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性质是:
二级管单向导电。
三极管的作用三极管工作原理
三极管的工作原理
三极管是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极
输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极
电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基
极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。
但是集电极电流的变化比基极电流
的变化大得多,这就是三极管的放大作用。
IC的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数β(β=ΔIC
/ΔIB,Δ表示变化量。
),三极管的放大倍数β一般在几十到几百倍。
三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,即要先建立合适的静态工作点,也叫建立偏置,否则会放
大失真。
在三极管的集电极与电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大:
当基极电压UB升高时,IB变大,
IC也变大,IC在集电极电阻RC的压降也越大,所以三极管集电极电压UC会降低,且UB越高,UC就越低,
ΔUC=ΔUB。
仅供参考,请参考有关书籍。
三极管的作用一设计反相器管
我们知道三极管相当于一条通道,在这条通道上电流出发的那一端叫做源极,而电流到达的那一端叫做
漏极,控制电流通断的那个电极叫做栅极,那么栅极需要带上什么样的电压才表示通道导通呢?
一般情
况下,栅极对源极的电压为0V时,表示关断,栅极上带0.7V以上的电压时,表示导通,应该注意栅极
电压是对源极而言的。
上述的MOS三极管我们叫它N型MOS管,对应的,还有一种P型MOS管,P型MOS管的特性正好完
全相反,电流从漏极出发到达源极,栅极带上比漏极低于0.7V以下的电压时,MOS管导通。
如果规定只能用一种类型的MOS管,我们也能设计出集成电路来,想当初的半导体工艺只适合于做N型
一种类型的MOS管,那时侯的集成电路大部分是NMOS集成电路,我们熟悉的早期的Z80、8048等,都
是用NMOS工艺制造的。
后来,发展了在同一个芯片上做两种不同类型MOS管的工艺,叫做CMOS工艺,
现在已是半导体行业的主流工艺。
N管和P管的版图设计并没有什么不一样,只要对其类型做一个标记就可以了,这个标记用来通知制造
集成电路的人把这些管子做成某一类型的管子,在下图中我们把P管用虚框圈起来作为标记。
三极管的作用二设计集成电路
设计集成电路也很简单,不过就是把那些三极管连接起来,用什么来连接呢?
总不至于用电烙铁和焊锡
丝之类的方法吧?
在集成电路里不用这种方法,用的是类似于双面线路板的方法,双面线路板上的过孔
将线路板的两面连接了起来,在集成电路了也用了过孔,两层导电材料分别是铝和多晶硅,铝可以越过
各种区域通到任何地方而不受限制,但多晶硅可不可以呢?
好象可以,可是,的多晶硅越过有源区时,
有源区变成了一个受多晶硅控制的电流通路:
一个多余的三极管,这不是我们所希望的,所以,我们在
这里增加一条规则:
多晶硅不能跨越有源区。
按这样的规则连接两各三极管,我们就设计了一个含有一
个反相器的简单的集成电路。
三极管的测量
三极管管脚极性的识别
多数小功率三极管的管脚是等腰三角形排列,其顶点是基极,左边是发射极,右边是集电极。
有的是从管底看,由管帽突出处顺时针排列为发射极,基极,集电极。
有的管型用管帽色点或者管脚塑料护套颜色来标明极性的,红色为集电极,绿色为发射极,白色是基极。
有的管型管脚是一字形排列,用集电极管脚较短,或者集电极与其它极距离最远来区别电极,中间是基极,另一个脚是发射极。
大功率管一般直接用外壳做集电极引出端。
有的在较高频率工作的三极管,为了屏蔽高频电磁干扰,管壳用一支脚引出,以准备接地或者接零,符合为d,从管底看,由管壳边凸出处顺时针依次是发射极,基极,集电极,管壳引线。
大部分国产硅酮塑封三极管,从正对截角或剖去平面的方向看,从左到右依次是发射极,基极,集电极。
超小型三极管将截角的管脚焊片定为发射极,对面是脚是基极,垂直的第三个脚是集电极。
另外一种半球形超小型三极管,将球面朝上,从左到右,依次是基极,集电极,发射极。
