请教三极管,电阻,电容,行管,场管,cpu的作用和功能。
第一节电阻器
电阻,通常缩写为R,是导体的一个基本性质,与导体的尺寸、材料和温度有关。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。有这样一个定义:导体上加一伏电压,产生一安培电流对应的电阻。电阻器的主要功能是阻止电流流动。其实“电阻”指的是一种性质,电子产品中通常所说的电阻指的是电阻这样的元件。师傅对徒弟说:“找一个100欧姆的电阻!”,指“电阻值”为100欧姆的电阻,通常简称欧姆。常用来表示电阻阻值的单位是千欧(kω)和兆欧(mω)。
一、电阻器的类型
电阻的种类很多,通常分为固定电阻、可变电阻和特殊电阻三大类。在电子产品中,固定电阻的应用最为广泛。固定电阻器按其制造材料可分为许多类别,但常用和常见的有RT型碳膜电阻器、RJ型金属膜电阻器、RX型线绕电阻器和近年来广泛使用的片式电阻器。型号名称很规整,R代表电阻,T碳膜,J金属,X线缠绕,是拼音的第一个字母。在国产的老式电子产品中,经常可以看到涂有绿漆的电阻是RT型的。红色电阻是RJ型的。一般的老式电子产品,大部分都是绿色电阻。为什么?这就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,但是制造成本也高,而碳膜电阻特别便宜,可以满足民用产品的要求。
当然,电阻也有功率。常见的是1/8瓦“色环碳膜电阻器”,在电子产品和电子生产中使用最多。当然,在一些微产品中,会使用1/16瓦的电阻,这个电阻要小很多。然后是微型芯片电阻器,它是贴片元件家族的一员。以前多见于进口微产品,现在电子发烧友也能买到(作为无线窃听器?)
二、电阻器的识别
这些直接标注的电阻,新买的时候很容易识别。但是在组装电子产品的时候,一定要考虑到以后维修的方便性,把标记面朝向容易看到的地方。所以弯脚的时候要特别注意。手工组装的话,加这道工序问题不大,但是自动化生产线上的机器就没那么智能了。而且电阻元件变得越来越小,直接标注的标记很难看到。因此,国际上普遍采用“色环标注法”。事实上,“色环电阻”占据了电阻元件的主流地位。顾名思义,“色环电阻”就是在电阻上用不同颜色的环来代表电阻的规格。有的用四个色环代表,有的用五个代表。有区别吗?是的四环电阻,通常是碳膜电阻,用三色环表示,误差用1色环表示。五环电阻一般是金属膜电阻。为了更好的表示精度,用四个色环表示电阻值,另一个色环也用来表示误差。
色环电阻的规则是最后一个圆圈代表误差。对于四环电阻,前两个环代表有效值,第三个环代表倍增的功率。别怕,只记得颜色和数字,其他的不记得了。有一个秘诀:面对一个色环电阻,找到金色或银色的一端,把它翻下来,从头读色环。比如第一环是棕色,第二环是黑色,第三环是红色,第四环是金色,那么它的电阻值就是1,0,第三环就是加零的个数。这个电阻加了两个零,所以它的实际电阻值是1000ω,也就是1kω。
第三,可变电阻
可变电阻也叫电位器,电子设备上的音量电位器就是可变电阻。但是一般认为电位器可以手动调节,而可变电阻一般比较小,安装在电路板上不经常调节。一个可变电阻有三个管脚,两个管脚之间的电阻值是固定的,这个电阻值叫做这个可变电阻的电阻值。第三个销和任意两个销之间的阻力可以随着轴臂的旋转而改变。这样就可以调节电路中的电压或电流,达到调节的效果。
第四,特殊阻力
光敏电阻是一种阻值随外界光的强度(亮度)而变化的元件。光线越强,电阻值越小,光线越弱,电阻值越大。其外形和电路符号如图2所示。如果将光敏电阻的两个管脚接在万用表的探针上,用万用表的R×1k档测量光敏电阻在不同光照下的阻值:将光敏电阻从黑暗的抽屉里移到阳光或灯光下,万用表的读数就会发生变化。在完全黑暗的情况下,光敏电阻的阻值可达几兆欧以上(万用表指示阻值无穷大,即指针不动),而在强光下,阻值可降至几千欧甚至1千欧以下。
