電路元件引數測量方法和儀器

2022-08-22 12:39:02 字數 4760 閱讀 2968

3電阻和電位器在電路中多用來進行限流、分壓、分流以及阻抗匹配等,是電路中應用最多的元件之一。

一、電阻和電位器的引數

電阻的引數包括標稱阻值、額定功率、精度、最高工作溫度、最高工作電壓、雜訊係數及高頻特性等,主要引數為標稱阻值和額定功率。標稱阻值是指電阻上標註的電阻值;額定功率是指電阻在一定條件下長期連續工作所允許承受的最大功率。

1.電阻規格的直標法

直標法是將電阻的類別和主要技術引數的數值直接標註在電阻的表面上

2.電阻規格的色環法

色環法是是將電阻的類別和主要技術引數的數值用顏色(色環)標註在電阻的表面上。

3.電位器的標識法

二、測量原理和常規測試方法

電阻工作於低頻時其電阻分量起主要作用,電抗部分可以忽略不計。

1.電阻的頻率特性

2.固定電阻的測量

①萬用表測量

②電橋法測量

當對電阻值的測量精度要求很高時,可用直流電橋法進行測量。

③伏安法測量

伏安法測量原理如圖3.4(a)、(b)所示,有電流錶內接和電流錶外接兩種測量電路。

3.電位器的測量

①效能測量

主要測量電阻標稱值和端片接觸情況。

②用示波器測量電位器的雜訊

示波器可以用來測量電位器、變阻器的雜訊。

4.非線性電阻的測量

光敏、氣敏、壓敏、熱敏電阻器等,它們的阻值隨著外界光線的強弱、氣體濃度的高低、壓力的大小、電壓的高低、溫度的高低而變化。一般可採用伏安法,即逐點改變電壓的大小,然後測量相應的電流,最後作出伏安特性曲線。

3.2.2 電容的測量

電容器在電路中多用來濾波、隔直、交流耦合、交流旁路及與電感元件構成振盪電路等,是電路中應用最多的元件之一。

一、電容的引數和標註方法

1.電容的引數

電容器的引數主要有以下幾項。

(1)標稱電容量和允許誤差注在電容器上的電容量,稱作標稱電容量。電容器的實際電容量與標稱電容量的允許最大偏差範圍,稱為允許誤差。

(2)額定工作電壓指在規定的溫度範圍內,電容器能夠長期可靠工作的最高電壓。科分為直流工作電壓和交流工作電壓。

(3)漏電電阻和漏電電流電容器的漏電流越大,絕緣電阻越小。當漏電流較大時,電容器會發熱,發熱嚴重時,電容器因過熱而損壞。常用電解電容的允許漏電流和相應的漏電阻值見表3.2。

(4)損耗因數電容器的損耗因數定義為損耗功率與儲存功率之比,用d表示。d值越小,損耗越小,電容的質量越好。

2.電容規格的標註方法

電容器的標註方法同電阻器一樣,有直標法和色標法。

二、測量原理和常規測試方法

1.電容的等效電路

2.效能測量 (1)估測電容的漏電流(2)判斷電容的極性(3)估測電容量

3.諧振法測量電容

4.交流電橋法測量電容量和損耗因數

5.電容的數位化測量方法

3.2.3 電感的測量

電感線圈在電路中多與電容一起組成濾波電路、諧振電路等。

一、主要引數

1.電感量l 線圈的電感量l也叫自感係數或自感,是表示線圈產生自感應能力的乙個物理量。

2.品質因數q 線圈的品質因數q也叫q值,是表示線圈品質質量的乙個物理量。它是指線圈在某一頻率的交流電壓下工作時,所呈現的感抗與其等效損耗電阻之比。

3.分布電容線圈的匝與匝間、線圈與遮蔽罩間、線圈與磁芯、底板間存在的電容,均稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的q值減小,穩定性變差,因此線圈的分布電容越小越好。

