灯试验和暗电流检测的作用是什么?

  二极管,(英语:Diode),电子元件当中,一种具有两个电极的装置,只允许电流由单一方向流过,许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管(Varicap Diode)则用来当作电子式的可调电容器。大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流(Rectifying)”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过(称为顺向偏压),反向时阻断 (称为逆向偏压)。因此,二极管可以想成电子版的逆止阀。

  早期的真空电子二极管;它是一种能够单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子,这种电子器件按照外加电压的方向,具备单向电流的传导性。一般来讲,晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层,构成自建电场。当外加电压等于零时,由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态,这也是常态下的二极管特性。

  早期的二极管包含“猫须晶体("Cat's Whisker" Crystals)”以及真空管(英国称为“热游离阀(Thermionic Valves)”)。现今最普遍的二极管大多是使用半导体材料如硅或锗。

  外加正向电压时,在正向特性的起始部分,正向电压很小,不足以克服PN结内电场的阻挡作用,正向电流几乎为零,这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后,PN结内电场被克服,二极管正向导通,电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内,导通时二极管的端电压几乎维持不变,这个电压称为二极管的正向电压。当二极管两端的正向电压超过一定数值

  ,内电场很快被削弱,特性电流迅速增长,二极管正向导通。

  叫做门坎电压或阈值电压,硅管约为0.5V,锗管约为0.1V。硅二极管的正向导通压降约为0.6~0.8V,锗二极管的正向导通压降约为0.2~0.3V。

  外加反向电压不超过一定范围时,通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小,二极管处于截止状态。这个反向电流又称为反向饱和电流或漏电流,二极管的反向饱和电流受温度影响很大。一般硅管的反向电流比锗管小得多,小功率硅管的反向饱和电流在nA数量级,小功率锗管在μA数量级。温度升高时,半导体受热激发,少数载流子数目增加,反向饱和电流也随之增加。

  外加反向电压超过某一数值时,反向电流会突然增大,这种现象称为电击穿。引起电击穿的临界电压称为二极管反向击穿电压。电击穿时二极管失去单向导电性。如果二极管没有因电击穿而引起过热,则单向导电性不一定会被永久破坏,在撤除外加电压后,其性能仍可恢复,否则二极管就损坏了。因而使用时应避免二极管外加的反向电压过高。

  二极管是一种具有单向导电的二端器件,有电子二极管和晶体二极管之分,电子二极管因为灯丝的热损耗,效率比晶体二极管低,所以现已很少见到,比较常见和常用的多是晶体二极管。二极管的单向导电特性,几乎在所有的电子电路中,都要用到半导体二极管,它在许多的电路中起着重要的作用,它是诞生最早的半导体器件之一,其应用也非常广泛。

  二极管的管压降:硅二极管(不发光类型)正向管压降0.7V,锗管正向管压降为0.3V,发光二极管正向管压降会随不同发光颜色而不同。主要有三种颜色,具体压降参考值如下:红色发光二极管的压降为2.0--2.2V,黄色发光二极管的压降为1.8—2.0V,绿色发光二极管的压降为3.0—3.2V,正常发光时的额定电流约为20mA。

  二极管的电压与电流不是线性关系,所以在将不同的二极管并联的时候要接相适应的电阻。

  与PN结一样,二极管具有单向导电性。硅二极管典型伏安特性曲线(图)。在二极管加有正向电压,当电压值较小时,电流极小;当电压超过0.6V时,电流开始按指数规律增大,通常称此为二极管的开启电压;当电压达到约0.7V时,二极管处于完全导通状态,通常称此电压为二极管的导通电压,用符号UD表示。对于锗二极管,开启电压为0.2V,导通电压UD约为0.3V。在二极管加有反向电压,当电压值较小时,电流极小,其电流值为反向饱和电流IS。当反向电压超过某个值时,电流开始急剧增大,称之为反向击穿,称此电压为二极管的反向击穿电压,用符号UBR表示。不同型号的二极管的击穿电压UBR值差别很大,从几十伏到几千伏。

  反向击穿按机理分为齐纳击穿和雪崩击穿两种情况。在高掺杂浓度的情况下,因势垒区宽度很小,反向电压较大时,破坏了势垒区内共价键结构,使价电子脱离共价键束缚,产生电子-空穴对,致使电流急剧增大,这种击穿称为齐纳击穿。如果掺杂浓度较低,势垒区宽度较宽,不容易产生齐纳击穿。

  另一种击穿为雪崩击穿。当反向电压增加到较大数值时,外加电场使电子漂移速度加快,从而与共价键中的价电子相碰撞,把价电子撞出共价键,产生新的电子-空穴对。新产生的电子-空穴被电场加速后又撞出其它价电子,载流子雪崩式地增加,致使电流急剧增加,这种击穿称为雪崩击穿。无论哪种击穿,若对其电流不加限制,都可能造成PN结永久性损坏。

  二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中,电流只能从二极管的正极流入,负极流出。

  在电子电路中,将二极管的正极接在高电位端,负极接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式,称为正向偏置。必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门坎电压”,又称“死区电压”,锗管约为0.1V,硅管约为0.5V)以后,二极管才能真正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二极管的“正向压降”。

  在电子电路中,二极管的正极接在低电位端,负极接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,这种状态称为二极管的击穿。

  点接触型二极管,按正向和反向特性分类如下。

  1.一般用点接触型二极管

  这种二极管正如标题所说的那样,通常被使用于检波和整流电路中,是正向和反向特性既不特别好,也不特别坏的中间产品。如:SD34、SD46、1N34A等等属于这一类。

  2.高反向耐压点接触型二极管

  是最大峰值反向电压和最大直流反向电压很高的产品。使用于高压电路的检波和整流。这种型号的二极管一般正向特性不太好或一般。在点接触型锗二极管中,有SD38、1N38A、OA81等等。这种锗材料二极管,其耐压受到限制。要求更高时有硅合金和扩散型。

  3.高反向电阻点接触型二极管

  正向电压特性和一般用二极管相同。虽然其反方向耐压也是特别地高,但反向电流小,因此其特长是反向电阻高。使用于高输入电阻的电路和高阻负荷电阻的电路中,就锗材料高反向电阻型二极管而言,SD54、1N54A等等属于这类二极管。

  4.高传导点接触型二极管

  它与高反向电阻型相反。其反向特性尽管很差,但使正向电阻变得足够小。对高传导点接触型二极管而言,有SD56、1N56A等等。对高传导键型二极管而言,能够得到更优良的特性。这类二极管,在负荷电阻特别低的情况下,整流效率较高。

  二极管是最常用的电子元件之一,它最大的特性就是单向导电,也就是电流只可以从二极管的一个方向流过,二极管的作用有整流电路,检波电路,稳压电路,各种调制电路,主要都是由二极管来构成的,其原理都很简单,正是由于二极管等元件的发明,才有我们现 在丰富多彩的电子信息世界的诞生,既然二极管的作用这么大那么我们应该如何去检测这个元件呢,其实很简单只要用万用表打到电阻档测量一下反向电阻如果很小就说明这个二极管是坏的,反向电阻如果很大这就说明这个二极管是好的。对于这样的基础元件我们应牢牢掌握住他的作用原理以及基本电路,这样才能为以后的电子技术学习打下良好的基础。

  晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的pn结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于pn结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。当外界有正向电压偏置时,外界电场和自建电场的互相抑消作用使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时,外界电场和自建电场进一步加强,形成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流I0。当外加的反向电压高到一定程度时,pn结空间电荷层中的电场强度达到临界值产生载流子的倍增过程,产生大量电子空穴对,产生了数值很大的反向击穿电流,称为二极管的击穿现象。pn结的反向击穿有齐纳击穿和雪崩击穿之分。

  二极管工作原理:二极管=PN结+马甲儿

  在半导体性能被发现后,二极管成为了世界上第一种半导体器件,目前最常见的结构是,在PN结上加上引线和封装,就成为一个二极管,甚至可以说二极管实际上就是由一个PN结构成的,因此二极管工作原理约等于PN的工作原理,小编从源头讲讲二极管(PN结)到底是怎么来的?

