1、簡易機器人制作PAGE PAGE 134閱讀材料電子元器件基礎(chǔ)知識電阻器電阻 ，用符號 R 表示。其最基本的作用就是阻礙電流的流動。衡量電阻器的兩個最基本的參數(shù)是阻值和功率。阻值用來表示電阻器對電流阻礙作用的大小，用歐姆表示。除基本單位外，還有千歐和兆歐。功率用來表示電阻器所能承受的最大電流，用瓦特表示，有 1/16W ， 1/8W ， 1/4W ， 1/2W ， 1W ， 2W 等多種，超過這一最大值，電阻器就會燒壞。電阻在標(biāo)記它的值的方法是用色環(huán)標(biāo)記法。它的識別方法如下：誤差：金色 5% 銀色 10% 無色 20% 棕色 1%練習(xí)電阻器的測量方法：萬用表歐姆擋測量：第一步：將波段開關(guān)置于歐

2、姆擋適當(dāng)量程第二步：將表筆短接后調(diào)零第三步：測量電阻器的分類：常用電阻器介紹固定電阻器碳膜電阻器結(jié)構(gòu)：以小瓷棒或瓷管作骨架，通過真空和高溫，熱分解出的結(jié)晶碳沉積生成碳膜(導(dǎo)電膜)，瓷管兩端裝上金屬帽蓋和引線，外涂保護漆。改變碳膜的厚度和長度，獲得不同阻值。優(yōu)點：穩(wěn)定性好、噪聲低、價格低、 阻值范圍寬 (幾歐幾兆歐)。金屬膜電阻器結(jié)構(gòu)：以小瓷棒或瓷管作骨架，由合金粉蒸發(fā)而成的金屬膜形成導(dǎo)電膜，瓷管兩端裝上金屬帽蓋和引線，外涂保護漆。優(yōu)點：各項指標(biāo)均優(yōu)于碳膜電阻。穩(wěn)定性好、噪聲低、價格低、阻值范圍寬(10 10M)。金屬氧化膜電阻器結(jié)構(gòu)：用銻或錫等金屬鹽溶液噴霧到熾熱的陶瓷骨架表面，沉積形成導(dǎo)電膜

3、，瓷管兩端裝上金屬帽蓋和引線，外涂保護漆。優(yōu)點：性能可靠、過載能力強、額定功率大 (最大達15 kW)缺點：阻值范圍小 (1 200k)。線繞電阻器結(jié)構(gòu)：用金屬電阻絲繞制在陶瓷或其它絕緣材料的骨架上，表面涂以保護漆或玻璃釉。優(yōu)點：阻值精確 (5 56 k)、功率范圍大、工作穩(wěn)定可靠、噪聲小、耐熱性能好。(主要用于精密和大功率場合)。缺點：體積較大、自身電感大，使高頻性能差、時間常數(shù)大。只適用于頻率在50 kHz以下的電路。熱敏電阻器特性：電阻值隨溫度顯著變化。優(yōu)點：對溫度靈敏、熱惰性小、壽命長、體積小、結(jié)構(gòu)簡單。用途：測溫、控溫、報警、氣象探測、微波和激光功率測量等。按溫度變化的靈敏度分：緩變

4、型、突變型。按電阻受熱方式分：直熱式、旁熱式。按結(jié)構(gòu)和形狀分：棒狀、圓片、方片、珠狀、線管狀、薄膜及厚膜等。 光敏電阻器特性：電阻值隨外界光照強度大小而變化。優(yōu)點：對光敏感。無光照時呈高阻，光照時阻值隨光強度變小。用途：照明控制、報警、相機自動曝光控制及測量儀器等。按制作材料分：多晶光敏電阻、單晶光敏電阻或硫化鉻CdS、硒化鉻CdSe 、硫化鉻CdS、硫化鉛PbS、硒化鉛PbSe、銻化銦InSb。 壓敏電阻器特性：電阻值隨電壓非線性變化。當(dāng)兩端電壓低于標(biāo)稱額定值時，電阻值接近無窮大；當(dāng)兩端電壓略高于標(biāo)稱額定值時，壓敏電阻被擊穿導(dǎo)通，由高阻態(tài)變低阻態(tài)。用途：過壓保護、防雷、抑制浪涌電流、吸收尖峰

5、脈沖、限幅、高壓滅弧、消噪和保護半導(dǎo)體元器件等。按材料分：氧化鋅、碳化硅、金屬氧化物、鍺（硅）、鈦酸鋇等壓敏電阻。按結(jié)構(gòu)和形狀分：結(jié)型、體型、單顆粒層、薄膜等壓敏電阻。常用電位器有機合成實芯電位器結(jié)構(gòu)：用有機黏合劑將碳質(zhì)導(dǎo)電物、填料均勻混合構(gòu)成電阻體材料，連同引出端和絕緣的塑料粉壓制后加熱聚合而成。優(yōu)點：阻值連續(xù)可調(diào)，分辨力高（大大優(yōu)于線繞電阻）；阻值范圍寬(100 4.7 M)；體積小，耐磨、耐熱性能好。缺點：溫度穩(wěn)定性較差。類型：直線式、對數(shù)式、指數(shù)式。無機合成實芯電位器結(jié)構(gòu)：含無機黏合劑（如玻璃釉）的碳質(zhì)合成物和填料混合冷壓在基體上而成。優(yōu)點：體積小，防潮性能好，耐熱性能好。類型：直線式

6、。碳膜（合成膜）電位器結(jié)構(gòu)：是用配置好的懸浮液涂抹在膠脂板或玻璃纖維板上制成的電阻體，能制成片狀的半可調(diào)電位器、結(jié)構(gòu)較復(fù)雜的帶開關(guān)電位器和精密電位器。優(yōu)點：阻值連續(xù)可調(diào)，分辨力高；阻值范圍寬(幾百歐 幾兆歐)；易于制作成符合需要的電阻規(guī)律。價格便宜，品種齊全。缺點：功率不能太高，一般做到2 W，否則體積太大；黏合劑是有機物，耐溫和耐濕性能較差。類型：直線式、對數(shù)式、指數(shù)式。線繞電位器結(jié)構(gòu)：將電阻絲纏繞在涂有絕緣物的金屬或非金屬的條板上，再用專用工具將其彎成環(huán)型，裝入基座內(nèi)，配上帶滑動觸點的轉(zhuǎn)動系統(tǒng)，則構(gòu)成線繞電位器。優(yōu)點：接觸電阻低，精度高，溫度系數(shù)小。缺點：分辨力較差（阻值呈階梯變化），可靠

