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1、中职 电子技术技能训练（第3版）第1章 电子课件 高教版第1章 电子元器件 任何一个电子电路，都是由电子元器件组合而成。了解常用元器件的性能、型号规格、组成分类及识别方法，用简单测试的方法判断元器件的好坏，是选择、使用电子元器件的基础，是组装、调试电子电路必须具备的技术技能。下面我们首先分别介绍电阻器、电容器、电感器、继电器、晶体管、光电器件、集成电路等元器件的基本知识1.1 电阻器电阻器在电路中起限流、分流、降压、分压、负载、匹配等作用。1.1.1电阻器的分类电阻器按其结构可分为三类，即固定电阻器、可变电阻器(电位器)和敏感电阻器。按组成材料的不同，又可分为炭膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻
2、器、热敏电阻器、压敏电阻器等。常用电阻器的外形图如图1图1：常用电阻器的外形图 1固定电阻器 固定电阻器可根据所使用的材料不同分为炭膜电阻器、金属膜电阻器和线绕电阻器等不同类型。（1）炭膜电阻器（RT）（2）金属膜电阻器（RJ）（3）线绕电阻（RX）（4）热敏电阻（5）压敏电阻器 2可变电阻器 可变电阻器是指其阻值在一定范围内可以任意调节的电阻器，通常分为半可调电阻器和电位器两类。1.1.2 电阻器的参数及标注方法电阻器的参数很多，通常考虑的有标称阻值、额定功率和允许偏差等。标称阻值和允许误差 电阻器的标称阻值是指电阻器上标出的名义阻值。而实际阻值与标称阻值之间允许的最大偏差范围叫做阻值允许偏
3、差，一般用标称阻值与实际阻值之差除以标称阻值所得的百分数表示，又称阻值误差。普通电阻器阻值误差分三个等级：允许误差小于5的称级，允许误差小于的称级，允许误差小于的称级。表示电阻器的阻值和误差的方法有两种：一是直标法，二是色标法。直标法是将电阻的阻值直接用数字标注在电阻上；色标法是用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值和误差，其规定如表1.1（a）和（b）。表1.1（a）：普通型电阻器色标法颜色第一色环第一位数第二色环第二位数第三色环倍乘数第四色环误差黑00100棕11101红22102橙33103黄44104绿55105蓝66106紫77107灰88108白99109金10-15银10-210无色
4、20表1.1（b）：精密型电阻器色标法颜色第一色环第一位数第二色环第二位数第三色环第三位数第四色环倍乘数第五色环误差黑000100棕1111011红2221022橙333103黄444104绿5551050.5蓝6661060.25紫7771070.1灰888108白999109金10-1银10-2图.表示出了色标法的具体标注方法允许偏差倍乘数第一位数第二位数 图.电阻器的阻值和误差的色标法用色标法表示电阻时，根据阻值的精密情况又分为两种：一是普通型电阻，电阻体上有四条色环，前两条表示数字，第三条表示倍乘，第四条表示误差。二是精密型电阻，电阻体上有五条色环，前三条表示数字，第四条表示倍乘，第五
5、条表示误差。通用电阻器的标称阻值系列如表1.2所示，任何电阻器的标称阻值都应为表1.2所列数值乘以10n，其中n为整数。允许误差系列代号标称阻值系列5E241.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.03.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.110E121.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.9 5.6 6.8 8.220E61.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8表1.2 标称阻值2电阻器的额定功率 电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中，长期连续工作所允
6、许消耗的最大功率。常用的额定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W、25W等。电阻器的额定功率有两种表示方法，一是2W以上的电阻，直接用阿拉伯数字标注在电阻体上，二是2W以下的炭膜或金属膜电阻，可以根据其几何尺寸判断其额定功率的大小如表1.3。表1.3 炭膜电阻器和金属膜电阻器的尺寸与额定功率尺寸功率炭膜电阻器金属膜电阻器L(长度mm)D(直径mm)L(长度mm)D(直径mm)0.125W0.25W0.5W1W2W12152528462.54.54.5687810.81318.52.22.64.26.68.61.1.3 电阻器的简单测试 电阻器的好坏可以用仪表测试，电阻器
