本发明属于电机的限流电阻。

电机启动接液体电阻是很普遍的，通过一定的速度来移动电极间的距离，而使电阻由大到小平滑的改变，不同的负载下电机的启动时间是不一样的，液体电阻不能随电机启动时间不同随意改变电阻变化快慢过程。并且损耗大，维护保养麻烦，不能连续多次启动，结构复杂且不适合用于小型电机。从理论上讲电机启动需要负电阻温度系数的电阻，启动时电阻大，随着电阻的发热，温度逐渐升高，电阻逐渐变小，完成启动过程。但是不同的负载其启动时间是不一样的，电阻的改变过程很难做到与不同的启动相适应。如目前应用的启动热变电阻器绕线式异步电机可以接频敏电阻来启动，但频敏电阻价格高结构复杂，内部有电感，启动转矩比串电阻小，不能做调速用。另外还有铸铁元件组成的变阻器，它由手轮操作鼓形转换开关实现不同阻值的切换直至将电阻全部短接完成一次启动，元件通常置于油中。以利绝缘和散热。缺点是启动设备复杂笨重，产生机械冲击。

电机制动电阻通过接定值电阻来实现，接的电阻小，制动时间短。但电机转速高时其产生的制动力又过大。接的电阻大其制动时间长。

为了解决上述问题，本发明公开了一种结构简单，价格低廉的自动变阻器。其特别之处是由正电阻温度系数的电热丝作为电阻，流过电热丝电流大。电热丝由于电阻值随温度升高而变大，从而限制了电流。电路中电流减小时相反。

当电热丝通以绕线式转子绕组电流时，在电机启动过程中，随着转差率减小，流过电热丝的电流逐步下降，电热丝温度也下降，由于电热丝具有正电阻温度系数，因此电热丝电阻也随之减小。

当电热丝通以电机启动电流时(不包括绕线式异步电机转子电流)电热丝的电流大温度高，电阻大，使流过电机的端电压低，而电机的等效阻抗随电机转速增高而逐步变大，使流过电热丝电流逐步减小温度降低，由于电热丝正电阻温度系数特性电阻逐步变小，从而保证了电机启动过程平滑。

将电热丝像定值电阻一样用于电机的制动。当电机转速高时产生的制动电流大，那么制动力也就很大，电热丝迅速的升温，电阻变大，从而限制了过大的制动力。当电机转速减低后，产生的制动电流也就小了，电热丝温度降低电阻变小。从而使电机保持一定的制动力。

由于从理论上讲电机电阻启动需要负电阻温度系数的电阻，启动时电阻大发热后电阻逐步变小，启动完后将电阻切除。但电阻的升温过程很难控制到与启动过程同步。如目前应用的启动热变电阻器，不适于小型电机，成本较高每千瓦50-70元。

本发明所用电热丝能够使启动及制动电流自动平滑的改变，起到一个自动变阻器的作用。而电热丝成本低廉，且可用于微小型电机。如采用密封在灯泡或石英管中的钨丝每千瓦在5-10元。

例1绕线式异步电机启动过程中，随着转差率减小转子绕组回路的电流相应减小，亦即流过电热丝的电流减小，电热丝温度会随之下降。由于电热丝具有正电阻温度系数，相应电热丝阻抗下降。使启动电阻自动平滑改变。与频敏电阻不同，启动时电热丝先有一个升温的过程，由于升温过程很短，对启动过程影响不大，在要求较高的情况下，可以先将电热丝通电加热后再迅速接于转子绕组回路中来供启动。另外转子电流大小受多种素影响及电热丝电阻率是否随温度呈线性变化影响，其电阻与转差率不完全成正比变化。

例2由异步电机绕线式转子与可控硅串联后再与电热丝串联，通过控制可控硅的导通可以调节流过转子及电阻的电流。

例3电机与可控硅并联后，再与电热丝串联，接通电源后可控硅完全导通。经过可控硅及电热丝的电流很大，电热丝温度迅速升高电阻变大，从而限制了流过电机的电流，逐步控制流过可控硅的电流，使的流过电热丝的电流变小电热丝温度变低电阻变小，由于刚开始启动时电热丝需要有一个升温的过程，也可以先使电热丝温度升高后，再将电机接入。

