電子技術的主要知識

時間:2022-05-26 09:33 來源:未知

一、半導體

1、半導體的有關概念

1）半導體

半導體是導電能力介於導體與絕緣體之間的一種物體。純淨的半導體是四價元素，呈晶體結構，內部原子按一定規律整齊排列。在高溫或光照下，其電子衝破束縛，成為自由電子。電子跑出後留下的空位稱為空穴。半導體有電子導電和空穴導電兩種形式。矽、鍺、硒以及大多數金屬氧化物和硫化物都是半導體。

2）晶體

凡是原子按照一定規律、連續整齊地排列著的物體都稱為晶體。半導體一般都具有這種結構，所以半導體也被稱為晶體。

3）本征半導體

本征半導體是完全純淨的(不含任何其它元素)、具有晶體結構的半導體。本征半導體內部電子和空穴的數量在任何情況下總是相等的。如鍺單晶、矽單晶就是本征半導體。

4）半導體摻雜

摻雜是指在本征半導體中摻進一定類型和數量的其它元素（五價元素或三價元素），摻進去的其它元素為雜質。摻雜的目的是改善半導體的導電能力，即摻雜後使半導體在原有“電子-空穴對”的基礎上，增加大量的電子或空穴。

5）N型半導體

如果本征半導體摻進某種（五價元素，如磷）微量的雜質後能獲得大量電子，則摻有這種雜質的半導體就稱為“電子型半導體”或“N型半導體”。在N型半導體中，除“電子-空穴對”提供的載流子外。主要的、大量的是電子載流子。因此電子稱為多數載流子，而空穴則稱為少數載流子。

6）P型半導體

如果本征半導體摻進某種（三價元素，如硼）微量的雜質後能獲得大量空穴，則這種半導體就稱為“空穴型半導體”或“P型半導體”。在P型半導體中，除“電子-空穴對”提供的載流子外，主要的、大量的是空穴載流子，所以空穴稱為多數載流子，而電子則稱為少數載流子。

7）PN結

將P型半導體和N型半導體用特殊工藝結合在一起時，由於P型半導體中的空穴多，N型半導體中的電子多，在交界麵上，多數載流子就要分別向對方擴散，在交界處的兩側形成帶電荷的薄層，稱為空間電荷區，又稱為PN結。

2、PN結的單向導電性

1）PN結空間電荷區的一邊帶正電，另一邊帶負電,產生了PN結的內電場，其方向為由N區的正電荷區指向P區的負電荷區，阻礙了P區空穴進一步向N區擴散和N區電子向P區繼續擴散。

3、半導體的導電特性

1）在純淨的半導體內部，電子載流子(簡稱電子)和空穴載流子(簡稱空穴)是成對地存在的，稱“電子-空穴對”。在外電場作用下，空穴沿電場方向移動，電子逆電場方向移動。

2）半導體內部的“電子-空穴對”會隨外界溫度升高或光照強度增加而明顯增加，使導電能力增強。

3）絕對零度時，“電子-空穴對”消失，半導體失去導電能力，相當於絕緣體。

4）在純淨的半導體中摻入微量雜質，半導體的導電能力將成萬倍增加。

二、二極管

1、二極管的結構和符號

晶體二極管簡稱二極管，是在本征半導體基片上利用摻雜生成一個P區和一個N區，並在P區和N區安上電極引線，再用外殼(管殼)封裝加固後構成的。如下圖所示，安於P區的電極稱為陽極，安於N區的電極稱為陰極。二極管的符號如下圖中的4所示。

