高職機(jī)電單片機(jī) 第一章課件

第一章常用電子元器件

本章內(nèi)容SingleChipMicrocomputer二極管、三極管電阻器、電容器、電感器開(kāi)關(guān)、接插件和保險(xiǎn)元件繼電器、晶體振蕩器蜂鳴器和揚(yáng)聲器半導(dǎo)體集成電路1-1電阻器

概念：物質(zhì)對(duì)電流通過(guò)的阻礙作用稱(chēng)為電阻，利用這種阻礙作用做成的元件稱(chēng)為電阻器（resistor）,簡(jiǎn)稱(chēng)電阻。歐姆定律：R=U/I單位變換：

1G

Ω=1000MΩ,1MΩ=1000KΩ,1KΩ=1000Ω

分類(lèi)：按結(jié)構(gòu)可分為固定電阻器、可變電阻器（電位器）、特種電阻器三類(lèi)。幾種常用的特種變阻器：熔斷變阻器、熱敏變阻器、光敏變阻器、壓敏變阻器、濕敏變阻器等等。

主要參數(shù)：額定功率:在規(guī)定的環(huán)境溫度和濕度下，假定周?chē)諝獠涣魍?，在長(zhǎng)期連續(xù)負(fù)載而不損壞或基本不改變性能的情況下，電阻器上允許消耗的最大功率。注意：超過(guò)電阻的額定功率時(shí)將使電阻值發(fā)生改變，甚至發(fā)熱燒毀。為保證安全使用，一般選擇其額定功率比它在電路中所消耗的功率高1至2倍的電阻器。標(biāo)稱(chēng)阻值：產(chǎn)品標(biāo)記的名義阻值。任何固定電阻器的阻值都應(yīng)符合標(biāo)稱(chēng)阻值系列所列數(shù)值*，其中n為整數(shù)。對(duì)于貼片電阻的值，最后一位位倍率n，前面數(shù)為有效數(shù)字，R代表小數(shù)點(diǎn)。如：3R2=3.2Ω，104=100KΩ,R010=0.01Ω最高工作電壓、允許誤差等。額定工作電壓：電容器在規(guī)定的工作溫度范圍內(nèi)，長(zhǎng)期、可靠工作所能承受的所能承受的最高電壓。頻率特性：指電容器電容量等參數(shù)隨頻率變化的關(guān)系。一般來(lái)講，電容器在高頻下工作時(shí)，隨著工作頻率的升高，由于絕緣介質(zhì)介電系數(shù)減小，電容量將會(huì)減小，而損耗將增大，并且會(huì)影響電容器的分布參數(shù)。為了保證電容器的穩(wěn)定性，一般應(yīng)將電容器的極限工作頻率選擇在電容器固有諧振頻率的1/3-1/2允許誤差、絕緣電阻、介質(zhì)損耗、電容器的使用環(huán)境溫度和濕度等等。1-3電感器

概念：根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的器件。分為兩大類(lèi)：一類(lèi)是應(yīng)用自感原理制成的線(xiàn)圈，另一類(lèi)是應(yīng)用互感原理的變壓器或互感器。線(xiàn)圈的電感量計(jì)算公式：

L=Ψ/I單位變換：1H=mH=uH.

基本參數(shù)：電感量：線(xiàn)圈電感量的大小取決于線(xiàn)圈的圈數(shù)、繞制的方式及磁芯材料。電感上標(biāo)稱(chēng)的數(shù)字，左起兩位給出電感量的第一、二位數(shù)字，第三位表示后面加0的個(gè)數(shù)，單位uH。例如：362代表3600uH。額定電流：對(duì)高頻電感和大功率調(diào)諧電感器而言，通過(guò)電感器的電流超過(guò)額定值時(shí)，電感會(huì)發(fā)熱甚至是燒壞。選擇常識(shí)：（1）明確頻率使用范圍。鐵芯線(xiàn)圈只能用于低頻，鐵氧體線(xiàn)圈、空心線(xiàn)圈可用于高頻。（2）注意感性元件之間的相互位置。應(yīng)使相互靠近的電感軸線(xiàn)相互垂直，必要時(shí)可在感性元件上加屏蔽罩。

1-4開(kāi)關(guān)、插件、保險(xiǎn)元件

開(kāi)關(guān)基本概念：控制電路通或斷的元件。主要參數(shù)：（1）額定工作電壓、額定工作電流、額定功率（2）接觸電阻：開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)所呈現(xiàn)的電阻（3）絕緣電阻：開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)所呈現(xiàn)的電阻。（絕緣電阻應(yīng)大于1000MΩ）（4）耐壓：一般開(kāi)關(guān)耐壓大于100V,對(duì)電源而言，要求耐壓不小于500V（5）壽命:正常條件下所能正常工作的最低次數(shù)。（要求在5000~35000次）

接插件、保險(xiǎn)元件接插件：用于電氣連接的一類(lèi)機(jī)電元件。保險(xiǎn)元件：在電路中電流過(guò)大時(shí)自動(dòng)熔斷，保護(hù)電氣設(shè)備安全和電子電路正常工作的元件。常用的幾種保險(xiǎn)元件有：玻璃管保險(xiǎn)絲、熔斷電阻、溫度保險(xiǎn)絲、自恢復(fù)保險(xiǎn)絲和延遲型保險(xiǎn)絲。1-5二極管

