【正文】 及測試工作原理。（四）預(yù)習(xí)要求1）. 復(fù)習(xí)理認(rèn)教材有關(guān)半導(dǎo)體 PN 結(jié)的基本知識內(nèi)容。上述測試方法，表明雙向晶閘管具有雙向觸發(fā)性質(zhì)。如萬用表沒有指標(biāo)，電阻值仍為無窮大，則說明管子沒有導(dǎo)通，假設(shè)錯誤，可改變兩極連接表筆再測。有散熱板的雙向晶閘管 T2 極往往與散熱板相連通。用萬用表 R*1 檔測量 G、T1 任意兩腳之間的電阻時僅幾十歐，而 G~TT1~T2 之間的反向電阻均為無窮大。所以，三個電極分別是控制極 G、主電極 TT2。如果按上述方法反復(fù)測量，都不能得出正確結(jié)果，則證明晶閘管已損壞。（2）用萬用表檢查判別測試普通晶閘管 A、G 、K 極 單向晶閘管的三個極可以用萬用表電阻檔（R*100）來區(qū)分。 21 2）晶閘管 3CT021~022N1593CTS1~33CTS2N607KP5~KP200 等各若干只。3）. 檢查判斷晶閘管的好壞和相關(guān)性能。 測試（一）內(nèi)容1）. 認(rèn)識和區(qū)別各類主要晶閘管的外觀特征。則可選用可關(guān)斷晶閘管。2）如用于無觸點開關(guān)、交流線性調(diào)速、無級調(diào)光、固態(tài)繼電器控制等，則可選用雙向晶閘管。 （三）晶閘管的選用 晶閘管的選用，應(yīng)根據(jù)應(yīng)用電路的具體要求而合理選用。但在工程應(yīng)用選型中，晶閘管有兩個參數(shù)較重要，即允許通過的GI最大工作電流和最高耐壓。表 221 常用晶閘管的電路符號（二） 晶閘管的主要參數(shù)晶閘管的參數(shù)反映了晶閘管的性能優(yōu)劣，是正確選擇和使用晶閘管的依據(jù)、因此，對其應(yīng)有清楚的了解。特殊晶閘管有雙向晶閘管、逆向晶閘管、高頻（快速）晶閘管、BTG 晶閘管、門極關(guān)斷晶閘管、光控晶閘管、熱敏晶閘管、四極晶閘管和晶閘管模塊等、其中最常用的是普通晶閘管和雙向晶閘管。圖 221 即為普通晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、常見外形和電路符號圖。（一） 晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)、常見外形和電路符號1）普通晶閘管的內(nèi)部結(jié)構(gòu)：是由四層 P、N、P、N 材料形成三個 PN 結(jié)，內(nèi)部可等效為由一個 PNP 晶體管和一個 NPN 晶體管組合構(gòu)成，引出三個外引腳的四層三端半導(dǎo)體器件。它具有體積小、占地少、重量輕、無噪聲、效率高、壽命長、操作維修方便等優(yōu)點。使半導(dǎo)體器件得以從弱電領(lǐng)域進(jìn)入了強電領(lǐng)域。晶閘管能在高電壓、大電流條件下工作，并且工作過程可以控制。3）了解晶閘管產(chǎn)品系列及其工程選用常識。FU1234IN4007*4 3300uF/50V3300uF/50V KS 220V50Hz50W 20V20V78157915+15V1A15V1A 19 晶閘管的特性與應(yīng)用 設(shè)計目的1）掌握晶閘管的基本特征及判斷與測試。？如何排除？。 如果上述結(jié)果符合設(shè)計要求，便可按照前面介紹的測試方法，進(jìn)行質(zhì)量指標(biāo)測試。將整流濾波電路與穩(wěn)壓電路相連接并接上等效負(fù)載，測量下列各值是否滿足設(shè)計要求：（1） 為最高值（電網(wǎng)電壓為 242V） ， 為最小值（此例為+5V）,測穩(wěn)壓器IUOU輸入、輸出端壓差是否小于額定值 ，并檢查散熱器的溫升是否滿足要求（此時應(yīng)使輸出電流為最大負(fù)載電流） 。