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1、模拟电子技术实验,主 编 李 林副主编 沈明霞 刘德营 陆静霞参 编 黄桂林 杨红兵 邹修国 徐 友 邹春富 主 审 尹文庆,第4章 常用电子元器件,4.1 电阻器4.1.1 电阻器分类4.1.2 电阻器性能参数4.1.3 电阻器选用4.2 电容器4.2.1 电容器分类4.2.2 电容器性能指标4.2.3 电容器选用4.3.1 电感器分类4.3.2 电感器主要性能指标,4.3.3 电感器选用4.3.4 变压器和继电器4.4 半导体分立器件4.4.1 二极管4.4.2 三极管4.5 模拟集成电路4.5.1 集成电路分类集成电路识别4.5.3 集成电路故障检测4.5.4 集成运放电路4.5.5 集
2、成稳压电源,第4章 常用电子元器件,任何电子电路都是由元器件组成的，常用的元器件主要有电阻器、电容器、电感器和各种半导体器件等。为了正确地选择和使用这些电子元器件，必须掌握它们的性能、结构与主要性能参数等有关知识。,4.1 电 阻 器,当电流流过导体时，导体对电流的阻碍作用，称为电阻。在电路中起电阻作用的元件称为电阻器，用字母R表示，是电子元器件中应用最广泛的一种，主要用于稳定和调节电路中的电流和电压以及用作负载。电阻的大小与导体的尺寸、材料和温度有关。其基本单位是欧姆，用希腊字母“”表示，大的电阻值的用千欧(k)和兆欧(M)表示。,4.1.1 电阻器分类,电阻器种类有很多，通常分为三大类：固
3、定电阻器、可调电阻器和特种电阻器。在电子产品中，固定电阻应用得最多，固定电阻一般称为电阻。固定电阻根据制造材料可分为RT型碳膜电阻、RJ型金属膜电阻和RX型线绕电阻以及片状电阻等。,4.1.1 电阻器分类,可调电阻器又称电位器，是一种具有三个接头，阻值在一定范围内连续可调的电阻器。外端两个引脚之间的电阻值固定，并将该电阻值称为电位器的阻值。中间引脚与任意两个引脚间的电阻值可以随着轴臂的旋转而改变，这样可以通过调节电路中的电压或电流，达到想要的效果。一般常用的电位器有线绕电位器、碳膜电位器和多圈电位器等。,4.1.1 电阻器分类,特种电阻器一般包括以下几种。1光敏电阻光敏电阻是一种电阻值随外界光
4、照强弱(明暗)变化而变化的元件，光越强电阻值越小，光越弱电阻值越大。生活中的光控路灯电路中，一个重要的元器件就是光敏电阻或者是光敏三极管。光敏电阻是在陶瓷基座上沉积一层硫化镉膜后制成的，实际上也是一种半导体元件。,4.1.1 电阻器分类,2热敏电阻热敏电阻是一个特殊的半导体元件，它的电阻值随着其表面温度的高低变化而变化。它分为负温度系数热敏电阻和正温度系数热敏电阻，利用这一特性可以作为温度补偿元件、温度测量元件和过热保护元件使用。,4.1.1 电阻器分类,3压敏电阻压敏电阻是一种特殊的非线性电阻器。当加在电阻器上的电压在其标称值内时，电阻器的阻值呈现无穷大状态；当加在电阻器上的电压大于其标称值
5、时，电阻器的阻值迅速下降，使其电阻处于导通状态；当加在电阻器上的电压减小到标称值以下时，其电阻值又开始增加。利用这一特性，这种电阻常常被用于电路的过压保护、尖脉冲的吸收、消噪等电路保护中。,4.1.1 电阻器分类,4气敏电阻气敏电阻是利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成，主要成分是金属氧化物。其主要品种有：金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。,4.1.1 电阻器分类,5力敏电阻力敏电阻是一种阻值随着压力变化而变化的电阻，可制成各种力矩计、半导体话筒、压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器和硒碲合金力敏电阻器，相对而言，合金电阻器具有更高灵敏度。此外，还有磁敏电阻和
