电子器件知识.docx
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电子器件知识
1、什么叫做半导体?
答:
半导体:
导电能力介于导体和绝缘体之间的物体(如锗、硅、砷化镓及许多金属氧化物)半导体的两个特性:
光敏特性、热敏特性和掺杂特性。
2、什么叫电阻?
答:
电阻电线内通过电流时,电子在导线内运动也受着一定的阻力,这种阻力叫做电阻。
电阻用符号“R”表示,表示电阻大小的单位是欧姆,简称欧,用符号“Ω”表示,测量大电阻值可用千欧(KΩ)或兆欧(MΩ)。
它们之间的换算关系是:
1毫欧(mΩ)=0.001欧(Ω),1千欧=1000欧(Ω),1兆欧=1,000,000欧(Ω)。
3、什么叫可调电阻?
答:
可调电阻又称为电位器,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是固定,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。
4、什么叫做电容?
答:
电容器是一种能储存电荷的容器,它是由两片靠的较近的金属片,中间再隔以绝缘物质而组成的,按绝缘材料不同,可制成各种各样的电容器,如:
云母、瓷介、纸介、电解电容器等。
在构造上,又分为固定电容器和可变电容器,电容器对交流电的阻力受交流电频率影响,即相通容量的电容器对不同频率的交流电呈现不同的容抗。
5、什么叫电解电容?
答:
电解电容器使用金属箔做一个极板,用金属箔上横波的一层氧化薄膜做电介质,渍过电解液的导电纸作另一个极板。
由于氧化膜很薄,电解电容器的电容很大,电解电容有极性,不能接反,一般是圆柱筒状。
6、电子电路中“0”和“1”代表什么?
答:
“0”在电子电路中代表低电位,“1”代表高电位,如果电路中是5V供电,则“0”代表接地,就是0V;“1”则代表5V。
7、什么叫PN结?
答:
在一块P型半导体中,掺入一些杂质,将其中的一部分转换成N型半导体,这样就形成了PN结,这是所有晶体管的最基本结构。
8、什么是二极管?
答:
二极管是一种具有单向导电性的电子器件(即只允许电流往一个方向流过,就是箭头方向),它类似于我们生活中所用的开关,当它正向导通时,相当于开关处于闭合状态,当它反向时,相当于开关处于断开状态。
9、二极管是由什么组成的?
答:
二极管是由一个PN结组成的。
10、什么叫做肖特基二极管?
答:
肖特基二极管是二极管中的一种,它与普通二极管的最大区别是其正向导通时的压降非常低,其开关速度非常高,这就是优点,但其耐压很低,这是缺点。
11、控制器中常用的二极管有哪几种?
答:
一般有IN4007和IN4148两种,和各种电压的稳压二极管,还有肖特基二极管。
12、IN4148和IN4007二者有什么区别?
答:
IN4148是高速开关二极管,IN4007是整流二极管;IN4148其开关速度快。
IN4007的反向电压以及所允许通过的电流较IN4148大。
13、什么叫稳压二极管?
它与常用二极管有什么区别?
答:
稳压二极管是一种特殊二极管,用于箝位线路两端的电压,它可以用到与之标称相符的电压值,其功能相当于三端稳压集成电路。
它一般是反向接入电路中,但其正向接入电路中时,相当于普通二极管。
14、三极管按极性区分有哪几种类型?
答:
有两种,分别是PNP和NPN两种类型。
15、为什么三极管有PNP和NPN之分?
答:
三极管的基本组成部分是两个靠得很近的、背对背排列的PN结,根据其排列方式不同,所以又PNP和NPN之分。
16、三极管的三个角分别代表什么意思?
答:
分别代表基极(b)、发射极(e)、集电极(c)。
17、什么是晶振?
答:
能产生具有一定幅度及频率波形的振荡器,它一般作为单片机的时钟基准,对于单片机来说,它就是一块手表,为单片机作任何事情时提供时间参考。
18、单片机是什么意思?
