
电阻,英文名resistance,通常缩写为R,它是导体的一种基本性质,与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律说,I=U/R,那么R=U/I,电阻的基本单位是欧姆,用希腊字母“Ω”表示,有这样的定义:导体上加上一伏特电压时,产生一安培电流所对应的阻值。电阻的主要职能就是阻碍电流流过。事实上,“电阻”说的是一种性质,而通常在电子产品中所指的电阻,是指电阻器这样一种元件。师傅对徒弟说:“找一个100欧的电阻来!”,指的就是一个“电阻值”为100欧姆的电阻器,欧姆常简称为欧。表示电阻阻值的常用单位还有千欧(kΩ),兆欧(MΩ)。
一、电阻器的种类
电阻器的种类有很多,通常分为三大类:固定电阻,可变电阻,特种电阻。在电子产品中,以固定电阻应用最多。而固定电阻以其制造材料又可分为好多类,但常用、常见的有RT型碳膜电阻、RJ型金属膜电阻、RX型线绕电阻,还有近年来开始广泛应用的片状电阻。型号命名很有规律,R代表电阻,T-碳膜,J-金属,X-线绕,是拼音的第一个字母。在国产老式的电子产品中,常可以看到外表涂覆绿漆的电阻,那就是RT型的。而红颜色的电阻,是RJ型的。一般老式电子产品中,以绿色的电阻居多。为什么呢?这涉及到产品成本的问题,因为金属膜电阻虽然精度高、温度特性好,但制造成本也高,而碳膜电阻特别价廉,而且能满足民用产品要求。
电阻器当然也有功率之分。常见的是1/8瓦的“色环碳膜电阻”,它是电子产品和电子制作中用的最多的。当然在一些微型产品中,会用到1/16瓦的电阻,它的个头小多了。再者就是微型片状电阻,它是贴片元件家族的一员,以前多见于进口微型产品中,现在电子爱好者也可以买到了(做无线窃听器?)
二、电阻器的标识
这些直接标注的电阻,在新买来的时候,很容易识别规格。可是在装配电子产品的时候,必须考虑到为以后检修的方便,把标注面朝向易于看到的地方。所以在弯脚的时候,要特别注意。在手工装配时,多这一道工序,不是什么大问题,但是自动生产线上的机器没有那么聪明。而且,电阻器元件越做越小,直接标注的标记难以看清。因此,国际上惯用“色环标注法”。事实上,“色环电阻”占据着电阻器元件的主流地位。“色环电阻”顾名思义,就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。有的是用4个色环表示,有的用 5个。有区别么?是的。4环电阻,一般是碳膜电阻,用3个色环来表示阻值,用 1个色环表示误差。5环电阻一般是金属膜电阻,为更好地表示精度,用4个色环表示阻值,另一个色环也是表示误差。下表是色环电阻的颜色-数码对照表:
颜 色 有效数字 乘 数 允许偏差
黑 色 0 10的0次方
棕 色 1 10的1次方 +/- 1%
红 色 2 10的2次方 +/- 2%
橙 色 3 10的3次方 -----
黄 色 4 10的4次方 -----
绿 色 5 10的5次方 +/- 0.5%
蓝 色 6 10的6次方 +/- 0.2%
紫 色 7 10的7次方 +/- 0.1%
灰 色 8 10的8次方 -----
白 色 9 10的9次方 +5~-20%
无 色 ----- ----- +/- 20%
银 色 ----- ----- +/- 10%
金 色 ----- ----- +/- 5%
色环电阻的规则是最后一圈代表误差,对于四环电阻,前二环代表有效值,第三环代表乘上的次方数。不要怕,记住颜色和数码就行啦,其他的不用记。有一个秘诀:面对一个色环电阻,找出金色或银色的一端,并将它朝下,从头开始读色环。例如第一环是棕色的,第二环是黑色的,第三环是红色的,第四环是金色的,那么它的电阻值是1、0,第三环是添零的个数,这个电阻添2个零,所以它的实际阻值是1000Ω,即1kΩ。
三、可变电阻
可变电阻又称为电位器,电子设备上的音量电位器就是个可变电阻。但是一般认为电位器都是可以被手动调节的,而可变电阻一般都较小,装在电路板上不经常调节。可变电阻有三个引脚,其中两个引脚之间的电阻值固定,并将该电阻值称为这个可变电阻的阻值。第三个引脚与任两个引脚间的电阻值可以随着轴臂的旋转而改变。这样,可以调节电路中的电压或电流,达到调节的效果。
四、特种电阻
光敏电阻 是一种电阻值随外界光照强弱(明暗)变化而变化的元件,光越强阻值越小,光越弱阻值越大。其外形和电路符号如图2所示。如果把光敏电阻的两个引脚接在万用表的表笔上,用万用表的R×1k挡测量在不同的光照下光敏电阻的阻值:将光敏电阻从较暗的抽屉里移到阳光下或灯光上,万用表读数将会发生变化。在完全黑暗处,光敏电阻的阻值可达几兆欧以上(万用表指示电阻为无穷大,即指针不动),而在较强光线下,阻值可降到几千欧甚至1千欧以下。