6、湿敏电阻等。常用电阻器和电位器的外形和图形符号如图4.1所示。,(a)电阻器外形及图形符号,(b)电位器外形及图形符号,图4.1 常用电阻器和电位器的外形及图形符号,4.1.2 电阻器性能参数,1.标称值标识方法电阻器标称值常用的标识方法有三种：直标法、文字符号法和色环法。1)直标法直标法是把主要参数(阻值、单位符号和用百分数表示的允许误差)直接印刷在元件表面上，主要用于功率较大的电阻。,4.1.2 电阻器性能参数,2)文字符号法文字符号法是用文字符号和数字两者有规律组合来表示电阻器的标称阻值和允许误差，电阻单位符号的位置表示电阻器阻值有效数字中小数点的位置。例如，3R9表示电阻值为3.9，8
7、K2表示8.2k等。对于10个基本单位以上的电阻器，有时用三个数字表示，前两位表示有效值，后一位表示倍率，如223表示电阻值为22k。,4.1.2 电阻器性能参数,3)色环法对于小功率电阻而言，使用最多的是色环法。它是国际上惯用的一种方法，特别适用于自动生产线上的元器件装配。“色环电阻”就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。有的用四个色环表示，有的用五个。四环电阻一般是碳膜电阻，用三个色环表示阻值，用一个色环表示误差。五环电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用四个色环表示电阻值，另一个色环也是表示误差。两种色环电阻的标注图如图4.2所示。表4-1是五色环电阻的颜色-数码对照表。,图
8、4.2 两种色环电阻的标注图,4.1.2 电阻器性能参数,表4-1 五色环电阻的颜色-数码对照表,4.1.2 电阻器性能参数,任何固定式电阻器的标称阻值都应符合表4-2所列数值乘以10n，其中n为整数。,表4-2 电阻器标称值系列,4.1.2 电阻器性能参数,2.额定功率额定功率是指在规定的环境温度和湿度下，假定周围空气不流通，在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下，电阻器上允许消耗的最大功率。为保证安全使用，一般选其额定功率比它在电路中消耗的功率高12倍。额定功率分19个等级，常用的有0.05W，0.125W，0.25W，0.5W，1W，2W，4W，5W，500W等。,4.1.2 电
9、阻器性能参数,3.额定电压与最高工作电压由公式计算出来的电压，称为电阻器的额定电压。最高工作电压是指电阻器长期工作不发生过热或电击穿损坏时的电压。如果电压超过规定值，电阻器内部可能产生火花，引起噪声，甚至损坏。一般1/8W碳膜电阻的最高工作电压不能超过150V。,4.1.2 电阻器性能参数,4.稳定性稳定性是衡量电阻器在外界条件(温度、湿度、电压、时间、负荷性质等)作用下电阻变化的程度，通常用温度系数、电压系数和噪声电动势来衡量。,4.1.3 电阻器选用,(1)要根据电子设备的使用特点和场合，合理地选择电阻器的型号。对于一般的电子设备，可以使用普通的碳膜电阻；对于高品质的音响设备，应该选用金属
10、膜电阻或线绕电阻；对于仪器仪表的调理电路，应该选用精密电阻器；而在高频电路中，应该选择无感电阻。(2)为了提高设备的可靠性，电阻器的功率应该选择大于实际耗散功率的2倍以上。(3)在装配电路板前，电阻器需要老化处理，以提高稳定性。,4.2 电 容 器,两片相距很近的金属中间被某物质(固体、气体或液体)所隔开，就构成了电容器。两片金属称为极板，中间的物质称为介质。电容器是一种储能元件，是电子电路中不可缺少的重要元件，简称电容，用字母C表示，基本单位为法拉(F)，但常用的单位为微法(F)、纳法(nF)、皮法(pF)等。,4.2 电 容 器,在电子电路中，电容起着通交流隔直流的作用，也用来存储和释放电