二、測量原理和常規測試方法

1.電感的等效電路

2.諧振法測量電感

3.交流電橋法測量電感

4.通用儀器測量電感

5.電感的數位化測量方法

一般採用電感—電壓轉換器實現電感的數位化測量。

3.2.4半導體二極體引數的測量

二極體是整流、檢波、限幅、鉗位等電路中的主要器件。

一、半導體二極體的特性和主要引數

1.二極體的主要特性

二極體最主要的特性是單向導電特性,即二極體正向偏置是導通;反向偏置時截止。

2.二極體的主要引數

(1)最大整流電流指管子長期工作時,允許通過的最大正向平均電流。

(2)反向電流指在一定溫度條件下,二極體承受了反向工作電壓、又沒有反向擊穿時,其反向電流值。

(3)反向最大工作電壓指管子執行時允許承受的最大反向電壓。 應小於反向擊穿電壓。

(4)直流電阻指二極體兩端所加的直流電壓與流過它的直流電流之比。良好的二極體的正向電阻約為幾十ω到幾kω;反向電阻大於幾十kω到幾百kω。

(5)交流電阻二極體特性曲線工作點q附近電壓的變化量與相應電流變化量之比。

(6)二極體的極間電容勢壘電容與擴散電容之和稱為極間電容。在低頻工作時,二極體的極間電容較小,可忽略;在高頻工作時,必須考慮其影響。

2.數字式萬用表測量二極體

實際測量的是二極體的直流壓降。

3.用電晶體圖示儀測量二極體

直接顯示二極體的伏安特性曲線。

4.發光二極體的測量

(1)用模擬式萬用表判別發光二極體

實際測量的也是二極體的直流壓降。

(2)發光二極體工作電流的測量

3.2.5半導體三極體引數的測量

半導體三極體是內部含有兩個pn結、外部具有三個電極的半導體器件。

一、三極體的主要引數

1.直流電流放大係數

定義為集電極直流電流與基極直流之比。

2.交流電流放大係數

三極體在有訊號輸入時,定義為集電極電流的變化量與基極電流的變化量之比。

3.穿透電流

基極b開路,集電極c與發射極e間加反向電壓時的集電極電流。矽管的在幾微安以下。

4.反向擊穿電壓

是基極b開路,集電極c與發射極e間的反向擊穿電壓。

5.集電極最大允許電流

是值下降到額定值的1/3時所允許的最大集電極電流。

6.集電極最大允許功耗

是集電極上允許消耗功率的最大值。

二、測量原理和常規測試方法

1.模擬萬用表測量三極體

可判斷b、c、e,並估測電流放大倍數。

(1)基極的判定

利用pn結的單向導電性進行判別。

(2)發射極和集電極的判別

判別發射極和集電極的依據是:發射區的雜質濃度比集電區的雜質濃度高,因而三極體正常運用時的β值比倒置運用時要大得多。

(3)電流放大倍數的估測

2.用數字萬用表測量三極體

直接以數字形式顯示測量值。

3.用電晶體特性圖示儀測量三極體

3.3 電晶體特性圖示儀的工作原理與應用

電晶體特性圖示儀可以直接顯示共發射極、共基極、共集電極的輸入特性、輸出特性和正向轉移特性等。

3.3.1 電晶體圖示儀的特點

1. 廣泛性 2.直觀性3.全面性4.精確性

3 . 3 . 2電晶體圖示儀的工作原理

主要由同步脈衝發生器、基極階梯波發生器、集電極掃瞄電壓發生器、測試轉換開關、垂直放大器、水平放大器和示波管組成。

3.3.3 電晶體圖示儀的測試應用

1.測試前注意事項

(1)要對被測管的主要直流引數有乙個大概的了解和估計,特別要了解被測管的集電極最大允許耗散功率pcm、最大允許電流icm和擊穿電壓buceo、bucbo、buebo。

(2)選擇好掃瞄和階梯訊號的極性,以適應不同管型和測試專案的需要。

(3)根據所測引數或被測管允許的集電極電壓,選擇合適的掃瞄電壓範圍和功耗電阻。

(4)對被測管進行必要的估算,選擇合適的階梯電流或階梯電壓。

(5)在進行icm的測試時,一般採用單簇為宜,以免損壞被測管。

(6)在進行ic或icm 測試時,應根據集電極電壓的實際情況,不應超過儀器規定的最大電流,如表3.4所示。

(7) 進行高壓測試時,應特別注意安全,電壓應從零逐漸調節到需要值,測試完畢後,應立即將峰值電壓調到零。

3.4 積體電路引數的測試

3.4.1 ttl與非門外部特性測試

外部特性,是指通過積體電路晶元引腳反映出來的特性。ttl與非門的外部特性主要有電壓傳輸特性、輸入特性、輸出特性、電源特性和傳輸延遲特性等。

1. 空載導通電源電流

是指輸入端全部懸空(相當於輸入全1),與非門處於導通狀態時,電源提供的電流。

2.空載截止電源電流

是指輸入端接低電平,輸出端開路時電源提供的電流。

3. 輸入短路電流

4.電壓傳輸特性測試

ttl與非門的電壓傳輸特性是指輸出電壓隨輸入電壓變化的曲線。

5 .扇出係數

扇出係數是指輸出端最多能帶同類門的個數,它反映了與非門的最大負載能力。

6.平均傳輸延遲時間

是衡量ttl整合閘電路開關速度快慢的動態引數,根據平均傳輸延遲時間的不同把ttl積體電路分為中速ttl和高速ttl。傳輸延遲是由於二極體、三極體開關狀態的轉換和負載電容、寄生電容的充、放電都需要一定時間造成的,最終使輸出電壓波形比輸入電壓波形滯後。

3.4.2 cmos或非門引數測試

包括coms整合門的電壓傳輸特性、輸入特性、輸出特性、電源特性和傳輸延遲特性等的測試方法。

1.輸出高電平和輸出低電平

cmos輸出高電平是指在一定電源電壓下,輸出端開路時的輸出電平。輸出低電平是指輸入端接地時,輸出端開路時的輸出電平。

2.開門電平和關門電平

開門電平是指輸出由高電平轉換為臨界低電平所需要的最小輸入高電平。關門電平是指輸出由低電平轉換為臨界高電平所需要的最大輸入低電平。

3.靜態功耗

cmos靜態功耗測試電路與ttl靜態功耗測試電路相同。

4.傳輸特性曲線

5.平均傳輸延遲時間

cmos器件的平均傳輸時間,是指輸入訊號從上公升邊沿的0.5點到輸出訊號下降邊沿的0.5點之間的時間間隔。

第3章電路元件引數測量方法和儀器

3.1 概述 電路元件如電阻器 電容器 電感器 晶體二極體 晶體三極體和積體電路等是組成電子電路最基本的元件,它們的質量和效能的好壞直接影響電路的效能。電路元件的測量必須保證測試條件與規定的標準工作條件相符合。3.2 電路元件引數的測量 3 2 1電阻和電位器的測量 電阻和電位器在電路中多用來進行限...

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