利用这一特性,可以制作各种光控的小电路来。事实上街边的路灯大多是用光控开关自动控制的,其中一个重要的元器件就是光敏电阻(或者是光敏三级管,一种功能相似的带放大作用的半导体元件)。光敏电阻是在陶瓷基座上沉积一层硫化镉(CdS)膜后制成的, 实际上也是一种半导体元件。新村里声控楼道灯在白天不会点亮,也是因为光敏电阻在起作用。我们可以用它制作电子报晓鸡,清晨天亮时喔喔叫。
热敏电阻是一个特殊的半导体器件,它的电阻值随着其表面温度的高低的变化而变化。它原本是为了使电子设备在不同的环境温度下正常工作而使用的,叫做温度补偿。新型的电脑主板都有CPU测温、超温报警功能,就是利用了的热敏电阻。
这是常用的电阻:
这是音响用音量电位器:
这是收音机用音量电位器,带开关:
第二节 电容器
电子制作中需要用到各种各样的电容器,它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似,通常简称其为电容,用字母C表示。顾名思义,电容器就是“储存电荷的容器”。尽管电容器品种繁多,但它们的基本结构和原理是相同的。两片相距很近的金属中间被某物质(固体、气体或液体)所隔开,就构成了电容器。两片金属称为的极板,中间的物质叫做介质。电容器也分为容量固定的与容量可变的。但常见的是固定容量的电容,最多见的是电解电容和瓷片电容。不同的电容器储存电荷的能力也不相同。规定把电容器外加1伏特直流电压时所储存的电荷量称为该电容器的电容量。电容的基本单位为法拉(F)。但实际上,法拉是一个很不常用的单位,因为电容器的容量往往比1法拉小得多,常用微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)(皮法又称微微法)等,它们的关系是:1法拉(F)= 1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000纳法(nF)= 1000000皮法(pF)
在电子线路中,电容用来通过交流而阻隔直流,也用来存储和释放电荷以充当滤波器,平滑输出脉动信号。小容量的电容,通常在高频电路中使用,如收音机、发射机和振荡器中。大容量的电容往往是作滤波和存储电荷用。而且还有一个特点,一般1μF以上的电容均为电解电容,而1μF以下的电容多为瓷片电容,当然也有其他的,比如独石电容、涤纶电容、小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳,里面充满了电解质,并引出两个电极,作为正(+)、负(-)极,与其它电容器不同,它们在电路中的极性不能接错,而其他电容则没有极性。
把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上,过一会儿即使把电源断开,两个引脚间仍然会有残留电压(学了以后的教程,可以用万用表观察),我们说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压,积蓄起电能,这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程,称为电容器的放电。
举一个现实生活中的例子,我们看到市售的整流电源在拔下插头后,上面的发光二极管还会继续亮一会儿,然后逐渐熄灭,就是因为里面的电容事先存储了电能,然后释放。当然这个电容原本是用作滤波的。至于电容滤波,不知你有没有用整流电源听随身听的经历,一般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波电容,造成耳机中有嗡嗡声。这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容(1000μF,注意正极接正极),一般可以改善效果。发烧友制作HiFi音响,都要用至少1万微法以上的电容器来滤波,滤波电容越大,输出的电压波形越接近直流,而且大电容的储能作用,使得突发的大信号到来时,电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。这时,大电容的作用有点像水库,使得原来汹涌的水流平滑地输出,并可以保证下游大量用水时的供应。
电子电路中,只有在电容器充电过程中,才有电流流过,充电过程结束后,电容器是不能通过直流电的,在电路中起着“隔直流”的作用。电路中,电容器常被用作耦合、旁路、滤波等,都是利用它“通交流,隔直流”的特性。那么交流电为什么能够通过电容器呢?我们先来看看交流电的特点。交流电不仅方向往复交变,它的大小也在按规律变化。电容器接在交流电源上,电容器连续地充电、放电,电路中就会流过与交流电变化规律一致的充电电流和放电电流。
电容器的选用涉及到很多问题。首先是耐压的问题。加在一个电容器的两端的电压超过了它的额定电压,电容器就会被击穿损坏。一般电解电容的耐压分档为6.3V,10V,16V,25V,50V等。
