第5、6章 電動機(jī)、常用半導(dǎo)體元器件及應(yīng)用

第五章電動機(jī)

第一節(jié)三相異步電動機(jī)

第二節(jié)單相異步電動機(jī)返回主目錄

第三節(jié)直流電動機(jī)圖5-1軸承蓋端蓋接線盒散熱筋轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)子風(fēng)扇罩殼軸承機(jī)座第一節(jié)三相異步電動機(jī)一、三相異步電動機(jī)的基本結(jié)構(gòu)（3）機(jī)座定子繞組組成一個(gè)在空間依次相差電角度的三相對稱繞組，其首端分別為、、，末端分、、，可接成星形或三角形，如圖5-2

所示。主要產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。1．定子電動機(jī)主磁路的一部分，有良好的導(dǎo)磁性能。為了減小鐵心損耗，采用0.5mm厚硅鋼沖片疊成圓筒形，并壓裝在機(jī)座內(nèi)。在定子鐵心內(nèi)圓上沖有均勻分布的槽，用于嵌放三相定子繞組。（2）定子繞組（1）定子鐵心固定和支撐作用。星形接法三角形接法圖5-22．轉(zhuǎn)子電動機(jī)的轉(zhuǎn)子電路部分，其作用是感應(yīng)電動勢、流過電流并產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。（3）轉(zhuǎn)子繞組支撐轉(zhuǎn)子鐵心和輸出電動機(jī)的機(jī)械轉(zhuǎn)矩。（2）轉(zhuǎn)軸電動機(jī)主磁路的一部分，也用0.5mm厚且相互絕緣的硅鋼片疊壓成圓柱體，中間壓裝轉(zhuǎn)軸，外圓上沖有均勻分布的槽，用以放置轉(zhuǎn)子繞組。（1）轉(zhuǎn)子鐵心圖5-3籠型轉(zhuǎn)子銅條籠型轉(zhuǎn)子鑄鋁籠型轉(zhuǎn)子圖5-4繞線式轉(zhuǎn)子三相轉(zhuǎn)子繞組轉(zhuǎn)軸集電環(huán)電刷電刷外接線轉(zhuǎn)子繞組出線端圖5-5

三、三相異步電動機(jī)的基本工作原理在三相定子繞組中流過三相對稱交流電流，其波形如圖5-6。1．旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生結(jié)構(gòu)示意圖接線原理圖據(jù)電流的參考方向（首端流入）和波形圖判斷電流的實(shí)際方向電流為負(fù)時(shí)，實(shí)際電流從線圈末端流進(jìn)，首端流出。電流為正時(shí)，實(shí)際電流從線圈首端流進(jìn)，末端流出；圖5-7旋轉(zhuǎn)磁場的產(chǎn)生對于對磁極電動機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速3)對于兩極（即磁極對數(shù)=1）電動機(jī)，旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)磁場的特點(diǎn)1）定子三相繞組的合成磁場為旋轉(zhuǎn)磁場。2）旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向決定于三相電流的相序。若要改變旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)向，只須將三相電源進(jìn)線中的任意兩相對調(diào)即可。(5-1)式中，是旋轉(zhuǎn)磁場轉(zhuǎn)速，亦稱同步轉(zhuǎn)速（r/min）；是電源頻率（）；是磁極對數(shù)。問題1.怎樣產(chǎn)生兩對磁極?2．旋轉(zhuǎn)原理結(jié)論：轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向和旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向一致。若改變旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)向，則可改變轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向。旋轉(zhuǎn)磁場與轉(zhuǎn)子導(dǎo)體間有相對運(yùn)動感應(yīng)電動勢右手定則感應(yīng)電流左手定則電磁力電磁轉(zhuǎn)矩圖5-8因?yàn)?，如果轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速達(dá)到同步轉(zhuǎn)速，則轉(zhuǎn)子導(dǎo)體將不再切割磁力線，因而感應(yīng)電動勢、感應(yīng)電流和電磁場轉(zhuǎn)矩均為零，轉(zhuǎn)子將減速，因此，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速總是低于同步轉(zhuǎn)速?！爱惒健钡暮x是指轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速永遠(yuǎn)比同步轉(zhuǎn)速（既旋轉(zhuǎn)磁場的轉(zhuǎn)速）小。異步電動機(jī)的“異步”的含義感應(yīng)電機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場的同步轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速之差稱為轉(zhuǎn)差。轉(zhuǎn)差與同步轉(zhuǎn)速之比稱為轉(zhuǎn)差率，用表示，即轉(zhuǎn)差率轉(zhuǎn)差率是三相異步電動機(jī)的一個(gè)重要參數(shù)。它對電機(jī)的運(yùn)行有著極大的影響。其大小也能反映轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速。即

(5-2)

若定子繞組增加一倍，且每個(gè)繞組在空間以相差的角度排列，并把相差的兩個(gè)繞組首尾相串，組成一相繞組，則可構(gòu)成四極（=2）電動機(jī)。

電動機(jī)起動瞬間，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率=1；理想空載時(shí)，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)差率；因此，電動機(jī)在電動狀態(tài)下運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)差率=0～1。答案1

已知Y112M－4三相電動機(jī)的同步轉(zhuǎn)速r/min，額定轉(zhuǎn)速為1440r/min，空載時(shí)的轉(zhuǎn)差率。求該電動機(jī)的磁極對數(shù)，額定轉(zhuǎn)差率和空載轉(zhuǎn)速。r/min例5-1解式中，是線電壓，是線電流，是電動機(jī)的功率因數(shù)三、三相異步電動機(jī)的運(yùn)行特性式中，是定子繞組及轉(zhuǎn)子繞組中的銅損耗，鐵心中存在的鐵損耗，是在運(yùn)行過程中克服機(jī)械摩擦、風(fēng)的阻力等所形成的機(jī)械損耗。此式稱為功率平衡方程式。１．功率和轉(zhuǎn)距的關(guān)系1）三相異步電動機(jī)在穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，電源輸入的功率2）軸上輸出的機(jī)械功率3）機(jī)械效率根據(jù)力學(xué)知識，旋轉(zhuǎn)體的機(jī)械功率等于作用在旋轉(zhuǎn)體上的轉(zhuǎn)矩與它的機(jī)械角速度的乘積，即。額定輸出轉(zhuǎn)矩為式中，是額定輸出功率（kW）；是額定轉(zhuǎn)速（r/min）；是額定輸出轉(zhuǎn)矩（N?m）。(5-5)故式中，為輸出功率（kW）

