第四章 轻松学零部件

第一节 通用零部件

一、电阻器

电阻器一般简称电阻。电阻主要应用在洗衣机驱动板和电脑板中，应用得较多的有色环电阻和电位器。色环电阻就是用颜色来表示阻值的电阻，它是固定电阻中的一种，占据着固定电阻中的主流地位。下面分别进行介绍。

图4-1 色环电阻的图形符号

1.色环电阻

色环电阻的图形符号如图4-1所示，它只有两根引脚，而且这两根引脚是不分正、负极的。其中，图4-1a是我国通常采用的电阻图形符号，而图4-1b通常出现在进口产品的电路图中，国内一些家用电器原电路图中也会出现这种形式的电阻图形符号。

色环电阻的主要作用之一是限流，从欧姆定律I=U/R可知，当电压U一定时，流过电阻的电流I与电阻值R成反比。选择适当阻值的电阻，就可以将电流I限定在某一要求的数值上，这就是电阻的限流作用。色环电阻的另一个主要作用是降压。当电流流过电阻时，必然会在电阻上产生一定的压降，压降的大小与电阻值R及电流I的乘积成正比，即U=IR。利用电阻的降压作用，可以使较高的电源电压适应电路工作电压的要求。

色环电阻的种类较多，常见的有碳膜电阻（RT型）、金属膜电阻（RJ型）、合成膜电阻（RH型）和氧化膜电阻（RY型）、线绕电阻（KNP型）等，还有近年来开始广泛应用的片状电阻。在这些种类中，碳膜和金属膜电阻比较常用。

图4-2 碳膜电阻外形

（1）碳膜电阻

碳膜电阻是采用碳膜作为导电层，属于膜式电阻的一种。图4-2所示为碳膜电阻外形。

碳膜电阻是将经过真空高温热分解出的结晶碳沉积在瓷棒或者瓷管上，形成一层结晶碳膜而成的。通过改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更碳膜的长度，可以得到不同的阻值，从而制成不同阻值的碳膜电阻。碳膜电阻又分为普通碳膜电阻、高频碳膜电阻和精密碳膜电阻等多种。

（2）金属膜电阻

金属膜电阻是采用金属膜作为导电层的电阻器，也属于膜式电阻。图4-3所示为金属膜电阻外形。

金属膜电阻是用高温真空加热蒸发（或高温分解、化学沉积、烧渗等）技术将合金材料蒸镀在陶瓷骨架上制成的。通过刻槽或改变金属膜的厚度，可以制成不同阻值的金属膜电阻。它又分为普通金属膜电阻、半精密金属膜电阻、高精密金属膜电阻、高压金属膜电阻等。

（3）金属氧化膜电阻

金属氧化膜电阻是由能水解的金属盐类溶液（如四氯化锡和三氯化锑）在炽热状态下（约550℃）的玻璃或陶瓷骨架的表面分解沉积而成的。图4-4所示为金属氧化膜电阻外形。

图4-3 金属膜电阻外形

图4-4 金属氧化膜电阻外形

（4）合成碳膜电阻

合成碳膜电阻是将炭黑、石墨、填充料与有机粘合剂配成悬浮液，将其涂覆于绝缘骨架上，再经加热聚合后制成，在电阻上用色环表示它的阻值。图4-5所示为合成碳膜电阻外形。

合成膜电阻又可分为高阻合成碳膜电阻、高压合成碳膜电阻和真空兆欧合成碳膜电阻等。

（5）线绕电阻

线绕电阻是将电阻线绕在耐热瓷体上，表面涂以耐热、耐湿、无腐蚀性的不燃涂料而制成的。图4-6所示为线绕电阻外形。

图4-5 合成碳膜电阻外形

图4-6 线绕电阻外形

2.电位器

应用在洗衣机上的电位器主要有线绕电位器、实心电位器、膜式电位器等几种。下面分别进行介绍。

（1）线绕电位器

线绕电位器可分为通用线绕电位器、精密线绕电位器、大功率线绕电位器和微调线绕电位器。精密线绕电位器输出特性精度较高，阻值精度也较高，主要用做洗衣机的调速。微调线绕电位器带有慢转调节机构，主要用做电流、电压的微量调节。图4-7所示为线绕电位器外形。

图4-8所示为线绕电位器内部结构。

图4-7 线绕电位器外形

图4-8 线绕电位器内部结构

线绕电位器是由电阻体和带滑动触点的转动系统组成的，其电阻体是由电阻丝绕在绝缘体（如涂有绝缘材料的金属或非金属板片）上，制成环圆形和其他形状，经有关处理而成。电阻丝的种类较多，电阻丝的材料是根据电位器的结构、容纳电阻丝的空间、电阻值和温度系数来进行选择的。电阻丝越细，在给定空间内越能获得较大的电阻值和电阻分辨率。但电阻丝太细，在使用过程中容易断开，影响电位器的使用寿命。

