[工学]电子行业培训教材.doc

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1、上海国龙仪器仪表厂员工岗位培训教材上海国龙仪器仪表厂员工岗位培训教材内 部 使 用目 录第一章 电工基础 3 第一节 电流、电压、电位、电功率 3 第二节 电阻元件 4 第三节 电容元件 7 第四节 电感元件 9 第五节 电压源与电流源 9 第六节 基尔霍夫定律 12 第七节 简单的电阻电路 13 第八节 正弦交流电路 14第二章 模拟电子技术基础 19 第一节 PN结 19 第二节 半导体二极管 20 第三节 双极型晶体管 22 第四节 集成运算放大器 24第三章 数字电子技术基础 29 第一节 数制和码 29 第二节 半导体的开关特性 31 第三节 逻辑代数 33 第四节 集成逻辑门 37

2、 第五节 组合逻辑电路 42 第六节 触发器 44 第七节 时序逻辑电路 50 第八节 脉冲波形的产生与变换 52 第九节 模数（A/D）转换 58 第十节 数模（D/A）转换 64第四章 晶闸管变流技术 65 第一节 晶闸管的结构和工作原理 第二节 晶闸管的应用 第五章 TCW-32系列温控仪 第一节 测温原理 第二节 仪表分类 第三节 接线方法 第四节 PIDU调节规律 第五节 附加功能 第六章 TCW-33系列阻焊控制器 第一节 电阻焊原理 第二节 电阻焊控制器分类 第三节 TCW-33EI阻焊控制器 第四节 TCW-33EIII阻焊控制器 第五节 TCW-33D多点焊控制器 第六节 T

3、CW-33F缝焊控制器 第一章 电工基础 电路就是电流所通过和路径。实际电路是由一些电路器件用导线连接起来组成的。所谓电路器件是指电阻器、电感器、电容器、开关、晶体管等等 。为了便于对实际电路进行分析，将实际电路器件理想化（或模型化），即在一定条件下突出其主要电磁性质，忽略其次要因素，将其近似地看作理想电路元件。由一些理想元件组成的电路，就是实际电路的模型。一般将理想电路元件称为元件，将电路模型称为电路。电路中所应用的元件，按工作时的电特性可分为两类：一类元件工作时可以向电路提供电能，称为电源；另一类元件在工作时吸收电能并将电能转化为其形式的能量，如电能、光能、机械能等，这类元件称为负载。负载

4、主要有三种：电阻、电容和电感 。第一节 电流、电压、电位、电功率一、 电流和电流的参考方向电流是由电荷有规则的定向流动形成的。电流的大小用电流强度来衡量，电流强度等于单位时间内通过导体某横截面的电量。电流强度简称电流，用字母i表示 ，若在时间dt内通过导体截面的电量为dq ，则有在国际单位制中，电流i的单位是安培（A），简称安；电量q的单位是库仑（C）；时间的单位是秒（S） 。大小和方向都不随时间变化的电流称为直流电流，用大写字母I表示 。习惯上把正电荷的流动方向（电子移动的反方向）作为电流的实际方向 。在电路分析中有时不容易判断出电流的实际方向，我们可以以任意选定一个方向作为电流的参考方向。

5、当电流的实际方向与参考方向相同时，为i0,当电流的实际方向与参考方向相反时，i 0 ；因此i的值是个有正负的代数量。 i0 i 0二、电压和电压的参考方向 电场力把单位正电荷从a点移到b点所做的功W ，称为a、b两点间的电压 。在国际单位制中，功W的单位是焦耳（J），电压u 的单位是伏特（V），简称伏 。在电场内两点间的电压也称为两点间的电位差，即Uab=Va-Vb式中Va为a点的电位，Vb为b的点的电位。电压和能量的关系密切，如果正电荷由a点移动到b点是失去能量，则a点为高电位，b点为低电位。电压是标量，但在分析电路时，和电流一样，我们也说它具有方向性，也可用箭头表示。电压的实际方向规定为由

6、高电位端指向低电位端。与电流的参考方向类似，可以任意选取电压的参考方向。当实际方向与参考方向相同时，电压为正值，当实际方向与参考方向相反时，电压为负值，如图所示。 u0 u 0电压的方向还可以用极性表示，若a点电位高于b点电位，则为正极用”+”号表示，b点为负极，用”-”号表示。于是，在分析电路时电压的参考方向也可以用参考极性表示。参考极性也可任意假定，如果电压的真实极性与假定的参考极性相同，则电压为正值，如果电压的真实极性与参考极性相反，则电压为负值。一个元件或者一段电路中电流和电压的参考方向均可任意假定，二者可以一致，称为关联参考方向；如果不一致称为非关联参考方向 。大小和方向不随时间变化