这是电解电容:
这是瓷片电容:
这是独石电容:
这是可变电容:
第三节 电感器
电感器在电子制作中虽然使用得不是很多,但它们在电路中同样重要。我们认为电感器和电容器一样,也是一种储能元件,它能把电能转变为磁场能,并在磁场中储存能量。电感器用符号L表示,它的基本单位是亨利(H),常用毫亨(mH)为单位。它经常和电容器一起工作,构成LC滤波器、LC振荡器等。另外,人们还利用电感的特性,制造了阻流圈、变压器、继电器等。
电感器的特性恰恰与电容的特性相反,它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。
小小的收音机上就有不少电感线圈,几乎都是用漆包线绕成的空心线圈或在骨架磁芯、铁芯上绕制而成的。有天线线圈(它是用漆包线在磁棒上绕制而成的)、中频变压器(俗称中周)、输入输出变压器等等。
实物图和电路符号见图
变压器 是由铁芯和绕在绝缘骨架上的铜线圈线构成的。绝缘铜线绕在塑料骨架上,每个骨架需绕制输入和输出两组线圈。线圈中间用绝缘纸隔离。绕好后将许多铁芯薄片插在塑料骨架的中间。这样就能够使线圈的电感量显著增大。变压器利用电磁感应原理从它的一个绕组向另儿个绕组传输电能量。变压器在电路中具有重要的功能:耦合交流信号而阻隔直流信号,并可以改变输入输出的电压比;利用变压器使电路两端的阻抗得到良好匹配,以获得最大限度的传送信号功率。
电力变压器就是把高压电变成民用市电,而我们的许多电器都是使用低压直流电源工作的,需要用电源变压器把220V交流市电变换成低压交流电,再通过二极管整流,电容器滤波,形成直流电供电器工作。电视机显象管需要上万伏的电压来工作,是由“行输出变压器”供给的。
当然,电源变压器也有其不少缺点,例如功率与体积成正比,笨重、效率低等,现在正在被新型的“电子变压器”所取代。电子变压器一般是“开关电源”,电脑工作需要的几组电压就是开关电源供给的,彩电、显示器中更是无一例外地使用了开关电源。
继电器 就是电子机械开关,它是用漆包铜线在一个圆铁芯上绕几百圈至几千圈,当线圈中流过电流时,圆铁芯产生了磁场,把圆铁芯上边的带有接触片的铁板吸住,使之断开第一个触点而接通第二个开关触点。当线圈断电时,铁芯失去磁性,由于接触铜片的d性作用,使铁板离开铁芯,恢复与第一个触点的接通。因此,可以用很小的电流去控制其他电路的开关。整个继电器由塑料或有机玻璃防尘罩保护着,有的还是全密封的,以防触电氧化。
这是继电器的样子:
第二章:半导体器件
第一节 二极管
半导体是一种具有特殊性质的物质,它不像导体一样能够完全导电,又不像绝缘体那样不能导电,它介于两者之间,所以称为半导体。半导体最重要的两种元素是硅(读“gui”)和锗(读“zhe”)。我们常听说的美国硅谷,就是因为起先那里有好多家半导体厂商。
二极管应该算是半导体器件家族中的元老了。很久以前,人们热衷于装配一种矿石收音机来收听无线电广播,这种矿石后来就被做成了晶体二极管。
二极管最明显的性质就是它的单向导电特性,就是说电流只能从一边过去,却不能从另一边过来(从正极流向负极)。我们用万用表来对常见的1N4001型硅整流二极管进行测量,红表笔接二极管的负极,黑表笔接二极管的正极时,表针会动,说明它能够导电;然后将黑表笔接二极管负极,红表笔接二极管正极,这时万用表的表针根本不动或者只偏转一点点,说明导电不良。(万用表里面,黑表笔接的是内部电池的正极)
常见的几种二极管如图所示。其中有玻璃封装的、塑料封装的和金属封装的等几种。图2是二极管的电路符号,像它的名字,二极管有两个电极,并且分为正负极,一般把极性标示在二极管的外壳上。大多数用一个不同颜色的环来表示负极,有的直接标上“-”号。大功率二极管多采用金属封装,并且有个螺帽以便固定在散热器上。
利用二极管单向导电的特性,常用二极管作整流器,把交流电变为直流电,即只让交流电的正半周(或负半周)通过,再用电容器滤波形成平滑的直流。事实上好多电器的电源部分都是这样的。二极管也用来做检波器,把高频信号中的有用信号“检出来”,老式收音机中会有一个“检波二极管”,一般用2AP9型锗管。
二极管的类型也有好几种,对于电子制作来说,常常用到以下的二极管: 用于稳压的稳压二极管,用于数字电路的开关二极管,用于调谐的变容二极管,以及光电二极管等,最常看见的是发光二极管。
发光二极管在日常生活电器中无处不在,它能够发光,有红色、绿色和黄色等,有直径3mm、5mm和2×5mm长方型的的。与普通二极管一样,发光二极管也是由半导体材料制成的,也具有单向导电的性质,即只有接对极性才能发光。发光二极管符号比一般二极管多了两个箭头,示意能够发光。通常发光二极管用来作电路工作状态的指示,它比小灯泡的耗电低得多,而且寿命也长得多。用发光二极管,还可以构成电子显示屏,证券交易所里的显示屏就是由发光二极管点阵构成的,只是因为各种色彩都是由红绿蓝构成,而蓝色发光二极管在以前还未大量生产出来,所以一般的电子显示屏都不能显示出真彩色。