有兩臺三相異步電動機(jī)，額定功率均為10kW，其中一臺額定轉(zhuǎn)速為980r/min，另一臺為1430r/min。試求它們在額定狀態(tài)下的輸出轉(zhuǎn)矩。

N·m≈66.78N·mN·m≈97.45N·m由式（5-5）可得例5-2解三相異步電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩與定子繞組上的電壓和頻率、轉(zhuǎn)差率、轉(zhuǎn)子電路參數(shù)等有著密切聯(lián)系，其關(guān)系式為

式中，是定子繞組電壓；是交流電源的頻率；是轉(zhuǎn)子繞組每相的電阻；是電動機(jī)靜止不動時(shí)轉(zhuǎn)子繞組每相的感抗；是電動機(jī)結(jié)構(gòu)常數(shù)；是轉(zhuǎn)差率。對于某臺電動機(jī)而言，當(dāng)定子繞組上的電壓及頻率一定時(shí)，轉(zhuǎn)子電路等參數(shù)均為常數(shù)。此時(shí)，電動機(jī)的電磁轉(zhuǎn)矩僅與轉(zhuǎn)差率有關(guān)。(5-6)2、轉(zhuǎn)矩特性圖5-9轉(zhuǎn)矩特性曲線由圖看出：當(dāng)時(shí)，，隨著增大，也開始增大，達(dá)到最大值以后，隨增大而減小。

把圖5-9順時(shí)針轉(zhuǎn)并把換成，變成圖5-10所示的與之間的關(guān)系曲線，該曲線稱為機(jī)械特性曲線。2．機(jī)械特性圖5-10機(jī)械特性曲線

（5-7）

電動機(jī)剛接通電源,但尚未開始轉(zhuǎn)動（=1）的一瞬間，軸上所產(chǎn)生的轉(zhuǎn)矩稱為起動轉(zhuǎn)矩。起動轉(zhuǎn)矩必須大于電動機(jī)所帶機(jī)械負(fù)載的阻力矩，否則不能起動。通常用起動能力表示，它定義為起動轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比，即電動機(jī)能夠提供的極限轉(zhuǎn)矩。電動機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩與額定轉(zhuǎn)矩之比稱為電動機(jī)的過載能力，也稱過載系數(shù)，用表示，即（5-8）（1）起動轉(zhuǎn)矩（2）最大轉(zhuǎn)矩問題3：電動機(jī)一但過載，會很快停轉(zhuǎn)。停轉(zhuǎn)時(shí)，會發(fā)生什么？問題2.若電動機(jī)所拖動的負(fù)載阻力矩大于最大轉(zhuǎn)矩，會怎樣？臨界轉(zhuǎn)速和臨界轉(zhuǎn)差率

最大轉(zhuǎn)矩所對應(yīng)的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)差率分別稱為臨界轉(zhuǎn)速和臨界轉(zhuǎn)差率，的值約在0.04～0.4之間，通過分析可知，可用下式計(jì)算（5-9）由上式可知，出現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)的臨界轉(zhuǎn)差率和成正比，當(dāng)=，（起動時(shí)），則可使最大轉(zhuǎn)矩出現(xiàn)在起動瞬間。應(yīng)用起重設(shè)備中廣泛采用的繞線轉(zhuǎn)子異步電動機(jī)就是利用了這一特點(diǎn)，保證電動機(jī)有足夠大的起動轉(zhuǎn)矩來提升重。即轉(zhuǎn)速從到之間的區(qū)域（電動機(jī)正常運(yùn)行工作區(qū)）。該段曲線表明：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大時(shí)，電磁轉(zhuǎn)矩增大，電動機(jī)轉(zhuǎn)速略有下降。轉(zhuǎn)速從0到之間的區(qū)域。該段曲線表明：當(dāng)負(fù)載轉(zhuǎn)矩增大到超過電動機(jī)最大轉(zhuǎn)矩時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)速將急劇下降，直到停轉(zhuǎn)。通常電動機(jī)都有一定的過載能力，起動后會很快通過不穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)而進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)工作。由于三相異步電動機(jī)機(jī)械特性的穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)比較平坦，即隨著負(fù)載轉(zhuǎn)矩的變化，電動機(jī)轉(zhuǎn)速變化很小，因此其機(jī)械特性為硬特性。（2）非穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)對于機(jī)械特性曲線，可分為兩個(gè)區(qū)域：（1）穩(wěn)定運(yùn)行區(qū)電動機(jī)將因拖不動負(fù)載而被迫停轉(zhuǎn)。

答案21）電動機(jī)所產(chǎn)生的電磁轉(zhuǎn)矩與電源電壓的平方成正比，因此電源電壓的波動對電動機(jī)的轉(zhuǎn)矩影響很大。結(jié)合式（5-6）、式（5-9），得出結(jié)論：2）最大轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)子電阻無關(guān)，因此適當(dāng)調(diào)整可改變機(jī)械特性，而最大轉(zhuǎn)矩不變。電動機(jī)電流很大，若時(shí)間過長，則會燒壞電動機(jī)。答案3

一臺三相異步電動機(jī)的=380V，=20A，=10kW，0.84，1460r/min，1.8，2.2，試求額定轉(zhuǎn)矩，起動轉(zhuǎn)矩，最大轉(zhuǎn)矩，額定效率。

據(jù)式（5-5）據(jù)式（5-7）據(jù)式（5-8）例5-3解故W≈11.06kW輸入功率為2.2×65.41N·m≈143.90N·m1.8×65.41N·m≈117.74N·mN·m≈65.451N·m四、三相異步電動機(jī)的起動和調(diào)速1．起動（1）三相籠型異步電動機(jī)的起動

1）全壓起動

2）減壓起動·定子繞組串電阻或電抗減壓起動·Y/△減壓起動·自耦變壓器減壓起動（2）三相繞線式異步電動機(jī)的起動

1）轉(zhuǎn)子串電阻起動2）轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動2．反轉(zhuǎn)

3．調(diào)速（1）變極調(diào)速（2）變頻調(diào)速（3）改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速4．制動