图4-9 实心电位器外形

（2）实心电位器

实心电位器可分为有机实心电位器、无机实心电位器和导电塑料电位器。其中，有机实心电位器使用最为广泛。图4-9所示为实心电位器外形。

有机实心电位器是一种新型电位器，它是用炭黑、石英粉、有机黏合剂等材料混合加热压制构成电阻体，然后再压入绝缘体（如塑料基体）的凹槽内，经过热聚合而成。有机实心电位器在结构设计上分为带锁紧螺母的短柄和长柄两种，它在小型化、高可靠性、高耐磨性的电子产品以及交、直流电路中用于调节电压、电流。

无机实心电位器是用含无机黏合剂（如玻璃釉）的碳质合成物和填料混合冷压在基体上制成。

导电塑料电位器用特殊工艺将DAP（邻苯二甲酸二烯丙脂）电阻浆料覆在绝缘机体上，加热聚合成电阻膜，或将DAP电阻粉热塑压在绝缘基体的凹槽内形成的实心体作为电阻体。

（3）膜式电位器

膜式电位器包括合成碳膜电位器、金属玻璃釉电位器、金属膜电位器、氧化膜电位器、复合膜电位器。

1）合成碳膜电位器（见图4-10）：是目前应用最广泛的电位器，它用字母“WH”表示。合成碳膜电位器的电阻体是用炭黑、石墨、石英粉、有机黏合剂等配成一种悬浮液，涂在基体（如玻璃铀纤维板或胶纸）表面而制成的。再用各类电阻体制成各种电位器，如片状半可调电位器、带开关的电位器、精密电位器等。其中，带开关的电位器又可分为带旋转式开关、推拉式开关、按键式开关、正向开关、反向开关等各种开关的电位器。

2）金属玻璃釉电位器（又称金属陶瓷电位器，见图4-11）：它的膜厚为0.1～0.25mm，所以又可称为厚膜玻璃釉电位器，用字母“WI”表示。这种电位器的制造工艺与金属玻璃釉电阻器相似，即用丝网印刷的方法，将金属玻璃釉浆料涂覆在陶瓷基体上，再在700～800℃温度下烧结而成，当然也还要求电刷与电阻体表面的接触电阻要尽量小。

图4-10 合成碳膜电位器外形

图4-11 金属玻璃釉电位器外形

图4-12 金属膜电位器外形

3）金属膜电位器（见图4-12）：用字母“WJ”表示，它的电阻体可由合金膜、金属氧化膜、金属复合膜、氧化钽膜等材料通过真空技术，沉积在陶瓷基体上制作而成。根据制作材料的不同，金属膜电位器又可分为合金膜电位器、金属氧化膜电位器、金属复合膜电位器、金属氧化钽膜电位器等。

3.热敏电阻

洗衣机中常用到热敏电阻。热敏电阻是电阻值对温度极为敏感的一种电阻，又称半导体热敏电阻，它由单晶、多晶以及玻璃、塑料等半导体材料制成。这种电阻具有一系列特殊的电性能，最基本的特性是其阻值随温度的变化有极为显著的变化，且其伏安曲线呈非线性。

热敏电阻种类繁多，一般按阻值温度系数可分为负温度系数（以下简称负温系数）和正温度系数（以下简称正温系数）热敏电阻；按其阻值随温度变化的大小可分为缓变和突变型热敏电阻；按其受热方式可分为直热式和旁热式热敏电阻；按其工作温度范围可分为常温、高温和超低温热敏电阻；按其结构分类有棒状、圆片、方片、垫圈状、球状、线管状、薄膜以及厚膜等热敏电阻。

图4-13 PTC热敏电阻外形

（1）PTC热敏电阻器

PTC是英文Positive Temperature Coefficient（正温度系数）的缩写，泛指正温度系数很大的半导体材料或元器件。PTC热敏电阻外形如图4-13所示。

PTC热敏电阻属于直热式热敏电阻，它是一种典型具有温度敏感性的半导体电阻。在高温下，其电阻值较小（仅有几欧至几十欧），当流经它的电流超过额定值时，其电阻值能在几秒内迅速增大至数百欧至数千欧以上。

PTC热敏电阻根据其材质的不同，可分为陶瓷PTC热敏电阻和有机高分子PTC热敏电阻两种。另外，根据其用途的不同，又可分为恒温加热用PTC热敏电阻、过电流保护用PTC热敏电阻、空气加热用PTC热敏电阻、延时启动用PTC热敏电阻、传感器用PTC热敏电阻、自动消磁用PTC热敏电阻等。一般情况下，有机高分子PTC热敏电阻适合过电流保护用途；陶瓷PTC热敏电阻适合以上所列各种用途。

图4-14 NTC热敏电阻外形

（2）NTC热敏电阻

NTC是英文Negative Temperature Coefficient（负温度系数）的缩写，泛指负温度系数很大的半导体材料或元器件。NTC热敏电阻外形如图4-14所示。