7、性差，不適于高頻電路。阻值100。品種：微調(diào)型、多圈型、功率型。部分電位器實物照片電位器的檢測標(biāo)稱阻值的檢測：置萬用表歐姆擋于適當(dāng)量程，先測量電位器兩個定片之間的阻值是否與標(biāo)稱值相符，再測動片與任一定片間電阻。慢慢轉(zhuǎn)動轉(zhuǎn)軸從一個極端向另一個極端，若萬用表的指示從0歐(或標(biāo)稱值) 至標(biāo)稱值(或0歐)連續(xù)變化,且電位器內(nèi)部無“沙沙”聲，則質(zhì)量完好。若轉(zhuǎn)動中表針有跳動，說明該電位器存在接觸不良故障。帶開關(guān)電位器的檢測：除進行標(biāo)稱值檢測外應(yīng)檢測開關(guān)。旋轉(zhuǎn)電位器軸柄，接通或斷開開關(guān)時應(yīng)能聽到清脆的“喀噠”聲。置萬用表于R1擋，兩表筆分別接觸開關(guān)的外接焊片，接通時電阻值應(yīng)為0，斷開時應(yīng)為無窮大，否則開關(guān)損

8、壞。檢測外殼與引腳間的絕緣性能：置萬用表于R10k擋，一只表筆接觸電位器外殼，另一只表筆分別接觸電位器的各引腳，測得阻值都應(yīng)為無窮大，否則存在短路或絕緣不好。電容器電容器是電子設(shè)備中大量使用的電子元件之一，廣泛應(yīng)用于隔直，耦合， 旁路，濾波，調(diào)諧回路， 能量轉(zhuǎn)換，控制電路等方面。電容(Electric capacity)，由兩個金屬極，中間夾有絕緣材料（介質(zhì)）構(gòu)成。用C表示電容，電容單位有法拉（F）、微法拉（uF）、皮法拉（pF），它們之間的具體換算如下：1F1000000F1F=1000nF=1000000pF瓷介電容器結(jié)構(gòu)：用陶瓷材料作介質(zhì)，在陶瓷表面涂覆一層金屬（銀）薄膜，再經(jīng)高溫?zé)Y(jié)后

9、作為電極而成。瓷介電容器又分 1 類電介質(zhì)（NPO、CCG）；2 類電介質(zhì)（X7R、2X1）和 3 類電介質(zhì)（Y5V、2F4）瓷介電容器。特點：1 類瓷介電容器具有溫度系數(shù)小、穩(wěn)定性高、損耗低、耐壓高等優(yōu)點。最大容量不超過1 000 pF，常用的有CC1、 CC2 、CC18A、CC11、CCG等系列。用途：主要應(yīng)用于高頻電路中。 特點： 2、3 類瓷介電容器其特點是材 料的介電系數(shù)高，容量大（最大可達0.47 F）、體積小 、 損耗和絕緣性能較 1 類的差。用途：廣泛應(yīng)用于中、低頻電路中作隔直、耦合、旁路和濾波等電容器使用。常用的有CT1、CT2、CT3等三種系列。滌綸電容器結(jié)構(gòu)：滌綸電容器

10、，是用有極性聚脂薄膜為介質(zhì)制成的具有正溫度系數(shù)（即溫度升高時，電容量變大）的無極性電容。優(yōu)點：耐高溫、耐高壓、耐潮濕、價格低。用途： 一般應(yīng)用于中、低頻電路中。常用的型號有CL11、CL21等系列。聚苯乙烯電容器結(jié)構(gòu)：有箔式和金屬化式兩種類型。優(yōu)點：箔式絕緣電阻大，介質(zhì)損耗小，容量穩(wěn)定，精度高，但體積大，耐熱性教差；金屬化式防潮性和穩(wěn)定性較箔式好，且擊穿后能自愈，但絕緣電阻偏低，高頻特性差。用途： 一般應(yīng)用于中、高頻電路中。常用的型號有CB10、CB11（非密封箔式）、CB1416（精密型）、CB24、CB25（非密封型金屬化）、CB80（高壓型）、 CB40 （密封型金屬化）等系列。聚丙烯電

11、容器結(jié)構(gòu)：用無極性聚丙烯薄膜為介質(zhì)制成的一種負溫度系數(shù)無極性電容。有非密封式（常用有色樹脂漆封裝）和密封式（用金屬或塑料外殼封裝）兩種類型。優(yōu)點：損耗小，性能穩(wěn)定，絕緣性好，容量大。用途： 一般應(yīng)用于中、低頻電子電路或作為電動機的啟動電容。常用的箔式聚丙烯電容：CBB10、CBB11、CBB60、 CBB61 等；金屬化式聚丙烯電容： CBB20、CBB21、CBB401 等系列。獨石電容器結(jié)構(gòu)：獨石電容器是用鈦酸鋇為主的陶瓷材料燒結(jié)制成的多層疊片狀超小型電容器。優(yōu)點：它具有性能可靠、耐高溫、耐潮濕、容量大（容量范圍1 pF 1 F）、漏電流小等優(yōu)點。缺點：工作電壓低（耐壓低于100 V）。用

12、途：廣泛應(yīng)用于諧振、旁路、耦合、濾波等。常用的有CT4 （低頻） 、CT42（低頻）；CC4（高頻）、CC42（高頻）等系列。云母電容器結(jié)構(gòu)：云母電容器是采用云母作為介質(zhì)，在云母表面噴一層金屬膜（銀）作為電極，按需要的容量疊片后經(jīng)浸漬壓塑在膠木殼（或陶瓷、塑料外殼）內(nèi)構(gòu)成。優(yōu)點：穩(wěn)定性好、分布電感小、精度高、損耗小、絕緣電阻大、溫度特性及頻率特性好、工作電壓高（50 V7 kV）等優(yōu)點 。用途：一般在高頻電路中作信號耦合、旁路、調(diào)諧等使用。常用的有CY、CYZ、CYRX等系列。紙介電容器結(jié)構(gòu)：紙介電容器是用較薄的電容器專用紙作為介質(zhì)，用鋁箔或鉛箔作為電極，經(jīng)卷饒成型、浸漬后封裝而成。優(yōu)點：電容