  二极管工作原理:二极管PN节的好哥俩:P型半导体、N型半导

  我们一般根据导电能力(电阻率)的不同将物体来划分导体、绝缘体和半导体。更通俗地讲,完全纯净的、不含杂质的半导体称为本征半导体。主要常见代表有硅、锗这两种元素的单晶体结构。但实际半导体不能绝对的纯净,这类半导体称为杂质半导体。

  如果我们在纯硅中掺入少许的硼(最外层有3个电子),就反而少了1个电子,而形成一个空穴,这样就形成P型半导体(少了1个带负电荷的原子,可视为多了1个正电荷)。因三价杂质原子在与硅原子形成共价键时,缺少一个价电子而在共价键中留下一个空穴。

  在P型半导体中空穴是多数载流子,它主要由掺杂形成;自由电子是少数载流子,由热激发形成。空穴很容易俘获电子,使杂质原子成为负离子。三价杂质因而也称为受主杂质。

  如果在纯硅中掺杂少许的砷或磷(最外层有5个电子),就会多出1个自由电子,这样就形成N型半导体,因五价杂质原子中只有四个价电子能与周围四个半导体原子中的价电子形成共价键,而多余的一个价电子因无共价键束缚而很容易形成自由电子,

  在N型半导体中自由电子是多数载流子,它主要由杂质原子提供;空穴是少数载流子,由热激发形成。提供自由电子的五价杂质原子因带正电荷而成为正离子,因此五价杂质原子也称为施主杂质。

  PN结=P∩N(注:“∩”交集)

  在一块完整的硅片上,用不同的掺杂工艺使其一边形成N型半导体另一边形成P型半导体后,两种半导体的交界面附近的区域为PN结。在空间电荷区,由于缺少多子,所以也称耗尽层。

  PN结的每端都带电子,这样排列使电流只能从一个方向流动。当没有电压通过二极管时,电子就沿着过渡层之间的汇合处从N型半导体流向P型半导体,从而形成一个耗尽区。在损耗区中,半导体物质会回复到它原来的绝缘状态--所有的这些“电子空穴”都会被填满,所以就没有自由电子,也就没有电流流动。

  二极管工作原理:二极管PN节的单向导电特性---最最最最最重要!

  在电子电路中,将二极管的正极(P区)接在高电位端,负极(N区)接在低电位端,二极管就会导通,这种连接方式称为正向偏置。必须说明,当加在二极管两端的正向电压很小时,二极管仍然不能导通,流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值(这一数值称为“门槛电压”,锗管约为0.2V,硅管约为0.6V)以后,二极管才能直正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变(锗管约为0.3V,硅管约为0.7V),称为二极管的“正向压降”。

  将二极管的正极(P区)接在低电位端,负极(N区)接在高电位端,此时二极管中几乎没有电流流过,此时二极管处于截止状态,这种连接方式,称为反向偏置。二极管处于反向偏置时,仍然会有微弱的反向电流流过二极管,称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值,反向电流会急剧增大,二极管将失去单方向导电特性,此时二极管被击穿,这就是二极管的反向击穿特性,将在下一节介绍。

  为了除掉耗尽区,就必须使N型向P型移动和空穴应反向移动。为了达到目的,将PN结N极连接到电源负极,P极连接到正极。这时在N型半导体的自由电子会被负极电子排斥并吸引到正极电子,在P型半导体的电子空穴就移向另一方向。当电压在电子之间足够高的时候,在耗尽区的电子将会在它的电子空穴中和再次开始自由移动,耗尽区消失,电流流通过二极管。

  若P极接到电源负极,N型接到正极。这时电流将不会流动。N型半导体的负极电子被吸引到正极电子。P型半导体的正极电子空穴被吸引到负极电子。因为电子空穴和电子都向错误的方向移动,所以就没有电流流通过汇合处,耗尽区增加,

  PN结V-I 特性表达式

  其中,IS ——反向饱和电流;

  VT ——温度的电压当量;

  且在常温下(T=300K)时,

  PN结加正向电压时,呈现低电阻,具有较大的正向扩散电流;

  PN结加反向电压时,呈现高电阻,具有很小的反向漂移电流。

  PN结具有单向导电性。

  二极管工作原理:二极管PN节的反向击穿—大大的有用!

  当PN结的反向电压增加到一定数值时,反向电流突然快速增加,此现象称为PN结的反向击穿。发生反向击穿时,在反向电流很大的变化范围内,PN结两端电压几乎不变。反向击穿分为电击穿和热击穿,PN结热击穿后电流很大,电压又很高,消耗在结上的功率很大,容易使PN结发热,把PN结烧毁。热击穿是不可逆的。PN结电击穿从其产生原因又可分为雪崩击穿和齐纳击穿两种类型。

  当PN结反向电压增加时,空间电荷区中的电场随着增强。通过空间电荷区的电子和空穴,在电场作用下获得的能量增大,在晶体中运动的电子和空穴,将不断地与晶体原子发生碰撞,当电子和空穴的能量足够大时,通过这样的碰撞,可使共价键中的电子激发形成自由电子—空穴对,这种现象称为碰撞电离。新产生的电子和空穴与原有的电子和空穴一样,在电场作用下,也向相反的方向运动,重新获得能量,又可通过碰撞,再产生电子—空穴对,这就是载流子的倍增效应。当反向电压增大到某一数值后,载流子的倍增情况就像在陡峻的积雪山坡上发生雪崩一样,载流子增加得多而快,使反向电流急剧增大,于是PN结就发生雪崩击穿。

  雪崩击穿多发生在杂质浓度较低的二极管,一般需要比较高的电压(>6V),击穿电压与浓度成反比。

  在加有较高的反向电压下,PN结空间电荷区中存在一个强电场,它能够破坏共价键将束缚电子分离出来造成电子—空穴对,形成较大的反向电流。发生齐纳击穿需要的电场强度约为2*105V/cm,这只有在杂质浓度特别大的PN结中才能达到,因为杂质浓度大,空间电荷区内电荷密度(即杂质离子)也大,因而空间电荷区很窄,电场强度就可能很高。一般整流二极管掺杂浓度没有这么高,它在电击穿中多数是雪崩击穿造成的。

  齐纳击穿多数出现在杂质浓度较高的二极管,如稳压管(齐纳二极管)。

  必须指出,上述两种电击穿过程是可逆的,当加在稳压管两端的反向电压降低后,管子仍可以恢复原来的状态。但它有一个前提条件,就是反向电流和反向电压的乘积不超过PN结容许的耗散功率,超过了就会因为热量散不出去而使PN结温度上升,直到过热而烧毁,这种现象就是热击穿。所以热击穿和电击穿的概念是不同的。电击穿往往可为人们所利用(如稳压管),而热击穿则是必须尽量避免的。

  1) PN结的反向击穿电压是多少?

  采取适当的掺杂工艺,将硅PN结的雪崩击穿电压可控制在8~1000V。而齐纳击穿电压低于5V。在5~8v之间丽种击穿可能同时发生。

  2) 二极管三极管和稳压管是否一样呢?

  不一样,BC结的反向击穿电压低的几十伏,高的数百伏,但有一点是一样的,就是NPN管的BE结反向击穿电压都是6V左右,因此NPN管的BE结可当6V稳压管用。

  补充:应该是所有硅材料管(PNP和NPN)的BE结都有反向击穿电压都是6V这特性,利用这特性可鉴别管子的C和E脚,用10K档分别测BC和BE的反向电阻,击穿的是BE结。

  二极管工作原理:二极管PN结的极间电容

  PN结的P型和N型两快半导体之间构成一个电容量很小的电容,叫做“极间电容”。由于电容抗随频率的增高而减小。所以,PN结工作于高频时,高频信号容易被极间电容或反馈而影响PN结的工作。但在直流或低频下工作时,极间电容对直流和低频的阻抗很大,故一般不会影响PN结的工作性能。PN结的面积越大,极间电容量越大,影响也约大,这就是面接触型二极管(如整流二极管)和低频三极管不能用于高频工作的原因。

