第一章常用器件介紹

內容提綱11二極管33光電耦合器44繼電器5可控硅5內容提綱22三極管1.1二及管〔一〕二極管符號〔二〕開關等效電路〔理想情況下〕開關閉合當Ua>Ub時，D導通開關斷開當Ua≤Ub時,D截止〔三〕二極管形狀發光二極管常見的發光二極管整流管開關管高頻二極管阻尼二極管金屬封裝整流二極管〔四〕二極管種類和符號〔五〕二極管極性判別及測試半導體二極管的極性判別一般情況下，二極管有色點的一端為正極，如2AP1～2AP7，2AP11～2AP17等。如果是透明玻璃殼二極管，可直接看出極性，即內部連觸絲的一頭是正極，連半導體片的一頭是負極。塑封二極管有圓環標志的是負極，如IN4000系列。

無標記的二極管，那么可用萬用表歐姆檔來判別正、負極。根據二極管正向電阻小，反向電阻大的特點，將萬用表撥到電阻檔〔一般用R×100或R×1K檔〕，用表筆分別與二極管的兩極相接，測出兩個阻值。在所測得阻值較小的一次，與黑表筆相接得一端為二極管的正極。同理，在所測得較大阻值的一次，與黑表筆相接的一端為二極管的負極。判斷二極管質量的好壞二次測得的正、反向電阻值很小或接近于0——管子已擊穿如正、反向電阻值很大或接近于∞——管子內部已斷路如正、反向電阻值相差不大——性能變壞或已失效反向電阻值比正向電阻值大幾百倍以上——性能良好第一章常用器件介紹

內容提綱11二及管33光電耦合器44繼電器5可控硅5內容提綱22三極管1.2三極管〔一〕三極管結構及電路符號發射極E基極BPNN+集電極C發射極E基極BNPP+集電極CBCEBCE發射結集電結1.2三極管〔二〕三極管三種工作模式放大模式：發射結正偏，集電結反偏。飽和模式：發射結正偏，集電結正偏。截止模式：發射結反偏，集電結反偏。1.2三極管〔三〕三極管開關等效電路〔理想情況下〕當Ub為高電平UIH時，T飽和當Ub為低電平UIL時，T截止開關閉合開關斷開第一章常用器件介紹

內容提綱11二及管33光電耦合器44繼電器5可控硅5內容提綱22三極管1.3光電耦合器〔一〕光電耦合器件光電耦合器件是發光器件與光接收器件組合的一種器件，它是以光作為媒介把輸入端的電信號耦合到輸出端，也稱為光耦合器。他的發送端和接收端是電、磁絕緣的，只有光信息相連。1.3光電耦合器〔二〕光電耦合器件的電路符號1.3光電耦合器〔三〕光電耦合器件的應用

1.用于電平轉換

工業控制系統所用集成電路的電源電壓和信號脈沖的幅度常不盡相同，如TTL的電源為5V，HTL為12V，PMOS為－22V，CMOS那么為5~20V。如果在系統中必須采用二種集成電路芯片，就必需對電平進行轉換，以便邏輯控制的實現。

圖6-39所示為利用光電耦合器件實現PMOS電路的電平與TTL電路電平的轉換電路。光電耦合器件不但使前后兩種不同電平的脈沖信號耦合起來而且使輸入與輸出電路完全隔離。

1.3光電耦合器

2.用于邏輯門電路

利用光電耦合器件可以構成各種邏輯電路，圖6-40所示為兩個光電耦合器組成的與門電路，如果在輸入端Ui1和Ui2同時輸入高電平"1"，那么兩個發光二極管GD1和GD2都發光，兩個光敏三極管TD1和TD2都導通，輸出端就呈現高電平“1〞。假設輸入端Ui1或Ui2中有一個為低電平“0〞，那么輸出光電三極管中必有一個不導通，使得輸出信號為“0〞，故為與門邏輯電路，Uo=Ui1·Ui2。1.3光電耦合器圖6-41所示典型應用電路中左側的輸入電路電源為13.5V的HTL邏輯電路，中間的中央運算器、處理器等電路為+5V電源，后邊的輸出局部依然為抗干擾特性高的HTL電路。輸入信號經光電耦合器送至中央運算、處理局部的TTL電路，TTL電路的輸出又通過光電耦合器送到抗干擾能力高的HTL電路，光電耦合器成了TTL和HTL兩種電路的媒介。3.隔離方面的應用1.3光電耦合器4.可控硅控制電路中的應用