7、的电压称为直流电压U 。三、电位在电路分析中，电路中某点电位值采用这样的方法来确定，即在电路中选定一点作为参考点，并将参考点的电位规定为0 ，则某点与参考点之间的电压就称为该点的电位。 四、电功率在电路中，有的元件吸收电能，并将电能转换成其它形式的能量，有的元件是将其它形式的能量转换成电能，即向电路提供电能。电功率是指单位时间内元件所吸收或发出的电能，在电路中，电功率常称为功率P，P = UI 。 在国际单位制中，电功率的单位是瓦特（W），简称瓦 。在电压和电流的关联参考方向下，当实际计算结果P0，表明这段电路是吸收功率；当实际结果P0，则这段电路发出功率 。第二节 电阻元件有些实际部件如电阻

8、器、电灯、电炉等在电路中工作时要消耗电能，并且将电能转换成热能、光能或机械能等。反映电能消耗的电路参数叫电阻。实际部件的电阻特性在电路用电阻元件来模拟，电阻元件也常常简称为电阻，用R表示。一、 欧姆定律欧姆定律：通过电阻R的电流I与作用在电阻两端的电压U成正比 ，即I = U / R 。在国际单位制中，电阻的单位是欧姆，简称欧 。电阻的导数叫电导，用G表示 在国际单位制中，电导的单位是西门子S，简称西 。如果说电阻反映一个电阻元件对电流的阻力，那么电导就可以作为衡量一个电阻元件导电能力强弱的标志 。根据欧姆定律，可以导出以下两种形式：P = UI = I2 R P = UI = U2 / R二

9、、电阻的标识1、色环电阻的识别方法色环电阻是应用于各种电子设备的最多的电阻类型，无论怎样安装，维修者都能方便的读出其阻值，便于检测和更换。但在实践中发现，有些色环电阻的排列顺序不甚分明，往往容易读错，在识别时，可运用如下技巧加以判断： 技巧1： 先找标志误差的色环，从而排定色环顺序。最常用的表示电阻误差的颜色是：金、银、棕，尤其是金环和银环，一般绝少用做电阻色环的第一环，所以在电阻上只要有金环和银环，就可以基本认定这是色环电阻的最末一环。技巧2： 棕色环是否是误差标志的判别。棕色环既常用做误差环，又常作为有效数字环，且常常在第一环和最末一环中同时出现，使人很难识别谁是第一环。在实践中，可以按照

10、色环之间的间隔加以判别：比如对于一个五道色环的电阻而言，第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些，据此可判定色环的排列顺序。技巧3： 在仅靠色环间距还无法判定色环顺序的情况下，还可以利用电阻的生产序列值来加以判别。比如有一个电阻的色环读序是：棕、黑、黑、黄、棕，其值为：100104=1M误差为1，属于正常的电阻系列值，若是反顺序读：棕、黄、黑、黑、棕，其值为140100=140，误差为1。显然按照后一种排序所读出的电阻值，在电阻的生产系列中是没有的，故后一种色环顺序是不对的。电阻按材料分一般有：碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻、线饶电阻等。一般的家庭电器使用碳膜电阻较多，因为它

11、成本低廉。金属膜电阻精度要高些，使用在要求较高的设备上。水泥电阻和线饶电阻都是能够承受比较大功率的，线饶电阻的精度也比较高，常用在要求很高的测量仪器上。 小功率碳膜和金属膜电阻，一般都用色环表示电阻阻值的大小，这也是我们在学习电阻的很重要的一步。下面详细说明。 色环电阻分为四色环和五色环，先说四色环。顾名思义，就是用四条有颜色的环代表阻值大小。每种颜色代表不同的数字，如下： 棕1 红2 橙3 黄4 绿5 蓝6 紫7 灰8 白9 黑0 金、银表示误差 各色环表示意义如下： 第一条色环：阻值的第一位数字； 第二条色环：阻值的第二位数字； 第三条色环：10的幂数； 第四条色环：误差表示。 例如：电阻