  二极管工作原理:数字万用表测试二极管好坏

  二极管比较容易损坏的元件,其烧坏容易造成线路短路或断路的情况,影响电器正常工作,因此需要掌握测试二极管好坏的方法。

  关于如何使用数字万用表,请参考小编的《数字万用表使用方法》,这里主要介绍数字万用表测试二极管好坏。

  1) 辨别出二极管的正负极,有白线的一端为负极,另一端为正极。

  2) 将万用表上的旋钮拨到通断档位,并将红黑表笔插在万用表的正确位置。

  3) 将红表笔接二极管正极,黑表笔接负极。然后观察读数,如果满溢(即显示为1),则二极管已坏。若有读数,则交换表笔,若还有读数而不满溢,则二极管坏。

  4) 如果是发光二极管,若二极管正常,则可以看到微弱的亮光,长脚为正极。

  二极管工作原理:二极管的主要参数

  1) 额定正向工作电流

  二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热,温度上升,温度超过容许限度(硅管为140左右,锗管为90左右)时,就会使管芯过热而损坏。所以,二极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。

  2) 最高反向工作电压

  加在二极管两端的反向电压高到一定值时,会将管子击穿,失去单向导电能力。为了保证使用安全,规定了最高反向工作电压值。

  二极管在规定的温度和最高反向电压作用下,流过二极管的反向电流。反向电流越小,管子的单方向导电性能越好。值得注意的是反向电流与温度有着密切的关系,大约温度每升高10,反向电流增大一倍。

  二极管能承受的最高频率。通过PN结交流电频率高于此值,二极管接不能正常工作。

  5) 最高反向工作电压VRM(V)

  二极管长期正常工作时,所允许的最高反压。若越过此值,PN结就有被击穿的可能,对于交流电来说,最高反向工作电压也就是二极管的最高工作电压。

  二极管能长期正常工作时的最大正向电流。因为电流通过二极管时就要发热,如果正向电流越过此值,二极管就会有烧坏的危险。所以用二极管整流时,流过二极管的正向电流(既输出直流)不允许超过最大整流电流。

  二极管工作原理:特殊体二极管

  电路符号:与普通二极管的电路符号稍有区别。

  原理:又叫齐纳二极管,是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很小的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定

  用途:稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用。稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更高的稳定电压。

  电路符号:在普通二极管电路符号的边上加两个向外发射的箭头。

  原理:利用自由电子和空穴复合时能产生光的半导体制成,采用不同的材料,可分别得到红、黄、绿、橙色光和红外光。常用元素周期表中Ⅲ、Ⅴ族元素的化合物,如砷化镓、磷化镓等。制作材料决定光的颜色(光谱的波长)。

  特点:通以正向电流发光,光亮度随着电流的增大而增强,工作电流为几个毫安到几十毫安,典型工作电流为10mA左右。正向导通电压较大。

  用途:一般作为电子产品的指示灯

  电路符号:在普通二极管电路符号的边上加两个朝向管子的箭头。

  原理:普通二极管在反向电压作用时处于截止状态,只能流过微弱的反向电流,光电二极管在设计和制作时尽量使PN结的面积相对较大,以便接收入射光。光电二极管是在反向电压作用下工作的,没有光照时,反向电流极其微弱,叫暗电流;有光照时,反向电流迅速增大到几十微安,称为光电流。光的强度越大,反向电流也越大。光的变化引起光电二极管电流变化,这就可以把光信号转换成电信号,成为光电传感器件

  特点:无光照时与普通二极管一样具有单向导电性。使用时,光电二极管的PN结应工作在反向偏置状态,在光信号的照射下,反向电流随光照强度的增加而上升(这时的反向电流叫光电流)。光电流也与入射光的波长有关。

  用途:用于测量光照强度、做光电池

  电路符号:在普通二极管电路符号的边上加一个电容符号。

  原理:当外加顺向偏压时,有大量电流产生,PN(正负极)结的耗尽区变窄,电容变大,产生扩散电容效应;当外加反向偏压时,则会产生过渡电容效应。但因加顺向偏压时会有漏电流的产生,所以在应用上均供给反向偏压。

  用途:用于电子调谐、调频、调相和自动控制电路等.

  5) 肖特基二极管

  电路符号:与普通二极管的电路符号稍有区别。

  原理:贵金属(金、银、铝、铂等)A为正极,以N型半导体B为负极,利用二者接触面上形成的势垒具有整流特性而制成的金属-半导体器件。

  特点:为反向恢复时间极短(可以小到几纳秒),正向导通压降仅0.4V左右。

  用途:多用作高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管,也有用在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在通信电源、变频器等中比较常见。

  二极管种类有很多,按照所用的半导体材料,可分为锗二极管(Ge管)和硅二极管(Si管)。根据其不同用途,可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。按照管芯结构,又可分为点接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面,通以脉冲电流,使触丝一端与晶片牢固地烧结在一起,形成一个“PN结”。由于是点接触,只允许通过较小的电流(不超过几十毫安),适用于高频小电流电路,如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大,允许通过较大的电流(几安到几十安),主要用于把交流电变换成直流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管,它不仅能通过较大的电流,而且性能稳定可靠,多用于开关、脉冲及高频电路中。

  检测小功率晶体二极管

  A.判别正、负电极

  (a)观察外壳上的符号标记。通常在二极管的外壳上标有二极管的符号,带有三角形箭头的一端为正极,另一端是负极。

  (b)观察外壳上的色点。在点接触二极管的外壳上,通常标有极性色点(白色或红色)。一般标有色点的一端即为正极。还有的二极管上标有色环,带色环的一端则为负极。

  (c)以阻值较小的一次测量为准,黑表笔所接的一端为正极,红表笔所接的一端则为负极。(d)观察二极管外壳,带有银色带一端为负极。

  B.检测最高反向击穿电压。对于交流电来说,因为不断变化,因此最高反向工作电压也就是二极管承受的交流峰值电压。

  检测双向触发二极管

  将万用表置于相应的直流电压挡。测试电压由兆欧表提供。测试时,摇动兆欧表,万同样的方法测出VBR值。最后将VBO与VBR进行比较,两者的绝对值之差越小,说明被测双向触发二极管的对称性越好。

  瞬态电压抑制二极管(TVS)的检测

  A.用万用表测量管子的好坏对于单要极型的TVS,按照测量普通二极管的方法,可测出其正、反向电阻,一般正向电阻为4kΩ左右,反向电阻为无穷大。对于双向极型的TVS,任意调换红、黑表笔测量其两引脚间的电阻值均应为无穷大,否则,说明管子性能不良或已经损坏。

  高频变阻二极管的检测

  识别正、负极高频变阻二极管与普通二极管在外观上的区别是其色标颜色不同,普通二极管的色标颜色一般为黑色,而高频变阻二极管的色标颜色则为浅色。其极性规律与普通二极管相似,即带绿色环的一端为负极,不带绿色环一端为正极。

  将万用表红、黑表笔怎样对调测量,变容二极管的两引脚间的电阻值均应为无穷大。如果在测量中,发现万用表指针向右有轻微摆动或阻值为零,说明被测变容二极管有漏电故障或已经击穿坏。

  单色发光二极管的检测

  在万用表外部附接一节能1.5V干电池,将万用表置R×10或R×100挡。这种接法就相当于给予万用表串接上了1.5V的电压,使检测电压增加至3V(发光二极管的开启电压为2V)。检测时,用万用表两表笔轮换接触发光二极管的两管脚。若管子性能良好,必定有一次能正常发光,此时,黑表笔所接的为正极红表笔所接的为负极。

  红外发光二极管的检测

  A.判别红外发光二极管的正、负电极。红外发光二极管有两个引脚,通常长引脚为正极,短引脚为负极。因红外发光二极管呈透明状,所以管壳内的电极清晰可见,内部电极较宽较大的一个为负极,而较窄且小的一个为正极。

  B.先测量红个发光二极管的正、反向电阻,通常正向电阻应在30k左右,反向电阻要在500k以上,这样的管子才可正常使用。

  红外接收二极管的检测

  (a)从外观上识别。常见的红外接收二极管外观颜色呈黑色。识别引脚时,面对受光窗口,从左至右,分别为正极和负极。另外在红外接收二极管的管体顶端有一个小斜切平面,通常带有此斜切平面一端的引脚为负极,另一端为正极。