例4先将电热丝接入电源，电热丝达到一定的温度后。再迅速与电机串联后接通电源，由于电机等效阻抗随着转速增高逐步变大，流过电热丝电流也就由大逐步变小。靠电阻的自然降温完成启动。

例5将电热丝像定值电阻一样接入电机，接通电源后，电热丝温度先从常温突然上升。然后才会随着电机的启动，温度逐步降低电阻变小。完成启动后，再将电热丝切除。其优点是电热丝升温过程的电流冲击小，但电机会有电热丝升温过程的电流冲击。

例6由电机和开关并联后再与电热丝串联，接通电源时开关闭和，经过开关及电热丝的电流很大，电热丝温度迅速升高电阻变大，再将开关开启，电流经过电热丝和电机流过。而使电机受到电热丝升温过程中电流的冲击小。随着电机等效阻抗逐步变大，电热丝电阻逐步变小。用可控硅代替开关也可以。

为了促进电热丝热量散发，可以增加散热装置，通常情况下采用风扇即可。为了使电热丝温度尽可能随电流大小同步变化，电热丝应为薄片状或若干细丝并联而成，这样使电热丝本身的热量容易散失，同时若干细丝并联提高了启动电阻的可靠性。电热丝还应具有较高的发热温度和大的电阻温度系数，同时比热小，以上特点使电热丝在一定的发热功率下质量相对小，升温降温容易，电阻大小能随电流大小快速响应。同时还可以通过改变风扇的风量来调节温度从而调节电阻。

例如灯泡中的钨丝，温度每升高1摄氏度时，电阻增加0.0045倍，钨丝发热后温度可以达到2000多度，电阻变化达到十倍左右，由于发热温度高，与外界温差大，热量很容易以红外线的形式散出去。一定的发热功率下钨丝质量相对就小。温度随电流改变就快。

权利要求 1.绕线式异步电机启动电阻，其特征是具有正电阻温度系数电热丝接在转子电路。

2.根据权利要求1所述的电阻，其特征是电阻大小能随着电流大小快速响应的电阻。

3.根据权利要求1所述的电阻，其特征是所述电热丝为薄片状。

4.根据权利要求1所述的电阻，其特征是所述是电热丝是若干细丝并联。

5.根据权利要求1所述的电阻，其特征是电热丝是钨丝。

6.电机启动电阻(不包括绕线式异步电机转子启动)，其特征是具有正电阻温度系数的电热丝。

7.根据权利要求6所述的电阻，其特征是电阻大小能随着电流大小快速响应的电阻。

8.根据权利要求6所述的电阻，其特征是所述电热丝为薄片状。

9.根据权利要求6所述的电阻，其特征是所述电热丝是若干细丝并联。

10.根据权利要求6所述的电阻，其特征是电热丝是钨丝。

本发明涉及电机限流电阻，所述电阻是具有正电阻温度系数并且能随着电流大小迅速响应的电热丝。用于电机启动时，电热丝的电流是由大逐步变小，其电阻也就逐步由大逐步变小，电热丝起到一个自动变阻器的作用，使的启动过程自动平滑。而电热丝价格低廉结构简单。可以取代液体电阻器。用于电机制动时电机转速高时产生的制动电流大，电热丝温度高，电阻大，从而限制了过大的制动力。当电机转速减低后情况相反，从而使电机保持一定的制动力。

熊向明 申请人:熊向明

一种短路故障限流装置制造方法

【专利摘要】一种短路故障限流装置，包括变阻抗变压器、整流滤波电路、瞬时功率吸收电路、双向直流/直流转换电路、并网逆变电路、智能测控单元、报警与分闸控制装置；　　　本发明是一种智能环保型短路故障限流装置,具有限制短路电流、过电流报警提示、降电流分闸、实时监测等功能，能有效保护电力变压器、配电线路和用电设备，且兼顾高可靠性、快速响应、低成本等性能优势，其正常工作时将从线路吸收的大量电能反馈给电网，在保护线路的同时，不造成能量损耗。本发明可实现工业化广泛应用。

