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1、关于常用电子元器件的测量第1页，讲稿共98张，创作于星期日 本章内容提要本章内容提要重点：重点：（1）无源器件及其测量；）无源器件及其测量；（2）有源器件及其测量；）有源器件及其测量；（3）晶体管特性图示仪；）晶体管特性图示仪；（4）Q表。表。难点：难点：（1）无源器件和有源器件的区别；）无源器件和有源器件的区别；（2）晶体管的测量；）晶体管的测量；（3）晶体管特性图示仪的使用。）晶体管特性图示仪的使用。第2页，讲稿共98张，创作于星期日4.1 无源器件简介无源器件简介一、电阻器一、电阻器 1电阻器的型号及命名方法电阻器的型号及命名方法 电阻器的型号很多，根据国家标准（GB247081）规定，
2、国产电阻器的型号由四个部分组成。第一部分用字母表示产品名称字母表示产品名称字母表示产品名称字母表示产品名称，如用R表示电阻，用W表示电位器。第二部分用字母表示产品的制作材料用字母表示产品的制作材料用字母表示产品的制作材料用字母表示产品的制作材料，如用T表示碳膜，用J表示金属膜，用X表示线绕等。第三部分用数字或字母表示产品分类用数字或字母表示产品分类用数字或字母表示产品分类用数字或字母表示产品分类。第四部分用数字表示产品序列号分用数字表示产品序列号分用数字表示产品序列号分用数字表示产品序列号。例如RJ-71为精密金属膜电阻，RXT-2为可调线绕电阻。第3页，讲稿共98张，创作于星期日 2电阻器的
3、分类电阻器的分类 电阻器按构成材料的不同分为合金型电阻器、薄膜型电阻器、合成型电阻器等多种类型。按用途分为通用型、精密型、高频型、高压型、高阻型和集成电阻器等类型。按结构分为固定电阻器、可变电阻器和敏感电阻器三大类。通常把可变电阻器叫做电位器，电位器是一种可调电阻，对外有三个引出端，其中两个为固定端，一个为滑动端（也称中心抽头）。3电阻器的主要技术指标电阻器的主要技术指标 （1）允许偏差 允许偏差是指电阻器的标称阻值与实际阻值之差。在电阻器的生产过程中，由于技术原因，实际阻值与标称阻值之间难免存在偏差，因而规定了一个允许偏差参数，也称为精度。常用电阻器的允许偏差分为5%、10%、20%，对应的
4、精度等级分为、级。我国电阻器的标称阻值有E6、E12、E24、E48、E96、E192几种系列，其中E6、E12、E24比较常用，如表4-1所列。第4页，讲稿共98张，创作于星期日 表表4-1 常用标称值系列及偏差常用标称值系列及偏差 （2）额定功率 额定功率P是指在一定条件下，电阻器能长期连续负荷而不改变性能的允许功率。额定功率一般用数字印在电阻器的表面上。如果无此标示，可由电阻器的体积大致判断其额定功率的大小。如1/8W电阻器的外形尺寸长为8mm、直径为2.5 mm；1/4W电阻器的外形尺寸长为12mm、直径为2.5 mm。第5页，讲稿共98张，创作于星期日 4电阻器的标注方法及识别电阻器
5、的标注方法及识别 （1）直接标注法）直接标注法 用阿拉伯数字和单位符号（用阿拉伯数字和单位符号（、k、M等）在电阻体表面直接标出等）在电阻体表面直接标出阻值，用百分数直接标出允许偏差的方法称为直接标注法。阻值，用百分数直接标出允许偏差的方法称为直接标注法。（2）文字符号法）文字符号法 用阿拉伯数字和文字符号有规律的组合，表示标称阻值和允许误差用阿拉伯数字和文字符号有规律的组合，表示标称阻值和允许误差的方法称为文字符号法。其标称阻值的组合规律是：阻值单位用文字符的方法称为文字符号法。其标称阻值的组合规律是：阻值单位用文字符号，即用号，即用R表示欧姆，用表示欧姆，用k表示千欧，用表示千欧，用M表示
6、兆欧；阻值的整数部分表示兆欧；阻值的整数部分写在阻值单位标志符号前面，阻值的小数部分写在阻值单位标志符写在阻值单位标志符号前面，阻值的小数部分写在阻值单位标志符号后面。阻值单位符号位置代表标称阻值有效数字中小数点所在位号后面。阻值单位符号位置代表标称阻值有效数字中小数点所在位置。文字符号允许偏差一般用置。文字符号允许偏差一般用、表示。表示。（3）色环标注法）色环标注法 用不同的色环标注在电阻体上，表示电阻器的标称阻值和允许偏用不同的色环标注在电阻体上，表示电阻器的标称阻值和允许偏差的一种标注方法。色标法在家用电器和音像设备中的电阻器上应用差的一种标注方法。色标法在家用电器和音像设备中的电阻器上