12、色环：棕绿红金， 第一位：1； 第二位：5；第三位：10的幂为2（即100）； 误差为5%； 即阻值为：15100=1500欧=1.5千欧=1.5K 还有精确度更高的“五色环”电阻，用五条色环表示电阻的阻值大小，具体如下： 第一条色环：阻值的第一位数字； 第二条色环：阻值的第二位数字； 第三条色环：阻值的第三位数字； 第四条色环：阻值乘数的10的幂数； 第五条色环：误差（常见是棕色，误差为1%） 有些五色环电阻两头金属帽上都有色环，远离相对集中的四道色环的那道色环表示误差，是第五条色环，与之对应的另一头金属帽上的是第一道色环，读数时从它读起，之后的第二道、第三道色环是次高位、次次高位，第四道环

13、表示10的多少次方，例如某电阻色环电阻顺序为：红(2)-黑(0)-黑(0)-黑-棕，则它表示该电阻阻值为：200100。再如棕-黑-黑-红-棕，表示该电阻阻值为：100102=10000=10K。可见，四色环电阻误差为5-10%，五色环常为1%，精度提高。 例如：有电阻：黄紫红橙棕 ，前三位数字是：472， 第四位表示10的3次方，即1000， 阻值为：4721000欧=472千欧（即472K）。2、贴片封装电阻的识别方法A：E-24标注方法E-24标注法有两位有效数字，精度在2%（-G），5%（-J），10%（-K）（1） 常用电阻标注XXY XX代表底数，Y代表指数例如470 = 4710

14、3 = 10k224 = 220k（2） 小于10欧姆的电阻的标注用R代表单位为欧姆的电阻小数点，用m代表单位为毫欧姆的电阻小数点例如1R0 = 1.0R20 = 0.205R1 = 5.1R007 = 7.0m4m7 = 4.7mB：E-96标注方法E-96标注法有三位有效数字，精度在1%（-F）(1) 常用电阻标注XXXY XXX代表底数，Y代表指数例如4700 = 4701003 = 100k2203 = 220k(2) 小于10欧姆的电阻的标注用R代表单位为欧姆的电阻小数点，用m代表单位为毫欧姆的电阻小数点例如1R00 = 1.00R200 = 0.2005R10 = 5.10R007

15、 = 7.00m4m70 = 4.70m第三节 电容元件 电容元件和电感元件能够储存能量，称为储参元件。含有储能元件的电路从一个状态变化到另一个状态需要经过一段短暂的时间，这个过程称过渡过程。一、 电容元件 电容元件由两个相互绝缘的极板组成。在电容元件的两端加电压u ，两个极板上分别聚集数量相等、符号相反的电荷，所聚集的电量q与所加电压之比称为电容元件的电容，用C表示：C = q / u 在国际单位制中，电容量的单位为法拉（F） ，简称法 。电容元件的符号如下图所示。“电容”一词及字母C既用来表示电容元件，也用来表示它的参数。电容量C为常数，即C与电压u无关的电容元件，称为线性电容元件 。在电

16、压、电流为关联参考方向时，有：由C = q / u ，得：在电路中，如果电容元件的电压u不变化，可知电流i=0，此时电容相当于开路。二、 电容标识 1、 介质分类： 钽电解 ：CA 铌电解：CO 复合介质：CH 漆膜介质：CQ 铝电解：CD 云母：CY 其它电解：CE 合金电解：CG 高频瓷介：CC 低频瓷介：CT 聚苯乙稀：CB 涤纶：CL 聚丙稀：CBB 玻璃膜：CO 聚四氟稀：CBF 聚碳酸脂：CLS 金属化纸介：CJ2、 容量：1F=1000mF 1mF= 1000uF 1uF=1000nF 1nF=1000PF3、 直标法：A 、带小数点的单位为uF 如：0.047为0.047uFB

17、 、不带小数点的单位为PF ，前两位为有效数字，第三位为0的个数 。如103为10000PF即0.01uF ;104为100000PF即0.1UF 。4、色标法：色标法同电阻标注方法相同 。第四节 电感元件一、楞次定律： 闭合回路中感应电流(感应电动势)的方向，总是使它产生的磁场去阻碍引起感应电流(感应电动势)的磁通量的变化。当通过回路的磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反；当通过回路的磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同。当磁体与线圈由于相对运动产生感应电流时，用楞次定律判定出的感应电流方向总是起阻碍相对运动的作用。我们可把楞次定律表述为：感应电流的效果总是反抗引起感应电流的

