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1、吉林大学毕业论文（设计）题目：数码显示八路抢答器学院：应用技术学院专业：电子信息工程学生姓名：李闪闪指导老师：王枫摘要本文介绍了一种用74系列常用集成电路设计的数码显示八路抢答器的电路组成、设计思路及功能。该抢答器除具有基本的抢答功能外，还具有定时、计时和报警多重功能。主持人通过时间预设开关预设供抢答的时间，系统将完成自动倒计时。若在规定的时间内有人抢答，则计时将自动停止；若在规定的时间内无人抢答，则系统中的蜂鸣器将发响，提示主持人本轮抢答无效，同时实现报警功能。关键词:八路，抢答器，设计,报警AbstractInthispaper,theelectriccircuitanddesigning
2、thoughtofanansweringracerbasedonthecommon-usedseriesof74ICwith8-wireisintroduced,anditsfunctionisalsodescribed.Theansweringrace,sfunctionincludestiming,counting,andalarming,besidesthebasicfunctionofanansweringracer.Thehostsetstheprovidedtimefortheansweringracethroughthetime-settingswitch,afterthisth
3、esystemwillcountdownthetimeautomatically.Ifanybodyanswerthequestionontime,thecountingoftimewillstop;Ifnobodyanswerthequestionontime,thealarmwillgiveoutsomesound,helpingthehostknowtheraceinthisturnisofnouse,sothefunctionofalarmingisachieved.Keywords:8-wire,answeringracer,design,timing,counting,alarmi
4、ng第一章设计任务及系统功能简介11.1 课题背景11.2 基本功能11.3 扩展功能1第二章实现的原理与电路22.1 数字抢答器总体方框图22.2 电路结构图22.3 抢答器的讯响电路结构52.4 4译码显示原理62.5 锁存、复位电路及工作原理82.5.1锁存器的定义82.5.2锁存器卷件选择82.5.3复位原理92.5.4防作弊原理91.1.1 5.5锁存原理102.6 声音提示电路的选择112.7 工作过程11第三章各集成块基本功能及电路图121.1.2 CD4511引脚图及功能121.1.3 1.l基本描述121.1.4 CD4511的引脚121.1.5 锁存功能131.1.6 译码
5、功能141.1.7 消隐功能143.2CD40688输入与非门/与门143 .2.1基本描述144 .2.2引脚描述及功能143. 2.3逻辑表达式14第四章数显抢答器电路元器件分析153.1 电阻器153.1.1 电阻器基本知识介绍153.1.2 电阻的种类163.2 电容器164. 2.1电容器的相关特性及作用164. 2.2识别方法174. 2.3电容器的分类184.3晶体管181 .3.1基本知识184 .3.2晶体管的检测方法204.4三极管211.1.1 4.1极限参数221.1.2 三极管的特性曲线221.1.3 判断三极管的引脚254.5蜂鸣器及种类25第五章数显抢答器电路的连
6、接、系统调试和完善275.1对电路板布局275.2电路的连接与调试275. 2.1开关、编码电路的连接、调试275. 2.2译码显示电路的连接、调试285. 2.3锁存电路的连接、调试285. 2.4复位电路连接、调试285. 2.5声音提示电路的连接、调试29总结30工作展望31参考文献、资料索引32致谢33第一章设计任务及系统功能简介1.1课题背景工厂、学校和电视台等单位常举办各种智力竞赛，抢答记分器便成为必要设备之一。在我校举行的各种竞赛中我们经常看到有抢答的环节，举办方多数采用让选手通过举答题板的方法判断选手的答题权，这在某种程度上会由于主持人的主观误断带来比赛的不公平性。为解决这个问
