第十章基本電子元件。
學習目標：認一些基本電子元件如二極管、發光二極管、晶體管、變壓器、繼電器和蜂鳴器等。
認一些感應電子元件如光敏電阻器、熱敏電阻器等。
10.1二極管(diode)
二極管(diode)是一種結構最簡單的半導體元件。半導體二極管的基本結構是由一個p形和一個n形的半導體組成，在構成pn結的p形半導體及n形半導體端各裝引線作為二極管的個電極。
一般二極管的陽極稱為正極，而陰極則稱為負極。因為空氣和光線會影響二極管的運作，所以二極管通常會裝上一個堅硬而透明的外殼。
圖7.1 是用會發光的二極管製作一個電，解釋二極管的特性。當電源正極與二極管陽極相接，電源負極與二極管陰極相接時，電能通過二極管，這二極管則會發。
但當電源正極與二極管陰極相接，電源負極與二極管陽極相接時，電能通過二極管，這二極管則會發。二極管只允許某一方向的電通過，而允許相反方向的電通過，這個特性稱為單向導電特性(unidirectional conduction)。
圖7.1：單向導電特性的電舉偶。
10.2發光二極管(light emitting diode, led)
發光二極管(light emitting diode, led)是一種半導體元件，它能將電能直接轉換為光能，具有很高的電與光轉換效。
發光二極管實際上也是半導體二極管，它的基本結構是一個pn結。當它處於正向偏置時和正向電操作時，會產生光的幅射，從而發出光。發光二極管用的半導體材一般有砷化鎵(gaas)、磷砷化鎵(gaasp)和磷化鎵(gap)。
用砷化鎵做的發光二極管發射的光線是紅外線(能用肉眼看)，用磷砷化鎵材做的會發出紅光或黃光，而用磷化鎵做的則會發出紅光或光。
圖7.2：發光二極管。
10.3晶體管(transistor)
晶體管(transistor)是由個互相背向的pn 結組成的，pn 結是一個p 形及一個n 形半導體的組合。晶體管有pnp 型和npn 型。無pnp 型或是npn 型的晶體管，在結構上具有以下的特點：
1. 雖然發射極和集電極所用的半導體材相同，但發射極滲入的雜質濃較高，而集電極滲入的雜質濃較低，因此發射極和集電極可任意倒換。
2. 集電極的接合界面面積比發射極的大。
3. 基極的厚很薄，一般在一至幾十微米(註)，滲入雜質濃很低，只有發射極。
厚的百分之五左右。
10.4變壓器(transformer)
變壓器(transformer)是一種能把交電的電壓升高或低而保持頻變的一種裝置。交電可以通過變壓器改變其電壓。交電可以適用於各種同電壓要求的電器；高壓的交電可作遠距輸送，減少電的損耗。
圖7.3：變壓器圖7.
4：變壓器的電符號圖7.4是變壓器的電符號。
一般我們把接交電源的一個繞組稱為初級繞組(primary winding)；而把接負載的一個繞組稱為次級繞組(secondary winding)。
變壓器的鐵心大多用導磁性能好的鋼片疊成，鐵心的形分別有日字形和口字形，而變壓器的繞組是用漆皮線繞成的。
當變壓器初級繞組接上交電源時，交電通過初級繞組，並產生磁通(magnetic flux)，磁場通過鐵心穿過次級繞組。根據電磁感應定，變化的磁通在繞組上引起感應電動勢。此時如果在次級繞組接上負載，有電通過負載。
因應初級繞組及次級繞組線圈的比，原本的交電能轉換為同電壓的電源，滿足各種電器設備同電壓的需要。
註：1米= 1,000,000微米。
10.5繼電器(relay)
繼電器(relay)是應用電磁鐵的原工作的元件，它的線圈內有一定的電感，因此當它接上電源時，通過線圈的電需要一定的時間才能達到穩定值，也就是，繼電器會在接上電源的一瞬間即啟動，而需要待電完成增長過程後才開始工作。同樣，當電源關掉後，繼電器亦需要經過一定的時間才停止工作。
因此在接上繼電器的電源後，電磁鐵會馬上觸動開關。而是要等一會兒後，繼電器才會啟動內置的開關，換電。
10.6蜂鳴器(buzzer)
蜂鳴器(buzzer)是電中的一種發聲裝置，和揚聲器同的是蜂鳴器只發出單一的音頻。輸入蜂鳴器的是交或直電壓，只要達到蜂鳴器的額定電壓，它會發出聲響。即使我們增加輸入的電壓或頻，蜂鳴器也只會發出一個音頻的聲音。
圖7.6：蜂鳴器。
圖7.5：繼電器。
10.7光敏電阻器(light dependent resistor)
光敏電阻器(light dependent resistor)主要由化鎘(cds)等材製成，這些材有一個特點，當受到光線照射後，它的電阻值會低。因為光能使材的電子脫原子成為自由電子，自由電子的增加提高材的導電性，它的電阻值會下。
10.8熱敏電阻器(thermistor)
熱敏電阻器(thermistor)是一種對溫十分敏感的電阻器元件，它的電阻值會隨著溫的改變而有所變化。
熱敏電阻器按電阻器的溫系統分，可分為負電阻溫系(ntc)熱敏電阻器和正電阻溫系(ptc)熱敏電阻器。它們主要的分別是當負電阻溫系熱敏電阻器中的溫提升時，電阻值會下。相反，當正電阻溫系熱敏電阻器中的溫上升時，電阻值會同時增加。
一般的電器多使用負電阻溫系熱敏電阻器，而大部分的熱敏電阻器會用錳、鐵、鈾等屬氧化物高溫燒結而成。
圖7.8：熱敏電阻器。
圖7.7：光敏電阻器。
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