可控硅整流器，或SCR，是一種很普通的單向低壓控制高壓的器件，可以將其用于光觸發的形式。同樣，雙向可控硅是由一種很普通的SCR開展改進的器件，它也可用于光觸發形式。將一只SCR和一只LED密封在一個封裝中，就可以構成一只光耦合的SCR；而將一只雙向可控硅和一只LED密封在一個封裝中就可以制成一只光耦合的雙向可控硅。1.3光電耦合器1.3光電耦合器第一章常用器件介紹

內容提綱11二及管33光電耦合器44繼電器5可控硅5內容提綱22三極管1.4電磁繼電器〔一〕電磁繼電器的原理彈簧銜鐵電磁鐵觸點1.4電磁繼電器〔二〕電磁繼電器形狀1.4電磁繼電器〔三〕電磁繼電器應用控制電路工作電路當開關S1閉合時，電磁鐵通電產生____，將銜鐵______,開關S的觸點_____，工作電路在有_____通過，電動機便轉動起來。S1MS電流接通吸下磁1.4電磁繼電器S紅燈綠燈AB用控制低壓電路通斷電的方法來間接控制高壓電路的通斷電。自動控制水位自動報警裝置要求：水位未達A時，綠燈亮，水位正常；水位到達A時，紅燈亮，水位不正常.工作原理：水位沒有到達金屬塊A時,電磁鐵不通電無磁性,綠燈亮,顯示水位正常。當水位到達金屬塊A時，電磁鐵通電有磁性，將銜片吸下來，紅燈亮,表示水位不正常。第一章常用器件介紹

內容提綱11二極管33光電耦合器44繼電器5可控硅5內容提綱22三極管1.5可控硅〔一〕可控硅晶閘管〔SiliconControlledRectifier〕晶閘管是在晶體管根底上開展起來的一種大功率半導體器件。它的出現使半導體器件由弱電領域擴展到強電領域。晶閘管也像半導體二極管那樣具有單向導電性，但它的導通時間是可控的，主要用于整流、逆變、調壓及開關等方面。優點：體積小、重量輕、效率高、動作迅速、維修簡單、操作方便、壽命長、容量大〔正向平均電流達千安、正向耐壓達數千伏〕。1.5可控硅G控制極根本結構K陰極G陽極

AP1P2N1N2四層半導體

晶閘管是具有三個PN結的四層結構,其外形、結構及符號如圖。(c)結構KGA(b)符號(a)外形三個

PN

結1.5可控硅

T1T2工作原理A

在極短時間內使兩個三極管均飽和導通，此過程稱觸發導通。形成正反響過程KGEA>0、EG>0EGEA+_R1.5可控硅晶閘管導通后，去掉EG，依靠正反響，仍可維持導通狀態。EA>0、EG>0KEA+_R

T1T2EGA形成正反饋過程1.5可控硅晶閘管導通的條件：

1.晶閘管陽極電路(陽極與陰極之間)施加正向電壓。

2.晶閘管控制電路(控制極與陰極之間)加正向電壓或正向脈沖(正向觸發電壓)。晶閘管導通后，控制極便失去作用。依靠正反響，晶閘管仍可維持導通狀態。晶閘管關斷的條件：1.必須使可控硅陽極電流減小,直到正反響效應不能維持。2.將陽極電源斷開或者在晶閘管的陽極和陰極間加反相電壓。1.5可控硅可控整流電路單相半波可控整流