7、题，我就此问题制作一个低成本但又能满足这些活动需要的八路数显抢答器，同时也作为我的毕业设计课题.1.2基本功能（1）抢答器同时供8名选手或8个代表队比赛，分别用8个按钮SOS7表（2）设置一个系统清除和抢答控制开关S,该开关由主持人控制。（3）抢答器具有锁存与显示功能。即选手按动按钮，锁存相应的编号，扬声器发出声响提示，并在DPY_7-SEG七段数码管上显示选手号码。选手抢答实行优先锁存，优先抢答选手的编号一直保持到主持人将系统清除为止。1.3扩展功能（1）抢答器具有定时抢答功能，且一次抢答的时间由主持人设定（如30秒）。当主持人启动开始键后，定时器进行减计时。（2）参赛选手在设定的时间内进行
8、抢答，抢答有效，定时器停止工作，显示器上显示选手的编号和抢答的时间，并保持到主持人将系统清除为止。在这段（3）如果定时时间已到，无人抢答，本次抢答无效，系统报警并禁止抢答，定时显示器上显示00。第二章实现的原理与电路2.1 数字抢答器总体方框图如图2-1所示为总体方框图。其工作原理为：接通电源后，主持人将开关拨到清零状态，抢答器处于禁止状态，编号显示器灭灯，定时器显示设定时间；主持人将开关置;开始状态，宣布开始抢答器工作。定时器倒计时，扬声器给出声响提示。选手在定时时间内抢答时，抢答器完成：优先判断、编号锁存、编号显示、扬声器提示。当一轮抢答之后，定时器停止、禁止二次抢答、定时器显示剩余时间。
9、如果再次抢答必须由主持人再次操作清除和开始状态开关。住体电路）报警图2T设计框图2.2 电路结构图图2-2电路结构图以下图2-3、图2-4为图2-2的放大图131?一11_1015U-AbcdefgQqqqqqqC DLTOIIiB L 9日SN414S图2-4按豌电路本制作是一个简易实用的8路数字显示抢答器，图2-1为该抢答器的核心部分，包括抢答、编码、优先、锁存、数显及复位等电路。所用的原件除集成电路CD451L还有14只IN4148二极管，一只9014（NPN）三极管；15只电阻，9只按键开关，SB1SB8为抢答键，SB9为复位键，LED数码管为0.5英寸的共阴极数码管。其中7只470欧
10、姆的电阻为限流电阻；CD4511是一块含BCD七段锁存/译码/驱动电路于一体的集成电路；CD4511的1、2、6、7脚为BCD码输入端，第915脚为显示输出端。第3脚为测试端（LT）,当LT为“0”时，输出全为第4脚为消隐端（BD,当Bl为“0”时，输出全为“0”，显然此时还有可清除锁存器内的数值。第5脚为锁存允许端（LE）,当LE由“0”变到“1时，abcdefg七个输出端保持在LE为“0”时所加BCD码对应的数码显示状态。第8脚接地，第16脚接电。IB2C3 LT 4BI5 LE 6D7 A 8地电16f15g14a13b12C11d10e9图2-5CD4511引脚图9014/图2-690
11、14的引脚图eefgdfdgaCCbahhb图2-7数码管的引脚图10正极I负极图2-8二极管IH4148的管脚2.3 抢答器的讯响电路结构41481 o 2-67四只 二极 管接 CD451 1的1 、2、 6、7 脚R2Rl0.图2-9抢答器的讯响电路地口NDVcc司电源氏触发端即RDISq放电端输出端ROUTTH6高触发端复位端国RDVc目控制端0B2-1O555的管脚图其中R1=R2=IoK,扬声器通过100Uf的电容器接在555的3脚与地之间，4只二极管分别接CD4511的1267引脚。任何抢答按键按下，讯响电路都能振荡发出讯响声。只要整个电路元件良好，装备无误，本制作一般不必调试，
12、当电路通电，按下任何一抢答按键不动，听到扬声器发出讯响声，把电源电压稍作调整（8v左右），使声音悦耳、音量适当即可。2.4 4译码显示原理本设计因为只采用了九路抢答，即采用一个LED数码管就可以完成显示功能,设计中我们使用CD4511的输出端A-G作为LED数码管（ag）的输入。CD4511的输出端A-G的输出是由BCD码输入端ABCD决定的，根据BCD编码的输入不同在输出端输出不同数据也不同，LED数码管根据CD4511各端输出的数据点亮七段发光管就会显示相应的字符，CD4511各端输出的信息总是和LED上显示的相对应。由CD4511的BCD码输入端ABCD、输出端AG、LED显示字符三者的
