常用电子元器件的原理与使用 电子元器件, 原理

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半导体基本知识：
  半导体二极管、三极管、场效应管是电路中最常用的半导体器件，PN结是构成各种半导体器件的重要基础。
   导电能力介于导体和绝缘体之间的物质称为半导体。具有热敏、光敏、掺杂特性；根据掺入的杂质不同，可分为：N型半导体、P型半导体。
   PN结是采用特定的制造工艺，使一块半导体的两边分别形成P型半导体和N型半导体，它们交界面就形成PN结。PN结具有单向导电性，即在P端加正电压，N端接负时PN结电阻很低，PN结处于导通状态，加反向电压时，PN结呈高阻状态，为截止,漏电流很小。
   
一、二极管

  将PN结加上相应的电极引线和管壳就成为半导体二极管。
  P结引出的电极称为阳极（正极），N结引出的电极称为阴极（负极），原理图中一般常用D1、D2、D？等表示。     
  二极管正向导通特性（死区电压）：硅管的死区电压大于0。5V，诸管大于0。1V。用数字式万用表的二极管档可直接测量出正极和负极。利用二极管的单向导电性可以组成整流电路。将交流电压变为单向脉动电压。
  使用注意事项：
  1、在整流电路中流过二极管的平均电流不能超过其最大整流电流；
  2、在震荡电路或有电感的回路中注意其最高反向击穿电压的使用问题；
  3、整流二极管不应直接串联（大电流时）或并联使用，串联使用时，每个二极管应并联一个均压电阻，其大小按100V（峰值）70K左右计算，并联使用时，每个二极管应串联10欧的电阻均流，以免个别元件过载。
  4、二极管在容性负载线路中使用时，额定整流电流值应降低20%使用。
  分类：稳压二极管、光敏二极管、发光二极管、变容二极管、肖特基二极管、快恢复二极管等。
  1、光敏二极管，又称光电二极管，其PN结也是工作在反偏状态（和稳压二极管一样），是一种光接受器件；其反向电流随光照强度的增加而上升，反向电流与照度成正比。其可用于光的测量，当制成大面积的光电二极管时，能将光能直接转换成电能，就是光电池。
  2、光敏电阻  也是利用半导体光电材料制成的，在光的照射下其电阻值随光的强度变化，光照越强阻值越小，其符号如图：
二、三极管
   三极管顾名思义，就是器件有三个电极，本站只做简单的介绍；三极管的物理结构是由PN结构成的，这样因PN 结有正负和方向性，所以其不同的组合就构成NPN、PNP两种类型符号如图：
        NPN型正确使用为Vc>Vb>VeNP型正确使用为：Ve>Vb>Vc
   三极管结构上的特点是：含有两个背靠背的PN结，发射区掺杂浓度高，基区很薄且掺杂浓度低，集电结面积大等。以上特点就使三极管具有电流放大的作用。其放大倍数用β表示，使用时可以根据需要选用。原理图中常用Q1、Q2、Q？等表示。
   三极管的主要参数：
1。电流放大系数/β、β
   （1）共射直流放大倍数/β：当三极管接成共发射电路时，在静态（无输入信号）时集电极电流Ic（输出电流）与基极电流Ib（输入电流）的比值称为共发射静态电流（直流）放大系数
                           /β=Ic/Ib
    (2）共射交流电流放大倍数β：当三极管工作在动态（有输入信号）时，基极电流的变化量为△Ib,它引起集电极电流的变化量△Ic.    β=△Ic/△Ib
2。极间反向电流
   （1）Icbo为发射极开路时，集电极和基极间的反向饱和电流，小功率硅管的Icbo小于1uA,诸管的Icbo约为10uA左右。
   （2）Iceo为基极开路时，由集电极穿过基极流入发射区的穿透电流，它是Icbo的（1+/β）倍。
                 Iceo=（1 +/β）*Icbo
由于Icbo受温度影响很大，故温度变化对Iceo和Ic的影响更大，选用管子时，一般希望极间反向饱和电流尽量小些。

  三极管在使用时其输出特性分为四个工作区：
1。放大区，在放大区，Ic=/βIb，Ic和Ib成正比的关系。三极管处于放大状态的条件是发射结正偏，集电结反偏。
2。截止区，硅管Ube小于0.5V时，即截止，
3。饱和区，指Ic不能随Ib的增大而成比例增大，即Ic处于“饱和”状态。此时发射结和集电结都处于正向偏置。
4。击穿区，当Uce大于某一值后，Ic开始剧增，这个现象称为一次击穿，三极管一次击穿后，集电极电流突增，只要电路中有合适的限流电阻，击穿电流不过大，时间短时，三极管是不至于烧毁的。在集电极电压降低后，三极管仍能恢复正常工作，所以一次击穿过程是可逆的。

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三、电阻

   电阻是：起限流、降压作用。

   电阻的分类与命名方法：
  

第一部分：主称		第二部分：材料		第三部分：特征分类			第四部分
符号	意义	符号	意义	符号	意义
					电阻器	电位器
R	电阻器	T	碳膜	1	普通	普通
W	电位器	H	合成膜	2
		S	有机实心	3	超高频
		N	无机	4	高阻
		J	金属膜	5	高温
		Y	氧化膜	6
		C	沉积膜	7	精密
		I	玻璃	8	高压
		P	硼碳	9	特殊
		U	硅碳	G	高功率
		X	线绕	T	可调
		M	压敏	W		微调
		G	光敏	D		多圈
		R	热敏	B	温度
				C
				P	旁热
				W	稳压
				Z	正温度

如：RJ7，就表示精密金属膜电阻器；WXD---表示多圈线绕电位器。

  电阻的阻值及精度等级一般用文字或数字印于电阻器上，现常用色环表示；现在电阻有四色环的也有精度高达1%的五色环电阻。颜色和数字对应如下：

棕	红	橙	黄	绿	蓝	紫	灰	白	黑	金	银
1	2	3	4	5	6	7	8	9	0	0.1	0.01

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四、光隔离器件
  光耦合器又称光电耦合器，是由发光源和受光器两部分组成。发光源常用砷化镓红外发光二极管，发光源引出的管脚为输入端。常用的受光器有光敏三极管、光敏晶闸管和光敏集成电路等。受光器引出 的管脚为输出端。光耦合器利用电---光----电两次转换的原理，通过光进行输入与输出之间的耦合。
  光耦合器输入与输出之间具有很高的绝缘电阻，可以达到10的10次方欧姆，输入与输出间能承受2000V以上的耐压，信号单向传输而无反馈影响。具有抗干扰能力强、响应速度快、工作可靠等优点，因而用途广泛。如在：高压开关、信号隔离转换、电平匹配等电路中。
   光隔离常用如图：

五、电容
    有电解电容、瓷片电容、涤纶电容、纸介电容等。
    利用电容的两端的电压不能突变的特性可以达到滤波和平滑电压的目的以及电路之间信号的耦合。电解电容是有极性的（有+、-之分）使用时注意极性和耐压。
     电路原理图一般用C1、C2、C？等表示。