最基本的電子元器件基礎(chǔ)知識(shí)

常用電子元器件及應(yīng)用1.1電阻器圖標(biāo)文字符號(hào)：R等電阻在電路中的作用：電阻的主要物理特征是變電能為熱能，也可說(shuō)它是一個(gè)耗能元件，電流經(jīng)過(guò)它就產(chǎn)生熱能。電阻在電路中通常起分壓分流的作用；與其它元件一起構(gòu)成一些功能電路，如RC電路等。第1頁(yè)，共28頁(yè)。1（1）金屬膜電阻：在陶瓷骨架表面，經(jīng)真空高溫或燒滲工藝蒸發(fā)沉積一層金屬膜或合金膜。其特點(diǎn)是：精度高、穩(wěn)定性好、噪聲低、體積小、高頻特性好。且允許工作環(huán)境溫度范圍大（-55～+125℃）、溫度系數(shù)低（（50～100）×10-6/℃）。目前是組成電子電路應(yīng)用最廣泛的電阻之一。常用額定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W等，標(biāo)稱阻值在10W～10MW之間。（2）金屬氧化膜電阻：在玻璃、瓷器等材料上，通過(guò)高溫以化學(xué)反應(yīng)形式生成以二氧化錫為主體的金屬氧化層。（3）碳膜電阻：在陶瓷骨架表面上，將碳?xì)浠衔镌谡婵罩型ㄟ^(guò)高溫蒸發(fā)分解沉積成碳結(jié)晶導(dǎo)電膜。碳膜電阻價(jià)格低廉，阻值范圍寬（10W～10MW），在一般電子產(chǎn)品中大量使用。1.1.1電阻器的分類第2頁(yè)，共28頁(yè)。21.1.2常用電阻器的標(biāo)志方法1．直標(biāo)法把元件的主要參數(shù)直接印制在元件的表面上，這種方法主要用于功率比較大的電阻。如電阻表面上印有3W47Ω，表明這個(gè)電阻的功率是3W，阻值是47歐姆2．文字符號(hào)法隨著電子元件的不斷小型化，特別是表面安裝元器件（SMC和SMD）的制造工藝不斷進(jìn)步，使得電阻器的體積越來(lái)越小，其元件表面上標(biāo)注的文字符號(hào)也作出了相應(yīng)改革。一般僅用三位數(shù)字標(biāo)注電阻器的數(shù)值，精度等級(jí)不再表示出來(lái)（一般小于±5％）。具體規(guī)定如下：（1）元件表面涂以黑顏色表示電阻器。

（2）電阻器的基本標(biāo)注單位是歐姆（W），其數(shù)值大小用三位數(shù)字標(biāo)注。第3頁(yè)，共28頁(yè)。3（3）對(duì)于十個(gè)基本標(biāo)注單位以上的電阻器，前兩位數(shù)字表示數(shù)值的有效數(shù)字，第三位數(shù)字表示數(shù)值的倍率。如100表示其阻值為10×100＝10W；223表示其阻值為22×103＝22kW。（4）對(duì)于十個(gè)基本標(biāo)注單位以下的元件，第一位、第三位數(shù)字表示數(shù)值的有效數(shù)字，第二位用字母“R”表示小數(shù)點(diǎn)。如3R9表示其阻值為3.9W。3．色標(biāo)法小功率電阻器使用最廣泛的是色標(biāo)法，一般用背景區(qū)別電阻器的種類：如淺色（淡綠色、淡藍(lán)色、淺棕色）表示碳膜電阻，用紅色表示金屬或金屬氧化膜電阻，深綠色表示線繞電阻。一般用色環(huán)表示電阻器的數(shù)值及精度。

普通電阻器大多用四個(gè)色環(huán)表示其阻值和允許偏差。第一、二環(huán)表示有效數(shù)字，第三環(huán)表示倍率（乘數(shù)），與前三環(huán)距離較大的第四環(huán)表示精度。

第4頁(yè)，共28頁(yè)。4精密電阻器采用五個(gè)色環(huán)標(biāo)志，第一、二、三環(huán)表示有效數(shù)字，第四環(huán)表示倍率，與前四環(huán)距離較大的第五環(huán)表示精度。有關(guān)色碼標(biāo)注的定義見(jiàn)表2-3所示。圖所示為兩種色環(huán)電阻的標(biāo)注圖。顏

