约3990字。
§6.4 传感器的应用实验
●学案●
【学习目标】
1.知道二极管的单向导电性和发光二极管的发光特性.知道晶体三极管的放大特性
2.了解逻辑电路的基本知识和应用.
3.知道斯密特触发器的工作原理
4.理解光控开关、温度报警器两个传感器实验的基本原理。
【重点难点】
1.重点:理解并掌握两个传感器实验的基本原理
2.难点:分析并设计传感器的应用电路。
【课前预习】
一、晶体管元件的特性
1.普通二极管和发光二极管
(1)普通二极管:具有单向导电性。一般用硅和锗半导体材料制成。
(2)发光二极管:除了具有单向导电性外,导电时还能发光。发光二极管一般是用磷化镓和磷砷化镓等半导体材料制成,能够直接将电能转化为光能。它小巧玲珑、颜色鲜艳,又很省电。许多家用电器上都使用发光二极管做指示灯。该类发光二极管的正向导通电压大于1.8v.
2. 晶体三极管
(1)晶体三极管能够把微弱的电信号放大。晶体三极管的三极分别为发射极e、基极b和集电极c.
(2)传感器输出的电流或电压很微弱,用一个三极管可以放大几十倍以至上百倍。三极管的放大作用表现为基极b的电流对集电极c的电流起了控制作用。
二、逻辑电路
1.与门电路:只要一个输入端输入为“0”,则输出端一定是“0”;反之,只有当所有输入都同时为“1”,输出才是“1”。“与”门的电路符号:,A 和B是它的有两个输入端,Y 是它的输出端。
2. 或门电路:只要有一个输入“1”,则输出一定是“1”;反之,只有当所有输入都同时为“0”时,输出才是“0”。“或”门的电路符号:,A 和B 是它的两个输入端,Y 是它的输出端。
3.非门电路:当输入为“0”时,输出总是“1”;当输入为“1”时,输出反而是“0”。非门电路也称为反相器。“非”门的电路符号:,A是它的输入端,Y 是它的输出端。
4.斯密特触发器: 斯密特触发器是具有特殊功能的非门,可以把连续变化的模拟信号转换为突变的数字信号。电路符号为:。当加在它的输入端A 的电压逐渐上升到某个值(1.6 V)时,输出端Y 会突然从高电平跳到低电平(0.25 V),而当输入端A 的电压下降到另一个值的时候(0.8 V),Y 会从低电平跳到高电平(3.4 V)。电平可理解为电势。
三、传感器的应用实验
实验1 光控开关
1.用发光二极管LED模仿路灯的光控实验
(1)实验电路:如图甲所示。符号⊥表示接机壳,即零电势。没有金属机壳时可把这些点连在同一条导线(母线)上。
(2)实验器材:
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