固態(tài)技術(shù)是什么意思？顧名思義，固態(tài)是指使用固態(tài)材料控制電子或電子運動(dòng)。要了解固態(tài)，有必要知道它之前發(fā)生了什么，以了解為什么使用該術(shù)語(yǔ)。固態(tài)設備之前的許多電子組件都使用玻璃真空管或填充有特殊氣體的玻璃管來(lái)控制電子流。是的，它們是固態(tài)設備，但它們具有真空空隙或特殊的電子傳輸氣體。當電子流成分完全變?yōu)楣虘B(tài)時(shí)，出現了固態(tài)一詞。也就是說(shuō)，它們沒(méi)有玻璃，開(kāi)口區域或空隙。

 

固態(tài)組件是當前的技術(shù)，并且與第一代固態(tài)組件和較舊的真空管技術(shù)相比，某些組件已經(jīng)小型化。相比之下，第一批真空管計算機占據了一個(gè)很大的房間，并沒(méi)有提供比當今更小的手機那么多的功能。

 

這是固態(tài)技術(shù)的優(yōu)點(diǎn)：

 

●   減少設備尺寸

●   提高計算能力

●   更少的熱量和能源使用

●   耐用性

 

所有這些優(yōu)勢都有利于電子技術(shù)的發(fā)展，其中包括對暖氣通風(fēng)空調和制冷（HVACR）設備的控制。

 

電容器類(lèi)

 

電容器上電動(dòng)機和壓縮機中使用具有比在固態(tài)電路中使用的電容器不同的功能。單相電動(dòng)機或壓縮機上使用的電容器有助于啟動(dòng)電動(dòng)機旋轉（啟動(dòng)蓋）或減少運行安培（運行蓋）。固態(tài)電路中的電容器用于產(chǎn)生平滑的圖1

 

圖1

 

來(lái)自整流交流正弦波的直流電壓。固態(tài)設備中的電容器也可以設計為阻止或控制電流和方向。圖1顯示了固態(tài)電路中可能看到的兩種不同類(lèi)型的電容器。與電動(dòng)機蓋相比，固態(tài)電路中使用的電容器通常具有非常低的微法拉和額定電壓。

 

有時(shí)將電容器與電池進(jìn)行比較，因為它們會(huì )存儲電子并且因為它們都有兩個(gè)端子。但是電容器與電池完全不同。電池產(chǎn)生化學(xué)反應，該化學(xué)反應在一個(gè)端子上產(chǎn)生電子，并在另一端子上吸收電子。但是，電容器不能產(chǎn)生電子。它只是將它們存儲在盤(pán)子上。電子不會(huì )穿過(guò)電容器。電容器端子連接到由電絕緣材料隔開(kāi)的兩個(gè)板上。絕緣材料稱(chēng)為電介質(zhì)?？紤]電容器的一種方法是想象兩塊鋁被一塊絕緣紙隔開(kāi)。電子存儲在電容器板上。

 

二極體

 

甲二極管，如在圖2和圖3所示，是一個(gè)兩端子電子僅在一個(gè)方向上傳導電流分量?？梢詫⑵湟暈殡娮又够亻y。該術(shù)語(yǔ)通常是指半導體二極管，是當今最常見(jiàn)的類(lèi)型。半導體是連接到兩個(gè)電端子的半導體材料的結晶片。

 

二極管最常見(jiàn)的功能是允許電流在一個(gè)方向上通過(guò)，而在相反方向上阻止電流。因此，可以將二極管視為單向閥的電子版本。這種單向行為稱(chēng)為校正或更改。這用于將交流電轉換為直流電。

 

晶體管

 

的晶體管相比，它的前身，玻璃真空管。如圖4所示，晶體管是用于增加或放大電信號的半導體器件。它也可以用作電子開(kāi)關(guān)。它由一塊固態(tài)的半導體材料制成，通常具有三個(gè)端子連接，如圖5所示。某些晶體管單獨使用，但大多數晶體管被小型化并嵌入集成電路（IC）中。

 

圖2

 

圖3

 

圖4

 

圖5

 

晶體管是現代電子設備的基本組成部分。該晶體管于1950年代初以其最簡(jiǎn)單的形式首次使用。它的較低的功率要求和緊湊的尺寸可以減小設備尺寸。商業(yè)晶體管的最早使用示例是小型便攜式無(wú)線(xiàn)電設備，現稱(chēng)為較大的“動(dòng)臂箱”。與當今的普通筆記本電腦和其他便攜式設備相比，第一批計算機只有很少的固態(tài)組件，并且只有一個(gè)房間那么大，計算能力也較小。晶體管的問(wèn)世和其他固態(tài)設備使計算機的尺寸縮小，功率要求也大大降低。這為個(gè)人計算機（PC），筆記本電腦和其他日常計算設備鋪平了道路。

 

晶體管體積小，重量輕的優(yōu)勢促使人們開(kāi)始著(zhù)手使電子設備小型化。晶體管的其他優(yōu)點(diǎn)是它們不需要預熱時(shí)間，并且消耗的功率更少。因此，它們散發(fā)的熱量更少。較低的功率需求轉化為更高效率的運行。晶體管壽命長(cháng)，可靠性高且堅固耐用。

 

集成電路

 

集成電路或集成電路包含安裝在一個(gè)組件中并安裝在電路板上的許多晶體管和其他固態(tài)設備。IC有時(shí)被稱(chēng)為芯片，通過(guò)金屬引腳連接到電路板上，如圖6所示。該IC實(shí)際上是本文討論的大多數組件的最小化。該IC實(shí)際上用于電路板中的所有電子設備。

 

圖6

 

整流器

 