（1）能耗制動

（2）反接制動1）電源反接制動2）倒拉反接制動3）起動設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)、操作方便、運(yùn)行可靠。三相異步電動機(jī)開始起動的瞬間，由于轉(zhuǎn)速，轉(zhuǎn)子導(dǎo)體以最大的相對速度切割旋轉(zhuǎn)磁場，從而產(chǎn)生最大的感應(yīng)電動勢，因此，起動瞬間轉(zhuǎn)子導(dǎo)體電流最大，這樣就使定子繞組也出現(xiàn)很大的起動電流，其值約為額定電流的4～7倍，1．起動電動機(jī)起動的三個(gè)基本要求：1）起動電流應(yīng)盡量?。?）起動轉(zhuǎn)矩足夠大；起動電流大?（1）三相籠型異步電動機(jī)的起動1）全壓起動一般10kＷ以下的電動機(jī)可采用全壓起動。2）減壓起動減壓起動可減小起動電流，但由于起動轉(zhuǎn)矩隨電壓的平方而降低，因此也大大減小了起動轉(zhuǎn)矩，因此減壓起動僅適用于在空載或輕載情況下起動的電動機(jī)。

·定子繞組串電阻或電抗減壓起動

·Y/△減壓起動

·自耦變壓器減壓起動

圖5-11直接起動·

定子繞組串電阻或電抗減壓起動圖5-12串電阻減壓起動缺點(diǎn):只適合輕載起動，且起動時(shí)電能損耗大。優(yōu)點(diǎn):起動平穩(wěn)，運(yùn)行可靠，設(shè)備簡單。這種起動方式，其起動電流和起動轉(zhuǎn)矩只有直接起動時(shí)的1/3。圖5-13Y/△減壓起動線路圖·

Y/△減壓起動缺點(diǎn)：只適用于正常運(yùn)行時(shí)定子繞組為△聯(lián)結(jié)的電動機(jī)，而且只能輕載起動。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單，成本低，運(yùn)行可靠；·

自耦變壓器減壓起動圖5-14自耦變壓器減壓起動定子缺點(diǎn)：設(shè)備成本較高，不能頻繁起動。優(yōu)點(diǎn)：起動轉(zhuǎn)矩較其他方法大，而且可靈活選擇自耦變壓器的抽頭以得到合適的起動電流和起動轉(zhuǎn)矩。圖5-15繞線式異步電動機(jī)轉(zhuǎn)子串電阻起動（2）三相繞線式異步電動機(jī)的起動1）轉(zhuǎn)子串電阻起動起動時(shí)觸點(diǎn)全部斷開，在起動過程中，逐級依次閉合觸點(diǎn)，切除起動電阻。特點(diǎn)：減小起動電流，提高起動轉(zhuǎn)矩。應(yīng)用：適用于重載起動2）轉(zhuǎn)子串頻敏變阻器起動頻敏變阻器是其電阻和電抗值隨頻率而變化的裝置。特點(diǎn)：減小起動電流，增大起動轉(zhuǎn)矩，同時(shí)起動的平滑性優(yōu)于轉(zhuǎn)子串電阻分級起動；結(jié)構(gòu)簡單，成本較低，使用壽命長。圖5-162．調(diào)速

在一定的負(fù)載下，人為地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速以滿足生產(chǎn)機(jī)械的工作速度稱為調(diào)速。

機(jī)械調(diào)速——通過改變傳動機(jī)構(gòu)速比的調(diào)速方法。

電氣調(diào)速——通過改變電動機(jī)電氣參數(shù)的調(diào)速方法。由此可知，異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)速可通過改變電源頻率、改變磁極對數(shù)和改變轉(zhuǎn)差率的方法來調(diào)節(jié)。根據(jù)式（5-2）可知，電動機(jī)的轉(zhuǎn)速（1）變頻調(diào)速

由于電源是固定不變的50HZ交流電，因此變頻調(diào)速需要專用的變頻設(shè)備，以便給定子繞組提供不同頻率的交流電，才能實(shí)現(xiàn)變頻調(diào)速。有關(guān)變頻調(diào)速的實(shí)現(xiàn)方法將在相關(guān)書中討論，這里不再述之。圖5-17（2）變極調(diào)速

這種調(diào)速方法是通過改變定子繞組的接線方式，來改變定子磁極對數(shù)，從而改變同步轉(zhuǎn)速，以達(dá)到改變轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速的目的。變極調(diào)速一般只用于籠型異步電動機(jī)。（3）改變轉(zhuǎn)差率s調(diào)速1）對于繞線式異步電動機(jī)，在轉(zhuǎn)子回路中串電阻調(diào)速。當(dāng)轉(zhuǎn)子回路的電阻改變時(shí)，它的轉(zhuǎn)矩特性曲線如圖5-18所示（電源電壓及頻率保持不變）。圖5-18

圖5-18

改變s調(diào)速的轉(zhuǎn)矩特性曲線

一定，（<）缺點(diǎn)：電阻有能量損耗，空載或輕載時(shí)調(diào)速范圍窄，且低速時(shí)機(jī)械特性軟，穩(wěn)定性差。優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備簡單。主要用于運(yùn)輸、起重設(shè)備。繞線式異步電動機(jī)串電阻調(diào)速五．三相異步電動機(jī)的反接的制動

1．反轉(zhuǎn)

異步電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向是和旋轉(zhuǎn)磁場的方向一致的，因此改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，即可改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)動方向。而改變旋轉(zhuǎn)磁場的旋轉(zhuǎn)方向，只須把三相異步電動機(jī)的任意兩根電源線對調(diào)即可。通過改變電動機(jī)電氣參數(shù)使其產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩。電氣制動包括能耗制動、反接制動和回饋制動。利用機(jī)械裝置使電動機(jī)在切斷電源后停轉(zhuǎn)。機(jī)械制動電氣制動2.制動（1）反接電源制動特點(diǎn)：比能耗制動更加強(qiáng)烈，制動更快，適用于使反抗性負(fù)載快速停車或反轉(zhuǎn)。缺點(diǎn)：耗能大，經(jīng)濟(jì)性差。電源反接制動圖5-19圖5-20三相異步電動機(jī)能耗制動（2）能耗制動斷開電源，加直流勵(lì)磁，串制動電阻優(yōu)點(diǎn)：制動平穩(wěn)，快速停車，且只吸取少量的直流勵(lì)磁電能，制動經(jīng)濟(jì)。型號

Y112M－4編號4.0kW8.8A380V1440r/minLW82dB接法

△防護(hù)等級IP4450Hz45kg標(biāo)準(zhǔn)編號工作制SIB級絕緣年

月××電機(jī)廠六、三相異步電動機(jī)的銘牌

圖5-21三相異步電動機(jī)銘牌

在三相異步電動機(jī)的機(jī)座上有一塊銘牌，銘牌上標(biāo)出了該電動機(jī)的主要技術(shù)數(shù)據(jù)。磁極數(shù)，4表示四極機(jī)座類型（L表示長機(jī)座，M表示中機(jī)座，S表示短機(jī)座）中心高度（mm）異步電動機(jī)