  (b)先用万用表判别普通二极管正、负电极的方法进行检查,即交换红、黑表笔两次测量管子两引脚间的电阻值,正常时,所得阻值应为一大一小。以阻值较小的一次为准,红表笔所接的管脚步为负极,黑表笔所接的管脚为正极。

  B.检测性能好坏。用万用表电阻挡测量红外接收二极管正、反向电阻,根据正、反向电阻值的大小,即可初步判定红外接收二极管的好坏。

  A.按照检测普通二极管正、反向电阻的方法,即可将激光二极管的管脚排列顺序确定。但检测时要注意,由于激光二极管的正向压降比普通二极管要大,所以检测正向电阻时,万用表指针公略微向右偏转而已。

  半导体二极管主要是依靠PN结而工作的。与PN结不可分割的点接触型和肖特基型,也被列入一般的二极管的范围内。包括这两种型号在内,根据PN结构造面的特点,把晶体二极管分类如下:

  点接触型二极管是在锗或硅材料的单晶片上压触一根金属针后,再通过电流法而形成的。因此,其PN结的静电容量小,适用于高频电路。但是,与面结型相比较,点接触型二极管正向特性和反向特性都差,因此,不能使用于大电流和整流。因为构造简单,所以价格便宜。

  面接触型或称面积型二极管的PN结是用合金法或扩散法做成的,由于这种二极管的PN结面积大,可承受较大电流,但极间电容也大。这类器件适用于整流,而不宜用于高频率电路中。

  键型二极管是在锗或硅的单晶片上熔金或银的细丝而形成的。其特性介于点接触型二极管和合金型二极管之间。与点接触型相比较,虽然键型二极管的PN结电容量稍有增加,但正向特性特别优良。多作开关用,有时也被应用于检波和电源整流(不大于50mA)。在键型二极管中,熔接金丝的二极管有时被称金键型,熔接银丝的二极管有时被称为银键型。

  在N型锗或硅的单晶片上,通过加入合金铟、铝等金属的方法制作PN结而形成的。正向电压降小,适于大电流整流。因其PN结反向时静电容量大,所以不适于高频检波和高频整流。

  在高温的P型杂质气体中,加热N型锗或硅的单晶片,使单晶片表面的一部变成P型,以此法PN结。因PN结正向电压降小,适用于大电流整流。最 近,使用大电流整流器的主流已由硅合金型转移到硅扩散型。

  PN结的制作方法虽然与扩散型相同,但是,只保留PN结及其必要的部分,把不必要的部分用药品腐蚀掉。其剩余的部分便呈现出台面形,因而得名。初期生产的台面型,是对半导体材料使用扩散法而制成的。因此,又把这种台面型称为扩散台面型。对于这一类型来说,似乎大电流整流用的产品型号很少,而小电流开关用的产品型号却很多。

  在半导体单晶片(主要地是N型硅单晶片)上,扩散P型杂质,利用硅片表面氧化膜的屏蔽作用,在N型硅单晶片上仅选择性地扩散一部分而形成的PN结。因此,不需要为调整PN结面积的药品腐蚀作用。由于半导体表面被制作得平整,故而得名。并且,PN结合的表面,因被氧化膜覆盖,所以公认为是稳定性好和寿命长的类型。最初,对于被使用的半导体材料是采用外延法形成的,故又把平面型称为外延平面型。对平面型二极管而言,似乎使用于大电流整流用的型号很少,而作小电流开关用的型号则很多。

  它是合金型的一种。合金材料是容易被扩散的材料。把难以制作的材料通过巧妙地掺配杂质,就能与合金一起过扩散,以便在已经形成的PN结中获得杂质的恰当的浓度分布。此法适用于制造高灵敏度的变容二极管。

  用外延面长的过程制造PN结而形成的二极管。制造时需要非常高超的技术。因能随意地控制杂质的不同浓度的分布,故适宜于制造高灵敏度的变容二极管。

  基本原理是:在金属(例如铅)和半导体(N型硅片)的接触面上,用已形成的肖特基来阻挡反向电压。肖特基与PN结的整流作用原理有根本性的差异。其耐压程度只有40V左右。其特长是:开关速度非常快:反向恢复时间trr特别地短。因此,能制作开关二极管和低压大电流整流二极管。

  检波二极管的主要作用是把高频信号中的低频信号检出。它们的结构为点接触型,所以其结电容较小,工作频率较高。一般都采用锗材料制成。就原理而言,从输入信号中取出调制信号是检波,以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流小于100mA的叫检波。锗材料点接触型、工作频率可达400MHz,正向压降小,结电容小,检波效率高,频率特性好,为2AP型。类似点触型那样检波用的二极管,除用于检波外,还能够用于限幅、削波、调制、混频、开关等电路。也有为调频检波专用的特性一致性好的两只二极管组合件。

  就原理而言,从输入交流中得到输出的直流是整流。以整流电流的大小(100mA)作为界线通常把输出电流大于100mA的叫整流。面结型,因此结电容较大,一般为3kHZ以下。最高反向电压从25伏至3000伏分A~X共22档。分类如下:①硅半导体整流二极管2CZ型、②硅桥式整流器QL型、③用于电视机高压硅堆工作频率近100KHz的2CLG型。

  二极管正向导通后,它的正向压降基本保持不变(硅管为0.7V,锗管为0.3V)。利用这一特性,在电路中作为限幅元件,可以把信号幅度限制在一定范围内。

  大多数二极管能作为限幅使用。也有象保护仪表用和高频齐纳管那样的专用限幅二极管。为了使这些二极管具有特别强的限制尖锐振幅的作用,通常使用硅材料制造的二极管。也有这样的组件出售:依据限制电压需要,把若干个必要的整流二极管串联起来形成一个整体。

  通常指的是环形调制专用的二极管。就是正向特性一致性好的四个二极管的组合件。即使其它变容二极管也有调制用途,但它们通常是直接作为调频用。

  使用二极管混频方式时,在500~10,000Hz的频率范围内,多采用肖特基型和点接触型二极管。

  用二极管放大,大致有依靠隧道二极管和体效应二极管那样的负阻性器件的放大,以及用变容二极管的参量放大。因此,放大用二极管通常是指隧道二极管、体效应二极管和变容二极管。

  二极管在正向电压作用下电阻很小,处于导通状态,相当于一只接通的开关;在反向电压作用下,电阻很大,处于截止状态,如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性,可以组成各种逻辑电路。

  有在小电流下(10mA程度)使用的逻辑运算和在数百毫安下使用的磁芯激励用开关二极管。小电流的开关二极管通常有点接触型和键型等二极管,也有在高温下还可能工作的硅扩散型、台面型和平面型二极管。开关二极管的特长是开关速度快。而肖特基型二极管的开关时间特短,因而是理想的开关二极管。2AK型点接触为中速开关电路用;2CK型平面接触为高速开关电路用;用于开关、限幅、钳位或检波等电路;肖特基(SBD)硅大电流开关,正向压降小,速度快、效率高。

  用于自动频率控制(AFC)和调谐用的小功率二极管称变容二极管。日本厂商方面也有其它许多叫法。通过施加反向电压, ;使其PN结的静电容量发生变化。因此,被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。通常,虽然是采用硅的扩散型二极管,但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管,因为这些二极管对于电压而言,其静电容量的变化率特别大。结电容随反向电压VR变化,取代可变电容,用作调谐回路、振荡电路、锁相环路,常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路,多以硅材料制作。

  9.频率倍增用二极管

  对二极管的频率倍增作用而言,有依靠变容二极管的频率倍增和依靠阶跃(即急变)二极管的频率倍增。频率倍增用的变容二极管称为可变电抗器,可变电抗器虽然和自动频率控制用的变容二极管的工作原理相同,但电抗器的构造却能承受大功率。阶跃二极管又被称为阶跃恢复二极管,从导通切换到关闭时的反向恢复时间trr短,因此,其特长是急速地变成关闭的转移时间显着地短。如果对阶跃二极管施加正弦波,那么,因tt(转移时间)短,所以输出波形急骤地被夹断,故能产生很多高频谐波。