甲整流器是一個(gè)電氣設備，其將交流（AC）到直流（DC）。許多固態(tài)設備使用直流電源。整流器會(huì )阻塞一部分交流電波以對其進(jìn)行修改，使其更接近直流電壓。例如，整流器可以設計為斬波AC電壓正弦波的下半部分。整流器本身不會(huì )產(chǎn)生直流電壓?？赡苄枰渌髌?，二極管和電容器（如果需要直流電壓）。

 

圖7

 

圖7顯示了連接到橋式整流器電路中的四個(gè)整流器。橋式整流器也稱(chēng)為全波整流器。圖的上部顯示了正常的交流正弦波，每秒60赫茲。中間的圖顯示了如何連接四個(gè)整流器以創(chuàng )建橋式整流器電路。下圖是修改后的輸出電壓。修改后的DC并非電池電壓所期望的平坦電壓，而是適用于某些DC電路的斷斷續續的正電壓。如果直流操作需要，可以用電容器和其他固態(tài)組件清除不穩定的直流電壓。

 

圖8

 

圖8顯示了兩種不同類(lèi)型的橋式整流器。橋式整流器的識別功能是四線(xiàn)連接。整流器的大小確定其當前承載能力。

 

整流有時(shí)會(huì )起到除產(chǎn)生直流電壓以外的作用。例如，在燃氣加熱系統中，先導火焰精餾用于檢測小火焰的存在，該小火焰將用于點(diǎn)燃燃燒器。放置在引燃火焰中的兩個(gè)金屬電極提供了一條穿過(guò)火焰的電流路徑?；鹧鎸?shí)際上是改變交流電壓的導體。施加的交流電壓的整流將在引燃火焰等離子體中發(fā)生，但僅在存在火焰時(shí)會(huì )產(chǎn)生。部分直流電壓用于向安全控制裝置發(fā)出信號，指示存在先導火焰，并且燃氣閥可以打開(kāi)以點(diǎn)燃燃燒器。這將啟動(dòng)點(diǎn)火過(guò)程。

 

壓敏電阻

 

甲變阻器是與反向電阻的兩元件的半導體，其中所述電阻下降為所施加的電壓增加。它們也稱(chēng)為金屬氧化物壓敏電阻（MOV）。壓敏電阻的符號如圖9所示。圖10所示為MOV。乍一看，請注意，MOV的外觀(guān)與固態(tài)電路中使用的電容器相同。但是MOV的界限并不常見(jiàn)在電容器上發(fā)現。將MOV視為高壓避雷針，將危險電壓從要保護的組件上移開(kāi)。

 

圖9

 

圖10

 

壓敏電阻通常用作使電子電路中的瞬態(tài)高壓短路的安全裝置。瞬態(tài)電壓是一種高壓尖峰，可以持續足夠長(cháng)的時(shí)間，從而導致組件損壞。例如，在將短期瞬變200 V施加到120 V電路時(shí)，可能會(huì )發(fā)生這種情況。施加的電壓越高，時(shí)間越長(cháng)，組件損壞的可能性就越大。即使是短時(shí)的高壓尖峰也可能會(huì )斷開(kāi)電動(dòng)機或線(xiàn)圈繞組，或損壞敏感的固態(tài)設備。MOV連接在電路中，因此在高于正常電壓的情況下觸發(fā)MOV時(shí)，會(huì )將高壓產(chǎn)生的電流引向要保護的組件。壓敏電阻也稱(chēng)為壓敏電阻（VDR）。

 

常用的壓敏電阻是MOV，用于構建典型的電涌保護器電源板。MOV是夾在兩個(gè)金屬板之間的氧化鋅顆粒的陶瓷塊。這種設計的結果是高度非線(xiàn)性的電流-電壓特性，其中MOV在低電壓下具有高電阻，而在高電壓下具有低電阻。MOV可以很好地使與其保護的組件之間的線(xiàn)路電壓瞬變短路。

 

MOV不做什么

 

MOV將無(wú)法控制電涌。照明通常比電壓尖峰高，并且會(huì )損壞MOV以及可能要保護的設備。使用串聯(lián)熱保險絲是防止災難性MOV故障的一種方法。

 

壓敏電阻不提供以下設備保護：

 

浪涌電流浪涌

 

短路產(chǎn)生過(guò)電流

 

電壓驟降（也稱(chēng)為掉電）；它既不感知也不影響此類(lèi)事件

 

微控制器和微處理器

 

從本質(zhì)上說(shuō)，微控制器是一臺運行一個(gè)主要組件的專(zhuān)用計算機。微處理器，也稱(chēng)為中央處理單元或CPU，旨在操作復雜的系統?？梢詫PU設計為在HVACR系統中執行多種功能。電子膨脹閥（EXV）可以通過(guò)簡(jiǎn)單的CPU或微控制器進(jìn)行控制。EXV附帶的電子控制器可測量各種制冷劑管線(xiàn)溫度，電機溫度和轉換后的壓力，以控制準確的EXV過(guò)熱。精度在設定的過(guò)熱溫度的±1°F之內。

 

電路板

 

固態(tài)組件安裝在有時(shí)稱(chēng)為印刷電路板的電路板上。頂部和底部電路板的示意圖如圖11所示。將組件放置在電路板的頂部，并通過(guò)板上的字母標識安裝。例如：

 

R =電阻

 

I =集成電路

 

D =二極管

 

K =繼電器

 

P =插入式連接

 

圖11

 

如圖所示，板的底部顯示了組件連接線(xiàn)和焊接點(diǎn)。連接線(xiàn)取代了電線(xiàn)的使用。它們通常是銅帶，但在特殊應用中可以是銀或金。

 

 

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