发光二极管的发光颜色一般和它本身的颜色相同,但是近年来出现了透明色的发光管,它也能发出红黄绿等颜色的光,只有通电了才能知道。 辨别发光二极管正负极的方法,有实验法和目测法。实验法就是通电看看能不能发光,若不能就是极性接错或是发光管损坏。
注意发光二极管是一种电流型器件,虽然在它的两端直接接上3V的电压后能够发光,但容易损坏,在实际使用中一定要串接限流电阻,工作电流根据型号不同一般为1mA到3OmA。另外,由于发光二极管的导通电压一般为1.7V以上,所以一节1.5V的电池不能点亮发光二极管。同样,一般万用表的R×1档到R×1K档均不能测试发光二极管,而R×10K档由于使用15V的电池,能把有的发光管点亮。
用眼睛来观察发光二极管,可以发现内部的两个电极一大一小。一般来说,电极较小、个头较矮的一个是发光二极管的正极,电极较大的一个是它的负极。若是新买来的发光管,管脚较长的一个是正极。
这是常用的整流二极管1N4001:
这是数字电路中常用的1N4148:
这是发光二极管:
第二节 三极管
半导体三极管也称为晶体三极管,可以说它是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。三极管顾名思义具有三个电极。二极管是由一个PN结构成的,而三极管由两个PN结构成,共用的一个电极成为三极管的基极(用字母b表示)。其他的两个电极成为集电极(用字母c表示)和发射极(用字母e表示)。由于不同的组合方式,形成了一种是NPN型的三极管,另一种是PNP型的三极管。
三极管的种类很多,并且不同型号各有不同的用途。三极管大都是塑料封装或金属封装,常见三极管的外观如图,大的很大,小的很小。三极管的电路符号有两种:有一个箭头的电极是发射极,箭头朝外的是NPN型三极管,而箭头朝内的是PNP型。实际上箭头所指的方向是电流的方向。
电子制作中常用的三极管有90××系列,包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP),低噪声管9014(NPN),高频小功率管9018(NPN)等。它们的型号一般都标在塑壳上,而样子都一样,都是TO-92标准封装。在老式的电子产品中还能见到3DG6(低频小功率硅管)、3AX31(低频小功率锗管)等,它们的型号也都印在金属的外壳上。我国生产的晶体管有一套命名规则,电子爱好者最好还是了解一下:
第一部分的3表示为三极管。第二部分表示器件的材料和结构,A: PNP型锗材料 B: NPN型锗材料 C: PNP型硅材料 D: NPN型硅材料 第三部分表示功能,U:光电管 K:开关管 X:低频小功率管 G:高频小功率管 D:低频大功率管 A:高频大功率管。另外,3DJ型为场效应管,BT打头的表示半导体特殊元件。
三极管最基本的作用是放大作用,它可以把微弱的电信号变成一定强度的信号,当然这种转换仍然遵循能量守恒,它只是把电源的能量转换成信号的能量罢了。三极管有一个重要参数就是电流放大系数β。当三极管的基极上加一个微小的电流时,在集电极上可以得到一个是注入电流β倍的电流,即集电极电流。集电极电流随基极电流的变化而变化,并且基极电流很小的变化可以引起集电极电流很大的变化,这就是三极管的放大作用。
三极管还可以作电子开关,配合其它元件还可以构成振荡器。
第三节 可控硅
可控硅也称作晶闸管,它是由PNPN四层半导体构成的元件,有三个电极,阳极A,阴极K和控制极G 。
可控硅在电路中能够实现交流电的无触点控制,以小电流控制大电流,并且不象继电器那样控制时有火花产生,而且动作快、寿命长、可靠性好。在调速、调光、调压、调温以及其他各种控制电路中都有它的身影。
可控硅分为单向的和双向的,符号也不同。单向可控硅有三个PN结,由最外层的P极和N极引出两个电极,分别称为阳极和阴极,由中间的P极引出一个控制极。
单向可控硅有其独特的特性:当阳极接反向电压,或者阳极接正向电压但控制极不加电压时,它都不导通,而阳极和控制极同时接正向电压时,它就会变成导通状态。一旦导通,控制电压便失去了对它的控制作用,不论有没有控制电压,也不论控制电压的极性如何,将一直处于导通状态。要想关断,只有把阳极电压降低到某一临界值或者反向。
双向可控硅的引脚多数是按T1、T2、G的顺序从左至右排列(电极引脚向下,面对有字符的一面时)。加在控制极G上的触发脉冲的大小或时间改变时,就能改变其导通电流的大小。
与单向可控硅的区别是,双向可控硅G极上触发脉冲的极性改变时,其导通方向就随着极性的变化而改变,从 而能够控制交流电负载。而单向可控硅经触发后只能从阳极向阴极单方向导通,所以可控硅有单双向之分。