NTC热敏电阻是应用较多的温度敏感型电阻。它根据用途的不同，可分为功率型NTC热敏电阻、补偿型NTC热敏电阻和测温型NTC热敏电阻。

4.压敏电阻

压敏电阻是20世纪70年代开发的一种过电压保护元件，即“在一定电流电压范围内电阻值随电压而变”或“电阻值对电压敏感”的电阻。压敏电阻相应的英文名称叫“Voltage Dependent Re-sistor”，简写为“VDR”，它在国外俗称“斩波器”和“限幅器”。压敏电阻是按其用途来命名的，又称为“突波吸收器”。压敏电阻的种类较多，常见的分类主要有以下几种：

（1）按结构分类

压敏电阻按其结构可分为结型压敏电阻、体型压敏电阻、单颗粒层压敏电阻和薄膜压敏电阻等。其中，结型压敏电阻是因为电阻体与金属电极之间的特殊接触，才具有了非线性特性；而体型压敏电阻器的非线性是由电阻体本身的半导体性质决定的。

（2）按使用材料分类

压敏电阻按其使用材料的不同可分为氧化锌压敏电阻、碳化硅压敏电阻、金属氧化物压敏电阻、锗（硅）压敏电阻、钛酸钡压敏电阻等。

（3）按伏安特性分类

压敏电阻按其伏安特性可分为对称型压敏电阻器（无极性）和非对称型压敏电阻器（有极性）。

（4）按应用类型分类

根据使用目的的不同，可将压敏电阻分为保护用压敏电阻和电路功能用压敏电阻两大类。

5.湿敏电阻

空气中所含水蒸气的量称为湿度。湿度敏感器件是在所用材料能发生与湿度有关的物理效应和化学反应的基础上制造的，具有将湿度这一非电量转换成电量的功能。湿敏电阻是一种对环境湿度敏感的元件，它的电阻值能随着环境的相对湿度变化而变化，广泛应用于洗衣机中用于湿度检测和湿度控制。湿敏电阻在电路中的文字符号用字母“R”或“RS”表示，图4-15是其图形符号。

湿敏电阻主要由基片（绝缘片）、感湿材料和电极组成，其内部结构如图4-16所示。湿敏电阻的基体为不吸水且耐高温的绝缘材料，电极常用不易氧化的导电材料制成。基体、导体加工好后，再涂覆或浸渍感湿材料，然后烧结成感湿电层。感湿层是湿敏电阻的主体（一般只有几至几十微米），当其接收到湿度的变化后，电极之间的阻值发生改变，从而起到将湿度转换成电信号的作用。

图4-15 湿敏电阻的图形符号

图4-16 湿敏电阻的内部结构示意图

湿敏电阻种类较多，目前常用的有陶瓷湿敏电阻、氯化锂湿敏电阻、有机高分子膜湿敏电阻、碳湿敏电阻等。一般来说，电阻值随相对湿度的增大而增大的湿敏电阻称为正湿度特性湿敏电阻；反之，电阻值随相对湿度的增大而减少的湿敏电阻则称为负湿度特性湿敏电阻。

（1）陶瓷湿敏电阻

图4-17所示为涂覆膜型陶瓷湿敏电阻的两种常用结构形式，一般由基体、感湿层和加热电极三部分组成。

图4-17 涂覆膜型陶瓷湿敏电阻的结构

制造半导体陶瓷湿敏电阻的材料，主要是不同类型的金属氧化物，其中铬酸镁-二氧化钛陶瓷湿敏电阻是较常用的一种湿敏电阻。该电阻采用了MgCr₂O₄-TiO₂多孔陶瓷，电极材料二氧化钛通过丝网印制到陶瓷片的两面，在高温烧结下形成多孔性电极。在陶瓷片周围装有电阻丝绕制的加热器，对陶瓷表面进行热清洗。

（2）氯化锂湿敏电阻

氯化锂湿敏电阻是利用吸湿性盐类潮解，离子电导率发生变化而制成的测湿元件。氯化锂是典型的离子晶体，其电解质溶液形成的薄膜能随着空气中水蒸气的变化而吸湿或脱湿。当溶液置于一定温度的环境中时，若环境的相对湿度高，溶液将因吸收水分而导致浓度降低；反之，环境的相对湿度低，则溶液的浓度就偏高。因此氯化锂湿敏电阻的阻值将随环境相对湿度的改变而改变，从而实现了对湿度的测量。

（3）有机高分子膜湿敏电阻

有机高分子膜湿敏电阻是在氧化铝等陶瓷基板上设置梳状型电极，然后在其表面涂以具有感湿性能，又有导电性能的高分子材料的薄膜，再涂复一层多孔质的高分子膜保护层而制成。这种湿敏元件是利用水蒸气附着于感湿薄膜上，电阻值与相对湿度相对应这一性质。由于使用了高分子材料，所以适用于高温气体中湿度的测量。