色有效數(shù)字倍率（乘數(shù)）允許偏差（%）黑0100

棕1101±1紅2102±2橙3103

黃4104

綠5105±0.5藍(lán)6106±0.25紫

7107±0.1灰8108

白9109

金

10-1±5銀

10-2±10無(wú)色

±20第5頁(yè)，共28頁(yè)。5例如標(biāo)有藍(lán)、灰、橙、金四環(huán)標(biāo)注的電阻，其阻值大小為：68×103＝68000W（68kW），允許偏差為±5％。標(biāo)有棕、黑、綠、棕、棕五環(huán)標(biāo)注的電阻，其阻值大小為：105×101＝1050W（1.05kW），允許偏差為±1％?，F(xiàn)有計(jì)算色環(huán)電阻阻值的小電子軟件（上網(wǎng)）。1.1.3電阻器的正確選用在選擇電阻器的阻值時(shí)，應(yīng)根據(jù)設(shè)計(jì)電路時(shí)理論計(jì)算電阻值，在最靠近標(biāo)稱值系列中選用。普通電阻器（不包括精密電阻器）阻值標(biāo)稱系列值見(jiàn)表，實(shí)際電阻器的阻值是表中的數(shù)值乘以10n（n為整數(shù)）。允許偏差（％）阻值（W）±5％1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1±10％1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2±20％1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8第6頁(yè)，共28頁(yè)。6根據(jù)理論計(jì)算電阻器在電路中消耗的功率，合理選擇電阻器的額定功率。一般按額定功率是實(shí)際功率的1.5～3倍之間選定。普通電阻器額定功率標(biāo)稱系列值見(jiàn)表。電阻器類型額定功率（W）線繞電阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500非線繞電阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、5、10、25、50、100第7頁(yè)，共28頁(yè)。7電阻器的測(cè)量1）根據(jù)電阻器的大約阻值來(lái)選擇萬(wàn)用表的電阻檔；2）將萬(wàn)用表的兩表筆搭接在電阻器的兩側(cè)，進(jìn)行測(cè)量。3）若萬(wàn)用表的電阻檔選的大或小要重新選擇，重復(fù)以上的步驟4)電阻損壞只能是阻值比自身標(biāo)稱值大第8頁(yè)，共28頁(yè)。81.2電

容

器圖標(biāo)文字符號(hào)：C等電容在電路中的作用：濾波作用，在電源電路中，整流電路將交流變成脈動(dòng)的直流，而在整流電路之后接入一個(gè)較大容量的電解電容；耦合作用：在低頻信號(hào)的傳遞與放大過(guò)程中，為防止前后兩級(jí)電路的靜態(tài)工作點(diǎn)相互影響，常采用電容藕合。第9頁(yè)，共28頁(yè)。9瓷介電容器的主要特點(diǎn)是介質(zhì)損耗較低，電容量對(duì)溫度、頻率、電壓和時(shí)間的穩(wěn)定性都比較高，且價(jià)格低廉，應(yīng)用極為廣泛。瓷介電容器可分為低壓小功率和高壓大功率兩種。主要用于高頻電路、低頻電路中。2．云母電容器云母電容器以云母為介質(zhì)，多層并聯(lián)而構(gòu)成。它具有優(yōu)良的電器性能和機(jī)械性能，具有耐壓范圍寬、可靠性高、性能穩(wěn)定、容量精度高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于高溫、高頻、脈沖、高穩(wěn)定性的電路中。3．有機(jī)薄膜電容器最常見(jiàn)有滌綸電容器和聚丙烯電容器。滌綸電容器的體積小，容量范圍大，耐熱、耐潮性能好。1．瓷介電容器1.2.1常用電容器第10頁(yè)，共28頁(yè)。104．電解電容器

電解電容器的介質(zhì)是很薄的氧化膜，容量可做得很大，一般標(biāo)稱容量1mF～10000mF。電解電容有正極和負(fù)極之分，使用中應(yīng)保證正極電位高于負(fù)極電位；否則電解電容器的漏電流增大，導(dǎo)致電容器過(guò)熱損壞，甚至炸裂。

電解電容器的損耗比較大，性能受溫度影響比較大，高頻性能差。電解電容器的品種主要有鋁電解電容器、鉭電解電容器和鈮電解電容器。鋁電解電容器價(jià)格便宜，容量可以做的比較大，但性能較差，壽命短（存儲(chǔ)壽命小于5年）。一般使用在要求不高的去耦、耦合和電源濾波電路中。后兩者電解電容的性能要優(yōu)于鋁電解電容器，主要用于溫度變化范圍大，對(duì)頻率特性要求高，對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性要求嚴(yán)格的電路中。但這兩種電容器的價(jià)格較高。1.2.2電容器的標(biāo)志方法