7、阻值的大小也可以用有关仪器、仪表测出,测试电阻值通常有两种方法，一是直接测试法，另一种是间接测试法。1直接测试法就是直接用欧姆表、电桥等仪器仪表测出电阻器阻值的方法。通常测试小于1的小电阻时可用单臂电桥，测试1到1M电阻时可用电桥或欧姆表（或万用表），而测试1M以上大电阻时应使用兆欧表。2间接测试法就是通过测试电阻器两端的电压及流过电阻中的电流，再利用欧姆定律计算电阻器的阻值，此方法常用于带电电路中电阻器阻值的测试。1.2 电容器两块导体中间隔以介质便构成电容器。电容器是一种储能元件，在电路中用于耦合、滤波、旁路、调谐和能量转换，也是电子线路中常用的电子元器件之一。1.2.1 电容器的技术参数
8、1表称容量及允许误差和电阻器一样，电容器的外壳表面上标出的电容量值，称为电容器的表称容量，表称容量与实际容量之间的偏差与表称容量之比的百分数称为电容器的允许误差。2工作电压工作电压也称耐压或额定工作电压，表示电容器在使用时允许加在其两端的最大电压值。3绝缘电阻电容器的绝缘电阻，表示了电容器的漏电性能，在数值上等于加在电容器两端的电压除以漏电流。1.2.2电容器的命名与标注1电容器的命名方法电容器的命名方法如表1.4所示 表1.4电容器型号组成部分的符号意义第一部分：主称 第二部分：材料第三部分：特征分类第四部分：序号符号意义符号意义符号意义瓷介云母玻璃电解其它C电容器CYIOZBLSHDAG瓷
9、介云母玻璃釉玻璃膜纸介聚苯乙烯涤纶聚碳酸脂复合介质铝钽铌合金其它材料123456789圆片管形叠片独石穿心支柱高压非密封非密封密封密封高压泊式泊式烧结粉、固体烧结粉、固体无极性特殊非密封非密封密封密封穿心高压特殊2电容器的标注方法电容器的容量、误差和耐压都标注在电容器的外壳上，其标注方法有直标法、文字符号法、数字法等。（1）直标法:将容量、偏差、耐压等直接标注在电容体上（2）文字符号法：容量的整数部分写在容量单位符号的前面，容量的小数部分写在容量单位符号的后面。（3）数字法：在磁片电容器上，常用三位数表示表称电容量，此方法以pF为单位。三位数字中，前两位表示标称值的有效数字，第三位表示有效数字
10、后面零的个数。电容器的误差标注方法有三种，一是将允许偏差直接标注在电容体上；二是用字母表示。G表示2，J表示5，K表示20，N表示30，P表示+100、-10，S表示+50、-20，Z表示+80、-20。1.2.3 几种常见的电容器 电容器的种类很多，按其容量是否可调可分为固定电容器、半可调电容器和可调电容器。按所用介质分，有金属化纸介电容器、云母电容器、独石电容器、薄膜介质电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、空气电容器和真空电容器等。其中独石电容器、云母电容器具有较高的耐压，电解电容器具有较大的容量。而电解电容器具有极性，使用时不可接反，否则将引起电容器的电容量减小、耐压降低、绝
11、缘电阻降低，影响其正常使用。常用电容器的外形图如图.所示。图.常见电容器外形图1.2.4电容器的合理选用1型号的选择 根据电路要求，一般用于低频耦合、旁路、去偶等电气要求不高的场合时，可使用纸质电容器、电解电容器等；在中频电路中，可选用纸质、金属化纸质、有机薄膜电容器等；在高频电路中，则选用云母电容器或磁介电容器；在高温、高压条件下更要选择绝缘电阻高的电容器。2标称容量的选择 在很多场合，对电容器的容量要求不是非常严格，允许有较大的容量偏差，如在旁路、耦合、退偶电路中，选用相近容量或容量大些的电容器；但在振荡电路、延时电路、音调控制电路中，电容器应尽量与设计值一致，电容器的允许误差等级要求要高
12、些。3额定电压的选择 如果电容器的额定电压小于电路中的实际电压，电容器就会发生击穿损坏。一般应高于实际电压12倍，使其留有足够的余量。1.2.5电容器的简单测试 电容器的常见故障是击穿短路、断路、漏电、容量变小、变质失效及破损。对电容器内部质量的好坏，可以用仪器检查。常用的仪器有万用表、数字电容表、电桥等。1用万用表简测电容器（1）固定电容器漏电阻的判别用万用表表笔接触电容器的两极，表头指针应向顺时针方向跳动一下（5000pF以下电容不明显），然后逐渐逆时针恢复退至R=处。如果不能复原，稳定后的读数表示电容器漏电阻，其值一般为几百至几千K,阻值越大表示电容器的绝缘电阻越大，绝缘性越好。（2）电