Y112M—4型號(Y112M－4）圖5-22電容器端蓋機(jī)座定子繞組軸承轉(zhuǎn)子端蓋第三節(jié)單相異步電動機(jī)一、基本結(jié)構(gòu)和工作原理1．基本結(jié)構(gòu)2．工作原理接通單相電源后，只能產(chǎn)生脈振磁場，而不是旋轉(zhuǎn)磁場，如果轉(zhuǎn)子原靜止，則在脈振磁場中，轉(zhuǎn)子不會轉(zhuǎn)動。若用外力撥動轉(zhuǎn)子，則轉(zhuǎn)子就會順著撥動方向轉(zhuǎn)動起來。因?yàn)槊}振磁場可以分解成兩個(gè)幅值相等、轉(zhuǎn)速相同、轉(zhuǎn)向相反的旋轉(zhuǎn)磁場，即正向旋轉(zhuǎn)磁場和反向旋轉(zhuǎn)磁場。當(dāng)轉(zhuǎn)子靜止時(shí)，兩個(gè)旋轉(zhuǎn)磁場所產(chǎn)生的正向電磁轉(zhuǎn)矩和反向電磁轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩大小相等、方向相反，因而轉(zhuǎn)子不會轉(zhuǎn)動。當(dāng)撥動轉(zhuǎn)子正向旋轉(zhuǎn)時(shí)，由于正向電磁轉(zhuǎn)矩大于反向電磁轉(zhuǎn)矩，這樣轉(zhuǎn)子就會沿著撥動方向(正向)轉(zhuǎn)動起來。結(jié)論：單相異步電動機(jī)不能自行起動。二、電容分相單相異步電動機(jī)

如圖5-23所示為電容分相單相異步電動機(jī)的原理圖。適當(dāng)選擇電容器C

的容量，使起動繞組流過的電流與主繞組流過的電流在相位上相差。此時(shí)，在定子內(nèi)圓便產(chǎn)生一圓形旋轉(zhuǎn)磁場，其原理如圖5-23所示。轉(zhuǎn)子在該旋轉(zhuǎn)磁場的作用下，獲得較大的起動轉(zhuǎn)矩，從而轉(zhuǎn)動起來。問題4：電動機(jī)起動后，起動繞組還有用嗎？圖5-23電容分相單相異步電動機(jī)圖5-24單相異步電動機(jī)旋轉(zhuǎn)磁場·在起動前，若起動繞組斷開，則電動機(jī)不能起動。認(rèn)識起動繞組·

在起動后，若把起動繞組去掉，電動機(jī)仍能繼續(xù)轉(zhuǎn)動。

對問題4，你有答案了嗎？三、電阻分相單相異步電動機(jī)

將圖5-23中的電容C換成電阻R即可構(gòu)成電阻分相單相異步電動機(jī)。原理：起動繞組的導(dǎo)線較細(xì)、主繞組的導(dǎo)線較粗，起動繞組的電阻就比主繞組的電阻大，使得二者流過的電流有一定的相位差，一般小于，從而在定子內(nèi)圓產(chǎn)生一橢圓形的旋轉(zhuǎn)磁場，使轉(zhuǎn)子獲得起動轉(zhuǎn)矩而起動。小知識：電冰箱在工作中突然斷電時(shí)不能馬上恢復(fù)供電，否則有可能燒壞電動機(jī)！特點(diǎn)：起動轉(zhuǎn)矩不大，適應(yīng)于空載起動。單相異步電動機(jī)與三相異步電動機(jī)的比較

單相異步電動機(jī)在起動前，若定子起動繞組斷開，則電動機(jī)不能起動，但在運(yùn)行過程中，若起動繞斷開，則電動機(jī)仍將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。

三相異步電動機(jī)在起動前，若定子某相繞組斷開，則電動機(jī)不能起動，但在運(yùn)行過程中，若某一相斷開，則電動機(jī)仍將繼續(xù)旋轉(zhuǎn)。由于電動機(jī)的負(fù)載未變，因此電動機(jī)取用的電功率也幾乎不變，這樣，其他兩相繞組中的電流將劇增，以致引起電動機(jī)過熱而損壞。由此可見，在實(shí)際工作中必須特別注意三相異步電動機(jī)在運(yùn)行過程中有無發(fā)生某相熔絲燒斷的現(xiàn)象。三相異步電動機(jī)不能缺相運(yùn)行！第三節(jié)直流電動機(jī)直流電動機(jī)是將直流電能轉(zhuǎn)換為機(jī)械能的一種電磁裝置。1．定子（1）主磁極由主磁極鐵心和勵(lì)磁繞組組成。當(dāng)勵(lì)磁繞組通入直流電流后，就在鐵心和氣隙中產(chǎn)生勵(lì)磁磁場。（2）換向極由換向極鐵心和換向極繞組組成。換向極用以改善電機(jī)換向，減小運(yùn)行時(shí)電刷與換向器間產(chǎn)生的火花。（3）電刷裝置由電刷、刷握、刷桿座、彈簧等組成。（4）機(jī)座圖5-25一、直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)一、直流電動機(jī)的結(jié)構(gòu)2．轉(zhuǎn)子電樞繞組是產(chǎn)生感應(yīng)電動勢和流過電流而產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩實(shí)現(xiàn)機(jī)電能量轉(zhuǎn)換的重要部件。換向器將外部通入的直流電流轉(zhuǎn)換成電樞繞組內(nèi)的交流電流。電樞鐵心是電動機(jī)主磁路的一部分。由0.5mm厚兩面涂有絕緣漆的硅鋼沖片疊制而成，圖5-25二、直流電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)原理

1.旋轉(zhuǎn)原理圖5-26直流電流通過電刷流過電樞繞組，電樞繞組在磁場中受到電磁力的作用，產(chǎn)生電磁轉(zhuǎn)矩。2。勵(lì)磁方式直流電動機(jī)的勵(lì)磁方式可分為：他勵(lì)、并勵(lì)、串勵(lì)及復(fù)勵(lì)。圖5-27直流電動機(jī)勵(lì)磁方式a)他勵(lì)b)并勵(lì)c)串勵(lì)d)復(fù)勵(lì)三、并勵(lì)電動機(jī)1．電磁轉(zhuǎn)矩（5-10）