13、量大（100 pF100 F）工作電壓范圍寬，最高耐壓值可達6.3 kV。缺點：體積大、容量精度低、損耗大、穩(wěn)定性較差。常見有CZ11、CZ30、CZ31、CZ32、CZ40、CZ80等系列。金屬化紙介電容器結(jié)構(gòu)：金屬化紙介電容器采用真空蒸發(fā)技術(shù)，在涂有漆膜的紙上再蒸鍍一層金屬膜作為電極而成。優(yōu)點：與普通紙介電容相比，體積小，容量大，擊穿后能自愈能力強。常見有CJ10、CJ11等系列。鋁電解電容器結(jié)構(gòu)：有極性鋁電解電容器是將附有氧化膜的鋁箔（正極）和浸有電解液的襯墊紙，與陰極（負極）箔疊片一起卷繞而成。外型封裝有管式、立式。并在鋁殼外有藍色或黑色塑料套。優(yōu)點：容量范圍大，一般為110000F，

14、額定工作電壓范圍為6.3V 450V。缺點：介質(zhì)損耗、容量誤差大（最大允許偏差+100%、20%）耐高溫性較差，存放時間長容易失效。用途： 通常在直流電源電路或中、低頻電路中起濾波、退耦、信號耦合及時間常數(shù)設(shè)定、隔直流等作用。注意:不能用 于交流電源電路。在直流電源中作濾波電容使用時極性不能接反。鉭電解電容器結(jié)構(gòu)：有兩種形式：1. 箔式鉭電解電容器 內(nèi)部采用卷繞芯子,負極為液體電解質(zhì)，介質(zhì)為氧化鉭。型號有 CA30、CA31、CA35、CAk35等系列。 2. 鉭粉燒結(jié)式 陽極（正極）用顆粒很細的鉭粉壓塊后燒結(jié)而成。封裝形式有多種。型號有CA40 、CA41、CA42、CA42H、CA49、C

15、A70（無極性）等系列。優(yōu)點：介質(zhì)損耗小、頻率特性好、耐高溫、漏電流小。缺點：生產(chǎn)成本高、耐壓低。用途：廣泛應(yīng)用于通信、航天、軍工及家用電器上各種中、低頻電路和時間常數(shù)設(shè)置電路中。云母微調(diào)電容器結(jié)構(gòu)：云母微調(diào)電容器由定片和動片構(gòu)成，定片為固定金屬片，其表面貼有一層云母薄片作為介質(zhì)，動片為具有彈性的銅片或鋁片，通過調(diào)節(jié)動片上的螺釘調(diào)節(jié)動片與定片之間的距離，來改變電容量。云母微調(diào)電容器有單微調(diào)和雙微調(diào)之分。優(yōu)點： 電容量均可以反復(fù)調(diào)節(jié)。用途：應(yīng)用于晶體管收音機、電子儀器、電子設(shè)備中。瓷介微調(diào)電容器結(jié)構(gòu)：瓷介微調(diào)電容器是用陶瓷作為介質(zhì)。在動片（瓷片）與定片（瓷片）上均鍍有半圓形的銀層，通過旋轉(zhuǎn)動片改

16、變兩銀片之間的相對位置，即可改變電容量的大小。優(yōu)點：體積小，可反復(fù)調(diào)節(jié)，使用方便。用途：應(yīng)用于晶體管收音機、電子儀器、電子設(shè)備中。薄膜微調(diào)電容器結(jié)構(gòu)： 薄膜微調(diào)電容器是用有機塑料薄膜作為介質(zhì)，即在動片與定片（動、定片均為半圓形金屬片）之間加上有機塑料薄膜，調(diào)節(jié)動片上的螺釘，使動片旋轉(zhuǎn)，即可改變?nèi)萘俊?薄膜微調(diào)電容器一般分為雙微調(diào)和四微調(diào)。有的密封雙連或密封四連可變電容器上自帶薄膜微調(diào)電容器，將微調(diào)電容器安裝在外殼頂部，使用和調(diào)整就更方便了。優(yōu)點：體積小，重量輕，可反復(fù)調(diào)節(jié)，使用方便。用途：應(yīng)用于晶體管收音機、電子儀器、電子設(shè)備中?？諝饪勺冸娙萜鹘Y(jié)構(gòu)： 電極由兩組金屬片組成。一組為定片，一組為動

17、片，動片與定片之間以空氣作為介質(zhì)。當(dāng)轉(zhuǎn)動動片使之全部旋進定片時，其電容量最大，反之，將動片全部旋出定片時，電容量最小。優(yōu)點：調(diào)節(jié)方便、性能穩(wěn)定、不易磨損。缺點：體積大。用途：應(yīng)用于收音機、電子儀器、高頻信號發(fā)生器、通信電子設(shè)備。薄膜可變電容器結(jié)構(gòu)：薄膜可變電容器是在其動片與定片之間加上塑料薄膜作為介質(zhì)，外殼為透明或半透明塑料封裝，因此也稱密封單連或密封雙連和密封四連可變電容器。優(yōu)點： 體積小、重量輕。缺點： 雜聲大、易磨損。用途：單連主要用在簡易收音機或電子儀器中；雙連用在晶體管收音機和電子儀器、電子設(shè)備中；四連常用在AF/FM多波段收音機。電容器主要參數(shù)的標(biāo)注方法直標(biāo)法電解電容器或體積較大的

18、無極性電容器:標(biāo)稱容量、額定電壓及允許偏差。體積較小的無極性電容器:標(biāo)稱容量、額定電壓及允許偏差。容量單位: 微法（F）、納法(nF)、皮法（pF）如: 1p2表示1.2 pF ; 1n表示1 000 pF; 10n表示0.01 F;22表示 2.2 F; 簡略方式 (不標(biāo)注容量單位):9999 有效數(shù)字 1時, 容量單位為pF ；有效數(shù)字1時容量單位為F。如： 1.2、10、100、1000、3300、6800等容量單位均為pF 0.1、 0.22、0.47、0.01、 0.022、0.047等容量單位均為F 允許偏差：普通電容：5%（I，J）、10%（II，k）、 20%（III，M）精密

19、電容：2%（G）、1%（F）、0.5%（D）、0.25%（C）、0.1%（B）、0.05%（W）額定電壓：6.3V、10V、16V、25V、32V、50V、63V、100V、160V、250V、400V、450V、500V、630V、1000V、1200V、1500V、1600V、1800V、2000V等。數(shù)碼標(biāo)注法數(shù)碼標(biāo)注法一般為三位數(shù)碼表示電容器的容量，單位pF 。其中前兩位數(shù)碼為電容量的有效數(shù)字，第三位為倍乘數(shù)，但第三位倍乘數(shù)是9時表示10 -1。如： 101 表示：10 101 = 100 pF102 表示：10 102 = 1 000 pF103 表示：10 103 = 0. 01F

