1、製 二 課新進人員教育訓練教案第一章 認 識 電 阻電阻,顧名思義, 就是阻止電流流動的阻力.有阻止電流流動能力的元件,稱為電阻器(resistor), 其單位為毆姆.電阻器可以分為固定電阻器 與可變電阻器兩種 ,從材質方面分類,通常又可以分為混合式與繞線式兩種.( 1) 固定電阻器 ( fixed resistor ) : 固定電阻是指該電阻的電阻值,由製作廠家製成某一固定數值.此 種電阻,在電子設備中使用甚廣,按其結構又分為下列幾種 : 1.型線繞式電阻器 2.碳膜電阻器 3.固定碳素混合電阻 4.絕緣固定式碳膜電阻器5.固定金屬膜電阻器 6.厚膜微型電阻器 7.厚膜電阻網路這種電阻器是在
2、瓷器管狀的耐熱卷蕊上繞上電阻線,其外圍在施以 洋灰色或磁漆等耐熱物質.以下的圖就是功率線繞式電阻器剖析圖. 這種電阻器在磁管或磁棒的表面上附著碳素系物質薄膜的電阻體, 並加上適當的的端子,其表面再加以保護塗裝.以下的圖就是固定碳膜電阻器剖析圖.這種電阻器是利用碳素系導電物質混合其他適當的物質所形成, 電阻器的表面具絕緣性.以下的圖就是固定式碳素混合電阻器剖析圖.這種電阻器是在瓷體的表面加上碳素膜的電阻體及端子,外表再封以絕緣質.以下的圖就是絕緣性固定碳膜電阻器剖析圖.這種電阻器是在瓷體的表面加上鉻化鎳(NiCr)合金薄膜的電阻體及端子,外表再加以保護塗裝. 以下的圖就是固定金屬膜電阻器剖析圖.
3、這種電阻器是在高純度鋁質基體(high purity alumina substrate)上密著電阻體厚膜,兩端加以電極面作為與外部線路銲接之用,並在電阻厚膜的表面加上保護塗裝.以下的圖就是厚膜微型電阻器剖析圖.這種電阻器是在高純度鋁質基板上分佈著多個電阻體厚膜,在鋁質基板上接成一特定的網路.在包裝的形式上有所謂單行式(single in line)或雙行式(dual in line)兩種.以下的圖就是厚膜電阻網路剖析圖.依其構造材料之特性可分成碳膜電阻與金屬膜電阻,其各色環所代表之意義,可參考(A,B 圖表)來判斷 .固定電阻器標示電阻值的方法有色碼標示法,直接數字標示法等兩種.(A) 色碼
4、標示法 :大部分的電阻器值表示均用四個或是五各色帶(容許誤差在正負 1%以下)來標示,可由下圖中知道.色碼讀法由左至右,第一 ,第二為數值 ,第三為倍數,第四為誤差 ,(若為五個色帶,則第一,二,三為數值,第四為倍數第五為誤差)(B) 直接數字標示法 :是直接在電阻器表面標示其值及消耗功率,例如 3K3WD,後面 D 是為誤差值,其各英文字母所表示的誤差百分比可參考(A,B 圖表).( 2) 可變電阻器 ( variable resistors ) :可變電阻可分為電位器( potentiometer ),微調電阻器( trimmer )或稱半定可調電阻器, 和線繞功率型可變電阻器( rheo
5、stats).可變電阻 - 就是在固定的電阻器上,再加上一個可動部分( 稱為“動子“),由動子的變動而得到所需的電阻值, 各型可變電阻的變化可分成九種變化類型 :A 型 : 15 %對數關係, 此型可供做收錄音機 ,音響的音量控制 .B 型 : 直線關係,適用於音質控制電路.C 型 : 15 %反對數關係 ,其特性恰好與 A 型相反.D 型 : 10 %對數關係.E 型 : 25 %反對數關係.U 型 : 介於 A 型與 B 型之間.W 型 : 近似於 S 形狀的關係 .T 型 : 相當於 D 曲線.X 型 : 相類似曲線.色 彩 第 一 色 第 二 色 第 三 色 倍 數 誤 差 (代號)黑