三极管用万用表测量管脚极性
用万用表R×
100或者R×
1K档分别测量各管脚间电阻,必有一只脚对其它两脚电阻值相似,那么这只脚是基极,如果红表笔(正表笔)接基极,测得与其它两脚电阻都小,那么这只管子是PNP管。
如果测得电阻很大,那么这个管子是NPN管。
找到基极后,分别测基极对其余两脚的正向电阻,其中阻值稍小的那个是集电极,另外一个是发射极,这是因为集电结较大,正偏导通电流也较大,所以电阻稍小一点。
三极管好坏大致判断
利用三极管内PN结的单向导电性,检查各极间PN结的正反向电阻,如果相差较大说明管子是好的,如果正反向电阻都大,说明管子内部有断路或者PN结性能不好。
如果正反向电阻都小,说明管子极间短路或者击穿了。
三极管穿透电流测量判断
用万用表检查管子的穿透电流Iceo,是通过测量集电极与发射极之间的反向阻值来估计的,如果穿透电流大,阻值就较小。
测PNP小功率锗管时,万用表R×
100档正表笔接集电极,负表笔接发射极,相当于测三极管集电结承受反向电压时的阻值,高频管读数应在50千欧姆以上,低频管读数应在几千欧姆到几十千欧姆范围内,测NPN锗管时,表笔极性相反。
测NPN小功率硅管时,万用表R×
1K档负表笔接集电极,正表笔接发射极,由于硅管的穿透电流很小,阻值应在几百千欧姆以上,一般表针不动或者微动。
测大功率三极管时,由于PN结大,一般穿透电流值较大,用万用表R×
10档测量集电极与发射极间反向电阻,应在几百欧姆以上。
如果测得阻值偏小,说明管子穿透电流过大。
如果测试过程中表针缓缓向低阻方向摆动,说明管子工作不稳定。
如果用手捏管壳,阻值减小很多,说明管子热稳定性很差。
三极管放大系数β的测量估计:
按测量三极管穿透电流的方法,再用手指同时捏住管子的集电极与基极,表针会迅速向低阻端摆动,摆动范围越大说明三极管放大系数β值越大。
整流桥的整流作用介绍
∙ 整流这一个术语,它是通过二极管的单向导通原理来完成工作的,通俗的来说二极管它是正向导通和反向截止,也就是说,二极管只允许它的正极进正电和负极进负电。
二极管只允许电流单向通过,所以将其接入交流电路时它能使电路中的电流只按单向流动,即所谓“整流”,用两只管是半泼整流,四只是全泼整流。
整流桥的结构
∙ 整流桥通常是由两只或四只整流硅芯片作桥式连接,两只的为半桥,四只的则称全桥。
外部采用绝缘朔料封装而成,大功率整流桥在绝缘层外添加锌金属壳包封,增强散热性能。
整流桥的分类
∙ 整流桥具有体积小,使用方便等特点,在家用电器和工业电子电路中应用非常广泛.常用的小功率整流桥有全桥和半桥之分.全桥是将四只硅整流二极管接成桥路的形式,常见的型号有QL52~QL61系列,PM104M和BR300系列等.半桥有三种结构:
一种是将两只二极管顺向串联,在结点处引出一电极(如2CQ1型),另一种是将两只二极管背靠背式反极性连接(称共阴式,如2CQ2型);
第三种是将两只二极管头碰头式反极性连接(称共阳式,如2CQ3型).
整流桥的壳温确定
∙ 整流桥在强迫风冷冷却时壳温的确定由以上两种情况三种不同散热冷却形式的分析与计算,我们可以得出:
在整流桥自然冷却时,我们可以直接采用生产厂家所提供的结--环境热阻(Rja),来计算整流桥的结温,从而可以方便地检验我们的设计是否达到功率元器件的温度降额标准;
对整流桥采用不带散热器
的强迫风冷情况,由于在实际使用中很少采用,在此不予太多的讨论。
如果在应用中的确涉及该种情形,可以借鉴整流桥自然冷却的计算方法;
对整流桥采用散热器进行冷却时,我们只能参考厂家给我们提供的结--壳热阻(Rjc),通过测量整流桥的壳温从而推算出其结温,达到检验目的。
在此,我们着重讨论该计算壳温测量点的选取及其相关的计算方法,并提出一种在实际应用中可行、在计算中又可靠的测量方法。
从前面对整流桥带散热器来实现其散热过程的分析中可以看出,整流桥主要的损耗是通过其背面的散热器来散发的,因此在此讨论整流桥壳温如何确定时,就忽约其通过引脚的传热量。
现结合RS2501M整流桥在110VAC电源
模块上应用的损耗(最大为22.0W)来分析。
假设整流桥壳体外表面上的温度为结温(即150.0C),表面换热系数为50.0W/m2C(在一般情况下,强迫风冷的对流换热系数为20~40W/m2C)。
那么在环境温度为55.0C时,整流桥的结温与壳体正面的温差远远小于结温与壳体背面的温差,也就是说,实际上整流桥的壳体正表面的温度是远远大于其背面的温度的。
如果我们在测量时,把整流桥壳体正面温度(通常情况下比较好测量)来作为我们计算的壳温,那么我们就会过高地估计整流桥的结温了!