答:
可以根据不同的程序,完成不同电路功能的具有一定“思考”能力的智能集成电路,英文简称:
CPU。
19、什么叫整流率波?
答:
整流是将交流电压变换为单极性电压(直流电压);滤波就是从整流后的电压中取出平均值,并滤出其中的交流成分。
20、数字万用表的交流档使用范围是多少?
答:
当所测信号的频率(一般情况)低于200HZ时,万用表可以辨认,当所测信号的频率高于200HZ时,其所测值将不确定。
21、什么是短路?
答:
在电路中,本来不直接相连的线路或元器件由于某种原因(线路碰头或元器件烧坏)导致电路的电阻变得非常小。
22、AC指的是什么?
答:
alternatecurrent的缩写,意思是交流电。
23、DC指的是什么?
答:
directcurrent的缩写,意思是直流电。
24、什么是VMOS管?
答:
V形槽金属氧化物半导体的英文缩写,这里指控制器里面的大功率开关管,是控制器中最关键的元器件之一,它的质量直接影响控制器的可靠性。
25、安时是什么意思?
答:
是安培乘以小时的意思,因为代号AH,是电池电能容量的单位,以2A电流放电2小时,就是电池放出了4AH的电量,电动车常用的电池为12ah的容量。
他的高低直接影响电动车的续行里程的长短电池经多次使用或不正常使用后其容量会下降,就指这一数值。
26、伏特是什么意思?
答:
电压的单位。
符号是V,一千伏特称为1KV。
27、安培是什么意思?
答:
电流的单位。
符号是A,千分之一安培称为1mA。
28、欧姆是什么意思?
答:
电阻的单位。
符号是Ω,一千欧姆称为1KΩ(简称1K),一百万欧姆称为1MΩ(简称1M)。
29、什么是电位?
答:
区别电压值的高低,不能用作定量的单位,在数字电路里用1表示高电位(相对较高的电压),用0表示低电位(相对较低的电压)。
30、集成电路是什意思?
答:
为完成某些特定的电路功能,将很多电子元器件高度集中起来,并用特定的形式进行封装起来的电子器件。
集成电路的型号不一样,其功能也不一样,多采用集成电路,有利于减小体积,提高可靠性,英文简称IC。
31、PWM是什么意思?
答:
是pulsewidthmodulation的缩写,意思是:
脉冲宽度调制。
是直流调压中能量利用较高的一种方式,电动车控制器均采用这种调速方式。
32、什么是三端稳压块?
答:
只有输入、地线、输出3个引脚的直流稳压集成电路。
用作直流电路的串联降压稳压,其稳压较为理想,在各种控制其中很常用。
33、7812和78L12的区别是什么?
答:
7812是中功率的三端稳压集成电路,封袋为T0220输出电流为500毫安,正向引脚排列为1脚输入、2脚地、3脚输出,78L12为小功率的三端稳压集成电路,封袋为T092,出电流为50毫安,正向引脚排列为1脚输出、2脚地、3脚输入。
34、TL494的作用是什么?
答:
TL494集成电路在电动车控制器的作用是:
产生PWM脉冲信号,驱动功率管,实现对电机调速,同时兼有电压比较功能。
35、什么叫串行通讯?
答:
串行通讯是CPU与外部的一种通讯方式,数据是一位一位的数据传送,优点是使用的数据线很少,可靠性高。
天津波音•陆鹰电动车公司首次把这种通信方式应用于电动车,实现了智能型控制器与现实面板之间的可靠性。
36、什么叫移位寄存器?
