三、晶體二極管

　　晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示，如：D７表示編號(hào)為７的二極管。

　　二極管在電路中的表示方法

　　1、作用：二極管的主要特性是單向?qū)щ娦裕簿褪窃谡螂妷旱淖饔孟拢瑢?dǎo)通電阻很小；而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無(wú)窮大。正因?yàn)槎O管具有上述特性，無(wú)繩電話機(jī)中常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護(hù)、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。

　　晶體二極管按作用可分為：整流二極管（如1N4004）、隔離二極管（如1N4148）、肖特基二極管（如BAT85）、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。

　　2、識(shí)別方法：二極管的識(shí)別很簡(jiǎn)單，小功率二極管的N極（負(fù)極），在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來(lái)，有些二極管也用二極管專用符號(hào)來(lái)表示P極（正極）或N極（負(fù)極），也有采用符號(hào)標(biāo)志為“P”、“N”來(lái)確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長(zhǎng)短來(lái)識(shí)別，長(zhǎng)腳為正，短腳為負(fù)。

　　3、測(cè)試注意事項(xiàng)：用數(shù)字式萬(wàn)用表去測(cè)二極管時(shí)，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，此時(shí)測(cè)得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚担@與指針式萬(wàn)用表的表筆接法剛好相反。

　　幾乎在所有的電子電路中，都要用到半導(dǎo)體二極管，它在許多的電路中起著重要的作用，它是誕生最早的半導(dǎo)體器件之一，其應(yīng)用也非常廣泛。

　　晶體二極管使用常識(shí)：

　　（一）用于整流電路的二極管

　　用于整流電路的二極管，最重要的參數(shù)是最高反向工作電壓和最大工作電流容量。例如，在電壓為50V的電路中，使用最高反向工作電壓為30V的二極管，或在電流為500mA左右的電路中使用最大工作電流為100mA的二極管，通電后二極管會(huì)立即燒毀。一般根據(jù)電路要求，選電壓電流容量為二倍以上容量的二極管即可。對(duì)于小功率整流二極管，通常宜選用面接觸型二極管，如2CP1~2CP6，2CP10~2CP20，2CP1A~2CP1H等型號(hào)。

　　（二）用于檢波電路的二極管

　　雖然檢波和整流的原理基本是一樣的，但檢波二極管的作用是從被調(diào)制波中取出信號(hào)成分（包絡(luò)線），工作在高頻狀態(tài)下。因此，選用管子時(shí)主要考慮工作頻率要高，反向電流要小，這樣的管子檢波效率高。

　　（三）正確安裝二極管，防止虛焊

　　一般小功率二極管的安裝方式有兩種。一種是立式安裝，另一種是臥式安裝，可視電路板空間大小來(lái)選擇。在彎折管腳時(shí)要格外注意正確操作。一定不要采用直角彎折，而要彎成一定的弧度，且用力要均勻，防止將管子的玻璃封裝殼體撬碎，造成管子報(bào)廢。

　　（四）正確焊接二極管，防止虛焊小功率二極管的管腳并不是純銅材料制成的，焊接時(shí)一定要注意防止虛焊。特別是經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間存放的二極管，其管腳氧化發(fā)黑，必須先用刀子刮干凈，并預(yù)先吃錫，爾后再往電路板上焊，以確保焊接質(zhì)量。

　　二極管的工作原理：

　　晶體二極管為一個(gè)由p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體形成的p-n結(jié)，在其界面處兩側(cè)形成空間電荷層，并建有自建電場(chǎng)。當(dāng)不存在外加電壓時(shí)，由于p-n結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴(kuò)散電流和自建電場(chǎng)引起的漂移電流相等而處于電平衡狀態(tài)。

　　當(dāng)外界有正向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)的互相抑消作用使載流子的擴(kuò)散電流增加引起了正向電流。

　　當(dāng)外界有反向電壓偏置時(shí)，外界電場(chǎng)和自建電場(chǎng)進(jìn)一步加強(qiáng)，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無(wú)關(guān)的反向飽和電流I0。

　　當(dāng)外加的反向電壓高到一定程度時(shí)，p-n結(jié)空間電荷層中的電場(chǎng)強(qiáng)度達(dá)到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過(guò)程，產(chǎn)生大量電子空穴對(duì)，產(chǎn)生了數(shù)值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現(xiàn)象。

　　二極管的類型：

　　二極管種類有很多，按照所用的半導(dǎo)體材料，可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）。根據(jù)其不同用途，可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管等。按照管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。