13、关系可得表2-1BCD编码CD4511输出端LED显示字符DCBAGFEDCBAO00001111110O001O00O11O10010101101120O11100111130100110011040101110110150110111110060111000O11171000111111181O0111001119衰2-1译码显示原理七段LED是一种最常见数码管显示屏，这种数码管的每个线段都是一个发光二极管。与我们小时候玩过的“火柴棒游戏”相似，几根火柴组合起来，可以拼成各种各样的图形，七段LED数码管实际上就是利用这个原理作成的。数码管的每个线段都是一个发光管，其中七个长条形的发光二极管
14、排列成一个“日”字型，另一个圆点形的发光管在显示器的右下角作为显示小数点。1.ED显示器有两种不同的连接形式：一种是8个发光二极管（a一飞及dp）的正极连在一起，称之为共阳极LED显示器；另一种是8个发光二极管阴极连在一起，称之为共阴LED显示器。他们的内电路如图2T1所示rM 1-2 2 2，尸图2-11七段数码管类型共阴数码管内部的8个二极管的N极连接在一起，与引脚com端相连接，在使用时引脚CoIn应接低电平。当数码管其余的某个引脚接高电平时，则该引脚对应的发光二极管被点亮，也就是数码管对应的发光段被点亮。共阳极数码管内部的8个发光二极管的P极被连接在一起，与引脚com端相连接。在使用时
15、引脚Com应接高电平，当数码管其余的某个引脚接低电平时，则该引脚对应的发光二极管被点亮，也就是数码管对应的发光段被点亮。七段发光二极管工作时若电流太小，则发光强度不够：电流太大，则耗电量大，甚至会烧坏二极管。在实际应用中，经常外接IK的电阻作为限流电阻。由图26可以看出共阳和共阴结构的LED显示器各笔划段名的安排位置是相同的，当二极管导通时，相应的笔划就会发光，由发亮的笔划段组合而显示出各种字符，可以显示0F十六格字符及小数点。由于此设计中只有九路抢答所以使用Ied数码管的“09十个字符就可以满足显示要求，在本设计中采用CD4511BCD七段所存/译码/驱动器来驱动数码管显示则七个笔划对应于c
16、d4511的输出端A、B、C、D、E、F、G,因此可用7位二进制代码表示欲显示字符的代码，数码管各段与输出端各位的对应关系如表2-2所示输出端各位GFEDCBA数码管各段gfedCba表2-2数码管各段与输出螭各位的对应关系阳极数码管二进制数据位0表示对应字段亮，数据为1表示对应字段暗;共阴极数码管，数据为0表示对应字段暗，数据为1表示对应字段亮。若要显示0字符共阳极数码管的字符编码应为100oOOOB,共阴极数码管的字型编码为OIlllI1B,依次类推，只要把欲要显示数字字形码通过cd4511输出端送给数码管即可。数码管字型码见表2-3显示字符字型共阳极共阴极gfedCbagfedCba00
17、100O0O001111111111110010O0O1102201001O01O110113301100001001111440O11001110O11055O01O01011011O1660O0001011111017711110O00000111880000000111111199OO1O00011011112-3字型码2.5锁存、复位电路及工作原理2.5.1锁存器的定义锁存器是由若干个钟控D触发器构成的一次能存储多位二进制代码的时序逻辑电路。2.5.2锁存器器件选择（一）使用专门的锁存器74LS373,74LS3074等集成电路，使电路中元件增加，连线复杂，调试维修增加难度，并使设计成
18、本增加。（二）选用锁存/译码/驱动器集成于一体的集成电路，可以简化外围电路，工作更加稳定。经比较两种方案，基于设计电路时，我们考虑的是电路简便，实用，稳定性，可靠性好，费用低的原则，故选用方案二。CD451IBCD七段锁存/译码/驱动器是将锁存器，译码器。它的输出由输入的BCD码决定，故显示器显示数字为“0,1、9。分析CD4511各引脚功能知5脚LE为锁存控制脚，LE脚为。时，ABCD输入端决定显示字符，LE脚为1时，锁存显示的字符此时控制LE脚的高低电平必须接外围电路，电路如图2-12所示此数选抢答器不仅有抢答的功能，而且还可以实现防作弊功能，更进一步维护比赛的公平，公正，公开原则。VDD