利用这一特性,我们可以制作各种光控小电路。事实上,大多数路灯都是由光控开关自动控制的,其中一个重要的元件就是光敏电阻(或称光电晶体管,一种功能和放大类似的半导体元件)。光敏电阻是在陶瓷衬底上沉积一层硫化镉(CdS)薄膜制成的,实际上就是半导体元件。新村的声学楼道灯白天不会亮,也是因为光敏电阻在工作。我们可以用它来制造黎明时啼叫的电子鸡。
热敏电阻是一种特殊的半导体器件,其阻值随表面温度而变化。它最初是用来使电子设备在不同的环境温度下正常工作的,它被称为温度补偿。新的电脑主板都有CPU测温和超温报警功能,就是用的热敏电阻。
第二节电容器
电子制造中需要各种电容,电容在电路中起着不同的作用。类似于电阻,通常简称为电容,用字母c表示,顾名思义,电容就是“储存电荷的容器”。电容器虽然种类繁多,但基本结构和原理都是一样的。电容器由被一种物质(固体、气体或液体)隔开的两块紧密间隔的金属片组成。两块金属叫板,中间的物质叫介质。电容器也分为固定容量和可变容量。但常见的都是定容电容,最常见的是电解电容和陶瓷电容。
不同的电容器储存电荷的能力不同。规定在电容器上施加1伏的DC电压时储存的电荷量称为电容器的电容量。电容的基本单位是法拉(f)。但实际上,法拉是一个很不寻常的单位,因为电容器的容量往往比1法拉小得多。常用的有微米法(μF)、纳米法(nF)和微微法(微微法也叫微微法),它们的关系是:1法拉(f) = 100000。
在电子电路中,电容是用来通过交流电阻断直流电的,同时也作为滤波器储存和释放电荷,以平滑输出脉动信号。小容量的电容器通常用于高频电路,如收音机、发射机和振荡器。大容量电容器通常用于过滤和储存电荷。而且,还有一个特点。一般1μF以上的电容为电解电容,1μF以下的电容多为陶瓷电容。当然还有其他的,比如单片电容,聚酯电容,小容量的云母电容。电解电容器有一个铝制外壳,里面装有电解液,引出两个电极作为正极(+)和负极(-)。不像其他电容,它们在电路中的极性不能错,而其他电容是没有极性的。
将电容器的两个电极分别连接到电源的正极和负极。过一段时间后,即使断开电源,两个引脚之间仍会有残余电压(学完教程可以用万用表观察)。我们说电容器储存电荷。电容器的极板间产生电压,电能就积累起来了。这个过程称为电容器充电。充电的电容器两端有一定的电压。存储在电容器中的电荷释放到电路中的过程称为电容器的放电。
举个现实生活中的例子,我们可以看到,拔掉插头后,商用整流电源上的LED会持续亮一会儿,然后逐渐熄灭,因为里面的电容提前储存了电能,然后再释放出来。当然,这个电容本来是用来滤波的。至于电容滤波,不知道大家有没有听过带整流电源的随身听。一般低质电源在耳机里有嗡嗡声,是因为厂家为了节约成本,使用了小容量的滤波电容。这时可以在电源两端并联一个大容量电解电容(1000μF,注意正极接正极),一般可以提高效果。发烧友在做HiFi音频的时候,至少要用1000微法来过滤。滤波电容越大,输出电压波形越接近DC,大电容的储能功能使电路在突发大信号到来时有足够的能量转换成强大的音频输出。这时候大电容的作用就有点像水库,让原本湍急的水流平稳输出,在下游大量用水时也能保证供应。
在电子电路中,只有当电容器充电时,电流才能流动。充电过程结束后,电容不能通过DC,在电路中起到“阻断DC”的作用。在电路中,电容通常用于耦合、旁路、滤波等。,都是利用其“通交流,孤立DC”的特点。那么为什么交流电可以通过电容器呢?我们先来看看交流电的特性。交流电不仅在方向上交替变化,而且在大小上也按规律变化。电容器接在交流电源上,电容器不断地充放电,使电路中流过符合交流电变化规律的充电电流和放电电流。