6、 0 0 0 1 毆姆棕 1 1 1 10 毆姆 正負 1% (F)紅 2 2 2 100 毆姆 正負 2% (G)橙 3 3 3 1K 毆姆黃 4 4 4 10K 毆姆綠 5 5 5 100K 毆姆 正負 0.5% (D)藍 6 6 6 1M 毆姆 正負 0.25% (C)紫 7 7 7 10M 毆姆 正負 0.10% (B)灰 8 8 8 正負 0.05%白 9 9 9金 0.1 正負 5% (J)銀 0.01 正負 10% (K)無色 正負 20%電 阻 規 格臥式碳膜電阻1/8W 5% 臥式碳膜電阻外型尺寸: 長 4mm x 直徑 2阻值範圍 : 0 to 22M 1/4W 5% 臥式
7、碳膜電阻外型尺寸: 長 4mm x 直徑 2阻值範圍: 0 to 22M 1/2W 5% 臥式碳膜電阻外型尺寸 : 長 x mm 直徑 3阻值範圍: 0 to 22M1/4W 5% 臥式精密電阻外型尺寸: 長 4mm x 直徑 2阻值範圍: 10 to 1M 1/2W 1% 臥式精密電阻 外型尺寸 : 長 mm x 直徑 2阻值範圍: 10 to 1M 溫度系數 100ppm 以下1W 5% 金屬氧化膜電阻外型尺寸 : 長 x12mm,直徑 4.0阻值範圍: 0.1 to 1M 2W 5% 金屬氧化膜電阻外型尺寸 : 長 x15mm,直徑 4.5阻值範圍: 0.01 to 1M3W 5% 金屬
8、氧化膜電阻外型尺寸: 長 x17mm,直徑 6阻值範圍 : 0.01 to 1M 臥式水泥電阻80W 5% 臥式水泥電阻外型尺寸 : 長 x22,寬 x8,高 x8mm阻值範圍: 0.02 to 100K5W 5% 臥式水泥電阻外型尺寸: 長 x22,寬 x10,高 x10mm阻值範圍: 0.02 to 100K 10W 5% 臥式水泥電阻外型尺寸: 長 x19,寬 x10,高 x10mm阻值範圍: 0.05 to 20K20W 5% 臥式水泥電阻外型尺寸: 長 x61,寬 x14,高 x14mm阻值範圍: 0.05 to 10K 5W 5% 立式水泥電阻外型尺寸: 長 x22,寬 x14,高
9、 x10mm阻值範圍: 0.02 to 100K 5W 1% 臥式精密水泥電阻外型尺寸 : 長 x22,寬 x8,高 x8mm阻值範圍: 0.02 to 100K 10W 1% 臥式精密水泥電阻外型尺寸 : 長 x22,寬 x8,高 x8mm阻值範圍 : 0.02 to 100K 80W 5% 臥式水泥電阻外型尺寸 : 長 x22,寬 x8,高 x8mm阻值範圍: 0.02 to 100K 排列電阻5P 排列電阻單排共邊腳阻值範圍: 100 to 470K 7P 排列電阻單排共邊腳阻值範圍: 100 to 100K 9P 排列電阻單排共邊腳阻值範圍: 100 to 1M 11P 排列電阻單排共
10、邊腳阻值範圍: 100 to 1M 6P 排列電阻單排獨立腳阻值範圍: 100 to 470K 8P 排列電阻單排獨立腳阻值範圍: 10 to 470K10P 排列電阻單排獨立腳阻值範圍: 100 to 470K光敏、熱敏電阻CDS 光敏電阻外型尺寸: 5mm to 30mm國產 5 負溫度係數 熱敏電阻阻值範圍: 1K to 100K立式熱敏電阻阻值範圍: 2.7K to 10K臥式熱敏電阻阻值範圍: 10K to 47K 大電流熱敏電阻阻值範圍 : 0.5 30A to 1 30A 可變電阻24 AIKO 工業用碳膜圓柄可變電阻阻值範圍 : 500-2M 柄長: 15mm16 碳膜可變電阻