11、荷以充当滤波器，平滑输出脉动信号。因此，在不同的场合，电容器可作为耦合、旁路、滤波、隔直、储能、振荡和调谐等元件使用。小容量的电容，通常在高频电路中使用，如收音机、发射机和振荡器中；大容量的电容往往被用来滤波和存储电荷。,4.2.1 电容器分类,电容器的分类方法很多，按结构分类有固定电容器、半可调电容器和可调电容器。按介质材料分有电解电容、云母电容、瓷介电容、玻璃釉电容、金属化纸介电容和涤纶薄膜电容等。,4.2.1 电容器分类,一般1F以上的电容均为电解电容，而1F以下的电容多为瓷片电容，或者是独石电容、涤纶薄膜电容和小容量的云母电容等。电解电容有个铝壳，里面充满电解质，并引出两个电极，作为正
12、(+)、负(-)极。与其他电容器不同，它们在电路中的极性不能接反，而其他电容器则没有极性之分。图4.3所示为几种固定电容器的电路图形符号和外形，图4.4为半可调电容器外形及图形符号，图4.5为单、双联可调电容器外形及图形符号。,图4.3 几种固定电容器的电路图形符号及外形,4.2.1 电容器分类,图4.4 半可调电容器外形及图形符号,图4.5 单、双联可调电容器外形及图形符号,4.2.2 电容器性能指标,1标称容量标称容量是标志在电容器上的“名义”电容量。(1)小于10 000pF的电容，一般只标明数字而忽略单位。330表示330pF。(2)10 0001 000 000pF之间的电容，用F表
13、示，它以小数标明。0.01表示0.01F，104表示10104pF=0.1F，3n9表示3.910-9 F=3900pF。(3)电解电容以F为单位标识。,4.2.2 电容器性能指标,2精度等级电容的精度等级如表4-3所示。,表4-3 电容的精度等级,4.2.2 电容器性能指标,3额定工作电压额定工作电压是电容器在规定的工作温度范围内，长期、可靠地工作所能承受的最高电压。常用固定式电容器的直流工作耐压值系列为：6.3V，10V，16V，25V，40V，63V，100V，160V，250V，400V。,4.2.2 电容器性能指标,4绝缘电阻电容器的绝缘电阻决定于两极板间所用介质的质量和厚度，表示电
14、容器的漏电性能。绝缘电阻一般应在5000M以上，优质电容器要达到T以上。,4.2.2 电容器性能指标,5能量损耗电容器在工作时消耗的能量，包括介质损耗和金属部分损耗。小功率电容器主要是介质损耗，损耗大的电容器不适于在高频电路中工作。,4.2.3 电容器选用,用万用表的欧姆挡可以简单测量电解电容的优劣，粗略判别其漏电、容量衰减或失效情况，以便合理选用电容器。(1)合理选择电容器型号。一般在低频耦合、旁路等场合，选择金属化纸介电容；在高频电路和高压电路中，选择云母电容和瓷介电容；在电源滤波或退耦电路中，选择电解电容。(2)合理选择电容器精度等级，尽可能降低成本。,4.2.3 电容器选用,(3)合理
15、选择电容器耐压值。加在一个电容器的两端的电压若超过它的额定电压，电容器就会被击穿损坏，一般电容器的工作电压应低于额定电压的50%70%。(4)合理选择电容器温度范围，以保证电容器稳定工作。(5)合理选择电容器容量。等效电感大的电容器(电解电容器)不适合用于耦合、旁路高频信号；等效电阻大的电容器不适合用于Q值要求高的振荡电路中。为了满足从低频到高频滤波旁路的要求，常常采用将一个大容量的电解电容和一个小容量的适合于高频的电容器并联使用。,4.3.1 电感器分类,电感器在模拟电子电路设计中虽然使用得不是很多，但它们在电路中同样重要。电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，并在磁
