第1章-电子元器件和印制电路板基础

电气制图_ProtelDXP1第1章电子元器件和印制电路板基础肇庆科技职业技术学院电气工程系曹会文电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文2第1章电子元器件和印制电路板基础1.1电阻器1.2电容器1.3电感器1.4变压器1.5半导体分立元件1.6集成电路1.7表面粘贴器件1.8其他器件1.9印制电路板基础1.10电路板设计的一般原则电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文31.1电阻器（Resistor）物体对电流通过时的阻碍作用，称为电阻。在电路中，起电阻作用的元件称为电阻器，它用字母“R”表示，其基本单位是欧姆“Ω”，常用单位有“kΩ”、“MΩ”等。电阻器在电路中的主要作用是控制电压、电流的大小，还可以与其它元件组合成偏置、耦合、滤波、反馈、补偿等不同功能的电路，用处极广。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文41.1.1电阻器的分类电阻分类固定电阻器可变电阻器按外形结构分类绕线电阻碳膜电阻RT金属膜电阻RJ薄膜电阻实芯电阻RS金属氧化膜电阻RY合成膜电阻非绕线电阻按材料分类电阻碳膜电阻器、金属膜电阻器、合成膜电阻器、线绕电阻器、保险电阻器、NTC、PTC热敏电阻器等。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文5按照制造工艺材料不同分类1)合金型：由块状合金拉制、压制而成，如线绕电阻、紧密合金箔电阻。2)薄膜型电阻：在基体上沉淀一层电阻薄膜，如碳膜、金属膜、化学沉淀膜、金属氧化膜。3)合成型：电阻体由导电颗粒和化学粘结剂混合而成，如实心电阻、合成膜电阻。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文6按电阻器的制作材料分类碳膜电阻器金属膜电阻器线绕电阻器水泥电阻器线绕电阻电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文7按阻值可否调节1)固定电阻器：阻值固定的电阻。2)可变电阻器：阻值连续可变的电阻。焊接应用不同分类1)普通电阻：采用通孔式安装方式。2)贴片电阻：呈片状，颜色为黑色，一般采用数码法表示阻值，采用表面安装方式。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文8按电阻的数值能否变化来分类固定电阻微调电阻电位器BOURNS电位器直滑式电位器电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文9电位器电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文10按使用范围、用途不同分类1)通用电阻器：能适应一般技术要求的电阻。2)精密型电阻器：有较高的精密度和稳定性。3)高频型：电阻的自身电感极小，常称为无感电阻。4)高压型：用于高压装置中，可耐高压。5)高阻型：阻值在10MΩ以上的电阻。6)集成电阻(电阻排)：电阻网络，由多个电阻组成。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文11按电阻的用途来分类熔断电阻器压敏电阻器光敏电阻器热敏电阻器精密线绕水泥熔断电阻电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文12其他种类1)PTC热敏电阻。2)NTC热敏电阻。3)保险电阻又称为熔断电阻保险电阻兼备电阻与熔丝二者的功能，平时可当做电阻使用，一旦电流异常时就发挥其熔丝的作用来保护机器设备。4)水泥电阻是一种绕线电阻是将电阻线绕于耐热瓷件上，外面加上耐热、耐湿及耐腐蚀材料保护固定而成。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文13电阻的符号与形状电阻的电路符号电阻实物图如前面各图所示。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文141.1.2电阻器的主要参数标称电阻值和允许偏差（误差）、额定功率、温度系数、最高工作电压、稳定性、噪声电动势、高频特性等。1、标称值和允许误差：国家规定的一系列阻值称为电阻器的标称阻值。电阻的实际测量阻值与标称阻值之间的偏差的最大值除以该电阻的标称值所得的百分数就是电阻的误差。误差有一定的国家等级。当前电阻器标称阻值系列有E6、E12、E24三大系列。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文15电阻的标称阻值E6、E12、E24电阻的标称阻值参数值电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文162、电阻的额定功率电阻的额定功率又称为电阻的标称功率，是指电阻器在标准规定的大气压和额定温度下，电阻所允许承受的最大功率，若电阻的实际功率超过额定功率，会造成电阻过热而烧坏，其单位为瓦(W)。1/8W1/4W1/2W1W以下1W2W3W5W电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文173、温度系数温度系数是指温度每变化1°C所引起的电阻值的相对变化。•温度系数小，电阻器的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数；•反之为负温度系数。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文181.1.3电阻器的标称方法电阻器的主要参数通常标注在其表面上，通常有四种标注方法：1.直标法；2.文字符号法；3.色标法；4.数码表示法。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文191.直标法在电阻器表面直接标示，一目了然。“R”表示该器件是电阻器“X”表示其种类为线绕，“50”表示额定功率为50W“T”为可调电阻器，1k5表示阻值为1.5kΩ，允许偏差为±10％电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文20阻值直标法电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文212.文字符号法用数字和单位符号组合起来5K1表示5.1KΩ7M4表示7.4MΩ阻值精度标识符号电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文223.色标法用不同颜色的色环来表示标称阻值和允许偏差的大小，常用在小型电阻器上。