1）根據基片材料分類

根據基片材料不同，二極管分為鍺二極管和矽二極管。鍺二極管以本征鍺材料為基片，矽二極管以本征矽材料為基片。

（1）鍺管的閥電壓或死區電壓比矽管小。一般鍺管在0.2V左右，矽管在0.5V左右，因此在二極管導通期間矽管的管壓降比鍺管大；

（2）鍺管的反向電流要比矽管大幾十甚至幾百倍；

（3）鍺管受溫度的影響比矽管大；

（4）從PN結的允許工作溫度來看，矽管可達150-200℃；而鍺管隻能在100℃左右的範圍內使用。因此在同樣的PN結麵積條件下，矽管允許通過的電流比鍺管大，所以大功率二極管都用矽製造。

2）根據用途分類

二極管根據用途來分，有普通二極管(作檢波和小電流整流用)、穩壓二極管、開關二極管、整流二極管、阻尼二極管、雙基極二極管、溫度補償二極管、隧道二極管、體效應二極管、光電二極管等近20種。

3、二極管的型號組成

二極管的型號由四部分組成。

1）第一部分用數字表示。

“2”表示二極管(如是三極管，則用數字“3”)。

2）第二部分用字母表示所用的材料。

A為N型鍺材料；B為P型鍺材料；C為N型矽材料；D為P型矽材料。

3）第三部分用漢語拚音字母表示器件類型。

P為普通管；V為微波管；W為穩壓管；Z為整流管；S為隧道管；U為光電管；K為開關管。

4）第四部分用數字表示器件序號。

2CP10為矽普通二極管；2AK1為鍺開關二極管；2CZ12為矽整流二極管。

4、二極管的特性

二極管的主要特性是單向導電性，當陽極處於高電位，陰極處於低電位時，二極管正向導通，即處於低阻狀態。當陽極處於低電位，陰極處於高電位時，二極管反向截止，即處於高阻狀態。二極管的特性可用兩種方式來說明，一種是用伏安特性曲線，另一種是二極管的額定參數。

1）二極管的伏安特性

用來描述加在二極管兩個電極間的電壓U和通過二極管的電流I之間的伏安特性曲線，如下圖所示。

圖片二極管實質上是一個PN結，它的基本特性是單向導電性，因此二極管的伏安特性分為正向連接和反向連接兩種情況。

（1）二極管正向連接時如外加電壓很低，電路中基本上沒有電流通過，二極管的這種狀態稱為截止。但當外加電壓增大到一定值時，二極管開始有電流通過，並且電流隨外電壓極微的增加而很快增長，二極管這種狀態稱為導通。正向連接時的伏安特性也稱正向特性。

二極管由截止進入到導通所需的電壓稱二極管的閥電壓，一般鍺二極管在0.2V左右，矽二極管在0.5V左右。

（2）二極管反向連接時由少數載流子的漂移運動形成很小的反向電流。在反向電壓很低時，反向電流隨反向電壓的增加而增加。但當反向電壓增加到某一值(視不同的管子而不同)後的一段範圍內，反向電壓增加，反向電流基本不再增加，這是因為為數不多的少數載流子在電場作用下基本上都已參與了漂移運動的緣故。因此反向電流又稱為反向飽和電流。但當反向電壓增加到超過某一範圍後，反向電流突然大增，二極管失去單向導電性，這種現象稱為擊穿。二極管一經擊穿，便不能再恢複其單向導電性。使二極管擊穿的電壓稱反向擊穿電壓。二極管反向連接時的伏安特性稱為反向特性。

2）二極管的額定參數

不同類型的二極管因用途、工作條件或使用要求等的不同，額定參數也各不相同。普通二極管的主要額定參數有:

（1）最大整流電流ICM

最大整流電流是指二極管長期工作時允許通過的最大正向平均電流。

當工作電流超過此允許值時，PN結會因過熱而使管子損壞(PN結因過熱而損壞，稱熱擊穿)。

（2）最高反向工作電壓URM

最高反向工作電壓是指二極管不被擊穿所允許的最高反向電壓，一般規定最高反向工作電壓為反向擊穿電壓的1/2～1/3。

（3）最大反向電流

最大反向電流是指在規定溫度下，二極管加上最高反向工作電壓時的反向電流值。此值越小，二極管的單向導電性越好。溫度升高時，反向電流會顯著增加。

（4）最高工作頻率

最高工作頻率取決於PN結結電容的大小，結電容越大，二極管允許的最高頻率越低。

除上述參數外，還有最大瞬時電流、最高使用溫度等。

5、溫度對二極管特性的影響

溫度變化時，對二極管的正向電流、反向電流、閥電壓、反向擊穿電壓等都有影響。

1）溫度升高時，正、反向電流增大，閥電壓降低、反向擊穿電壓降低。溫度降低時，上述各項將作相反變化。

2）由於上述各項都反映在伏安特性曲線上，所以隻要觀察一下上圖所示曲線就可看出溫度變化對二極管特性和上述各項參數的影響。與矽二極管相比，鍺二極管受溫度變化的影響要大得多。

6、二極管的選用

1）要正確選用二極管，首先應根據用途決定管子的類型(例如作整流用時，根據功率大小選用普通管或整流管)、鍺管還是矽管；

2）根據工作電路的實際參數(如電壓、 電阻等)選用額定值合適的管子。由於半導體器件的離散性，在管子接入電路前要對管子的主要參數進行測試。

7、二極管使用注意事項

1）二極管使用中電流不能超過最大正向電流，電壓不能超過最高反向工作電壓（峰值），否則會損壞。

2）二極管在電路中的連接要可靠，焊接時宜使用45W以下的電烙鐵，並且焊接速度要快，不能使二極管因過熱而損壞。

8、二極管好壞和極性的判別

1）判別二極管的好壞

（1）將萬用表置於Rx100或Rx1k檔，黑表筆接二極管正極，紅表筆接二極管負極，這時正向電阻值一般在幾十歐到幾百歐之間。紅、黑表筆對調後，反向電阻的阻值應在幾百千歐以上。測量結果符合上述情況，則可初步判斷被測二極管是好的。

（2）如果測量結果阻值都很小，接近零歐姆，說明被測二極管內部PN結擊穿或已短路；反之，如阻值都很大，接近無窮，說明被測二極管內部已斷路。以上兩種情況均說明被測二極管已損壞，不能使用。

2）判斷二極管的極性

同上述方法，當阻值小時，即為二極管的正向電阻，黑表筆接的一端為二極管正極，紅表筆接的一端為二極管負極；當阻值大時，即為二極管的反向電阻，黑表筆接的一端為二極管負極，紅表筆接的一端為二極管正極。

3）注意事項

用萬用表測量二極管時不能用Rx10k檔，因為萬用表高阻檔使用的電池電壓高，這個電壓超過了某些檢波二極管的最高反向電壓，會將二極管擊穿。測量時一般也不用Rx1或Rx10檔，因為歐姆表的內阻很小，和二極管正向連接時電流很大，容易把二極管燒壞。

三、三極管

1、三極管的結構和符號

1）半導體三極管又稱雙極性晶體管（BJT）。它是在一塊鍺基片或矽基片上分別製作出兩個P區、一個N區或兩個N區、一個P區，然後再從這幾個區分別引出電極而成。有兩個P區的管子稱PNP三極管，有兩個N區的管子稱NPN三極管。其結構示意圖與對應的符號如下圖所示。

圖片從上圖可以看出，無論是PNP三極管還是NPN三極管都有兩個PN結，分別稱為發射結與集電結。三個電極分別稱發射極(e)、基極 (b)和集電極(c)。

2）三極管結構上的特點是基區的厚度極薄，摻雜很輕；發射區的尺寸比集電區小，但集電區的摻雜比發射區輕。一般NPN三極管以矽管居多，而PNP三極管以鍺管居多。

2、三極管的功能

1）放大作用

三極管的主要功能是放大作用，根據不同需要，可組成電流放大、電壓放大、功率放大、直流放大等不同電路。

三極管加上工作電壓後有三個電流通過三極管，即發射極電流、基極電流和集電極電流。發射極電流等於基極電流和集電極電流之和。當基極電流有微小變化時，集電極電流相應有一較大的變化，這就是三極管的電流放大作用。