20、104 表示：10 104 = 0.1F223 表示：10 103 = 0. 022F 474 表示：10 104 = 0. 47F159 表示：10 101 = 1. 5 pF色標(biāo)法色標(biāo)法：在電容器上標(biāo)注色環(huán)或色點來表示電容量及允許偏差。四環(huán)色標(biāo)法：第一、二環(huán)表示有效數(shù)值，第三環(huán)表示倍乘數(shù)， 第四環(huán)表示允許偏差（普通電容器）。 五環(huán)色標(biāo)法：第一、二、三環(huán)表示有效數(shù)值，第四環(huán)表示倍乘數(shù)， 第五環(huán)表示允許偏差（精密電容器）。如: 棕、黑、橙、金 表示其電容量為 0.01 F，允許偏差為5% 棕、黑、黑、紅、棕 表示其電容量為 0.01 F，允許偏差為1%色標(biāo)電容器各種顏色所對應(yīng)的數(shù)值及含義電容器

21、檢測電解電容器的檢測正、負極性的判別：標(biāo)志不清時用指針式萬用表的R10k擋測量電容器兩端的正、反向電阻值，當(dāng)表針返回穩(wěn)定時，比較兩次所測電阻值讀數(shù)大小。在阻值較大的一次測量中，黑表筆所接為電容器的正極，紅表筆所接是電容器負極。電容量和漏電阻的測量：最好使用電容表或具有電容測量功能的數(shù)字萬用表測量。利用指針式萬用表內(nèi)部電池給電容器進行正、反向充電，通過觀察萬用表指針向右擺動幅度的大小，也可估測出電容器的容量，但應(yīng)選擇適當(dāng)?shù)牧砍獭Ｍǔ＃?F2.2F電解電容器用R10k擋，4.722F的用 R1k擋，47220F的用R100擋，4704700F 的用R10擋，大于4700F的用R 1擋。注意換擋后應(yīng)

22、調(diào)零，觀察表針開始向右擺動幅度，估測容量大??；待表針穩(wěn)定后讀取數(shù)值，漏電較小的電容器，所指示的漏電電阻值會大于500 k，若漏電電阻小于100 k ，則說明該電容器已漏電嚴重，不宜繼續(xù)使用。若測量電容器的正、反向電阻值均為0，則該電容器已擊穿損壞。注意：從電路中拆下的電容器（尤其是大容量和高壓電容器），應(yīng)對電容器先充分放電后，再用萬用表進行測量，否則會造成儀表損壞。用萬用表實測各種規(guī)格電解電容容量與萬用表指針擺動位置的對應(yīng)電阻值。小容量電容器的檢測小容量電容器一般指 1F 以下的電容器，因容量太小，所以用萬用表一般無法估測出其電容量，而只能檢查其是否漏電或擊穿損壞（建議使用電感電容表或具有電容

23、量測量功能的萬用表測量）。正常時，用萬用表R10 k擋測量其兩端的電阻值應(yīng)為無窮大。若測出一定的電阻值或阻值接近 0 ，則說明該電容器已漏電或已擊穿損壞?？勺冸娙萜鞯臋z測空氣可變電容器：可以在轉(zhuǎn)動其轉(zhuǎn)軸的同時，觀察其動片與定片之間是否有碰片情況，也可用萬用表檢測。薄膜可變電容器：可以用萬用表的R1k擋，測量其動片與定片之間的電阻值的同時，轉(zhuǎn)動其轉(zhuǎn)軸，正常值應(yīng)無窮大。若轉(zhuǎn)動到某一處時，萬用表能測出一定的電阻值或阻值變?yōu)?0 ，則說明該可變電容器存在漏電或短路故障。2.3、電感器電感線圈是由導(dǎo)線一圈靠一圈地繞在絕緣管上，導(dǎo)線彼此互相絕緣，而絕緣管可以是空心的，也可以包含鐵芯或磁粉芯，簡稱電感。用L

24、表示，單位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH)，1H=103mH=106uH。線圈電感量的大小，主要決定于線圈的直徑、匝數(shù)及有無鐵芯等。電感線圈的用途不同，所需的電感量也不同。 電感器習(xí)慣上簡稱電感，通常可分為固定電感、可變電感、微調(diào)電感三大類。根據(jù)其結(jié)構(gòu)還可以分為空芯電感，鐵心電感和磁芯電感。通常用在高頻電路和濾波電路及電壓變換電路中。電感器檢測方法與經(jīng)驗 色碼電感器的的檢測,將萬用表置于R1擋，紅、黑表筆各接色碼電感器的任一引出端，此時指針應(yīng)向右擺動。根據(jù)測出的電阻值大小，進行鑒別：A、被測色碼電感器電阻值為零，其內(nèi)部有短路性故障。B、被測色碼電感器直流電阻值的大小與繞制電感器線

25、圈所用的漆包線徑、繞制圈數(shù)有直接關(guān)系，只要能測出電阻值，則可認為被測色碼電感器是正常的。電感線圈的使用 電感線圈裝在線路板上有立式與臥式兩種方式，要注意其磁場的輻射對鄰近器件工作的影響。如臥式電感器的引線是從兩端引出，裝在線路板上多是橫臥著，它的線圈都繞在棒形的磁芯上，它工作時，磁力線在周圍散發(fā)，見圖(a)。不僅有效導(dǎo)磁系數(shù)低，而且其磁場輻射會影響鄰近部件的工作，特別在高頻工作時影響更大。立式電感器無此缺點，其線圈都繞在“工”形或“王”形磁芯上，甚至繞在很薄的“工”形的磁芯上，工作時磁力線很少散發(fā)有效導(dǎo)磁系數(shù)較高，磁場輻射小，對鄰近部件影響小。同時占空系數(shù)小，分布電容也小。如圖(b)半導(dǎo)體基礎(chǔ)