18、原因。二、电感线圈的导线中有电流i通过时，产生磁通若线圈的匝数为N，则穿过线圈中各匝的磁通的代数和称为磁通链 。磁通的参考方向与电流的参考方向满足右手螺旋法则时，磁通链与电流的比值 L = / i 为一正数，称为线圈的电感 。电感的大小反映了线圈通电以后产生磁通链能力的强弱。在电路中，一个实际的电感特性用电感元件来表示，电感元件的符号如下图所示。通常电感用字母L表示，在国际单位制中，磁通链的单位是韦伯（W），电感L的单位是亨利（H），简称亨 。当L为常数时，与i呈线性关系，满足这个条件的电感元件称为线性电感 。 上式说明：感应电压的大小与电流的弯化率成正比。当电感中电流不变化时，感应电压为0，

19、电感两端相当于短路。电感电压等于它的感应电压 。第五节 电压源与电流源一、 电压源理想电压源简称电压源，它是一个理想二端元件。它在工作时，无论接在它输出端的负载如何变化，其输出端电压保持不变，而它输出的电流与之所连接的外电路（负载）有关。所谓输出端电压不变，在直流情况下就表现为恒定的常数；而对于交流情况则表现为按照某一固有规律随时间而变化的函数。直流电压源在电路中符号如图a所示，其中Us为电压源的输出电压，而“+”“-”号是其参考极性。直流电压源也可以用图b所示的符号表示，长线段代表参考极性的“+”极，短线段代表参考极性的“-”极。 图 a 图b如果电压源的电压Us = 0 ，它在电路中相当于

20、短路，而不是开路。二、电流源理想电流源简称电流源，电流源是一个理想二端元件。它在工作时，无论接在它输出端的负载如何变化，其输出的电流保持不变，而它两端的电压则与之所连接的负载有关。所谓输出电流不变，在直流情况下表现为恒定的常数；而对于交流情况则表现为按照某一固有规律随时间而变化的函数。直流电流源在电路中的符号如图所示，其中Is表示电流源的输出电流，箭头的指向为其参考方向。 Is = 0的电流源在电路中相当于开路。 三、电压源与电流源的等效变换为了使电路的分析易于进行，常常用等效变换的方法简化或者变换电路结构。所谓等效变换是对外电路而言的，当用新的电路结构替代电路中某一部分结构时，必须不影响电路

21、中其他未被变换部分的电压和电流。也就是说，伏安特性相同的部分电路可以等效变换。1、 等效电压源两个电压源串联，可以用一个等效的电压源替代 。如图Us = Us1 + Us22、 等效电流源两个电压源并联，可以用一个等效的电流源替代 。如图Is = Is1 + Is23、 实际电源的两个电路模型及其等效变换。一般来说，实际电源不仅产生电能，同时本身还要消耗电能。因而实际电源的电路模型通常由表征产生电能的电源元件和表征消耗电能的电阻元件组合而成。电源元件有电压源和电流源两种，故实际电源的电路模型也有两种，一种是电压源模型，另一种是电流源模型。电压源模型是用理想电压源与电阻的串联来表示实际电源的电路

22、模型，如图所示，图中Us是理想电压源的输出电压，它在数值上等于实际电源的电动势，Rs称为电源的内电阻。此模型的输出电压U与输出电流I有关，按图中所示电压和电流的参考方向，有U = Us RsI。 电流源模型是用理想电流源与电导的并联来表示实际电源的电路模型，如图所示。图中Is是理想电流源的输出电流，Gs称为电源的内电导（将它的倒数称为内阻）。此模型的输出电流与端电压有关，按图中所示电压和电流的参考方向，有 I = Is GsU 。 将上图进行比较可以看到，如果满足Is=Us/Rs 、Gs=1/Rs这两个条件，则这两个模型就有相同的伏安特性。对外电路来说，它们是等效的，因此在分析电路的过程中，可

23、以进行互换。可以将电源两种模型的等效互换加以推广，即一个理想电压源与电阻串联的组合电路可以和一个理想电流源与电阻并联的组合电路进行等效互换，并不要求这个电阻一定是电源的内电阻。第六节 基尔霍夫定律在分析电路时，我们经常把电路中通过同一电流的分支叫做支路。支路可由一个二端元件构成，或者由多个相互串联的二端元件构成 。电路中三条或以上的支路相连接的点称为节点 。电路中由支路构成的任何闭合路径叫回路。基尔霍夫定律是分析电路问题的基本定律，它包括二条定律：基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律，分别对应电路中的节点和回路。一、基尔霍夫电流定律 基尔霍夫电流定律（KCL）又称为基尔霍夫第一定律：对电路中的任