1.電阻性負載(1)

電路u>0時：假設ug=0，晶閘管不導通，u

<0時:

晶閘管承受反向電壓不導通,

uo=0,uT=u，故稱可控整流。控制極加觸發信號，晶閘管承受正向電壓導通，

uuoRL+–+uT+––Tio1.5可控硅(2)工作原理

t1

2u

<

0時:

可控硅承受反向電壓不導通即：晶閘管反向阻斷

tOu

>0時:

tO1.5可控硅O

動畫控制角

t1O

t22

導通角(3)工作波形

接電阻負載時單相半波可控整流電路電壓、電流波形1.5可控硅(4)整流輸出電壓及電流的平均值由公式可知：改變控制角，可改變輸出電壓Uo。1.5可控硅2.

雙向晶閘管特點：符號：A1A2G控制極第一電極第二電極通過控制電壓的控制可實現雙向導通。相當于兩個晶閘管反向并聯，兩者共用一個控制極。1.5可控硅工作原理A1A2GUA1>UA2時，控制極相對于A2加正脈沖，晶閘管正向導通，電流從A1流向A2。UA2>UA1時，控制極相對于A2加負脈沖，晶閘管反向導通，電流從A2流向A1。1.5可控硅交流調壓電路雙向二極管：只要在其兩端加上一定數值的正或負電壓即可使其導通。

RC

Tu+_雙向二極管1.5可控硅第二章數字電路根底知識

內容提綱11概述33邏輯代數根底44根本邏輯門55內容提綱22數制和碼制2.1概述〔一〕模擬量

該物理量的變化在時間上或數值上是連續的。把表示模擬量的信號叫做模擬信號把工作在模擬信號下的電子電路叫做模擬電路。2.1概述〔二〕數字量數字量的特點1.該物理量的變化在時間上和數量上都是離散的。2.它們的數值大小和每次的增減變化都是某一個最小數量單位Δ的整數倍，而小于這個最小數量單位的數值即量化誤差。3.以“0〞“1〞表示，采用二進制。把表示數字量的信號叫做數字信號，并且把工作在數字信號下的電子電路叫做數字電路。第二章數字電路根底知識

內容提綱11概述33邏輯代數根底44根本邏輯門55內容提綱22數制和碼制2.2數制和碼制〔一〕數制和碼制的概念數制：多位數碼中每一位的構成方法以及從低位到高位的進位規那么。數碼形式表示數量的大小碼制：編制代碼所要遵循的規那么。數碼形式表示不同的事物或事物的不同狀態2.2數制和碼制數制： ①每一位的構成 ②從低位向高位的進位規那么常用到的數制：十進制，二進制，十六進制Hexadecimal：十六進制Decimal：十進制Binary：二進制2.2數制和碼制〔二〕進位計數制及其要素 進位計數制：按進位原那么進行計數的方法。例：十進制數有: 0、1、2、3、4、5、6、7、8、9十種狀態。我們說：十進制數基數10，變化范圍0~〔10-1〕,逢十進一。看一個十進制數： 4094 每一位十種數碼的狀態(0~9) 千百十個 本位絕對值的大小=數×位權 103102101100如：千位=4×103=40002.2數制和碼制十進制數有二個要素：

1.基數：10逢十進一2.位權：10i

某一位數絕對值大小=數×位權.二個要素:適用于二、八、十六進制。二進制數：基數20，1。

位權2i八進制數：基數80，1，～，7

位權8i十六進制數:基數160，1，～，8，9，A(10)，B(11)，C(12)，D(13)，E(14)，F(15)。位權16i2.2數制和碼制〔三〕進位計數制的表示方法1234．56=1103+2102+3101+4100+510-1+610-2推廣到任意十進制：

N=±[kn

10n+kn-1

10n-1+……+k0

100

+k-1

10-1+……+k-m

10-m] =±

[ki

10i] (i=-m~n)任何某一位數大小=ki

10i對于任意進制:

N=±

[ki

Ri] (i=-m~n) R—基數，逢R進一.Ri—位權2.2數制和碼制例如：二進制數B=10011101 B=127+124+123+122+120=〔157〕10在計算機里進行運算和處理均是按二進制數處理的。而二進制數寫起來麻煩;寫時又以八進制或十六進制表示；日常生活中又常用十進制，因此就有：二 十 八 十 二 八數制之間轉換問題 十六 十 二 十六2.2數制和碼制〔四〕不同數制之間的轉換整數十→二〔除2取余法〕方法：整數除2取余，直到商為0為止，讀數由后向前。十

二例：將〔217〕10轉化為二進制形式。余數：按照相反的方向寫下來。/2/2/2/2/2/2/2/22171085427136310----商

10011011----余數(217) 10=〔11011001〕22.2數制和碼制小數十→二:乘2取整方法：對十進制數逐次乘2，即乘2取整法，位數取決于要求精度。例：(0.613)102=1.226k-1=1(0.226)102=0.452k-2=0(0.452)102=0.904k-3=0(0.904)102=1.808k-4=1〔0.1001〕2=〔0.5625〕10(0.808)102=1.616k-5=1〔0.10011〕2=〔0.609375〕10(0.616)102=1.232k-6=1(0.613)10=(0.100111)22.2數制和碼制3. 二→十按權展開，求累加和。例：〔0.1001〕2=12-1+12-4=0.5+0.0625=〔0.5625〕10〔1001〕2=123+022+021+120=〔9〕10*下頁是常用的幾種數制寫法：〔八位二進制數〕

2.2數制和碼制二

八1.二→八： 以小數點為界向左向右三位一段，不夠補0， 三位二進制數用一位八進制數表示。例：〔1，101，001.010，011，1〕2 不夠補0不夠補0〔001101001.010011100〕2=〔151.234〕82.八→二：一位八進制數用三位二進制數表示。〔151．234〕8=〔001101001.010011100〕22.2數制和碼制二

十六1.二→十六： 以小數點為界向左向右四位一段，不夠補0, 四位二進制數用一位十六進制數表示。例：〔1101001.0100111〕2→(69.4E)16 不夠補0 不夠補0 (0110,1001.0100,1110)2=(69.4E)162.十六→二：一位十六進制數用四位二進制數表示。(694E)16=(0110,1001.0100,1110)22.2數制和碼制二

BCDBCD數：常用8421碼，每一位十進制數用四位二進制編碼表示。1111B 9D 1001BCD 10D00010000BCD

BCD碼與二進制數之間轉換沒有直接關系， 必須先轉換成十進制,然后轉換成二進制。例：1111111B=255D=0010,0101,0101BCD 0010,0101,0101BCD＝255D=11111111B2.2數制和碼制不同進制數的對照表第二章數字電路根底知識

內容提綱11概述33邏輯代數根底44根本邏輯門55內容提綱22數制和碼制2.3邏輯代數根底〔一〕邏輯代數根底概述二值邏輯：只有兩種對立邏輯狀態的邏輯關系在二值邏輯中的變量取值：0/1，0和1表示兩個對立的邏輯狀態。例如：電位的低高〔0表示低電位，1表示高電位〕、開關的開合等。邏輯：事物的因果關系2.3邏輯代數根底邏輯運算：當兩個二進制數碼表示不同的邏輯狀態時，它們之間可以按照指定的某種因果關系進行推理運算，稱之為邏輯運算。布爾代數：進行邏輯運算的數學方法。邏輯變量：邏輯代數中用字母表示變量，稱之為邏輯變量。

數字電路要研究的是電路的輸入輸出之間的邏輯關系，所以數字電路又稱邏輯電路，相應的研究工具是邏輯代數。布爾代數。2.3邏輯代數根底〔二〕邏輯代數中的三種根本運算與，或，非運算，由以下圖引出：邏輯抽象輸入開關：1通、0斷；輸出燈：1亮