13、容器容量的判别 5000pF以上的电容器，可用万用表粗略判别其容量大小。用表笔接触电容器两极时，表头指针应先一跳，再逐渐复原。将两表笔对调，表头指针又是一跳，且跳得更高而又逐渐复原。电容器容量越大，指针跳动越大，复原的速度越慢。根据指针跳动的大小可粗略判断电容器容量的大小。同时，所用万用表电阻档越高，指针跳动的距离也越大。若万用表指针不动，说明电容器内部断路或失效。对于5000pF以下的小容量的电容器，用万用表的最高电阻档已看不出充、放电现象，应采用专门的仪器进行测试。（3）电解电容器极性的判别根据电解电容器正接时漏电小、反接时漏电大的特性可判别其极性。测试时，先用万用表测一下电解电容器漏电阻
14、值，再将两表笔对调，测一下对调后的阻值，两次测试中漏电阻大的一次，黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极2用电容表测电容要测出电容器准确的容量，可以用电容表测试。测试时，先根据所测电容器容量的大小，选择合适的量限，再将电容器的两脚分别接电容表两极，直接读出电容器容量即可1.3电感器 电感器又叫电感线圈，是一种能够存储磁场能量的电气元件，在电路中有通直流，阻交流、通低频阻高频的作用。电感器有固定电感器和可变电感器、带磁芯电感器和不带磁芯电感器、低频电感器和高频电感器等。1.3.1几种常用电感器电感器的种类很多，有固定电感器和可变电感器、带磁芯电感器和不带磁芯电感器、低频电感器和高频电感器等。1固定电
15、感器（1）小型固定电感器 小型固定电感器也称为色码电感器，它是用铜线直接绕在磁性骨架上，然后再用环氧树脂或塑料封装起来的。其外形结构如图1.4所示。图1.4 小型固定电感器（2）空心线圈 空心线圈是用导线直接在骨架上绕制而成的。其线圈内没有磁性材料做成的磁心或铁心，有的线圈甚至没有骨架，其外形如图1.5所示。这种线圈由于没有铁心或磁心，故电感量往往很小，一般只用于高频电路中。图1.5 空心线圈（3）扼流圈 扼流圈可分为两类，即高频扼流圈和低频扼流圈。高频扼流圈是用漆包线在塑料或陶瓷骨架上绕成蜂房式结构，如图1.6（a）所示。低频扼流圈是指用漆包线在铁心外经多层绕制制成的大电感量的电感器，也有的
16、是通过将漆包线绕在骨架上，然后在线圈中间插入铁心或硅钢片制成的，如图1.6（b）。（）（）图1.6 扼流圈2可变电感器（1）可变电感线圈 可变电感线圈也称磁心线圈，其外形如图1.7所示。它是在线圈中插入磁心，并通过调节其在线圈中的位置来改变电感量。可变电感线圈的特点是体积小、损耗小、分布电容小、电感量可在所需的范围内调节。如收音机里面的磁棒天线就是可变电感器，它与可变电容器一起构成调谐器，通过改变可变电容器的容量，就能改变谐振回路的谐振频率，从而实现对所需电台信号的频率选择。（2）微调电感线圈 微调电感线圈在线圈中间装有可调节的磁心，通过旋转磁心可调节磁心在线圈中的位置，从而改变电感量，其外形
17、如图1.所示。有的电子电路要求电感器的电感量只能有微小的变化，以满足生产、调试的需要。例如，在收音机的选频电路中，由电感器和电容器组成了一个选频电路，可将465kHz的中频信号选出来，再进行放大。但由于电容量和电感量在生产时都存在一定的误差，很难配合完好，所以往往需要通过对电感量进行微小的调整，以修正误差值，达到选出465kHz信号的目的。图1.7可变电感器 图1.8 微调电感线圈1.3.电感器的基本参数1电感量及其误差 电感量表示电感线圈电感数值的大小，电感线圈表面所标的电感量为电感线圈电感量的标称值。线圈的实际电感量与标称值之间的偏差与标称值之比的百分数称为电感线圈的误差。2品质因数 线圈
18、中存储能量与消耗能量的比值称为品质因数，用Q表示，通常定义为线圈的感抗L和直流等效电阻R之比，即Q=L/R.3额定电流 电感线圈的额定电流指线圈长期工作所能承受的最大电流，其值与材料和加工工艺有关。4分布电容 线圈的匝间、线圈与底座之间均存在分布电容。它影响着线圈的有效电感量及其稳定性，并使线圈的损耗增大，质量降低，一般总希望分布电容尽可能小。1.3.电感器的简单测试 使用万用表可以对电感器的好坏进行简单测试，其方法是用万用表的欧姆档测试电感线圈的直流电阻值，若所测得电阻与估计数值偏差不大，则说明电感器是好的，若测得电阻值为，则说明电感线圈内部断路，若测得直流电阻值远小于估计值，则说明被测线圈