【专利说明】一种短路故障限流装置

[0001]本发明涉及电力电子技术，具体来说，涉及一种短路故障限流装置。

[0002]随着人类社会的发展和技术的进步，电力系统设备容量和单台设备的容量日益扩大，对配电线路的控制性能和安全性能也提出了更高的要求，配电线路容量的扩大使得配电线路的电流大范围增加，但目前采用的开关技术只是在线路出现短路故障时跳闸，对于工作于高负荷状况下的线路，直接分合闸使电流的变化率非常高，过高的电流变化率将产生危险的高压并出现拉弧现象，使设备或线路绝缘击穿，或损坏开关触点。

[0003]由于制造成本等原因，传统的机械开关仍大量使用在现代的电力系统当中，但机械开关有着其固有的缺陷，就是动作速度缓慢，无法实现在电流过零时切断线路，在线路出现短路故障时分闸容易损坏开关设备，因此在配电线路中加入先进的短路故障限流设备是十分必要的。

[0004]目前众多的短路限流设备在可靠性、快速性、低成本均表现不佳，而且在正常工作时能量损耗巨大，难以达到工业化应用。因此需设计一种新型的短路故障限流器以满足现代供电需要。

[0005]为解决以上问题，本发明提出了一种短路故障限流装置，用于对配电线路进行实时监测，在线路出现短路故障时限制短路电流，并提供降电流分闸，保护用电设备和开关设备。

[0006]本发明采用的技术方案:一种短路故障限流装置，其特征在于:其主电路组成包括变阻抗变压器、整流滤波电路、瞬时功率吸收电路、双向直流/直流转换电路、并网逆变电路；其中阻抗变压器串联在需要保护的母线上，阻抗变压器的输出与整流滤波电路连接，整流滤波电路与瞬时功率吸收电路连接，瞬时功率吸收电路与双向直流/直流转换电路连接，双向直流/直流转换电路与并网逆变电路连接。

[0007]上述变阻抗变压器、整流滤波电路、报警与分闸控制装置均采用市场上已有的成熟广品。

[0008]所述的瞬时功率吸收电路由全控型电力电子器件IGBT和电容阵列组成，充电可控，自动放电。瞬时功率吸收及电压变换电路可在短时间内存储大量电能并将所存储电能的电压调整到合适的电压输出到并网逆变电路；

所述的双向直流/直流转换电路由全控型电力电子器件IGBT、高频电感线圈、电容组成，可作为正向升压或逆向降压电路，并可连续调整输出的直流电压。

[0009]所述的并网逆变电路由全控型电力电子器件IGBT、电感、电容组成，可根据需要调整为逆变状态或整流状态；并网逆变电路将变阻抗变压器从母线上吸收的能量反馈给电网。

[0010]所述的智能测控单元由高速数字信号处理芯片DSP及其外围辅助电路组成。负责存储用户设定，系统电量参数采集，根据系统工作情况计算产生并输出控制信号。智能测控单元实时监测母线回路的电流、电压、频率、相位等信息，并根据获取的信息和用户设定的保护值输出控制信号，报警与分闸控制装置提供报警输出和执行分闸的功能。

[0011]本发明是一种智能环保型短路故障限流装置，具有限制短路电流、过电流报警提示、降电流分闸、实时监测等功能，能有效保护电力变压器、配电线路和用电设备，且兼顾高可靠性、快速响应、低成本等性能优势，其正常工作时将从线路吸收的大量电能反馈给电网，在保护线路的同时，不造成能量损耗，可实现工业化广泛应用。与现有技术相比具有制造成本低、功能齐全、稳定可靠、使用方便、智能环保等优点。本发明可使用在单相和三相电力系统中，并达到工业化广泛应用。

[0012]图1为本发明的系统框图；

图2为本发明在单相电力系统中应用的主回路原理图；

图3为本发明在三相电力系统中应用的主回路原理图；

图中:1 一瞬时功率吸收电路、2—双向直流/直流转换电路、3—并网逆变电路。

[0013]下面结合附图对本发明做进一步描述。

[0014]实施例一:本发明在单相电力系统中应用；

实施例二:本发明在三相电力系统中应用；

以上实施例，如图1所示:一种短路故障限流装置包括变阻抗变压器、整流滤波电路、瞬时功率吸收电路、双向直流/直流转换电路、并网逆变电路、智能测控单元、报警与分闸控制装置；变阻抗变压器一次侧作为调整母线回路阻抗和后续电路的能量来源串联在被保护的母线回路中，二次侧输出到整流滤波电路，整流滤波电路将变阻抗变压器输出的交流电整流滤波为直流电后输出到瞬时功率吸收电路进行存储，然后输出到双向直流/直流转换电路进行电压调整，调整后的直流电输出到并网逆变电路，逆变为与电网电压相等、频率、相位相同的的正弦交流电后反馈给电网。

