电子基础知识

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浅谈可控硅的特性及检测
可控硅（SCR）国际通用名称为Thyyistor，中文简称晶闸管。它能在高电压、大电流条件下工作，具有耐压高、容量大、体积小等特点，它是大功率形状型半导体器件，广泛应用于电力、电子线路中。
一、可控硅的特性
　　可控硅分单向可控硅、双向可控硅。单向可控硅有阳极A、阴极中、控制极G三个引脚。双向可控硅有第一阳极A1（T1），第二阳极A2（T2）、控制极G三个引脚。只有当单向可控硅阳极A与阴极K之间加有正向电压，同时控制极G与阴极间加上所需的正向触发电压时，方可被触发导通。此时A、K间呈低阻导通状态，阳极A与阴极K间压降约为1V。单向可控硅导通后，控制极G即使失去触发电压，只要阳极A和阴极K之间仍保持正向电压，单向可控硅继续处于低阻导通状态。只有把阳极A电压撤除或阳极A、阴极K之间电压极性发生改变（交流过零）时，单向可控硅才由低阻导通状态转换为高阻截止状态。单向可控硅一旦截止，即使阳极A和阴极间又重新加上正向电压，仍需在控制极G和阴极K之间重新加上正向触发电压方可导通。单向可控硅的导通与截止状态相当于形状的闭合和断开状态，用它可制成无触点开关。
　　双向可控硅第一阳极A1与第二阳极A2间，无论所加电压极性是正向还是反向，只要控制极G和第一阳极A1间加有正负极性不同的触发电压，就可触发导通呈低阻状态。此时A1、A2间压降也约1V。双向可控硅一旦导通，即使失去触发电压，也能继续保持导通状态。只有当第一阳极A1、第二阳极A2电流减小，小于维持电流或A1、A2间当电压极性改变且没有触发电压时，双向可控硅才截断，此时只有重新加触发电压方可导通。
二、可控硅的检测
　　1.单向可控硅的检测
　　万用表选用电阻R×1档，用红黑两表笔分别测任意两引脚间正反向电阻直至找出读数为数十欧姆的一对引脚，此时黑笔接的引脚为控制极G，红笔接的引脚为阴极K，另一空脚为阳极A。此时将黑表笔接已判断了的阳极A，红表笔仍接阴极K。此时万用表指针应不动。用短接线瞬间短接阳极A和控制极G，此时万用表指针应向右偏转，阻值读数为10欧姆左右。如阳极A接黑表笔，阴极K接红表笔时，万用表指针发生偏转，说明该单向可控硅已击穿损坏。
　　2.双向可控硅的检测
　　用万用表电阻R×1档，用红黑两表笔分别测任意两引脚正反向电阻，结果其中两组读数为无穷大。若一组为数十欧姆时，该组红黑表笔所接的两引脚为第一阳极A1和控制极G，另一空脚即为第二阳极A2。确定A、G极后，再仔细测量A1、G极间正反向电阻，读数相对较小的那次测量的黑表笔所接的引脚为第一阳极A1，红表笔所接引脚为控制极G。将黑表笔接已确定了的第二阳极A2，红表笔接第一阳极A1，此时万用表指针应不发生偏转，阻值为无穷大。再用短接线将A2、G极瞬间短接，给G极加上正向触发电压，A2、A1间阻值约为10欧姆左右。随后断开A2、G极短接线，万用表读数应保持10欧姆左右。互换红黑表笔接线，红表笔接第二阳极A2，黑表笔接第一阳极A1。同样万用表指针应不发生偏转，阻值为无穷大。用短接线将A2、G极间再次瞬间短接，给G极加上负向的触发电压，A1、A2间阻值也是10欧姆左右。随后断开A2、G极间短接线，万用表读数应不变，保持10欧姆左右。符合以上规律，说明被测双向可控硅管未损坏且三个引脚极性判断正确。
　　检测较大功率可控硅管是地，需要在万用表黑笔中串接一节1.5V干电池，以提高触发电压。