26、知識1結(jié)的形成（1）當(dāng)型半導(dǎo)體和型半導(dǎo)體結(jié)合在一起時，由于交界面處存在 載流子濃度的差異 ，這樣電子和空穴都要 從濃度高的地方向濃度低的地方擴散 。但是，電子和空穴都是帶電的，它們擴散的結(jié)果就使區(qū)和區(qū)中原來的電中性條件破壞了。區(qū)一側(cè)因失去空穴而留下不能移動的負離子，區(qū)一側(cè)因失去電子而留下不能移動的正離子。這些不能移動的帶電粒子通常稱為 空間電荷 ，它們集中在區(qū)和區(qū)交界面附近，形成了一個很薄的空間電荷區(qū)，這就是我們所說的 結(jié) 。圖（1）濃度差使載流子發(fā)生擴散運動（2）在這個區(qū)域內(nèi)，多數(shù)載流子已擴散到對方并復(fù)合掉了，或者說消耗殆盡了，因此，空間電荷區(qū)又稱為 耗盡層 。 （3）區(qū)一側(cè)呈現(xiàn)負電荷，區(qū)一

27、側(cè)呈現(xiàn)正電荷，因此空間電荷區(qū)出現(xiàn)了方向由區(qū)指向區(qū)的電場，由于這個電場是載流子擴散運動形成的，而不是外加電壓形成的，故稱為 內(nèi)電場 。圖（2）內(nèi)電場形成（4）內(nèi)電場是由多子的擴散運動引起的，伴隨著它的建立將帶來兩種影響：一是 內(nèi)電場將阻礙多子的擴散 ，二是P區(qū)和N區(qū)的少子一旦靠近PN結(jié)，便在內(nèi)電場的作用下漂移到對方，使空間電荷區(qū)變窄 。 （5）因此， 擴散運動使空間電荷區(qū)加寬，內(nèi)電場增強，有利于少子的漂移而不利于多子的擴散；而漂移運動使空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場減弱，有利于多子的擴散而不利于少子的漂移。 當(dāng)擴散運動和漂移運動達到動態(tài)平衡時，交界面形成穩(wěn)定的空間電荷區(qū)，即 結(jié)處于動態(tài)平衡。2結(jié)的單向?qū)?/p>

28、電性（1） 外加正向電壓 （正偏） 在外電場作用下，多子將向結(jié)移動，結(jié)果使空間電荷區(qū)變窄，內(nèi)電場被削弱，有利于多子的擴散而不利于少子的漂移，擴散運動起主要作用。結(jié)果，區(qū)的多子空穴將源源不斷的流向區(qū)，而區(qū)的多子自由電子亦不斷流向區(qū)，這兩股載流子的流動就形成了結(jié)的正向電流。（2） 外加反向電壓 （反偏） 在外電場作用下，多子將背離結(jié)移動，結(jié)果使空間電荷區(qū)變寬，內(nèi)電場被增強，有利于少子的漂移而不利于多子的擴散，漂移運動起主要作用。漂移運動產(chǎn)生的漂移電流的方向與正向電流相反，稱為反向電流。 因少子濃度很低，反向電流遠小于正向電流 。 當(dāng)溫度一定時，少子濃度一定，反向電流幾乎不隨外加電壓而變化，故稱為

29、反向飽和電流 。半導(dǎo)體的特性半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能比導(dǎo)體差而比絕緣體強。實際上，半導(dǎo)體與導(dǎo)體、絕緣體的區(qū)別在不僅在于導(dǎo)電能力的不同，更重要的是半導(dǎo)體具有獨特的性能（特性）。1在純凈的半導(dǎo)體中適當(dāng)?shù)負饺胍欢ǚN類的極微量的雜質(zhì)，半導(dǎo)體的導(dǎo)電性能就會成百萬倍的增加-這是半導(dǎo)體最顯著、最突出的特性。2當(dāng)環(huán)境溫度升高一些時，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力就顯著地增加；當(dāng)環(huán)境溫度下降一些時，半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力就顯著地下降。這種特性稱為“熱敏”，熱敏電阻就是利用半導(dǎo)體的這種特性制成的。3當(dāng)有光線照射在某些半導(dǎo)體時，這些半導(dǎo)體就像導(dǎo)體一樣，導(dǎo)電能力很強；當(dāng)沒有光線照射時，這些半導(dǎo)體就像絕緣體一樣不導(dǎo)電，這種特性稱為“光敏”。例如，

30、用作自動化控制用的“光電二極管”、“光電三極管”和光敏電阻等，就是利用半導(dǎo)體的光敏特性制成的。由此可見，溫度和光照對晶體管的影響很大。因此，晶體管不能放在高溫和強烈的光照環(huán)境中。在晶體管表面涂上一層黑漆也是為了防止光照對它的影響。最后，明確一個基本概驗：所謂半導(dǎo)體材料，是一種晶體結(jié)構(gòu)的材料，故“半導(dǎo)體”又叫“晶體”。P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體前面講過，在純凈的半導(dǎo)體中加入一定類型的微量雜質(zhì)，能使半導(dǎo)體的導(dǎo)電能力成百萬倍的增加。加入了雜質(zhì)的半導(dǎo)體可以分為兩種類型：一種雜質(zhì)加到半導(dǎo)體中去后，在半導(dǎo)體中會產(chǎn)生大量的帶負電荷的自由電子，這種半導(dǎo)體叫做“N型半導(dǎo)體”（也叫“電子型半導(dǎo)體”）；另一種雜質(zhì)加到半

31、導(dǎo)體中后，會產(chǎn)生大量帶正電荷的“空穴”，這種半導(dǎo)體叫“P型半導(dǎo)體”（也叫“空穴型半導(dǎo)體”）。例如，在純凈的半導(dǎo)體鍺中，加入微量的雜質(zhì)銻，就能形成N型半導(dǎo)體。同樣，如果在純凈的鍺中，加入微量的雜質(zhì)銦，就形成P型半導(dǎo)體。一個PN結(jié)構(gòu)成晶體二極管設(shè)法把P型半導(dǎo)體（有大量的帶正電荷的空穴）和N型半導(dǎo)體（有大量的帶負電荷的自由電子）結(jié)合在一起，見圖1所示。在P型半導(dǎo)體的N型半導(dǎo)體相結(jié)合的地方，就會形成一個特殊的薄層，這個特殊的薄層就叫“PN結(jié)”。晶體二極管實際上就是由一個PN結(jié)構(gòu)成的（見圖1）。例如，收音機中應(yīng)用的晶體二極管，其觸絲（即觸針）部分相當(dāng)于P型半導(dǎo)體，N型鍺片就是N型半導(dǎo)體，他們之間的接觸面