11、阻值範圍 : 500-2M 額定功率 : W 外型尺寸 : 16 柄長: 15 / 25mm24 碳膜可變電阻阻值範圍 : 500-2M 額定功率 : W 外型尺寸 : 24, 柄長: 15 / 25mm16 日製(COSMOS)碳膜密封可變電阻電阻材質 :碳膜 阻值範圍 : 100-1M 額定功率 : 0.125W 外型尺寸 : 16 柄長: 15mm24 日製(COSMOS)碳膜密封可變電阻電阻材質 : 碳膜 阻值範圍 : 500-1M 額定功率 : 0.25W 外型尺寸 : 24 柄長: 20mm24 日製(COSMOS)雙連碳膜可變電阻電阻材質 : 碳膜 阻值範圍 : 500-1M 額
12、定功率 : 0.25W 外型尺寸 : 24 柄長: 20mm10W 高功率陶磁金屬膜可變電阻電阻材質 : 陶磁金屬膜 額定功率 : 10W 外型尺寸 : 24 柄長: 75mm10W 高功率陶磁金屬膜可變電阻電阻材質 : 陶磁金屬膜 額定功率 : 10W 外型尺寸 : 24 柄長: 15mm25W 大功率陶磁線繞 VR本體材質 : 陶磁, 阻值範圍 : 2-1K額定功率 : 25W, 外型尺寸 : 46 50W 大功率陶磁線繞 VR本體材質 : 陶磁, 阻值範圍 : 2-1K額定功率 : 50W, 外型尺寸 : 63 100W 大功率陶磁線繞 VR本體材質 : 陶磁, 阻值範圍 : 2-1K額
13、定功率 : 100W, 外型尺寸 : 8550 360 度日製可變電阻直徑 : 50.8 , 柄長: 20mm, 柄直徑: 650 360 度日製可變電阻直徑 : 50.8 , 柄長: 30mm, 柄直徑: 6不燃性 D 型線繞可調電阻 不燃性 D 型線繞電阻不燃性 D 型線繞電阻不燃性琺瑯波浪線瓷管電阻琺瑯波浪線 繞線電阻器第二章 認 識 電 容一般應用於無線電及其他電子設備的電容器主要有兩大類 :固定電容器與可變電容器.固定電容器在一定電容值的電路中使用,而可變電容器則適用於隨時或是必要時需要變更的電路中.基本的電容器是兩塊金屬板,中間夾以絕緣物質所構成;如圖 A 所示,中間所夾的絕緣物質
14、,就稱為介質.電容器的介質很多, 如雲母, 陶瓷, 塑膠 ,紙,空氣, 鈦,鉭,油脂和電解質的氧化膜等.電容器的識別,一般都是直接標示其值, 耐壓,極性,但有些是用其他數字或符號來表示 .如上圖圖 B 所示; 2A表示耐壓值,103 表示電容量 ,而 M 表示誤差.( 1 ) 固定電容器 :固定電容器,通常依其使用的介質不同又可分為以下數種 :A. 紙質電容器 ( paper capacitor ) :這種電容器是使用紙張作為介質體製成的電容器.B. 塑膠膜電容器 ( plastic film capacitor ) :以一種專供製造電容器使用的聚乙烯塑膠膜作為介質體而製成.C. 陶質電容器
15、( ceramic capacitor ) :以陶質材料 (如塊滑石) 作為介質製成的固定電容器.D. 電解質電容器 ( electrolytic capacitor ) :這種電容器可以陽極及內部的材料不同而分為以下四種 : 鋁極固體電解電容器 . 鋁極液態電解電容器 . 鉭質固體電解電容器 . 鉭質非固體電解電容器 . E. 雲母電容器 ( mica capacitor ) :主要是以雲母片做為介質體製成而成.( 2 ) 可變電容器 :可變電容器,依使用之介質可分為 :A. 空氣介質可變電容 .B. 陶質可變電容 .電容器的電氣性能試驗可分為 :( 1 ) 耐壓試驗 ( 2 ) 絕緣電阻測
16、量 ( 3 ) 洩漏電流測量 ( 4 ) 靜電容量測量 ( 5 ) 品質因數測量 ( 6 ) 阻抗測定 ( 7 ) 溫度特性測量 ( 8 ) 突波電壓測試 .電容器的機械特性試驗可分為 :( 1 ) 端子強度試驗 ( 2 ) 耐震性能試驗 ( 3 ) 衝擊試驗 ( 4 ) 可焊性試驗 ( 5 ) 銲錫耐熱性試驗 ( 6 ) 密封性試驗 ( 7 ) 耐溶劑性試驗 ( 8 ) 放射線穿透試驗 .電容器的環境測試可分為 :( 1 ) 耐寒性試驗 ( 2 ) 耐熱性試驗 ( 3 ) 溫度循環試驗 ( 4 ) 浸漬循環試驗 ( 5 ) 耐濕性試驗 ( 6 ) 鹽水噴霧試驗 ( 7 ) 減壓試驗 ( 8