為說明三極管的電流放大作用，如下圖所示，在NPN三極管的三個電極上加適當的電壓。

圖片（1）在上圖所示的電壓極性作用下，發射結處於正向連接(稱正偏)，當電壓Ube大於發射結閥電壓時，PN結導通，發射極(N區)的大量電子載流子進入基區，由於基區摻雜輕，隻有少量的空穴載流子，因此進入基區的電子隻有很少一部分能與基區的空穴相複合，而大量的電子仍繼續向前擴散(即向基區靠近集電區一側擴散)。這些基區的電子在基區(P區)中充當著少數載流子的角色。由於集電結處於反偏，因此這些在基區中的電子以漂移運動的方式進入到集電區，並被集電區所收集。

（2）發射區電子進入基區後，與基區空穴複合掉一部分，這部分電子又被基極正電源Eb拉走，形成基極電流Ib；從發射區進入基區後又漂移到集電區的電子，被集電極正電源Ec拉走形成集電極電流Ic。這兩部分電子被正電源拉走後，又回到發射區，從而形成發射極電流Ie。不難看出：Ie=Ic+Ib。

（3）由於漂移到集電區的電子數比在基區複合掉的電子數多得多，因此形成的集電極電流Ie>>基極電流Ib。

Ib改變，使Ie隨之而變的作用稱三極管的電流控製作用。但被控量Ie的變化比控製量Ib的變化要大得多，工程上將這種以小控大的作用稱之為放大。電子技術領域裏把這種以小電流控製大電流的作用稱為電流放大作用。

2）開關功能

利用三極管在飽和區和截止區的工作狀態組成開關電路，這在脈衝數字電路中得到廣泛應用。

3、三極管的主要參數

1）電流放大係數

電流放大係數用來表征三極管的電流放大能力，可分為靜態電流放大係數和動態電流放大係數。由於特性曲線的非線性，所以隻有在特性曲線近於水平的部分，Ic隨Ib成正比的變化，β值才可認為基本恒定。常用的三極管，其β值約在20-100之間。

2）極間反向電流

在三極管中，除了多數載流子的運動以外，還有少數載流子的運動，這些少數載流子的運動所形成的電流稱極間反向電流。由於少數載流子受溫度的影響較大，因此極間反向電流對三極管的工作有一定的影響。影響較大的極間反向電流有以下兩種。

（1）集電極反向電流(集-基極反向飽和電流)Icbo

當發射極開路時，如下圖 (a)所示，由於Ec>>Eb，所以集電極處於反偏，集電區內的少數載流子空穴在反向電場作用下將向基區漂移。從而形成集-基極反向飽和電流Icbo。飽和電流Icbo的大小表征著三極管質量的好壞。良好的三極管，Icbo應該很小。在室溫下，鍺管的Icbo約幾十微安；小功率矽管的Icbo則在IuA以下，從這點說明矽管的熱穩定比鍺管好。Icbo的大小幾乎與外加電壓無關，但受溫度影響較大，溫度升高時Icbo將增大。

（2）穿透電流(集-射極穿透電流)Iceo

基極開路時集電結處於反偏，發射結處於正偏，此時通過集電極的電流好似直接從發射區穿透到集電區的，故稱其為穿透電流，如上圖(b)所示。對這種情況下的載流子進行分析，可得到穿透電流Iceo與集-基極反向飽和電流Icbo的關係式