32、就是PN結(jié)。P端（或P端引出線）叫晶體二極管的正端（也稱正極）。N端（或N端引出線）叫晶體二極管的負端（也稱負極）。如果像圖2那樣，把正端連接電池的正極，把負端接電池的負極，這是PN結(jié)的電阻值就小到只有幾百歐姆了。因此，通過PN結(jié)的電流（I=U/R）就很大。這樣的連接方法（圖2a）叫“正向連接”。正向連接時，晶體管二極管（或PN結(jié)）兩端承受的電壓叫“正向電壓”；處在正向電壓下，二極管（或PN結(jié)）的電阻叫“正向電阻”，在正向電壓下，通過二極管（或PN結(jié)）的電流叫“正向電流”。很明顯，因為晶體二極管的正向電阻很?。◣装贇W姆），在一定正向電壓下，正向電流（I=U/R）就會很大這表明在正向電壓下，二極

33、管（或PN結(jié)）具有像導(dǎo)體一樣的導(dǎo)電本領(lǐng)。圖2a 圖2b 反過來，如果把P端接到電池的負極，N端接到電池的正極（見圖2b）。這時PN結(jié)的電阻很大（大到幾百千毆），電流（I=U/R）幾乎不能通過二極管，或者說通過的電流很微弱。這樣的連接方法叫“反向連接”。反向連接時，晶體管二極管（或PN結(jié)）兩端承受的電壓叫“反向電壓”；處在反向電壓下，二極管（或PN結(jié)）的電阻叫“反向電阻”，在反向電壓下，通過二極管（或PN結(jié)）的電流叫“反向電流”。顯然，因為晶體二極管的正向電阻很大（幾百千歐姆），在一定的反向電壓下，正向電流（I=U/R）就會很小，甚至可以忽略不計，這表明在一定的反向電壓下，二極管（或PN結(jié)）幾乎

34、不導(dǎo)電。上敘實驗說明這樣一個結(jié)論：晶體二極管（或PN結(jié)）具有單向?qū)щ娞匦?。晶體二極管用字母“D”代表，在電路中常用圖3的符號表示，即表示電流（正電荷）只能順著箭頭方向流動，而不能逆著箭頭方向流動。圖3是常用的晶體二極管的外形及符號。圖3利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢杂脕碚鳎▽⒔涣麟娮兂芍绷麟姡┖蜋z波（從高頻或中頻電信號取出音頻信號）以及變頻（如把高頻變成固定的中頻465千周）等。PN結(jié)的極間電容PN結(jié)的P型和N型兩快半導(dǎo)體之間構(gòu)成一個電容量很小的電容，叫做“極間電容”（如圖4所示）。由于電容抗隨頻率的增高而減小。所以，PN結(jié)工作于高頻時，高頻信號容易被極間電容或反饋而影響PN結(jié)的工作。但在直流或

35、低頻下工作時，極間電容對直流和低頻的阻抗很大，故一般不會影響PN結(jié)的工作性能。PN結(jié)的面積越大，極間電容量越大，影響也約大，這就是面接觸型二極管（如整流二極管）和低頻三極管不能用于高頻工作的原因晶體二極管的主要參數(shù)最高工作頻率fM（MC）二極管能承受的最高頻率。通過PN結(jié)交流電頻率高于此值，二極管接不能正常工作。最高反向工作電壓VRM（V）二極管長期正常工作時，所允許的最高反壓。若越過此值，PN結(jié)就有被擊穿的可能，對于交流電來說，最高反向工作電壓也就是二極管的最高工作電壓。最大整流電流IOM（mA）二極管能長期正常工作時的最大正向電流。因為電流通過二極管時就要發(fā)熱，如果正向電流越過此值，二極管

36、就會有燒壞的危險。所以用二極管整流時，流過二極管的正向電流（既輸出直流）不允許超過最大整流電流。例：二 極 管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。二極管的工作原理晶體二極管為一個由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。當(dāng)不存在外加電壓時，由于p-n結(jié)兩邊載流子濃度差引起的擴散電流和自建電場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，外界電場和自建電場的互相抑消作用使載流子的擴散電流增加引起了正向電流。當(dāng)外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進

37、一步加強，形成在一定反向電壓范圍內(nèi)與反向偏置電壓值無關(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，p-n結(jié)空間電荷層中的電場強度達到臨界值產(chǎn)生載流子的倍增過程，產(chǎn)生大量電子空穴對，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、開關(guān)二極管等。按照管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。點接觸型二極管是用一根很細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“PN

38、結(jié)”。由于是點接觸，只允許通過較小的電流（不超過幾十毫安），適用于高頻小電流電路，如收音機的檢波等。面接觸型二極管的“PN結(jié)”面積較大，允許通過較大的電流（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，它不僅能通過較大的電流，而且性能穩(wěn)定可靠，多用于開關(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?。在電路中，電流只能從二極管的正極流入，負極流出。下面通過簡單的實驗說明二極管的正向特性和反向特性。1.正向特性。在電子電路中，將二極管的正極接在高電位端，負極接在低電位端，二極管就會導(dǎo)通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明

39、，當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導(dǎo)通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達到某一數(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”。2.反向特性。在電子電路中，二極管的正極接在低電位端，負極接在高電位端，此時二極管中幾乎沒有電流流過，此時二極管處于截止?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，仍然會有微弱的反向電流流過二極管，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，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方

40、向?qū)щ娞匦?，這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。二極管的主要參數(shù)用來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)。對初學(xué)者而言，必須了解以下幾個主要參數(shù)：1、額定正向工作電流是指二極管長期連續(xù)工作時允許通過的最大正向電流值。因為電流通過管子時會使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過容許限度（硅管為140左右，鍺管為90左右）時，就會使管芯過熱而損壞。所以，二極管使用中不要超過二極管額定正向工作電流值。例如，常用的IN40014007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，會將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證

41、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?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(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，它的反向電流已達8mA，不僅失去了單方向?qū)щ娞匦?，還會使管子過熱而損壞。又如，2CP10型硅二極管，25時反向電流僅為5uA，溫度升高到75時，反向電流也不過16

42、0uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。二極管的符號二極管的識別和檢測方法1. 目測判別極性用萬用表檢測二極管(1) 用指針式萬用表檢測(2) 用數(shù)字式萬用表檢測3. 用萬用表檢測穩(wěn)壓二極管 穩(wěn)壓二極管的外型與普通二極管相似，極性判斷方法與普通二極管相同。穩(wěn)壓值的判斷：二極管的特性穩(wěn)壓二極管的特性 發(fā)光二極管的特性 光敏二極管的特性 變?nèi)荻O管的特性 二極管的應(yīng)用1、整流二極管利用二極管單向?qū)щ娦裕梢园逊较蚪惶孀兓慕涣麟娮儞Q成單一方向的脈動直流電。2、開關(guān)元件二極管在正向電壓作用下電阻很小，處于導(dǎo)通狀態(tài)，相當(dāng)于一只接通的開關(guān)；在反向電壓作用下，電阻很大，處于截止?fàn)顟B(tài)，如同一只