電容器容量表示方法一般有直接表示法、數(shù)碼表示法和色碼表示法。具體描述如下：

第11頁(yè)，共28頁(yè)。111．直接表示法

通常是用表示數(shù)量的字母m（10-3）、m（10-6）、n（10-9）和p（10-12）加上數(shù)字組合表示。例如4n7表示4.7×10-9F=4700pF,47n表示47×10-9F=47000pF=0.047mF,6p8表示6.8pF。另外，有時(shí)在數(shù)字前冠以R，如R33，表示0.33mF;有時(shí)用大于1的四位數(shù)字表示，單位為pF,如2200表示為2200pF；有時(shí)用小于1的數(shù)字表示，單位為mF，如0.22為0.22mF。2．?dāng)?shù)碼表示法

一般用三位數(shù)字來(lái)表示容量的大小，單位為pF。前兩位為有效數(shù)字，后一位表示倍率，即乘以10i，i是第三位數(shù)字。若第三位數(shù)字為9，則乘以10-1。如223代表22×103pF＝22000pF＝0.022mF，又如479代表47×10-1pF＝4.7pF。這種表示法最為常見(jiàn)。3．色碼表示法這種表示法與電阻器的色環(huán)表示法類似，顏色涂于電容器的一端或從頂端向引線側(cè)排列。色碼一般只有三種顏色，前兩環(huán)為有效數(shù)字，第三環(huán)為位率，單位為pF。第12頁(yè)，共28頁(yè)。121.2.3電容器的正確選用根據(jù)電路要求選擇合適的電容器型號(hào)。一般的耦合、旁路，可選用紙介電容器；在高頻電路中，應(yīng)選用云母和瓷介電容器；在電源濾波和退耦電路中，應(yīng)選用電解電容器。注：用表中數(shù)值再乘以10n來(lái)表示電容器標(biāo)稱電容量，n為正或負(fù)整數(shù)。電容器的換算關(guān)系1F=103mF（毫法拉）=10^6μF（微法拉）=10^9nF（納法拉）=10^12pF（皮法拉)第13頁(yè)，共28頁(yè)。13電容器檢測(cè)1、先將電容器的兩腳短路，放掉它可能的儲(chǔ)電。使用最高倍率的電阻檔測(cè)試，剛接上電容器的時(shí)候，因?yàn)殡娙萜鲿?huì)充電的緣故，會(huì)在數(shù)字表上顯示一定大小的電阻數(shù)，且不斷地跳動(dòng)，在跳動(dòng)中數(shù)據(jù)不斷變大，直至顯示無(wú)窮大。數(shù)據(jù)不斷變大的速度反應(yīng)電容器的大小。電容器越大的，需要較長(zhǎng)時(shí)間才顯示無(wú)窮大。

當(dāng)電容器足夠大的時(shí)候，沒(méi)有充電的過(guò)程，則是電容器失效。如果充電結(jié)束不顯示無(wú)窮大，則是電容器漏電。

注意容量太小的電容的充電過(guò)程太短，可能看不出充電過(guò)程。2、用萬(wàn)用表的電容檔位直接測(cè)量電容的容量，只適合容量較小的電容器（200uF以下）。3、直接目測(cè)電容器的外觀，比如鼓包、漏液等，電容器就一定是損壞的。第14頁(yè)，共28頁(yè)。141.3半導(dǎo)體二極管圖標(biāo)文字符號(hào)：D、VD等二極管在電路中的作用：整流：二極管具有單向?qū)щ娦?，可以把方向交替變化的交流電變換成單一方向的脈沖直流電；其外還有檢波等作用第15頁(yè)，共28頁(yè)。151.3.2普通半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)1．反向飽和漏電流IS指在二極管兩端加入反向電壓時(shí)，流過(guò)二極管的電流，該電流與半導(dǎo)體材料和溫度有關(guān)。在常溫下，硅管的IS為納安（10-9A）級(jí)，鍺管的IS為微安（10-6A）級(jí)。

半導(dǎo)體二極管按其用途可分為：普通二極管和特殊二極管。普通二極管包括整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、快速二極管等；特殊二極管包括變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、隧道二極管、觸發(fā)二極管等。1.3.1半導(dǎo)體二極管的分類第16頁(yè)，共28頁(yè)。162．額定整流電流IF