7、应用极为广泛。部分进口电阻器及常使用的碳膜电阻器均采用这种标注方极为广泛。部分进口电阻器及常使用的碳膜电阻器均采用这种标注方法。法。第6页，讲稿共98张，创作于星期日 常见的色环标注法有四色环法和五色环法两种。四色环法一般用于普通常见的色环标注法有四色环法和五色环法两种。四色环法一般用于普通电阻器的标注，在四色环法中，最靠近电阻器一端的第一条色环的颜色表电阻器的标注，在四色环法中，最靠近电阻器一端的第一条色环的颜色表示第一位数字；第二条色环的颜色表示第二位数字；第三条色环的颜色表示第一位数字；第二条色环的颜色表示第二位数字；第三条色环的颜色表示乘数；第四条色环的颜色表示允许误差，如图示乘数；第
8、四条色环的颜色表示允许误差，如图4-1（a）所示。五色环）所示。五色环法一般用于精密电阻器的标注，在五色环法中，第一、二、三条法一般用于精密电阻器的标注，在五色环法中，第一、二、三条色环表示的是第一、二、三位数，第四条表示乘数，第五条表示色环表示的是第一、二、三位数，第四条表示乘数，第五条表示允许误差，如图允许误差，如图4-1（b）所示。四条色环的电阻器色标符号规定如表）所示。四条色环的电阻器色标符号规定如表4-2所列。所列。第7页，讲稿共98张，创作于星期日第8页，讲稿共98张，创作于星期日二、电容器二、电容器 1电容的型号及命名方法电容的型号及命名方法 根据国家标准，电容的型号命名一般由主
9、称、材料、特征和序号四部分组成。例如，电容CJX2500.3310%各部分的含义为：2电容的分类电容的分类 电容器的种类很多，按照不同的分类标准，可以分成不同的类型。电容器的种类很多，按照不同的分类标准，可以分成不同的类型。（1）按电容量是否可调分类）按电容量是否可调分类有固定电容器、可变电容器和半可变电容器。有固定电容器、可变电容器和半可变电容器。（2）按介质材料分类）按介质材料分类 电解电容器：以铝、钽、铌、钛等金属氧化膜作介质的电容器。电解电容器：以铝、钽、铌、钛等金属氧化膜作介质的电容器。云母电容器：以云母片作介质的电容器。云母电容器：以云母片作介质的电容器。瓷介质电容器：以高介电常数
10、、低损耗的陶瓷材料为介质做成的电容器。瓷介质电容器：以高介电常数、低损耗的陶瓷材料为介质做成的电容器。此外，还有玻璃釉电容器、纸介电容器、有机薄膜电容器等。此外，还有玻璃釉电容器、纸介电容器、有机薄膜电容器等。第9页，讲稿共98张，创作于星期日 3电容器的主要技术指标电容器的主要技术指标（1）电容量）电容量电容量是指电容器加上一定的电压后储存电荷的能力，用字母电容量是指电容器加上一定的电压后储存电荷的能力，用字母C表示。表示。（2）标称电容量）标称电容量标称电容量是指标注在电容器上的标称电容量是指标注在电容器上的“名义名义”电容量。电容量。（3）允许误差）允许误差允许误差是指实际电容量对于标称
11、电容量的最大允许偏差范围。允许误差是指实际电容量对于标称电容量的最大允许偏差范围。（4）额定工作电压）额定工作电压额定工作电压是指电容器接入电路后，能够长期可靠地工作，不被击穿所能承额定工作电压是指电容器接入电路后，能够长期可靠地工作，不被击穿所能承受的最大直流电压。受的最大直流电压。（5）漏电阻和漏电流）漏电阻和漏电流由于电容器中的介质并不是绝对的绝缘体，在外电压作用下，总会有些由于电容器中的介质并不是绝对的绝缘体，在外电压作用下，总会有些漏电流，并产生功率损耗。除电解电容外，一般的电容的漏电电流是很漏电流，并产生功率损耗。除电解电容外，一般的电容的漏电电流是很小的。显然，电容器的漏电电流越
12、大，绝缘电阻越小。当漏电电流较大小的。显然，电容器的漏电电流越大，绝缘电阻越小。当漏电电流较大时，电容器会发热，严重时会损坏电容器。时，电容器会发热，严重时会损坏电容器。（6）损耗因数）损耗因数电容器的损耗因数定义为损耗功率与存储功率之比，用电容器的损耗因数定义为损耗功率与存储功率之比，用D表示。表示。D值值越小，损耗越小，电容的质量越好。越小，损耗越小，电容的质量越好。第10页，讲稿共98张，创作于星期日 4电容器容量的标注及识别方法电容器容量的标注及识别方法 （1）直标法）直标法 将标称容量直接标注在电容器上的一种标注方法。容量单位有：将标称容量直接标注在电容器上的一种标注方法。容量单位有