电子制作中常用可控硅,单向的有MCR-100等,双向的有TLC336等。
这是TLC336的样子:
第四节 集成电路
集成电路是一种采用特殊工艺,将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件,英文为缩写为IC,也俗称芯片。集成电路是六十年代出现的,当时只集成了十几个元器件。 后来集成度越来越高,也有了今天的P-III。
集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大派别,而具体功能更是数不胜数,其应用遍及人类生活的方方面面。集成电路根据内部的集成度分为大规模中规模小规模三类。其封装又有许多形式。“双列直插”和“单列直插”的最为常见。消费类电子产品中用软封装的IC,精密产品中用贴片封装的IC等。
对于CMOS型IC,特别要注意防止静电击穿IC,最好也不要用未接地的电烙铁焊接。使用IC也要注意其参数,如 工作电压,散热等。数字IC多用+5V的工作电压,模拟IC工作电压各异。集成电路有各种型号,其命名也有一定规律。一般是由前缀、数字编号、后缀组成。前缀表示集成电路的生产厂家及类别,后缀一般用来表示集成电路的封装形式、版本代号等。常用的集成电路如小功率音频放大器LM386就因为后缀不同而有许多种。LM386N是美国国家半导体公司的产品,LM代表线性电路,N代表塑料双列直插。这里有各大IC生产公司的商标及其器件型号前缀。
集成电路型号众多,随着技术的发展,又有更多的功能更强、集成度更高的集成电路涌现,为电子产品的生产制作带来了方便。在设计制作时,若没有专用的集成电路可以应用,就应该尽量选用应用广泛的通用集成电路,同时考虑集成电路的价格和制作的复杂度。在电子制作中,有许多常用的集成电路,如NE555(时基电路)、LM324(四个集成的运算放大器)、TDA2822(双声道小功率放大器)、KD9300(单曲音乐集成电路)、LM317(三端可调稳压器)等。
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这里有些集成电路的样子:
标准的双列直插集成电路:
标准的单列直插集成电路:
软包封集成电路:
功率类集成电路:
第三章:各种集成电路简介
第一节 三端稳压IC
电子产品中常见到的三端稳压集成电路有正电压输出的78××系列和负电压输出的79××系列。故名思义,三端IC是指这种稳压用的集成电路只有三条引脚输出,分别是输入端、接地端和输出端。它的样子象是普通的三极管,TO-220的标准封装,也有9013样子的TO-92封装。
用78/79系列三端稳压IC来组成稳压电源所需的外围元件极少,电路内部还有过流、过热及调整管的保护电路,使用起来可靠、方便,而且价格便宜。该系列集成稳压IC型号中的78或79后面的数字代表该三端集成稳压电路的输出电压,如7806表示输出电压为正6V,7909表示输出电压为负9V。
78/79系列三端稳压IC有很多电子厂家生产,80年代就有了,通常前缀为生产厂家的代号,如TA7805是东芝的产品,AN7909是松下的产品。(点击这里,查看有关看前缀识别集成电路的知识)
有时在数字78或79后面还有一个M或L,如78M12或79L24,用来区别输出电流和封装形式等, 其中78L调系列的最大输出电流为100mA, 78M系列最大输出电流为1A,78系列最大输出电流为1.5A。它的封装也有多种,详见图。塑料封装的稳压电路具有安装容易、价格低廉等优点,因此用得比较多。 79系列除了输出电压为负。引出脚排列不 同以外,命名方法、外形等均与78系列的相同。
因为三端固定集成稳压电路的使用方便,电子制作中经常采用,可以用来改装分立元件的稳压电源,也经常用作电子设备的工作电源。电路图如图所示。
注意三端集成稳压电路的输入、输出和接地端绝不能接错,不然容易烧坏。一般三端集成稳压电路的最小输入、输出电压差约为2V,否则不能输出稳定的电压,一般应使电压差保持在4-5V,即经变压器变压,二极管整流,电容器滤波后的电压应比稳压值高一些。
在实际应用中,应在三端集成稳压电路上安装足够大的散热器(当然小功率的条件下不用)。当稳压管温度过高时,稳压性能将变差,甚至损坏。
当制作中需要一个能输出1.5A以上电流的稳压电源,通常采用几块三端稳压电路并联起来,使其最大输出电流为N个1.5A,但应用时需注意:并联使用的集成稳压电路应采用同一厂家、同一批号的产品,以保证参数的一致。另外在输出电流上留有一定的余量,以避免个别集成稳压电路失效时导致其他电路的连锁烧毁。
没有图还满意吧。