指二極管長(zhǎng)期運(yùn)行時(shí)，根據(jù)允許溫升折算出來(lái)的平均電流值。目前大功率整流二極管的IF值可達(dá)1000A。

3．最大反向工作電壓URM指為避免擊穿所能加的最大反向電壓。目前最高的URM值可達(dá)幾千伏。4．最高工作頻率fM由于PN結(jié)的結(jié)電容存在，當(dāng)工作頻率超過(guò)某一值時(shí)，它的單向?qū)щ娦詫⒆儾?。點(diǎn)接觸式二極管的fM值較高，在100MHz以上；整流二極管的fM較低，一般不高于幾千赫。5．反向恢復(fù)時(shí)間trr指二極管由導(dǎo)通突然反向時(shí)，反向電流由很大衰減到接近IS時(shí)所需要的時(shí)間。大功率開(kāi)關(guān)管工作在高頻開(kāi)關(guān)狀態(tài)時(shí)，此項(xiàng)指標(biāo)至為重要。第17頁(yè)，共28頁(yè)。171.3.3幾種常用二極管的特點(diǎn)1．整流二極管整流二極管結(jié)構(gòu)主要是平面接觸型，其特點(diǎn)是允許通過(guò)的電流比較大，反向擊穿電壓比較高，但PN結(jié)電容比較大，一般廣泛應(yīng)用于處理頻率不高的電路中。例如整流電路、嵌位電路、保護(hù)電路等。整流二極管在使用中主要考慮的問(wèn)題是最大整流電流和最高反向工作電壓應(yīng)大于實(shí)際工作中的值。2．快速二極管

快速二極管的工作原理與普通二極管是相同的，但由于普通二極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，約4～5ms，不能適應(yīng)高頻開(kāi)關(guān)電路的要求。快速二極管主要應(yīng)用于高頻整流電路、高頻開(kāi)關(guān)電源、高頻阻容吸收電路、逆變電路等，其反向恢復(fù)時(shí)間可達(dá)10ns。快速二極管主要包括肖特基二極管和快恢復(fù)二極管。

第18頁(yè)，共28頁(yè)。183．穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是利用PN結(jié)反向擊穿特性所表現(xiàn)出的穩(wěn)壓性能制成的器件。穩(wěn)壓管的主要參數(shù)有：①穩(wěn)壓值VZ

。指當(dāng)流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為某一規(guī)定值時(shí)，穩(wěn)壓管兩端的壓降。目前各種型號(hào)的穩(wěn)壓管其穩(wěn)壓值在2～200V，以供選擇。②電壓溫度系數(shù)。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值VZ的溫度系數(shù)在VZ低于4V時(shí)為負(fù)溫度系數(shù)值；當(dāng)VZ的值大于7V時(shí)，其溫度系數(shù)為正值；而VZ的值在6V左右時(shí)，其溫度系數(shù)近似為零。目前低溫度系數(shù)的穩(wěn)壓管是由兩只穩(wěn)壓管反向串聯(lián)而成，利用兩只穩(wěn)壓管處于正反向工作狀態(tài)時(shí)具有正、負(fù)不同的溫度系數(shù)，可得到很好的溫度補(bǔ)償。例如2DW7型穩(wěn)壓管是穩(wěn)壓值為±6～7V的雙向穩(wěn)壓管。③動(dòng)態(tài)電阻rZ。表示穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的優(yōu)劣，一般工作電流越大，rZ越小。④允許功耗PZ。由穩(wěn)壓管允許達(dá)到的溫升決定，小功率穩(wěn)壓管的PZ值為100～1000mW,大功率的可達(dá)50W。⑤穩(wěn)定電流IZ。測(cè)試穩(wěn)壓管參數(shù)時(shí)所加的電流。實(shí)際流過(guò)穩(wěn)壓管的電流低于IZ時(shí)仍能穩(wěn)壓，但rZ較大。第19頁(yè)，共28頁(yè)。194．發(fā)光二極管（LED）

發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，所不同的是當(dāng)發(fā)光二極管正向偏置時(shí)，正向電流達(dá)到一定值時(shí)能發(fā)出某種顏色的光。根據(jù)在PN結(jié)中所摻加的材料不同，發(fā)光二極管可發(fā)出紅、綠、黃、橘及紅外光線。在使用發(fā)光二極管時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是若用直流電源電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管時(shí)，在電路中一定要串聯(lián)限流電阻，以防止通過(guò)發(fā)光二極管的電流過(guò)大而燒壞管子，注意發(fā)光二極管的正向?qū)▔航禐?.2～2V(可見(jiàn)光LED為1.2～2V,紅外線LED為1.2～1.6V)。二是發(fā)光二極管的反向擊穿電壓比較低，一般僅有幾伏。第20頁(yè)，共28頁(yè)。20二極管的測(cè)量用數(shù)字萬(wàn)用表的二極管檔位測(cè)量二極管。