13、：F（法拉）、（法拉）、mF（毫法）、（毫法）、F（微法）、（微法）、nF（纳法）、（纳法）、pF（皮法）。（皮法）。这里有两种情况，一种是标有单位，则直接读取，如标有这里有两种情况，一种是标有单位，则直接读取，如标有“620 pF”的电容器就表示容量为的电容器就表示容量为620 pF。另一种是没标单位，其读法是：。另一种是没标单位，其读法是：凡容量大于凡容量大于1的无极性电容器，其容量单位为的无极性电容器，其容量单位为pF，如，如4700表示容量为表示容量为4700 pF；凡容量小于；凡容量小于1的无极性电容器，其容量电位为的无极性电容器，其容量电位为F，如，如0.01表表示容量为示容量为0
14、.01F。凡有极性电容器，容量单位为。凡有极性电容器，容量单位为F，如，如10表示容表示容量为量为10F。（2）文字符号法）文字符号法 文字符号法是将容量的整数部分标注在容量单位的前面，容量的文字符号法是将容量的整数部分标注在容量单位的前面，容量的小数部分标注在单位后面，容量单位所占位置就是小数点的位置。如小数部分标注在单位后面，容量单位所占位置就是小数点的位置。如4n7就表示容量为就表示容量为4.7 nF（4700 pF）。若在数字前标注有）。若在数字前标注有R字样，字样，则容量为零点几微法。如则容量为零点几微法。如R47就表示容量为就表示容量为0.47F。第11页，讲稿共98张，创作于星期
15、日 （3）数码表示法）数码表示法 该方法是用三位数字表示电容器容量大小。其中前两位数字为该方法是用三位数字表示电容器容量大小。其中前两位数字为电容器标称容量的有效数字，第三位数字表示有效数字后面零的个电容器标称容量的有效数字，第三位数字表示有效数字后面零的个数，单位是数，单位是pF。如。如103就表示容量为就表示容量为10103 pF。若第三位数字是。若第三位数字是“9”时，有效数字应乘上时，有效数字应乘上10-1。如。如229就表示容量为就表示容量为2210-1 pF。数码表示法与直标法对于初学者来说比较容易混淆，其区别方数码表示法与直标法对于初学者来说比较容易混淆，其区别方法是：一般来说直
16、标法的第三位一般为法是：一般来说直标法的第三位一般为0，而数码表示法第三位则，而数码表示法第三位则不为不为0。（4）色标法）色标法 电容器色标法原则与电阻器相同，颜色意义也与电阻器基本电容器色标法原则与电阻器相同，颜色意义也与电阻器基本相同，其容量单位为相同，其容量单位为pF。当电容器引线同向（在电容器的同一端）时，。当电容器引线同向（在电容器的同一端）时，色环电容器的识别顺序是从上到下。色环电容器的识别顺序是从上到下。第12页，讲稿共98张，创作于星期日四、电感器四、电感器 电感器又称电感线圈，简称电感。其应用范围很广泛，在调电感器又称电感线圈，简称电感。其应用范围很广泛，在调谐、振荡、耦合
17、、匹配、滤波、延迟、补偿及偏转聚焦等电路谐、振荡、耦合、匹配、滤波、延迟、补偿及偏转聚焦等电路中，都是必不可少的。中，都是必不可少的。1电感的型号及命名方法电感的型号及命名方法 电感线圈的命名方法目前有两种，采用汉语拼音字母或阿拉伯数电感线圈的命名方法目前有两种，采用汉语拼音字母或阿拉伯数字串表示。电感器的型号命名包括四个部分，这四部分的含义分别为：字串表示。电感器的型号命名包括四个部分，这四部分的含义分别为：第13页，讲稿共98张，创作于星期日 2电感的分类电感的分类 电感的种类很多，分类方法也不同。按照电感量是否固定可分为固电感的种类很多，分类方法也不同。按照电感量是否固定可分为固定电感、
18、可变电感、微调电感；按结构特点分为单层电感线圈、多层定电感、可变电感、微调电感；按结构特点分为单层电感线圈、多层电感线圈、蜂房式电感线圈等。按照电感器芯子介质材料的不同分为电感线圈、蜂房式电感线圈等。按照电感器芯子介质材料的不同分为空心线圈、铁心线圈和磁心线圈等。空心线圈、铁心线圈和磁心线圈等。3电感的识别方法电感的识别方法 （1）直标法）直标法 直标法是指将电感的主要参数，如电感量、误差值、最大直直标法是指将电感的主要参数，如电感量、误差值、最大直流工作电流等用文字直接标注在电感的外壳上。流工作电流等用文字直接标注在电感的外壳上。（2）色标法）色标法 色标法是指在电感的外壳涂上各种不同颜色的
19、环，用来标注其主要色标法是指在电感的外壳涂上各种不同颜色的环，用来标注其主要参数。识读色环时，最靠近某一端的第一条色环表示电感量的第一位参数。识读色环时，最靠近某一端的第一条色环表示电感量的第一位有效数字；第二条色环表示第二位有效数字；第三条色环表示有效数字；第二条色环表示第二位有效数字；第三条色环表示10n倍倍乘数；第四条表示误差。其数字与颜色的对应关系和色环电阻标注法相同，乘数；第四条表示误差。其数字与颜色的对应关系和色环电阻标注法相同，单位为微亨（单位为微亨（H）。例如，某一电感的色环标志依次为：棕、红、红、）。例如，某一电感的色环标志依次为：棕、红、红、银，则表示其电感量为银，则表示其
