第五章 振盪器電路 實驗十、NE555 無穩態多諧振盪電路
五、 問題討論
輸入電流極限
當電容充至2
3VCC時,將會經由 R2 及 QD放電而產生放電電流
I 。
1 再加上原本從V
CC端經由 R2 及 QD所產生的電流I ,即為
2I
T(max)。假設
V
CC =9V
,因為 QD當作開關使用,所以在 QD通路時為飽和區。此時
V
CE ≈0.2V
。可以得到 11
9 0.2
I R
= − 2
2
6 0.2
I R
= −
所以設計
R
1和R
2值,使得電流I
T(max)不超過200mA為原則。附錄一、電阻值的標示方法
A、一般型電阻電阻器的大小按照所能承受瓦特數而有所不同,一般常見的為¼或½ w 電 阻。較大瓦特數的電阻體積較大,電阻值可以直接以數字標示在上面(如圖一),
而體積較小的低瓦特數電阻就無法這麼做,取而代之的為以色碼標示的表示法。
為了在電路檢修上的方便,能夠不使用三用電表而直接以色碼讀出該電阻器之阻 值,是工作者必備之能力。下表為色碼之意義..
圖一、功率數為 8W 的水泥電阻
色 環 第一環 第二環 第三環 第四環 含 意 第一位數 第二位數 乘數 誤差標準
黑 0 0 100=1
棕 1 1 101=10 ±1%
紅 2 2 102=100 ±2%
橙 3 3 103=1000
黃 4 4 104=10000
綠 5 5 105=100000 ±0.5%
藍 6 6 106=1000000 ±0.25%
紫 7 7 107=10000000 ±0.10%
灰 8 8 108=100000000 ±0.05%
白 9 9 109=1000000000
金 10-1=0.1 ±5%
銀 10-2=0.01 ±10%
無色 ±20%
表一 電阻色碼的讀法
【例一】
棕黑紅金
電阻值為:10 ×102 = 1000 Ω
【例二】
72
黃紫黑銀
電阻值為:47 ×100 = 47 Ω
【例三】
棕黑金銀
電阻值為:10 ×10-1 = 1Ω
B、精密型電阻
精密型電阻值的色碼讀法與一般電阻的讀法的不同在於多了一個第三位數 環,所以精密型電阻值的色碼全部為五環,在此以一例說明,讀者可以類推其它 色環之看法。
圖二、精密電阻
【例四】圖二中精密電阻之色環為 [棕黑黑黃棕] 試求出該電阻之阻值為多少?
解:
將色環轉為對應於表一之數值,我們可以得到該電阻之阻值為..
(100 ×104 ) ±1% = 1M ±1%Ω C、可變電阻
可變電阻多用於電路中需要調整電流或電壓值的線路上,由於某些電流值或 電壓值不用時時調整,只需在出廠時設定一次就固定不動,如收音機裏面的階波 電路;而有些電壓卻是常常需要調整的,如收音機的音量調整鈕。對於這兩種使 用上的差別而產生兩種不同型態的可變電阻-A 型及 B 型,圖三為半固定型可 變電阻,圖四為一般型可變電阻。可變電阻的阻值標示多半直接打在外殼上,但 有些則以數字取代色碼的方式標示,這時該電阻阻值的讀法同一般電阻(即前兩 碼為第一及第二位數、第三碼為 10 的多少次方倍),舉例來說,某些可變電阻上 面標示 103 並非指 103Ω,而是指 10kΩ。一般可變電阻從零電阻到全額電阻變 化時,調整鈕的旋轉角度不會大於 360 度,換句話說,一般可變電阻的變化對於 某些需要精密調整的場合會顯的過於靈敏,為了解決這種困擾,另一種精密型可
說這種精密可變電阻可以到一般可變電阻調整精度的 1/20,圖五為精密型可變電 阻。
圖三、各種常見半固定型可變電阻的側視圖
圖四、一般型可變電阻 圖五、精密型廿轉可變電阻
D、幾種常見電阻的構造及特性 晶片型電阻
晶片電阻器是採用精純氧化 鋁結晶陶瓷基板印上高品質金屬 厚膜導體,外層塗上玻璃鈾保護 體,產生出均勻晶體的品質及穩定 的特性。
特點:
1. 小型化適用於高精密電子產品之小型基板。
2. 帶裝方式適用於自動表面粘著作業流程。
3. 具有高強度安定性和高信賴性。
4. 降低裝配費用。
碳膜電阻器
最早期也最普遍使用的電阻器,於高溫真 空中分離有機化合物之碳,使附著於瓷棒上並 切割而成。碳膜電阻亦供應不燃性塗裝,可耐