16、场中储存能量，用符号L表示，基本单位是亨利(H)，常用毫亨(mH)、微亨(H)为单位。它经常和电容器一起工作，构成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了阻流圈、变压器和继电器等。电感器的特性恰恰与电容器的特性相反，它具有阻止交流电和通过直流电的特性。,4.3.1 电感器分类,根据电感器的电感量是否可调，分为固定、可调和微调电感器。根据结构可分为带磁心、铁心和磁心间有间隙的电感器等。电感器常用的电路图形符号如图4.6所示。除此以外，还有一些小型电感器，如色码电感器、平面电感器和集成电感器等。,图4.6 电感器的图形符号,4.3.2 电感器主要性能指标,1电感量电感量是指电感
17、器通过变化电流时产生感应电动势的能量。其大小与磁导率、线圈单位长度中的匝数n以及体积V有关。当线圈长度远大于直径时，电感量L为,(4-1),4.3.2 电感器主要性能指标,2品质因数Q品质因数Q反映电感出释能量的程度。Q值越大，传输能力越大，损耗越小，一般要求Q=50300。,(4-2),式中，为工作角频率；L为线圈电感量；R为线圈电阻。,4.3.2 电感器主要性能指标,3额定电流这主要是对高频电感器和大功率电感器而言，通过电感器的电流超过额定值时，电感器将发热，严重时会烧坏。,4.3.3 电感器选用,(1)电感器的工作频率要满足电路要求。(2)电感器的电感量和额定电流要满足电路要求。(3)电
18、感器的尺寸大小要符合电路板的要求。(4)尽量选用分布电容小的电感器。(5)对于不同性质的电路选择不同类型的电感器。(6)对于有屏蔽罩的电感器，使用时应将屏蔽罩接地，达到隔离电场的作用。,4.3.4 变压器和继电器,变压器是由铁心和绕在绝缘骨架上的铜线线圈构成的。绝缘铜线绕在塑料骨架上，每个骨架需绕制输入和输出两组线圈，线圈中间用绝缘纸隔离。绕好后将许多铁心薄片插在塑料骨架的中间，能使线圈的电感量显著增大。变压器利用电磁感应原理从它的一个绕组向另一个绕组传输电能量。变压器在电路中具有重要的功能：耦合交流信号而阻隔直流信号，并可以改变输入/输出的电压比；利用变压器使电路两端的阻抗得到良好匹配，以获
19、得最大限度的传送信号功率。电力变压器就是把高压电变成民用市电，许多电器都是使用低压直流电源工作的，需要用电源变压器把220V交流市电变换成低压交流电，再通过二极管整流，电容器滤波，形成直流电供电器工作。,4.3.4 变压器和继电器,继电器是电子机械开关，它是用漆包铜线在一个圆铁心上绕几百圈至几千圈。当线圈中流过电流时，圆铁心产生了磁场，把圆铁心上边的带有接触片的铁板吸住，使之断开第一个触点而接通第二个开关触点。当线圈断电时，铁心失去磁性，由于接触铜片的弹性作用，使铁板离开铁心，恢复与第一个触点的接通。因此，可以用很小的电流去控制其他电路的开关。整个继电器由塑料或有机玻璃防尘罩保护着，有的还是全
20、密封的，以防触电氧化。继电器常用电路图形符号如图4.7所示。,图4.7 继电器常用电路图形符号,4.4 半导体分立器件,半导体二极管和晶体管是组成分立元件模拟电子电路的核心器件，二极管具有单向导电性，可用于整流、检波、稳压、混频电路中；晶体管对信号具有放大作用和开关作用。,4.4.1 二极管,半导体二极管按材料可分为锗管和硅管两大类；按用途可分为普通二极管和特殊二极图4.8 普通二极管的电路图形符号管。普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管和开关二极管等，特殊二极管包括变容二极管、发光二极管和隧道二极管等。普通二极管电路图形符号如图4.8所示，二极管型号命名法如表4-4所示。,图4.