測(cè)二極管時(shí)，使用萬(wàn)用表的二極管的檔位。若將紅表筆接二極管陽(yáng)（正）極，黑表筆接二極管陰（負(fù)）極，則二極管處于正偏，萬(wàn)用表有一定數(shù)值顯示。若將紅表筆接二極管陰極，黑表筆接二極管陽(yáng)極，二極管處于反偏，萬(wàn)用表高位顯示為“1”或很大的數(shù)值，此時(shí)說(shuō)明二極管是好的。在測(cè)量時(shí)若兩次的數(shù)值均很小，則二極管內(nèi)部短路；若兩次測(cè)得的數(shù)值均很大或高位為“1”，則二極管內(nèi)部開(kāi)路

第21頁(yè)，共28頁(yè)。211.4半導(dǎo)體三極管圖標(biāo)文字符號(hào)：Q、VT等三極管在電路中的作用：晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電壓、電流的放大作用，另外還作為開(kāi)關(guān)元器件的作用。第22頁(yè)，共28頁(yè)。22半導(dǎo)體三極管的分類半導(dǎo)體三極管亦稱雙極型晶體管，其種類非常多。按照結(jié)構(gòu)工藝分類，有PNP和NPN型；按照制造材料分類，有鍺管和硅管；按照工作頻率分類，有低頻管和高頻管；一般低頻管用以處理頻率在3MHz以下的電路中，高頻管的工作頻率可以達(dá)到幾百兆赫。按照允許耗散的功率大小分類，有小功率管和大功率管；一般小功率管的額定功耗在1W以下，而大功率管的額定功耗可達(dá)幾十瓦以上。

第23頁(yè)，共28頁(yè)。23最大管耗PCM。指根據(jù)三極管允許的最高結(jié)溫而定出的集電結(jié)最大允許耗散功率。在實(shí)際工作中三極管的IC與UCE的乘積要小于PCM值，反之則可能燒壞管子。穿透電流ICEO。指在三極管基極電流IB=0時(shí)，流過(guò)集電極的電流IC。它表明基極對(duì)集電極電流失控的程度。小功率硅管的ICEO約為0.1mA，鍺管的值要比它大1000倍，大功率硅管的ICEO約為mA數(shù)量級(jí)。1.3.1半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù)

共射電流放大系數(shù)β。β值一般在20～200，它是表征三極管電流放大作用的最主要的參數(shù)。

反向擊穿電壓值U(BR)CEO。指基極開(kāi)路時(shí)加在c、e兩端電壓的最大允許值，一般為幾十伏，高壓大功率管可達(dá)千伏以上。

最大集電極電流ICM。指由于三極管IC過(guò)大使β值下降到規(guī)定允許值時(shí)的電流（一般指β值下降到2/3正常值時(shí)的IC值）。實(shí)際管子在工作時(shí)超過(guò)ICM并不一定損壞，但管子的性能將變差。第24頁(yè)，共28頁(yè)。24三極管的三種工作狀態(tài)放大：以NPN型三極管為例，當(dāng)Ub-Ue≥0.6V時(shí)，放大，CE極有阻值導(dǎo)通：Ub＜Ue時(shí)，截止，CE極不通。截止Ub＞＞（絕大于）Ue時(shí)，飽和導(dǎo)通，CE極導(dǎo)通短路。門(mén)檻電壓：硅管0.6v。鍺管0.2v命名方法：看打頭的字母：A為PNP型硅管、B為PNP型鍺管、C為NPN型硅管、D為NPN型鍺管。第25頁(yè)，共28頁(yè)。25（3）三極管在焊入電路時(shí)，應(yīng)先接通基極，再接入發(fā)射極，最后接入集電極。拆下時(shí)，應(yīng)按相反次序，以免燒壞管子。在電路通電的情況下，不得斷開(kāi)基極引線，以免損壞管子。（4）使用三極管時(shí)，要固定好，以免因振動(dòng)而發(fā)生短路或接觸不良，并且不應(yīng)靠近發(fā)熱元件。（5）功率三極管應(yīng)加裝有足夠大的散熱器。1.3.3半導(dǎo)體三極管的正確使用（1）使用三極管時(shí)，不得有兩項(xiàng)以上的參數(shù)同時(shí)達(dá)到極限值。（2）焊接時(shí)，應(yīng)使用低熔點(diǎn)焊錫。管腳引線不應(yīng)短于10mm，焊接動(dòng)作要快，每根引腳焊接時(shí)間不應(yīng)超過(guò)兩秒。第26頁(yè)，共28頁(yè)。26三極管的測(cè)量用萬(wàn)用表測(cè)量三極管

（1）用萬(wàn)用表的二極管檔位測(cè)量三極管的類型和基極b

判斷時(shí)可將三極管看成是一個(gè)背靠背的PN