20、电感量为12102 H，允许误差为，允许误差为10%。第14页，讲稿共98张，创作于星期日 4电感的主要参数电感的主要参数 电感的主要参数有三个，即电感量、品质因数和分布电容。电感的主要参数有三个，即电感量、品质因数和分布电容。（1）电感量）电感量 电感线圈的电感量电感线圈的电感量L，表示线圈产生自感应的能力的大小。它的定义是，当线，表示线圈产生自感应的能力的大小。它的定义是，当线圈中及其周围不存在铁磁物质时，通过线圈的磁通量与流过线圈的电流成正比，圈中及其周围不存在铁磁物质时，通过线圈的磁通量与流过线圈的电流成正比，这个比值称为线圈的电感量。这个比值称为线圈的电感量。（2）品质因数）品质因数
21、 线圈的品质因数线圈的品质因数Q也叫也叫Q值，是表征线圈品质质量的一个物理量。它是指线圈在某一频值，是表征线圈品质质量的一个物理量。它是指线圈在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比，即率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比，即 在谐振电路中，线圈的在谐振电路中，线圈的Q值越高，回路的损耗越小，因而电路的效率越高。值越高，回路的损耗越小，因而电路的效率越高。线圈的线圈的Q值通常为几十至几百。值通常为几十至几百。（3）分布电容）分布电容 由于制作工艺的原因，电感线圈的匝与匝之间密切接触，存在着一定的分布电由于制作工艺的原因，电感线圈的匝与匝之间密切接触，存在
22、着一定的分布电容，在高频时会使线圈的稳定性变差。因此分布电容越小越好。容，在高频时会使线圈的稳定性变差。因此分布电容越小越好。第15页，讲稿共98张，创作于星期日4.2 无源器件的测量无源器件的测量一、阻抗的概念一、阻抗的概念 图4-2所示电路中，当给一个二端元件或一个无源网络的一对输入端施加一个激励电压信号（直流或交流）时，将产生一个电流，这时将电压与电流之比称为阻抗。第16页，讲稿共98张，创作于星期日 电抗的特性一般都随频率的变化而变化。由于感抗与频率成正比，容抗与频率成反比，因此在直流时，电感性器件的电抗为零，电容性器件的电抗为无穷大。图4-3所示是三种无源元件电阻、电容、电感的理想模
23、型。实际的元件时复杂的，每一种元器件在高频时都会在不同程度上显示所有三种特性。图4-4所示即为电阻、电容、电感的实际等效电路。第17页，讲稿共98张，创作于星期日二、电阻器的测量二、电阻器的测量 1电阻的频率特性电阻的频率特性 电阻工作于低频时其电阻分量起主要作用，电抗部分可以忽略，即图电阻工作于低频时其电阻分量起主要作用，电抗部分可以忽略，即图4-3（a）中忽略）中忽略L0和和C0的影响，此时，只需测出的影响，此时，只需测出R的值就可以了。的值就可以了。当工作频率升高时，电抗分量就不能忽略不计了，等效电路即为图当工作频率升高时，电抗分量就不能忽略不计了，等效电路即为图4-4（a）所示的形式。
24、此时，工作于交流电路的电阻的阻值，由于）所示的形式。此时，工作于交流电路的电阻的阻值，由于集肤效应，涡流损耗、绝缘损耗等原因，其等效电阻随频率的不同集肤效应，涡流损耗、绝缘损耗等原因，其等效电阻随频率的不同而不同。实验证明，当频率在而不同。实验证明，当频率在1 kHz以下时，电阻的交流与直流阻值以下时，电阻的交流与直流阻值相差不超过相差不超过110-4，随着频率的升高，其差值也随之增大。，随着频率的升高，其差值也随之增大。2电阻的测量方法电阻的测量方法 （1）万用表测量电阻）万用表测量电阻 模拟万用表和数字万用表均有电阻测量挡。模拟万用表的电阻测量原模拟万用表和数字万用表均有电阻测量挡。模拟万
25、用表的电阻测量原理基本与伏安法测量电阻相同。万用表内部有电池作为电压源，当被测电理基本与伏安法测量电阻相同。万用表内部有电池作为电压源，当被测电阻接于两表笔之间，表头中会有与被测电阻成正比的电流流过，表头指针阻接于两表笔之间，表头中会有与被测电阻成正比的电流流过，表头指针指示出对应的电阻值。指示出对应的电阻值。第18页，讲稿共98张，创作于星期日 （2）电桥法测量电阻）电桥法测量电阻 当对电阻值的测量精度要求很高时，可用直流电桥法进行测量。惠当对电阻值的测量精度要求很高时，可用直流电桥法进行测量。惠斯登电桥的原理如图斯登电桥的原理如图4-5所示，它是一种四臂的直流电桥。其中所示，它是一种四臂的