21、8 普通二极管的电路图形符号,4.4.1 二极管,表4-4 二极管型号命名法,4.4.1 二极管,1.二极管主要性能参数反映二极管性能的参数较多，且不同类型的二极管的主要参数种类也不一样，对于普通二极管，主要有下面一些参数。1)最大整流电流IF在正常工作的情况下，二极管允许通过的最大正向平均电流称为最大整流电流。使用时二极管的平均电流不能超过这个数值。2)反向饱和电流IS它指管子未击穿时的反向电流，受温度影响明显，反向饱和电流越小越好。,4.4.1 二极管,3)最大反向工作电压URM反向加在二极管两端而不引起击穿的最大电压称为最大反向工作电压，工作电压仅为击穿电压的1/31/2。4)最高工作频
22、率fM它指保证二极管单向导电作用的最高工作频率，若信号频率超过该值，二极管的单向导电性将变坏。5)反向恢复时间tre通常把二极管从正向导通转为反向截止所经过的时间称为反向恢复时间，反向恢复时间的存在，使二极管的开关速度受到限制。,4.4.1 二极管,2.普通二极管的识别和测试一般普通二极管的外壳上均印有型号和标记，小功率二极管的N极(负极)，在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极)。若遇到型号标记不清时，可以借助万用表的欧姆挡作简单判别。具体做法是模拟式万用表欧姆挡置“R100”或“R1k”处，将红、黑两表笔接触二极管两端，表头有一指示，
23、将红、黑表笔反过来再次接触二极管两端，表头又将有一指示。若两次指示的阻值相差很大，说明该二极管单向导电性好，并且阻值大的那次红表笔所接为二极管的阳极。,4.4.1 二极管,若相差很小，说明已经失去单向导电性，如果两次指示的阻值均很大，则说明该二极管已经开路。需要注意的是用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。,4.4.2 三极管,半导体三极管是电子电路中最重要的器件。它最主要的功能是电流放大和开关作用。晶体管有NPN和PNP两种类型。常见三极管的电路图形符号如图4.9所示。,图4.9 N
24、PN三极管和PNP三极管电路图形符号,4.4.2 三极管,1.三极管型号命名法 常用三极管型号命名法如表4-5所示。,表4-5 常用三极管的型号命名法,4.4.2 三极管,2.主要性能参数1)电流放大系数该系数有直流电流放大系数或hFE、交流电流放大系数。2)频率特性参数该参数有共基极截止频率fA、共发射极截止频率fB、特征频率fT和最高振荡频率fM。,4.4.2 三极管,3)极间反向电流该反向电流有集电极基极反向截止电流ICBO、集电极发射极反向截止电流ICEO。4)极限参数该参数有集电极发射极反向击穿电压U(BR)CEO；集电极基极反向击穿电压U(BR)CBO；发射极基极反向击穿电压U(B
25、R)EBO；集电极最大允许电流ICM；集电极最大允许耗散功率PCM。,4.4.2 三极管,3.三极管的识别和简单测试对于小功率三极管来说，有金属外壳封装和塑料外壳封装两种。金属外壳封装的如果管壳上带有定位销，那么，将管底朝上，从定位销起，按顺时针方向，三根电极依次为e、b、c，如果管壳上无定位销，且三根电极在半圆内，将有三根电极的半圆置于上方，按顺时针方向，三根电极依次为e、b、c，如图4.10(a)所示。塑料外壳封装的，面对平面，三根电极置于下方，从左到右，三根电极依次为e、b、c，如图4.10(b)所示。,图4.10 半导体三极管的识别,4.4.2 三极管,对于大功率三极管，外形一般分为F
26、型和G型两种，如图4.11所示。F型管，从外形上只能看到两根电极。将管底朝上，两根电极置于左侧，则上为e，下为b，底座为c。G型管的三根电极一般在管壳的顶部，将管底朝下，三根电极置于左方，从最下电极起，顺时针方向，依次为e、b、c。,图4.11 F型和G型引脚识别,4.4.2 三极管,由于三极管的基本结构是两个背靠背的PN结，根据PN结的单向导电性，同样可以用万用表的欧姆挡来判别三极管的极性或类型。先假设三极管的某极为基极，将黑表笔(模拟式万用表)接在假设基极上，再将红表笔依次接到其余两个电极上，若两次测得的电阻都大(为几千欧到几十千欧)，或者都小(几百欧至几千欧)，对换表笔重复上述测量，若测