答:
为了处理数据,需要将寄存器中的各位数据在移位控制信号作用下,依次向高位或低位移动1位,具有移位功能的寄存器简称为移位寄存器。
第一节电阻器…………………………………………………………1
第二节电容器…………………………………………………………4
第三节电感器…………………………………………………………6
第四节变压器…………………………………………………………8
第五节继电器…………………………………………………………10
第六节二极管…………………………………………………………11
第七节三极管…………………………………………………………16
第八节场效应管………………………………………………………18
第九节光电耦合器……………………………………………………19
第十节保险元件………………………………………………………19
第十一节晶体振荡器…………………………………………………21
第十二节霍尔器件……………………………………………………21
第十三节集成电路……………………………………………………22
第十四节集成稳压器件………………………………………………23
电子产品制造业常用的物料可分为生产物料和辅助物料两大类,生产物料大致可分为:
电子元器件、标准件、五金件、塑胶件;辅助物料可分为:
标签、硅脂、洗板水、酒精、热缩管、锡条(线)等。
电子元器件
随着电子技术及其应用领域的迅速发展,所用的元器件种类日益增多,学习和掌握常用元器件的性能、用途、质量判别方法,对提高电气设备的装配质量及可靠性将起重要的保证作用。
电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管、集成电路等都是电子电路常用的器件。
第一节电阻器
电阻器是用电阻率较大的材料(碳或镍铬合金等)制成。
它在电路中起着限流、分压的作用。
一、电阻器的分类
电阻器在电子产品中是必不可少、使用最多的元器件。
它的种类很多,常见的有下列几种分类。
1、按阻值可否调节分
有固定电阻器、可变电阻器两大类。
固定电阻器是指电阻值不能调节的电阻器;可变电阻器是指阻值在某个范围内可调节的电阻器,如电位器。
2、按制造材料分
有线绕电阻、非线绕电阻。
3、按用途分
有通用型、高阻型、高压型、高频无感型。
除以上三种分类方法以外,还有按结构形状及引出线进行分类。
二、部分电阻器外形及图形符号
1、电阻器外形:
2、图形符号:
三、电阻器的主要技术参数
标称阻值、允许误差和额定功率是固定电阻器的主要参数。
电阻器标有的电阻数值,这就是电阻器的阻值标称值。
电阻标称值往往和它的实际值不完全相符,实际值和标称值的差值除以标称值所得的百分数,就是电阻的误差,它反映了电阻器的精密程度。
下表为常用电阻器的误差等级。
允许误差
±0.5%±1%±2%
±5%±10%±20%
级别
0050102
ⅠⅡⅢ
类型
精密型
普通型
额定功率是指电阻器长时间正常工作下能承受最大功率。
额定功率较大的电阻器,一般都将额定功率直接印在电阻器上。
额定功率较小的电阻器,可以从它的几何尺寸和表面面积上看出,如下表:
外形尺寸
额定功率
碳膜电阻
金属膜电阻
L
D
L
D
0.06W
8
2.5
0.125W
12
2.5
7
2.2
0.25W
15
4.5
8
2.6
0.5W
25
4.5
10.8
4.2
1W
28
6
13
6.6
2W
46
8
18.5
8.6
四、电阻器主要技术参数的标志方法
电阻器的标称阻值和误差通常都标在电阻器上,标志方法有以下几种。
1、直标法
直标法是用数字和文字符号在电阻器上直接标出主要参数的标志方法,如图1-1所示,电阻值为5.1KΩ,误差为±5%。
若电阻器上未标注误差,则均为±20%。
2、文字符号法
文字符号法是用数字和文字符号或两者有规律的组合,在电阻器上标志出主要参数的标志方法。
具体方法为:
阻值的整数部分写在阻值单位标志符号的前面,阻值的小数部分写在阻值单位标志符号的后面,如图1-2所示,阻值为4.7KΩ。
5.1KΩ±5%4K7
图1-1图1-2
标志符号规定如下:
欧姆(1欧姆),用Ω表示,例:
0.1Ω标志为Ω1
千欧(103欧姆),用K表示,例:
1KΩ标志为1K
兆欧(106欧姆),用M表示,例:
2.2M标志为2M2
千兆欧(109欧姆),用G表示,例:
5.6×109标志为5G6
兆兆欧(1012欧姆),用T表示,例:
4.7×1012标志为4T7
3、色标法
色标法是按规定的颜色在电阻器上标志主要参数的标志方法。
具体规定参见下表:
颜色
有效数字
乘数
允许误差%
棕色
1
101
±1
红色
2
102
±2
橙色
3
103
黄色
4
104
绿色
5
105
±0.5
蓝色
6
106
±0.25
紫色
7
107
±0.1
灰色
8
108
白色
9
109
黑色
0
100
银色
10-2
±10
金色
10-1
±5
例:
四环电阻,见图1-3,该电阻的标称阻值为2K,允许误差为±5%。
五环电阻,见图1-4,该电阻的标称阻值为2.4K,允许误差为±1%。
4、数码表示法
数码表示法是在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。
数码从左至右,第一、二位为有效值,第三位为乘数,即零的个数,单位为Ω。
误差通常采用文字符号J(±5%)、K(±10%)表示。
图1-5图1-6
例:
图1-5,该电阻的标称阻值为2.2K,允许误差为±5%。
图1-6,该电阻的标称阻值为10K,允许误差为±10%。
五、电阻器的好坏判别
目测可以看出引线折断或电阻体烧坏等外表故障;用万用表欧姆档或其他专用测试仪器可测试电阻器内部是否良好及阻值是否正常。
第二节电容器
一、电容器的分类
1、按电容量可否变化分
固定式及可变式两大类
2、按介质分
有空气介质电容器、油浸电容器及固体介质(云母、纸介、陶瓷、薄膜等)电容器。
3、按极性分
有极性电容器和无极性电容器
二、部分电容器外形及图形符号
1、电容器外形
2、图形符号:
三、电容器的主要技术参数
标称容量、允许误差、额定电压、绝缘电阻、漏电流、损耗因数及时间常数均为电容器的主要技术参数。
1、电容器的标称容量及允许误差的基本含义与电阻器一样。
电容的基本单位为F(法拉),即在1V电压下电容器所能储存的电量为1库伦,其容量即为1F。
用F作单位在应用中往往太大,所以常用毫法(mF)、微法(µF)、纳法(nF)和皮法(pF)。
其关系如下:
1F=103mF
1mF=103µF
1µF=103nF
1nF=103pF
2、额定电压
额定电压通常也称作耐压,是指在允许的环境温度范围内,电容长时间正常工作施加的最大电压有效值。
电容的额定电压通常是指直流工作电压。
3、绝缘电阻及漏电流
电容介质不可能绝对不导电,当电容加上直流电压时,电容器会有漏电流产生。
若漏电流太大,电容器就会发热损坏。
除电解电容外,其他电容器的漏电流是极小的,故用绝缘电阻参数来表示其绝缘性能;而电解电容因漏电较大,故用漏电流表示其绝缘性能(与容量成正比)。
4、损耗因数
电容的损耗因数指有功损耗与无功损耗功率之比。
通常电容在电场作用下,其储存或传递的一部份电能会因介质漏电及极化作用而变为有害的热能,这部分发热消耗的能量就是电容的损耗,显然损耗越大,发热也越严重。
四、电容器参数的标志方法
电容器的标称容量及允许误差一般标在电容器上,其方法可分为以下几种。
1、直标法
直标法是将电容器的标称容量及允许误差直接标在电容器上的标志方法。
如图2-1,CXJD为型号,2200µF为标称容量,±10%为允许误差,02.5为生产时间。
2、文字符号法
标称容量的整数部分通常写在容量单位标志符号的前面,小数部分写在容量单位标志符号的后面。
如3.3µF标为3µ3,2.2pF标为2p2。