24、何一个节点，流出（流入）电流的代数和为零。或者说，对任何一个节点，流出该节点的电流之和等于流入该节点的电流之和。建立节点电流方程时，要注意根据各支路电流的参考方向是流出节点还是流入节点来决定它们前面的+、-号。以上图所示电路节点b为例，按“流出节点电流的代数和为0”可列出节点电流方程： -I2 +I3 + I5 = 0按“流入节点电流的代数和为0”可列出节点电流方程：I2 - I3 - I5 = 0按“流出电流之和等于流出电流之和”可列出节点电流方程：I3 + I5 = I2 基尔霍夫电流定律可以由任意一个节点推广到任意一个闭合面。可假想一个封闭面将所讨论的那部分电路包围起来，则对这个闭合面来

25、说，电流的代数和也等于零。这种假想的闭合面可称为电路的广义节点。 有： I1 = I2 + I3二、基尔霍夫电压定律基尔霍夫电压定律又称为基尔霍夫第二定律（KVL）：沿任一闭合回路绕行一周，各支路电压的代数和恒等于零。应用基尔霍夫电压定律列电压关系式时，先要任意选定回路的绕行方向，当回路内每段电压参考方向与回路绕行方向一致时为正，相反时为负 。如图：图中所示电路中的abda回路，若选定按顺时针方向绕行时，可列出回路电压方程： U2 + U5 U4 = 0第七节 简单的电阻电路一、 电阻的串联在串联的情况下，流过各个元件的是同一个电流。根据基尔霍夫电压定律，有 U = U1 + U2 = R1*

26、i + R2* i = (R1+R2)*i U = R * i 即R = R1 + R2 电阻R1两端的电压：电阻R2两端的电压： 上式反映了两个电阻串联时的电压分配关系，称作分压公式 。 二、电阻的并联元件在并联时，各个元件两端承受的是同一个电压。根据基尔霍夫电流定律，有即：流过R1的电流：流过R2的电流： 上式反映了两个电阻并联时的电流分配关系，称为分流公式 。第八节 正弦交流电路 一、正弦交流电的三要素 在电力和电子技术中使用正弦交流电，瞬时值的一般表达式为 从表达式可以看出，每个正弦量都包含有三个基本要素：振幅（Um或Im）、角频率w 和初相位 。1、 振幅（最大值）正弦量的瞬时值中最

27、大的值叫最大值或振幅，一般用大写字母并带m下标来表示，如Um、Im分别表示电压和电流的最大值 。2、 角频率正弦交流电每完成一个循环，在时间上是经过了一个周期 T ，正弦函数的角度变化360度（2Pi弧度）。我们把单位时间内变化的角度叫做角频率w ，而单位时间内交流电循环了f次，因此有 w = 2Pif 。f 为交流电的频率，我国电网频率f 为50Hz 。3、初相位正弦交流电表达式中，wt + 表示正弦量变化的角度，称为该正弦交流电的相位角，单位是弧度 。二、正弦交流电的有效值正弦交流电的有效值是根据电流的热效应原理来定义的。设有一交流电流i通过一个电阻R，在一个周期内产生的热量为Qa ，若与

28、一个直流电流I通过相同电阻R在相同时间内产生的热量Qd相等，则这一直流电流的值就称为该交流电流的有效值。交流电流i通过电阻R时，在一个周期T内产生的热量为：直流电流I在相同时内通过电阻R产生的热量为：若两者相等，得交流电流的有效值为：对于交流电压则有：三、正弦交流电路的功率1、瞬时功率假设负载电流为I =Imsinwt ,负载电压为U=Umsin(wt+),其中为电压与电流的相位差，则该电路的瞬时功率为：P= U I = Umsin(wt+)* Imsinwt =UIcos Uicos(2wt+) 可以看出，瞬时功率值有正有负，正值表示负载从电源吸收能量，负值表示负载将储存的能量返还给电源。在