27、得两个阻值相反(都很小或都很大)，则可确定假设的基极是正确的，否则另假设一个极为基极，重复上述测试，以确定基极。,4.4.2 三极管,当基极确定后，将黑表笔接基极，红表笔接其他两个极，若测得电阻值都很少，则该三极管为NPN，反之为PNP。接下来判断集电极和发射极，以NPN为例，把黑表笔接至基极，红表笔接触到另外两个引脚，在阻值小的一次测量中，红表笔所接引脚为集电极，另外一个引脚则是发射极。,4.4.2 三极管,4.三极管选用三极管选用时要根据不同的电路要求，选择不同类型和技术参数的三极管，如低频管或高频管，还要根据整机的尺寸合理选择三极管的外形及封装。,4.5 模拟集成电路,集成电路是一种采用
28、特殊工艺，将晶体管、电阻、电容等元器件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文缩写为IC，俗称芯片。集成电路与分立元器件电路相比，体积大大减小，质量变轻，成本低，可靠性好，已发展应用在人们生活的方方面面。,4.5.1 集成电路分类,集成电路按集成度高低的不同可分为小规模集成电路、中规模集成电路、大规模集成电路和超大规模集成电路。目前，集成度仍以较快的速度向前发展。集成电路按导电类型可分为双极型集成电路和单极型集成电路。双极型集成电路的制作工艺复杂，功耗较大，代表集成电路有TTL、ECL、HTL、LST-TL、STTL等类型。单极型集成电路的制作工艺简单，功耗也较低，易于制成大规模集成电路
29、，代表集成电路有CMOS、NMOS、PMOS等类型。对于CMOS型IC，特别要注意防止静电击穿IC，最好也不要用未接地的电烙铁焊接。使用IC也要注意其参数，如工作电压，散热等。,4.5.1 集成电路分类,集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路和数字集成电路。模拟集成电路用来产生、放大和处理各种模拟信号。模拟集成电路有以下几方面特点。(1)电路结构与元器件参数具有对称性。(2)用有源器件代替无源器件。(3)采用复合结构的电路。(4)级间采用直接耦合方式。(5)电路中使用的二极管，多用作温度补偿或电位移动电路，大都采用BJT的发射结构成。,4.5.1 集成电路分类,模拟集成电路在应用上
30、复杂些，一般需要一定数量的外围元器件配合工作，而且工作信号是模拟信号，输出与输入成比例关系。常用的模拟集成电路有运算放大器、音频放大器、中频放大器、宽带放大器、集成稳压器和功率放大器等。这些电路常用于信号检测、控制、电视、音响和通信等领域。,集成电路识别,集成电路的外封装可分为圆形金属外壳(晶体管式封装)、扁平形陶瓷或塑料外壳封装、双列直插式陶瓷或塑料封装和单列式直插封装等，其中双列直插和单列直插最为常见。集成电路有各种型号，其命名也有一定规律。一般是由前缀、数字编号和后缀组成。前缀表示集成电路的生产厂家及类别，后缀一般用来表示集成电路的封装形式、版本代号等。常用的集成电路如小功率音频放大器L
31、M386就因为后缀不同而有许多种。LM386N是美国国家半导体公司的产品，LM代表线性电路，N代表塑料双列直插封装。,集成电路识别,集成电路的引脚分别有8根、10根、12根、14根和16根等多种。使用集成电路前，必须认真查对和识别集成电路的引脚。一般来说，集成电路外封装上都有引脚排列顺序的标志，一般有色点、凹槽、管键及封装时压出的圆形符号等来标识。对于扁平形或双列直插式集成电路的引脚的识别方法是：将集成电路水平放置，引脚向下，标志对着自己身体一边，从右边靠近身体的引脚按逆时针方向数，依次是引脚1，2，3，,集成电路识别,对于圆形管座式，则以管键为参考标志，以键为起点，按逆时针方向数，依次是引脚
32、1，2，3如果集成电路外封装上没有色点和其他标志，那么在识别时，将印有型号的一面朝下，从左下角按逆时针方向数，依次是引脚1，2，3，,4.5.3 集成电路故障检测,当集成电路接入电路出现故障时，如果是插接面包板电路或焊接集成电路插座的电路，最方便的检测办法是用同型号的集成电路进行替换，如果故障排除，说明是集成电路本身的故障。但是如果是直接焊接电路，拆焊比较麻烦，可采用下面三种办法。一是用万用表欧姆挡测量集成电路各引脚对地电阻，然后与标准值比较，从中发现问题。,4.5.3 集成电路故障检测,二是用万用表在线测量各引脚对地电压，当集成电路供电电压符合规定的情况下，如有不符合标准电压值的引脚，查其外