（4）其他湿敏电阻

碳湿敏电阻是在两极间喷涂一层含碳粒的有机胶状纤维素而制成。氧化物湿敏电阻感湿层的材料是氧化物，其电阻湿度系数大多数为负值。硫酸钙湿敏电阻感湿材料是以硫酸钙为主体的。

6.力敏电阻

力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻，又称为压电电阻。所谓压力电阻效应，即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效应。利用力敏电阻能够将机械力转变为电信号的特性，可以应用在洗衣机的称重电路中。

力敏电阻的种类主要有硅力敏电阻和硒碲合金力敏电阻，相对而言，合金电阻具有更高的灵敏度。由于力敏电阻是由半导体材料制成的，它比压电晶体换能器的功率灵敏度高得多，并能通过较大的电流，其制造工艺也比较简单。

二、电容器

电容器简称电容。电容主要应用在洗衣机的驱动电动机、程序控制器和电脑板中。在洗衣机中使用的电容主要有普通电解电容、超级电容、瓷片电容等。

图4-18 洗衣机启动用电解电容外形

1.电解电容

电解电容实际上也是一种固定电容，但它与普通固定电容在结构上有较大的不同。普通固定电容的两极板之间用绝缘电介材料做成，而电解电容的两极板材料采用的是电解质电介材料。正是它的一些特性与普通固定电容特性不同，所以这种电容的容量能做得很大，常用于洗衣机直流或者脉动电路中。特别是电动机起动电路更需要超大容量的超级电解电容（图4-18所示为洗衣机启动用电解电容外形）。

电解电容的外壳颜色常见的是蓝色和黑色等，其外形通常是圆柱形的。这种电容的最大优点是容量大，很小的体积可以做成很大的电容量，一般大容量电容均为电解电容。其缺点是绝缘电阻低、损耗大、稳定性较差，耐高温性能也较差，因此限制了电解电容在交流电路中的应用。

电解电容用字母C表示。图4-19所示是电解电容的图形符号。

图4-19 电解电容的图形符号

图a是国标最新规定的有极性电解电容图形符号，符号中的“+”号表示该引脚为正极，另一个引脚为负极（一般不标出“-”号）。

图b是旧的有极性电解电容图形符号，符号中用空心矩形表示该引脚为正极，另一个为负极。

图c是国外有极性电解电容图形符号，符号中也用“+”号表示该引脚为正极，这种图形符号常在进口家用电器的电路图中见到。

图d是旧的无极性电解电容图形符号。

图4-20 有极性电解电容的结构示意图

图4-21 无极性电解电容的结构示意图

图4-22 铝电解电容的基本结构示意图

图e是新的无极性电解电容图形符号，它与普通固定电容图形符号一样。

电解电容的介质材料是一层附在金属极板上的氧化膜。有极性电解电容的正极为粘有氧化膜的金属极板，负极通过金属极板与电解质（液体、半导体或固体）相连接。图4-20所示是有极性电解电容的结构示意图。在有极性电解电容中，其中一块极板一般是用铝或钽制成的，另一块极板则为电解质，电流通过一个形状与铝片或钽片相似的电极进入电解质。电解时可在铝片或钽片表面产生一层复杂的化合物薄膜，从而形成电介质。该类电容有时装于一个容器内，但一般来说，电容外层电极本身就构成了电容外壳。这类电容有的盛有糊状电解质，又称为“干电解电容”。

无极性（双极性）电解电容采用双氧化膜结构，类似于两只具有极性的电解电容将两个负极相连接后构成，其两个电极分别与两个金属极板（均粘有氧化膜）相连，两组氧化膜中间为电解质。无极性电解电容的结构如图4-21所示。从图中可以看出，这种电解电容的两个氧化膜中一个为NIP（N型半导体+绝缘层+P型半导体），另一个为PIN（P型半导体+绝缘层+N型半导体）。这样，无论正极还是负极加上高电位，另一个引脚加有低电位时，两个氧化膜中始终有一个处于导通状态，而另一个处于阻流状态，从而使电解电容的引脚变成了无极性。

应用在洗衣机中的电解电容主要有铝电解电容和钽电解电容。

（1）铝电解电容

铝电解电容广泛应用于洗衣机主控电路和电动机中，其外形封装有管式和立式等，电极引出方式有轴向型、同向型（单向）和螺栓式，外壳有纸壳、铝壳和塑料壳。铝壳电解电容外面还套有蓝色或黑色、灰色的塑料套，上面标注有型号、电容量、耐压值及允许偏差等。

如图4-22所示，铝电解电容的芯子是由阳极铝箔、电解纸、阴极铝箔、电解纸四层重叠卷绕而成。芯子在浸渍电解液后，用铝壳和胶盖密闭起来构成一个电解电容。

铝电解电容的工作介质是通过阳极氧化的方式在铝箔表面生成一层极薄的三氧化二铝（Al₂O₃），此氧化物介质层和电容的阳极结合成一个完整的体系（两者相互依存，不能彼此独立）。铝电解电容的阳极是表面生成Al₂O₃介质层的铝箔，阴极是电容的电解液。铝电解电容的阳极铝箔、阴极铝箔通常均为腐蚀铝箔，实际的表面积远远大于其理论上的表面积，这也是铝电解电容通常具有大容量电容的一个原因。