[0015]上述的变阻抗变压器、整流滤波电路、报警与分闸控制装置均采用市场上已有的成熟广品。

[0016]所述的瞬时功率吸收电路I由全控型电力电子器件IGBT和电容阵列组成，IGBT与电容串联连接。IGBT (图2中为Q2，图3中为Q10)的发射极与电容(图2中为Cl，图3中为C5)阵列的正极相连，使用时IGBT的集电极连接到电路的正极，电容的负极连接到电路中的地，其连接方式如图2在单相电力系统中应用的主回路原理图和图3在三相电力系统中应用的主回路原理图中瞬时功率吸收电路I所示。

[0017]所述的双向直流/直流转换电路2由全控型电力电子器件IGBT、高频电感线圈、电容组成，其中电感(图2中为LI，图3中为L4)的一端为输入，电感的另一端与一个IGBT(图2中为Q1，图3中为Q8)串联接地后，电感与IGBT的中间连接点再与一个反向的IGBT (图2中为Q2，图3中为Q9)串联，反向IGBT并联电容后输出。其连接方式如图2和图3中双向直流/直流转换电路2所示。

[0018]所述的并网逆变电路3由全控型电力电子器件IGBT、电感、电容组成，其连接方式采用常规的单相或三相全桥逆变电路连接方式，如图2和图3中并网逆变电路3所示，输出端采用LC电路滤除高次谐波。

[0019]本发明的工作过程:如图2将变阻抗变压器串入单相交流母线中，并网逆变输出端接入电网，开机即可自动投用。如图3所示将3个变阻抗变压器的一次侧分别串入三相交流母线的相线中，并网逆变电路的输出端接入三相交流电网，开机即可自动投用。

[0020]当电力系统正常工作时，变阻抗变压器磁路进入饱和状态，变阻抗变压器一次侧两端的电压很低，不影响电力系统的正常使用，此时，变阻抗变压器二次侧从母线吸收能量较大，电压较低，经过整流滤波后输入到双向直流/直流变换电路，智能测控单元根据输入的电压调整PWM脉冲宽度将双向直流/直流变换电路的输出电压调整为稳定的较高电压的直流电，并控制并网逆变电路进行SPWM变换后反馈回交流电网，当电力系统发生短路故障时，智能测控单元控制并网逆变电路停止逆变并输出报警信号，此时，相当于变阻抗变压器二次侧开路，一次侧阻抗增大，从而限制短路电流，当电流降低到合适的值时输出分闸控制信号，并网逆变电电路停止逆变的同时变为整流滤波电路从交流电网吸收少量电能，经过双向直流/直流变换电路降压后作为智能测控单元的电源，维持本发明的系统继续正常工作。

[0021]本装置实时在线检测母线电流，根据用户设定的电流判定母线是否短路或严重过载，并根据情况实时调节变阻抗变压器在母线中的阻抗，以限制故障电流，并给出报警提示，瞬时功率吸收电路可以储存回路中的大功率脉冲电流，双向直流/直流转换电路将变阻抗变压器正常工作时从母线吸收的电能调整到合适的电压，并网逆变电路将双向直流/直流转换电路输出的直流电逆变为与电网同相位、等电压的交流电反馈给电网。

[0022]本发明通过具体实施过程进行说明的，在不脱离本发明范围的情况下，还可以对本发明专利进行各种变换及等同代替，因此，本发明专利不局限于所公开的具体实施过程，而应当包括落入本发明专利权利要求范围内的全部实施方案。