26、直流电桥。其中R1、R2时固定电阻，称为比率臂，比例系数时固定电阻，称为比率臂，比例系数k=R1/R2，可通过量程开关，可通过量程开关进行调节；进行调节；RN为标准电阻，称为标注臂；为标准电阻，称为标注臂；RX为被测电阻；为被测电阻；G为检流为检流计。计。测量时，接上被测电阻测量时，接上被测电阻RX，再接通电源，通过调节，再接通电源，通过调节k 和和RN，使，使电桥平衡，即检流计指示为电桥平衡，即检流计指示为0，此时，读出，此时，读出k 和和RN的值，即可求得的值，即可求得RX。第19页，讲稿共98张，创作于星期日 （3）伏安法测量电阻）伏安法测量电阻 伏安法是一种间接测量法，先直接测量被测电
27、阻两端的电压伏安法是一种间接测量法，先直接测量被测电阻两端的电压和流过它的电流，然后根据欧姆定律和流过它的电流，然后根据欧姆定律R=U/I算出被测电阻的阻值。算出被测电阻的阻值。伏安法原理简单，测量方便，尤其适用非线性电阻的伏安特性。伏安法测伏安法原理简单，测量方便，尤其适用非线性电阻的伏安特性。伏安法测量原理如图量原理如图4-6所示，有电流表内接和电流表外接两种测量电路。所示，有电流表内接和电流表外接两种测量电路。采用电流表内接电路测量电阻时，测得的电阻值大于被测电阻的实际值。若知道电流采用电流表内接电路测量电阻时，测得的电阻值大于被测电阻的实际值。若知道电流表的内阻表的内阻RA，可对测量值
28、进行修正，修正值，可对测量值进行修正，修正值C=-RA。采用电流表外接电路测量电阻。采用电流表外接电路测量电阻时，测得的电阻值小于被测电阻的实际值。若知道电压表的内阻时，测得的电阻值小于被测电阻的实际值。若知道电压表的内阻RU，可对测量值进，可对测量值进行修正，修正值行修正，修正值C=R2/RU。第20页，讲稿共98张，创作于星期日三、电容器的测量三、电容器的测量 1电容器的频率特性电容器的频率特性 由于绝缘电阻和引线电感的存在，电容器的实际等效电路即由于绝缘电阻和引线电感的存在，电容器的实际等效电路即为图为图4-4（b）所示的形式。在工作频率较低时，可以忽略）所示的形式。在工作频率较低时，可
29、以忽略L0的影的影响。因此，电容器的测量主要是响。因此，电容器的测量主要是电容量电容量电容量电容量与与电容器损耗因数电容器损耗因数电容器损耗因数电容器损耗因数D D的测量的测量的测量的测量。2电容器性能的测量电容器性能的测量 对电解电容器的性能测量，最主要的是对电解电容器的性能测量，最主要的是容量和漏电电流的测量容量和漏电电流的测量容量和漏电电流的测量容量和漏电电流的测量，若电容的正、负极标志脱落，还应进行极性的判别。但用模拟式万用表的若电容的正、负极标志脱落，还应进行极性的判别。但用模拟式万用表的电阻挡测量，不能测出电容容量和漏电电阻的确切数值，也不能知道电容电阻挡测量，不能测出电容容量和漏
30、电电阻的确切数值，也不能知道电容器所能承受的耐压，只能对电容器的好坏程度进行粗略判断，在实际工作器所能承受的耐压，只能对电容器的好坏程度进行粗略判断，在实际工作中经常使用估测法。中经常使用估测法。第21页，讲稿共98张，创作于星期日 （1）估测电容的漏电电流）估测电容的漏电电流 估测电容的漏电电流可按估测电容的漏电电流可按万用表电阻挡测电阻的方法来估测。黑万用表电阻挡测电阻的方法来估测。黑万用表电阻挡测电阻的方法来估测。黑万用表电阻挡测电阻的方法来估测。黑表笔接电容器的表笔接电容器的表笔接电容器的表笔接电容器的“+”+”极，红表笔接电容器的极，红表笔接电容器的极，红表笔接电容器的极，红表笔接电
31、容器的“-”-”极极极极.测量的方法：测量的方法：测量的方法：测量的方法：在电容与表笔相接的瞬间，表针会迅速向右偏转很大的角度，在电容与表笔相接的瞬间，表针会迅速向右偏转很大的角度，然后慢慢退回。待指针不动时，指示的电阻值越大，表示漏电电流然后慢慢退回。待指针不动时，指示的电阻值越大，表示漏电电流越小。若指针向右偏转后不再摆回，说明电容击穿；若指针根本不越小。若指针向右偏转后不再摆回，说明电容击穿；若指针根本不向右摆动，说明电容器内部断路或电解质已干涸失去容量。向右摆动，说明电容器内部断路或电解质已干涸失去容量。（2）判断电容的极性）判断电容的极性 上述测量电容器漏电的方法，还可以用来鉴别电容