电容器的选择涉及许多问题。首先是抗压问题。当电容器两端的电压超过其额定电压时,电容器将被击穿而损坏。一般电解电容的击穿电压有6.3V、10V、16V、25V、50V等。
第3节感应器
电感在电子制造中的应用并不广泛,但在电路中同样重要。我们认为电感和电容一样,也是一种储能元件,可以将电能转化为磁场能量,储存在磁场中。电感用符号L表示,其基本单位是亨利(H),常用毫亨(mH)。它常与电容一起构成LC滤波器、LC振荡器等。此外,人们还利用电感的特性制造扼流圈、变压器、继电器等。
电感的特性正好和电容相反。具有阻止交流电通过,让直流电通过的特点。
一个小收音机上有很多电感线圈,几乎都是用漆包线绕制的空心线圈,或者是绕在骨架的铁芯和铁心上的。有天线线圈(用漆包线绕在磁棒上制成)、中频变压器(俗称周中)、输入输出变压器等等。
物理图和电路符号如图所示。
变压器由铁芯和缠绕在绝缘骨架上的铜线圈导线组成。绝缘铜线缠绕在塑料骨架上,每根骨架需要缠绕两组线圈进行输入输出。线圈中间用绝缘纸隔离。绕好后,在塑料骨架中间插上许多铁芯片。这样,线圈的电感可以显著增加。变压器利用电磁感应原理将电能从一个绕组传输到另一个绕组。变压器在电路中有重要作用:耦合交流信号阻断DC信号,改变输入输出的电压比;电路两端的阻抗由变压器很好地匹配,以获得最大的发射信号功率。
电力变压器就是把高压电变成民用商用电,我们很多电器都是用低压DC供电工作的。需要用电力变压器将220V交流市电转换成低压交流电,再用二极管整流,用电容滤波,形成DC电源。电视显像管工作需要数万伏电压,由“行输出变压器”提供。
当然,电力变压器也有很多缺点,如功率与体积成正比,体积大,效率低,正在被新型的“电子变压器”所取代。电子变压器一般都是“开关电源”,电脑工作所需的几组电压都是由开关电源提供的,开关电源无一例外都用在了彩电和显示器上。
继电器是一种机电开关,由漆包铜线绕在圆形铁芯上数百至数千圈制成。当电流在线圈中流动时,圆形铁芯产生磁场,吸引圆形铁芯上方带有接触片的铁板,使其断开第一触点,接通第二开关触点。当线圈断电时,铁芯失去磁性,铁板由于触头铜片的弹性作用离开铁芯,与第一触头的连接恢复。因此,可以用小电流来控制其他电路的开关。整个继电器用塑料或有机玻璃防尘罩保护,有的完全密封,防止触电和氧化。
第一二极管
半导体是一种具有特殊性能的材料。它不像导体那样完全导电,也不像绝缘体那样导电。它介于两者之间,所以被称为半导体。半导体中最重要的两种元素是硅和锗。我们经常听说美国的硅谷,因为那里最初有许多半导体制造商。
二极管应该被视为半导体器件家族中的元老。很久以前,人们热衷于组装一个水晶接收器来收听无线电广播。这种矿物后来被制成晶体二极管。
二极管最明显的特性就是单向导通,也就是说电流只能从一侧通过,而不能从另一侧通过(从正极到负极)。我们用万用表测量常见的1N4001硅整流二极管。当红色的唱针接在二极管的负极,黑色的唱针接在二极管的正极时,唱针会动,表示可以导电。然后将黑色触针连接到二极管的负极,红色触针连接到二极管的正极。此时万用表的指针完全不动或者只偏转一点点,说明导电性差。(在万用表中,黑色探针连接到内部电池的正极。)
图中显示了几种常见的二极管。其中,有玻璃包装、塑料包装和金属包装几种。图2是二极管的电路符号。如其名,二极管有两个电极,分为正极和负极。一般来说,二极管的外壳上标明了极性。大多用不同颜色的圆环来代表负极,有的直接标上“-”。大功率二极管大多用金属封装,有一个螺母固定在散热器上。