　　點(diǎn)接觸型二極管是用一根很細(xì)的金屬絲壓在光潔的半導(dǎo)體晶片表面，通以脈沖電流，使觸絲一端與晶片牢固地?zé)Y(jié)在一起，形成一個(gè)“PN結(jié)”。由于是點(diǎn)接觸，只允許通過(guò)較小的電流（不超過(guò)幾十毫安），適用于高頻小電流電路，如收音機(jī)的檢波等。

　　面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過(guò)較大的電流（幾安到幾十安），主要用于把交流電變換成直流電的“整流”電路中。

　　平面型二極管是一種特制的硅二極管，它不僅能通過(guò)較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開(kāi)關(guān)、脈沖及高頻電路中。

　　二極管的導(dǎo)電特性：

　　二極管最重要的特性就是單方向?qū)щ娦浴Ｔ陔娐分校娏髦荒軓亩O管的正極流入，負(fù)極流出。下面通過(guò)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)說(shuō)明二極管的正向特性和反向特性。

　　正向特性

　　在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負(fù)極接在低電位端，二極管就會(huì)導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說(shuō)明，當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí)，二極管仍然不能導(dǎo)通，流過(guò)二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值（這一數(shù)值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能直正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變（鍺管約為0.3V，硅管約為0.7V），稱為二極管的“正向壓降”。

　　反向特性

　　在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負(fù)極接在高電位端，此時(shí)二極管中幾乎沒(méi)有電流流過(guò)，此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài)，這種連接方式，稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時(shí)，仍然會(huì)有微弱的反向電流流過(guò)二極管，稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值，反向電流會(huì)急劇增大，二極管將失去單方向?qū)щ娞匦裕@種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。

　　二極管的主要參數(shù)：

　　用來(lái)表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo)，稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。對(duì)初學(xué)者而言，必須了解以下幾個(gè)主要參數(shù)：

　　1、額定正向工作電流

　　是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)允許通過(guò)的最大正向電流值。因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)管子時(shí)會(huì)使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過(guò)容許限度（硅管為140左右，鍺管為90左右）時(shí)，就會(huì)使管芯過(guò)熱而損壞。所以，二極管使用中不要超過(guò)二極管額定正向工作電流值。例如，常用的IN4001－4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。

　　2、最高反向工作電壓

　　加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí)，會(huì)將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰Α榱吮ＷC使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如，IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。

　　3、反向電流

　　反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過(guò)二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶谩Ｖ档米⒁獾氖欠聪螂娏髋c溫度有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管，在25時(shí)反向電流若為250uA，溫度升高到35，反向電流將上升到500uA，依此類推，在75時(shí)，它的反向電流已達(dá)8mA，不僅失去了單方向?qū)щ娞匦裕€會(huì)使管子過(guò)熱而損壞。又如，2CP10型硅二極管，25時(shí)反向電流僅為5uA，溫度升高到75時(shí)，反向電流也不過(guò)160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。

　　測(cè)試二極管的好壞：

　　初學(xué)者在業(yè)余條件下可以使用萬(wàn)用表測(cè)試二極管性能的好壞。測(cè)試前先把萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)撥到歐姆檔的RX1K檔位（注意不要使用RX1檔，以免電流過(guò)大燒壞二極管），再將紅、黑兩根表筆短路，進(jìn)行歐姆調(diào)零。

　　1、正向特性測(cè)試

　　把萬(wàn)用表的黑表筆（表內(nèi)正極）搭觸二極管的正極，，紅表筆（表內(nèi)負(fù)極）搭觸二極管的負(fù)極。若表針不擺到0值而是停在標(biāo)度盤的中間，這時(shí)的阻值就是二極管的正向電阻，一般正向電阻越小越好。若正向電阻為0值，說(shuō)明管芯短路損壞，若正向電阻接近無(wú)窮大值，說(shuō)明管芯斷路。短路和斷路的管子都不能使用。

　　2、反向特性測(cè)試

　　把萬(wàn)且表的紅表筆搭觸二極管的正極，黑表筆搭觸二極管的負(fù)極，若表針指在無(wú)窮大值或接近無(wú)窮大值，管子就是合格的。

　　四、電感

　　電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示，如：L3表示編號(hào)為3的電感。

　　電路板上的電感器

　　電感線圈是將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。

　　直流可通過(guò)線圈，直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻，壓降很小；當(dāng)交流信號(hào)通過(guò)線圈時(shí)，線圈兩端將會(huì)產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，自感電動(dòng)勢(shì)的方向與外加電壓的方向相反，阻礙交流的通過(guò)，所以電感的特性是通直流阻交流，頻率越高，線圈阻抗越大。電感在電路中可與電容組成振蕩電路。