32、器的正、上述测量电容器漏电的方法，还可以用来鉴别电容器的正、负极。对失掉正、负极标志的电解电容量，负极。对失掉正、负极标志的电解电容量，可先假定某极为可先假定某极为可先假定某极为可先假定某极为“+”+”极，让其与万用表的黑表笔相接，另一个电极与万用表的红表笔相极，让其与万用表的黑表笔相接，另一个电极与万用表的红表笔相极，让其与万用表的黑表笔相接，另一个电极与万用表的红表笔相极，让其与万用表的黑表笔相接，另一个电极与万用表的红表笔相接，同时观察并记录表针向右摆动的幅度；将电容放电后，两只表接，同时观察并记录表针向右摆动的幅度；将电容放电后，两只表接，同时观察并记录表针向右摆动的幅度；将电容放电后
33、，两只表接，同时观察并记录表针向右摆动的幅度；将电容放电后，两只表笔对调，重新进行测量。哪一表针最后停留的摆动幅度小，说明该笔对调，重新进行测量。哪一表针最后停留的摆动幅度小，说明该笔对调，重新进行测量。哪一表针最后停留的摆动幅度小，说明该笔对调，重新进行测量。哪一表针最后停留的摆动幅度小，说明该次测量中对电容的正、负极假设是对的。次测量中对电容的正、负极假设是对的。次测量中对电容的正、负极假设是对的。次测量中对电容的正、负极假设是对的。第22页，讲稿共98张，创作于星期日 3电容器电容量的测量方法电容器电容量的测量方法 （1）谐振法测量电容量）谐振法测量电容量 由电工学可知，电感与电容可以组
34、成谐振电路，谐振时电路中的感抗和容由电工学可知，电感与电容可以组成谐振电路，谐振时电路中的感抗和容抗相等，电抗为零。若已知激励源频率，且电感与电容中有一个为已知量，则抗相等，电抗为零。若已知激励源频率，且电感与电容中有一个为已知量，则可测出另一个量。可测出另一个量。测量电路如图测量电路如图4-7所示，图中所示，图中uS为激励信号源，为激励信号源，L为标准电感，为标准电感，CS为标准为标准电感的分布电容，电感的分布电容，RS为信号源内阻，为信号源内阻，CX为被测电容。测量时可反复调节为被测电容。测量时可反复调节信号源频率，使电压表读数最大，这时信号源的频率为信号源频率，使电压表读数最大，这时信号
35、源的频率为f 0，则，则 当回路达到谐振时，有当回路达到谐振时，有且回路总阻抗为零，即且回路总阻抗为零，即第23页，讲稿共98张，创作于星期日 （2）交流电桥法测量电容量和损耗因数）交流电桥法测量电容量和损耗因数 交流电桥的工作原理与直流电桥基本相同，所不同的是电桥采用交交流电桥的工作原理与直流电桥基本相同，所不同的是电桥采用交流供电，平衡指示表为交流电表，桥臂由电阻和电抗元件组成。用交流供电，平衡指示表为交流电表，桥臂由电阻和电抗元件组成。用交流电桥可以测量电阻、电容和电感元件的参数。流电桥可以测量电阻、电容和电感元件的参数。串联电桥测量法串联电桥测量法 图图4-8（a）所示为串联电桥测量电
36、容量的电路，图中）所示为串联电桥测量电容量的电路，图中CX为被测电容，为被测电容，CN为可调标准电容，为可调标准电容，R3、R4为可调电阻，为可调电阻，RX为被测电容的等效为被测电容的等效串联损耗电阻，串联损耗电阻，RN为可调标准电阻。为可调标准电阻。则则第24页，讲稿共98张，创作于星期日 并联电桥测量法并联电桥测量法 在图在图4-8（b）所示的并联电桥中，调节）所示的并联电桥中，调节RN和和CN使电桥平衡，此使电桥平衡，此时，被测电容的容量时，被测电容的容量CX和被测电容的等效并联损耗电阻和被测电容的等效并联损耗电阻RX的计算方的计算方法与串联电桥的计算方法相同。而此时的损耗因数需用下式计
37、算法与串联电桥的计算方法相同。而此时的损耗因数需用下式计算第25页，讲稿共98张，创作于星期日 （3）电容的数字化测量方法）电容的数字化测量方法 现代电子测量技术中常用转换法来对电容进行较为精确的测量。现代电子测量技术中常用转换法来对电容进行较为精确的测量。其基本思想是：将电容接入电子线路，通过测量由于电容的变化其基本思想是：将电容接入电子线路，通过测量由于电容的变化而引起的其他量的变化，来确定电容的值。如图而引起的其他量的变化，来确定电容的值。如图4-9所示。所示。更为一般的是采用电容更为一般的是采用电容-电压转换电路对电容进行数字化测量，该电压转换电路对电容进行数字化测量，该转换电路如图转