利用二极管的单向导通性,二极管常用作整流器,将交流电转换成直流电,即只有交流电的正半周(或负半周)通过,再用一个电容滤波,形成平滑的直流电。其实很多电器的电源部分都是这样的。二极管也用作检测器来“检测”高频信号中的有用信号。老收音机里会有一个“检波二极管”,一般用2AP9锗管。
还有几种类型的二极管。对于电子产品,经常使用以下二极管:稳压用的齐纳二极管、数字电路用的开关二极管、调谐用的变容二极管、光电二极管等。最常见的是发光二极管。
发光二极管在日常生活用具中无处不在。它们可以发光,有红、绿、黄三种颜色,有直径为3mm、5mm、2× 5 mm的长方形,发光二极管和普通二极管一样,也是由半导体材料制成,同样具有单向导电的性质,即只有把两极连接起来才能发光。发光二极管比普通二极管多两个箭头表示可以发光。发光二极管通常用来指示电路的工作状态,比小灯泡耗电少得多,寿命也长得多。有了发光二极管,还可以组成电子显示屏。证券交易所的显示屏由发光二极管点阵组成。只是因为所有的颜色都是由红绿蓝组成的,而蓝色发光二极管之前并没有大批量生产,所以普通的电子显示屏无法显示真实的颜色。
发光二极管的发光颜色一般和它本身的颜色一样,但是近几年出现了透明的发光管,也可以发出红、黄、绿等颜色的光,只有通电了我们才能知道。区分发光二极管正负极有两种方法:实验法和目测法。实验方法是通电看能不能发光。如果不能,则极性错误或LED损坏。
请注意,LED是电流模式器件。虽然两端直接接上3V的电压就可以发光,但是很容易损坏。实际使用时,必须串联一个限流电阻,根据型号不同,工作电流一般为1mA到30ma。另外,由于LED的开启电压一般在1.7V以上,1.5V的电池是无法点亮LED的。同样的,一般的万用表也不能测试R×1到R×1K的led,而R×10K因为用的是15V电池,所以可以点亮部分led。
用眼睛看LED,可以发现里面有两个电极,一个大,一个小。一般来说,电极较小,头部较短的是LED的正极,电极较大的是它的负极。如果是新买的LED,长一点的管脚就是正极。
第二节三极管
半导体三极管又称晶体管,是电子电路中最重要的器件。它的主要功能是电流放大和开关。顾名思义,三极管有三个电极。二极管由一个PN结组成,三极管由两个PN结组成,* * *使用的一个电极成为三极管的基极(用字母B表示)。另外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)。由于组合方式不同,一个是NPN晶体管,一个是PNP晶体管。
三极管的种类很多,不同的型号有不同的用途。晶体管多为塑料或金属封装,常见三极管外观如图,有大有小。三极管的电路符号有两种:带箭头的电极是发射极,朝外的箭头是NPN三极管,朝内的箭头是PNP晶体管。其实箭头所指的方向就是电流的方向。
电子生产中常用的90××系列三极管,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)等等。他们的型号一般都标在塑料外壳上,但看起来都一样,都是用TO-92标准封装的。在老式电子产品中,还可以看到3DG6(低频小功率硅管)和3AX31(低频小功率锗管),它们的型号也印在金属外壳上。国产晶体管有一套命名规则,电子爱好者最好知道:
第一部分中的3表示为三极管。第二部分代表器件的材料和结构,A: PNP锗材料B: NPN锗材料C: PNP硅材料D: NPN硅材料第三部分代表功能,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是场效应晶体管,BT表示一种特殊的半导体元件。