  这种管子是利用二极管的反向击穿特性制成的,在电路中其两端的电压保持基本不变,起到稳定电压的作用。是代替稳压电子二极管的产品。被制作成为硅的扩散型或合金型。是反向击穿特性曲线急骤变化的二极管。作为控制电压和标准电压使用而制作的。二极管工作时的端电压(又称齐纳电压)从3V左右到150V,按每隔10%,能划分成许多等级。在功率方面,也有从200mW至100W以上的产品。工作在反向击穿状态,硅材料制作,动态电阻RZ很小,一般为2CW、2CW56等;将两个互补二极管反向串接以减少温度系数则为2DW型。

  稳压二极管的温度系数α:α表示温度每变化1℃稳压值的变化量。稳定电压小于4V的管子具有负温度系数(属于齐纳击穿),即温度升高时稳定电压值下降(温度使价电子上升较高能量);稳定电压大于7V的管子具有正温度系数(属于雪崩式击穿),即温度升高时稳定电压值上升(温度使原子振幅加大,阻碍载流子运动);而稳定电压在4~7V之间的管子,温度系数非常小,近似为零(齐纳击穿和雪崩击穿均有)。

  这是在P区和N区之间夹一层本征半导体(或低浓度杂质的半导体)构造的晶体二极管。PIN中的I是"本征"意义的英文略语。当其工作频率超过100MHz时,由于少数载流子的存贮效应和"本征"层中的渡越时间效应,其二极管失去整流作用而变成阻抗元件,并且,其阻抗值随偏置电压而改变。在零偏置或直流反向偏置时,"本征"区的阻抗很高;在直流正向偏置时,由于载流子注入"本征"区,而使"本征"区呈现出低阻抗状态。因此,可以把PIN二极管作为可变阻抗元件使用。它常被应用于高频开关(即微波开关)、移相、调制、限幅等电路中。

  它是在外加电压作用下可以产生高频振荡的晶体管。产生高频振荡的工作原理是栾的:利用雪崩击穿对晶体注入载流子,因载流子渡越晶片需要一定的时间,所以其电流滞后于电压,出现延迟时间,若适当地控制渡越时间,那么,在电流和电压关系上就会出现负阻效应,从而产生高频振荡。它常被应用于微波领域的振荡电路中。

  它是以隧道效应电流为主要电流分量的晶体二极管。其基底材料是砷化镓和锗。其P型区的N型区是高掺杂的(即高浓度杂质的)。隧道电流由这些简并态半导体的量子力学效应所产生。发生隧道效应具备如下三个条件:①费米能级位于导带和满带内;②空间电荷层宽度必须很窄(0.01微米以下);简并半导体P型区和N型区中的空穴和电子在同一能级上有交叠的可能性。江崎二极管为双端子有源器件。其主要参数有峰谷电流比(IP/PV),其中,下标"P"代表"峰";而下标"V"代表"谷"。江崎二极管可以被应用于低噪声高频放大器及高频振荡器中(其工作频率可达毫米波段),也可以被应用于高速开关电路中。

  它也是一种具有PN结的二极管。其结构上的特点是:在PN结边界处具有陡峭的杂质分布区,从而形成"自助电场"。由于PN结在正向偏压下,以少数载流子导电,并在PN结附近具有电荷存贮效应,使其反向电流需要经历一个"存贮时间"后才能降至最小值(反向饱和电流值)。阶跃恢复二极管的"自助电场"缩短了存贮时间,使反向电流快速截止,并产生丰富的谐波分量。利用这些谐波分量可设计出梳状频谱发生电路。快速关断(阶跃恢复)二极管用于脉冲和高次谐波电路中。

  它是具有肖特基特性的"金属半导体结"的二极管。其正向起始电压较低。其金属层除材料外,还可以采用金、钼、镍、钛等材料。其半导体材料采用硅或砷化镓,多为N型半导体。这种器件是由多数载流子导电的,所以,其反向饱和电流较以少数载流子导电的PN结大得多。由于肖特基二极管中少数载流子的存贮效应甚微,所以其频率响仅为RC时间常数限制,因而,它是高频和快速开关的理想器件。其工作频率可达100GHz。并且,MIS(金属-绝缘体-半导体)肖特基二极管可以用来制作太阳能电池或发光二极管。

  可作为续流二极管,在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起续流作用。

  阻尼二极管多用在高频电压电路中,具有较高的反向工作电压和峰值电流,正向压降小,高频高压整流二极管,用在电视机行扫描电路作阻尼和升压整流用。常用的阻尼二极管有2CN1、2CN2、BSBS44等。

  17.瞬变电压抑制二极管

  TVP管,对电路进行快速过压保护,分双极型和单极型两种,按峰值功率(500W-5000W)和电压(8.2V~200V)分类。

  18.双基极二极管(单结晶体管)

  两个基极,一个发射极的三端负阻器件,用于张驰振荡电路,定时电压读出电路中,它具有频率易调、温度稳定性好等优点。

  用磷化镓、磷砷化镓材料制成,体积小,正向驱动发光。工作电压低,工作电流小,发光均匀、寿命长、可发红、黄、绿、蓝单色光。随着技术的进步,近 来 研制成了白光高亮二极管,形成了LED照明这一新兴产业。

  还用于VCD、DVD、计算器等显示器上。

  20.、硅功率开关二极管

  硅功率开关二极管具有高速导通与截止的能力。它主要用于大功率开关或稳压电路、直流变换器、高速电机调速及在驱动电路中作高频整流及续流箝拉,具有恢复特性软、过载能力强的优点、广泛用于计算机、雷达电源、步进电机调速等方面。

