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1、新疆工程学院实 训 报 告实 训 科 目 电子技术实训 系 部 计算机工程系 专 业 应用 班 级 141 姓 名 何超凡 实 训 地 点 指 导 教 师 完 成 日 期 新疆工程学院教务处前言 路灯在我们日益更新的生活中越来越普遍，一般路灯是白天关闭，晚上开启，但在学校，机关，厂矿企业的公共单位的场所以及居民区的公共楼道，长明灯现象非常普遍，这就造成了能源的大量浪费，另外，如果人工控制路灯的开关，不但费时费力，而且天气变化时，不容易掌握开关路灯的时间，给群众带来很大的不变，而且由于频繁开关及人为因素，墙面开关的损坏率很高，增大了维修量，浪费了资金，在这里，我设计了光控灯，光控灯会随着环境光线
2、的变化自动的控制灯的亮灭，适合于控制路灯，走廊灯等，同时也达到了省电节能和延长灯泡使用寿命的效果，当傍晚光强减弱到一定程度的时候，电路就会自动接通点亮路灯，当早上光强增大到一定程度的时候，电路就会自动切断，从而实现灯自动熄灭的功能设计要求： （1）要求电路能够通过照明灯开关对光线强弱的感应控制照明灯的亮灭。 （2） 要求电路能够实现有光线时灭，无光线时亮。 （3） 根据上述要求选定设计方案，画出总电路图，写出详细的工作原理。 （4） 要求应把所有接线的接口端用黑胶布包起来，以防接口相碰导致短路。 光敏电阻 又称光敏电阻器或光导管，常用的制作材料为硫化镉，另外还有硒、硫化铝、硫化铅和硫化铋等材料
3、。这些制作材料具有在特定波长的光照射下，其阻值迅速减小的特性。这是由于光照产生的载流子都参与导电，在外加电场的作用下作漂移运动，电子奔向电源的正极，空穴奔向电源的负极，从而使光敏电阻器的阻值迅速下降。工作原理；光敏电阻的工作原理是基于内光电效应。在半导体光敏材料两端装上电极引线，将其封装在带有透明窗的管壳里就构成光敏电阻，为了增加灵敏度，两电极常做成梳状。用于制造光敏电阻的材料主要是金属的硫化物、硒化物和碲化物等半导体。通常采用涂敷、喷涂、烧结等方法在绝缘衬底上制作很薄的光敏电阻体 及梳状欧姆电极，接出引线，封装在具有透光镜的密封壳体内，以免受潮影响其灵敏度。入射光消失后，由光子激发产生的电子
4、空穴对将复合，光敏电阻的阻值也就恢复原值。在光敏电阻两端的金属电极加上电压，其中便有电流通过，受到一定波长的光线照射时，电流就会随光强的增大而变大，从而实现光电转换。光敏电阻没有极性，纯粹是一个电阻器件，使用时既可加直流电压，也加交流电压。半导体的导电能力取决于半导体导带内载流子数目的多少。可控硅 是可控硅整流元件的简称，是一种具有三个PN结的四层结构的大功率半导体器件，亦称为晶闸管。具有体积小、结构相对简单、功能强等特点，是比较常用的半导体器件之一。该器件被广泛应用于各种电子设备和电子产品中，多用来作可控整流、逆变、变频、调压、无触点开关等。家用电器中的调光灯、调速风扇、空调机、电视机、电冰
5、箱、洗衣机、照相机、组合音响、声光电路、定时控制器、玩具装置、无线电遥控、摄像机及工业控制等都大量使。工作原理：可控硅是P1N1P2N2四层三端结构元件，共有三个PN结，分析原理时，可以把它看作由一个PNP管和一个NPN管所组成， 三极管 全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管，是一种电流控制电流的半导体器件其作用是把微弱信号放大成幅度值较大的电信号， 也用作无触点开关。晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电，排列方式有P
6、NP和NPN两种。理论原理晶体三极管（以下简称三极管）按材料分有两种：锗管和硅管。而每一种又有NPN和PNP两种结构形式，但使用最多的是硅NPN和锗PNP两种三极管，（其中，N表示在高纯度硅中加入磷，是指取代一些硅原子，在电压刺激下产生自由电子导电，而p是加入硼取代硅，产生大量空穴利于导电）。两者除了电源极性不同外，其工作原理都是相同的，下面仅介绍NPN硅管的电流放大原理。 对于NPN管，它是由2块N型半导体中间夹着一块P型半导体所组成，发射区与基区之间形成的PN结称为发射结,而集电区与基区形成的PN结称为集电结,三条引线分别称为发射极e （Emitter）、基极b (Base)和集电极c (
7、Collector)。如右图所示当b点电位高于e点电位零点几伏时，发射结处于正偏状态，而C点电位高于b点电位几伏时，集电结处于反偏状态，集电极电源Ec要高于基极电源Eb。在制造三极管时，有意识地使发射区的多数载流子浓度大于基区的，同时基区做得很薄，而且，要严格控制杂质含量，这样，一旦接通电源后，由于发射结正偏，发射区的多数载流子（电子）及基区的多数载流子（空穴）很容易地越过发射结互相向对方扩散，但因前者的浓度基大于后者，所以通过发射结的电流基本上是电子流，这股电子流称为发射极电流了。由于基区很薄,加上集电结的反偏，注入基区的电子大部分越过集电结进入集电区而形成集电极电流Ic，只剩下很少（1-1
8、0%）的电子在基区的空穴进行复合，被复合掉的基区空穴由基极电源Eb重新补给，从而形成了基极电流Ibo.根据电流连续性原理得：Ie=Ib+Ic这就是说，在基极补充一个很小的Ib，就可以在集电极上得到一个较大的Ic，这就是所谓电流放大作用，Ic与Ib是维持一定的比例关系，即：1=Ic/Ib式中：1-称为直流放大倍数，集电极电流的变化量Ic与基极电流的变化量Ib之比为：= Ic/Ib式中-称为交流电流放大倍数，由于低频时1和的数值相差不大，所以有时为了方便起见，对两者不作严格区分，值约为几十至一百多。三极管的电流放大作用实际上是利用基极电流的微小变化去控制集电极电流的巨大变化。三极管是一种电流放大器