那么既然如此,我们应该怎样来确定计算的壳温呢?
由于整流桥的背面是和散热器相互连接的,并且热量主要是通过散热器散发,散热器的基板温度和整流桥的背面壳体温度间只有接触热阻。
一般而言,接触热阻的数值很小,因此我们可以用散热器的基板温度的数值来代替整流桥的壳温,这样不仅在测量上易于实现,还不会给最终的计算带来不可容忍的误差。
用万用表对整流桥好坏的检测方法
1.半桥的检测半桥是由两只整流二极管组成,通过用万用表分别测量半桥内部的两只二极管的正、反电阻值是否正常,即可判断出该半桥是否正常。
2.全桥的检测大多数的整流全桥上,均标注有“+”、“-”、“~”符号(其中“+”为整流后输出电压的正极,“-”为输出电压的负极,“~”为交流电压输入端),很容易确定出各电极。
检测时,可通过分别测量“+”极与两个“~”极、“-”极与两个“~”之间各整流二极管的正、反向电阻值(与普通二极管的测量方法相同)是否正常,即可判断该全桥是否已损坏。
若测得全桥内鞭只二极管的正、反向电阻值均为0或均为无穷大,则可判断该二极管已击穿或开路损坏。
继电器的作用及工作原理
电磁继电器工作原理及应用
电磁继电器可以用低电压、弱电流控制高电压、强电流电路,还可实现远距离操纵和生产自动化,在现代生活中起着越来越重要的作用。
那么,电磁继电器是由那些部分组成的?
它是怎样实现自动控制的呢?
一、电磁继电器的构造
电磁继电器的构造:
如图所示,A是电磁铁,B是衔铁,C是弹簧,D是动触点,E是静触点。
电磁继电器工作电路可分为低压控制电路和高压工作电路组成。
控制电路是由电磁铁A、衔铁B、低压电源E1和开关组成;
工作电路是由小灯泡L、电源E2和相当于开关的静触点、动触点组成。
连接好工作电路,在常态时,D、E间未连通,工作电路断开。
用手指将动触点压下,则D、E间因动触点与静触点接触而将工作电路接通,小灯泡L发光。
闭合开关S,衔铁被电磁铁吸下来,动触点同时与两个静触点接触,使D、E间连通。
这时弹簧被拉长,观察到工作电路被接通,小灯泡L发光。
断开开关S,电磁铁失去磁性,对衔铁无吸引力。
衔铁在弹簧的拉力作用下回到原来的位置,动触点与静触点分开,工作电路被切断,小灯泡L不发光。
二、电磁继电器的工作原理
工作原理:
电磁铁通电时,把衔铁吸下来使D和E接触,工作电路闭合。
电磁铁断电时失去磁性,弹簧把衔铁拉起来,切断工作电路。
结论:
电磁继电器就是利用电磁铁控制工作电路通断的开关。
用电磁继电器控制电路的好处:
用低电压控制高电压;
远距离控制;
自动控制。
三、电磁继电器的应用
防讯报警器:
K是接触开关,B是一个漏斗形的竹片圆筒,里面有个浮子A,水位上涨超过警戒线时,浮子A上升,使控制电路接通,电磁铁吸下衔铁,于是报警器指示灯电路接通,灯亮报警。
温度自动报警器:
当温度升高到一定值时,水银温度计中水银面上升到金属丝处,水银是导体。
因此将电磁铁电路接通,电磁铁吸引弹簧片,使电铃电路闭合,电铃响报警,当温度下降后,水银面离开金属丝,电磁铁电路断开,弹簧片回原状,电铃电路断开,电铃不再发声。
时间继电器
时间继电器是一种使用在较低的电压或较小电流的电路上,用来接通或切断较高电压、较大电流的电路的电气元件,也许可以这样说:
用来控制较高电压或较大功率的电路的电动:
给继电器工作线圈一个控制电流,继电器就吸合,对应的触点就接通或断开。
在供电电路中,继电器也被称为接触器。
开关
从驱动时间继电器工作的电源要求(驱动线包工作电压)来分,一般继电器分交流继电器与直流继电器,分别用于交流电路和直流电路,另外,依据其工作电压的高低,有6、9、12、24、36、110、220、380等不同的工作电压,使用于不同的控制电路上。
时间继电器另一个区分点是它的触点(执行接通或断开被控制电路的开关),分别有常开、常闭、转换的区别,另外还有触点多少的区别,可以控制多大的工作电压及电流(即触点允许控制的功率)的区别,供不同用途选用;
另外特殊触点还有带自锁(动作后即使控制电压消失,触点自己保持失去控制时的状态),带延时吸合或延时释放功能等种类,供特殊情况下使用。