19、VCCOCD4511BE15TT 亘 77 T To9图2-12锁存、复位电路Dyhgfec VDN WABCDNCVS2.5.3复位原理电路原理图如2-13所示SlO为复位键，一般主持人在喊开始抢答前按下，当SlO被按下时，CD45ULE脚为低电平0,CD4511没有处于锁存状态，显示字符有ABCD输入端决定，主持人此时并没有喊开始所以任何人不能进行抢答，ABCD输入端的值全部为0,CD4511的七段输出引脚ABCDEFG应该为IllIIlo则LED数码管显示字符0,用CD4511输出ABCDEF分别接CD4086与非门的10,9,5,4,3,2引脚CD4511输出端G经VTl反向后变为高电
20、平1连接CD4086的11,12,13引脚。这样CD4086与非门输入端为L即输出低电平这CD4086的输出端经过R3限流后连到CD4511的5脚LE上，保持主持人在没有喊开始之前LED数码管数字一直显示为OoCD45HBE.01uF B VDDCf区gBI _aLETbDcAdVSSe图2T3复位电路2.5.4防作弊原理主持人在按下SlO按键后，CD45ULE引脚为低电平0,CD4511没有处于锁存状态显示字符取决于ABCD输入端，此刻并没有喊开始，所以ABCD输入端的值全部应为0,CD4511的输出端ABCDEFG应为IllIIlo,而LED数码管显示为0,如果有人在此之前按下抢答键CD4
21、511的输入端ABCD的值不全为0,输出端ABCDEFG也输出与输入相对应的值，通过LED数码管显示出抢答器的抢答号，而且还通过CD4086与非门后到达CD45U的LE引脚锁存该按键号，找出作弊的比赛者。因此有效的防止有人作弊。2. 5.5锁存原理当主持人喊开始后最先按下抢答键的键号会在LED数码管上显示出来，其它键再按下去也不起作用。某一个按键被按下后首先编码电路对其进行编码并输出到CD4511的ABCD端，由于CD45U本身具有译码/驱动功能,输出端ABCDEFG则根据ABCD的输入值输出对应的数值在LED数码管上显示出来。同时，CD4511是输出端ABCDEFG是值也送到了CD4086与
22、非门的输入端上，经与非门输出端高电平1送到CD4511锁存引脚LE,由于CD4511的LE为锁存引脚，为低电平0时，无效。为高电平1时，处于锁存状态。此LE为高电平1时处于锁存状态，输出的值被固定与输入端ABCD的输入没有关系即比赛者再按下抢答键进行抢答均不起作用。主持人喊开始后，若首先按下的键为SB6时，当SB6被按下时，编码电路首先对其进行编码0110,再送到CD4511的输入端ABCD经CD4511本身具有的译码/驱动功能，输出端ABCDEFG为OOIIlIl则数码管上显示字符6,同时输出端AB是值00送到CD4086的10,9引脚,CDEF的值Illl送到5,4,3,2引脚，G值经过V
23、TI的反向后变为。送到11,12弓I脚，此时CD4086输入端的值为IIIlOOOo,与非后输出高电平1并送到CD4511的锁存引脚LE,CD45U是LE只要一为高电平1,立刻处于锁存状态，输入端ABCD输入的值都为无效,即再按抢答键不起作用。只有主持人按下“复位”按钮强行使CD4511锁存脚置零，CD45U锁存解除，才能开始下一论抢答。依此原理可得表2-4键号锢E号编码CD4511输入端CD4086输入端13LELEDDCBAGFE1)CBAIK122345910SBlO000001111111111111000SBl000100001101000110111SB20010101101100
24、11011112SB3001110011110001111113SB4010011001100100110114SB5010111011010101101115SB6011011111000111100116SB7011100001111000111117SB8100011111110111111118SB9100111001110100111119表2-4原理表2.6 声音提示电路的选择声音提示是为了更好的提示抢答人员是否还有抢答的机会而设置的电路。方案一、选用扬声器发声，必须有功率放大集成电路进行信号放大，如功放块LM386发出声音，其电路连接复杂，扬声器功耗大，需要的元器件较多。方案二、