17、) 耐濕負載試驗 ( 9 ) 高溫負載試驗 ( 10 ) 耐燃性試驗 .電 容 規 格陶瓷電容低壓陶質電容電壓範圍: 16V to 200V 電容值範圍: 1pF to 104(0.1) 高壓陶質電容電壓範圍: 1KV to 10KV 電容值範圍 : 1pF to 104(0.1)急充放電電容急充放電電容電壓範圍 : 350V / 400V 電容值範圍: 330F to 6800F急充放電電容電壓範圍: 400V to 1KV 電容值範圍: 0.5F to 2.2F立式鉭質電容 立式鉭質電容電壓範圍: 6.3V to 35V 電容值範圍: 0.1F to 47F積層電容立式臥式積層電容電壓範圍
18、 : 50V to 100V 電容值範圍: 102 to 474 9P 積層排列電容規格 : 102x8 9P,103x8 9P,104x8 9P日製晶片型 積層電容 金屬化膜電容棕色立式金屬化膜電容(MEF)電壓範圍: 50V to 1200V 電容值範圍: 0.001K to 10K黃色臥式圓型金屬化膜(MET)電壓範圍: 100V to 1000V 電容值範圍: 0.01K to 10K黃色臥式扁型金屬化膜(MEA)電壓範圍: 100V to 1000V 電容值範圍: 0.01K to 10K5mm 63V 方型金屬化膜腳距: 5mm 電壓: 63V 電容值範圍: 0.001J to 1
19、.5J其他綠色塑膠薄膜電容電壓: 100V 電容值範圍: 0.001J(102) to 0.47J(474)500V 雲母電容 (高級音響、無線電機用 )電容值 : 10pF to 10000pF, 5%立式 PS 透明塑膠電容電壓 : 50V 電容值範圍: 56pF to 10000pF6 日製上調半固定電容電容值範圍: 3pF to 70pFAC 400V 電源接地 Y 電容AC 250V 交流電容器電容值誤差表代碼 B C D F G H J K L M N誤差值 1 0.25 0.5 1 2 3 5 10 15 20 30 常用的數值倍量符號表代表倍數 符號 中文名稱 英文名稱10-1
20、2 微微 pico10-9 奈 nano10-6 微 micro10-3 毫 milli103 千 kilo106 百萬 mega109 十億 giga1012 兆 tera電容器耐壓值表(單位 V)第三章 認 識 電 晶 體一 個 典 型 的 接 面 電 晶 體 ( junction transistor ) 是 由 一 片 N 型 矽 ( 或 鍺 )物 質 外 加 兩 片 P 型 矽 ( 或 鍺 ) 物 質 疊 合 而 成 .另 一 結 構 方式 是 由 P 型 物 質 介 於 兩 片 N 型 物 質 之 中 組 合 而 成 .前 者 我 們 稱 為 P-N-P 電 晶 體 ,後 者 我
21、們 則 稱 為 N-P-N 電 晶 體 .圖 A 所 示 就 是兩 種 電 晶 體 的 型 態 .電 晶 體 的 三 部 份 為 射 極 ( emitter ) , 基 極 ( base ) ,集 極 ( collector ).當 射 極 與 基 極 接 面 所 加 的 偏 壓 為 順 向 時,射 極 上 的 箭 頭 即 為 電 流 的 流 向.此 時 ,射 極 與 基 極 接 面 的 特 性 為 低 阻 抗 及 低 電 壓 降.若集 極 與 基 極 之 間 加 上 反 向 偏 壓 時.相 當 於 負 偏 壓 加 於 二 極 體 上,因 此 集 極 -基 極 間 之 阻 抗 甚 高 .電 晶