半导体分立器件自从20世纪50年代问世以来,曾为电子产品的发展发挥了重要的作用。现在,虽然集成电路已经广泛应用,并在不少场合取代了晶体管,但是应该相信,晶体管到任何时候都不会被全部废弃。因为晶体管有其自身的特点,还会在电子产品中发挥其他元器件所不能取代的作用,所以晶体管不仅不会被淘汰,而且还将有所发展。
1 半导体分立器件的命名
按照国家规定,国内半导体分立器件的命名由五部分组成,如表3-9所示。例如2AP9,“2”表示二极管,“A”表示N型锗材料,“P”表示普通管,“9”表示序号。又如3DG6,“3”表示三极管,“D”表示NPN硅材料,“G”表示高频小功率管,“6”是序号。
有些小功率晶体三极管是以四位数字来表示型号的,具体特性参数如表3-10所示。
近年来,国内生产半导体器件的各厂家纷纷引进外国的先进生产技术,购入原材料、生产工艺及全套工艺标准,或者直接购入器件管芯进行封装。因此,市场上多见的是按照国外产品型号命名的半导体器件,符合国家标准命名的器件反而买不到。在选用进口半导体器件时,应该仔细查阅有关资料,比较性能指标。
2 二极管
按照结构工艺不同,半导体二极管可以分为点接触型和面接触型。点接触型二极管PN结的接触面积小,结电容小,适用于高频电路,但允许通过的电流和承受的反向电压也比较小,所以适合在检波、变频等电路中工作;面接触型二极管PN结的接触面积较大,结电容比较大,不适合在高频电路中使用,但它可以通过较大的电流,多用于频率较低的整流电路。
表3-9 国产半导体分立器件的命名
注:fa为工作频率,Pc为工作功率。
表3-10 通用型小功率三极管
注:fT为工作频率。
半导体二极管可以用锗材料或硅材料制造。锗二极管的正向电阻很小,正向导通电压约为0.15~0.35V,但反向漏电流大,温度稳定性较差;硅二极管的反向漏电流比锗二极管小得多,缺点是需要较高的正向电压(0.5~0.7V)才能导通,只适用于信号较强的电路。
二极管应该按照极性接入电路,大部分情况下,应该使二极管的正极(或称阳极)接电路的高电位端,而稳压管的负极(或称阴极)要接电源的正极,其正极接电源的负极。
1)常用二极管的外形和符号
常用二极管的外形和符号如图3-16所示。
图3-16 常用二极管的符号
2)常用二极管的特性
常用的二极管的特性及用途在表3-11中列出。
表3-11 常用的二极管的特性及用途
3)二极管的识别与检测
二极管有多种封装形式,目前比较常用的有塑料封装和玻璃壳封装。老式的大功率、大电流的整流二极管仍采用金属封装,并且有装散热片的螺栓。玻璃封装的二极管可能是普通二极管或稳压二极管,在目测没有把握辨别的情况下,要依靠万用表或者专用设备来区分。因为玻璃封装的稳压二极管和普通二极管外形一样,不同的二极管在电路中起的作用是不同的,特别是稳压二极管,它的最大特点就是工作在反向连接状态。
(1)从标记识别。
①外壳上有二极管的符号,箭头的方向就是电流流动的方向,故箭头指的方向为负极。如图3-17所示,为二极管的单向导电性。
②封装成圆球形的,一般用色点表示的,色点处为阴极。封装成柱状的,靠近色环(通常为白色)的引线为负极。
(2)数字万用表检测。
用数字式万用表可以很方便地判断出二极管的极性,如图3-18所示,方法是:将数字万用表拨到二极管挡,将红表笔插入万用表的V/?插孔,黑表笔插入COM插孔,然后分别用两表笔接触二极管的两个电极,正反向交换表笔各测一次,在其中的一次测量中显示屏上具有600~750之间(硅管)或200~400之间(锗管)的读数,这时红表笔所接触的电极就是二极管的正极(即PN结的P端),黑表笔接触的电极就是负极(即PN结的N端)。
图3-17 二极管的单向导电性
图3-18 二极管的测量
发光二极管的测量与一般二极管测量类似,只是其正向电压在1.5~3V之间,工作电流在1mA左右。发光二极管工作时一定要接上限流电阻。
3 三极管
晶体三极管又称为双极型三极管(因有两种载流子同时参与导电而得名)。它是一种电流控制电流的半导体器件,可用来对微弱的信号进行放大和做无触点开关。
1)三极管的分类
(1)按材料分:三极管按材料不同可分为锗三极管(Ge管)和硅三极管(Si管)。
(2)按导电类型分:三极管按导电类型不同可分为PNP型和NPN型,分别用不同的符号表示电压极性与电流流动方向。锗管多为PNP型,硅管多为NPN型。
(3)按用途分:依工作频率不同分为高频(fT>3MHz)、低频(fT<3MHz)和开关三极管。依工作功率不同又可分为大功率(Pc>1W)、中功率(Pc在0.5~1W)、小功率(Pc<0.5W)三极管。
2)三极管的电路符号
常用三极管的电路符号如图3-19所示。
图3-19 常用三极管的电路符号
3)三极管的检测方法
(1)判断基极用数字万用表判断三极管基极的方法是:首先将数字万用表的转换开关置于二极管挡。红、黑表笔按正确的方法插到相应插孔(红表笔插V/Ω,黑表笔插COM)。记住:数字万用表的红表笔接内部电池的正极。然后用表笔分别触三极管的三个电极,总能找到其中一个电极对另外两个电极读数为0.5~0.8V(硅管)或0.15~0.35V(锗管),该电极就是基极。