25、选用蜂鸣器使用蜂鸣器不需要驱动电路，只需一个控制开关，就可以实现声音提示功能电路连接图如2T4所示。经比较，基于连接简单，费用低可以实现同样的功能，考虑选择第二种方案作为本设计的声音提示电路。图2-14声青提示电路VCCDY HGFEC VDN WABCDNCVS声音提示是协同显示字符工作的，支持人按下复位键时，数码管显示。字符，报警电路不工作，没有声音，只有有抢答键被按下时，数码管显示相应的键号，报警电路工作有声音。2.7 工作过程当有选手抢答成功后，数码管显示该选手号码，同时CD4086的输出端为高电平1,使CD4511处于锁存状态因VT2的基极是接应CD4086的输出端上的，所以VT2基
26、极电压升高0=0.7V）使VT2导通，蜂鸣器负极接地，正极接VCC,蜂鸣器工作发出声音，在主持人没有按下复位键一直工作。第三章各集成块基本功能及电路图电路中采用了两块CMOS数字集成电路，CD45U将BCD编码、七段锁存、译码、驱动功能集于一身，一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码一七段码译码器，具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流，可直接驱动LED显示器。CD4068是八输入的与非门/与门数字基成电路。3.1 CD4511引脚图及功能3.1.1 基本描述高输出源电流可达25mA,输入所存提供BCD码存储功能、灯测试和消隐功能，BCD
27、码1001时，七段译码输出消隐100%测试的静态电压规定可到20V,VDD=18V最大输入电流IUA（整个温度范围）TA=25C时输入漏电流最大为100mAo显示译码器CD4511是一个用于驱动共阴极LED（数码管）显示器的BCD码一七段码译码器，特点如下：具有BCD转换、消隐和锁存控制、七段译码及驱动功能的CMOS电路能提供较大的拉电流，可直接驱动LED显示器。其引脚功能介绍如下：BI：4脚是消隐输入控制端，当Bl=O时，不管其它输入端状态如何，七段数码管均处于熄灭（消隐）状态，不显示数字。1.T：3脚是测试输入端，当BI=I,LT=O时，译码输出全为1,不管输入DCBA状态如何，七段均发亮
28、，显示“8”。它主要用来检测数码管是否损坏。1.E：锁定控制端，当LE=O时，允许译码输出。LE=I时译码器是锁定保持状态，译码器输出被保持在LE=O时的数值。AKA2、A3、A4、为842IBCD码输入端.。a、b、c、d、e、f、g：为译码输出端，输出为高电平1有效。CD4511的内部有上拉电阻，在输入端与数码管笔段端接上限流电阻就可工作。3.1.2 CD4511的引脚CD4511具有锁存、译码、消隐功能，通常以反相器作输出级，通常用以驱动LED。其引脚图如3-1所示161514131211109CD45112345678AlA2CT51LEA3MGND图3TCD4511引脚各引脚的名称：
29、其中7、1、2、6分别表示A、B、C、D；5、4、3分别表示LE、BELT；13、12、11、10、9、15、14分别表示a、b、c、d、e、f、g0左边的引脚表示输入，右边表示输出，还有两个引脚8、16分别表示的是VDD、VSSoCD4511的工作原理CD4511的工作真值表如表31输入输出LEBILIDCBAabCdefg显示XX0XXXX11111118X01XXXX0000000消隐0110000111111000110001011000010110010110110120110011111100130110100011001140110101101101150110110001111
30、1601101111110000701110001111111801110011110011901110100000000消隐消隐消隐消隐消隐消隐及存011101100000000111100000000001111010000000011111000000000111111000000111XXXX锁存3-1CD4511的真值3.1.3锁存功能译码器的锁存电路由传输门和反相器组成,传输门的导通或截止由控制端LE的电平状态.当LE为“0”电平导通，TG2截止；当LE为“1”电平时，TGl截止，TG2导通，此时有锁存作用。3.1.4 译码功能CD4511译码用两级或非门担任，为了简化线路，先用二