1.一种短路故障限流装置，其特征在于包括变阻抗变压器、整流滤波电路、瞬时功率吸收电路、双向直流/直流转换电路、并网逆变电路、智能测控单元、报警与分闸控制装置；变阻抗变压器一次侧作为调整母线回路阻抗和后续电路的能量来源串联在被保护的母线回路中，二次侧输出到整流滤波电路，整流滤波电路将变阻抗变压器输出的交流电整流滤波为直流电后输出到瞬时功率吸收电路进行存储，然后输出到双向直流/直流转换电路进行电压调整，调整后的直流电输出到并网逆变电路，逆变为与电网电压相等、频率、相位相同的的正弦交流电后反馈给电网。

2.根据权利要求1所述的一种短路故障限流装置，其特征在于:瞬时功率吸收电路(1)由与电容串联连接。

3.根据权利要求1所述的一种短路故障限流装置，其特征在于:双向直流/直流转换电路(2)由电感、电容和叩81组成，其中电感的一端为输入，电感的另一端与一个1(?丁串联接地后，电感与叩81的中间连接点再与一个反向的叩81串联，反向叩81并联电容后输出。

【发明者】雷诗贵, 于楠, 徐黎 申请人:瓮福（集团）有限责任公司

　　电阻：导电体对的阻碍作用称为电阻，用符号R表示，单位为欧姆、千欧、兆欧，分别用Ω、KΩ、MΩ表示

　　电阻的型号命名方法：国产电阻器的型号由四部分组成（不适用敏感电阻）

　　①主称 ②材料 ③分类 ④序号

　　②薄膜电阻器：碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器

　　④敏感电阻器：压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器

　　电阻器阻值标示方法：

　　1、直标法：用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，其允许误差直接用百分数表示，若电阻上未注偏差，则均为±20%。

　　2、文字符号法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值。表示允许误差的文字符号文字符号：DFGJKM允许偏差分别为：±0.5%±1%±2%±5%±10%±20%。

　　3、数码法：在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。数码从左到右，第一、二位为有效值，第三位为指数，即零的个数，单位为欧。偏差通常采用文字符号表示。

　　4、色标法：用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采用色标法。

　　当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前两位为有效数字，第三位为乘方数，第四位为偏差。

　　当电阻为五环时，最後一环与前面四环距离较大。前三位为有效数字，第四位为乘方数，第五位为偏差。

　　贴片电阻的阻值识别：（在通常的贴片电阻电阻表面都标识数字，或用字母来表示，阻值数法如下。

　　1、第一、二位数代表的是电阻的实数。

　　2、第三位开始的数字如是0就代表几十欧（10~99欧之间）列：100就为10欧的电阻、990为99欧的电阻。

　　3、第三位开始的数字如是1就代表几百欧（100~999欧之间）例：101为100欧、151为150欧、951为950欧。

　　4、第三位开始的数字如是2就代表几千欧（欧之间）例：102为1K、152为1.5K、992为9.9K。

　　5、第三位开始的数字如是3就代表几十K（10K~99K之间）例：103为10K、223为22K、993为99K。

　　8、第三位开始的数字如是6就代表十M（100K~999K之间）例：106为10M566为56M。

　　9、对于四个数字的标法就是前三位为实数,第四位为倍数.1001为1K、1002为10K、1005为10M。

　　：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。电容的符号是C。

　　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，，旁路，滤波，调谐回路，能量转换，控制电路等方面。

　　用C表示电容，电容单位有法拉（F）、微法拉（uF）、皮法拉（pF）,1F=10*6uF=10*12pF

　　电容器的型号命名方法：国产电容器的型号一般由四部分组成（不适用于压敏、可变、真空电容器）。依次分别代表名称、材料、分类和序号。

　　电解电容器的极性判别方法：用测量就可以了，先把电解电容放电，然后将表笔接到两端，摆动大的那次就对了，但要注意：指针表的正极对的是电容的负极，数字表相反，而且，两次测量之间，电容必须放电。