从继电器外形来区分,有密封、小型、微型等区别。
有时候,比如说,一个控制电路从按钮控制开始,到最后控制负荷的时间继电器中间,还使用了其他继电器,因为这些继电器只起控制其他继电器工作的作用,其触点负荷不需要很大,用在这些部位的继电器,常称为中间继电器。
比如,使用三个按钮与继电器(交流接触器)及热保护等可以组成控制三相电动机的正、翻转及停止电路。
洗衣机内,继电器在微电脑控制下,接合、断开控制电机使波轮正、反转等,都是继电器的任务,因为微电脑的输出不能直接驱动洗衣机马达工作,所以请了“继电器”。
使用各种传感器检测的电路检测温度、压力、时间等不同物理量,检测的输出接上继电器,就分别组成所谓电压继电器、压力继电器等等。
这类继电器,实际上是包含继电器在内的电子器件,并非独立的继电器。
补充部分特殊继电器,这些继电器不需要其他电路,可以对不同的讯号作出不同的反应(接通不同的触点):
步进继电器:
以前自动电话总机使用很多,继电器本身就可以根据输入控制线圈的脉冲个数自动将动触点移动到相应的位置,比如输入6个脉冲,动触点就接通6号定触点,输入9个脉冲,就接到9号触点,这样。
电话就自动根据拨号脉冲数字转接到需要的线路;
谐振继电器:
继电器本身有多个不同长短、厚薄的、如簧片的动触点,各触点本身的谐振频率不同且合理分布,当输入继电器线圈的电流频率正好与某一簧片触点的谐振频率相同时,由于共振,该簧片产生大震动,从而与对应的定触点闭合,输入另一频率信号时,可以使另一触点动作,这相当于将不同频率的信号翻译成对应的电路连接动作,这与现在电子译码完全不同,是通过机械原理实现的。
另外,还有比例继电器,能够区分输入线包驱动继电器工作的脉冲信号占空比,并自动调整输出(接通不同的触点);
等等。
现在使用可控硅元件构成的开关电路,独立封装起来,称固态继电器(无触点继电器),在使用上部分可替代传统继电器,但也有其不足之处。
所以普通继电器还大量被应用。
时间继电器的主要功能是作为简单程序控制中的一种执行器件,当它接受了启动信号后开始计时,计时结束后它的工作触头进行开或合的动作,从而推动后续的电路工作。
一般来说,时间继电器的延时性能在设计的范围内是可以调节的,从而方便调整它的延时时间长短。
单凭一只时间继电器恐怕不能做到开始延时闭合,闭合一段时间后,再断开,先实现延时闭合后延时断开,但总体上说,通过配置一定数量的时间继电器和中间继电器都是可以做到的。
如图是由单向可控硅组成的时间继电器电路,主要由直流电源、延时触发电路和主电路三部分组成。
220V电网电压经T降压、VD2整流、C2滤波及VDl稳压后输出约15V的直流电压。
接通电源时,直流电压经R1、RP向C1充电,经过一定延时时间后,C1上的电压达到峰点电压使单结晶体管VT导通,R3上形成的脉冲电压触发可控硅VS导通,继电器K得电吸合、其触点发生动作。
从电源接通到触点动作所得的时间,即为时间继电器的延时时间,其长短可由电位器RP调节。
K得电后、其常开触点闭合,将电容C1短路、使其迅速放电,为下次充电延时作好准备;
此外,继电器K的触点可控制电气设备延时动作。
固态继电器介绍及工作原理
1.什么是固态继电器,有什么优缺点?
固态继电器(亦称固体继电器)英文名称为SolidStateRelay,简称SSR。
它是用半导体器件代替传统电接点作为切换装置的具有继电器特性的无触点开关器件,单相SSR为四端有源器件,其中两个输入控制端,两个输出端,输入输出间为光隔离,输入端加上直流或脉冲信号到一定电流值后,输出端就能从断态转变成通态。
固态继电器工作可靠,寿命长,无噪声,无火花,无电磁干扰,开关速度快,抗干扰能力强,且体积小,耐冲击,耐振荡,防爆、防潮、防腐蚀、能与TTL、DTL、HTL等逻辑电路兼容,以微小的控制信号达到直接驱动大电流负载。
主要不足是存在通态压降(需相应散热措施),有断态漏电流,交直流不能通用,触点组数少,另外过电流、过电压及电压上升率、电流上升率等指标差。
2.固态继电器可应用于哪些场合?