(2)E、C极的判断。
一般万用表都具备测放大倍数的功能,先将万用表的功能开关选在hFE挡,将三极管按极性(PNP、NPN)插入测试孔中,这时可从表头刻度盘上直接读放大倍数值。然后将E极、C极对调一下,看表针偏转较大的那一次,插脚就是正确的,从万用表插孔旁标记即可判别出是发射极还是集电极。另外在测量基极时,也可以得到D、E的读数大于B、C的读数,虽然很接近,但总是有微小差别的。
数字式万用表测量三极管的方法,在第五节常用仪器仪表简介中“万用表的使用”一部分进行介绍。
4 集成电路
集成电路是继电子管、晶体管之后发展起来的又一类电子器件。它是利用半导体工艺或厚膜、薄膜工艺(或这些工艺的结合),将电阻、电容、二极管、三极管等元器件,按照设计电路的要求,共同制作在一块硅或绝缘基体上,成为具有特定功能的电路,然后封装而成。集成电路是最能体现电子工业日新月异、飞速发展的一类电子器件。集成电路种类繁多,要想熟悉各种集成电路几乎是不可能的,实际上也没必要,但要了解一些基本的集成电路。
1)集成电路的分类
集成电路按其结构和工艺方法的不同,可分为半导体集成电路、薄膜集成电路、厚膜集成电路和混合集成电路。其中发展最快、品种最多、应用最广的是半导体集成电路。
用平面工艺(氧化、光刻、扩散、外延工艺)在半导体晶片上制成的电路称为半导体集成电路(也称为单片集成电路)。
用厚膜工艺(真空蒸发、溅射)或薄膜工艺(丝网印刷、烧结)将电阻、电容等无源元件连接制作在同一片绝缘衬底上,再焊接上晶体管管芯,使其具有特定的功能,称作厚膜或薄膜集成电路。如果再装上单片集成电路,则成为混合集成电路。
2)集成电路的封装
集成电路的封装可分为:金属外壳、陶瓷外壳和塑料外壳三类。其中较常见的是用陶瓷和塑料封装的单列直插式和双列直插式两种。
金属封装的散热性能好,可靠性高,但安装使用不够方便,成本较高。这种封装形式常见于高精度集成电路或大功率器件。陶瓷封装的散热性差,体积小,成本低。塑料封装的最大特点是工艺简单、成本低,因而被广泛使用。
随着集成电路品种规格的增加和集成度的提高,电路的封装已经成为一个专业性很强的工艺技术领域。现在,国内外的集成电路封装名称逐渐趋于一致,不论是陶瓷材料的还是塑料材料的,均按照集成电路的引脚布置形式来区分,常见集成电路的封装形式如图3-20所示。
3)引脚
集成电路引脚排列顺序的标志一般有色点、凹槽、管键及封装时压出的圆形标志。对于双列直插集成块,引脚的识别方法是:将集成电路水平放置,引脚向下,标志在左边,左下角第一个引脚为1脚,然后逆时针方向数,依次为2,3,…,如图3-20所示。
图3-20 常见集成电路的封装
对于单列直插式集成电路也让引出脚朝下,标志朝左边,从左下角第一个引出脚到最后一个引出脚依次为1,2,3,…。
4)集成电路的使用常识
集成电路是一种结构复杂、功能多、体积小、价格贵、安装与拆卸麻烦的电气器件,在选购、检测和使用中应十分小心。
(1)使用前要搞清楚集成电路的功能、引脚功能、外形封装等。
(2)安装集成电路要注意方向,不同型号之间的互换应更加注意。
(3)对功率型集成电路要有足够的散热器,并尽量远离热源。
(4)切忌带电拔插集成电路。
(5)在手工焊接电子产品时,一般应该最后装配焊接集成电路,不得使用大于45W的电烙铁,每次焊接时间不得超过10s。
国家标准:
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GB/T 10001.2-2006 标志用公共信息图形符号 第2部分: 旅游休闲符号
GB/T 10001.3-2011 标志用公共信息图形符号 第3部分: 客运货运符号
GB/T 10001.4-2009 标志用公共信息图形符号 第4部分:运动健身符号
GB/T 10001.5-2006 标志用公共信息图形符号 第5部分: 购物符号
GB/T 10001.6-2006 标志用公共信息图形符号 第6部分:医疗保健符号
GB/T 10001.9-2008 标志用公共信息图形符号 第9部分: 无障碍设施符号
GB/T 10001.10-2014 公共信息图形符号 第10部分: 通用符号要素
GB/T 16903.1-2008 标志用图形符号表示规则 第1部分:公共信息图形符号的设计原则
GB/T 16903.2-2008 标志用图形符号表示规则 第2部分:测试程序
GB/T 5845.2-2008 城市公共交通标志 第2部分:一般图形符号和安全标志
GB/T 5845.4-2008 城市公共交通标志 第4部分:运营工具、站(码头)和线路图形符号