Iceo=Iceo+βIcbo=(1+β)Icbo

由於Iceo的存在，所以集電極電流應為

Ic=βIb+Iceo=βIb+(1+β)Icbo

可見集電極電流Ic受Icbo、Iceo及β的影響。而這些量又受溫度的影響，因此要使三極管的穩定性好，管子的極間反向電流應盡量小，而β也不宜過大。

3）極限參數

（1）集電極最大允許電流ICM

集電極電流超過一定值後，β值要下降。當β下降到正常值三分之二時的集電極電流稱集電極最大允許電流ICM。當Ic>ICM時，管子雖不一定損壞，但β值下降得太多。

（2）集-射極擊穿電壓 BUceo

基極開路時，加在集-射極間的最大允許電壓稱集-射極擊穿電壓BUceo。溫度升高時，BUceo要降低。

（3）集電極最大允許耗散功率PCM

由於集電極電流流經集電結時會產生熱量，使結溫升高，並引起參數變化。當三極管受熱而引起的參數變化不超過允許值時，集電極所消耗的最大功率稱集電極最大允許耗散功率PCM。

4、溫度對三極管參數的影響

溫度變化時對三極管參數的影響主要有以下方麵：

1）對發射結閥電壓和輸入特性的影響

溫度升高時，閥電壓降低，輸入特性左移；溫度降低時，則作相反的變化。如下圖(a)所示。

圖片2）對Icbo的影響

溫度升高時Icbo增大，Ic也隨之增大；反之，Icbo減小，Ic也減小，如上圖(b)所示。對矽管來說，Icbo很小，所以與鍺管相比，其影響極微。

3）對電流放大係數的影響

溫度升高時，電流放大係數也將隨之增大。關於這一點，從上圖(b)的輸出特性曲線中也可以看出。

5、三極管使用注意事項

1）組成放大電路的三極管必須有足夠的放大倍數，但放大倍數也不宜過大，放大倍數過大會使電路的穩定性變差。

2）集電極和發射極之間的反向電流要小，反向電流越大三極管工作越不穩定。

3）使用中集電極最大允許電流、集電極和發射極之間的反向擊穿電壓、集電極最大耗散功率不能超過其極限參數。

6、三極管的極性判別

1）基極判別

將萬用表選擇開關撥在歐姆檔，量程選用Rx100或Rx1k。用萬用表的兩根表筆分別對三個電極中的任何兩個進行正接、反接各測一次。如測得電阻均較大，則剩下的電極(未參加測量的那個極)即為基極。

2）管型判別

基極判定後，用萬用表的黑筆(表內電池的正極)接到基極，用紅筆分別測另外兩個電極。如測得的電阻都很大，則該管為PNP型；如測得的電阻均較小，則該管為NPN型。

3）發射極與集電極的判別

（1）對於PNP型三極管，將紅表筆接到假定集電極上，黑表筆接另一未知管腳，右手手指蘸點水，用拇指和食指捏住紅表筆和集電極，用中指碰基極，這樣通過手的電阻給三極管加正向偏流，使三極管導通，記下萬用表指示的阻值。然後再假定另一管腳為集電極，用同樣的方法測試，記下並比較兩阻值，其中阻值小的一次假定集電極是正確的。這是因為發射區產摻雜重，集電區摻雜輕。測得的電阻小，表示Iceo大；而測得的電阻大，則表示Iceo小。即紅表筆所接的管腳是集電極，黑表筆所接的管腳是發射極。

（2）對於NPN型三極管，將紅、黑兩隻表筆對調，用同樣的方法測試。

7、三極管的三種連接方式

BJT是一個三端電流放大器件，在組成四端網絡時，勢必要有一個電極作為輸入與輸出信號的公共端，另外兩個電極分別是輸入端和輸出端。根據所選公共端電極的不同，有三種連接方式，如下圖所示：

四、可控矽(晶閘管)