22、 體 的 種 類 :一 邊 常 用 的 電 晶 體 可 以 分 為 : 1.接 面 電 晶 體 2. 場 效 電 晶 體 3.金 氧 半 場 效 電 晶 體 4.矽 控 整 流 器 5.雙 向 三 極 體 6.單 接 面 電 晶 體 1.接 面 電 晶 體 ( junction transistor ) :接 面 電 晶 體 又 稱 為 雙 極 式 電 晶 體 ,又 可 分 為 P-N-P 與 N-P-N 兩 種 電 晶 體 . 其 工 作 原 理 與 構 造 就 如 同 前 面 所 敘 述 的 一 樣 . ( 參 考圖 A )2.場 效 電 晶 體 ( FET , field effect
23、transistor ) :FET 是 由 一 長 立 方 體 之 N 型 物 質 ,沿 此 立 方 體 之 中 央 部 分 ,加 上 一 環 繞 之 P 型 物 質 ,而 形 成 一 環 繞 之 P-N 結 合 .此 P 型 物 質 接 至外 部 的 接 點 稱 之 為 “閘 極 “ ( gate ) .立 體 方 塊 之 兩 端 ,各 有 一 歐 姆 接 觸 ( ohmic contact ),一 端 稱 為 源 極 ( source ),另 一 端 稱 為 汲 極 ( drain ) .在 P-N 接 面 上 通 常 加 以 反 向 偏 壓,因 而 障 壁 層 將 深 入 通 道 ( c
24、hannel )內 ,並 有 效 地 控 制 其 導 通 的 面 積.在 FET 工 作 時 ,電 壓 Vds 加於 通 道 之 兩 端 ,所 有 多 數 載 子 將 在 通 道 中 流 動.假 若 反 向 電 壓 變 動 時 ,障 壁 層 的 寬 度 及 通 道 有 效 導 通 面 積 也 隨 之 變 動,使 通 道 電流 產 生 變 化 .3. 金 氧 半 場 效 電 晶 體 ( MOSFET , metal oxide semiconductor FET ) :如 圖 B 所 示 在 P+區 域 ( 源 極 ) 及 P+區 域 ( 汲 極 )上 加 以 適 當 的 電 壓 ,使 另 一
25、電 極 ( 閘 極 ) 面 附 近 產 生 一 導 通 之 通 道.當 一 電 壓Vds 加 於 汲 極 ( 負 壓 )及 源 極 ( 正 壓 )時 ,N-P+ ( 汲 極 ) 接 面 形 成 一 負 偏 壓 ,只 有 微 小 的 電 流 從 源 極 流 向 汲 極.假 若 現 在 使 閘 極上 有 一 與 源 極 對 應 之 負 偏 壓,電 洞 便 受 到 N 型 區 域 表 面 之 吸 引 並 使 其 變 為P 型 .因 此 ,便 有 一 P 型 通 道 接 面 在 P+ ( 源 極 ) 及 P+ ( 汲 極 )兩 區 域 之 間 .電 流 便 受 到 Vds 的 影 響 而 從 源 極
26、流 向 汲 極,其 大 小 隨 閘 極 電 壓 之 升 高 而 增 加.4.矽 控 整 流 器 ( SCR , silicon controlled rectifier ) :整 流 元 件 .在 一 般 狀 況 下 ,它 阻 隔 任 一 方 向 的 電 流 .但 經 過 觸 發 ( trigger ) 之 後 ,它 可 容 許 順 向 的 電 流 流 動,但 反 向 電 流 仍 被 阻 隔 .因 此 ,具有 可 控 制 的 整 流 作 用 .當 閘 極 未 觸 發 之 前 的 初 期 狀 況 ,陽 極 和 陰 極 之 間 為 高 電 阻 .但 當 閘 極 受 到 很 小 的 電 流 觸 發
