电气基础基本训练(1)

专业基础基本训练一、电阻器1、分类精密电阻毫欧电阻或分流电阻线绕电阻1500W制动电阻50W铝壳电阻二命名三、阻值①直标法将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上(无误差标示为允许误差±20%)。也有厂家采用习惯标记法。如：3Ω3Ⅰ表示电阻值为3.3Ω、允许误差为±5%1K8表示电阻值为1.8KΩ、允许误差为±20%5M1Ⅱ表示电阻值为5.1MΩ、允许误差为±10%②色标法将不同颜色的色环涂在电阻器(或电容器)上来表示电阻(电容器)的标称值及允许误差。例如：红红棕金表示220Ω±5%黄紫橙银表示47kΩ±10%棕紫绿金棕表示17.5Ω±1%③文字符号法例如：3M3K3M3表示3.3MΩ，K表示允许偏差为±10%。允许偏差与字母的对应关系见表B304。二、电容四、电感电感器的技术指标主要包括：电感量L；品质因数Q值；自谐频率f；直流电阻RDC；额定电流I等。固定电感器主要用于电视机、摄像机、录像机、微处理机、微电机及其它电子设备和通讯设备中起谐振、耦合、延迟、滤波、陷波扼流抗干扰等作用。五、二极管六、三极管电子制作中常用的三极管有90××系列，包括低频小功率硅管9013(NPN)、9012(PNP)，低噪声管9014(NPN)，高频小功率管9018(NPN)等。我国生产的晶体管有一套命名规则，电子工程技术人员和电子爱好者应该了解三极管符号的含义。符号的第一部分“3”表示三极管。符号的第二部分表示器件的材料和结构：A——PNP型锗材料；B——NPN型锗材料；C——PNP型硅材料；D——NPN型硅材料。符号的第三部分表示功能：U——光电管；K——开关管；X——低频小功率管；G——高频小功率管；D——低频大功率管；A——高频大功率管。另外，3DJ型为场效应管，BT打头的表示半导体特殊元件。七、场效应管（1）输入阻抗高；（2）输入功耗小；（3）温度稳定性好；（4）信号放大稳定性好，信号失真小；（5）由于不存在杂乱运动的少子扩散引起的散粒噪声，所以噪声低。八、晶振集成电路应用基本知识§1.1集成电路的分类及型号命名规则一、集成电路的分类1、集成电路按其工艺不同，可分为膜集成电路（薄膜集成电路、厚膜集成电路）、半导体集成电路（又称单片集成电路）和混合集成电路。2、按集成电路所体现的功能分，可分为模拟集成电路、数字集成电路、接口电路和特殊电路。3、三、按有源元件类型不同，集成电路又可为双极型、单极型以及双极—单极混合型三种。4、集成电路按其集成密度分类，可分为小规模集成电路（SSI），中规模集成电路（MSI），大规模集成电路（LSI）和超大规模集成电路（VLSI）。对于数字集成电路来说，小规模集成电路是指其集成度为1~12门/片或10~100个元件/片的集成电路，它主要是逻辑单元电路，如各种逻辑门电路，集成触发器等中规模集成电路是指其集成度为13~99门/片或100~1000个元件/片的集成电路，它是逻辑功能部件，例如编码器、译码器、数据选择器、数据分配器、计数器、寄存器、算术逻辑运算部件、A/D和D/A转换器等。大规模集成电路是指其集成度为100~1000门/片或100~100000门/片的集成电路，它是数字逻辑系统，如微型计算机使用的CPU，存储器和各种接口电路等。超大规模集成电路是指其集成度大于1000门/片105个元件/片的集成电路，它是集成度的数字逻辑系统，如各种型号的单片机，就是在一片硅片上集成了一个完整的微型计算机。对于模拟集成电路来说，由于工艺要求高，电路又复杂，故通常集成50个以下的元器件叫小规模集成电路，50~100个元器件的即称中规模集成电路，集成100个以上的就属于大规模集成电路。二、集成电路产品型号命名规则1、我国集成电路国家标准型号命名规则例：CT4020MD第一部分：表示国家标准第二部分：表示TTL电路第三部分：表示系列品种代号，其中系列表示：1标准系列，同国际54/74系列2高速系列，同同国际54H/74H系列3肖特基系列，同国际的54S/74S系列4低功耗肖特基系列，同国际的54LS/74LS系列表示品种代号同国际一致第四部分：表示工作温度范围C：0~+70度，同国际74系列M：-55~+125度，同国际54系列第五部分：表示封装形式为陶瓷双系直插2、我国其它型号集成电路的识别除国家标淮外，在我国还广泛使用着各种型号的集成电路，常见的是我国电子工业部的标准型号。例如：FOO7AD第一部分：表示电路的类型，用字母表示，其中C：CMOS电路F：运算放大器H：HTL电路E：ECL电路J：接口电路P：PMOS电路N：NMOS电路T：TTL电路W：稳压器第二部分表示系列品种代号，用三位阿拉伯数字表示第三部分表示开关参数分档A：低档B：中、高档C：高档或特殊分档第四部分：表示封装形式A、陶瓷扁平B、塑料扁平C、陶瓷双列直插D、塑料双列直插Y、金属圆壳F、金属菱形3、国际通用的TTL、CMOS集成电路产品型号命名规则国外企业多在国际通用系列型号前冠以自己企业代号。例如：美国德克萨斯公司SN74LS195J（1）表示德克萨斯公司标准电路（2）表示工作温度范围：54：-55~+125度74：0~+70度（3）表示系列：ALS先进的低功耗肖特基系列H高速系列AS先进的肖特基系列L低功耗系列LS低功耗肖特基系列S肖特基系列空白：标准系列（4）表示品种代号（5）表示封装形式J：陶瓷双列直插N塑料双列直插T：金属扁平W陶瓷扁平三、集成电路的封装及外形封装所采用的材料有陶瓷、塑料和金属等。