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第二章常用电子元器件介绍及选用原则※电子元器件电子元器件是在电路中具有独立电气功能的基本单元。可分为：有源元器件和无源元器件两大类。★有源元器件：在工作时其输出不仅依靠输入，还依靠电源，或者说，它在电路中起到能量转换的作用。例如：晶体管、集成电路等是最常用有源元器件。通常我们称有源元器件为“器件”。★无源元器件：它一般分为耗能元件、储能元件和结构元件三种。例如：电阻器、电容、电感、开关、插座等是最常用无源元器件。通常我们称无源元器件为“元件”。2.1电子元器件的主要参数电子元器件的主要参数包括:1.特性参数；2.规格参数；3.质量参数。2.1.1电子元器件特性参数特性参数用于描述电子元器件在电路中的电气功能。一般用伏安特性表示。即元器件两端所施加的电压与通过其中的电流的关系来表达该元器件的特性参数。伏安特性图bI(A)0(v)UaI(A)0(v)UIc(mA)0(v)UceIb6Ib2I(A)0(v)UcdU(t)(v)0(s)ti(t)(A)0(s)tc图a为线性电阻的伏特特性曲线。符合欧姆定律。图b为非线性电阻的伏特特性曲线。这类电阻的阻值不是常量，随着外加的电压或某些非电物理量的变化而变化，一般不符合欧姆定律。如压敏电阻、热敏电阻、光敏电阻等。图c为半导体二极管伏特特性曲线。从图可明显看出二极管的单向导电性能和它在某一特定电压值下的反向击穿特性。图d半导体三极管伏特特性曲线。这是一族以基极电流Ib为参数的曲线，对应不同的数值，其Uce~Ic关系为其中的一条曲线。从曲线中可求出三极管IURIURIURIURIUR电流的放大倍数：图d线性电容伏特特性曲线。它是以时间t为参数的曲线，电容伏特特性满足式：bcIIdttducti)()(dttictu)(1)(2.1.2电子元器件规格参数描述电子元器的特性参数的数量称为它们的规格参数。它包括：标称值、尺寸、额定值和允差值。☆标称值：为了便于大批量生产，让使用者能够在一定范围内选择合适的电子元器件，规定出一系列的数值作为产品的标准值，称为标称值。分为：1）特性标称值（描述电气功能）。如电阻阻值、功率、精度等。2）尺寸标称值（描述尺寸结构））。如电阻体、引线直径、长度等。☆额定值：电子元器能够长期正常工作时最大电压、电流、功率消耗及环境温度。☆允差值：实际值与标称值的相对偏差允许最大范围称为数值允许偏差。它是一个反映精度的参数。用百分比表示。☆其它参数：截止频率、特征频率、放大倍数等针对晶体管器件的参数。2.1.3电子元器件质量参数质量参数用于度量电子元器件的质量水平。通常描述了元器件的特性参数、规格参数随着环境温度因素变化的规律。或者划定它们不能完成功能的边界条件。电子元器件共有的质量参数：☆温度系数：☆噪声电动势:☆高频特性：☆可靠性：2.2电子元器件的命名与标注2.2.1电子元器件的命名：电子元器件的名称反映它们的种类、材料、特征、型号、生产序号及区别代号，并能够表示出主要的电气参数。一般由字母和数字组成。对于“元件”一般用一字母代表其主称，数字或字母表示其它信息。如R-电阻、C-电容、L-电感、W-电位器。对于“器件”的名称，也由国家标准规定了具体意义。如数字2---二极管、数字3---三极管。进口的器件表示相对复杂，因此要选用时必须查阅其相关资料。2.2.2电子元器件的标注：电子元器件常用的标注方法有:直标法、文字符号法和色标法。☆直标法：把元器件主要参数直接印制在元件的表面标注出来。这种方法主要用在体积较大的元器件。