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电子元器件基本知识培训问答题

时间:2021-10-03 09:45 来源:未知

一、半导体
半导体导电性能介于导体与绝缘体之间。
1、导电特性
1)导电能力随外界温度升高或光照强度增加而明显增加。
2)在纯半导体中掺入微量杂质,半导体的导电能力将成万倍增加。
2、导电形式
半导体是四价元素,呈晶体结构,内部原子按一定规律整齐排列。高温或光照下,其电子冲破束缚,成为自由电子。电子跑出后留下的空位称空穴。故半导体有电子导电和空穴导电两种形式。
3、P型半导体
在半导体中掺入少量三价元素即成空穴型半导体,称为P型半导体。
4、N型半导体
在半导体中掺入少量五价元素成即成电子型半导体,称为N型半导体。
5、PN结
采用不同的掺杂工艺,通过扩散作用,将P型半导体与N型半导体制作在同一块半导体(通常是硅或锗)基片上,在它们的交界面就形成空间电荷区称为PN结。PN结具有单向导电性。
二、二极管
1、二极管的结构
二极管是由在一个PN结上装上两个引出电极,经特殊封装后制成。P区引出的是正极即阳极;N区引出的是负极即阴极。二极管可用于检波、调幅、整流、稳压等方面。
2、二极管的特性
二极管的主要特性是单向导电性,当阳极处于高电位,阴极处于低电位时,二极管正向导通,即处于低阻状态。当阳极处于低电位,阴极处于高电位时,二极管反向截止,即处于高阻状态。二极管的特性可用两种方式来说明,一种是用伏安特性曲线,另一种是二极管的参数。二极管的主要参数有:
1)最大整流电流
是指二极管长期工作时允许通过的最大正向平均电流。
2)最高反向工作电压
是指二极管不被击穿所允许的最高反向电压,一般规定最高反向工作电压为反向击穿电压的1/2~1/3。
3)最大反向电流
是指在规定温度下,二极管加上最高反向工作电压时的反向电流值。此值越小,二极管的单向导电性越好。温度升高时,反向电流会显著增加。
4)最高工作频率
最高工作频率取决于PN结结电容的大小,结电容越大,二极管允许的最高频率越低。
3、二极管使用注意事项
1)二极管使用中电流不能超过最大正向电流,电压不能超过最高反向工作电压(峰值),否则会损坏。
2)二极管在电路中的连接要可靠,焊接时宜使用45W以下的电烙铁,并且焊接速度要快,不能使二极管因过热而损坏。
4、二极管好坏和极性的判别
1)判别二极管的好坏
(1)将万用表置于Rx100或Rx1k档,黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极,这时正向电阻值一般在几十欧到几百欧之间。红、黑表笔对调后,反向电阻的阻值应在几百千欧以上。测量结果符合上述情况,则可初步判断被测二极管是好的。
(2)如果测量结果阻值都很小,接近零欧姆,说明被测二极管内部PN结击穿或已短路;反之,如阻值都很大,接近无穷,说明被测二极管内部已断路。以上两种情况均说明被测二极管已损坏,不能使用。
2)判断二极管的极性
同上述方法,当阻值小时,即为二极管的正向电阻,黑表笔接的一端为二极管正极,红表笔接的一端为二极管负极;当阻值大时,即为二极管的反向电阻,黑表笔接的一端为二极管负极,红表笔接的一端为二极管正极。
3)注意事项
用万用表测量二极管时不能用Rx10k档,因为万用表高阻档使用的电池电压高,这个电压超过了某些检波二极管的最高反向电压,会将二极管击穿。测量时一般也不用Rx1或Rx10档,因为欧姆表的内阻很小,跟二极管正向连接时电流很大,容易把二极管烧坏。
三、三极管
半导体三极管又称双极性晶体管(BJT)。它是一种具有两种载流子,即自由电子和空穴参与导电,并有三个电极的电流放大器件。
1、三极管的结构及类型
 


如上图所示,三极管是由两个PN结组成,按PN结的组成方式,三极管有PNP型和NPN型两种类型。从结构上看,三极管内部有三个区域,分别称为发射区、基区和集电区,并相应地引出发射极(e)、基极(b)和集电极(c)三个电极。三个区形成的两个PN结分别称为发射结和集电结。

2、三极管的功能

1)放大作用

三极管的主要功能是放大作用,根据不同需要,可组成电流放大、电压放大、功率放大、直流放大等不同电路。三极管加上工作电压后有三个电流通过三极管,即发射极电流、基极电流和集电极电流。发射极电流等于基极电流和集电极电流之和。当基极电流有微小变化时,集电极电流相应有一较大的变化,这就是三极管的电流放大作用。

