电子元件的基本知识

第1章电子元件的基本知识第一节电阻器一、电阻器的种类电阻器的种类很多，从构成材料来分，有碳膜电阻器、碳质电阻器、金属膜电阻器、绕线电阻器等多种。从结构形式来分，有固定电阻器、可变电阻器和电位器三种。国产电阻器和电位器的型号一般由四部分组成，各部分含义如下：序号（用数字表示）分类（用数字、字母表示）材料（用字母表示）主称（用字母Z或W表示）表1-1电阻器和电位器的型号命名方法(中国)第一部分第二部分第三部分第四部分用字母表示主称用字母表示材料用数字或字母表示分类用数字表示序号符号意义符号意义符号意义R电阻器T碳膜1普通W电位器P硼碳膜2普通U硅碳膜3超高频H合成膜4高阻I玻璃釉膜5高温J金属膜(箔)6Y氧化膜7精密S有机实芯8电阻:高压电位器:特殊N无机实芯9特殊X绕线G高功率C沉积膜T可调G光敏X小型L测量用W微调D多圈表1-2电阻器标称值系列系列标称值E241.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1E121.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2备注标称值乘10－2、10－1、100、101、102、103、104……二、电阻器表示法电阻器的主要参数有两个：1．标称阻值和允许误差。在电阻上标注的电阻数值叫作标称阻值。如1.5K、5.1Ω……。它的实际阻值允许有一定的误差，叫允许误差，分为Ⅰ级（±5％），Ⅱ级（±10％），Ⅲ级（±20％）。如电阻器上标“3KΩⅠ”，则表示这个电阻的阻值是3KΩ，误差为士5％。电阻的标称值和误差也可以用色环来表示。在电阻上印有四条色彩鲜艳的园环，紧靠电阻左端的三条色环表示电阻值，最后一条色环表示允许误差。识别方法见表3一2。微调电阻器和电位器的标称值是它的最大电阻值。如100K电位器，表示它的阻值可在零至100千欧内连续变化。电阻器的标称阻值和误差一般都标在电阻体上，其表示法有三种：1）直标法：直标法是用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称阻值，如下图所示，其允许误差直接用百分数表示。文字符号法是用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许误差也用文字符号表示（如下表），符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值，如下图表示的为金属膜电阻器，额定功率为0.5W，阻值为5.1kΩ，误差为5％。表1-3电阻误差代号文字符号允许误差文字符号允许误差B±0.1%J±5%C±0.25%K±10%D±0.5%M±20%F±1%N±30%G±2%2）色标法：色标法是用不同颜色的带或点在电阻器的表面标出标称阻值和允许误差。普通电阻器四道色环，精密电阻五道色环。例如电阻器上的色环依次为绿、黑、橙、无色，则表示50×103＝50kΩ±20%。精密电阻的色环依次为棕、蓝、绿、黑、棕，则表示165Ω±1％。1245123451标称值第一位有效数字；2标称值第二位有效数字；3标称值第三位有效数字；RJ1W5.1kΩ±10%89.2RJ-0.55k1J4标称值有效数的倍率（数字后0的个数）；5允许误差；表1-4-1色环定义颜色第一位有效数字第二位有效数字第三位有效数字倍率允许偏差黑000100棕111101±1％红222102±2％橙333103黄444104绿555105±5％蓝666106±0.25%紫777107±0.1%灰888108白999109+50%±20%(四环)金10－1±5%(四环)银10－2±10%(四环)无色±20%(四环)表1-4-2色环表示法颜色第一色环第二色环第三色环第四色环十位数字个位数字倍乘数允许误差棕11×101红22×102橙33×103黄44×104绿55×105蓝66×106紫77×107灰88×108白99×109黑00×（100）金×0.1±5%银×0.01±10%本色±202．