铝电解电容虽然有极性，但在制造工艺和结构上采用新方法，也可以制成无极性的电解电容。此外，铝电解电容还有双电容组合式结构（就是将两个电解电容同装在一个铝壳内），其引出脚有三端式和四端式之分。

1）三端组合式电解电容：又分为共正极型（内部两只电容的正极相连接后，作为公共正极）和共负极型（内部两只电容的负极相连接后，作为公共负极）两种形式。

共正极组合式电解电容的三个电极中，引线较长的一端为公共正极，引线较短的两端分别为两个负极，其外形和图形符号如图4-23所示。这种组合结构适用于电源正极接地负压输出的电路中。

共负极组合式电解电容的三个电极中，引线较短的一端为公共负极，引线较长的两端分别为两个正极，其外形和图形符号如图4-24所示。这种组合结构适用于电源负极接地正压输出的电路中。

图4-23 共正极组合式电解电容

图4-24 共负极组合式电解电容

图4-25 四端组合式电解电容

2）四端组合式电解电容：外形和图形符号如图4-25所示。其内部的两只电容相互独立，自身的等效电阻及等效电感都较小，高频特性优良，主要应用于变频洗衣机中。

近年来，由于材料科学的突飞猛进，使铝电解电容的技术得以飞速发展。最具代表性的是以有机半导体材料和导电聚合物等作为阴极材料而研制出的固体片式铝电解电容。由于新型阴极材料具有比传统电解液高得多的电导率，使新型铝电解电容不仅实现了片式化，而且克服了传统铝电解电容温度和频率特性差的缺点，达到近乎理想电容的阻抗频率特性，大大拓宽了铝电解电容的应用领域。

（2）钽电解电容

钽电解电容称为F类电容，常用于洗衣机转换器中。钽电解电容的外壳上大多标有CA标记，但在电路中的符号与其他电解电容符号却是一样。钽电解电容的制作与铝电解电容相似，它采用有粗糙表面的钽箔作为阳极箔，电解质为阴极，以钽表面生成的氧化膜作为介质。这种电容也有无极性和有极性之分，有极性钽电解电容与铝电解电容相比，其介质损耗较小、频率特性好、耐高温、漏电流小，但生产成本高、耐压值较低。

钽电解电容按阳极结构的不同，可分为箔式和钽粉烧结式两种。在钽粉烧结式中，又因工作电解质不同，分为固体电解质型和非固体电解质型。其中，固体电解质型用量大，如CA4型、CA42型等。

1）箔式钽电解电容：也称液体钽电解电容，内部采用卷绕芯子，阴极（负极）为液体电解质，介质为氧化钽，较铝电解电容的氧化膜介质稳定性更高，寿命更长。箔式钽电解电容通常采用银外壳，封装形式为管式轴向型或立式柱型。

2）钽粉烧结式钽电解电容：该类电容的阳极（正极）是用颗粒很细的钽粉压块后烧结而成的，其工作电解质分为固体电解质和非固体电解质。该类电容的封装外形有管式、长方块式和圆片式等几种。

2.聚丙烯电容

聚丙烯电容是一种薄膜电容，它以聚丙烯为介质，是有机介质电容中最年轻的产品。聚丙烯电容的高频性能好，电容量和损耗角正切值在很宽范围内与频率的变化无关，而且电性能受温度的影响很小。此外，聚丙烯电容的介电强度随温度上升还有所增加，这是其他介质材料难以达到的。该类电容价格适中，多用于洗衣机的高频电路中。

三、半导体管

半导体管主要应用于洗衣机主控板中，主要有二极管和晶体管两种。洗衣机上的二极管主要有整流二极管、稳压二极管和发光二极管；晶体管主要有开关管、放大管等。

1.普通二极管

二极管的外形如图4-26所示。从图中可以看出，二极管共有两根引脚，两根引脚轴向伸出，有的二极管外壳上会标出二极管图形符号，在整机电路中比较容易识别。

二极管的文字符号为VD（曾用D表示），图形符号如图4-27所示。

图4-26 二极管的外形

图4-27 二极管的图形符号

2.稳压二极管

稳压二极管一般用在稳压电源中作为基准电压源或用在过电压保护电路中作为保护二极管，它在电路中常用“VS”加数字表示（如VS5表示编号为5的稳压二极管），其图形符号如图4-28所示。

图4-28 稳压二极管的图形符号

稳压二极管是利用硅二极管被反向击穿后，在一定反向电流范围内反向电压不随反向电流变化这一特点来稳定直流电压的。它不同于普通二极管的是：普通二极管反向击穿后就损坏了，而它只要不超过最大允许工作电流就不会损坏。实际应用时，它正是在反向击穿状态下工作的。