43、斷開的開關(guān)。利用二極管的開關(guān)特性，可以組成各種邏輯電路。3、限幅元件二極管正向?qū)ê?，它的正向壓降基本保持不變（硅管?.7V，鍺管為0.3V）。利用這一特性，在電路中作為限幅元件，可以把信號幅度限制在一定范圍內(nèi)。4、穩(wěn)流二極管在開關(guān)電源的電感中和繼電器等感性負載中起穩(wěn)流作用。5、檢波二極管在收音機中起檢波作用。6、變?nèi)荻O管使用于電視機的高頻頭中。三極管半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管是通過一定的工藝，將兩個PN結(jié)結(jié)合在一起的器件，由于PN結(jié)之間的相互影響， 使半導(dǎo)體三極管表現(xiàn)出不同于單個 PN結(jié)的特性而具有電流放大，從而使PN結(jié)的應(yīng)用發(fā)生了質(zhì)的飛躍。一、半導(dǎo)體三極管的結(jié)構(gòu)簡介半導(dǎo)體三極管又常稱為晶

44、體管，它的種類很多。按照頻率分，有高頻管、低頻管； 按照功率分，有小、中、大功率管；按照半導(dǎo)體材料分，有硅管、鍺管；根據(jù)結(jié)構(gòu)不同， 又可分成NPN型和PNP型等等。但從它們的外形來看，半導(dǎo)體三極管都有三個電極，如圖3.1所示。圖3.1是NPN型半導(dǎo)體三極管的示意圖。 它是由兩個 PN結(jié)的三層半導(dǎo)體制成的。中間是一塊很薄的P型半導(dǎo)體(幾微米幾十微米)，兩邊各為一塊N型半導(dǎo)體。從三塊半導(dǎo)體上各自接出的一根引線就是半導(dǎo)體三極管的三個電極，它們分別叫做發(fā)射極e、基極b和集電極c，對應(yīng)的每塊半導(dǎo)體稱為發(fā)射區(qū)、基區(qū)和集電區(qū)。雖然發(fā)射區(qū)和集電區(qū)都是N型半導(dǎo)體，但是發(fā)射區(qū)比集電區(qū)摻的雜質(zhì)多。在幾何尺寸上， 集

45、電區(qū)的面積比發(fā)射區(qū)的大，這從圖3.1也可看到，因此它們并不是對稱的。二、半導(dǎo)體三極管的電流分配與放大作用1、半導(dǎo)體三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程半導(dǎo)體三極管工作于放大狀態(tài)的基本條件：發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)反偏。在外加電壓的作用下， 半導(dǎo)體三極管內(nèi)部載流子的傳輸過程為：（1）發(fā)射極注入電子 由于發(fā)射結(jié)外加正向電壓VEE，因此發(fā)射結(jié)的空間電荷區(qū)變窄，這時發(fā)射區(qū)的多數(shù)載流子電子不斷通過發(fā)射結(jié)擴散到基區(qū)， 形成發(fā)射極電流IE，其方向與電子流動方向相反，如圖3.2所示。（2）電子在基區(qū)中的擴散與復(fù)合由發(fā)射區(qū)來的電子注入基區(qū)后， 就在基區(qū)靠近發(fā)射結(jié)的邊界積累起來， 右基區(qū)中形成了一定的濃度梯度，靠近發(fā)射結(jié)附近濃度

46、最高，離發(fā)射結(jié)越遠濃度越小。因此， 電子就要向集電結(jié)的方向擴散，在擴散過程中又會與基區(qū)中的空穴復(fù)合，同時接在基區(qū)的電源VEE的正端則不斷從基區(qū)拉走電子， 好像不斷供給基區(qū)空穴。電子復(fù)合的數(shù)目與電源從基區(qū)拉走的電子數(shù)目相等， 使基區(qū)的空穴濃度基本維持不變。這樣就形成了基極電流IB， 所以基極電流就是電子在基區(qū)與空穴復(fù)合的電流。 也就是說， 注人基區(qū)的電子有一部分未到達集電結(jié)， 如復(fù)合越多， 則到達集電結(jié)的電子越少， 對放大是不利的。 所以為了減小復(fù)合，常把基區(qū)做得很薄 (幾微米)，并使基區(qū)摻入雜質(zhì)的濃度很低，因而電子在擴散過程中實際上與空穴復(fù)合的數(shù)量很少， 大部分都能到達集電結(jié)。（3）集電區(qū)收集

47、電子集電結(jié)外加反向電壓，其集電結(jié)的內(nèi)電場非常強，且電場方向從C區(qū)指向B區(qū)。使集電區(qū)的電子和基區(qū)的空穴很難通過集電結(jié)，但對基區(qū)擴散到集電結(jié)邊緣的電子卻有很強的吸引力， 使電子很快地漂移過集電結(jié)為集電區(qū)所收集，形成集電極電流IC。 與此同時，集電區(qū)的空穴也會在該電場的作用下，漂移到基區(qū)， 形成很小的反向飽和電流ICB0 。晶體三極管的放大作用晶體三極管的放大作用就是增大電流或電壓。如圖，若稍稍改變晶體管的積極電流，集電極電流IC的變化將表現(xiàn)為改變化的hfe(晶體管的電流放大倍數(shù))倍。開關(guān)作用在機器人中重點是利用晶體管的開關(guān)功能來控制電機的起停（ON/OFF）。開關(guān)只有ON/OFF動作，為在晶體管上

48、實現(xiàn)這一功能是讓集電極與發(fā)射極之間像開關(guān)一樣導(dǎo)通或切斷。具體如圖所示，在讓基極電流ib充分流動達到飽和狀態(tài)的條件下，集電極與發(fā)射極之間的電阻降低，于是晶體管處于ON的狀態(tài)（導(dǎo)通）。反之，基極電流ib為0時，在集電極與發(fā)射極之間電流不流動，晶體管處于OFF的狀態(tài)（不導(dǎo)通）。若積極電流達到一半大小，那么晶體管的工作可能不穩(wěn)定，這是要注意的地方。 三極管的識別和檢測1. 三極管極性的判別(1) 目測判別極性(2) 用指針式萬用表判別極性2. 三極管性能的檢測(1) 用萬用表的 hFE擋檢測 值用萬用表檢測穿透電流 ICEO檢測反向擊穿電壓 U(BR)CEO三極管的特性部分三極管的外型電池除了個別特例