电解电容检测及选用
一、电解电容的检测
　　1.脱离线路时检测
　　采用万用表R×1K档，在检测前，先将电解电容的两根引脚相碰，以便放掉电容内残余的电荷。当表笔刚接通时，表针向右偏转一个角度，然后表针缓慢地向左回转，最后表针停下。表针停下来指示的阻值为该电容的漏电电阻，此阻值愈大愈好，最好应接近无穷大处。如果漏电电阻只有几十千欧，说明这一电解电容漏电严重。表针向右摆动的角度越大（表针还应该向左回摆），说明这一电解电容的电容量也越大，反之说明容量越小。
　　2.线路上直接检测
　　主要是检测它是否已开路或已击穿这两种明显故障，而对漏电故障由于受外电路的影响一般是测不准的。用万用表R×1档，电路断开电源后，先放掉残存在电容器内的电荷。测量时若表针不向右偏转，说明电解电容内部断路。如果表针向右偏转后所指示阻值很小（接近短路），说明电容器严重漏电或已击穿。如果表针向右偏转后无回转，但所指示的阻值不是很小，说明电容开路的可能很大，应脱开电路后进一步检测。
　　3.线路上通电状态时检测
　　若怀疑电解电容只在通电状态下才存在击穿故障，可以给电路通电，然后用万用表直流档测量该电容器两端的直流电压，如果电压很低或为0V，则是该电容器已击穿。
　　对于电解电容的正、负极性标志不清楚的，必须先判别出它的正、负极。对换万用表笔测两次，以漏电大（电阻值小）的一次为准，黑表笔所接一脚为负极，另一脚为正极。
二、电解电容的选用
　　1.要尽可能地选用原型号电解电容器。
　　2.一般电解电容的电容偏差大些，不会严重影响电路的正常工作，所以可以取电容量略大一些或略小一些的电容器代替。但在分频电路、S校正电路、振荡回路及延时回路中不行，电容量应和计算要求的尽量一致。在一些滤波网络中，电解电容的容量也要求非常准确，其误差应小于±0.3%－0.5%。
　　3.耐压要求必须满足，选用的耐压值应等于或大于原来的值。
　　4.无极性电解电容一般应用无极性电解电容代替，实在无办法时可用两只容量大一倍的有极性电容逆串联后代替，方法是将两只有极性电解电容的正极相连（或将它们的两个负极相连）。
　　5.在选用电解电容时，最好采用耐高温的电解电容，耐高温电容的最高工作温度为105℃，当其在最高工作温度条件下工作时，能保证2000小时左右的正常工作时间。在50℃下使用80℃的电容时，其寿命可达2.2万小时，如果此时使用高温电解电容，其寿命可达9万小时。


干簧管的应用
一般认为，干簧管周围的磁场强度达到或超过一定数值，其触点即吸合(闭合或开启)，但实际情况并非完全如此，它吸合与否不仅与场强有关，还与两极所处的磁力线方向有关。例如像《供水监测》一文的图3(请见2003年第51期第十一版——编者注)中所绘的干簧管布置图中(三个干簧管由上向下竖直排列，三管并联)，当磁铁从上向下接近上端管到移出下端管的过程中，两出线端仍可能出现3次或6次断路状况，改用长条铁磁亦不一定能改善其所述情况；达不到低水位报警时，到零水位始终接通报警的目的。原因可从干簧管与磁铁四种相对运动方式的情况分析中得知。