稳压二极管的基本结构与普通二极管一样，是一个PN结，但它们的制造工艺不同。稳压二极管通常由硅半导体材料采用合金法或扩散法制成，它既具有普通二极管的单向导电特性，又可工作于反向击穿状态。

当二极管两端的反偏电压超过反向击穿电压之后，二极管将发生击穿现象。二极管的击穿通常有三种情况，即雪崩击穿（通常发生在高反压、低掺杂的情况下）、齐纳击穿（一般发生在低反压、高掺杂的情况下）和热击穿。对于硅PN结稳压二极管，击穿电压在7V以上的为雪崩击穿，4V以下的为齐纳击穿，热击穿后二极管将发生永久性损坏。在4～7V之间的两种情况都有，无论是哪一种击穿，只要控制反向电流的数值不致引起热击穿，当反向电压下降到击穿电压以下时，其性能可以恢复到未击穿前的状况。

3.发光二极管

发光二极管（LED）在洗衣机中主要用作电源指示灯、信号指示灯和故障代码指示灯。LED的内部结构如图4-29所示，其核心部分是由P型半导体和N型半导体组成的芯片，在P型半导体和N型半导体之间有一个过渡层，称为PN结。在某些半导体材料的PN结中，注入的少数载流子与多数载流子复合时会把多余的能量以光的形式释放出来，从而把电能直接转换为光能。PN结加反向电压，少数载流子难以注入，故不发光。这种利用注入式电致发光原理制作的二极管叫LED。当它处于正向工作状态（即两端加上正向电压），电流从LED阳极流向阴极时，LED就发出从紫外到红外不同颜色的光线，光的强弱与电流有关。

LED属于电流控制型半导体器件，其外形和图形符号如图4-30。它与普通二极管的相似点是也具有单向导电特性，也就是说，将LED正向接入电路时才导通发光，而反向接入电路时则截止不发光。

图4-29 LED的内部结构

图4-30 单色LED的外形及图形符号

普通LED的发光颜色与发光波长有关，而发光波长又取决于制造LED所用的半导体材料。通常，红色LED的波长为650～700nm；琥珀色LED的波长为630～650nm；橙色LED的波长为610～630nm；黄色LED的波长为585nm左右；绿色LED的波长为555～570nm。

高亮度单色LED和超高亮度单色LED使用的半导体材料与普通单色LED不同，所以发光强度也不同。通常，高亮度单色LED使用砷铝化镓（GaAlAs）等材料；超高亮度单色LED使用磷铟砷化镓（GaAsInP）等材料；而普通单色LED使用磷化镓（GaP）或磷砷化镓（GaAsP）等材料。在洗衣机中较多采用高亮度单色LED。

4.开关晶体管

晶体管三层结构可以形成两个PN结，在发射区与基区交界面处形成的PN结称为发射结，集电区与基区交界处形成的PN结称为集电结。这两个结好像是两个串联的背靠背二极管，因此，e、b极或b、c极之间都好像是一个二极管，和二极管一样，同样具有单向导电的性质。由于晶体管内部结构中有两个具有单向导电性的PN结，因此可以用作开关组件，但同时晶体管还是一个放大组件。

开关晶体管常见的封装形式有三种：第一种是金属封装（金属外壳一般是铁制的，外表电镀一层不易生锈的金属或喷漆，并在上面印上型号）；第二种是玻璃封装（在玻璃外壳上喷上黑色或灰色漆，再印上型号）；第三种是塑料封装（型号印在塑料外壳上）。

开关晶体管引脚的排列方式具有一定的规律，如图4-31所示。对于小功率金属封装晶体管，按底视图位置放置，使三个引脚构成等腰三角形的顶点上，从左向右依次为e、b、c；对于中小功率塑料晶体管，使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为e、b、c；对于只有两个引脚的大功率金属封装晶体管，按底视图位置放置，两个引脚在左侧，外壳是c、b在下面，e在上面。对于三个引脚的大功率晶体管，按底视图放置，两个引脚在右侧，则下面的一个引脚为e，按逆时针方向，分别为e、b、c。

图4-31 晶体管的常见外形和引脚排列

四、晶闸管

晶闸管是晶体闸流管（Thyristor）的简称，是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示），常用在洗衣机电路中。它有阳极、阴极和门极三极，其内有四层PNPN半导体，三个PN结。门极不加电压时，阳极、阴极间加正向电压不导通，阴极、阳极间加反向电压也不导通，分别称为正向阻断和反向阻断。阳极、阴极间加正向电压，门极、阴极间加一电压触发，晶闸管导通，此时门极去除触发电压，晶闸管仍导通，称为触发导通。要想关断（不导通），只要电流小于维持电流就行了，去除正向电压也能关断。晶闸管既可以在低电压（几伏或几十伏）、小电流（几百毫安以下）的条件下工作，也可以在高电压（几千伏）、大电流（几千安）的条件下工作。它的出现，使半导体器件成功地从弱电控制领域进入到强电控制领域。目前晶闸管在洗衣机的自动控制电路中得到了广泛的应用。图4-32所示为晶闸管外形。