额定功率。电阻器在正常大气压及额定温度下，长期连续工作并能满足规定性能要求时，所允许耗散的最大功率，叫作电阻器的额定功率。是指电阻器正常工作时允许的最大功率。超过这个值，电阻器将过分发热而烧毁。在本章所涉及的电子制作中，如无特殊要求，电阻器均采用1/8W的碳膜电阻。当电流通过电阻器的时候，电阻器就会发热。负荷的功率越大，发热越厉害。如果使电阻器发热的功率过大，电阻器就有可能承受不了而烧毁。表1-5电阻器额定功率的标准化系列值类型系列值（W）绕线式3，4，8，10，16，25，40，50，75，100，150，250，500非绕线式0.05，0.125，0.25，0.5，1，2，5第二节电容器两个彼此绝缘、互相靠近的导体就构成了一个电容器。两个导体叫作电容器的两个极，分别用导线引出。电容器的文字符号是C。它的大小用电容量来衡量。电容量的基本单位是法拉（用F表示），还有较小的单位微法（μF）和皮法（PF），这三个单位的换算关系是：1F＝106μF；1μF＝106PF电容器也可以按其电容量是否可以改变分为固定电容器和可变电容器。（包括微调电容器和可变电容器）若按制作材料划分也可分为瓷介电容器、电解电容器、空气电容器等等。电容器的外形和出形符号如表3-3。固定电容器微调电容可变电容CCCC电容器在电路中的作用：我们用电容器代替图3-1电路中的开关（如图3-2（B））。接通电路时，我们看到小灯泡闪亮一下后就不再亮了。这是因为电容器在充电的瞬间，电路中有电流。而充电过程很快结束了，电容器充满电荷后，电流消失了。电容器容量越小，充电所用时间越短暂，可见直流电是不能通过电容器的。若将电源改为交流电源，小灯泡将持续发光，若交流电频率可以变化，那么在相同的电压下，高频率交流电较低频率交流电更易于通过同一个电容器而使小灯泡更亮些。这些实验可以说明电容器在电路中，可以起“隔直流，通交流”，“通高频、阻低频”的作用。电容器的主要参数也有两个：1．标称电容量和允许误差。标称电容量指电容器上标注的电容量。允许误差分三级，同于电阻器误差的表示方法。微调电容器和可变电容器标出了它的电容量的最小值和最大值，如7／270P2．耐压。指电容器正常工作时，允许加在电容器上的最高电压值。不能超过，否则将损坏电容器。特别需要指出的是电解电容器两极有正负之分，是有极性电容器，使用时必须按电路要求接入，不能将两根引脚接反。一、电容器的种类电容器的种类很多，按结构形式来分有固定电容器（包括无极性电容器和有极性电容器）、半可变（微调）电容器和可变电容器。二、电容器的规格与标志国产电容器的型号一般有四部分组成，各部分含义如下：序号（用数字表示，以区别产品外形尺寸性能指标）分类（一般用数字表示，个别类型用字母表示）材料（用字母表示）主称（用字母C表示电容器）表1-6用字母表示产品的材料字母电容器介质材料字母电容器介质材料A钽电解L聚脂等极性有机薄膜B聚苯乙烯等非极性薄膜N铌电解C高频陶瓷O玻璃膜D铝电解Q漆膜E其他材料电解ST低频陶瓷G合金电解VX云母纸H纸膜复合Y云母I玻璃釉Z纸J金属化纸质表1-7用数字表示产品的分类数字瓷介电容器云母电容器有机电容器电解电容器1圆形非密封非密封箔式2管形非密封非密封箔式3叠片密封密封烧结粉，非固体4独石密封密封烧结粉，固体5穿心穿心6支柱等7无极性8高压高压高压9特殊特殊三、国外电容器的规格与标志国外生产的电容器，其规格数值表示方法与我国有所不同。(1)标单位的直接表示法，有些电容器用字母R表示小数点，如R56uF表示0.56uF。负极10V220uF0.01uF(2)不表单位的直接表示法3pF2200pF0.056uF，±5%，250V(3)电容量的p、n、u、m表示法1F=103mF=106uF=109nF=1012pF。例如：4n7表示4.7nF(4)电容量的数码表示法。通常为三位数，从左算起，第一、第二位数字表示电容量值的有效数字。第三位数字为倍率，表示有效数字后面0的个数，数码表示的电容量单位为pF。