19、内部匝间击穿短路，不能使用。若想测出电感线圈的准确电感量，则必须使用万用电桥、高频Q表或数字式电感电容表。1.4接插件及开关 接插件和开关是通过一定的机械动作完成电气连接和断开的元件，常串接在电路中，实现信号和电能的传输1.4.1接插件的分类和几种常用接插件 接插件又称连接器，在电子设备中，提供简便的插拔式电气连接。为了便于组装、更换、维修，在分立元器件或集成电路与印制电路板之间，在设备的主机和各部件之间，多采用接插件进行电气连接。接插件按工作频率可分为低频接插件和高频接插件，低频接插件通常是指频率在100MHz以下的接插件；高频接插件是指频率在100MHz以上的接插件。高频接插件一般用同轴结
20、构与同轴线相连接，所以也常称为同轴连接器；按其外型结构可分为圆形接插件、矩形接插件、印刷板接插件、带状扁平排线接插件等1圆形接插件 圆形接插件也称航空插头插座，它有一个标准的螺旋锁紧机构，接触点数目从两个到上百个。其插拔力较大，连接方便，抗震性好，容易实现防水密封及电磁屏蔽等特殊要求，适用于大电流连接，额定电流可从一安到数百安。用于不需要经常插拔的电路板或整机设备间的电气连接。2矩形接插件 矩形排列能充分利用空间，被广泛用于机内互连。带有外壳或锁紧装置时，可用于机外电缆和面板之间的连接3印刷板接插件为了便于印制板电路的更换、维修，印制电路板之间或印制电路板与其它部件之间的互连经常采用此接插件。
21、按其结构形式分为簧片式和针孔式。簧片式插座的基体用高强度酚醛塑料压制而成，孔内有弹性金属片，这种结构比较简单，使用方便。针孔式可分为单排、双排两种，插座可以装焊在印制板上，引线数目可从两根到一百根不等，常用在小型仪器中印制电路板的对外连接。4带状扁平排线接插件带状扁平排线接插件是由几十根以聚氯乙烯为绝缘层的导线并排粘合在一起的。它占用空间小，轻巧柔韧，布线方便，不易混淆。带状电缆的插头是电缆两端的连接器，它与电缆的连接不用焊接，而是靠压力使连接端上的刀口刺破电缆的绝缘层实现电气连接。其工艺简单可靠，电缆的插座部分直接焊接在印制电路板上。带状扁平排线接插件常用于低电压、小电流的场合，适用于微弱信
22、号的连接，多用于计算机及外部设备。5其它连接件（1）接线柱：常用于仪器面板的输入、输出接点，种类很多。（2）接线端子：常用于大型设备的内部接线。1.4.2开关 开关是电子设备中用来接通、断开和转换电路的机电元件。开关种类繁多，分类方式也各不相同。按驱动方式的不同，可分为手动和检测两大类；按应用场合不同，可分为电源开关、控制开关、转换开关和行程开关等；按机械动作的方式不同，可分为旋转式开关、按动式开关、拨动式开关等。下面介绍几种电子设备中常用的机械式开关1按钮开关 按钮开关分为大、小型，形状有圆柱型、正方形和长方形。其结构主要有簧片式、组合式、带指示灯和不带指示灯等几种。此类开关常用于控制电子设
23、备中的交流接触器 2钮子开关 钮子开关有大、中、小和超小型多种，触点有单刀、双刀和三刀等，接通状态有单掷和双掷。体积小，操作方便，是电子设备中常用的开关，工作电流从0.5A到5A不等3船型开关 船型开关也称波形开关，其结构与钮子开关相同，只是把钮柄换成船型。船型开关常用作电子设备的电源开关，其触点分为单刀单掷和双刀双掷等几种，有些开关还带有指示灯。4波段开关 波段开关有旋转式、拨动式和按键式三种。每种形式的波段开关又可分为若干种规格的刀和位。在开关结构中，可直接移位或间接移位的导体称为刀，固定的导体称为位。波段开关有多少个刀，就可以同时接通多少个点；有多少个位，就可以转换多少个电路。5键盘开关
24、 键盘开关多用于遥控器、计算器中数字信号的快速通断。键盘有数码键、字母键、符号键和功能键或是它们的组合，其接触形式有簧片式、导电橡胶式和电容式多种。6拨动开关 拨动开关是水平滑动换位式开关，采用切入式咬合接触。常用于计算机、收录机等电子产品中。7拨码开关拨码开关常用的有单刀十位，二刀二位和8421码拨码开关三种。常用于有数字预置功能的电路中。8薄膜按键开关薄膜按键开关简称薄膜开关，和传统的机械开关相比，具有结构简单、外型美观，密闭性好、保新性强、性能稳定、寿命长等优点，目前被广泛用于各种微电脑控制的电子设备中。薄膜开关按基材不同可分为软性和硬性两种，按面板类型不同，可分为平面型和凹凸型；按操作
25、感受又可分为触觉有感型和无感型。1.4.3其它接触元件在电子设备，特别是控制电路中，通常用到一些其它的接触元件，如按钮、交直流接触器、熔断器、继电器等，此处仅简单介绍一下小型继电器。继电器是一种当输入量（电、磁、声、光、热）达到一定值时，输出量将发生跳跃式变化的自动控制器件，是自动控制电路中常用的一种元件。它可以用较小电流来控制较大的电流，在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护等作用。继电器种类繁多，通常将继电器分为电磁式继电器、温度继电器、时间继电器和固体继电器等，此处只介绍用的较多的电磁式继电器和固体继电器。1电磁式继电器电磁式继电器是在输入电路内电流的作用下，由机械部件的相对运动产生预