图4-32 晶闸管外形

晶闸管的分类有多种形式：

（1）按封装形式分类

按封装形式可分为塑料封装、金属封装和陶瓷封装三种。

（2）按性能分类

按使用性能可分直流晶闸管和交流晶闸管。单向晶闸管为直流晶闸管，双向晶闸管为交流晶闸管。

（3）按技术特征分类

按技术特征可分为普通型晶闸管和特殊型晶闸管两种。无特殊标志的晶闸管，均为普通型晶闸管。

（4）按关断、导通及控制方式分类

晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断（GTO）晶闸管、BTG晶闸管[也称程控单结晶体管（PUT）]、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。

1.单向晶闸管的结构

单向晶闸管的结构如图4-33所示。它是由P-N-P-N四层半导体材料构成，它有三个PN结（J1、J2、J3），三个PN结分别对外引出三个极，其中，从P1层引出阳极（A），从N2层引出阴极（K），从P2层引出门极（G）。从结构图可以看出，它是一种四层三端的半导体器件。

2.双向晶闸管的结构

双向晶闸管由N-P-N-P-N五层半导体材料构成。其基本结构及图形符号如图4-34所示，对外引出三个电极（T1、T2、G），T1、T2为主电极，G为门极，它可以等效为两只单向晶闸管组合而成。

双向晶闸管的两个主电极T1、T2没有阳极和阴极之分，即无论在两个主电极间加何种极性电压（如交流），只要在门极加上一个触发脉冲，均能使其导通。因此，它是一种理想的交流开关器件。在洗衣机的交流开关、继电器驱动以及固态继电器和固态接触器等电路中得到了广泛的应用。

3.程控单结晶体管的结构

程控单结晶体管（PUT）实际上是一个N极门控晶闸管，属于PNPN四层三端结构，具有负阻特性。其结构和图形符号如图4-35所示。它等效于由PNP硅管T1和NPN硅管T2构成的互补晶体管。它可作为小功率单向晶闸管使用，也可作为单结晶体管使用。

图4-33 单向晶闸管结构和图形符号

图4-34 双向晶闸管结构、图形符号

图4-35 程控单结晶体管结构与图形符号

五、石英晶体振荡器

石英晶体振荡器也称石英晶体谐振器，简称石英晶振，是一种可以取代LC谐振回路的晶体谐振器件用来稳定频率和选择频率。它是利用石英晶体的压电效应而制成的谐振器件，即在一片薄石英晶片的两侧镀上两个电极制成。在电极上加上一个交互的电压使石英晶片振动在一个特定的频率上。

如图4-36所示，石英晶体振荡器一般由外壳、晶片、支架、电极板、引线等组成。外壳材料有金属、玻璃、胶木、塑料等，外形有圆柱形、管形、长方形、正方形等多种。石英晶体振荡器在电路中用字母“B”或“BC”（旧标准用“Z”或“X”、“G”等）表示。

石英晶体振荡器的主要参数有标称频率、负载电容、激励电平、工作温度范围及温度频差等。它的作用：提供系统振荡脉冲，稳定频率，选择频率。它的品质因素高、尺寸小、温度稳定性强，是一种高精度和高稳定度的振荡器件，故广泛地应用于全自动洗衣机中。

图4-36 石英晶体振荡器结构（金属作外壳）、外形及图形符号

六、电感器

电感器简称电感。电感主要应用于洗衣机主控板中。电感在电路中的基本用途有扼流、交流负载、振荡、滤波、调谐、补偿等，如电源滤波电感和共模电感。下面对洗衣机常用电感相关知识进行介绍。

电感一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。其中，线圈绕在骨架上，铁心或磁心插在骨架内。无论哪种电感，都是用导线绕数圈制成，因绕的匝数不同、有无磁心，电感量的大小便不同，但是电感所具有的特性则是相同的。

在电路原理图中，电感常用符号“L”加数字表示，如“L5”表示编号为5的电感。电感工作能力的大小用“电感量”来表示，它表征了电感产生感应电动势的能力。电感量的基本单位是亨利（H），常用单位有毫亨（mH）、微亨（μH）、纳亨（nH）、皮亨（pH），它们之间的换算关系如下：1H=10³ mH=10⁶ μH=10⁹ nH=10¹² pH。电感的电感量标示方法有直标法、文字符号法、色标法及数码标示法。