29、给定的时间内正负两部分的差值就是负载在这段时间内消耗的电能。2、有功功率在一个周期内，电路所吸收的平均功率叫做有功功率 ，即P=UIcos有功功率不仅与电压、电流的积有关，而且与电压、电流的相位有关。对于正弦交流电路来说，计算功率比直流电路多出了一个cos ,它是电压与电流相位差的余弦，称为功率因数，称为功率因数角。功率因数的大小取决于电路参数，在纯阻性负载情况下，=0，cos=1,P=UI ;负载情况下，=pi/2 ，cos=0 ,P= 0 .3、 视在功率和无功功率在正弦交流电中，电压有效值U与电流有效值I的积称为视在功率，单位为VA 。S = UI在工程上，还引用无功功率的概念，用字母Q

30、表示，单位为var Q =UIsin视在功率、有功功率和无功功率的关系为四、三相交流电路工业生产中普遍使用的交流电源是三相交流电源，简称三相电源。它可以提供三个幅值相等、频率相同而相位互差120度的正弦电压。由这种电源供电的电路叫三相交流电路或简称三相电路。1、 三相电源的连接方式 (1)三相电源的星形（Y）接法星形接法的特点是将三个线圈的末端连接在一起为公共端，公共端与三个起起端一起向外引出四条线，或者只由三个始端向外引出三条线。就供电方式而言，前者称为三相四线制，后者称为三相三线制。工业生产和日常生活中使用的低压三相系统中，大多采用三相四线制。在星形接法中，从公共端N点引出的线称为中线或零

31、线。由于在低压供电系统中，中线往往与大地直接相连，故中线又俗称地线。从各相线圈始端引出的三条输电线称为相线，俗称火线。相电压：每条端线与中线之间的电压，也就是每相线圈两端的电压，称为相电压 ；线电压：任意两根端线之间的电压，称为线电压 ；线电压与相电压之间的关系：若用U1表示线电压的有效值，用UP表示相电压有效值，有： 日常生活中照明灯用的220V是电源的相电压，线电压则为 （2）三相电源的三角形（）接法 这种接法只能是三相三线制，没有公共端。任意二条输出线之间的电压就是各相线圈两端的相电压，即线电压就是相电压。2、 三相负载的连接方式(1) 三相负载的星形（Y）接法将三相负载的末端接成一个公

32、共端，与电源的中线相连，三条始端分别接到电源的三条端线上去，这种接法就是三相负载的星形接法。 在这种接法下，每相负载上的电压等于电源相应的各相电压，而两相负载始端之间的电压，等于电源相应的各线电压。三相负载中，每相负载中流过的电流叫做负载的相电流，三条端线上的电流叫做线电流。显然，在三相负载星形接法时，相电流也就是线电流。ia + ib + ic = in 如果各相负载完全相同，即Za = Zb = Zc ，这样的负载称为三相对称负载，此时in = 0 。在三相对称负载星形连接时，中线中没有电流通过，这时种情况下中线可以省去。如果本相负载不对称时，中线电流不等于零，则中线不可省去。否则会使用电

33、设备得不到正常工作时所需的相电压。（2）三相负载的三角形（）接法 将三相负载依次首尾相连接，然后三个连接点分别接到三相电源的三条端线上去，这种接法叫做三相负载的三角形接法。这种方式只能采用三相三线制的供电方式。在这种接法下，每相负载上的相电压就是电源相应的线电压，而电流为：Ia = iab icaIb = ibc iabIc = ica ibc对称三相负载三角形接法时，线电流也是一组对称电流，线电流的大小是相电流的3 倍 ，相位滞后于组成它的两个相电流中滞后想的相电流30.综上，对称三相负载星形连接时（三相四线制和三相三线制），负载相电压与线电压，负载相电流与相电流的有效值之间的关系是：Ul

34、= 3 U pIl = ip 而对称三相负载三角形连接时，负载相电压与线电压，负载相电流与相电流的有效值之间的关系是：Ul = U pIl = 3 ip 第二章 模拟电子技术基础第一节 PN结一、 半导体自然界的物质按其导电性能分类，大体上可分为导体、绝缘体和半导体。制造半导体的主要材料是硅和锗。纯净的结构完整的半导体称为本征半导体。本征半导体中载流子浓度小，导电能力较弱，而且对温度变化敏感，不利于实际应用，实际上用来制造半导体器件的都是“杂质”半导体。人们在纯净的半导体单晶体中有选择的掺入微量杂质元素，并控制掺入的杂质元素的种类和数量就可以显著地控制半导体的导电特性。杂质半导体可分为N型半导