26、定响应的一种继电器。它包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器,节能功率继电器等。（1）结构及工作原理 电磁式继电器是各种继电器的基础，主要由铁芯、线圈、动触点、常开静触点、常闭静触点、衔铁、返回弹簧等部分组成，如图1.所示。当线圈通电后，铁芯被磁化而产生足够的电磁吸力，吸动磁铁，使动接点与常闭静接点5断开，而与常闭静接点4闭合，这叫继电器“动作”或“吸合”。当线圈断电后，电磁力消失，衔铁返回，动接点也恢复到原先的位置，这叫继电器“释放”或“复位”。12345678109图1.10典型电磁式继电器内部结构图1、2-引线9线圈3-吸合弹簧6动触点4、5静触点7衔铁
27、8返回弹簧10铁芯（2）电磁式继电器主要参数1）额定工作电压 指继电器正常工作时线圈需要的电压。可以是交流，也可以是直流，随型号不同而不同。2）吸合电压及吸合电流 继电器能够吸合动作的最小电压或电流值。一般吸合电压为额定工作电压的75左右。因此为了保证可靠吸合，必须给线圈加上额定电压，或略高于额定工作电压，但一般不能超过额定工作电压的1.5倍，否则，容易烧毁线圈。3）直流电阻 指线圈的直流电阻值。4）释放电压或电流值 指继电器由吸合状态到释放状态所需最大电压或电流值，其值一般为吸合值的1/10至1/2。5）触点负荷 指继电器触点允许的电压电流值。（3）电磁式继电器的选用选择继电器必须根据实际电
28、路选择参数合适的继电器，主要考虑以下几个方面的问题：1）线圈工作电压是直流还是交流，电压大小是否适合电路工作电压。2）线圈工作时所需功率与实际需要切换的触发驱动控制电路所输出的功率是否相当。3）受控触点数量必须与受控电路需要相符，触点允许最大电流必须大于受控电路工作电流的1.52倍。4）继电器吸合时，若受控电路是闭合的，则把常开触点与动触点接入电路；若受控电路是断开的，把常闭触点与动触点接入电路；若用于电路转换，则要全部接入电路。此外，继电器的体积大小、安装方式、尺寸、吸合释放时间、使用环境、绝缘强度、接点数、接点形式、接点寿命(次数)、接点是控制交流还是直流等，设计时都需要考虑（4）电磁式继
29、电器质量判断1）首先测量继电器线圈阻值，在几十欧到几千欧，也是判断线圈引脚的重要依据。2）观察触点有没有发黑等接触不良现象，也可以用万用表来测量，线圈在未加电压时，动触点与常闭触点引脚电阻应为零欧，加电吸合后，阻值应变为无穷大。且测量动触点与常开触点电阻为零欧，断电后变为无穷大。电磁式继电器是各种继电器中应用最普遍的一种，它的特点是接点接触电阻很小（小于1欧），缺点是动作时间长（ms以上），接点寿命短（一般在10万次以下），体积较大，可使用固态继电器。2 固态继电器固态继电器是指由固态电子元件组成的无触点开关，简称SSR（solid state Relay）。和电磁式继电器相比，具有体积小、开
30、关速度快、无触点、寿命长、耐振、无噪声、安装位置无限制，具有良好的防潮、防腐蚀、防爆、防臭氧污染等性能，性能极佳。应用领域越来越广泛。图1.给出了几种国内外常见固态继电器的外形封装图。图1.常见固态继电器外形封装图 固态继电器工作分为交流和直流两种。交流固态继电器又分为过零型和非过零型两种，目前应用最广泛的是过零型。直流固态继电器根据输出分为两端型和三端型两种，两端型应用较多。（1）固态继电器的结构和工作原理图1.是一种交流过零型固态继电器原理图，它由光电耦合输入、触发电路、过零控制电路、吸收电路和用双向可控硅为开关的输出电路五部分组成。耦 合电路A输入输出过零控 制电路 3 触发电路2开关电
31、路4吸 收 电 路 5负载电源ACB1（a）原理框图CD输入图1.固态继电器原理图（b）原理图负载输出电路SRR(AC)图1.固态继电器电路符号图1.两端输出型直流固态继电器图1.所示为两端输出型直流固态继电器的电路原理图。和交流SSR相比，无过零控制电路，也无吸收电路。固态继电器的符号如图1.所示。（2）固态继电器的特点固态继电器成功地实现了弱信号(Vsr)对强电(输出端负载电压)的控制；功率极低；所需的工作电平与TTL、HTL、CMOS等常用集成电路兼容，可以实现直接联接。这使固态继电器在数控和自控设备等方面得到广泛应用。固态继电器与电磁式继电器相比，它没有任何可动的机械部件，工作中也没有