固态继电器目前已广泛应用于计算机外围接口装置,电炉加热恒温系统,数控机械,遥控系统、工业自动化装置;
信号灯、闪烁器、照明舞台灯光控制系统;
仪器仪表
广义的说仪器仪表也可具有自动控制、报警、信号传递和数据处理等功能,如气动调节仪、电动调节仪表,以及集散型仪表控制系统等也皆属器仪表。
仪器仪表能改善、扩展或补充人的官能。
如显微镜、望远镜、声级计、酸度计、高温计等,可以扩展人的视、听、尝、摸外部事物的官能;
有些仪器仪表,如磁强计、射线计数计等,可感受和测量到人所不能感受到的物理量;
还有些仪器仪表可以超过人的能力去记录、计算和计数,如高速照相机、计算机等。
[全文]
、医疗器械、复印机、自动洗衣机;
自动消防,保安系统,以及作为电网功率因素补偿的电力电容的切换开关等等,另外在化工、煤矿等需防爆、防潮、防腐蚀场合中都有大量使用。
3.固态继电器可分为哪些类型?
交流固态继电器按开关方式分有电压过零导通型(简称过零型)和随机导通型(简称随机型);
按输出开关元件分有双向可控硅输出型(普通型)和单向可控硅
单向可控硅
单向可控硅是一种可控整流电子元件,能在外部控制信号作用下由关断变为导通,但一旦导通,外部信号就无法使其关断,只能靠去除负载或降低其两端电压使其关断。
单向可控硅是由三个PN结PNPN组成的四层三端半导体器件与具有一个PN结的二极管相比,单向可控硅正向导通受控制极电流控制;
与具有两个PN结的三极管相比,差别在于可控硅对控制极电流没有放大作用。
反并联型(增强型);
按安装方式分有印刷线路板上用的针插式(自然冷却,不必带散热器)和固定在金属底板上的装置式(靠散热器冷却);
另外输入端又有宽范围输入(DC3-32V)的恒流源型和串电阻
电阻
电阻,物质对电流的阻碍作用就叫该物质的电阻。
电阻小的物质称为电导体,简称导体。
电阻大的物质称为电绝缘体,简称绝缘体。
限流型等。
4.过零型SSR与随机型SSR在用途上有什么区别?
过零型SSR用作“开关”切换(从“开关”切换功能而言即等同于普通的继电器或接触器),我们通常讲的固态继电器多数都为过零型(过零型SSR只能“开关”不能“调压”)。
随机型SSR主要用于“斩波调压”(但随机型SSR的控制信号必须为与电网同步且上升沿可在0°
-180°
范围内改变的方波信号时才能实现调压,单一电压信号或0-5V的模拟信号并不能使其调压,从“调压”功能的角度讲随机型SSR完全不同于普通的继电器或接触器)。
有一点必须强调,各类调压模块或固态继电器内部作为输出触点的器件均为可控硅,且都是依靠改变可控硅导通角来达到“调压”的目的,故输出的电压波形均为“缺角”的正弦波(不同于自耦调压器
调压器
调压器即晶闸管调压器,又称“晶闸管电力调整器”“可控硅电力调整器”或简称“电力调整器”。
[全文]
输出的完整正弦波),因此存在高次谐波,有一定噪音,电网有一定“污染”(国内外同类产品均相同,这是由斩波调压原理决定的)。
固态继电器的分类与工作原理
固态继电器(SolidStateRelays,缩写SSR)是一种无触点电子开关,由分立元器件、膜固定电阻网络和芯片,采用混合工艺组装来实现控制回路(输入电路)与负载回路(输出电路)的电隔离及信号耦合,由固态器件实现负载的通断切换功能,内部无任何可动部件。
尽管市场上的固态继电器型号规格繁多,但它们的工作原理基本上是相似的。
主要由输入(控制)电路,驱动电路和输出(负载)电路三部分组成。
固态继电器的输入电路是为输入控制信号提供一个回路,使之成为固态继电器的触发信号源。
固态继电器的输入电路多为直流输入,个别的为交流输入。
直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。
阻性输入电路的输入控制电流随输入电压呈线性的正向变化。
恒流输入电路,在输入电压达到一定值时,电流不再随电压的升高而明显增大,这种继电器可适用于相当宽的输入电压范围。
固态继电器的驱动电路可以包括隔离耦合电路、功能电路和触发电路三部分。
隔离耦合电路,目前多采用光电耦合器和高频变压器两种电路形式。
常用的光电耦合器有光-三极管、光-双向可控硅、光-二极管阵列(光-伏)等。
高频变压器耦合,是在一
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- 基本 元器件 工作 原理