三、晶體二極管

　　晶體二極管在電路中常用“D”加數字表示，如：D７表示編號為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導電性，也就是在正向電壓的作用下，導通電阻很小；而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。正因為二極管具有上述特性，無繩電話機中常把它用在整流、隔離、穩壓、極性保護、編碼控制、調頻調制和靜噪等電路中。

　　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）、發光二極管、穩壓二極管等。

　　2、識別方法：二極管的識別很簡單，小功率二極管的N極（負極），在二極管外表大多采用一種色圈標出來，有些二極管也用二極管專用符號來表示P極（正極）或N極（負極），也有采用符號標志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發光二極管的正負極可從引腳長短來識別，長腳為正，短腳為負。

　　3、測試注意事項：用數字式萬用表去測二極管時，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負極，此時測得的阻值才是二極管的正向導通阻值，這與指針式萬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體器件之一，其應用也非常廣泛。

　　晶體二極管使用常識：

　　（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，通電后二極管會立即燒毀。一般根據電路要求，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。

　　（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制波中取出信號成分（包絡線），工作在高頻狀態下。因此，選用管子時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選擇。在彎折管腳時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，焊接時一定要注意防止虛焊。特別是經過長時間存放的二極管，其管腳氧化發黑，必須先用刀子刮干凈，并預先吃錫，爾后再往電路板上焊，以確保焊接質量。

　　二極管的工作原理：

　　晶體二極管為一個由p型半導體和n型半導體形成的p-n結，在其界面處兩側形成空間電荷層，并建有自建電場。當不存在外加電壓時，由于p-n結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。

　　當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。

　　當外界有反向電壓偏置時，外界電場和自建電場進一步加強，形成在一定反向電壓范圍內與反向偏置電壓值無關的反向飽和電流I0。

　　當外加的反向電壓高到一定程度時，p-n結空間電荷層中的電場強度達到臨界值產生載流子的倍增過程，產生大量電子空穴對，產生了數值很大的反向擊穿電流，稱為二極管的擊穿現象。

　　二極管的類型：

　　二極管種類有很多，按照所用的半導體材料，可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）。根據其不同用途，可分為檢波二極管、整流二極管、穩壓二極管、開關二極管等。按照管芯結構，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體晶片表面，通以脈沖電流，使觸絲一端與晶片牢固地燒結在一起，形成一個“PN結”。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”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，而且性能穩定可靠，多用于開關、脈沖及高頻電路中。

　　二極管的導電特性：

　　二極管最重要的特性就是單方向導電性。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。

　　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，二極管就會導通，這種連接方式，稱為正向偏置。必須說明，當加在二極管兩端的正向電壓很小時，二極管仍然不能導通，流過二極管的正向電流十分微弱。只有當正向電壓達到某一數值（這一數值稱為“門檻電壓”，鍺管約為0.2V，硅管約為0.6V）以后，二極管才能直正導通。導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狀態，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。當二極管兩端的反向電壓增大到某一數值，反向電流會急劇增大，二極管將失去單方向導電特性，這種狀態稱為二極管的擊穿。

　　二極管的主要參數：

　　用來表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術指標，稱為二極管的參數。不同類型的二極管有不同的特性參數。對初學者而言，必須了解以下幾個主要參數：

　　1、額定正向工作電流

　　是指二極管長期連續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，會將管子擊穿，失去單向導電能力。為了保證使用安全，規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，管子的單方向導電性能越好。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關系，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，不僅失去了單方向導電特性，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160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩定性。

　　測試二極管的好壞：

　　初學者在業余條件下可以使用萬用表測試二極管性能的好壞。測試前先把萬用表的轉換開關撥到歐姆檔的RX1K檔位（注意不要使用RX1檔，以免電流過大燒壞二極管），再將紅、黑兩根表筆短路，進行歐姆調零。

　　1、正向特性測試

　　把萬用表的黑表筆（表內正極）搭觸二極管的正極，，紅表筆（表內負極）搭觸二極管的負極。若表針不擺到0值而是停在標度盤的中間，這時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，說明管芯短路損壞，若正向電阻接近無窮大值，說明管芯斷路。短路和斷路的管子都不能使用。

　　2、反向特性測試

　　把萬且表的紅表筆搭觸二極管的正極，黑表筆搭觸二極管的負極，若表針指在無窮大值或接近無窮大值，管子就是合格的。

　　四、電感

　　電感在電路中常用“L”加數字表示，如：L3表示編號為3的電感。

　　電路板上的電感器

　　電感線圈是將絕緣的導線在絕緣的骨架上繞一定的圈數制成。

　　直流可通過線圈，直流電阻就是導線本身的電阻，壓降很小；當交流信號通過線圈時，線圈兩端將會產生自感電動勢，自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反，阻礙交流的通過，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。

　　電感一般有直標法和色標法，色標法與電阻類似。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：

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

　　2、貼片電感器因為環境溫度變化1℃所產生電感量的變化△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。除電感溫度系數可決定其穩定性外，還應重視由于機械振動和時效老化所引起的電感量的變化。

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

　　4、貼片電感設計要承受的大電流，及相應的發熱情況。

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

　　6、焊盤或針腳是選購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等，以保證焊接的可靠性。 對于貼片電感（SMD）一定要嚴格按設計的焊盤尺寸選購，帶針腳的電感，一般無嚴格規定同參數和立式、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允許通過的最大電流值。電感器在使用時，流過的電流不能超過額定電流，否則電感器就會因發熱而使性能參數發生改變，甚至會因過電流而燒壞。

　　五、晶體三極管

　　晶體三極管在電路中常用“Q”加數字表示，如：Q1表示編號為1的三極管。

　　電路板上的三極管

　　1、特點：晶體三極管（簡稱三極管）是內部含有2個PN結，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，所謂OTL電路中的對管就是由PNP型和NPN型配對使用。

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

　　2、晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用，

　　應用多級放大器中間級，低頻放大輸入級、輸出級或作阻抗匹配用高頻或寬頻帶電路及恒流源電路

　　3、晶體三極管的識別

　　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律。對于小功率金屬封裝三極管，按底視圖位置放置，使其三個引腳構成等腰三角形的頂點向上，從左向右依次為e、b、c；對于中、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、晶體三極管的識別使用常識

　　①焊接時應選用20～75W電烙鐵，每個管腳焊接時間應小于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平整光滑，在散熱器上用螺釘固定管子，要保證個螺釘的松緊一致，結合緊密。

　　④管子應安裝牢固，避免靠近電路中的發熱元件。