38、换电路如图4-10所示。图中所示。图中CX与与RX为被测电容，为被测电容，R1为已知标准电为已知标准电阻，阻，u（t）为测量用正弦信号源，其有效值为）为测量用正弦信号源，其有效值为US，运算放大器的输出与，运算放大器的输出与输入之间用复数表示的电压传递函数为输入之间用复数表示的电压传递函数为 输出电压的实数部分与虚数部分可以被分离并计算出来，分别用输出电压的实数部分与虚数部分可以被分离并计算出来，分别用Ur与与UI表示，则由表示，则由第26页，讲稿共98张，创作于星期日所以有第27页，讲稿共98张，创作于星期日四、电感器的测量四、电感器的测量 1电感的频率特性电感的频率特性 电感一般是用金属导
39、线绕制而成的，所以存在绕线电阻电感一般是用金属导线绕制而成的，所以存在绕线电阻R（对于磁芯电感还（对于磁芯电感还应包括磁性材料插入的损耗电阻）和线圈的匝与匝之间的分布电容，故其等效应包括磁性材料插入的损耗电阻）和线圈的匝与匝之间的分布电容，故其等效电路如图电路如图4-4（c）所示。采用一些特殊的制作工艺，可减小分布电容）所示。采用一些特殊的制作工艺，可减小分布电容C0，当，当C0较较小，工作频率较低时，分布电容可忽略不计。因此，小，工作频率较低时，分布电容可忽略不计。因此，电感的测量主要时电感量和电感的测量主要时电感量和电感的测量主要时电感量和电感的测量主要时电感量和损耗（通常用品质因数损耗（
40、通常用品质因数损耗（通常用品质因数损耗（通常用品质因数QQ表示）的测量表示）的测量表示）的测量表示）的测量。2电感的测量方法电感的测量方法 （1）利用通用仪器测量电感）利用通用仪器测量电感 在低频工作时，且忽略电感的损耗，则电感称为理想电感，可以按照复数的欧姆定在低频工作时，且忽略电感的损耗，则电感称为理想电感，可以按照复数的欧姆定律进行测量。其方法是在交流电压工作条件下，利用电压表和电流表测出加于电感两端律进行测量。其方法是在交流电压工作条件下，利用电压表和电流表测出加于电感两端的电压的电压U和流过电感的电流和流过电感的电流I，则由，则由wL=U/I，如图，如图4-11所示。图中所示。图中L
41、X为：为：第28页，讲稿共98张，创作于星期日 （2）交流电桥法测量电感）交流电桥法测量电感 测量电感的交流电桥有马氏电桥和海氏电桥两种，分别适用于测测量电感的交流电桥有马氏电桥和海氏电桥两种，分别适用于测量品质因数不同的电感。量品质因数不同的电感。马氏电桥马氏电桥马氏电桥马氏电桥 马氏电桥电路如图马氏电桥电路如图4-12（a）所示，由电桥平衡条件可得）所示，由电桥平衡条件可得 海氏电桥海氏电桥海氏电桥海氏电桥 海氏电桥电路如图海氏电桥电路如图4-12（b）所示，同样由电桥平衡条件可得）所示，同样由电桥平衡条件可得 没量电感时，桥体连接如图没量电感时，桥体连接如图没量电感时，桥体连接如图没量电
42、感时，桥体连接如图a a，被测电感接在，被测电感接在，被测电感接在，被测电感接在1 1、2 2两端，两端，两端，两端，L LX X是它的电是它的电是它的电是它的电感量，感量，感量，感量，R RX X是它的等效串联损耗电阻。当电桥平衡时，由平衡条件是它的等效串联损耗电阻。当电桥平衡时，由平衡条件是它的等效串联损耗电阻。当电桥平衡时，由平衡条件是它的等效串联损耗电阻。当电桥平衡时，由平衡条件可以导出上面的式子。可以导出上面的式子。可以导出上面的式子。可以导出上面的式子。第29页，讲稿共98张，创作于星期日 海氏电桥与马氏电桥一样，由海氏电桥与马氏电桥一样，由R3选择量程，从选择量程，从R2的刻度直
43、接读出的刻度直接读出LX的值，由的值，由RN的刻度可直接读出的刻度可直接读出QX值。海氏电桥适用于测量值。海氏电桥适用于测量Q10的电感。的电感。用电桥测量电感时，首先应估计被测电感的用电桥测量电感时，首先应估计被测电感的Q值以确定电桥的值以确定电桥的类型；再根据被测电感量的范围选择量程（类型；再根据被测电感量的范围选择量程（R3），然后反复调节），然后反复调节R2和和RN，使检流计，使检流计G的读数最小，这时即可从的读数最小，这时即可从R2和和RN的刻度读出的刻度读出被测电感的被测电感的LX值和值和QX值。值。第30页，讲稿共98张，创作于星期日 （3）用谐振电路测量电感）用谐振电路测量电感
44、 测量电路如图测量电路如图4-13所示。图中，所示。图中，LX为被测电感，为被测电感，C0为电感分布为电感分布电容，电容，C为标准电容。测量时，首先调节信号源的频率，使电压表的读数为标准电容。测量时，首先调节信号源的频率，使电压表的读数为最大值，记下此时频率为为最大值，记下此时频率为f 1，这时有，这时有所以有所以有 第31页，讲稿共98张，创作于星期日4.3 有源器件简介有源器件简介 一、晶体二极管一、晶体二极管 晶体二极管是晶体管的主要类型之一，它是采用半导体晶体材料（如硅、锗、砷化镓等）制成的，广泛用于高频信号检波、低频电源整流和脉广泛用于高频信号检波、低频电源整流和脉广泛用于高频信号检