集成穩(wěn)壓器要安裝適當(dāng)散熱器，根據(jù)散熱器安裝的位置決定是否需要集成穩(wěn)壓器與散熱器之間絕緣，輸入端加直流電壓 (可用直流電源作輸入，也可以用調(diào)試好1U的整流濾波電路作輸入)，滑線變阻器作等效負(fù)載，調(diào)節(jié)電位器 RP，輸出電壓應(yīng)隨之變化，說明穩(wěn)壓電路正常工作。1VD 電路安裝與指標(biāo)測試首先應(yīng)在變壓器的副邊接入保險絲 FU，以防電源輸出端短路損壞變壓器或其他器件，整流濾波電路主要檢查整流二極管是否接反，否則會損壞變壓器。該電容還可以改善電源的瞬態(tài)響應(yīng)。但當(dāng)輸出端有的容性負(fù)載時，就容易發(fā)生自激。為了防止在這種情況下 的放電電流通過穩(wěn)壓器，在 兩端并接一只二極管 。接在調(diào)整端和地之間的電容 ，是用來旁路電位器 RP ?2C3C端的紋波電壓。2. 穩(wěn)壓器功耗估算當(dāng)輸入交流電壓增加 10%時，穩(wěn)壓器輸入直流電壓最大， V??所以穩(wěn)壓器承受的最大壓差為： ??最大功耗為： 故應(yīng)選用散熱功率 的散熱器。已知整流二極管 1N5401，其極限參數(shù)為 。由上分析，可選購副邊電壓0?變 16V，輸出 ，功率 30W 的變壓器。 Im/1.,IaxUImax?所以我們?nèi)?為 。圖 216 集成穩(wěn)壓電源的典型電路 16 圖 217 設(shè)計示例1. 器件選擇電路參數(shù)計算如下：(1) 確定穩(wěn)壓電路的最低輸入直流電壓 IminU??Imaxi/???????代入各指標(biāo)，計算得： ??I123/??我們?nèi)≈?17V。5~12oV??max1oIA?紋波電壓： 5V?電壓調(diào)整率： 3%uK電流調(diào)整率： 1i選可調(diào)式三端穩(wěn)壓器 W317，其典型指標(biāo)滿足設(shè)計要求。IUI 設(shè)計示例設(shè)計一集成直流穩(wěn)壓電源。所以穩(wěn)壓電路的最低輸入電壓 .另一方面，??Iaxmin()/9inoIoU???為保證穩(wěn)壓器安全工作，要求 式中 是穩(wěn)壓器允)ioi?axU許的最大輸入輸出壓差，典型值為 35V 。式中， 是穩(wěn)壓器的最小輸入輸出壓差，典maxmin()ioioU???min()io?型值為 3V。14~VDLR下面介紹這些器件選擇的一般原則。圖 216 為集成穩(wěn)壓電源的典型電路。 設(shè)計指導(dǎo)直流穩(wěn)壓電源的一般設(shè)計思路為：由輸出電壓 、電流 確定穩(wěn)壓電路形式，ooI通過計算極限參數(shù)（電壓、電流和功耗）選擇整流器件；由穩(wěn)壓電路所要求的直流電壓（ ） 、直流電流( )輸入確定整流濾波電路形式，選擇整流二極管及濾波電容iUiI 15 并確定變壓器的副邊電壓 的有效值、電流 （有效值）及變壓器功率。（3）輸出電阻及電流調(diào)整比輸出電阻：放大器的輸出電阻相同，其值為當(dāng)輸入電壓不變時。0（2）穩(wěn)壓系數(shù)及電壓調(diào)整率 穩(wěn)壓系數(shù)：在負(fù)載電流、環(huán)境溫度不變的情況下。用示波器觀測0U其峰峰值， 一般為毫伏量級。測試電路如圖 215 所示。負(fù)壓系列：W337 系列，與 W317 系列相比，除了輸出電壓極性、引腳定義不同外，其他特點都相同。其典型電路如圖 214 所示。其芯片內(nèi)也有過流、過熱和安全工作區(qū)保護(hù)。78XX 系列、79XX 系列的典型電路見圖 213（a） 、 （b） 、 （c） 。其差別只在輸出電流和外形，78HXX 輸出電流為 5A，78XX 輸出電流為 ，78MXX 輸出電流為 ，78LXX 輸出電流為 。一般不需要外接元件即可工作，有時為改善性能也加少量元件。（3）. 三端集成穩(wěn)壓器 常用的集成穩(wěn)壓器有固定式三端穩(wěn)壓器與可調(diào)式三端穩(wěn)壓器（均屬電壓串聯(lián)型），下面分別介紹其典型應(yīng)用。 