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。三极管的一个重要参数是电流放大系数β。在三极管的基极施加微小电流时,在集电极可以获得β倍于注入电流的电流,即集电极电流。集电极电流随着基极电流的变化而变化,基极电流的微小变化都能引起集电极电流的巨大变化,这就是三极管的放大效应。
三极管也可以用作电子开关,也可以和其他元件组成振荡器。
第三节SCR
晶闸管又称晶闸管,是由PNPN四层半导体组成的元件,有三个电极,阳极A、阴极K和控制电极g
可控硅可以实现电路中交流电的无触点控制,小电流控制大电流,像继电器一样控制时没有火花,动作快,寿命长,可靠性好。在调速、调光、调压、调温等控制电路中都有。
可控硅分为单向和双向,符号也不同。单向SCR有三个PN结,从最外面的P电极和N电极引出两个电极,称为阳极和阴极,从中间的P电极引出一个控制电极。
单向可控硅有其独特的特点:当阳极接反向电压时,或者阳极接直流电压但控制极上没有施加电压时,它不导通,而当阳极和控制极同时接直流电压时,它就会导通。一旦导通,控制电压就失去了控制作用,无论有无控制电压,无论控制电压的极性如何,它都会一直导通。要关闭它,只有阳极电压可以降低到某个临界值或反向。
双向晶闸管的引脚大多按T1、T2、G的顺序从左到右排列(电极引脚朝下,面向有字符的一面)。当施加到控制电极G的触发脉冲的大小或时间改变时,其传导电流的大小可以改变。
与单向晶闸管的区别在于,当双向晶闸管的G极上的触发脉冲极性改变时,其导通方向也随着极性的改变而改变,从而可以控制交流负载。而单向可控硅在被触发后只能从阳极向阴极单向导通,所以可控硅分为单向和双向。
可控硅是电子生产中常用的,比如一个方向的MCR-100,两个方向的TLC336。
第四节集成电路
集成电路是利用特殊工艺将晶体管、电阻、电容等元件集成在一块硅衬底上形成的一种具有一定功能的器件。英文缩写为IC,也就是俗称的芯片。集成电路出现在20世纪60年代,当时只有十几个元件集成在一起。后来集成度越来越高,就有了今天的P-III。
集成电路根据功能用途不同可分为模拟和数字两大流派,具体功能更是数不胜数,其应用涵盖了人类生活的方方面面。集成电路按其内部集成度分为三类:大规模、中规模和小规模。它的包装有多种形式。“双列直插式”和“单列直插式”是最常见的。消费电子产品中的软封装ic、精密产品中的贴片封装IC等。
对于CMOS IC,要特别注意防止IC静电击穿,最好不要使用不接地的烙铁进行焊接。在使用IC的时候,也要注意它的参数,比如工作电压,散热等。数字IC工作在+5V,而模拟IC工作在不同的电压。集成电路有各种类型,它们的命名都有一定的规律。一般由前缀、数字和后缀组成。前缀表示集成电路的制造商和类别,后缀一般用于表示集成电路的封装形式和版本代码。常用的集成电路有很多种,比如小功率音频放大器LM386,因为后缀不同。LM386N是美国国家半导体公司的产品,其中LM代表线性电路,N代表塑料双工器。以下是各大IC生产公司的商标和器件型号前缀。
集成电路有很多种。随着技术的发展,出现了更多功能更强的集成电路,给电子产品的生产带来了便利。在设计和制造时,如果没有专用集成电路可以使用,应尽量选择应用广泛的通用集成电路,同时考虑集成电路的价格和制造复杂度。在电子生产中,常用的集成电路有很多,如NE555(时基电路)、LM324(四路集成运算放大器)、TDA2822(双通道小功率放大器)、KD9300(单乐集成电路)、LM317(三端可调稳压器)等等。
第一节三端稳定集成电路
电子产品中常见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。顾名思义,三端IC就是稳压用的集成电路只有三个引脚输出,即输入端、接地端和输出端。看起来就是个普通三极管,TO-220的标准封装,9013的TO-92的封装。