1、可控矽的結構和符號

1）可控矽也稱晶閘管，它是一個具有三個PN結的四層三端結構，如下圖(a)所示：

它有三個電極，分別稱為陽極(A)、陰極(K)和控製極(門極)(G)。

2）可控矽的圖形符號如上圖(b)。

2、可控矽的工作狀態

可控矽和二極管一樣，有兩種工作狀態：導通和截止。

1）截止狀態

截止又稱反向阻斷，條件是施加反向電壓，即它的陽極與電源的負極相連、陰極與電源的正極相連。

2）導通狀態

可控矽導通的條件，除了像二極管一樣必須具有足夠大的正向電源以外，還必須在控製極與陰極基之間施加一個足夠大的正向觸發電壓(稱觸發信號)。可控矽尚未導通時的狀態稱正向阻斷。

3、可控矽的工作原理

1）根據可控矽的結構，可以把它看成由NPN型晶體管T?和PNP型晶體管T?所組成。如下圖所示：

2）可控矽陽極加上正向電壓UA、控製極加上正向電壓UG時，如下圖所示：

晶體管T?處於正向偏置，由UG產生的控製極電流IG(即T?管的基極電流Ib?)，T?的集電極電流Ic?=β?IG 。Ic?既是T?管的集電極電流又是T?管的基極電流。而T?管的集電極電流Ic?=β?Ic?=β?β?IG。如不計T?管的基極電流，則T?管的發射極電流Ie?≈Ic?=β?β?IG。這一Ie?又反過來作為T?管的基極電流(此時Ib?=Ie?+Ic)，再一次放大。這樣反複循環，形成了強烈的正反饋，使兩個晶體管很快達到飽和，可控矽導通。可控矽導通後，A、K間的壓降(管壓降)很小，電源電壓幾乎全部作用在負載R上，可控矽中就有負載電流通過。

由於Ie?>>IG，所以可控矽一經導通，它的導通狀態完全依靠自身的正反饋作用來維持，即使IG消失，可控矽仍處於導通狀態。

4、可控矽的特性

1）可控矽的特性主要是指它的伏安特性，即當IG為某定值時，陽極電壓UA與陽極電流IA之間的關係曲線。下圖(a)所示是IG=0時的伏安特性。

這條曲線說明：當陽極為正，且UA較低時，三個PN結中的T?處於反偏，此時隻有很小的電流通過管子，稱正向漏電流，相當於二極管反向連接時的反向飽和電流。因此當陽極電流(正向電流)增加時，它基本保持不變，此時可控矽處於正向阻斷狀態。但當陽極電壓增加到某一值時，漏電流突然大增，可控矽由阻斷狀態突然導通，陽極電流大增(其值取決於負載電阻R的大小)，而管壓降僅1V左右。可控矽從正向阻斷突然轉向導通時的陽極電壓稱正向轉折電壓UBO。可控矽導通後逐漸減小正向電壓，正向電流隨之減小。當電流減小到某值時，可控矽從導通狀態轉為阻斷狀態。能保持可控矽繼續導通的最小正向電流稱維持電流IH。當正向電流H時，可控矽正向阻斷。

2）當可控矽加上反向電壓時(A接電源負極)，J?、J?兩個PN結反偏，可控矽處於反向阻斷狀態，此時通過可控矽的電流稱反向漏電流。由於可控矽導通需要兩個條件，因此在第一個條件未滿足的情況下(可控矽反偏)，即使加上IG，它也不會導通。但當反向電壓增加到某一值時，反向電流急劇增大。這種情況稱為可控矽的反向擊穿，與之對應的電壓稱為反向擊穿電壓UBR。

3）上圖(b)所示的曲線是在不同IG時的伏安特性，從曲線可以看出，不同IG時的差異僅在於正向轉折電壓。IG越大，正向轉折電壓越低。

4）以上IG=0時的導通是不允許的，它可能導致管子的損壞，而我們所指的導通是在正向電壓作用下，IG為某一定值(足夠大)的導通，是正常情況下的導通。

5、可控矽的主要參數

1）額定正向平均電流IF

在環境溫度≯40℃和標準散熱及全導通(交流電使陽極為正的半個周期內，可控矽均處於導通狀態，稱全導通)條件下，可控矽可以持續通過的工頻正弦半波電流平均值，稱為額定正向平均電流。通常所說的若幹安培(A)的可控矽，這若幹安培就是指這個電流(IF)；