32、任何机械动作；固态继电器由电路的工作状态变换实现“通”和“断”的开关功能，没有电接触点，所以它有一系列电磁式继电器不具备的优点，即工作高可靠、长寿命(有资料表明SSR的开关次数可达108-109次，比一般电磁式继电器的105高几千倍)；无动作噪声；耐振耐机械冲击；安装位置无限制；很容易用绝缘防水材料灌封做成全密封形式，而且具有良好的防潮防霉防腐性能；在防爆和防止臭氧污染方面的性能也极佳。交流型固态继电器由于采用过零触发技术，因而可以安全地用于计算机输出接口上，不必为在接口上采用电磁式继电器而产生的一系列对计算机的干扰而烦恼。此外，固态继电器还有能承受在数值上可达额定电流十倍左右的浪涌电流的特点
33、。3固态继电器的主要参数及选用功率固态继电器的特性参数包括输入和输出参数，表1.5列出了国产固态继电器的输入、输出参数范围，供选用时参考：表中过零电压是对过零型固态继电器而言的。根据输入电压参数值大小，可确定工作电压大小。如采用TTL或CMOS等逻辑电平控制时，最好采用有足够带载能力的低电平驱动，并尽可能使“0”电平低于0.8 V。如在噪声很强的环境下工作，不能选用通、断电压值相差小的产品，必需选用通、断电压值相差大的产品，这样不会因噪声干扰而造成控制失灵。输出参数的项目较多，现对主要几个参数说明如下：(1)额定输入电压指一定条件下能承受的稳态阻性负载的最大允许电压有效值。如果受控负载是非稳态
34、或非阻性的，需考虑所选产品是否能承受工作状态或条件变化时所产生的最大合成电压。例如负载为感性时，所选额定输出电压必须大于两倍电源电压值，而且所选产品的阻断(击穿)电压应高于负载电源电压峰值的两倍。(2)额定输出电流和浪涌电流额定输出电流是指在给定条件下所能承受的电流最大的有效值。一般生产厂家都提供热降额曲线。如周围温度上升，应按曲线作降额使用。浪涌电流指在给定条件下不会造成永久性损坏所允许的最大非重复性峰值电流。交流继电器的浪涌电流为额定电流的5-10倍，直流产品为额定电流的1.5-5倍。选用时，如负载为稳态阻性，固态继电器可全额或降额10%使用。对于电加热器、接触器等，初始接通瞬间出现的浪涌
35、电流可达3倍的稳态电流，可降额20%-30%使用。白炽灯类负载，应按降额50%使用，且加上适当保护电路。对变压器负载，所选产品的额定电流必须高于负载工作电流的两倍。对于负载为感应电机，所选固态继电器的额定电流值应为电机运转电流的24倍，其浪涌电流值应为额定电流的10倍。固态继电器对温度的敏感性很强，工作温度超过标称值后，必须降热或外加散热器。1.半导体分离器件 半导体分离器件包括二极管、三极管、场效应管等器件。这里重点介绍它们的分类方法、型号命名、测试方法及使用注意事项。1.1常用半导体分离器件的分类1半导体二极管二极管是利用半导体PN结的单向导电性制成的器件。在电路中主要用作整流、检波、稳压
36、等。二极管的规格品种很多，按所用半导体材料的不同，可分为锗二极管、硅二极管和砷化镓二极管；按结构工艺不同，可分为点接触型和面接触型二极管；按工作原理分有隧道二极管、变容二极管、雪崩二极管等；按用途分有整流二极管、检波二极管、稳压二极管、恒流二极管、开关二极管等。二极管的参数主要有最大整流电流、正向导通压降、反向击穿电压、结电容、最高工作频率等。2半导体三极管半导体三极管由两个PN结构成，有PNP和NPN型两种结构。三极管的规格品种繁多，按照工作频率、开关速度、噪声电平、功率容量及其它性能可分为高频大功率管、高频低噪声管、低频大功率管、低频小功率管、高速开关管、功率开关管等；根据制造工艺的不同可
37、分为合金晶体管、扩散晶体管、台面晶体管、平面晶体管等；按照制造材料分，有锗管和硅管。3场效应晶体管场效应管是利用外加电场使半导体中形成一个导电沟道并控制其大小（绝缘删型），或改变原来导电沟道大小（结型）来控制电导率的原理制成的。场效应管的栅极输入电阻很高，一般可达上百兆甚至几千兆，因此，栅极上加电压时基本上不分取电流，另外，场效应管还有噪声低、动态范围大等优点。场效应管可以分为结型和绝缘删型两种4.晶闸管晶闸管又叫可控硅，分单向可控硅、双向可控硅、快速可控硅、可关断可控硅、逆导可控硅和光控可控硅等几种，是一种大功率的半导体器件，它具有体积小、重量轻、容量大、效率高、使用维护简单、控制灵敏等优点