3、数码表示法
电容器的数码表示法与电阻器的相同。
但电容器数码表示法中,其单位为pF。
如0.1µF标为104。
四、电容器的用途
电容器的基本功能是储存电荷,它在电子电气电路中使用十分广泛,主要用用交流耦合、隔离直流、滤波、交流或脉冲旁路及选频等。
图6-3所接电容C是常见的滤波电容,下面以图6-2(b)的波形图来说明电容滤波的工作过程。
当u在第一个半周的上升时,电容C开始充电;而u在第一个半周的下降时,电容C经负载RL放电;在第二个半周时,电容也是经过充电—放电过程,如此电容循环重复进行。
其放电曲线如图6-2(b)虚线所示。
从图6-2(b)可以看出,经电容滤波后的输出曲线平滑了许多,在一定负载时,电容量越大时,输出曲线越平滑。
第三节电感器
电感器也叫电感线圈,是利用电磁感应原理制成的,电感器在电路中起着阻流、变压、传送信号等作用。
一、电感器的分类
电感器的种类很多,而且分类标准也不一样,通常按电感量变化情况分为固定电感器、可变电感器、微调电感器等;按电感器线圈芯性质又可分为空芯电感器、磁芯电感器、铜芯电感器等;按绕制特点可分为单层电感器、多层电感器、蜂房电感器等。
二、部分电感器外形及图形符号
1、电感器外形
2、电感器图形符号
三、电感器的主要技术参数
1、电感量L
电感量L也称为自感系数,是表示电感元件自感应能力的一种物理量。
当通过一个线圈的磁通发生变化时,线圈中便会产生电势,这是电磁感应现象。
所产生的电势称感应电势,电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。
电感量的基本单位为H(亨),实际应有中还有毫亨(mH),微亨(µH),其换算关系如下:
1H=103mh=106µH。
2、感抗XL
感抗在电感元件参数表上一般查不到,但它与电感量、品质因数Q等参数密切相关,由于电感线圈的自感电势总是阻止线圈中电流变化,故线圈对交流电有阻力作用,阻力大小就用感抗XL表示。
XL与线圈电感量L和交流电频率ƒ成正比,计算公式为:
XL=2πƒL。
(式中XL单位为Ω,ƒ单位为HZ,L单位为H)不难看出,线圈通过低频电流时XL小,通过直流电时XL为零,此时仅线圈的直流电阻起阻力作用(电感线圈的直流电阻很小,可近似短路)。
通过高频电流时XL很大,若L也大,则可看作开路。
3、品质因素
品质因素也称作Q值或优值,即线圈在一定频率的交流电压下工作时感抗和等效损耗电阻之比。
4、直流电阻
即电感受线圈自身的直流电阻,可用万用表直接测得。
5、额定电流
指电感器长时间正常工作允许通过电感元件的最大直流电流值。
四、电感器的标志方法
电感器的标志方法与电阻器、电容器的标志方法相同,有直标法、文字符号法和色标法。
常用的固定电感器过去多彩色码标志法,统称为色码电感器。
目前我国生产的固定电感器有的采用色码标志法,有的在电感器上直接标出数值,即直标法。
在一些电子机器中,如电视机,广泛使用的是固定电感器。
它是将铜线绕在磁芯上。
然后再用环氧树脂或塑料封装起来,这种电感器的特点是体积小,重量轻、结构牢固、使用方便。
第四节变压器
将两个线圈靠近放在一起,当一个线圈线中的电流变化时,穿过另一线圈的磁通会发生相应的变化,从而使该线圈中出现感应电势,这就是互感现象。
变压器就是根据互感原理制成的。
一、变压器的分类
变压器按线圈之间耦合材料分,有空芯变压器、磁芯变压器、铁芯变压器。
按工作频率分,有高频变压器、中频变压器、低频变压器、脉冲变压器。
如收音机的磁性天线,它是高频变压器;在收音机的中频放大级,用的是中频变压器,俗称“中周”;低频变压器种类较多,有电源变压器、输入变压器等;电视机的行输出变压器,也称“高压包”,它是一种脉冲变压器。
二、变压器图形符号
三、变压器主要技术参数
变压比、额定功率、温升、效率、空载电流、绝缘电阻均为变压器的主要技术参数。
1、变压比n