27、之 後,其 作 用 則與 一 般 整 流 器 相 似 .在 導 通 後 ,則 形 成 穩 定 狀 態 直 至 主 電 流 減 至 很 小 時 才 回 復 至 初 期 高 電 阻 狀 態 .5.雙 向 三 極 體 ( triac ) :雙 向 三 極 體 是 由 SCR 發 展 出 來 的 控 制 元 件 .可 藉 閘 極 來 控 制 順 向 及 反 向 特 性 .SCR 為 單 一 的 控 制 整 流 器 ,僅 能 控 制 DC 整 流 輸 出 ,而雙 向 三 極 體 則 能 控 制 AC 功 率 ,如 圖 C 所 示 .改 變 向 三 極 體 可 視 為 兩 個 SCR 相 並 聯 - 即
28、一 個 N-P-N-P 單 體 與 一 個 P-N-P-N 單體 並 聯 .6.單 接 面 電 晶 體 ( UJT , unijunction transistor ) :單 接 面 電 晶 體 是 由 一 個 P-N 接 面 所 組 成 ,利 用 其 接 面 間 之 負 電 阻 (negative resistance)效 應 可 應 用 方 脈 波 及 非 正 弦 波 產 生 器 中 .電 晶 體 的 種 類 判 別 ( PNP 或 NPN ) :將 三 用 電 錶 VOM 旋 轉 至 歐 姆 檔 X 1 (或 X 10)並 作 歸 零 調 整 .依 圖 D-a 所 示 將 VOM 的 測
29、 試 棒 與 待 測 電 晶 體 之 腳 中 任 接 兩 腳(1,2 腳 ),若 指 針 不 動 ,試 棒 互 相 對 調 (如 圖 D-b),若 指 針 不 動 ,則另 一 腳 則 為 基 極 ( 亦 即 先 找 出 不 通 的 兩 腳 ) .再 以 另 一 腳 為 主 ( 第 三 腳 ),紅 棒 接 第 三 腳 ,黑 棒 接 第 一 腳 ,如 圖 E-a 指 針 偏 轉 ,紅 棒 不 動 ,再 以 黑 棒 接 第 二 腳 ,如 圖 E-b,指 針 偏轉 .則 電 晶 體 為 PNP .若 以 第 三 腳 接 黑 棒 ,第 一 腳 接 紅 棒 ,如 圖 F-a,指 針 偏 轉 ,黑 棒 不
30、動 ,再 以 紅 棒 接 第 二 腳 ,如 圖 F-b,指 針 偏 轉 ,則 電 晶 體 為 NPN .用 三 用 電 錶 VOM 判 斷 電 晶 體 的 接 腳 :依 上 述 先 判 斷 出 電 晶 體 的 基 極 為 何 種 類(NPN 或 PNP).將 VOM 的 電 阻 檔 轉 至 歐 姆 檔 X10 或 是 X1K 檔 ,並 作 歸 零 調 整 .知 道 了 基 極 接 腳 後 ,剩 下 的 兩 腳 即 為 集 極 和 射 極.只 要 給 電 晶 體 施 以 基 極 電 流 B ,將 會 有 B 的 集 極 電 流 .假 設 待 測 的 電 晶 體 為 NPN 型 ,且 第 一 腳
31、為 射 極 ,第 二 腳 為 基 極 ,第 三 腳 為 集 極 如 圖 G-a 所 示 ,並 假 設 所 使 用 的 VOM 紅 棒 為接 VOM 內 部 電 池 的 負 極 ,黑 棒 為 接 VOM 內 部 電 池 之 正 極 .將 VOM 的 黑 棒 接 在 待 測 電 晶 體 的 第 三 腳(假 設 為 集 極 ),紅 棒 接 在 待 測 電 晶 體 的 第 一 腳 ( 假 設 為 射 極 ),用 手 指 按 住 第 三腳 與 第 二 腳 ( 假 設 為 基 極 ) ( 此 處 ,以 手 指 的 電 阻 造 成 基 極 電 流 B ) .若 假 設 正 確 ,使 電 晶 體 產 生 B