49、之外，今天的機器人都靠電池供電。當(dāng)然，電池也許不是你希望并入機器人的最令人興奮的技術(shù)，但是，為你的機器人選擇一塊合適的電池對于提高機器人其它部分的性能也是大有幫助的。一、關(guān)于能量來源在我們即將陷入選擇電池的泥潭之前，讓我們來了解一下移動機器人可能用到的實際的能量的來源吧。請注意“實際”這個詞。因為，雖然今天有很多的可用的能量來源，但它們并不是全部都適合用于普通的業(yè)余制作機器人。某些形式的能源由于其大小、安全性以及價格等因素并不適用于這樣的機器人。發(fā)條機構(gòu) 依靠一種被緩慢釋放的張力提供能量，其普通形式與鬧鐘的主發(fā)條的工作原理相似。使用一個具有彈性的金屬彈簧，彈簧靠卷起的一個鍵或拉回一對輪子拉緊，

50、通過釋放這些彈簧的張力，可以為軸或其它可動部件提供動力。另外一種常用的發(fā)條機構(gòu)是橡皮繩，這種機構(gòu)常常被用于驅(qū)動玩具飛機。對于機器人來說，這種形式的能源只能局限于小玩具上的應(yīng)用。太陽能電池 從太陽（也可以從白熾燈和許多其他形式的光源）獲得能量。常規(guī)的太陽能電池通過光電作用將光能轉(zhuǎn)化為電能，它的一個缺點是，這種能量過于依賴于光的強度。使用太陽能電池作為能源的機器人常常需要安裝一個充電電池或一個很大的電容器來儲備太陽能電池所得到的能量，以備后用。燃料電池 作為替代能源已經(jīng)越來越普及。多數(shù)燃料電池使用氫氣在復(fù)雜的化學(xué)合成反應(yīng)中獲得熱能以及兩極板間的電流。不同的燃料電池的設(shè)計可以得到不同的電壓，變化范圍

51、從1.5V到數(shù)百伏不等。電池 是在為各種移動裝置提供能源的產(chǎn)品中是最常用的也是最便宜的。電池已經(jīng)被使用了幾個世紀，然而，在最近2530年間，電池技術(shù)上取得了許多突破。電池可分為充電電池和非充電電池兩種大的范疇，這兩種電池在機器人方面都有著各自的應(yīng)用。價格和方便性是使用它們的關(guān)鍵因素。二、電池的化學(xué)組成雖然電池的組成有數(shù)百種之多，但通常只有很少幾種被用于業(yè)余制作的機器人中。1碳鋅電池碳鋅電池是一種相對簡單的電池，電流輸出相對較小。雖然它們可以在一定時間后恢復(fù)一些能量，但它們不是充電電池。對于大電流的應(yīng)用，例如驅(qū)動機器人來說它們相當(dāng)昂貴。2堿性電池堿性電池提供的電流數(shù)倍于碳鋅電池，他們也是現(xiàn)在最常

52、用的非充電電池，而它們的價格也數(shù)倍于碳鋅電池。但是，即使是堿性電池，機器人往往也很快就會將它們消耗殆盡。因此，經(jīng)常使用的機器人將遇到電池費用方面的問題，好的性能需要用高價換取。3充電堿性電池充電堿性電池提供了一種解決方案，可以較好地解決使用常規(guī)堿性電池驅(qū)動高耗能機器時成本過高這一問題。可充電堿性電池需要一個為此類電池而專門設(shè)計的充電器，它們的壽命可以達幾十次甚至數(shù)百次。將各種因素都考慮在內(nèi)，堿性充電電池可能是普通堿性電池的最好的直接替代品。4鎳鎘電池(NiCad)鎳鎘充電電池是一種很老的技術(shù)。不幸的是，這種技術(shù)曾引起過相當(dāng)嚴重的環(huán)境毒害鎘具有非常強的毒性。雖然因為某些原因現(xiàn)在仍能夠買到鎳鎘電池

53、，但我們將不把它列為一種選擇。5鎳氫電池(NiMH)鎳氫充電電池不但比鎳鎘電池具有更好的性能，而且它們在被廢棄并作為垃圾掩埋后對魚、動物和人也不產(chǎn)生危害。它們是當(dāng)今充電電池的首選，但是其價格并不便宜。像堿性充電電池一樣它們也需要為其專門制作的充電器。6鋰離子電池(Li-Ion)鋰離子電池通常用于便攜式電腦和攝影機的充電電池組。鋰離子電池的重量相對于其所能夠提供的電流輸出來說輕的驚人。然而，鋰離子電池需要使用專用充電器，而且價格不菲。我們可以通過拆卸廢舊筆記本電腦或手機上的電池來獲得他們7鋰電池鋰電池（非鋰離子電池）也很常用。它們是非充電電池，通常用于長壽命設(shè)備，例如火災(zāi)報警器。它們也被用來作為

54、備用記憶電池，其常用規(guī)格一般是3V、6V、9V。8密封鉛酸蓄電池(SLA)密封鉛酸蓄電池在制作上與汽車里使用的電池類似，只是其內(nèi)部的電解液是凝膠體，而不是稀泥狀的液體。為了防止泄露，密封鉛酸蓄電池被進行了密封，但實際上在它的表面上還是有為了讓氧氣進出用的很細小的孔。密封鉛酸蓄電池的體積較大。這種電池只需要很簡單的電路就可以進行充電，所以對于需要大電流的格斗機器人或大型機器人來說，是一種理想的選擇。9聚合物電池聚合物電池是最新的充電電池，它們被應(yīng)用于像手機一樣需要中、大電流的機器。這種電池使用鋰作為組成元素，但是和前面所提及的鋰離子電池與鋰電池又不一樣。聚合物電池甚至可以被做成1mm的薄片。10小結(jié)大部分有經(jīng)驗的制作者都會根據(jù)自己的機器人的大小和應(yīng)用從一小部分類型的電池中進行選擇。堿性電池、鎳鎘電池、鎳氫電池是桌面小型機器人最常用的電池。當(dāng)你選擇使用堿性電池時，你可以在可充電和非充電電池中選擇一種。如果你發(fā)現(xiàn)需要經(jīng)常更換電池，那么選擇可充電電池便可以為你省下資金，或者你也可以考慮使用鎳氫電池。中型尺寸的漫游機器人使用較大的鎳氫或鋰離子電池，也可以是用較