设 计 报 告论文题目 : 声、光、触摸控制照明灯电路设计系 别电子工程系专 业光电子技术班 级光电0911班姓 名 黄勇强学 号 指导教师 吴邦辉目录声、光、触摸控制照明灯电路设计摘要:1.设计简介1.1设计任务和要求实现光、声、触摸3种方式合在同一个电路中控制发光二极管,发光二极管发光表明电源接通。详细控制过程:声控和触摸控制,控制灯亮的时间为17秒;光控为即时控制(有光照时灯不亮,无光照时灯亮)。声控和触摸控制时光控无效;光控时,有声控或触摸控制信号传入会锁定灯亮17秒。1.2设计功能主要用与楼道间的照明,它有光时不亮,光线暗时自动亮。且当有人走动时,此时声控电路会发生作用。灯自动亮,人走后又自动关灯。这样就实现了智能控制灯。且这个电路是三合一,也就是说有三重保障,如果光控电路部分坏了,还有声控 电路在自动控制。如果光控,声控部分电路都坏了,那么自动控制功能丧失,此时不得不人工触摸,灯还是会亮的。因此此电路是经久耐用的。1.3基本思路先通过查书和网上搜索选择三种单独控制电路若干,从中挑出一些符合要求的简单易行的电路,然后分析其控制原理。分别对三种电路做接线实验,调试成功后两两进行整合,最终搭试出一个新的电路,再对新电路进行测试,不断修改,符合要求后,再焊接到电路板上。1.4方案比较与论证根据题目要求,本设计主要由声控部分、声音感应及放大部分、单稳态电路、触摸部分和遮光等部分构成。本系统的方框图如下图所示:电源声控部分声音感应及放大部分VT、VT2单稳态电路VT5、VT6单稳态电路VT、VT3单稳态电路遮光部分触摸部分方案1:利用3个5振荡器来达到延迟控制作用。优点是电路简单,稳定,可靠,易实现。缺点是电路原理较复杂,焊接过程需注意问题较多,知识涉及面较广。方案2:利用电容、电阻及三极管来达到延迟控制作用。优点是元件简单易焊接,电路原理简单,知识面涉及不广,所利用知识基本已掌握,不必花费过多精力学习未掌握知识,适合单个人作品。经过比较,且考虑到我所学知识暂有限,人手也不够,我选择了方案2。2.作品设计2.1电路原理总图: 该电路图主要由:声控部分、声音感应及放大部分、单稳态电路、触摸部分和遮光等部分组成,它们分别实现声、光、触摸等功能。整个电路的功能通过各个部分的功能来实现。下面,将对各个部分进行详细说明。2.2控制原理解析:图(1)声控电路原理图 图(2)声音感应、放大电路图 图(3)单稳态电路附:光控三极管电压测量VT6(V)VT5(V)遮光c=4.2c=4.2(随遮光改变)b=0.2b=4.2e=0e=2.6曝光c=0c=12b=0.6b=0e=0e=0图(1)为声控电路部分,由图(2)声音感应、放大电路图(3)单稳态电路构成。图(3)中三极管VT2、VT3及其电阻、电容器组成了单稳态电路。电阻R3为三极管VT2提供了基极电流;而三极管VT3的基极电流则是从三极管VT2的集电极电阻R4上得到的。三极管VT2集电极与三极管VT3基极之间是直接耦合的;而三极管VT3集电极与三极管VT2基极之间的耦合则是由电容器C2来完成的。电阻R4是三极管VT2的集电极负载,三极管VT3的集电极负载是电阻R5。单稳态电路的特点是它只有一个稳定状态。电路在没有信号输入时,选择合理的R3使三极管VT2稳定在饱和状态,此时它的集电极电压约为0.3V以下。这样使三极管VT3稳定在截止状态。这就是单稳态电路的稳定状态。当一个负脉冲通过C1到达三极管VT2的基极时,三极管VT2开始趋向截止,它的集电极电流减小,集电极电压升高;经过直接耦合,使三极管VT3的基极电压升高,三极管VT3开始导通,它的集电极电压下降;经电容C2的藕合又使三极管VT2的基极电压进一步下降(虽然这时负脉冲已经不再存在),形成一个正反馈,很快达到一个新的状态。此时三极管VT2截止,三极管VT3饱和导通。这就是单稳态电路的暂稳态现象。单稳态电路的暂稳态是不能持久的。在暂稳态期间,电容器C2通过电阻R3进行放电,随着放电的进行,三极管VT2的基极电压逐渐升高,当它达到0.5V以上时,三极管VT2开始导通,正反馈现象再次发生,整个电路很快又回到VT2饱和导通,VT3截止的稳定状态。电容C2通过电阻R3的放电过程决定了电路暂稳态的维持时间。根据计算,这个时间t =0.7R3C2。在本电路中电阻R3为510K,电容C2为47F,所以t17s。根据这个公式改变电阻R3或电容C2的参数,可以延长或缩短电路的延迟时间。电路复原后,电容器C2通过电阻R5和三极管VT2的发射结进行充电。充电完成后电路才可以接收下一次的触发。电路中的B是一只驻极体传声器,它能将声音信号转变为电信号。驻极体传声器压所转换的电信号较微弱,只有通过由三极管VT1组成的放大器把微弱的信号进行放大后,才能去触发单稳态电路。放大后信号中的负脉冲作用在三极管VT2的基极上时,可以使单稳态电路翻转。在电路的稳态过程下,单稳态电路中三极管VT2导通,三极管VT3截止。三极管VT3的集电极为高电平,接在它上面的三极管VT4是PNP型三极管,所以三极管VT4没有导通,继电器不工作。一旦有外界的声音来触发电路,单稳态电路中三极管VT2的基极受到负脉冲的作用而截止,单稳态电路处在了暂态的过程中。这时三极管VT3导通,它的集电极电压下降,导致与它连接的三极管VT4也导通,继电器吸合,LED电路导通从而灯亮。2、触摸控制原理在搞懂单稳态电路原理的基础上,很好的利用单稳态电路的性质尝试了触摸控制的实现,经试验得到了两个点可以通过触摸来控制的即R6电阻两端(VT3的集电极和VT4的基极),取的是VT4基极,这样有利于焊接分布元件。 图(5)遮光感应图如图(4),当人体触摸A点时,人体感应电压使得VT4的基极电压降低,VT4导通。继电器吸合,LED发光。其熄灭原理与声控电路相同。3、光控原理光敏电阻性质:当有光照时(达到一定强度)相当于断路,当无光照时,相当于导线。如图(5)当有光照D2时,三极管VT6的基极与R10的交叉点断路,VT6截止,从而VT5也截止。当无光照时,VT6导通,其集电极电压接入VT5基极使其导通,VT5发射极的电压触发继电器吸合。LED电路通路。(之所以这样设计,是为了直接实现光控功能。也可以将光控作为电路的总开关。)3、制作、调试结果及分析需要添加实物图等。3.1调试步骤及结果1、在电路板的正负极处接入一个9.5到11伏的电压;2、此时发光二极管亮,17秒后自动熄灭,达到自动效果;3、触摸一下触摸线圈,图(4)电路接通,则发光二极管再一次亮,17秒后又自动熄灭,达到触摸发光效果;4、当驻声体周围的声音达到一定程度时,图(1)电路接通,发光二极管亮,17秒后熄灭,达到声控效果;5、当光敏电阻周围的光受遮时,图(5)电路接通,发光二极管亮,17秒后又熄灭。3.2调试过程及问题1、该电路开始调试时,只要接上电压,二极管就发光,而且不会熄灭,其他功能也没有实现。经电脑软件仿真,发现该电路的功能是可以实现的,因此断定问题出在焊接电路中。2、经过再三检查,发现离光敏电阻最近的那个三极管焊接时管脚接错了,把c、e脚接反了,换回后,该处电路功能实现。3、该电路还有一个问题,三个功能是连在一起的,无论触动哪一个电路都会接通,所以对调试环境要求较高,而且都很灵敏,一经触动,发光二极管马上亮,既是优点,又会造成不变,如能改进,让它们要达到某一个特定程度才实现则更好。4、电源要高于9.5伏,否则启动不了继电器,发光二极管会长亮。3.、注意事项电路应注意事项:1、接入电压不能超高12伏,可接入电压最大可达12伏,但接入超过11伏电压时,电路虽然功能实现,而且不被烧坏,但光敏二极管旁边的三极管发热,且温度很高,工作久就有可能烧掉,所以最好控制在9到11伏之间。2、在调试功能时,如果调试声控,则最好不要接触到触摸线圈,因为这样有可能会影响功能及效果;如果在调试光控,则最好不要接触到触摸线圈及周围不要由过大的声音。总之,在调试功能时,对于声、光、触摸等影响条件要控制好,否则会影响调试结果。、电路的创新及发展空间1、该电路把声、光、触摸各个控制条件集于一身,达到全方面控制电路,而且它们各自实现,不会因为某一功能损坏而影响其他实现条件,所以应用时不用担心。而且该电路是全自动的,不用费任何人力管理。2、该电路中,电容C2通过电阻R3的放电过程决定了电路暂稳态的维持时间。延迟时间t=0.7R3C2。在本电路中电阻R3为510K,电容C2为47F,所以t17s。但根据这个公式,可以改变电阻R3或电容C2的参数,可以随意延长或缩短电路的延迟时间从而满足不同需要。3、而且如有可能,该电路的发展空间较大,如:一是如果能够改进电路,则可能使只要光敏电阻有光照时,其他两个条件不起作用。这也是该电路的不足之处,经改进多次还是无法实现,因为所学知识还是有限,而且人力也不够,如有机会,一定将电路进行改进,这样,该电路的推广性会更大。5、最后成品的结果及完成情况1、最后成品情况完成情况是:电路仅实现两个功能声控和光控。2、经询问多位同学及老师。成品的第三个功能由于不灵敏等其他原因,该功能没办法实现触摸功能。但只要给它个触发电流,灯也会亮,同样也会亮17秒。6、设计心得该设计作品从图跟原件看起来都很简单,但制作过程其实费了我不少时间。一开始,我忘了拿图就直接把元器件买回来了,等到买回来开始焊的时候才发现有的元件买错了。而且在焊电路的过程中出现太多问题了,第一:刚买回来的元件我没测就直接焊上去(幸好元件都没问题如果等焊完再检查的话工程量就大了)。第二:粗心大意,直接电路都焊好,接上电源发现发光二极管就一直亮没什么变化,而且继电器也都没工作。拿给了雪强看了下就发现,把C2电容的正负极接错了,并且VT5三极管也没跟R10接在一起。这些都表明自己做事情不够细心。通过改进都后的电路功能还是没办法是实现。才发现也是对元件不够了解,第一是三极管的管脚问题,第二是继电器管脚问题。三极管的管脚比较好理解我百度了一下就很明了了,继电器的管脚复杂了点,因为它有很多型号的,有五脚的也有八脚。单单继电器的就接了四五次都不可以用,最后也是问了春喜。该电路只有一个稳定状态,声音信号通过放大触发该电路的稳态,从而使NPN型三极管导通(因为NPN型三极管基极电压降低),继电器吸合。起初选用的触摸电路我想到如果能用该稳态电路来实现触摸控制那就好了,这样既简化了电路节约了制作成本又能在触摸信号发出控制灯亮17秒后自动熄灭。通过测试,我取了NPN型三极管的基极作为触摸控制点。通过调电路中电阻,使得人体感应电压可以触发NPN型三极管。这样实际上就用了两个电路实现了三种信号的控制。当我知道功能办法都实现时,询问了同学和老师,也都没结果。最后我再重新焊了,但也没实现该功能.触摸功能只能给它个大电流,该灯才亮。总而言之,虽然做得不是最好的、最漂亮的,但我还是很高兴因为我的点焊技术提升不是一般多。也许这次答辩是我大学三年来学得到最多的,所以额很开心。7、致谢参考文献:1、电工与电子技术基础 周元兴 机械工业出版社2、光电实验及光电课程设计 陈羽3、电子技能与EDA技术 韩克 柳秀山 暨南大学出版社4、电子技术基础(模拟部分第五版) 康华光 高等教育出版设5、电路 邱关源 高等教育出版社附录:A、元器件清单:序号元器件规格单价序号元器件规格单价序号元器件规格单价R156K0.05元R105.1K0.05元VT6S90140.3元R2 光敏电阻又称光导管,它几乎都是用半导体材料制成的光电器件。光敏电阻没有极性, 纯粹是一个电阻器件,使用时既可加直流电压,也可以加交流电压。无光照时,光敏电阻值(暗电阻)很大,电路中电流(暗电流)很小。当光敏电阻受到一定波长范围的光照时,它的阻值(亮电阻)急剧减小,电路中电流迅速增大。 一般希望暗电阻越大越好,亮电阻越小越好, 此时光敏电阻的灵敏度高。实际光敏电阻的暗电阻值一般在兆欧量级, 亮电阻值在几千欧以下。 光敏电阻的结构很简单,图1(a)为金属封装的硫化镉光敏电阻的结构图。在玻璃底板上均匀地涂上一层薄薄的半导体物质,称为光导层。半导体的两端装有金属电极,金属电极与引出线端相连接,光敏电阻就通过引出线端接入电路。为了防止周围介质的影响,在半导体光敏层上覆盖了一层漆膜,漆膜的成分应使它在光敏层最敏感的波长范围内透射率最大。为了提高灵敏度,光敏电阻的电极一般采用梳状图案, 如图1(b)所示。 图1(c)为光敏电阻的接线图。2.9013、9014、9015三极管管脚问题及工作原理s,s9015,系列的晶体小功率三极管,把显示文字平面朝自己,从左向右依次为e发射极 b基极 c集电极;对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己,三个引脚朝下放置,则从左到右依次为e b c,。用下面这个引脚图(管脚图)表示:三极管管脚图 e b c三极管工作原理,它是一种控制元件,主要用来控制电流的大小,以共发射极接法为例(信号从基极输入,从集电极输出,发射极接地),当基极电压UB有一个微小的变化时,基极电流IB也会随之有一小的变化,受基极电流IB的控制,集电极电流IC会有一个很大的变化,基极电流IB越大,集电极电流IC也越大,反之,基极电流越小,集电极电流也越小,即基极电流控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多,这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数(=IC/IB, 表示变化量。),三极管的放大倍数一般在几十到几百倍。三极管在放大信号时,首先要进入导通状态,既要先建立合适的静态工作点,佛否则会放大失真。在三极管的集电极与电源之间接一个电阻,可将电流放大转换成电压放大:当基极电压UB升高时,IB变大,IC也变大,IC 在集电极电阻RC的压降也越大。3.继电器管脚及工作特性 继电器是一种电子控制器件,它具有控制系统和控制系统,通常用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流的一种自动开关。在电路中起自动调节、安全保护、转换电路den工作用。 电磁式的继电器一般由铁芯、线圈、触点簧片等组成的。只要在线圈两端加上一定的电压,线圈就会流过一定的电流,从而产生电磁效应,衔铁就会在电磁力吸引的作用下克服返回弹簧的拉力吸向铁芯,从而带动衔铁的动触动点与静触动点吸合。这样吸合、释放,从而达到了在电路中的导通、切断的目的。对于继电器常开、常闭触点,这样来区分:继电器导电时处于断开状态的静触电,称为常开触点;处于接通状态的静态触电称为常闭触点。以下是我用都到的继电器的管脚图:C、电路性能可调调节R1可改变声控电路的灵敏度,一般选在30K100K为宜。调节R3和C2可改变声控和触摸控制的灯灭时间。在光敏电阻与VT6基极加电阻,可控制光控的灵敏度。D、电路特点实现光、声、触摸3种方式合在同一个电路中控制发光二极管,发光二极管发光表明电源接通。详细控制过程:声控和触摸控制,控制灯亮的时间为17秒;光控为即时控制(有光照时灯不亮,无光照时灯亮)。声控和触摸控制时光控无效;光控时,有声控或触摸控制信号传入会锁定灯亮17秒。E、改进意见1)把光控加入声控和触摸控制,有光照时声控和触摸控制失效;无光照可实现声控和触摸控制。2)电路还有电磁波感应现象,可以进行设计利用。3)扩大知识面,用3个5振荡器,电路设计会更简单。4)电路在完工时,触摸点不够灵敏的问题,如果设计好点的话会更好。