33、围器件，若无损坏和失效，可认为是集成电路的问题。三是用示波器将其波形与标准波形进行比较，从而发现故障。,4.5.4 集成运放电路,集成电路运算放大电路(以下简称集成运放)是模拟集成电路中应用最广泛的，它实质上是一个高增益、高输入电阻和低输出电阻的直接耦合多级放大电路，主要由差分输入级、电压放大级、输出级和偏置电路等基本单元组成。,4.5.4 集成运放电路,差分输入级一般是由BJT、JEFT、或MOSFET组成的差分式放大电路，利用它的对称性可以提高整个电路的共模抑制比和其他方面的性能。电压放大级要求电压增益高。它由一级或多级放大电路组成，集成运放的放大倍数主要由该级提供。除了要有较大的额定输出
34、电压和电流以外，还要求输出电阻小。输出级一般由电压跟随器或互补式射极输出器组成，以降低输出电阻，提高带负载能力。偏置电路为各级提供合适的工作电流，实际应用中多采用小电流的恒流源。此外，还有一些辅助环节，如电平移动电路、过载保护电路、调零和高频补偿环节等。,4.5.4 集成运放电路,为了正确地挑选和使用集成运放，需要弄清它的参数，现介绍如下。1)输入失调电压VO在室温(25)及标准电源电压下，输入电压为零时，为了使集成运放的输出电压为零，在输入端加的补偿电压称为失调电压。2)输入偏置电流B它指集成运放输出电压为零时，两个输入端静态电流的平均值。3)输入失调电流O它指当输出电压为零时流入放大器两输
35、入端的静态基极电流之差，即O=|BP-BN|。,4.5.4 集成运放电路,4)温度漂移它是由输入失调电压和输入失调电流随温度的漂移所引起的，包括输入失调电压温漂和输入失调电流温漂。5)最大差模输入电压Vid max它所指的是集成运放的反相和同相输入端所能承受的最大电压值。6)最大共模输入电压Vic max这是指运放所能承受的最大共模电压。7)最大输出电流o max它是指运放所能输出的正向或负向的峰值电流。,4.5.4 集成运放电路,8)开环差模电压增益AuO它是指集成运放工作在线性区，接入规定的负载，无负反馈情况下的直流差模电压增益。9)开环带宽BW(fH)它是指开环差模电压增益下降3dB时对
36、应的频率fH。10)单位增益带宽BWG(fT)它对应于开环电压增益AuO频率响应曲线上其增益下降到AuO=1时的频率。11)转换速率SR 它是指放大电路在闭环状态下，输入为大信号时，放大电路输出电压对时间的最大变化速率，即,(4-3),4.5.4 集成运放电路,由于现代集成电路制作工艺的进步，已经生产出各类接近理想参数的集成电路运算放大器，分析时可将实际运放视为理想器件。集成运放的类型很多，电路也不一样，但基本结构是一致的。图4.12是通用集成运放741的原理图，图4.13是A741的引脚示意图。,4.5.4 集成运放电路,图4.12 通用集成运放741原理图,4.5.4 集成运放电路,除了具
37、有高电压增益的通用集成运放外，还有性能更优良和具有特殊功能的集成运放，可分为高输入阻抗、低漂移、高精度、高速、宽带、低功耗、高压、大功率和程控型等专用集成运放，具体应用时，请参考相关型号器件的使用手册。,图4.13 A741引脚示意图,4.5.5 集成稳压电源,集成稳压电源又称集成稳压器，是模拟集成电路中的重要部件，因它具有使用方便，成本低，体积小和性能可靠等优点而获得广泛应用，并将在各种电子设备中逐步取代分立元件组装的稳压电源。,4.5.5 集成稳压电源,集成稳压电源按使用情况可分为多端可调式、三端固定式、三端可调式及单片开关电源等几种。三端固定式稳压器是一种串联调整稳压器，它将取样电阻、补
38、偿电容、保护电路和大功率调整管制作在同一芯片上，它仅有三个引出端，使用非常方便，应用比较广泛，典型产品有输出正电压W7800系列和输出负电压W7900系列。,4.5.5 集成稳压电源,三端可调式稳压器克服三端固定式稳压器输出电压固定的缺点，只需外接两只不同阻值的电阻就可以获得各种输出电压，典型产品主要有输出正电压W117系列和输出负电压W137系列。单片开关电源效率比较高，输出电压可调，广泛应用于电视机和测量仪器设备中。,4.5.5 集成稳压电源,用万用表电阻挡测量稳压器各引脚之间的阻值可以判别稳压器的好坏，表4-6给出用指针式万用表R1k挡测量W7800系列稳压器各引脚间的正常电阻值，如果测量结果不在表4-6中给出的范围，说明稳压器性能不好,表4-6 测量W7800系列产品的电阻值,