31、输入端与非门对输入数据B、C进行组合，然后将输入的数据A、D一起用或非门译码。3.1.5 消隐功能Bl为消隐功能端，该端施加某一电平后，迫使B端输出为低电平，字形消隐。消隐输出J的电平为J=(C+B)D+BI如不考虑消隐Bl项，便得J=(B+C)D,据上式，当输入BCD代码从IOlO1111时，J端都为“1”电平，从而使显示器中的字形消隐。3.2CD40688输入与非门/与门3.2.1 基本描述IOV中速工作时TPHL=TPLH=75nS缓冲的输出级100%测试的静态电压规定可到20V,VDD=18V25摄氏度时输入最大漏电流IoonlA。3.2.2 引脚描述及功能引脚描述及功能见表3-2名称
32、功能CD4068BEVDD电源电压1_2356WVDDAYBHCGDFNCEVSSNC141312TlW_9NC悬空A-H输入Y与非门输出W与门输出VSS负电源电压表3-2引脚描述及功能3-2引脚图3.2.3 2.3逻辑表达式与非门输出Y=ABCDEFGH与门输出W=Abcdefgh第四章数显抢答器电路元器件分析本实验用到的电阻都是色环电阻。电阻的测量：RI、R2(10k)色环为:棕黑橙，实际测量为Rl=9.92k,R2=9.89k,R3(2k)色环为:红黑橙,实际测量为R3=2lkQ,R4(1.6k0)色环为:棕兰红,实际测量为R4=L52k。1N4004型硅整流二极管测量结果：良好。三极管
33、VT-9013测试结果：良好。扬声器测试结果：良好。4.1电阻器4.1.1 电阻器基本知识介绍电阻(Resistor)是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。其常见电阻器如图4-1所示。碳膜电阻可调电阻R025精密电阻图4-1常见电阻器贴片电阻电阻都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆，用符号“C”表示。欧姆是这样定义的：当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时，如果在这个电阻器中有1安培的电流通过，则这个电阻器的阻值
34、为1欧姆。除了欧姆外，电阻的单位还有千欧(K),兆欧(M)等。其换算关系为：IM=100OK,IK=1000o电阻器的电气性能指标通常有标称阻值,误差与额定功率等。它与其它元件一起构成一些功能电路，如RC电路等。电阻的阻值标法通常有色环法，数字法。色环法在一般的的电阻上比较常见。由于精密电路中的电阻一般比较小，很少被标上阻值，即使有一般也采用数字法，即：IOl表示IooQ的电阻；102表示IKC的电阻；103表示IOKQ的电阻。通常来说，使用万用表可以很容易判断出电阻的好坏：将万用表调节在电阻挡的合适挡位，并将万用表的两个表笔放在电阻的两端，就可以从万用表上读出电阻的阻值。应注意的是，测试电阻
35、时手不能接触到表笔的金属部分。但在实际维修中，很少出现电阻损坏，除少数特殊电阻外，也很少去关心电阻的阻值。着重注意的是电阻是否虚焊，脱焊。如果一个电阻器的电阻值接近零欧姆（例如，两个点之间的大截面导线），则该电阻器对电流没有阻碍作用，串接这种电阻器的回路被短路，电流无限大。如果一个电阻器具有无限大的或很大的电阻，则串接该电阻器的回路可看作开路，电流为零。工业中常用的电阻器介于两种极端情况之间，它具有一定的电阻，可通过一定的电流，但电流不像短路时那样大。电阻器的限流作用类似于接在两根大直径管子之间的小直径管子限制水流量的作用。4.1.2 电阻的种类电阻的种类通常分为三大类：固定电阻，可变电阻，特
36、种电阻。在电子产品中，以固定电阻应用最多。4.2电容器电容器（简称电容）也是组成电子电路的主要元件。它可以储存电能,具有充电、放电及通交流、隔直流的特性。其常见电容器如图4-2所示。电解电容图4-2常见电容器瓷片电容4.2.1电容器的相关特性及作用电容器的结构特性：电容器是由两个相互靠近的金属电极板，中间夹一层绝缘介质构成的。在电容器的两个电极加上电压时，电容器就能储存电能。1 .电容（D定义：电容器所带的电量与两极板间电势差的比值叫电容。（2）物理意义：电容是描述电容器储存电荷本领大小的物理量，在数值上等于把电容器两极板间的电势差增加1V所需充加的电量。注意：电容C由电容器本身的构造因素决定