　　電感一般有直標(biāo)法和色標(biāo)法，色標(biāo)法與電阻類似。如：棕、黑、金、金表示1uH（誤差5%）的電感。

　　電感的基本單位為：亨（H）換算單位有：1H=103mH=106uH。

　　電感使用常識(shí)：

　　1、貼片電感使用環(huán)境應(yīng)潮濕與干燥、環(huán)境溫度的高低、高頻或低頻環(huán)境、要讓電感表現(xiàn)的是感性，還是阻抗特性等，都要注意。

　　2、貼片電感器因?yàn)榄h(huán)境溫度變化1℃所產(chǎn)生電感量的變化△L/△t與原有電感量L值的比值為電感的溫度系a1，a1=△L/L*△t。除電感溫度系數(shù)可決定其穩(wěn)定性外，還應(yīng)重視由于機(jī)械振動(dòng)和時(shí)效老化所引起的電感量的變化。

　　3、在低頻時(shí)，貼片電感一般呈現(xiàn)電感特性，既只起蓄能，濾高頻的特性。 但在高頻時(shí)，它的阻抗特性表現(xiàn)的很明顯。有耗能發(fā)熱，感性效應(yīng)降低等現(xiàn)象。不同的電感的高頻特性都不一樣。

　　4、貼片電感設(shè)計(jì)要承受的大電流，及相應(yīng)的發(fā)熱情況。

　　5、注意導(dǎo)線（漆包線、紗包或裸導(dǎo)線），常用的漆包線。要找出最適合的線經(jīng)。

　　6、焊盤或針腳是選購(gòu)和使用電感線圈不可忽視的重要方向，主要考核其拉力、扭力、耐焊接熱和可焊性試驗(yàn)等，以保證焊接的可靠性。 對(duì)于貼片電感（SMD）一定要嚴(yán)格按設(shè)計(jì)的焊盤尺寸選購(gòu)，帶針腳的電感，一般無(wú)嚴(yán)格規(guī)定同參數(shù)和立式、臥式可互換，只是由于PC板安裝位置限制而指定品種。

　　7、額定電流是指貼片電感器在正常工作時(shí)允許通過(guò)的最大電流值。電感器在使用時(shí)，流過(guò)的電流不能超過(guò)額定電流，否則電感器就會(huì)因發(fā)熱而使性能參數(shù)發(fā)生改變，甚至?xí)蜻^(guò)電流而燒壞。

　　五、晶體三極管

　　晶體三極管在電路中常用“Q”加數(shù)字表示，如：Q1表示編號(hào)為1的三極管。

　　電路板上的三極管

　　1、特點(diǎn)：晶體三極管（簡(jiǎn)稱三極管）是內(nèi)部含有2個(gè)PN結(jié)，并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型兩種類型，這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補(bǔ)，所謂OTL電路中的對(duì)管就是由PNP型和NPN型配對(duì)使用。

　　常用的PNP型三極管有：9012、9015等型號(hào)；NPN型三極管有：9011、9012、9013、9014、9018、等型號(hào)。

　　2、晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，

　　應(yīng)用多級(jí)放大器中間級(jí)，低頻放大輸入級(jí)、輸出級(jí)或作阻抗匹配用高頻或?qū)掝l帶電路及恒流源電路

　　3、晶體三極管的識(shí)別

　　圖1-2

　　常用晶體三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類，引腳的排列方式具有一定的規(guī)律。對(duì)于小功率金屬封裝三極管，按底視圖位置放置，使其三個(gè)引腳構(gòu)成等腰三角形的頂點(diǎn)向上，從左向右依次為e、b、c；對(duì)于中、小功率塑料封裝三極管，按圖示1-2位置使其平面朝向自己，三個(gè)引腳朝下放置，則從左向右依次為e、b、c。

　　4、晶體三極管的識(shí)別使用常識(shí)

　　①焊接時(shí)應(yīng)選用20～75W電烙鐵，每個(gè)管腳焊接時(shí)間應(yīng)小于4s，并保證焊接部分與管殼間散熱良好。

　　②管子引出線彎曲處離管殼的距離不得小于2毫米。

　　③大功率管的散熱器和管子低部接觸應(yīng)平整光滑，在散熱器上用螺釘固定管子，要保證個(gè)螺釘?shù)乃删o一致，結(jié)合緊密。

　　④管子應(yīng)安裝牢固，避免靠近電路中的發(fā)熱元件。