74
800℃ 高溫也不致發生損傷現象。
金屬皮膜電阻
於高真空中在瓷棒上覆以特殊金屬皮膜,瓷棒 兩端鍍著貴金屬以確保低雜音、低溫度係數。廣泛 應用於高級音響、電算機、電腦、測試儀器、儀表、
自動控制、國防及太空設備等方向。
氧化金屬膜電阻
電阻在高溫下要有長期之安定性,電阻皮膜 之單位面積就要負載較高之電力,小型化高性能 金屬氧化皮膜電阻器選用高品質瓷棒來製作,亦 可在尺寸大幅縮小尚能發揮大型尺寸之功效。
特點:
1. 小型化使用方便,耐超負載電流而不致斷阻。
2. 電氣及機械上之性能極安定,具高度信賴性。
3. 不燃性絕緣塗裝,可耐溶劑清洗及適高溫。
4. 已氧化過之電阻皮膜經年變化甚少,皮膜強度特強。
5. 低雜音,可製繞線電阻器不能製作之高阻值。
水泥電阻
水泥型電阻器是將電阻線繞在無鹼性耐熱瓷 件上,外面加上耐熱、耐濕及耐腐蝕之材料保護 固定並把繞線電阻體放入方形瓷器框內,用特殊 不燃性耐熱水泥充填密封而成。
特點:
1. 體積小、耐震、耐濕、耐熱及良好散熱,低價格等特性。
2. 完全絕緣,適用於印刷電路板。
3. 瓷棒上繞線然後接頭電焊,製出精確電阻值及延長壽命。
4. 高電阻值採用金屬氧化皮膜體(MO)代替繞線方式 製成。
5. 耐熱性優,電阻溫度係數小,呈直線變化。
6. 耐短時間超負載,低雜音,阻值經年無變化。
繞線電阻
把電阻線繞在無鹼性耐熱瓷件上,外面加上耐 熱、耐濕、無腐蝕之材料保護而成,其阻值誤差 少。
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1. 耐熱性優;電阻溫度係數小,呈直線變化。
2. 短時間超負載;低雜音,阻值經年無變化。
3. 不燃性,重量輕,價格比琺瑯電阻便宜。
4. 不似琺瑯電阻高溫燒成,此種電阻線持久而不損壞。
附錄二、電容器的標示方法 A、電容器種類
電容器依構造可區分為陶瓷電容、塑膠容與電解質電容三大類,其中塑膠電 容的種類又可再細分為 PE、PS、MF 等等不同介質構造。電容器的基本構造是 在兩片金屬片或金屬膜之間夾以絕緣物質(又稱介質)而成。介質的種類有許多 種,如雲母、陶瓷、塑膠膜、紙、空氣及氧化膜等等,因此在命名上便以介質的 不同來稱呼,如前面提到的陶瓷電容,故名思義就是以陶瓷做為介質之電容器。
1、陶瓷電容
顧名思義,陶瓷電容器的介質就是燒結的陶 土,在使用上由於其高頻特性頗佳所以常被使 用在高頻電路中,右圖為典型陶瓷電容器外 觀。常用的陶瓷電容器容量多在 0.1uF 以下,
最小容量有 1pF 者。一般陶瓷電容器中沒有 標示耐壓值者,耐壓值為 50 伏特,較高耐壓 值的陶瓷電容器都會特別標示在包裝上。在 膠容問世後,由於其高頻特性佳、容量誤差 少、體積小,故容量小於 56pF 的陶瓷電容器己
塑
有被塑膠電容取代的趨勢。
2、塑膠電容
塑膠膜材質的不同又可細分為 PE(Mylar)電容器、PS 電容器、
聚乙脂膜電容器(polyester capacitors)
薄 膜為
(1) 用於電路中做為旁路電容器、信號交
10%、M = ± 塑膠電容依
PP 電容器、MF 電容器、MAF 電容器等等。目前在電子電路中以 PE 及 PS 電容器使用的最多,以下簡單介紹其各別特性。
z
聚乙脂電容器是以 PE(或稱 Mylar)塑膠 介質製成,故稱 PE 電容器或 Mylar 電容器。
為目前使用最廣的塑膠電容器,其特點如下:
適
連電容器、音調控制電路及濾波電容器。
(2) 電容量自 0.001uF~0.47 uF。
(3) 容量誤差有:J = ±5%、K = ± 20%三級。
(4) 耐壓值有 DC50V 及 DC100V 兩種。
(5) 使用溫度為 -40℃ ~ +80℃
z 聚本乙烯膜電容器(polystyrene capacitors)
容器的特點如下:
(1) 用於高頻電路。
000 Pf
= ±3%;J = ±5%;K = ±10%四級。
其它種類塑膠電容器:
容種類極多,若逐一介紹其特性則所需篇幅將 聚本乙烯簡稱 PS,亦為塑膠的一種,PS 電
適
(2) 電容量自 56 pF ~ 10
(3) 容量誤差有:G = ±2%;H
(4) 額定電壓有:25V(藍)、50V(黃)、125V(紅)、500V(黑)四 級。
z
目前市面上常見的塑膠電
不在少數,在此僅列出中英文對照、量容及耐壓規格表,讀者若需詳細 說明資料,請自行參考其它書籍。
表一、塑膠電容種類
Cap.Range Voltage Range
品名 Type
(µF) VDC(VAC) 金屬化
聚乙 器 MEF .01-10 100-630
脂膜電容 小型化金屬化
聚 MSF(MINI) .01-2.2 63-100
乙脂膜電容器 小型化金屬化
聚 MSC(MINI BOX) .001-1.0 50-100
乙脂膜電容器 金屬化膜
匣 MEC .001-10 100-630
式電容器 金屬化
聚乙 器
MEA(FLAT)
MET(TUBULAR) .01-68 100-630 脂膜電容
金屬化
聚丙 器 MRF .001-3.3 100-630
稀膜電容 金屬化
聚乙 器
MPA(FLAT)
M .1-4.7 250-630
脂膜電容 PT(TUBULAR) 金屬化
聚碳酸 容器 MPC .01-6.8 100-400
脂膜電
聚丙烯膜電容器 PPN .001-4.7 250-630
串聯式
聚丙烯膜電容器 PPS .001-0.33 1
1600.2000 000.1200
78
聚苯乙稀膜電容器
PSR 56 F
PSA
PF-10000P 50-630V 金屬化
聚乙脂膜電容器 MEX .0.1-1 250 VAC
陶瓷 Y 級電容器 MEY 100PF-10000PF 250 VAC 125 VAC
400 VAC
聚乙脂膜電容器 PEI .001-.47 50-100
P MEA 電容 MEK 電容
PPS 電容 PN 電容
MEC 電容 MEF 電容
3.
電解電容的特點如下:
(1) 容量大、體積小。
(2) 誤差較大,±10% 以上。
(3) 有極性,使用時需注意正負極不得接反。
B、電容量的標
1、直接標示法:
體積較大的電容器因為表面積較大,廠商通常會直接將容量、
解電容器,其規格皆直接
器上,因為其面積不若電解電容或大 的方式來標示,所以 讀的方式也相當類似於電阻值讀法,而不同的地方在於電容器是以 計量的單位,三位數中仍以前兩位數位為基數,以第三位
MSC 電容 MPX 電容
MEY 電容 MPF 電容
電解電容
電 解 電 容 器 是 以 電 解 質 產 生 氧 化 膜 為 介 質,故稱為電解電容器,
示法
耐壓值標示在包裝上,最常見的例子為電 標示其上。
2、間接標示法:
間接表示法用於小型電容
型 Mylar 電容那樣大,只好改以類似電阻色碼
uF 做為
80
,下面為三個例子,讀者看 過一
誤差 英文字母 誤差 英文字母 誤差 數字為乘數。當然也有直接標示容量者
次就知道如何看電容器的標示了。
表二、電容器的誤差等級 英文字母
B ±0.1% H ±3% N ±30%
C ±0.25% J ±5% P +100%
-0%
D ±0.5% K ±10% V +20%
-10%
E ± L ± X
-20%
1% 15% +40%
F ±2% M ±20% Z +80%
-20%
表三、電容器的耐壓標示值 字
數字
A B C D E F G H 母
I J
0 1 1.25 1.6 2.0 2.5 3.15 4.0 5.0 6.3 8.0 1 10 12.5 16 20 25 31.5 40 50 63 80 2 100 125 160 200 250 315 400 500 630 800 3 1000 1250 1600 2000 2500 3150 4000 5000 6300 8000
【例一】
1 0 4 M
位 位
容量:10 ×104PF = 0.1 UF 誤差:M = ±20%
↑ ↑ ↑ ↑ 第 第 乘 誤 一 二
數 差 數 數
104M