45、波、低频电源整流和脉广泛用于高频信号检波、低频电源整流和脉冲电路中冲电路中冲电路中冲电路中。1二极管的主要特性二极管的主要特性 二极管最主要的特性是单向导电性，即二极管正向偏置时导通；二极管最主要的特性是单向导电性，即二极管正向偏置时导通；二极管最主要的特性是单向导电性，即二极管正向偏置时导通；二极管最主要的特性是单向导电性，即二极管正向偏置时导通；反向偏置时截止。反向偏置时截止。反向偏置时截止。反向偏置时截止。第32页，讲稿共98张，创作于星期日2二极管的分类二极管的分类 二极管种类繁多，具体分类情况如下：二极管种类繁多，具体分类情况如下：1.按按制造材料制造材料制造材料制造材料分类，主要有
46、硅二极管和锗二极管；分类，主要有硅二极管和锗二极管；2.按其按其结构结构结构结构分类，有点接触型和面接触型二极管；分类，有点接触型和面接触型二极管；3.按按封装形式封装形式封装形式封装形式分类，有玻璃外壳、金属外壳、塑料外壳和环氧树脂外壳分类，有玻璃外壳、金属外壳、塑料外壳和环氧树脂外壳二极管；二极管；4.按按用途用途用途用途分类，主要有普通二极管、整流二极管、开关二极管、稳压二极分类，主要有普通二极管、整流二极管、开关二极管、稳压二极管、发光二极管、光电二极管、变容二极管和隧道二极管等。管、发光二极管、光电二极管、变容二极管和隧道二极管等。小图小图4-14从左到右是从小功率到大功率的各种二极
47、管封装形式。从左到右是从小功率到大功率的各种二极管封装形式。第33页，讲稿共98张，创作于星期日第34页，讲稿共98张，创作于星期日3 3二极管的型号及命名方法二极管的型号及命名方法二极管的型号及命名方法二极管的型号及命名方法 按照国家标准GB249-74规定的中国半导体器件型号命名法命名，国产二极管的型号由五个部分组成，见表4-3。例如：例如：2CP12是是N型硅制作的普通二极管。型硅制作的普通二极管。2CZ14是是N型硅制作的整流二极管。型硅制作的整流二极管。2CZ14F是是2CZ14型整流管系列中的型整流管系列中的F挡。挡。第35页，讲稿共98张，创作于星期日4二极管的主要参数二极管的主
48、要参数（1 1）最大整流电流）最大整流电流）最大整流电流）最大整流电流I I F F 指二极管长期运行时，允许通过管子的最大正向平均电流。使用时，管子的平均电流不得超过此值，否则可能使二极管过热而损坏。（2 2）最高反向工作电压）最高反向工作电压）最高反向工作电压）最高反向工作电压URUR 工作时加在二极管两端的反向电压不得超过此值，否则二极管可能被击穿。为了留有余地，通常将击穿电压UBR的一半定为UR。（3 3）反向电流）反向电流）反向电流）反向电流IRIR IR是指在室温条件下，在二极管两端加上规定的反向电压时，流过管子的反向电流。通常希望IR值愈小愈好。反向电流愈小，说明二极管的单向导电
49、性愈好。此时，由于反向电流是由少数载流子形成，所以IR受温度的影响很大。（4 4）最高工作频率）最高工作频率）最高工作频率）最高工作频率fMfM 由于PN结存在结电容，它的存在限制了二极管的工作频率，因此如果通过二极管的信号频率超过管子的最高工作频率fM，则结电容的容抗变小，高频电流将直接从结电容上通过，管子的单向导电性变差。第36页，讲稿共98张，创作于星期日归纳总结二极管归纳总结二极管1.二极管符号：二极管符号：D2.特性：单向导通特性：单向导通3.作用：稳压、整流、开关作用：稳压、整流、开关稳定二极管：利用二极管反向击穿时，二端电压不变的原理来实现稳压限幅，过载稳定二极管：利用二极管反向
50、击穿时，二端电压不变的原理来实现稳压限幅，过载保护。保护。整流二极管：用硅半导体制成，利用整流二极管：用硅半导体制成，利用PN结单向导电性把交流变成直流，结单向导电性把交流变成直流，即整流。即整流。开关二极管：利用正向偏置时二极管电阻很小，反向偏置时电阻很大的单向导开关二极管：利用正向偏置时二极管电阻很小，反向偏置时电阻很大的单向导电性，在电路中对电流进行控制起到接通或关断作用。电性，在电路中对电流进行控制起到接通或关断作用。4.二极管按材料分类（二极管按材料分类（1）硅二极管（导通电压为）硅二极管（导通电压为0.7V）。（）。（2）锗二极管）锗二极管（导通电压为（导通电压为0.3v).例如：