9、件，但在实际使用中常常利用三极管的电流放大作用，通过电阻转变为电压放大作用。 电容； 电容指的是在给定电位差下的电荷储藏量；记为C，国际单位是法拉（F）。电容是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。电荷在电场中会受力而移动，当导体之间有了介质，则阻碍了电荷移动而使得电荷累积在导体上；造成电荷的累积储存，最常见的例子就是两片平行金属板。也是电容器的俗称。电容是表征电容器容纳电荷的本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容从物理学上讲，它是一种静态电荷存储设置（就像一只水桶一样，你可以把电
10、荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子原件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中。电容是指容纳电场的能力。任何静电场都是由许多个电容组成，有静电场就有电容，电容是用静电场描述的。一般认为：孤立导体与无穷远处构成电容，导体接地等效于接到无穷远处，并与大地连接成整体。实验目的； 光控灯应用范围很广，如自动路灯，走廊灯利用光敏电阻Rp感光效应（光越强阻值越小）控制Q1 Q2的导通与截止，实现灯（此处用LED，也可以用小灯泡，也能加可控硅或继电器去驱动日光灯）
11、的亮灭自动开关，本方案可实现白天灭晚上亮之功能。将本机放置到暗处，LED即亮，放置到亮处，LED即灭。晚上试机效果更明显，关掉日光灯，本机灯亮，打开日光灯，本机灯灭。本机可作为停电备用灯，当然也可以应用到其它场合，基本原理本电路主要用到三级管。下面简要介绍一下三级管的工作原理：三极管是一种控制元件，主要用来控制电流的大小，以共发射极接法为例（信号从基极输入，从集电极输出，发射极接地），当基极电压UB有一个微小的变化时，基极电流IB也会随之有一小的变化，受基极电流IB的控制，集电极电流IC会有一个很大的变化，基极电流IB越大，集电极电流IC也越大，反之，基极电流越小，集电极电流也越小，即基极电流
12、控制集电极电流的变化。但是集电极电流的变化比基极电流的变化大得多，这就是三极管的放大作用。IC 的变化量与IB变化量之比叫做三极管的放大倍数（=IC/IB, 表示变化量。），三极管的放大倍数一般在几十到几百倍。 三极管在放大信号时，首先要进入导通状态，即要先建立合适的静态工作点，也叫建立偏置，否则会放大失真。 在三极管的集电极与电源之间接一个电阻，可将电流放大转换成电压放大：当基极电压UB升高时，IB变大，IC也变大，IC 在集电极电阻RC的压降也越大，所以三极管集电极电压UC会降低，且UB越高，UC就越低，UC=UB。 当有光照射到光敏电阻时，其阻值减小（几十K左右），Q1基极电压被拉低而截
13、止，Q2基极电压升高Q2截止，LED灭；反之光敏电阻没有光照时，其阻值增大（几M），Q1基极电压升高并使其导通，Q2基极电压降低，Q2饱和导通，LED得电发光。 二极管； 二极管又称晶体二极管简称二极管另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电子的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单项电流的传导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电子相等而处于电平衡状态，这
14、也是常态下的二极管特性。几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，其应用也非常广泛。稳压二极管稳压二极管，英文名称Zener diode，又叫齐纳二极管。此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很小的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用.其伏安特性见图1，稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压原理 这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成
15、电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示，如：ZD5表示编号为5的稳压管。 参数稳定电压电压温度系数动态电阻稳定电流 ，最大、最小稳定电流最大允许功耗故障特点稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。电阻色环的识别方法； 色环标示主要应用圆柱型的电阻器上，如：碳膜电阻、金属膜电阻、金属氧化膜电阻、保险丝电阻、绕线电阻。 在早期，一般当电阻的表面不足以用数字表示法时，就会用色环标示法来表示电阻的阻值、公差、规格。 主要分两部分。第一部分的每一条色环都是等距，自成一组，容易和第二部分的色环区分。四个色环电阻的识别：第一、二环分别代表两位有效数的阻值；第三环代表倍率；第四环代表误差。五个色环电阻的识别：第一、二、三环分别