　　用引脚长短来区别正负极长脚为正，短脚为负；电容上面有标志的黑块为负极。在PCB上电容位置上有两个半圆，涂颜色的半圆对应的引脚为负极。

　　按照其极性分为二大类：有极性电容器（如电解电容）和无极性电容器。

　　按照结构分三大类：固定电容器、可变电容器和微调电容器。

　　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。

　　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。

　　1、直标法：用数字和单位符号直接标出。如01uF表示0.01微法，有些电容用“R”表示小数点，如R56表示0.56微法。

　　2、文字符号法：用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF,2u2表示2.2uF。

　　3、色标法：用色环或色点表示电容器的主要参数，电容器的色标法与电阻相同。

　　常用电容器：铝电解电容器、钽电解电容器、薄膜电容器、瓷介电容器、独石电容器、纸质电容器、微调电容器、陶瓷电容器、玻璃釉电容器、云母和聚苯乙烯介质电容器。

　　电感器：电感线圈是由导线一圈*一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯，简称电感。

　　在电子制作中虽然使用得不是很多，但它们在电路中同样重要。电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。电感器用符号L表示，它的基本单位是亨利（H），常用毫亨（mH）为单位。

　　按电感形式分类：固定电感、可变电感。

　　按绕线结构分类：单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈。

　　按导磁体性质分类：空芯线圈、铁氧体线圈、铁芯线圈、铜芯线圈。

　　按工作性质分类：天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、陷波线圈、偏转线圈。

　　电感器作用特性：它经常和电容器一起工作，构成LC、LC等。另外，人们还利用电感的特性，制造了阻流圈、变压器、继电器等；电感器的特性恰恰与电容的特性相反，它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性。

　　收音机上就有不少电感线圈，几乎都是用漆包线绕成的空心线圈或在骨架磁芯、铁芯上绕制而成的。有天线线圈（它是用漆包线在磁棒上绕制而成的）、中频变压器（俗称中周）、输入输出变压器等等。

　　常用电感器：单层线圈、蜂房式线圈、铁氧体磁芯和铁粉芯线圈、铜芯线圈、色码电感器、阻流圈（扼流圈）、偏转线圈。

　　变压器：是由铁芯和绕在绝缘骨架上的铜线圈线构成的。绝缘铜线绕在塑料骨架上，每个骨架需绕制输入和输出两组线圈。线圈中间用绝缘纸隔离。绕好后将许多铁芯薄片插在塑料骨架的中间。这样就能够使线圈的电感量显著增大。

　　变压器利用电磁感应原理从它的一个绕组向另儿个绕组传输电能量。变压器在电路中具有重要的功能：耦合交流信号而阻隔直流信号，并可以改变输入输出的电压比；利用变压器使电路两端的阻抗得到良好匹配，以获得最大限度的传送信号功率。

　　继电器：就是电子机械开关，它是用漆包铜线在一个圆铁芯上绕几百圈至几千圈，当线圈中流过电流时，圆铁芯产生了磁场，把圆铁芯上边的带有接触片的铁板吸住，使之断开第一个触点而接通第二个开关触点。

　　当线圈断电时，铁芯失去磁性，由于接触铜片的弹性作用，使铁板离开铁芯，恢复与第一个触点的接通。因此，可以用很小的电流去控制其他电路的开关。整个继电器由塑料或有机玻璃防尘罩保护着，有的还是全密封的，以防触电氧化。

　　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（读“gui”）和锗（读“zhe”）。

　　半导体分类：半导体主要分为、三极管、可控硅、集成电路。

　　二极管分类：用于稳压的稳压二极管，用于数字电路的开关二极管，用于调谐的变容二极管，以及光电二极管等，最常看见的是发光二极管、整流二极管……二极管在电路中用“D”表示；发光二极管用“LED”表示；稳压二极管用“Z”表示。

　　（1）普通二极管：一般把极性标示在二极管的外壳上。大多数用一个不同颜色的环来表示负极，有的直接标上“-”号。

　　（2）发光二极管的极性判别可以从管脚和管子内部结构来判别，如果管脚不是被剪过的，目前普遍认为发光二极管的长管脚是正极，短管脚是负极，和立式电解电容的极性辨别是一致的。从管芯内部结构来看，管芯是由大小瓣两部分组成，大瓣上有一圆锥坑以便聚光提高亮度，中间通过一细金属线将两瓣连在一起，与管芯小瓣部分相接的是长脚正极，与管芯大瓣部分相接是短脚负极。