2．電壓平衡關(guān)系（5-11）

（5-12）

式中，是電動機(jī)轉(zhuǎn)矩常數(shù)，取決于電機(jī)的結(jié)構(gòu)。電磁轉(zhuǎn)矩是由載流導(dǎo)體在磁場中受力而產(chǎn)生的，與每極磁通及電樞電流成正比，即電樞電動勢是由電樞導(dǎo)體在磁場中切割磁力線而產(chǎn)生的。與每極磁通及電動機(jī)的轉(zhuǎn)速成正比，即3。轉(zhuǎn)速特性：當(dāng)電源電壓和勵(lì)磁電流為額定值時(shí)，電動機(jī)轉(zhuǎn)速與電樞電流之間的關(guān)系稱作它的轉(zhuǎn)速特性。

(5-13)四、并勵(lì)直流電動機(jī)的起動、調(diào)速和制動1.起動起動：電動機(jī)接至電源后，轉(zhuǎn)速從零開始逐漸升到穩(wěn)定運(yùn)行轉(zhuǎn)速的全部過程。三個(gè)基本要求：起動電流(即起動瞬間的電樞電流)應(yīng)盡量小；起動轉(zhuǎn)矩(即起動瞬間的電磁轉(zhuǎn)矩)足夠大；起動設(shè)備簡單、經(jīng)濟(jì)、操作方便、運(yùn)行可靠。(1)全壓起動

全壓起動：指不采取任何限流措施，利用刀開關(guān)把靜止的電樞直接投入額定電壓的電網(wǎng)上起動。

起動開始瞬間，由于機(jī)械慣性的影響，轉(zhuǎn)速，則。對于并勵(lì)電動機(jī)，約為額定電流的(10～20)倍。注意：起動前，應(yīng)先建立勵(lì)磁磁場，然后再起動。全壓起動的優(yōu)點(diǎn)操作簡單、起動時(shí)間短，毋須起動設(shè)備。全壓起動的缺點(diǎn)對電網(wǎng)產(chǎn)生不利影響；使電機(jī)的電刷與換向器之間產(chǎn)生強(qiáng)烈火花，使其表面受損傷；由于也很大，導(dǎo)致電動機(jī)軸上所帶工作機(jī)構(gòu)受到嚴(yán)重沖擊。限制起動電流的方法有兩種：①電樞回路串變阻器；②減壓。僅適于(1～2)kW的小功率電機(jī)全壓起動的適用范圍：(2)電樞回路串變阻器起動

起動過程中致使轉(zhuǎn)速上升緩慢，起動過程延長。n

為了限制起動電流，起動時(shí)常在電樞回路中串入一個(gè)起動電阻

使足夠大，在轉(zhuǎn)速上升過程中應(yīng)平滑均勻地切除起動電阻，使。通常起動電阻分成2～4段逐級切除。串電阻起動：存在問題：措施：圖5－28(3)減壓起動

起動過程中致使轉(zhuǎn)速上升緩慢，起動過程延長。n

為了限制起動電流，起動前將施加在電樞兩端的電源電壓降低。

使足夠大，，在轉(zhuǎn)速上升過程中，電源電壓必須不斷升高至額定電壓，使電動機(jī)進(jìn)入穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)。

用晶閘管整流裝置自動控制起動電壓措施：存在問題：方法：減壓起動：2.調(diào)速調(diào)速:在一定的負(fù)載下，人為地改變電動機(jī)的轉(zhuǎn)速以滿足生產(chǎn)機(jī)械的工作速度稱為調(diào)速。調(diào)速機(jī)械調(diào)速：改變傳動機(jī)構(gòu)速比的方法調(diào)速，稱為機(jī)械調(diào)速

電氣調(diào)速：改變電動機(jī)電氣參數(shù)而改變生產(chǎn)機(jī)械的速度，稱為電氣調(diào)速。方法：電樞回路串電阻調(diào)速降壓調(diào)速弱磁調(diào)速圖5-29電樞回路串電阻調(diào)速圖5－30改變主磁通調(diào)速3。制動制動機(jī)械制動電氣制動利用機(jī)械裝置使電動機(jī)在切斷電源后停轉(zhuǎn)通過改變電動機(jī)電氣參數(shù)使其產(chǎn)生一個(gè)與轉(zhuǎn)向相反的電磁轉(zhuǎn)矩。能耗制動反接制動回饋制動系統(tǒng)把電動機(jī)的動能轉(zhuǎn)變成電能消耗在電樞回路電阻上，因此稱為能耗制動。能耗制動原理：制動瞬間，由于系統(tǒng)慣性很大，轉(zhuǎn)速n的大小和方向來不及改變，因此電動勢Ea大小和方向也不改變，從而使電樞電流Ia

方向與制動前相反，結(jié)果使電磁轉(zhuǎn)矩T方向改變，成為一與轉(zhuǎn)向相反的制動轉(zhuǎn)矩，使電動機(jī)迅速停轉(zhuǎn)。圖5－31

能耗制動謝謝觀看！祝同學(xué)們學(xué)習(xí)愉快！第六章常用半導(dǎo)體元件及應(yīng)用

第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及應(yīng)用

第二節(jié)半導(dǎo)體晶體管及應(yīng)用

第三節(jié)場效應(yīng)晶體管及應(yīng)用

返回主目錄半導(dǎo)體：導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和絕緣體之間的物質(zhì)稱為半導(dǎo)體。常用的半導(dǎo)體有硅、鍺等。本征半導(dǎo)體一種完全純凈的、結(jié)構(gòu)完整的半導(dǎo)體晶體本征半導(dǎo)體雖有大量的價(jià)電子，但沒有自由電子，此時(shí)半導(dǎo)體是不導(dǎo)電的。第一節(jié)半導(dǎo)體二極管及應(yīng)用一、PN結(jié)的形成半導(dǎo)體的基本知識

雜質(zhì)半導(dǎo)體—N型半導(dǎo)體N型+5+4+4+4+4+4磷原子自由電子載流子數(shù)

電子數(shù)多數(shù)載流子少數(shù)載流子正離子半導(dǎo)體的基本知識

雜質(zhì)半導(dǎo)體—Ｐ型半導(dǎo)體負(fù)離子多數(shù)載流子少數(shù)載流子+3+4+4+4+4+4載流子數(shù)

空穴數(shù)硼原子

空穴P型半導(dǎo)體的基本知識

一、PN結(jié)的形成內(nèi)建電場P型N型PN結(jié)空間電荷區(qū)