35、体和P型半导体两类。在本征半导体中掺入微量的五价元素如砷（As）或磷（P），可使半导体中自由电子浓度大大增加，形成N型半导体，或称电子型半导体。在本征半导体中掺入微量的三价元素如硼（B）或铟（In），可使半导体中的空穴浓度大大增加，形成P型半导体，或称为空穴型半导体。二，PN结的形成如果在N型（或P型）半导体的基片上，掺入三价（或五价）元素作为补偿杂质，其浓度高于原掺入杂质浓度，形成一个P型区（或N型区），那么在P型区或N型区的交界处便形成一个PN结。PN结是构成多个半导体器件的基础。下图画出了P型和N型半导体中载流子和杂质离子的示意图。图中+表示正离子，-表示负离子， 。表示空穴，.表示自由

36、电子。三，PN结的特性 PN结具有单向导电性。1、PN结加正向电压 如图所示，电源的正极接P区，负极接N区，这种接法叫PN结的正向偏置。此时外加电场与自建电场方向相反，在外电场作用下，P区的多子空穴向右移动，与空间电荷区里的负离子中和。同时，N区的多子电子向左移动与空间电荷区的正离子中和，这样空间电荷数减少，空间电荷区变窄。当外加正向电压大到一定程度后，就形成较大的正向电流。2、PN结加反向电压 如图所示，电源的正极接N区，负极接P区，这种接法叫PN结的反向偏置。此时外加电场与自建电场方向相同，在外电场作用下，空间电荷数增多，空间电荷区变宽，流过一个很小的反向饱和电流。 第二节 半导体二极管

37、一、半导体二极管的结构和类型 半导体二极管是由一个PN结及它所在的半导体加上电极引线和管壳构成。二极管的种类很多，按材料来分：最常用的的硅管和锗管两种；按结构来分：有点接触型和面接触型；按用途来分：有普通二极管、整流二极管、开关二极管和稳压二极管等。 二极管的符号如下图所示，P区一边为阳极（A），N区一边为阴极（K），箭头表示正向电流的方向。一般在二极管的管壳表面有个符号或色点、色圈来表示二极管的极性。 二、二极管的伏安特性 二极管的伏安特性可以分为三部分。 1、正向特性 伏安特性曲线的OD段称为正向特性，这时二极管外加正向电压。在曲线的OC段，正向电压较小，正向电流ID很小，常近似看作为零。

38、只有当正向电压超过某一数值时，才有明显的正向电流，这个电压值称为死区电压，亦称开启电压。硅二极管的开启电压约为0.5V，锗二极管的开启电压约为0.1V 。 当正向电压大于开启电压后，正向电流迅速增长，二极管呈充分导通状态（曲线CD段）。在正向电流较大时，特性曲线接近直线，这是由于此时PN结电阻较小，当电流迅速增加时，二极管的正向压降变化却很小。硅管的正向压降约为0.7V，锗管的正向压降约为0.3V 。 2、反向特性 伏安特性曲线的OB段称为反向特性。这时二极管加反向电压，反向电流很小。 3、反向击穿特性 伏安特性曲线的BA段称为反向击穿特性。当二极管外加反向电压大于一定数值时，反向电流突然剧增

39、，称为二极管反向击穿，此电压称为反向击穿电压UBR 。 三、二极管的主要参数 半导体的参数可分为对器件性能的定量描述和器件使用的极限条件两大类。参数是正确选择和使用器件的依据，各种器件的参数由厂家的产品手册给出。半导体二极管的主要参数如下： 1、最大整流电流IF ：IF是二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。若通过二极管的平均电流超过这个数值，将引起PN结过热而烧坏。 2、最大反向工作电压UR ：UR是二极管使用时允许加的最大反向电压。反向电压超过这个值，二极管就有发生反向击穿的危险，通常UR规定为UBR的一半。 3、反向电流IR ：IR是指二极管未发生击穿时的反向电流。IR越小说明二极管的单向导电性越好。 4、最高工作频率fm :二极管在外加高频交流电压下工作时，由于PN结的电容效应，单向导电作用退化。fm就是指二极管单向导电作用开始明显退化的交流信号的频率。 四、二极管的简单应用整流电路 由于二极管具有单向导电性，因此利用它可以进行交流电到直流电的转换，这种电路叫整流电路。第三节 双极型晶体管 一、晶体管的结构和类型 双极型晶体管可简称为晶体管，或半导体三极管。常用的有硅晶体管和锗晶体管两种。晶体管由两个PN结构成，可分PNP与NPN两种类型。