变压比n是指变压器初级电压U1与次级电压U2的比值,或初级线圈匝数N1与次级线圈匝数N2的比值。
初、次级线圈匝数和电压有以下关系:
变压器的电压与电流有以下的关系:
式中I1为初级绕组电流;I2为次级绕组电流
变压器的匝数与电流有以下关系:
上三式中当n>1时,则为降压变压器,反之则为升压变压器。
n=1时通常用为隔离变压器。
2、额定功率P
指在规定的频率和电压中变压器能长时间工作而不超过规定温升的输出功率。
额定功率的容量单位用VA(伏安)表示。
3、温升
指变压器在满负荷工作时线圈温度上升后的稳定值与工作环境温度的差值,温升是影响变压器绝缘性能的原因之一。
4、效率η
指变压器输出功率与输入功率的比值。
即式中PO为变压器的输出功率,PI为变压器的输入功率。
因为在电路中存在损耗的缘故,变压器的效率总是小于100%。
5、空载电流
次级负载为零(开路)时,初级中仍有一定的电流,这部分电流叫空载电流。
6、绝缘电阻
变压器各绕组间,绕组与铁心之间并不是理想的绝缘。
当外加电压时,会有漏电流存在,这是由于变压器存在绝缘电阻所致。
绝缘电阻越大漏电流越小;变压器的绝缘电阻过低,可能会使仪器和设备机壳带电,造成对仪器、设备或人身危害。
四、变压器的用途
变压器在电路中电压变换、电流变换、传递功率、阻抗匹配、或阻抗变换等用途,下面只简单介绍电压变换及阻抗匹配。
1、电压变换
通常我们把接电源的线圈称作初级线圈或原边线圈,把在互感作用下产生感应电势的线圈称队作次级线圈或副边线圈,一个变压器一般只有一
个初级线圈,但次级线圈可有一个或多个。
左图初、次级线圈均为一个,N1为
初级线圈匝数,N2为次级线圈匝数,RL为负载;U1为初级线圈交流电压,U2
为次级线圈产生的感应电压,那么,由此可见,次级电压与初级线圈
匝数成反比关系。
即N1>N2时,U2<U1,这是一个降压变压器;当N1<N2时,
U2>U1,这是一个升压变压器。
若变压器有多个次级线圈,则每个次级线圈与
初级线圈的匝数比均可能不同,所以一个变压器可以同时存在升压和降压的可能。
2、阻抗匹配
在电子线路的信号源和负载阻抗不匹配时,需用匹配元件或电路插在两者之间以实现阻抗匹配,变压器的阻抗变换功能便在此发挥作用。
如左图所示,变压器的次级线圈负载为RL,次级线圈的等效负载阻抗即从变压器A、B端看
进去的等效阻抗为RL',等效阻抗RL'与变压比、负载的关系为:
RL'=n2×RL。
第五节继电器
继电器是自动控制电路中常用的电子元件,它是用较小的电流来控制较大电流的自动开关,在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护等作用。
一、继电器的分类
继电器的种类很多,常用的有电磁式和干簧式,通常将继电器分为直流、交流、舌簧及时间继电器四种。
二、主要技术参数
1、额定工作电压或额定工作电流
这是指继电器正常工作时线圈需要的电压或电流值。
2、吸合电压或电流
指继电器能够产生吸合动作的最小电压或电流。
在一般情况下吸合电压为额定工作电压的75%左右。
3、释放电压或电流
继电器线圈两端的电压减小到一定数值时,继电器就从吸合状态转换到释放状态。
4、接点负荷
指接点的负载能力。
如继电器接点负载是DC28V/10A或AC220V/5A,它表示这种继电器的接点在工作时的电压和电流值不应超过该值,否则会使接点损坏。
三、干簧管继电器
干簧管全称“干式舌簧开关管”,是由两片导磁又导电的材料做成的簧片平
行地封入充有惰性气体(如氮气、氦气等)的玻璃
管中组成开关元件,重叠并留有一定间隙以构成接
点,左图为干簧管的外形示意图。
干簧管的工作原理为:
当永久磁铁靠近干簧管或者由绕在干簧管上的线圈通电后形成磁场使簧片磁化时,簧片的接点部分就被磁化感应出极性相反的磁极,如下图所示,异
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