PN結(jié)的單向?qū)щ娦酝饧诱螂妷赫珜?dǎo)通，呈低阻狀態(tài)，電流較大P區(qū)N區(qū)內(nèi)電場外電場IF

PN結(jié)的單向?qū)щ娦酝饧臃聪螂妷悍雌刂?，呈高阻狀態(tài)，電流近似為零P

區(qū)N

區(qū)內(nèi)電場外電場IRＰＮ結(jié)具有單向?qū)щ娦哉涸冢校谓Y(jié)上加正向電壓時(shí)，ＰＮ結(jié)電阻很低，正向電流較大，ＰＮ結(jié)處于導(dǎo)通狀態(tài)。反偏：加反向電壓時(shí)，ＰＮ結(jié)電阻很高，反向電流很小，ＰＮ結(jié)處于截止?fàn)顟B(tài)。二、二極管的結(jié)構(gòu)和符號圖6-1常見二極管外形圖

PN(陽極)外殼陰極引線陽極引線+-+-(陽極)(陰極)(陰極)a)b)VD圖6-2二極管的結(jié)構(gòu)與圖形符號結(jié)構(gòu)圖形符號三、二極管的伏安特性

二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，其伏安特性曲線如圖6-3所示。（以正極到負(fù)極為參考方向）。1）外加正向電壓很小時(shí)，二極管呈現(xiàn)較大的電阻，幾乎沒有正向電流通過。曲線段（或段）稱作死區(qū)，點(diǎn)（或）的電壓稱為死區(qū)電壓，硅管的死區(qū)電壓一般為0.5V，鍺管則約為0.1V。

2）二極管的正向電壓大于死區(qū)電壓后，二極管呈現(xiàn)很小的電阻，有較大的正向電流流過，稱為二極管導(dǎo)通，如段（或）特性曲線所示，此段稱為導(dǎo)通段。從圖中可以看出：硅管電流上升曲線比鍺管更陡。二極管導(dǎo)通后的電壓為導(dǎo)通電壓，硅管一般為0.7V，鍺管約為0.3V。1．正向特性

2．反向特性1）當(dāng)二極管承受反向電壓時(shí)，其反向電阻很大，此時(shí)僅有非常小的反向電流（稱為反向飽和電流或反向漏電流），如曲線段（或段）所示。實(shí)際應(yīng)用中二極管的反向飽和電流值越小越好，硅管的反向電流比鍺管小得多，一般為幾十微安，而鍺管為幾百微安。2）當(dāng)反向電壓增加到一定數(shù)值時(shí)（如曲線中的點(diǎn)或點(diǎn)），反向電流急劇增大，這種現(xiàn)象稱為反向擊穿，此時(shí)對應(yīng)的電壓稱為反向擊穿電壓，用表示，曲線中段（或段）稱為反向擊穿區(qū)。通常加在二極管上的反向電壓不允許超過擊穿電壓，否則會造成二極管的損壞（穩(wěn)壓管除外）。圖6-3二極管的伏安特性

四、二極管的主要參數(shù)（1）最大整流電流它是指二極管長期工作時(shí)所允許通過的最大正向平均電流。實(shí)際應(yīng)用時(shí)，流過二極管的平均電流不能超過這個(gè)數(shù)值，否則，將導(dǎo)致二極管因過熱而永久損壞。（2）最高反向工作電壓指二極管工作時(shí)所允許加的最高反向電壓，超過此值二極管就有被反向擊穿的危險(xiǎn)。通常手冊上給出的最高反向工作電壓約為擊穿電壓的一半。（3）反向電流指二極管未被擊穿時(shí)的反向電流值。越小，說明二極管的單向?qū)щ娦阅茉胶?。對溫度很敏感，溫度增加，反向電流會增加很大。五、特殊二極管

1．穩(wěn)壓二極管

穩(wěn)壓二極管簡稱穩(wěn)壓管，它是一種用特殊工藝制造的面結(jié)合型硅半導(dǎo)體二極管，其圖形符號和外形封裝如圖6-4所示。圖6-4穩(wěn)壓二極管的圖形符號與外形

外形

圖形符號～范圍內(nèi)變化。穩(wěn)壓管的伏安特性曲線工作區(qū)域圖6-5穩(wěn)壓管的應(yīng)用

使用時(shí)，陰極接外加電壓的正極，陽極接外加電壓負(fù)極，管子反向偏置，工作在反向擊穿狀態(tài)，利用它的反向擊穿特性穩(wěn)定直流電壓。二極管在反向擊穿狀態(tài)下，流過管子的電流變化很大，而兩端電壓變化很小，穩(wěn)壓管正是利用這一點(diǎn)實(shí)現(xiàn)穩(wěn)壓作用的。穩(wěn)壓管工作時(shí)，必須接入限流電阻，才能使其流過的反向電流在～范圍內(nèi)變化

發(fā)光二極管是一種光發(fā)射器件，能把電能直接轉(zhuǎn)換成光能的固體發(fā)光器件，它是由鎵（Ga）、砷（As）、磷（P）等化合物制成的，其圖形符號如圖6-6a所示。由這些材料構(gòu)成的ＰＮ結(jié)加上正偏電壓時(shí)，PN結(jié)便以發(fā)光的形式來釋放能量。發(fā)光二極管的種類按發(fā)光的顏色可分為紅、橙、黃、綠和紅外光二極管等多種，按外形可分為方形、圓形等。圖6-6b是發(fā)光二極管的外形，它的導(dǎo)通電壓比普通二極管高。2．發(fā)光二極管圖6-6發(fā)光二極管的圖形符號和外形圖形符號

外形

發(fā)光二極管的應(yīng)用

應(yīng)用時(shí)，加正向電壓，并接入相應(yīng)的限流電阻，它的正常工作電流一般為幾個(gè)毫安至幾十毫安。發(fā)光強(qiáng)度在一定范圍內(nèi)與正向電流大小近似成線性關(guān)系。發(fā)光二極管作為顯示器件，除單個(gè)使用外，也常做成七段式或矩陣式，如用作微型計(jì)算機(jī)、音響設(shè)備、數(shù)控裝置中的顯示器。發(fā)光二極管的檢測一般用萬用表R×10k(Ω)檔，通常正向電阻15kΩ左右，反向電阻為無窮大。1、單相半波整流電路

圖6－10是單相半波整流電路，該電路由電源變壓器T、整流二極管VD及負(fù)載電阻RL組成。六、二極管整流電路圖6－10

在u2的負(fù)半周，二極管因承受反向電壓而截止，

uo=0。

1．整流原理

u2的正半周，二極管因承受正向電壓而導(dǎo)通，忽略二極管正向壓降，

uo=u2。設(shè)u2=U2sinωt圖6－112．負(fù)載電壓及電流直流脈動電壓：整流電壓方向不變，但大小變化。平均電壓Uo：一個(gè)周期的平均值Uo表示直流電壓的大小。電阻性負(fù)載的平均電流為Io，即