见表1-2色环电阻的颜色-数码对照表电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文23色标法（4色）普通精度的电阻用四条色带表示阻值及偏差，其中两条表示阻值，一条表示有效数字后面0的个数，一条表示误差。颜色第一色环第一位有效数第二色环第二位有效数第三色环倍率第四色环允许偏差绿5黑0蓝106金±5%上述标记的电阻查表阻值为：50×106±5%=50MΩ±5%电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文24色标法（5色）精密精度的电阻用五条色带表示阻值及偏差，前三条表示阻值，第四条表示有效数字后面0的个数，最后一条表示误差。颜色第一色环第一位有效数第二色环第二位有效数第三色环第三位有效数第四色环倍率第五色环允许偏差绿5黑0蓝6红102棕±1%上述标记的电阻查表阻值为：506×102±1%=50.6KΩ±1%电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文254.数码表示法数码表示法是在电阻器用三们数码表示标称值的标注方法。数码从左至右，第一、二位为有效值，第三位为乘数，即零的个数，单位为Ω。例如，334表示：33×104Ω=330kΩ；275表示：27×105Ω=2.7MΩ。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文261.1.4电阻器的测试及代换1．电阻器额定功率的简易判断电阻的额定功率又称为电阻的标称功率，是指电阻器在标准规定的大气压和额定温度下，电阻所允许承受的最大功率，若电阻的实际功率超过额定功率，会造成电阻过热而烧坏，其单位为瓦(W)。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文27电阻外形尺寸与功率对于同一类型的电阻来说，体积越大，其额定功率越大。最常用的1W以下额定功率的碳膜电阻器和金属膜电阻器，其额定功率在电阻器上没有标出，实际应用时是依据电阻器的长度（不包括金属引脚）和直径来辨认，其辨认依据参见下表。电阻器外形尺寸与额定功率的关系电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文282.测量实际电阻值电阻器的测量及质量判别万用表欧姆挡测量电阻器，选择合适量程挡，注意不要用两只手分别捏住电阻器的两脚进行测量，以免人体电阻与被测电阻并联，影响测量准确度。需要精确测量阻值时，应采用万能电桥测量。另外，电阻器不能带电测量阻值。如果电阻器装焊在电路板上，一定要断开电阻器的一端再测，否则被测电阻器与板上其他电阻器并联，会影响测量数据。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文29电位器的测量及质量判别检测前电位器的3个引线端至少要有两个端从线路板上焊下脱开。选择好万用表合适量程挡进行测量时，先用两表笔测量两固定引脚间的阻值，它应等于电位器外壳上标注的阻值，过大或过小都说明电位器有问题；然后再检测阻值变化情况，将万用表一支表笔接任一定片，另一表笔接动片，缓慢旋转电位器转柄，表针指示的阻值应从零到最大值（或从最大值到零），转动转柄时要均匀，表针偏转也应连续变化，不应该出现表针跳动或不动现象，否则说明动、定片间接触不良或已坏。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文303.电阻器的代换电阻器的使用常识（1）要根据电路的要求选用电阻的种类和误差。在一般的电路中，采用误差10%，甚至20%的碳膜电阻就可以了。（2）电阻的额定功率要选用等于实际承受功率1.5~2倍，才能保证电阻耐用可靠。（3）装插电阻器时，应使电阻的类别、阻值等符号容易看到，以便电路的检验和维修。（4）有些色环电阻的红色环与橙色环颜色有偏差，容易混淆，这就需要用万用表欧姆挡核实它的阻值。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文311.2电容器电容器也是组成电路的基本元件之一，是一种能够储存电能的元件。电容器简称电容，用文字符号C表示。电容器在电路中具有隔直流、通交流的特点，因此用于级间耦合、滤波、去耦、旁路、信号调谐及与电感元件组成振荡电路等方面。电容有两个金属电极，它们中间隔着绝缘体，就构成一个电容器。介质电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文32电容的符号电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文331.2.1电容器的分类①按结构分：固定电容器和可变电容器。可变电容器又有可变与半可变两类。②按介质材料分：空气电容器、油浸电容器、云母电容器、瓷介电容器、玻璃釉电容器、纸介电容器、薄膜电容器和电解电容器。③按阳极材料分：铝电解电容器、钽电解电容器。④按极性分：有极性电容器和无极性电容器。⑤按用途分：用于电子电路的电容器和用于电力电路的电容器。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文34按电容器的制作材料来分类电解电容器瓷片电容器钽电容器涤纶电器按电容的数值能否变化来分类半可变电容器可变电容器电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文35电容器型号命名方法根据国家标准GB2470-81，电容器型号一般由四个部分组成。代号意义C高频陶瓷；T低频陶瓷；I玻璃釉；O玻璃膜；Q漆膜；H复合介质；D铝电解质；A钽电解质；Y云母；V云母纸；Z纸介；J金属化纸；B聚苯乙烯等非极性有机薄膜；BF聚四氟乙烯非极性有机薄膜；N铌电解质；G合金电解质；L涤纶等极性有机薄膜；LS聚碳酸酯极性有机薄膜；E其他材料电解质。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文36命名示例例如，“CCW1”：第一部分C表示电容器第二部分C表示高频陶瓷介质第三部分W表示微调第四部分为序号，全称为圆片形微调瓷介电容器。电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文37分类代号意义电气制图—ProtelDXP肇庆科技职业技术学院曹会文381.2.2电容器的参数电容器的主要参数有：标称容量和偏差、额定直流工作电压、绝缘电阻、损耗和温度变化系数。一般只考虑标称容量和偏差、额定直流工作电压和绝缘电阻。1．标称容量和偏差是指电容器加上电压后贮存电荷的能力。贮存的电荷越多，电容量越大；反之，电容量就越小。标在电容外壳上的电容量数值称为电容器的标称容量。2．额定直流工作电压（耐压）额定直流工作电压是指电容器接入电路后，能长期连续可靠地工作而不被击穿时所能承受的最高直流电压。额定直流工作电压又称为耐压，它的大小与介质的种类和厚度有关。使用时电容器两端的电压绝对不允许超过这个耐压值，否则电容器就有被击穿或损坏的可能，甚至会爆炸。电气制图—ProtelDXP