陶瓷封装的集成电路气密性好，可靠性高，使用的温度范围广（-55~+125℃），因而一般用于军事、航天和航空等高精尖领域。而塑料集成电路在性能上要稍微差一些，不过由于其价格低廉，在民用和普通工业领域中得到了广泛的应用。目前生产的集成电路有各种封装形式，如金属圆壳封装]、扁平封装、双列直插封装、单列直插封装、三端塑封等。最基本的是前三种形式，这里作简要介绍。1.金属圆壳封装：这种封装的气密性较好，但成本高，占体积大。2.扁平封装3.双引直插式封装：集成电路芯片上的信息封装好的集成块，在其正面还通常印有以下信息：厂家名称；出厂日期；集成块的序列及编号如图1-4所示，它表示是美国国家半导体公司的产品，1987年第24周生产，电路为74LS00(四2输入与非门)，封装形式为塑料双列直插。§1.2外电路的作用及组成原则一、电源电路1、模拟集成电路要求连接正负两种电源，这是因为大多数模拟电路在其电路中使用一个或多个差分放大器。而数字集成电路则很少需要两种电源。2、无论是双电源还是单电源供电，都要考虑电源的去耦问题，即在集成电路的电源端子处对地加旁路电容。3、直流电源线和接地线应该有足够大的截面积，使噪声干扰和直流电压降最小。而电路中连接线的长度要尽可能短，以防止噪声干扰和减少传输时间。二、外接元件为使集成电路正常工作，集成电路常常要外接元件，这些外接元件对于不同的电路，有不同的接法，也起到不同的作用三、频率补偿电路集成电路常常利用外加电阻和电容的组合来进行频率补偿。例如集成运算放大器四、接口电路集成电路在作用过程中，常常涉及到TTL电路、CMOS电路之间，以及它们和其它集成电路之间的连接问题。由于这些电路相互之间的电源电压和输入输出电平及电流并不相同，因此它们之间的连接必须通过电平转换或电流变换电路，使前级器件输出的逻辑电平满足后级器件对输入电平的要求；前级器件的输出电流大于后级器件对输入电流的要求，并不得对器件造成损害，这种转换电路通常称为接口电路。§1.3集成电路正确使用在使用集成电路时，先了解其性能特点，使其正常工作，否则不但达不到预期效果，而且还会损坏组件。使用之前首先应认真阅读产品说明书或有关资料，了解集成电路的管脚分布情况了解集成电路的极限参数。通常集成电路的常用极限参数有电源电压、输入电压、功耗、负载阻抗、工作温度和贮存温度等几项。在装接电路，改变电路连接或插拔器件时，必须切断电源，否则组件很容易受到极大的感应或电冲击而损坏。在焊接集成电路时电烙铁必须良好接地。为防止电烙铁漏电电击穿组件输入端，可使电烙铁断电后和余热快速焊接，此时应先焊集成块的接地脚。集成电路电源的正负极绝对不能接反，否则其内部电路会因电流过大而损坏。TTL和CMOS集成电路的正确使用和安全保护1、TTL集成电路TTL器件对电源的要求是VCC=5V±0.25V使用时不能超过。不要施加超过电源电压信号。对输出端的要求：一般的TTL电路输出端不允许直接连在一起，否则不仅会使电路的逻辑混乱，并会导致器件损坏。只有集电极开路门（OC）门和三态门（TSL）可以把输出端连在一起。不使用的输入端处理方法：对于一般小规模电路的数据输入端，实验时允许悬空处理，这时相当于该输入端为逻辑“1”状态。但输入端悬空容易受干扰，破坏电路的功能，造成逻辑错误。对不使用的输入端常有两种处理方法。其一是在前级驱动能力允许的条件下，与使用的输入端并联使用；其二是把不同的输入端按其逻辑功能特点接至相应的逻辑电平上。TTL电路通常要求输入信号上升沿或下降沿小于50ns/V~100ns/V。因此，当外加输入信号不满足此要求时，必须加施密特触发器整形。当TTL电路输出端接容性负载而电阻为零时，电路从断到通的瞬间有很大的电流倒灌注入集成电路的输出端，有可能导致电路损坏。为使电流不超过允许值，输出端接一个电阻R。一般C100PF时,R选取180Ω左右。2、CMOS集成电路（1）电源规则CMOS电路电源电压范围比较宽，一般4000系列的电源电压允许在+3～+18V范围内选择，国产C000系列的电源电压允许在+7～+15V范围内选择。（2）输入信号不可大于VDD或小于VSS。否则输入保护二极管会因为正向偏置而引起大电流破坏。基于这点，在工作或测试时还必须注意要先接通电源，再加入信号。工作结束后，应先撤除信号，再关闭电源。若信号源与电路板使用两组电源供电时，开机时，先接通电路板电源，再接通信号电源；关机时，先断开信号电源，再断开电路板电源。（3）输入端的电流不能超过1mA，不能保证这点时，必须在输入端串联适当电阻来限流保护。（4）对输出端的要求：输出端不允许直接与VDD或VSS连接，否则将导致器件损坏。除三态输出器件外，不允许两个器件并接成线逻辑状态。（5）对输入端的要求：CMOS电路所有不用的输入端不允许悬空。如果电源稳定性较差，可通过一只数百千欧的电阻相连。（6）在CMOS电路的输入端需用长导线连接时，该输入线必然存着较大的分布电容和分布电感，很容易LC振荡。如果在输入端一旦产生负振荡电压，就有可能使保护二极管损坏，因此有必要采取一定的保护措施。