(6－1)(6－2)3．選用二極管的原則為了安全地使用二極管，選用二極管必須滿足以下原則：

IFM≥IV

URM≥UVM

在交流電壓的負(fù)半周，二極管截止，u2電壓全部加在二極管上，二極管所承受的最高反向電壓UVM為u2的峰值，即UVM=U2

。二極管導(dǎo)通時(shí)的電流為負(fù)載電流，所以二極管平均電流IV=Io。2、單相橋式整流電路

單相橋式整流電路是由四個(gè)二極管接成電橋的形式構(gòu)成。圖6－12單相橋式整流電路常用畫法簡化畫法(2)整流原理

u2

正半周，

u2的實(shí)際極性為a正b負(fù)，二極管VD1

和VD3導(dǎo)通，VD2

、VD4截止，uo=u2，如圖6－13a所示。波形如圖6－14b中的0～π段。圖6－13單相橋式整流原理圖6－13單相橋式整流原理

u2的負(fù)半周，u2實(shí)際極性為a負(fù)b正，二極管VD2

、VD4導(dǎo)通，VD1

、VD3截止，uo=-u2。如圖6－13b所示。波形如圖9－14b中的π～2π段。圖6－14單相橋式整流波形(3)．負(fù)載電壓和電流全波整流電路的整流電壓的平均值Uo比半波整流增加一倍，即Io=0.9Uo=2×0.45U2=0.9U2(6－5)(6－6)

選用二極管的原則

二極管截止時(shí)所承受的反向電壓在圖6－14所示電路中可以看出。若VD1、VD3

兩只二極管導(dǎo)通時(shí)，就將u2加到了二極管VD2、VD4的兩端，使這兩只二極管因承受反向電壓而截止，波形如圖6－14d所示，即二極管承受的最高反向電壓UDM=U2

IFM≥IV

URM≥UVM

從圖6－12可知，每只二極管只在半個(gè)周期內(nèi)導(dǎo)通，所以在一個(gè)周期內(nèi)流過每個(gè)管子的平均電流只有負(fù)載電流的一半，即IV=Io/2。二極管的選擇原則：第二節(jié)半導(dǎo)體晶體管及應(yīng)用一、晶體管的外形、結(jié)構(gòu)和符號1．外形

半導(dǎo)體三極管又稱晶體三極管或雙極型晶體管，簡稱晶體管。圖6-15幾種常見晶體管的外形和封裝

晶體管的結(jié)構(gòu)示意圖如圖6-16a所示，分為NPN型管和PNP型管。為了收集發(fā)射區(qū)發(fā)射過來的載流子以及便于散熱，要求集電結(jié)面積較大，發(fā)射區(qū)多數(shù)載流子的濃度比集電區(qū)大，因此使用時(shí)集電極與發(fā)射極不能互換。晶體管的圖形符號如圖6-16b所示，符號中的箭頭方向表示發(fā)射結(jié)正向偏置時(shí)的電流方向。圖6-16晶體管的結(jié)構(gòu)和圖形符號結(jié)構(gòu)圖形符號a）PNP型b）NPN型1．晶體管的工作電壓圖6-17晶體管的工作電壓NPNPNP二、晶體管電流分配關(guān)系和放大作用圖6-18晶體管演示實(shí)驗(yàn)2．晶體管各個(gè)電極的電流分配

實(shí)驗(yàn)電路如圖6-18所示。此電路稱為晶體管的共發(fā)射極放大電路。4.053.182.361.540.72<0.01/mA3.953.102.301.500.70<0.01/mA0.100.080.060.040.020/mA表6-1晶體管電流測量數(shù)據(jù)

從表6-1中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以找出晶體管各極電流分配關(guān)系（6-9）3．晶體管的電流放大作用

從表6-1中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可以看出：>，而且當(dāng)調(diào)節(jié)電位器RP使有一微小變化時(shí)，會引起較大的變化，這表明基極電流（小電流）控制著集電極電流（大電流），所以晶體管是一個(gè)電流控制器件，這種現(xiàn)象稱為晶體管的電流放大作用。三、晶體管的特性曲線

1．輸入特性曲線圖6-19輸入特性曲線2.輸出特性曲線（圖6-20）（1）截止區(qū)發(fā)射結(jié)零偏或反偏，集電結(jié)也反向偏置。（2）放大區(qū)發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置。與成正比關(guān)系。（3）飽和區(qū)發(fā)射結(jié)和集電結(jié)均處于正向偏置。晶體管失去放大作用，處于“飽和”狀態(tài)。稱為晶體管的飽和壓降，此值很小，約為0.3V。

（4）擊穿區(qū)當(dāng)大于某一值后，開始劇增，這個(gè)現(xiàn)象稱為一次擊穿。一次擊穿過程是可逆的。晶體管具有“開關(guān)”和“放大”功能。圖6-20輸出特性曲線四、晶體管的主要參數(shù)1．電流放大倍數(shù)（1）共發(fā)射極直流電流放大倍數(shù)靜態(tài)時(shí)與的比值稱為共發(fā)射極靜態(tài)電流放大倍數(shù)，即直流電流放大倍數(shù)（6-11）（2）共發(fā)射極交流電流放大倍數(shù)（）動態(tài)時(shí)，Δ與的比值稱為動態(tài)電流放大倍數(shù)，即交流電流放大倍數(shù)（6-12）估算時(shí)，。2．極間反向電流（1）集電極—基極反向飽和電流是晶體管的發(fā)射極開路時(shí)，集電極和基極間的反向漏電流，又叫反向飽和電流，小功率硅管的小于1μA，鍺管的約10μA。的測量電路如圖6-21a所示。（2）穿透電流為基極開路時(shí)，由集電區(qū)穿過基區(qū)流入發(fā)射區(qū)的穿透電流，它是的（1+）倍，即

的測量電路如圖6-21b所示。圖6-21極間反向電流的測量電路的測量電路的測量電路3．極限參數(shù)（1）集電極最大允許電流當(dāng)值下降到正常值的三分之二時(shí)的集電極電流，稱為。使用時(shí)，超過時(shí)晶體管并不一定會損壞，但值將降低。（2）集電極－發(fā)射極反向擊穿電壓指基極開路時(shí)，加于集電極與發(fā)射極間的反向擊穿電壓，一般為幾十伏至幾百伏以上。（3）發(fā)射極－基極反向擊穿電壓指集電極開路時(shí)，允許加在發(fā)射極－基極之間的最高反向電壓，一般為幾伏至幾十伏。（4）集電極最大允許功耗使用中應(yīng)使<允許管耗線。五、晶體管基本放大電路（1）放大器的功能放大器的功能是把微弱的電信號放大成較強(qiáng)的電信號。例如擴(kuò)音機(jī)就是放大器的典型應(yīng)用，如圖6-22所示圖6-22擴(kuò)音機(jī)工作示意圖1、放大器的基本概念如圖6-23所示的簡易路燈自動開關(guān)裝置。圖6-23簡易路燈自動開關(guān)電路圖6-24晶體管在電路中的三種基本連接方式