32、= C 而 使 VOM 指 針順 向 偏 轉 ,如 圖 G-b 所 示 ;假 設 錯 誤 ,則 如 圖 G-c 所 示 ,VOM 指 針 將 呈 現 出 高 阻 抗 .此 時 ,第 三 腳 應 為 射 極 ,第 一 腳 為 集 極 .認 識 電 晶 體一個典型的接面電晶體( junction transistor ) 是由一片 N 型矽 ( 或鍺 )物質外加兩片 P 型矽 ( 或鍺 ) 物質疊合而成.另一結構方式是由 P 型物質介於兩片 N 型物質之中組合而成.前者我們稱為 P-N-P 電晶體, 後者我們則稱為 N-P-N 電晶體 .圖 A 所示就是兩種電晶體的型態.電晶體的三部份為射極 (
33、emitter ) , 基極 ( base ) ,集極 ( collector ).當射極與基極接面所加的偏壓為順向時,射極上的箭頭即為電流的流向.此時, 射極與基極接面的特性為低阻抗及低電壓降.若集極與基極之間加上反向偏壓時.相當於負偏壓加於二極體上, 因此集極- 基極間之阻抗甚高.電晶體的種類 :一邊常用的電晶體可以分為 : 1.接面電晶體 2. 場效電晶體 3.金氧半場效電晶體 4.矽控整流器 5.雙向三極體 6.單接面電晶體 1.接面電晶體 ( junction transistor ) :接面電晶體又稱為雙極式電晶體,又可分為 P-N-P 與 N-P-N 兩種電晶體 . 其工作原理與
34、構造就如同前面所敘述的一樣 . ( 參考圖 A )2.場效電晶體 ( FET , field effect transistor ) :FET 是由一長立方體之 N 型物質,沿此立方體之中央部分,加上一環繞之 P 型物質,而形成一環繞之 P-N結合.此 P 型物質接至外部的接點稱之為“ 閘極“ ( gate ) .立體方塊之兩端,各有一歐姆接觸 ( ohmic contact ),一端稱為源極 ( source ),另一端稱為汲極 ( drain ) .在 P-N 接面上通常加以反向偏壓,因而障壁層將深入通道 ( channel )內,並有效地控制其導通的面積.在FET 工作時 ,電壓 Vds
35、 加於通道之兩端 ,所有多數載子將在通道中流動. 假若反向電壓變動時,障壁層的寬度及通道有效導通面積也隨之變動,使通道電流產生變化 .3. 金氧半場效電晶體 ( MOSFET , metal oxide semiconductor FET ) :如圖 B 所示在 P+區域( 源極 ) 及 P+區域( 汲極 )上加以適當的電壓,使另一電極 ( 閘極 ) 面附近產生一導通之通道.當一電壓 Vds 加於汲極( 負壓 )及源極 ( 正壓 )時,N-P+ ( 汲極 ) 接面形成一負偏壓,只有微小的電流從源極流向汲極.假若現在使閘極上有一與源極對應之負偏壓,電洞便受到 N 型區域表面之吸引並使其變為 P
36、型. 因此,便有一 P 型通道接面在 P+ ( 源極 ) 及 P+ ( 汲極 )兩區域之間.電流便受到Vds 的影響而從源極流向汲極 ,其大小隨閘極電壓之升高而增加.4.矽控整流器 ( SCR , silicon controlled rectifier ) :整流元件.在一般狀況下 ,它阻隔任一方向的電流 .但經過觸發( trigger ) 之後,它可容許順向的電流流動,但反向電流仍被阻隔.因此 ,具有可控制的整流作用.當閘極未觸發之前的初期狀況,陽極和陰極之間為高電阻. 但當閘極受到很小的電流觸發之後, 其作用則與一般整流器相似. 在導通後,則形成穩定狀態直至主電流減至很小時才回復至初期高