38、。同时，它的功率放大倍数很高，可以用微小的信号功率对大功率的电源进行控制和变换。在脉冲数字电路中可作为功率开关使用。(1)单向晶闸管单向晶闸管符号结构如图1.15（a）、（b）所示。它的导通条件是：除在阳、阴极间加上一定大小的正向电压外，还要在控制极阴极间加正向触发电压。一旦管子触发导通，控制极即失去控制作用，即使控制极电压变为零，可控硅仍然保持导通。要使可控硅阻断，必须使阳极电流降到足够小，或在阳极和阴极间加反向阻断电压。PNNPAKG图1.15 单向晶闸管符号与结构SCRAKG(a)(b)(2)双向晶闸管双向晶闸管是正反两个方向都可以控制的晶闸管。不管两个主电极（T1、T2）间的电压如何，
39、正向和反向控制极信号都可以使双向晶闸管导通。双向晶闸管的结构和符号如图1.16（a）、(b)所示。它是一个三端五层半导体结构器件，从管芯结构上看，可将其看作是将具有公共控制极（G）的一对反向并联的单向晶闸管做在同一块硅单晶片上，T1和G在芯片的正面，T2在芯片的背面，且控制极区的面积远小于其余面积。由结构图可见，G极和T1极很近，距T2极很远，因此，G-T1之间的正、反向电阻均小，而G-T2、T2-T1之间的正反向电阻均为无穷大。GGT1T1T2T2图1.16 双向晶闸管的结构和符号NNNNPP(b)(a)通常情况下，双向晶闸管的触发方式有四种：+、-、+、-。+触发方式:T2为正，T1为负，
40、G相对T1为正；-触发方式:T2为正，T1为负，G相对T1为负；+触发方式:T2为负，T1为正，G相对T1为正；-触发方式:T2为负，T1为正，G相对T1为负。四种触发方式所需要的触发电流是不一样的，+和-所需要的触发电流较小，而-和+所需要的触发电流较大，在平时使用时，一般采用+和-触发方式。用万用表电阻档测试双向晶闸管时，可先根据阻值关系判断出T2极。方法是用一只表笔接假设的T2极，另一只表笔分别接其它两个电极，若所测得的阻值均为无穷大，假设的电极即为T2极。判断出T2后，可进一步判断T1和G极。将黑表笔接T2，红表笔接假设的T1，电阻应为无穷大。用黑表笔把T2和假设1.2 半导体器件的命
41、名方法1我国半导体器件的命名方法根据中华人民共和国国家标准半导体器件命名方法（GB249-74），器件型号由五部分组成，各部分的意义如表1.所示。但场效应管、特殊半导体器件、PIN管、复合管和激光器件只用后三部分表示。表1 国产半导体器件的型号命名第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用数字表示器件的电极数目用汉语拼音字母表示器件材料和极性用汉语拼音字母表示器件的类别用数字表示器件序号用汉语拼音字母表示规格号符号意义符号意义符号意义2二极管ABCDN型锗材料P型锗材料N型硅材料P型硅材料PVWCZLSNUK普通管微波管稳压管参量管整流管整流堆隧道管阻尼管光电器件开关管第一部分第二部分第三部分
42、第四部分第五部分3三极管ABCDEPNP型锗材料NPN型锗材料PNP型硅材料NPN型硅材料化合物材料XGDAUK低频小功率管(fa3MHZ,Pc3MHZ,Pc1w)低频大功率管(fa3MH,Pc1w)高频大功率管(fa3MH,Pc1w)光电器件开关管 3 D G 201 B规格号序号高频小功率管NPN型、硅材料三极管 A D 50 C规格号序号低频大功率管PNP型锗材料三极管示例：（1）锗材料PNP型低频大功率三极管示例：(2)硅材料NPN型高频小功率三极管1.5.3 半导体分立器件的封装及管脚图1半导体二极管（1）半导体二极管的封装形式 根据所使用封装材料的不同，二极管的封装形式有玻璃壳封装
43、、塑料封装和金属封装，其外形图如图1.17所示。图1.17 半导体二极管的外形图（2）半导体二极管极性的判别 一般情况下，二极管有色环的一端为负极，有色点的一端为正极。例如2AP12AP7，2AP112AP17等。如果是玻璃壳封装，可直接看出极性，即内部连触丝的一头是正极，连半导体片的一头是负极。如果既无色点，又不是透明封装，则可以用万用表来判别其极性。根据二极管正向导通时导通电阻小，反向截止时截止电阻大的特点，将万用表拨到欧姆档（一般用R100或R1K档，不要用R1或R10K档，因为R1档的电流太大，容易烧毁管子，而R10K档电压太高，可能击穿管子），用万用表的表笔分别接二极管的两个电极，测
44、出一个电阻，然后将两表笔对换，再测出一个阻值，则阻值小的那一次黑表笔所接一端为二极管的正极，另一端即为负极。若两次测得阻值都很小，则说明管子内部短路，若两次测得的阻值都很大，则说明管子内部断路。2半导体三极管1）半导体三极管的封装形式 根据封装材料的不同，三极管有塑料外壳封装和金属外壳封装两种形式，其外形图如图1.18所示。图.18常见三极管外形图（2）半导体三极管管脚和质量的判断（a）根据管脚排列和色点识别 有一种等腰直角三角形排列，其直角顶点是基极，靠近红色点的一脚是集电极，另一极是发射极。另一种等腰直角三角形排列，直角顶点是基极，靠近管帽边沿的电极为发射极，另外一个电极是集电极。还有的也