2）正向阻斷峰值電壓PFV

在控製極斷開和正向阻斷的條件下，可重複加於可控矽的正向峰值電壓稱正向阻斷峰值電壓，規定它比正向轉折電壓UBO小100V。通常所說的可控矽耐壓，就是指這個電壓(PFV)。

3）反向阻斷峰值電壓PRV

在控製極斷開時，可以重複加在可控矽元件上的反向峰值電壓，稱反向阻斷峰值電壓。規定它比反向擊穿電壓小100V。PRV和PFV一般相等，統稱“可控矽的峰值電壓”。

除上述三個主要參數外，還有控製極觸發電壓、控製極觸發電流、維持電流、正反向平均漏電流等。

6、可控矽的常見應用

可控矽用途非常廣泛，常見的應用有以下幾種:

1）可控矽整流

下圖(a)是單相半波可控矽整流電路。與二極管整流電路相比，其輸出電壓的大小，可以用改變控製極觸發信號的輸入時刻來加以改變。即改變下圖(b)中的α角。α角稱控製角，圖中的β角稱導通角。控製角表示可控矽在正向電壓下不導通的範圍，而導通角則表示正向電壓下導通的範圍。單相半波可控整流電路的電壓與電流波形如下圖(b)所示。

2）可控矽開關

在下圖所示的電路中，當可控矽控製極未加控製信號時，可控矽處於阻斷狀態，電路不通。當控製極加上觸發信號後，可控矽導通，電路中就有電流通過。可見此處可控矽起著開關的作用，稱為可控矽開關。但是在這個電路中，可控矽一旦導通就無法關斷，所以還要另設使可控矽關斷的輔助電路。

3）可控矽交流調壓器

（1）下圖(a)是單相可控矽調壓電路。其中SCR?和SCR?可分別在交流電的正、負半周導通。而是否能導通則取決於控製極有無觸發信號和觸發信號加入的時間(即控製角α的大小)。

（2）改變控製角大小的控製方法稱移相控製；而以有無觸發信號進行控製的方法稱零位控製，兩種控製所輸出交流電壓的波形分別如下圖(b)、(c)所示。

圖片

（3）控製角越大，輸出交流電壓就越小；在一個工作周期內，不導通的周期數越多，輸出交流電壓也就越小。

7、可控矽(晶閘管)好壞的判斷

1）初步判斷

（1）將萬用表歐姆擋置於R×10檔，測量陽極與陰極之間和陽極與控製極之間的正、反向電阻，正常值都應在幾百千歐以上；控製極和陰極之間正向電阻約數十歐到數百歐。可初步判斷晶閘管是好的。如發現任何兩個極短路或對陰極斷路，則晶閘管已經損壞。

（2）注意事項：測量時，特別是測量控製極和陰極的阻值時，絕不允許使用萬用表R×10k檔，以防表內高壓擊穿控製極的PN結。

2）接線試驗

圖片合上開關QS時，小燈泡不亮，再按一下按鈕SB，小燈泡如果發亮，說明晶閘管良好，能夠投入電路工作。

8、可控矽的常用保護

可控矽元件的主要弱點是承受過電流和過電壓的能力很差，即使短時間的過電流和過電壓，也可能導致可控矽的損壞，所以必須對它采用適當的保護措施。

1）過電流保護

可控矽出現過電流的主要原因是過載、線路短路和誤觸發。過電流保護有以下幾種:

（1）快速熔斷器

快速熔斷器中的熔絲是銀質的，隻要選用適當，在同樣的過電流倍數下，它可以在可控矽損壞前先熔斷，從而保護了可控矽。

（2）過電流繼電器

當電流超過過電流繼電器的整定值時，過電流繼電器就會動作，切斷被保護電路。但由於繼電器動作到切斷電路需要一定的時間，所以隻能用作可控矽的過載保護。

（3）過載截止保護

利用過電流的信號將可控矽的觸發信號後移，或使可控矽的導通角減小，或幹脆停止觸發等保護可控矽的方法稱過載截止保護。

2）過電壓保護

過電壓可能導致可控矽的擊穿，其主要原因是由於電路中電元件的通斷、熔斷器熔斷或可控矽在導通與截止間的轉換，有時也可能是因遭受雷擊。對過電壓保護可采用以下兩種措施:

（1）阻容保護

阻容保護就是電阻和電容串聯後，接在可控矽電路中的一種過電壓保護方式。其實質是利用電容器兩端電壓不能突變和電容器的電場儲能以及電阻是耗能元件的特性，把過電壓的能量變成電場能量儲 存在電場中，並利用電阻把這部分能量消耗掉。

（2）硒堆保護

硒堆由硒整流片疊成(用CP表示)。當硒堆上的電壓超過規定值時，硒堆擊穿，達到抑製過電壓對可控矽的衝擊。過電壓消失後，硒堆由擊穿狀態恢複到正常。

五、邏輯門電路

1、基本概念

1）門電路

門電路是數字電路的基本單元部件，如果把電路的輸入信號看作“條件”，把輸出信號看作“結果”，當“條件”具備時，“結果”就會發生。

2）邏輯門電路

門電路輸入和輸出之間存在一定的邏輯關係，所以門電路又稱邏輯門電路，是實現一定邏輯關係的開關電路。

3）基本門電路

實現基本邏輯關係的電路稱為基本門電路，有與門、或門和非門。而複合門電路由三種基本門電路組成。

4）正、負邏輯

在數字係統中，電位的高、低與數字信號1、0相對應。對應的方法稱為邏輯約定。1表示高電平，0表示低電平，約定為正邏輯；0表示高電平，1表示低電平，約定為負邏輯。一般無特殊說明時均采用正邏輯。

2、基本門電路

1）與門電路

（1）二極管與門電路

如上圖，與門電路可由二極管和電阻組成。A、B全部輸入低電平時，二極管DA、DB加正向電壓導通，F端輸出低電平；A、B兩端電位相異時，由於二極管DA、DB的陽極連在一起，所以陰極輸入低電位的先導通，並將F端電位鉗位在低電平，而另一個則因加反向電壓而截止，隔離了輸入高電平對輸出F端的影響，使F端始終保持低電平；A、B兩端全部輸入高電平時，二極管DA、DB仍因加正向電壓而導通，F端輸出高電平。

（2）與門電路的邏輯功能為：輸入有0，輸出為0；輸入全1，輸出為1。

2）或門電路

（1）二極管或門電路

如上圖，在二極管組成的或門電路中， 因為DA、DB兩個二極管的陰極連在一起，所以隻要A、B端有一個或一個以上為高電平，F端輸出就為高電平；隻有輸入全為低電平時，輸出才為低電平。

（2）或門電路的邏輯功能為：輸入有1，輸出為1；輸入全0，輸出為0。

3）非門電路

（1）晶體管非門電路

a、如上圖，在晶體管組成的非門電路中，隻有一個輸入端和一個輸出端，當A端輸入低電平時，晶體管截止，集電極輸出F端的電壓為高電平；反之，A端輸入高電平時，晶體管飽和，F端為低電平。

b、電路中負電源UBB的作用是：保證A端為低電平時，晶體管能很可靠截止。

c、電源UD和二極管D的作用是：組成鉗位電路，保證晶體管截止時輸出電壓值為規定的高電平。

（2）非門電路的邏輯功能為：輸入為0，輸出為1；輸入為1，輸出為0。

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