　　（3）万用表欧姆档来判断,当正向导通时电阻值小，用黑表笔连接的就是二极管的正极。顺口溜叫“黑小正、红大负”。

　　普通二极管的检测：二极管的极性通常在管壳上注有标记，如无标记，可用万用表电阻档测量其正反向电阻来判断（一般用R×100或×1K档）。

　　普通发光二极管的检测：（1）利用具有×10kΩ挡的指针式万用表可以大致判断发光二极管的好坏。正常时，二极管正向电阻阻值为几十至200kΩ,反向电阻的值为∝。如果正向电阻值为0或为∞，反向电阻值很小或为0，则易损坏。这种检测方法，不能实地看到发光管的发光情况，因为×10kΩ挡不能向LED提供较大正向电流。

　　（2）用3V稳压源或两节串联的干电池及万用表（指针式或数字式皆可）可以较准确测量发光二极管的光、电特性。为此可按图10所示连接电路即可。如果测得VF在1.4～3V之间，且发光亮度正常，可以说明发光正常。如果测得VF=0或VF≈3V，且不发光，说明发光管已坏。

　　红外发光二极管的检测：由于红外发光二极管，它发射1～3μm的红外光，人眼看不到。通常单只红外发光二极管发射功率只有数mW，不同型号的红外LED发光强度角分布也不相同。红外LED的正向压降一般为1.3～2.5V。正是由于其发射的红外光人眼看不见。

　　所以利用上述可见光LED的检测法只能判定其PN结正、反向电学特性是否正常，而无法判定其发光情况正常否。为此，最好准备一只光敏器件（如2CR、2DR型硅光电池）作接收器。用万用表测光电池两端电压的变化情况。来判断红外LED加上适当正向电流后是否发射红外光。其测量电路如图所示。

　　三极管：三极管就是由二个PN结构成三个极的电子元件，基极（B）集电极（C）、发射极（E）。

　　三极管作用：三极管在电路中主要起电流放大和开关作用；也起隔离作用。

　　三极管命名：中国半导体器件型号命名方法。

　　半导体器件型号由五部分（场效应器件、半导体特殊器件、复合管、N型管、激光器件的型号命名只有第三、四、五部分）组成。

　　第一部分：用数字表示半导体器件有效电极数目。2-二极管、3-三极管

　　第二部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的材料和极性。

　　表示二极管时：A-N型锗材料、B-P型锗材料、C-N型硅材料、D-P型硅材料。表示三极管时：A-PNP型锗材料、B-NPN型锗材料、C-PNP型硅材料、D-NPN型硅材料。

　　第三部分：用汉语拼音字母表示半导体器件的内型。P-普通管、V-微波管、W-稳压管、C-参量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光电器件、K-开关管、X-低频小功率管(F<3MHz,Pc<1W)、G-高频小功率管（f>3MHz,Pc<1W）、D-低频大功率管（f<3MHz,Pc>1W）、A-高频大功率管（f>3MHz,Pc>1W）、T-半导体晶闸管（可控整流器）、Y-体效应器件、B-雪崩管、J-阶跃恢复管、CS-场效应管、BT-半导体特殊器件、FH-复合管、PIN-PIN型管、JG-激光器件。

　　第四部分：用数字表示序号第五部分：用汉语拼音字母表示规格号

　　例如：3DG18表示NPN型硅材料高频三极管

　　1)按材料和极性分有硅/锗材料的NPN与PNP三极管。

　　2)按功率分有小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管。

　　3)按用途分有高、中频放大管、低频放大管、低噪声放大管、光电管、开关管、高反压管、达林顿管、带阻尼的三极管等。

　　4)按工作频率分有低频三极管、高频三极管和超高频三极管。

　　5)按制作工艺分有平面型三极管、合金型三极管、扩散型三极管。

　　6)按外形封装的不同可分为金属封装三极管、玻璃封装三极管、陶瓷封装三极管、塑料封装三极管等。

　　三极管引脚极性：插件引脚图示（1），贴件引脚图示（2）下图为9014。般中小功率的三极管都是遵守左向右依次为ebc（条件是中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为ebc）

　　金属氧化物半导体场效应三极管的基本工作原理是靠半导体表面的电场效应，在半导体中感生出导电沟道来进行工作的。当栅G电压VG增大时，p型半导体表面的多数载流子棗空穴逐渐减少、耗尽，而电子逐渐积累到反型。当表面达到反型时，电子积累层将在n+源区S和n+漏区D之间形成导电沟道。