二OO八年佳木斯市初中毕业学业考试

1.考试时间120分钟.

2.全卷共六道大题,总分100分

一、单项选择题(每小题2分,共24分.每小题只有一个选项是正确的,请把正确选项的字母填在题后的括号内)

1.你所答的这张物理试卷放在水平桌面上静止时,下列说法正确的是(    

A.它对桌面的压力和桌面对它的支持力是平衡力

B.它所受到的合力为零

C.因为它是静止的,所以没有受到力的作用

D.因为它受到摩擦力,所以静止在桌面上

2.下列图中的现象和做法为了增大压强的是

3.某同学对一些物理量进行了估测,其中最接近实际的是(    

4.在日常生活和生产活动中,有时要增大摩擦力,有时又要设法减小摩擦力,下列四个实例中属于减小摩擦力的是(    

5.关于光学器材或设备,下列说法错误的是.(    

A.照相机、幻灯机的镜头都相当于凸透镜

B.潜望镜利用了光的反射

C.近视眼是将像成在了视网膜的后面

D.电视机的遥控器可以发射出红外线

6.在运动场上常见到这样一些场景,其中表现出的现象不能用惯性知识解释的是(    

A.短跑运动员跑到终点后不能立即停下来

B.跳远运动员要助跑一段距离才起跳

C.投掷铅球时,铅球离开手后继续向前运动

D.跳高运动员跳过后从最高点落向地面

8.如图所示,在倒置的漏斗里放一个乒乓球,用手指托住乒乓球.然后从漏斗口向下用力吹气,并将手指移开,那么以下分析正确的是(    

A.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小

B.乒乓球会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大

C.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变小

D.乒乓球不会下落,因为其上方气体流速增大,压强变大

A.整理器材,结束实验

B.分析数据,得出结论

C.换用不同规格的小灯泡,再测出几组电压值

D.换用电压表的另一量程,再测出一组电压值

二、多项选择题(每小题3分,共9分.每小题有两个或两个以上选项是正确的,请把正确选项的字母填在题后的括号内.选项不全但都正确的得1分,有错误选项不得分)

13.北京奥运游泳场馆“水立方”是世界上唯一一个全由膜结构来进行全封闭的大型公共建筑,它采用的ETFE膜,只有一张牛皮纸厚,捧在手上轻若鸿毛;它可以被拉伸到自身的三到四倍也不会断裂;它的耐火性、耐热性也非常出色;此外,即便是冰雹撞击薄膜的巨响也不能传递到场馆之内,此建筑材材料的特点有(    

15.如图所示,电源电压保持不变.当闭合开关后,滑动变阻器的滑片向左移动的过程中,下列说法正确的是(    

A.电流表示数变大,灯泡变亮

B.电流表示数变大,电压表示数变大,灯泡变暗

C.电压表示数变小,灯泡变亮

D.电流表示数变小,电压表示数变小,灯泡变暗

三、填空题(每小题2分,共24分.将正确答案写在题中横线上的空白处)

16.把装有水深为10cm的茶杯放在水平桌面上,如图所示,水对杯底的压强为_______Pa。现要使水对杯低的压强增大,可采取的方法是_____(g取10N/kg)

l7.某导体的电阻是2Ω,当通过1A电流时,导体的功率是_______W,通电1min时,导体上产生的热量是_______J

l8.如图所示,我省运动员王濛在年国际短道速滑世界杯的比赛中收获了两枚金牌.滑冰时,冰面在冰刀压力作用下,稍有熔化,由此,你能猜想到冰的熔点可能与_______有关,这层水的作用跟润滑油的作用一样,减小了_______

19.有一潜水艇悬浮在水中,如图所示.当用压缩空气把水舱中的水排出一部分时,潜水艇将_______(填“上浮”或“下沉”).在未露出水面之前,潜水艇所受的浮力将_______.(填“变大”“变小”或“不变”).