利用78/79系列三端稳压IC构成稳压电源,所需外围元器件少,电路中有过流、过热、调节管等保护电路,使用可靠、方便、便宜。本系列集成稳压IC型号中78或79之后的数字代表三端集成稳压电路的输出电压。比如7806表示输出电压为正6V,7909表示输出电压为负9V。
78/79系列三端稳定集成电路从20世纪80年代开始由许多电子制造商生产,通常以制造商的代号为前缀,如TA7805是东芝的产品,AN7909是松下的产品。(点击此处查看前缀识别集成电路知识)
数字78或79后面有时会有一个M或L,如78M12或79L24,用来区分输出电流和封装形式,其中78L系列最大输出电流为100mA,78M系列为1A,78系列为1.5A..它还有多种包,如图。塑封稳压电路具有安装方便、价格低廉等优点,使用较多。79系列除了输出电压为负。除了针脚的排列不同之外,命名方法和外观与78系列相同。
由于三端固定集成稳压电路使用方便,所以在电子生产中经常使用,可以用来改装分立元件的稳压电源,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、接地端一定不能接错,否则容易烧坏。一般三端集成稳压电路的输入输出最小电压差在2V左右,否则无法输出稳定的电压。电压差一般应保持在4-5V,即变压器变压、二极管整流、电容滤波后的电压应高于规定值。
在实际应用中,应该在三端集成稳压电路上安装一个足够大的散热器(当然在小功率的情况下是不需要的)。当稳压管温度过高时,稳压性能会变差,甚至损坏。
当生产中需要一个能输出1.5A以上的稳压电源时,通常会并联几个三端稳压电路,这样最大输出电流为n 1.5A,但在应用中要注意并联使用的集成稳压电路要采用同一厂家同一批号的产品,以保证参数的一致性。此外,在输出电流上有一定的裕量,以避免个别集成稳压电路出现故障时其他电路的连锁燃烧。
第二节语音集成电路
电子制作中经常用到音乐集成电路和语言集成电路,一般称为语言片和音乐片。它们一般都是软装,也就是芯片直接用黑胶封装在一个小电路板上。语音IC一般需要少量的外围元器件才能工作,可以直接焊接在这块电路板上。
语音IC应用电路虽然简单,但真的是一个集成电路,有上千个晶体管核。它包含振荡器、节拍器、音色发生器、ROM、地址计算器和控制输出电路。一个音乐剧可以存储一首或多首世界名曲,价格很便宜,几毛钱一首。音乐门铃都是这种音乐片做的,其实成本很低。
不同的语言影片储存了各种动物叫声、短语言等。,而且价格比音乐剧片还贵。但是因为有趣,所以应用越来越多。会说话的计算器、倒车报警器、报时钟等。虽然语音电路有很多种,但并不能随时按照用户的要求发出声音,因为商用语音产品采用的是面罩技术,发出的声音是死的,这样就控制了成本。
一般语音集成电路的厂商都可以定制语音的内容,但是因为屏蔽的原因,要求数量在千片以上。近年来,OTP语音电路解决了这个问题。OTP的意思是一次性可编程,即厂商生产的芯片是空的,内容是用户写的(设备需要开发)。一旦治愈,就不能再擦除,信息也不会丢失。它的出现为开发者试制样机提供了方便,特别适合小批量生产。
业余制作使用可录语言电路非常方便,如UM5506、ISD1400、ISD2500等。,外围元件少。Bitbaby第一次了解到可以录音和播放语音的集成电路,是在90多年的无线电杂志上。记得是UM5101和T6668,都是用41256之类的DRAM。我当时就想有一套没有磁带也能录音的怪物,玩的时候可以随意变调。早期的数字应答机也使用它们。因为使用DRAM,如果没有备用电池,一旦断电,所有信息都会丢失。