电感的图形符号如图4-37所示。

图a是新电感图形符号，这是电感不含磁心或铁心的图形符号，也是最新规定的电感图形符号。

图c是微调电感图形符号，这类电感有磁心而且电感量可在一定范围内连续调整。

图d是可变电感图形符号。

图e是有磁心（或铁心）电感的图形符号，符号中用一条实线表示磁心。该符号过去只表示低频磁心的电感，而高频磁心的图形符号如图b所示，用一条虚线表示高频磁心，但现在则统一用图e所示的图形符号，用实线表示有磁心（或铁心）而不分高频和低频，现有的一些电路图中还会见到图b所示的图形符号。

图f是磁心中有间隙的电感的图形符号，这是电感中的一种变形，它的磁心中有间隙。

图g是无磁心但有一个抽头的电感的图形符号。

图h、j和l是可调铜心线圈的图形符号。

图i是带可调磁心和线圈且有抽头的电感的旧图形符号，现在则用图m所示的图形符号表示。

图k是可调磁心线圈的图形符号。

小型电感（例如色码电感）一般不使用骨架，而是直接将漆包线绕在磁心上。

空心电感（也称脱胎线圈或空心线圈，多用于高频电路中）不用磁心、骨架和屏蔽罩等，而是先在模具上绕一定圈数后再脱去模具，并将线圈各圈之间拉开一定距离，如图4-38所示。

绕组是指具有规定功能的一组线圈，它是电感的基本组成部分，主要有单层和多层之分。在洗衣机中常用的有固定电感和可调电感。

图4-37 电感的电路符号

图4-38 空心电感外形

1.固定电感

具有固定电感量的电感称为固定电感（固定线圈），它可以是单层线圈、多层线圈、蜂房式线圈以及具有磁心的线圈等。这类线圈的结构是根据电感量和最大直流工作电流的大小，选用相应直径的漆包线绕制在磁心上，然后再用环氧树脂或塑料封装而成，如图4-39所示。固定电感具有体积小、重量轻、结构牢固、使用安装方便等优点，主要用在洗衣机的滤波、振荡、陷波和延迟等电路中。

国外最先采用的固定电感，其电感量表示方法同色环电阻一样，是以色环或色点来表示的，习惯上又称为“色码电感”。国产固定电感的电感量的表示方法是直接在电感器上印出其数值。

固定电感有密封式和非密封式两种封装形式，两种形式又都有立式和卧式两种外形结构。立式非密封固定电感采用同向型引脚。卧式密封固定电感采用轴向型引脚，如LG1、LGA、LGX等系列。图4-40所示为洗衣机常用的共模电感外形。

2.可调电感

可调电感一般是由两个线圈串联构成，其中一个线圈通过箱体上面的旋柄绕轴转动，用来改变两个线圈之间的耦合情况，从而调整电感量。它在洗衣机中应用得较少。其外形如图4-41所示。

图4-39 固定电感外形

图4-40 共模电感外形

七、蜂鸣器

蜂鸣器就是一种机电转换装置，它可将交流或直流电能转变成振动，该振动往往产生音域的“嗡嗡”声，所以称为蜂鸣器。在洗衣机中常用来发出程序提示音。它是一种一体化结构的电子讯响器，采用直流电压供电，广泛应用于洗衣机中作为发声器件。蜂鸣器在电路中用字母“H”或“HA”（旧标准用“FM”、“LB”、“JD”等）表示，其外形及图形符号如图4-42所示。

图4-41 可调电感外形

图4-42 蜂鸣器外形及图形符号

蜂鸣器主要分为压电式蜂鸣器和电磁式蜂鸣器两种类型。

1.压电式蜂鸣器

压电式蜂鸣器主要由多谐振荡器、压电蜂鸣片组成，并带有电感阻抗匹配器及微型共鸣箱，外部采用塑料壳封装。有的压电式蜂鸣器外壳上还装有LED。压电式蜂鸣器由锆钛酸铅或铌镁酸铅压电陶瓷材料制成，在陶瓷片的两面镀上银电极，经极化和老化处理后，再与黄铜片或不锈钢片粘在一起成为发声器件。当在沿极化方向的两面施加振荡电压时，交变的电信号使压电陶瓷带动金属片一起产生弯曲振动，并随此发出响亮的声音。压电式蜂鸣器具有体积小、重量轻、厚度薄、耗电省、可靠性好等特点。图4-43所示为压电式蜂鸣器外形及结构。

2.电磁式蜂鸣器

如图4-44所示，电磁式蜂鸣器由电磁线圈、磁铁、振动膜及外壳等组成。蜂鸣器发声原理是接通电源后，振荡器产生的音频信号电流通过电磁线圈，使电磁线圈产生磁场来驱动振动膜发声。

电磁式蜂鸣器又分为“自带音源”和“不带音源”两种类型。“自带音源”的电磁式蜂鸣器内部设置了集成电路，它不需外加任何驱动电路，只要接通合适的直流电源，即可发音；而“不带音源”的电磁式蜂鸣器类似一只扬声器，需外加音频驱动电路才能发音。

图4-43 压电式蜂鸣器外形及结构

图4-44 电磁式蜂鸣器外形及结构