20.雷电是一种剧烈的放电现象,放电时的_______可达十几万安,会对建筑物等造成严重的破坏.因此,北京奥运场馆安装了防雷电定位系统,它由多个定位仪器组成,可以根据接收到闪电产生的_______达到不同定位仪的时间差,精确地测定闪电发生的位置.

21.2008年5月12日我国汶川地区发生了8.0级的大地震,给人民群众造成了重大损失,因为地震产生的声波属于_______(填“次声波”或“超声波”),所以地震前人们并没有感知到.倒塌房屋中的一些被困人员,通过敲击物体使其_______发出声音,被及时获救.

22.通电螺线管上方的小磁针静止时的指向如图所示,a端是电源的_______极,c端为通电螺线管的_______极.

23.如图所示,一个工人用滑轮组提起200N的货物,所用的拉力是125N,绳子自由端被拉下10m.则有用功是_______J,机械效率是_______

24.为测量待测电阻Rx阻值,小敬设计了如图所示的电路,R0的阻值已知早电源电压不变,她_______(填“能”或“不能”)测出Rx的阻值,因为_______。

25。如图所示,凸透镜的焦距为10cm,保持透镜位置不变,当蜡烛在10cm刻度处时,为了在光屏的中心找到像,应调整光屏的_______,并将光屏向_______方向移动(选填“远离透镜”或“靠近透镜").

26.小星家电能表月初的示数如图所示,如果他家一个月用了120度电,则月末电能表的示数应为,他家本月应交电费._______元(当地电费价格为0.5元/kW.h)

27.小华用电压表和电流表测量小灯泡的电功率,她用电源电压恒为3V的电池组,额定电压为2.5V的小灯泡等元件连成如图所示的电路..实验中,小华调节滑动变阻器,发现当电压表的示数为2.5V时,小灯泡却不能正常发光.请分析:在不改变电路连接情况下,当电压表示数为_______V时,小灯泡正常发光,若此时电流为0.3A,则该小灯泡的额定功率为_______W.

四、实验与探究题(28题5分,29题5分,30题8分,共18分)

28.小红同学在做“探究平面镜成像”的实验时,将一块玻璃板竖直架在水平台上,再取两段完全相同的蜡烛A和B,点燃玻璃板前的蜡烛A,进行观察,如图所示,在此实验中:

(1)小红选择玻璃板代替镜子进行实验的目的是_______.

(2)所用刻度尺的作用是便于比较像与物_______关系.

(3)选取两段完全相同的蜡烛是为了比较像与物的_______关系.

(4)移去后面的蜡烛B,并在其所在位置上放一光屏,则光屏上_______接收到蜡烛烛焰的像(选填“能”或“不能").

(5)小红将蜡烛逐渐远离玻璃板时,它的像_______(填“变大”、“变小”或“不变”).

29.今年6月8日是我国的传统节日——端午节,法定放假一天.早晨小星正在吃妈妈煮的鸡蛋,忽然想到熟鸡蛋的密度有多大呢?他决定利用身边现有的弹簧测力计、水、水杯、线等器材,自己动手进行测量.请你简述他的实验步骤.

请对小星的实验过程提出两点注意事项:

30.我们已进行过“探究欧姆定律”的实验,请回答下列问题。

(1)请在图甲中把余下部分的电路用笔划线代替导线连接好.

(2)在某次测量中,电流表的示数如图乙,值为_______A.

(3)丙、丁两图是某实验小组在探究过程中,根据实验数据绘制的图象,其中表示电阻不变,电流随电压变化的图象是_______(填“丙”或“丁”).

(4)在探究电阻一定时,电阻上的电流跟两端电压的关系的过程中,使用滑动变阻器的目的是_______和_______.

(5)有同学想利用图甲的实验原理测“220V 40W”的白炽灯的额定功率,如果要使实验可行,请对原理图中实验器材的规格提出一条合理的要求.

【答题示例】:电压表的量程至少要220V.

如果在家里做测白炽灯功率的实验,因家里一般没有电压表和电流表,所以可以利用家庭中都有的_______和_______测量更方便.

五、分析与简答题(每小题5分,共10分)

31.阅读短文,回答下列问题

2007年10月24日l8时05分,中国西昌卫星发射中心,嫦娥一号卫星从这里开始自己的奔月之旅,开启了中国深空探测的新里程。

嫦娥一号卫星由长征三号甲运载火箭送入到运行周期约为16小时,近地点200公里,远地点51000公里的轨道,星箭分离后,先在这条轨道运行两圈,在这个期间将在远地点作一次小的轨道变轨,将近地点抬高到600公里,在16小时轨道上运行第三圈到达近地点进行第一次大的轨道变轨,将轨道周期变为24小时。在轨道上运行三圈,再次到达近地点,作第二次大轨道变轨,将轨道周期增加到48小时。

嫦娥一号卫星在这三条大椭圆轨道上运行共7天,当它在调相轨道运行结束到达近地点时,再做第三次大的轨道变轨,使卫星进入地月转移轨道,随后嫦娥一号卫星将沿着这条轨道飞向月球。

(1)就你观察图片和文中所提供的相关信息,提出两个与物理知识有关的问题,并解答.

【答题示例】问题:火箭在升空过程中为什么会越来越快?

回答:力可以改变物体的运动状态.

(2)卫星与火箭脱离后,嫦娥一号卫星打开太阳能帆板,其作用是什么?

32.“炖”菜是佳木斯人喜欢的一道美食,最好的“炖”菜是应用煮食法,即把汤料和水置于炖盅内,而炖盅则浸在大煲的水中,并用蒸架把盅和煲底隔离,如图所示,当煲中的水沸腾后,盅内的汤水是否能沸腾?为什么?(设汤水的沸点与水的沸点相同)

六、综合运用题(33题8分,39题7分,共15分)

33.如图,质量为800kg的小轿车,每个轮胎与地面的接触面积为200cm2

(1)小轿车对水平地面的压强是多大?(g取10N/kg)

(2)该车在水平公路上匀速直线行驶18krn,用了10min.如果小轿车的功率为60kw,求它的速度和牵引力各是多大?

(3、行驶的车辆对环境产生哪些污染?(至少写一条)

(4)为了减小污染,请你提出一条合理的建议.

34.我们生活的佳木斯地区,到了冬季,因日照时问短,太阳能热水器的水达不到所需温度,为此人们研制了太阳能、电能两用热水器.大鹏家最近就安装了一台这样的两用热水器,如图所示,铭牌如下:

(1)太阳能热水器贮满水,水温从20℃加热到50℃时需要吸收多少热量?(1L=10-3m3

(2)大鹏将水箱装满水,只使用电加热器将水从20℃加热到50℃时,需加热器正常工作多长时间?(设电能全部转化为热能)

(3)在上述(2)情况下,加热器正常工作实际用了3小时,则此热水器的效率为多少?

(4)仅就太阳能热水器与电热水器相比有哪些优点?(写出一条即可)

我要回帖

更多关于 暗电流的定义 的文章

 

随机推荐