　　当VDS≠0时，源漏电极之间有较大的电流IDS流过。使半导体表面达到强反型时所需加的栅源电压称为VT。当VGS>VT并取不同数值时，反型层的导电能力将改变，在相同的VDS下也将产生不同的IDS,实现栅源电压VGS对源漏电流IDS的控制。

　　场效应分类：场效应管主要有结型场效应管（JFET）和绝缘栅型场效应管（IGFET）。绝缘栅型场效应管的衬底（B）与源析（S）连在一起，它的三个极分别为栅极（G）、漏极（D）和源极（S）。分NPN和PNP管，它的三个极分别为基极（b）、集电极（c）、发射极（e）。

　　场效应管的G、D、S极与晶体管的b、c、e极有相似的功能。绝缘栅型效应管和结型场效应管的区别在于它们的导电机构和电流控制原理根本不同，结型管是利用耗尽区的宽度变化来改变导电沟道的宽窄以便控制漏极电流，绝缘栅型场效应管则是用半导体表面的电场效应、电感应电荷的多少去改变导电沟道来控制电流。

　　它们性质的差异使结型场效应管往往运用在功放输入级（前级），绝缘栅型场效应管则用在功放末级（输出级）。场效应管的工作原理和三极管其本一样，只是他们一个是压控型元件，一个是电流控制元件，场效应管只有一个PN结，如图所示。

　　场效应分类使用注意事项及检测方法：MOS场效应管比较“娇气”。这是由于它的输入电阻很高，而栅-源极间电容又非常小，极易受外界电磁场或静电的感应而带电，而少量电荷就可在极间电容上形成相当高的电压（U=Q/C），将管子损坏。

　　因此出厂时各管脚都绞合在一起，或装在金属箔内，使G极与S极呈等电位，防止积累静电荷。管子不用时，全部引线也应短接。在测量时应格外小心，并采取相应的防静电感措施。测量之前，先把人体对地短路后，才能摸触MOSFET的管脚。

　　最好在手腕上接一条导线与大地连通，使人体与大地保持等电位。再把管脚分开，然后拆掉导线。将万用表拨于R×100档，首先确定栅极。若某脚与其它脚的电阻都是无穷大，证明此脚就是栅极G。交换表笔重测量，S-D之间的电阻值应为几百欧至几千欧，其中阻值较小的那一次，黑表笔接的为D极，红表笔接的是S极。

　　日本生产的3SK系列产品，S极与管壳接通，据此很容易确定S极。将G极悬空，黑表笔接D极，红表笔接S极，然后用手指触摸G极，表针应有较大的偏转。双栅MOS场效应管有两个栅极G1、G2。为区分之，可用手分别触摸G1、G2极，其中表针向左侧偏转幅度较大的为G2极。目前有的MOSFET管在G-S极间增加了保护二极管，平时就不需要把各管脚短路了。对于其它相关认识，我不做细说，只要大家能认识就行了。

　　集成电路：集成电路是一种采用特殊工艺，将晶体管、电阻、电容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文为缩写为IC，也俗称芯片。在电路中用“U”表示。

　　集成电路分类：集成电路根据不同的功能用途分为模拟和数字两大派别，而具体功能更是数不胜数，其应用遍及人类生活的方方面面。集成电路根据内部的集成度分为大规模中规模小规模三类。其封装又有许多形式。“双列直插”和“单列直插”的最为常见。消费类电子产品中用软封装的IC，精密产品中用贴片封装的IC等。

　　集成电路使用注意事项：大部份IC采用CMOS元件为核心集成；对于CMOS型IC，特别要注意防止静电击穿IC，最好也不要用未接地的电烙铁焊接。使用IC也要注意其参数，如工作电压，散热等。数字IC多用＋5V的工作电压，模拟IC工作电压各异。

　　集成电路型号：集成电路有各种型号，其命名也有一定规律。一般是由前缀、数字编号、后缀组成。前缀表示集成电路的生产厂家及类别，后缀一般用来表示集成电路的封装形式、版本代号等。

　　常用的集成电路如小功率音频LM386就因为后缀不同而有许多种。LM386N是美国国家半导体公司的产品，LM代表线性电路，N代表塑料双列直插。具体封装这不多作解说，我们只要能认识就OK。其它筒单集成电路：稳压IC、音乐IC、语音IC……