37、，与Q、U无关。（3）电容的单位：法.符号F.1F=IooOoOOUF=100oooooooooopF2 .平行板电容器的电容c：与平行板正对面积s、电介质的介电常数成正比，与极板间的距离d成反比。3 .电容器的额定电压和击穿电压击穿电压是电容器的极限电压，超过这个电压，电容器内的介质将被击穿.额定电压是电容器长期工作时所能承受的电压，它比击穿电压要低.电容器在不高于额定电压下工作都是安全可靠的，不要误认为电容器只有在额定电压下工作才是正常的。电容器具有“通交流、隔直流”的特性。直流电的极性和电压大小是固定不变的，不能通过电容器。而交流电的极性和电压的大小是不断变化的，能使电容器不断地充电与放
38、电，形成充、放电电流。4 .电容器的作用：电容器是能容纳电荷的元件，由相互绝缘的两个极板构成，极板面积越大，极间距离越小，容量就越大。由于电容器具有容纳和释放电荷（俗称充放电）的功能!它在电路里起到了广泛的用途!典型的用途有；D功率补偿！（用于变电站，配电房）2）电机剖相，交流移相。3）和电感等元件组成振荡电路，调谐回路。4）用于整流滤波，消除寄生振荡。5）用于高低频电路的信号耦合。6）由于电容器具有俗称的通交隔直特性，几乎所有的电路里都有它的身影。4 .2.2识别方法电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF
39、）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉103二毫法二106微法二109纳法=1012皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10uF16V容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法：InFIoOOUF1P2=1.2PFIn=100OPF数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。如：102表示IOX102PF=100OPF224表示22104PF=0.22UF5 .2.3电容器的分类1、按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。固定电容器的电容是固定不变的；可变电容器一般是通过改变两极的正对面积来改变电容。当
40、然也可以通过改变两极间的距离、或者改变电容器所充的电介质来改变电容。2、按电解质分类有：有机介质电容器、无机介质电容器、电解电容器和空气介质电容器等。3、按用途分有：高频旁路、低频旁路、滤波、调谐、高频耦合、低频耦合、小型电容器。4、高频旁路：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器。5、低频旁路：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器。6、滤波：铝电解电容器、纸介电容器、复合纸介电容器、液体锂电容器。7、调谐：陶瓷电容器、云母电容器、玻璃膜电容器、聚苯乙烯电容器。8、高频耦合：陶瓷电容器、云母电容器、聚苯乙烯电容器。9、低耦合：纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、涤纶电容器、固体留电容器。10、小型电容：金属化纸介电容器、陶瓷电容器、铝电解电容器、聚苯乙烯电容器、固体锂电容器、玻璃釉电容器、金属化涤纶电容器、聚丙烯电容器、云母电容器。4.3晶体管半导体是一种具有特殊性质的物质，它不像导体一样能够完全导电，又不像绝缘体那样不能导电，它介于两者之间，所以称为半导体。半导体最重要的两种元素是硅和铭。4.3.1基本知识PN的形成：扩散：载流子从高浓度向低浓度的运动。漂移”在电场的作用下，自由电子和空穴作定向运动。内电场的方向：由N区指向P区。内电场的作用：一方面阻碍多子的扩散运动，另一方面促使两个区靠近界面处的少子产生漂移运动。P