45、是等腰三角形排列，靠不同的色点来区分。靠近红色点的为集电极，靠近白色点的为基极，靠近绿点的为发射极。有些管子的管脚排列成直线，但距离不相等，孤立的一个电极为集电极，中间的为基极，另一个为发射极。四个管脚的三极管，管壳带有凸缘时，可将管脚朝向自己，则从管壳凸缘开始，顺时针方向排列依次为发射极、基极、集电极和地线。对半圆形塑封晶体三极管，让球面向上，管脚朝自己，则从左到右依次是集电极，基极和发射极。（b）用万用表判别用万用表判别管脚的基本原理是：三极管由两个PN结构成，对于NPN型三极管，其基极是两个PN结的公共正极，对于PNP型三极管，其基极是两个PN结的公共负极。而根据当加在三极管的BE结电压
46、为正，BC结电压为负，三极管工作在放大状态，此时三极管的穿透电流较大，rBE较小的特点，可以测出三极管的发射极和集电极。首先应判断管子的基极和管型。测试时，假设某一管脚为基极，将万用表拨在R100或R1K档上，用黑表笔接触三极管某一管脚，用红表笔分别接触另外两管脚，若测得的阻值相差很大，则原先假设的基极不是基极，需另外假设。若两次测得的阻值都很大，则该极可能是基极，此时再将两表笔对换继续测试，若对换表笔后测得的阻值都较小，则说明该电极是基极，且此三极管为PNP型。同理，黑表笔接假设的基极，红表笔分别接其它两个电极时测得的阻值都很小，则该三极管的管型为NPN型。判断出管子的基极和管型后，可进一步
47、判断管子的集电极和发射极。以NPN管为例，确定基极和管型后，假设其它两只管脚中一只是集电极，另一只即假设为发射极。用手指将已知的基极和假设的集电极捏在一起（但不要相碰），将黑表笔接在假设的集电极上，红表笔接在假设的发射极上，记下万用表指针所指的位置，然后再作相反的假设（即原先假设为C的假设为E，原先假设为E的假设为C），重复上述过程，并记下万用表指针所指的位置。比较两次测试的结果，指针偏转大的（即阻值小的）那次假设是正确的。（若为PNP型管，测试时，将红表笔接假设的集电极，黑表笔接假设的发射极，其余不变，仍然电阻小的一次假设正确）。（2）三极管性能的鉴别（a）穿透电流ICEO的判断 用万用表R
48、100或R1K档测量三极管C、E之间的电阻，电阻值应大于数兆欧（锗管应大于数千欧），阻值越大，说明穿透电流越小，若阻值越小，则说明穿透电流大若测得的阻值接近为零，则说明管子已经击穿，若测得的阻值太大，则有可能管子内部断线。（b）电流放大系数的近似估算 用万用表R100或R1K档测量三极管C、E之间的电阻。记下读数，再用手指捏住基极和集电极（不要相碰）观察指针摆动幅度的大小，摆动越大，说明管子的放大倍数越大。但这只是相对比较的方法，因为手捏在两电极之间，给管子的基极提供了基极电流Ib，Ib的大小和手指的潮湿程度有关。也可以接一只100K左右的电阻来进行测试。以上是对NPN型管子的鉴别，黑表笔接集
49、电极，红表笔接发射极。若将两表笔对调，就可对PNP型管子进行测试。测量时将电源开关S1闭合，如果待测晶闸管SCR质量是好的，应呈现“关断”状态。因为控制极在开路时，晶闸管正向不导通，所以电源电压几乎全部加在阳极A和阴极K之间，此时电路不通，指示灯不亮。若指示灯亮，说明该被测管在控制极开路时，阳极已导通，该晶闸管已损坏。再按下按钮开关S2，使阳极A与控制极G短路，原加在阳极A与阴极K之间的电压同时也加在控制极G与阴极间。若被测晶闸管质量是好的，则立即导通触发，阳极（或控制极G）与阴极K之间的电压迅速降到1伏左右，同时指示灯两端电压迅速上升，指示灯发光。这时按钮开关S2对晶闸管失去控制作用，因为晶
50、闸管正向导通后，撤去控制极电流仍能维持导通，所以这时S2断开或闭合时，指示灯均发光。要关断晶闸管必须断开电源开关S1。若按下按钮开关S2时指示灯不亮，或按下S2时亮，而放开时不亮，均说明该被测晶闸管已坏。场效应管的检测场效应管的封装形式和三极管相同，此处仅对其测试方法作简单介绍。结型场效应管的源极和漏极一般可对换使用，因此一般只要判别出其栅极即可。判别时，根据结单向导电原理，用万用表R1K档，将黑表笔接触管子的一个电极，红表笔分别接触管子的另外两个电极，若测得阻值都很小，则黑表笔所接的是栅极，且为沟道场效应管。对于沟道场效应管栅极的判断方法，读者可自己分析。根据判断栅极的方法，能粗略判断管子的