放大電路的核心是晶體管，晶體管的三個(gè)電極可分別作為輸入信號和輸出信號的公共端，所以就有共發(fā)射極、共集電極和共基極三種接法，如圖6-24所示。（2）放大電路的要求1）有一定的輸出功率2）具有足夠的放大倍數(shù)3）失真要小4）工作要穩(wěn)定（3）放大電路的電壓、電流符號規(guī)定1）直流分量用大寫字母和大寫下標(biāo)表示，如、、、、。2）交流分量用小寫字母和小寫下標(biāo)表示，如、、、、。3）總的值（瞬時(shí)值）用小寫字母和大寫下標(biāo)表示，如、、、、。圖6-25共發(fā)射極基本放大電路2、共射基本放大電路的工作原理（1）各元件的作用1）晶體管V放大電路的核心，起電流放大作用，反映晶體管的電流控制作用。2）直流電源使晶體管的發(fā)射結(jié)正偏，集電結(jié)反偏，確保晶體管工作在放大狀態(tài)。它又是整個(gè)放大電路的能量提供者。3)集電極電阻將晶體管的集電極電流變換成集電極電壓（）。4）基極偏置電阻決定靜態(tài)基極電流的大小。也稱偏置電流，故稱為偏置電阻。5）電容和①隔斷直流，使靜態(tài)工作點(diǎn)不受信號源和輸出端負(fù)載的影響；②傳送交流信號，電容量足夠大時(shí)，容抗很小，近似為短路，故稱為耦合電容。電路（2）共射基本放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)放大器的工作狀態(tài)：靜態(tài)和動態(tài)。靜態(tài)工作點(diǎn)Q：放大電路在靜態(tài)時(shí)，晶體管各極電壓和電流值（主要指、、）。動態(tài)：放大電路有交流信號輸入，電路中的電壓、電流隨輸入信號作相應(yīng)變化的狀態(tài)。靜態(tài)：無交流信號輸入時(shí)，電路中的電壓、電流都不變的狀態(tài)。圖6-26靜態(tài)工作點(diǎn)對波形的影響1）觀察靜態(tài)工作點(diǎn)對放大波形的影響2)不設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)，波形產(chǎn)生失真的原因圖6-27不設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)產(chǎn)生失真的原因a)未設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)情況b)設(shè)置靜態(tài)工作點(diǎn)情況圖6-28放大器的電壓、電流波形（3）共射極放大器的工作原理（4）靜態(tài)工作點(diǎn)穩(wěn)定的分壓式偏置電路

基本共射極放大電路的特點(diǎn)：

優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)簡單，電壓和電流放大作用都比較大，

缺點(diǎn)：靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定。

靜態(tài)工作點(diǎn)不穩(wěn)定原因：電源電壓波動、電路參數(shù)變化、晶體管老化等，但主要原因是晶體管特性參數(shù)（、β、）隨溫度變化造成的。

例如，當(dāng)溫度升高時(shí)，對于同樣的，輸出特性曲線將上移。嚴(yán)重時(shí)，將使晶體管進(jìn)入飽和區(qū)而失去放大能力。實(shí)用的分壓式偏置電路如圖6-29。圖6-29分壓式偏置電路分壓偏置電路的特點(diǎn)（1）基極電位穩(wěn)定。一般很小，>>，，（6-13）（2）工作點(diǎn)穩(wěn)定：利用發(fā)射極電阻來獲得反映電流變化的信號，反饋到輸入端，實(shí)現(xiàn)工作點(diǎn)的穩(wěn)定。其過程為(oC)↑→↑→↑→↓→↓→↓通常>>，所以發(fā)射極電流(6-14)式（6-13）、式(6-14)分別說明了和是穩(wěn)定的，基本上不隨溫度而變，而且也基本上與管子的參數(shù)β無關(guān)。第三節(jié)場效應(yīng)晶體管及應(yīng)用場效應(yīng)晶體管，簡稱場效應(yīng)管。場效應(yīng)管和晶體管的特點(diǎn)：場效應(yīng)管是一種電壓控制型器件。而晶體管是一種電流控制型器件。優(yōu)點(diǎn)：具有很高的輸入電阻、熱穩(wěn)定性好、低噪聲、抗輻射能力強(qiáng)、制造工藝簡單、便于集成等。分類：場效應(yīng)管可分為結(jié)型和絕緣柵型兩類，其中絕緣柵型（簡稱MOS管）應(yīng)用更廣泛。一、絕緣柵場效應(yīng)管的結(jié)構(gòu)及符號MOS管：絕緣柵型場效應(yīng)管是由金屬、氧化物和半導(dǎo)體組成，因此又稱為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)管，簡稱MOS管。MOS管的分類：可分為增強(qiáng)型與耗盡型兩種類型，每一種又分為N溝道和P溝道，即NMOS管和PMOS管。增強(qiáng)型MOS管：圖6-30為N溝道增強(qiáng)型MOS管結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號，箭頭向內(nèi)表示N溝道。圖6-31為P溝道增強(qiáng)型MOS管結(jié)構(gòu)示意圖和圖形符號，箭頭向外表示P溝道。導(dǎo)電溝道的特點(diǎn)是原先沒有導(dǎo)電溝道，在外電場的作用下才形成了導(dǎo)電溝道。耗盡型MOS管：導(dǎo)電溝道的特點(diǎn)是在制造時(shí)就有一個(gè)原始導(dǎo)電溝道。圖形符號如圖所示。圖6-30N溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管a)結(jié)構(gòu)b)圖形符號結(jié)構(gòu)圖形符號圖6-31P溝道增強(qiáng)型絕緣柵場效應(yīng)管結(jié)構(gòu)圖形符號耗盡型MOS管符號二、絕緣柵場效應(yīng)管的特性1．N溝道增強(qiáng)型MOS管特性

稱為NMOS管的開啟電壓（V）。（1）轉(zhuǎn)移特性圖6-32a為某增強(qiáng)型NMOS管的轉(zhuǎn)移特性曲線。當(dāng)<時(shí)，，這相當(dāng)于晶體管輸入特性曲線的死區(qū)；當(dāng)