結(jié)的正向類似。(當(dāng)UCE更小， IB才會(huì)明顯增加)硅管的死區(qū)電壓為0.5V，鍺管的死區(qū)電壓不超過0.2V。放大狀態(tài)時(shí)，硅NPN管UBE=0.60.7V；鍺PNP管UBE = 0.2 0.3V。電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)2. 輸出特性曲線 輸出特性曲線是在IB為常數(shù)時(shí)，IC與UCE之間的關(guān)系曲線。在不同的IB下，可得到不同的曲線，

18、即晶體管的輸出特性曲線是一組曲線(見下圖)。當(dāng)IB一定時(shí)，UCE超過約1V以后就將形成IC，當(dāng)UCE繼續(xù)增加時(shí)， IC 的增加將不再明顯。這是晶體管的恒流特性。當(dāng)IB增加時(shí)，相應(yīng)的IC也增加，曲線上移，而且IC比IB 增加得更明顯。這是晶體管的電流放大作用。電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn)通常將晶體管的輸出特性曲線分為三個(gè)工作區(qū)：通常將晶體管的輸出特性曲線分為三個(gè)工作區(qū)：(1) 放大區(qū)放大區(qū)特性曲線進(jìn)于水平的區(qū)域。在放大區(qū)BCII也稱線性區(qū)。此時(shí)發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。(2) 截止區(qū)截止區(qū)IB=0曲線以下的區(qū)域。 IB=0時(shí)IC= ICEO。對于硅管當(dāng)UBE 0.5V時(shí)即開始截止。為了可靠截止常使UBE0。即截止時(shí)兩個(gè)PN結(jié)都反向偏置。電子基礎(chǔ)知識(shí)培訓(xùn) (3) 飽和