    方式1：见图1，磁铁沿于簧管长度方向移动，磁铁的N(或S)极向着前进方向，此时可以看到在磁铁从接近一端移至另一端吸合过程中间有两次释放，即触点的两侧有两死点。
    方式2：见图2，磁铁移动方向同上，但移动时磁铁的N(或S)极面向干簧管，此时可看到在吸台的全过程电有一次释放，即触点位置是一死点。
    方式3：见图3，磁铁运动方向与干簧管长度方向垂直，其交叉点(或立交点)正是触点位置(一般是干簧管的中间)，磁铁的$／N极分别在运动方向的两侧，此时近则吸合，远则释放，中间无死点。
    方式4：见图4，运动方向同3，但磁铁的N(或S)极面向触点，此时无论远近，干簧管均不吸合。
    由上面看出，唯有方式3符合“近吸、远释”的简单关系，在使用中应首选它。但有时因场地条件所限，不便将千簧管横装。例如像《供水监测}一文所说的用于蔽位报警及蔽位指示等场合，一般将厂簧管装于一端封死的非磁性材料：“铜、塑料、奥氏体不锈钢等)管内，插入液罐中，浮子及磁铁塑成——体套在管外浮于液面。如果子簧管横放则管径要粗，并且还必须不能让浮子旋转(否则磁铁与千簧管距离发生变化会产生不应有的动作)。此时可采用方式2。为消灭中间死点可用两管并联，高度上错开半管长(指玻璃部分长)即可。如果为了避免开始报警后液面继续下降时停止报警，可以用于簧管触发其可控硅，一旦触发必须人工复位方能停止。甚至还可以用限位的办法，即用一挡块阻止磁铁随液位继续下降，使它到不了中间死点位置，液位升高后自会停止。
    据实验，用一块中8mmx5mm的钕铁硼磁铁  (约4000G)，采用方式3可在距触点15mm~25mm以内保持其吸合，上下可得到30mm-50mm保持吸合的移动距离。此数值可通过加大或减小磁感应强度或改变磁铁运动线路与干簧管立交的距离来调整。如果打算使用两块磁铁的话(有时为了浮子的重量均衡)，务必使两块磁铁处于相斥的状态，如图5、图6所示。干簧管管脚的剪短与弯曲均对其灵敏度有影响。弯脚时不可使玻壳受力，否则易碎。
    干簧管具有一定带负载能力，用来驱动蜂鸣器、发光管等绰绰有余，必要时可选用较大的干簧管，只为报警不一定要使用“DT-702型电子继电器”。

如何测量光电二极管的好坏
光电二极管的种类很多，多应用在红外遥控电路中。为减少可见光的干扰，常采用黑色树脂封装，可滤掉700nm波长以下的光线。光电二极管对长方形的管子，往往做出标记角，指示受光面的方向。一般情况下管脚长的为正极。
    光电二极管的管芯主要用硅材料制作。光电二极管常用英文缩写PD表示。
    测量光电二极管有以下三种方法。
    （1）电阻测量法：用万用表R×100或R×1K挡。像测普通二极管一样，正向电阻应为10K左右，无光照射时，反向电阻应为∞，然后让光电二极管见光，光线越强反向电阻应越小。光线特强时反向电阻可降到1K以下。这样的管子就是好的。若正反向电阻都是∞或零，说明管子是坏的。
    （2）电压测量法：把万用表（指针式）接在直流1V左右的挡位。红表笔接光电二极管正极，黑表笔接负极，在阳光或白炽灯照射下，其电压与光照强度成正比，一般可达0.2~0.4V。
    （3）电流测量法：把指针式万用表拨在直流50μA或500μA挡，红表笔接光电二极管正极，黑表笔接负极，在阳光或白炽灯照射下，起短路电流可达数十到数百微安。


不同种类的二极管如何代换
1、检波二极管的代换  检波二极管损坏后，若无同型号二极管更换时，也可以选用半导体材料相同，主要参数相近的二极管来代换。在业余条件下，也可用损坏了一个PN结的锗材料高频晶体管来代用。
　　 2．整流二极管的代换  整流二极管损坏后，可以用同型号的整流二极管或参数相贩其它型号整流二极管代换。
　　通常，高耐压值（反向电压）的整流二极管可以代换低耐压值的整流二极管，而低耐压值的整流二极管不能代换高耐压值的整流二极管。整流电流值高的二极管可以代换整流电流值低的二极管，而整流电流值低的二极管则不能代换整流电流值高的二极管。  
　　 3、稳压二极管的代换  稳压二极管损坏后，应采用同型号稳压二极管或电参数相同的稳压二极管来更换。
　　 可以用具有相同稳定电压值的高耗散功率稳压二极管来代换耗散功率低的稳压二极管，但不能用耗散功率低的稳压二极管来代换耗散功率高的稳压二极管。例如，0.5W、6.2V的稳压二极管可以用1W、6.2V稳压二极管代换。  
　　 4、开关二极管的代换  开关二极管损坏后，应用同型号的开关二极管更换或用与其主要参数相同的其它型号的开关二极管来代换。
　　高速开关二极管可以代换普通开关二极管，反向击穿电压高的开关二极管可以代换反向击穿电压低的开关二极管。
　　 5、变容二极管的代换  变容二极管损坏后，应更换与原型号相同的变容二极管或用其主要参数相同（尤其是结电容范围应相同或相近）的其它型号的变容二极管来代换。