常用的整流濾波電路有全波整流濾波、橋式整流濾波、倍壓整流濾波電1U路如圖 212（ a） 、 （b）及（c） 。iu21/P??（2）. 整流濾波電路 整流電路將交流電壓變換成脈動的直流電壓。各部分電路的作用如下：整流濾 波電路 12 圖 211 直流穩(wěn)壓電源基本組成框圖（1）. 電源變壓器 T 的作用是將電網(wǎng) 220V 的交流電壓變換成整流濾波電路所需要的交流電壓 。（4）撰寫設(shè)計報告、調(diào)試總結(jié)報告及使用說明書。（2）合理選擇集成穩(wěn)壓器。?（2）輸出紋波電壓小于 5mA，穩(wěn)壓系數(shù)小于 ；輸出內(nèi)阻小于 。（2） 掌握直流穩(wěn)壓電路的調(diào)試及主要技術(shù)指標(biāo)的測試方法。實驗成功后再考慮制作樣機。值得指出的是，有的電路相當(dāng)復(fù)雜，如果全部做實驗，要用很多元器件，費用和工作量相當(dāng)大。通過實驗可以發(fā)現(xiàn)問題，遇到問題時應(yīng)善于理論聯(lián)系實際，深入思考，分析原因，找出解決問題的辦法和途徑。總之，設(shè)計時要考慮的因素和問題相當(dāng)多，加之經(jīng)驗不足，以及一些新的集成電路功能較多，內(nèi)部電路復(fù)雜，如果沒有實際用過，單憑看資料很難掌握它的各種用法和一些具體細(xì)節(jié)，因此，設(shè)計時難免考慮不周、出些差錯。既要考慮方案以及用哪些單元電路，各單元電路之間怎樣連接、如何配合，還要考慮用哪些元器件，它們的性能、貨源、價格、體積、功耗各怎樣等。若改動較多，應(yīng)當(dāng)復(fù)查一遍。 5．要特別注意檢查電路圖中各元器件工作是否安全(尤其是 CMOS 器件)，以免實驗時損壞。 3．檢查電路圖中有無繁瑣之處，是否可以化簡。至于如何審圖，有以下幾點值得注意： 1．先從全局出發(fā)，檢查總體方案是否合適，有無問題，再審查各單元電路的原理是否正確，電路形式是否合適。如果電路比較復(fù)雜，應(yīng)多審查一、兩遍。相反，如果不審圖便進(jìn)行實驗，即使不損壞元器件，也可能會出現(xiàn)較多的問題和困難，有時甚至?xí)械讲恢?，令人懊喪、郁悶，以致信心不足等?10 三、自己設(shè)計的原理電路存在一些問題是難免的。一、原理電路中存在的某些問題，如果不在實驗前解決，可能會導(dǎo)致實驗時損壞元器件。也許有人會說，有點問題沒關(guān)系，反正還要做實驗。 審圖在畫出總體電路圖，并計算出全部參數(shù)值以后，至少應(yīng)進(jìn)行一次全面審查。7．在滿足性能指標(biāo)和上述各項要求的前提下，應(yīng)優(yōu)先選用實驗室里現(xiàn)有的或容易買到的器件，以節(jié)省時間和精力。5．非電解電容盡可能在 100 pF 至 范圍內(nèi)選擇，其數(shù)值應(yīng)在常用電容器標(biāo)稱值系列之內(nèi)，并應(yīng)根據(jù)具體情況正確選擇電容器的品種。例如，如果實際電路中三極管 Vce 的最大值為 20 V，挑選三極管時應(yīng)按 V(BR)CEO≥30 V 考慮。2．對于環(huán)境溫度、交流電網(wǎng)電壓等工作條件，計算參數(shù)時應(yīng)按最不利的情況考慮。也就是說，設(shè)計中的計算參數(shù)包括“選擇”和“計算”兩個方面。習(xí)題中通常將大多數(shù)參數(shù)值作為已知量 9 給出，一般只需要求一、兩個參數(shù)值，而且正確的答案一般是唯一的。這些已在“模擬電子技術(shù)基礎(chǔ)” 、 “數(shù)字電子技術(shù)基礎(chǔ)”和“高頻電子線路”課程中學(xué)過，并做了不少習(xí)題。例如，在設(shè)計積分電路時，不僅要求出電阻值和電容值，而且還要估算出集成運放的開環(huán)電壓放大倍數(shù)、差模輸入電阻和轉(zhuǎn)換速率各應(yīng)大于多少，輸入偏置電流、輸入失調(diào)電壓和輸入失調(diào)電流及其溫漂各應(yīng)小于多少等，才能根據(jù)計算結(jié)果挑選元器件。