37、電阻狀態 .5.雙向三極體 ( triac ) :雙向三極體是由 SCR 發展出來的控制元件 .可藉閘極來控制順向及反向特性. SCR 為單一的控制整流器,僅能控制 DC 整流輸出, 而雙向三極體則能控制 AC 功率,如圖 C 所示.改變向三極體可視為兩個 SCR 相並聯- 即一個 N-P-N-P 單體與一個 P-N-P-N 單體並聯 .6.單接面電晶體 ( UJT , unijunction transistor ) :單接面電晶體是由一個 P-N 接面所組成,利用其接面間之負電阻(negative resistance)效應可應用方脈波及非正弦波產生器中.電晶體的種類判別 ( PNP 或
38、NPN ) :將三用電錶 VOM 旋轉至歐姆檔 X 1 (或 X 10)並作歸零調整.依圖 D-a 所示將 VOM 的測試棒與待測電晶體之腳中任接兩腳(1,2 腳),若指針不動,試棒互相對調( 如圖 D-b),若指針不動 ,則另一腳則為基極 ( 亦即先找出不通的兩腳 ) .再以另一腳為主 ( 第三腳 ),紅棒接第三腳,黑棒接第一腳,如圖 E-a 指針偏轉,紅棒不動,再以黑棒接第二腳,如 圖 E-b,指針偏轉 .則電晶體為 PNP .若以第三腳接黑棒,第一腳接紅棒,如圖 F-a,指針偏轉,黑棒不動,再以紅棒接第二腳,如圖 F-b,指針偏轉, 則電晶體為 NPN .用三用電錶 VOM 判斷電晶體的
39、接腳 :依上述先判斷出電晶體的基極為何種類(NPN 或 PNP).將 VOM 的電阻檔轉至歐姆檔 X10 或是 X1K 檔,並作歸零調整.知道了基極接腳後,剩下的兩腳即為集極和射極.只要給電晶體施以基極電流B ,將會有 B 的集極電流 .假設待測的電晶體為 NPN 型, 且第一腳為射極 ,第二腳為基極,第三腳為集極如圖 G-a 所示,並假設所使用的 VOM 紅棒為接 VOM 內部電池的負極, 黑棒為接 VOM 內部電池之正極 .將 VOM 的黑棒接在待測電晶體的第三腳(假設為集極),紅棒接在待測電晶體的第一腳 ( 假設為射極 ),用手指按住第三腳與第二腳 ( 假設為基極 ) ( 此處,以手指的
40、電阻造成基極電流B ) .若假設正確,使電晶體產生 B = C 而使 VOM 指針順向偏轉,如圖 G-b 所示;假設錯誤 ,則如圖 G-c 所示,VOM 指針將呈現出高阻抗.此時, 第三腳應為射極 ,第一腳為集極 .第四章 認 識 電 感電感器是由捲繞漆包線所形成之線圈,通過與流過該線圈之電流成直交之磁束的磁蕊所構成,而對交流具有高阻抗, 對直流顯示極低之電阻特性的電路元件.電感器的單位為亨利, 符號為 H,有時也以毫亨來表示, 符號為 mH.電感器與電感之間的測量-“電感量“, 就是每單位電流流經電感器所產生的磁通鏈(Flux linkage).磁通鏈等於電感器的閘數與其相交的磁力線數之乘積
41、.電感器又稱為電感線圈,高 Q 線圈,L 元件等. 簡稱 L . 低頻線圈又分為 電感線圈 和 抗流線圈 兩類 , 電感線圈與抗流線圈都可以工作於較低頻率,抗流線圈主要應用於電源電路的濾波部分,它能夠通過較高的直流電流.然而電感線圈則要求較高之 Q 值及陡削的諧振特性.當直流電通過線圈時,僅在接通或中斷瞬間產生感抗(inductive reactance) ,在正常工作期間僅有電感器本身的直流電阻而已.但當交流信號通過時,其感抗將依頻率的增高而加大. 電感器對交流信號所產生的阻力, 便稱為交流有效電阻(effective AC resistance).電感線圈的種類,依其構造分類, 通常分為固定電感器與可變電感器. 如依線圈的導磁材料分類,又可分為空心,鐵心 ,鐵粉心 及非導磁金屬心 等 四種. 如依照繞製方法或形狀分類,則又可分為單層螺管線圈與複層線圈,以及 蜂房 ,蛛網,環狀,花籃等式線圈.若再依照使用用途以及機能分類的話,又可以在區分出, 濾波器線圈,加感線圈, 調諧線圈,振盪線圈等其他.