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GB/T 20063.14-2009 简图用图形符号 第14部分:材料运输和搬运用装置
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GB/T 12529.4-2008 粮油工业用图形符号、代号 第4部分:油脂工业
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GB/T 18024.3-2010 煤矿机械技术文件用图形符号 第3部分:采掘机械图形符号
GB/T 18024.4-2010 煤矿机械技术文件用图形符号 第4部分:井下运输机械图形符号
GB/T 18024.5-2010 煤矿机械技术文件用图形符号 第5部分:提升和地面生产机械图形符号
GB/T 18024.6-2010 煤矿机械技术文件用图形符号 第6部分:露天矿机械图形符号
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GB/T 24671-2009 农业灌溉设备 承压灌溉系统图形符号
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GB/T 16273.4-2010 设备用图形符号 第4部分:带有箭头的符号
GB/T 16273.5-2002 设备用图形符号 第5部分:塑料机械通用符号
GB/T 16273.6-2003 设备用图形符号 第6部分: 运输、车辆检测及装载机械通用符号
GB/T 16273.7-2010 设备用图形符号 第7部分:牙科设备通用符号
设备用图形符号主要通过图形形式作为 *** 作指示或显示设备的功能或工作状态,其数据特点如下:
a)几何形状的复杂程度介于标志用图形符号和技术文件用图形符号之间;
b)符号的线宽几乎都大于技术文件用图形符号的线宽;
c)图形实体可矢量化;
d)所有设备用图形符号均连同角标一起给出,具有规则的几何外型。四个角标所界定的正方形具有统一的尺寸大小。
扩展资料:
技术文件用图形符号主要通过图形形式表示对象和(或)功能,或表明生产、检验和安装的特定指示,其数据特点如下:
a)其几何形状在三类图形符号中最简洁,较抽象化、概念化;
b)图形实体属于CAD格式的矢量图形;
c)符号大小不固定,没有规则的几何外型。其大小随工程制图的要求而定。
标志用图形符号是指用于图形标志上,表示公共、安全、交通、包装储运等信息的图形符号,例如,道路交通标志、消防安全标志、公共信息标志等。本网站数据库中收录现行的含有标志用图形符号的国家标准共33项,所含标志用图形符号共910个。
标志用图形符号主要是通过由符号、颜色、几何形状(或边框)等元素组合而成的视觉形象来表达一定的事物或概念,其数据特点如下:
a)几何形状复杂,近似于实体本身(如:人、动物、树木、花草、汽车、飞机等)的形象;
b)标志用图形符号包含颜色信息。颜色信息一般起到提示、警告和禁止等作用。标志用图形符号中的颜色信息主要有红、绿、黄、蓝、黑、白等颜色;
c)符号本身大多采用大面积填充形式,无法进行矢量化;
d)标志用图形符号具有规则的几何外框。外框的形状主要有正方形、斜置正方形、圆形、正三角形、和矩形。同一形状的标志具有统一的尺寸和大小。在安全标志中形状与特定的安全色相结合来传递明确的安全信息,如,黄色的等边三角形表示警告含义。
符号伴随着人类的各种活动,人类社会和人类文化就是借助于符号才能得以形成的。在各种符号系统中,语言是最重要的,也是最复杂的符号系统。语言学家索绪尔认为,一个符号包括了两个不可分割的组成部份,能指(即语言的一套表述语音或一套印刷,书写记号)和所指(即作为符号含义的概念或观念)。
而语词符号是“任意性”的,除了拟声法构词之外,语词的能指和它的所指之间没有固定的天然联系。符号论美学家卡西尔认为,“艺术可以被定义为一种符号语言”,是我们的思想,感情的形式符号语言。每一个艺术形象,都可以说是一个有特定涵义的符号或符号体系。
为了理解艺术作品,必须理解艺术形象;而为了理解艺术形象,又必须理解构在卡西尔看来,符号作为对象的指称形式,它的统摄功能具有生成人性和塑造人类文化的作用。
在一种认知体系中,符号是指代一定意义的意象,可以是图形图像、文字组合,也不妨是声音信号、建筑造型,甚至可以是一种思想文化、一个时事人物。例如“=”在数学中是等价的符号,“紫禁城”在政治上是中国古代皇权的象征。
总的来说,符号的意思就是一种“特征纪念”,就像绰号是为了让人容易记住,方便辨认的称呼。
参考资料:百度百科——图形符号
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