究竟選哪種產(chǎn)品好呢?設(shè)計者應(yīng)當(dāng)熟悉各種常用器件的主要性能和特點，以便設(shè)計時根據(jù)電路對它們的要求，作出正確的選擇。2．選用集成運放時，應(yīng)盡量選擇“全國集成電路標(biāo)準(zhǔn)化委員會提出的優(yōu)選集成電路系列”中的產(chǎn)品。但集成電路的品種很多，怎樣確定選哪一種呢?我們認(rèn)為，一般方法是“先粗后細(xì)， ”即先根據(jù)總體方案考慮應(yīng)選用什么功能的集成電路，再進(jìn)一步考慮它的具體性能，然后再根據(jù)價格等考慮選用什么型號的器件。必要時可畫出兩種電路，進(jìn)行對比。在頻率高、電壓高、電流大或要求噪聲極低等特殊場合，仍需采用分立元件。但是，不要以為采用集成電路一定比用分立元件好。在某些情況下，幾十年前的一個電子工程師花幾天時間才能設(shè)計制做出來的電路，也許今天一個初學(xué)者用集成電路、在幾小時內(nèi)就能設(shè)計制做出來，而且性能優(yōu)越、成本低。一、一般優(yōu)先選用集成電路我們知道，集成電路的應(yīng)用越來越廣泛，這不僅減小了電子設(shè)備的體積和成本，提高了可靠性，使安裝調(diào)試和維修變得比較簡單，而且大大簡化了電子電路的設(shè)計， 8 以致于某些數(shù)字系統(tǒng)中的單元電路的設(shè)計變得象“點菜譜”那樣容易，各種模擬集成電路也使得放大器、穩(wěn)壓電源和其他一些模擬電路的設(shè)計比以前容易得多。所謂“有什么”是指有哪些元器件，哪些實驗室里有，哪些在市場上可以買到，它們的性能各是什么，價格如何，體積多大等。那么，怎樣選擇元器件呢?其實只要弄清“需要什么”和“有什么”兩個問題，選擇元器件的問題就好解決了。因此，在設(shè)計過程中，經(jīng)常遇到選擇元器件的問題，不僅在設(shè)計單元電路和總體電路及計算參數(shù)時要考慮選哪些元器件合適，而且在提出方案、分析和比較方案的優(yōu)缺點時，有時也要考慮用哪些元器件以及它們的性能和價格如何等。以上所述只提總體電路圖的一般畫法，實際情況千差萬別，應(yīng)根據(jù)具體情況靈活掌握。為了解決以上問題，有時需要畫出若干不同的總體電路草圖，以便進(jìn)行比較。(2)各單元電路之間的相互連線和配合等，有時需要畫出總體電路草圖，才能知道有無問題。顯然，我們應(yīng)當(dāng)從全局著眼，選擇合適的元器件，并把它們組合得最好。5．如果電路比較復(fù)雜，設(shè)計者經(jīng)驗不足，有些問題在畫出總體電路之前難以解決。在方框中標(biāo)出它的型號，在方框的邊線兩側(cè)標(biāo)出每根連線的功能名稱和管腳號。但也要注意電路圖的緊湊 7 和協(xié)調(diào)，疏密恰當(dāng)，避免出現(xiàn)有的地方畫得很密，有的地方空出一大塊。有的可采用簡便畫法。因此，在圖上把各元器件的每一根連線都畫出來，效果不一定好。還應(yīng)當(dāng)注意盡量使連線短些，少拐彎。連線通常畫成水平線或豎線，一般不畫斜線。應(yīng)當(dāng)用恰當(dāng)?shù)姆绞?，說明各圖紙上電路連線的來龍去脈。 2．盡量把總體電路圖畫在同一張圖紙上。怎樣才能畫好總體電路圖呢?一般說來，主要應(yīng)注意以下幾點： 1．畫圖時應(yīng)注意信號的流向，通常從輸入端或信號源畫起，由左至右或由上至下按信號的流向依次畫出各單元電路。總體電路圖不僅是進(jìn)行實驗和印刷電路板等工藝設(shè)計的主要依據(jù)，而且在生產(chǎn)調(diào)試和維修時也離不開它，因此總體電路圖具有重要作用。若仍不能解決，再向老師請教。但也會遇到這樣的情況，即花了很多時間，仍然沒有找到滿意的電路，例如某性能不能滿足要求或電路太復(fù)雜