簡(jiǎn)介:二極管又稱(chēng)晶體二極管,簡(jiǎn)稱(chēng)二極管(diode)。一般來(lái)講，晶體二極管是一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體燒結(jié)形成的p-n結(jié)界面。

特性：（1）正向性：外加正向電壓時(shí)，當(dāng)正向電壓小于某個(gè)值V0時(shí)，二極管電流幾乎為零；當(dāng)二極管兩端加上超過(guò)V0的正向電壓時(shí)，流過(guò)二極管的電流才迅速增大。導(dǎo)通時(shí)二極管的端電壓幾乎維持不變，這個(gè)電壓稱(chēng)為二極管的導(dǎo)通電壓。（4）管壓降：硅二極管0.7V鍺二極管0.3V發(fā)光二極管(發(fā)光時(shí)的額定電流約為2~20mA)1.2~2.5V肖特基二極管約0.45V

特性曲線(xiàn):硅二極管的特性曲線(xiàn)圖

正負(fù)極識(shí)別方法:小功率二極管的N極（負(fù)極）,在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來(lái)；有些二極管也用二極管專(zhuān)用符號(hào)來(lái)表示P極（正極）或N極（負(fù)極）；也有采用符號(hào)標(biāo)志為“P”、“N”來(lái)確定二極管極性的；發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長(zhǎng)短來(lái)識(shí)別,長(zhǎng)腳為正,短腳為負(fù)。當(dāng)標(biāo)記不清時(shí)，可根據(jù)二極管正向?qū)娮栊?，方向截止電阻大的原理，借助萬(wàn)用表判斷二極管的好壞及極性。穩(wěn)壓二極管：利用擊穿后，其兩端電壓基本保持不變的特點(diǎn)進(jìn)行穩(wěn)壓。在穩(wěn)壓電路中串入限流電阻，使穩(wěn)壓管擊穿后電流不超過(guò)允許值，因此擊穿狀態(tài)可以長(zhǎng)期持續(xù)并不會(huì)損壞。穩(wěn)壓電路如下所示：穩(wěn)壓原理：當(dāng)負(fù)載不變，輸入電壓UI波動(dòng)使得輸出電壓Uo升高，其調(diào)節(jié)過(guò)程為：UI↑→Uo（UZ）↑→IZ↑→IR↑→UR↑→Uo↓若輸入電壓UI不變，負(fù)載發(fā)生變化，如RL減少，其調(diào)節(jié)過(guò)程為：RL↓→Uo（UZ）↓→IZ↓→IR↓→UR↓→Uo↑1-6三極管

基本概念：半導(dǎo)體三極管又稱(chēng)晶體三極管，有發(fā)射極E、基極B、集電極C3個(gè)電極。

分類(lèi)：（1）按極性分為：NPN和PNP三極管，按材料分為硅晶體三極管和鍺晶體三極管。（2）按功率分為：小功率三極管、中功率三極管和大功率三極管。（3）按外形封裝的不同可分為金屬封裝三極管、玻璃封裝三極管、陶瓷封裝三極管、塑料封裝三極管等。

電路符號(hào)：NPN型和PNP型三極管的電路符號(hào)分別如下。（a）NPN型三極管（b）PNP型三極管

工作狀態(tài)：條件工作狀態(tài)電流備注發(fā)射結(jié)電壓<PN結(jié)導(dǎo)通電壓截止?fàn)顟B(tài)基極、集電極、發(fā)射極電流均為零發(fā)射結(jié)反偏；集電極與發(fā)射極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)斷開(kāi)狀態(tài)發(fā)射結(jié)電壓>PN結(jié)導(dǎo)通電壓，為一個(gè)恰當(dāng)?shù)闹捣糯鬆顟B(tài)基極電流對(duì)集電極電流起控制作用：

Ic=βIb發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏；三極管具有電流放大作用發(fā)射結(jié)電壓>PN結(jié)導(dǎo)通電壓飽和導(dǎo)通狀態(tài)集電極電流不隨基極電流變化，基本保持不變發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)正偏或零偏；三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間相當(dāng)于開(kāi)關(guān)導(dǎo)通狀態(tài)1-7繼電器基本概念：用較小電流來(lái)控制較大電流的一種自動(dòng)開(kāi)關(guān)。工作原理：電磁繼電器一般由鐵芯、線(xiàn)圈、銜鐵、觸點(diǎn)簧片等組成的。只要在線(xiàn)圈兩端加上一定的電壓，線(xiàn)圈中就會(huì)流過(guò)一定的電流，從而產(chǎn)生電磁效應(yīng)，銜鐵就會(huì)在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯，從而帶動(dòng)銜鐵的動(dòng)觸點(diǎn)與靜觸點(diǎn)（常開(kāi)觸點(diǎn)）吸合。當(dāng)線(xiàn)圈斷電后，電磁的吸力也隨之消失，銜鐵就會(huì)在彈簧的反作用力返回原來(lái)的位置，使動(dòng)觸點(diǎn)與原來(lái)的靜觸點(diǎn)（常閉觸點(diǎn)）釋放。這樣吸合、釋放，從而達(dá)到了在電路中的導(dǎo)通、切斷的目的。功能：自動(dòng)操作、自動(dòng)調(diào)節(jié)、安全保護(hù)等。技術(shù)參數(shù)：（1）工作電壓和電流（2）吸合時(shí)間（3）接點(diǎn)負(fù)荷（4）工作壽命10.單位換算：1Ω=（