2)开关功能

利用三极管在饱和区和截止区工作状态组成开关电路,这在脉冲数字电路中得到广泛应用。

3、三极管使用注意事项

1)组成放大电路的三极管必须有足够的放大倍数,但放大倍数也不宜过大,放大倍数过大会使电路的稳定性变差。

2)集电极和发射极之间的反向电流要小,反向电流越大三极管工作越不稳定。

3)使用中集电极最大允许电流、集电极和发射极之间的反向击穿电压、集电极最大耗散功率不能超过其极限参数。

4、三极管的极性判别

三极管极性判别一般使用万用表R×100或R×1k电阻档。

1)判定基极

(1)假定某一管脚为基极,红表笔搭上,黑表笔分别接另外两只管脚测量电阻。若两次测得的阻值都很小,则将表笔对调测量,如所测得的阻值均为高阻值,则假定基极正确。此三极管是PNP型。

(2)如果将红表笔接假定基极,黑表笔接另外两极,所测得的阻值均为高阻值,表笔对调后所测得的阻值均为低阻值,则假定基极正确。此三极管是NPN型。

(3)如果用上述方法测得的阻值一高一低,则假定基极错误,可更换管脚再试。

2)判定集电极和发射极

(1)对于PNP型三极管,将红表笔接到假定集电极上,黑表笔接另一未知管脚,右手手指蘸点水,用拇指和食指捏住红表笔和集电极,用中指碰基极,这样通过手的电阻给三极管加正向偏流,使三极管导通,记下万用表指示的阻值。然后再假定另一管脚为集电极,用同样的方法测试,记下并比较两阻值,其中阻值小的一次假定集电极是正确的。即红表笔所接的管脚是集电极,黑表笔所接的管脚是发射极。

(2)对于NPN型三极管,将红、黑两只表笔对调,用同样的方法测试。

5、三极管的三种连接方式

BJT是一个三端电流放大器件,在组成四端网络时,势必要有一个电极作为输入与输出信号的公共端,另外两个电极分别是输入端和输出端。根据所选公共端电极的不同,有三种连接方式,如下图所示:


四、晶闸管

1、晶闸管的结构和工作原理

1)晶闸管的结构
 


如上图所示,晶闸管是四层三端器件,中间有J1、J2和J3三个PN结,外接三个极:阳极A、阴极K与门极G。中间N1和P2分为两部分,构成一个P1N1P2晶体管和N1P2N2晶体管互连的复合管,每个晶体管的集电极电流,同时又是另一个晶体管的基极电流。

2)晶闸管的工作原理

晶闸管在工作过程中,阳极A、阴极K与电源和负载相连组成晶闸管的主电路,晶闸管的门极G、阴极K与控制晶闸管触发电路的部分相连,组成晶闸管的控制回路。

(1)在晶闸管的阳极与阴极之间,加上正向电压,并在门极与阴极之间也加上正向电压和电流,晶闸管导通;

(2)晶闸管一旦导通,门极即失去控制作用,故晶闸管为半控型器件;

(3)当晶闸管阳极电压减小到零或反向时,晶闸管阳极电流将减小到一定数值以下,晶闸管关断。

2、晶闸管的伏安特性

1)正向特性

晶闸管的正向特性又有阻断状态和导通状态之分。

(1)阻断状态

在门极电流为零的情况下,逐渐增大晶闸管的正向阳极电压,在达到正向转折电压之前,晶闸管处于阻断状态。正常工作时,不允许把正向阳极电压加到转折值。

(2)导通状态

从门极输入触发电流,加正向阳极电压使晶闸管导通,门极电流越大,阳极电压转折点越低。

2)反向特性

晶闸管的反向特性与一般二极管的反向特性相似。当晶闸管承受反向阳极电压时,晶闸管总是处于阻断状态;当反向电压增加到一定数值时,反向漏电流增加较快,再继续增大反向阳极电压,会导致晶闸管反向击穿,造成晶闸管损坏。

3、晶闸管好坏的判断

1)初步判断

(1)将万用表欧姆挡置于R×10档,测量阳极与阴极之间和阳极与控制极之间的正、反向电阻,正常值都应在几百千欧以上;控制极和阴极之间正向电阻约数十欧到数百欧。可初步判断晶闸管是好的。如发现任何两个极短路或对阴极断路,则晶闸管已经损坏。

(2)注意事项:测量时,特别是测量控制极和阴极的阻值时,绝不允许使用万用表R×10k档,以防表内高压击穿控制极的PN结。

2、接线试验


合上开关QS时,小灯泡不亮,再按一下按钮SB,小灯泡如果发亮,说明晶闸管良好,能够投入电路工作。
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