如103表示10000pF=0.01uF，224表示220000pF=0.22uF，有一种特例，第三位数字用9表示有效数字乘上10－1。(5)电容量的色码表示法，由三道色码组成，前两道表示有效数字，第三道表示有效数字后面0的个数，单位为pF，颜色的含义同色环电阻。四、电容量的误差表示法(1)直接表示如10±0.5uF表示误差是±0.5uF，有的用百分数表示。(2)字母表示法如224K表示0.22uF±10%，不要误认为是224K的电阻。D=±0.5%，F=±1%，G=±2%，J=±5%，K=±10%，M=±20%。五、电容容量的标称系列表1-8电容器标称系列标称系列标称值E24系列（误差±5％）1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1E12系列（误差±10％1.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2E6系列（误差±20％）1.01.52.23.34.76.8六、电容器的额定直流工作电压电容器的额定直流工作电压指在线路中能够长期可靠的工作而不被击穿所能承受的最大直流电压（又称耐压）。通常所标明的电容器的耐压都是直流电压，如果用在交流电路中，则应注意所加的交流电压的最大值（峰值）不能超过这个直流电压值。钽、钛、铌、铝电解电容器的直流工作电压系指在＋85℃条件下长期工作的电压。电容器常用的额定电压用：6.3V、10V、16V、25V、63V、100V、160V、250V、400V、630V、1000V、1600V、2500V等。第三节晶体管和集成电路在电子制作中要经常使用晶体管和集成电路。晶体管分为晶体二极管和晶体三极管，它们是用半导体材料制成的，所以也叫半导体管。（一）晶体二极管：晶体二极管的文字符号是VD，它的外形和图形符号见表3-4。10V220uF0.01uF220030.056/5/250表四常用二极管检波二极管整流二极管发光二极管光电二极管晶体二极管在电路中有什么作用呢？我们将晶体二极管接在图3-1电路中的开关位置上（如图3-3（A））。灯泡发光，说明这时二极管导通，二极管的电阻（称为正向电阻）很小。若将二极管两极引脚对调（如图3-3（B）），这时小灯泡就不亮了。这时二极管的电阻（称为反向电阻）很大，电路中几乎没有电流。这个现象说明二极管有单向导电的特性。利用二极管的这个特性，可使用二极管进行检波和整流。图3晶体二极管的单向导电性晶体二极管的参数有两个：1.最大正向电流：二极管导通时允许通过的最大电流。2.最高反向电压：二极管截止时加在二极管上的最高电压。以上两项参数在使用中都不能超过，否则二极管将损坏。还有一些特殊用途的二极管，如光电二极管、发光二极管等，也在电子制作中经常用到。（二）晶体三极管晶体三极管也是用半导体材料制成的，由于结构不同分为PNP型和NPN型两大类。三极管的文字符号是V。常用的三极管的外形和图形符号如表3-5。表3-5常用三极管PNP型NPN型晶体三极管的三个极，分别称为基极（b)、集电极（c）和发射极（e）。发射极上的箭头表示流过三极管的电流方向。可见两类三极管中电流的流向是相反的。晶体三极管在电路中具有放大作用和开关作用。我们使用晶体三极管在电路中放大微弱的信号电流或制成自动开关，控制用电器的通断。晶体三极管工作原理较复杂，在这里不作介绍。三极管的主要参数是穿透电流和放大倍数。穿透电流Iceo越小，三极管稳定性越好。放大倍数β一般从几十到几百，应根据电路需要选择。（三）集成电路集成电路是将二极管、三极管和电阻电容等元件按照电路结构的要求，制作在一小块半导体材料上，形成一个完整的具有一定功能的电路，然后封装而成。它的文字符号是IC，常用集成电路的外形和图形符号见表3-6。表3-6常用集成电路集成电路是60年代后期，随着电子技术的发展而迅速发展起来的。使用集成电路和使用分立元件组装的电路相比，具有元件少、重量轻、体积小、性能好和省电等多项优点。所以电子产