例如电阻器的表面印有:RXYC-50-T-1K5-±10%，其代表的含义:RXYC-50-T-1K5-±10%，--允许偏差阻值类型，T为可调型表示额定功率50W区别代号（用大字母表示）；分类（多用数字表示，个别用字母），Y-氧化膜；其它可查阅电阻器材料、分类代号标准表。材料（用字母表示），X-为饶线电阻；其它可查阅电阻器材料、分类代号标准表主称（用字母表示），R为电阻；又如电容器的表面印有:CD11-16-22，其代表的含义：表称容量22μf额定电压值16V序号（用数字表示）；其它可查阅电容器材料、分类代号标准表。材料（用字母表示），D-为铝电解电容；其它可查阅电容器材料、分类代号标准表主称（用字母表示），C为电容器；CD11–16–22☆文字符号法：主要用于标注半导体器件。用来表示某种类及有关参数。其标注法和符号应符合国家标准。如型号为3DG6C表示为NPN型高频小功率三极管。3DG6C耐压等级产品序号类别（用字母表示）；G-为高频小功率材料（用字母表示），D-为NPN型硅材料；其它可查阅半导体分立器件命名表数字表示电极数，3为三极管又如集成电路上印有CC4040表示为一个4000系列的国产CMOS数字集成电路,其功能查阅其相关资料。其它元器件的符号表示法除了哪些高精度元件之外，一般仅用3位数字标注元件的数值。而允许偏差不表示。其具体规定：◎用元件的形状及其表面的颜色区别元件种类。如表面安装的元件中，除了形状的区别以外，黑色表示电阻、橙色表示电容、淡蓝色表示电感。◎电阻的标注单位为Ω，电容为μf，电感为μH。◎对于10个基本标注单位以上的元件，其前面的两位数字表示为有效数字，第三位表示倍率。如：电阻标注为100时,其值为10×100=10Ω电阻标注为223时,其值为22×103=22KΩ电容标注为103时,其值为10×103=10000Pf电感标注为820时,其值为82×100=82μH◎对于10个基本标注单位以下的元件，第一、三位表示有效数字，第二位用字母“R”表示小数点。如：电阻标注为3R9时，其值为3.9Ω；电容标注为1R5时，其值为1.5Pf；电感标注为6R8时，其值为6.8μH；☆色标法：是用不同色环表示不同的数值。其色码定义见p57图4.2-1。色环标注规则：1）用不同的背景颜色区别电阻种类。（浅（绿、蓝、棕）色表示碳膜电阻；红色表示金属膜电阻；深绿色表示绕线电阻）2）用色码表示数值和允许偏差；3）普通电阻大多用4个色环表示其数值和允许偏差，精密的采用5个色环表示。◎4个色环标志法含义：第1~2色环为有效数字，第3色环为倍率，第4色环为精度。◎5个色环标志法含义：第1~3色环为有效数字，第4色环为倍率，第5色环为精度。表示有效数字表示倍率表示精度2.3常用元器件简介、选用及检测方法2.3.1电阻器简介电阻器是电子线路中常用的电子元器件之一，多用来分压、限流，还可以与电容器组成滤波器、陷波器等。☆电阻器图形符号和命名：电阻器图形符号：a：一般电阻c：可变电阻、电位器b：热敏电阻电阻器命名：前面已讲不重复。电阻器单位（Ω、KΩ、MΩ）☆电阻的材料特性式中：ρ---电阻材料的电阻率，Ω×mm2/m；L---电阻材料的长度，m；S---电阻材料的横面积。mm2☆电阻的电特性式中：R---电阻（Ω）；U---电压（V）；I---电流（A）IUR)(SLR☆电阻器分类：按制造工艺或材料分：①合金型：有绕线电阻、精密合金箔电阻。②薄膜电阻：有金属膜、碳膜型电阻等。③合成型：有实心电阻、合成膜电阻。按使用范围及用途分：①普通型：功率范围：0.05~2W；阻值：1~22MΩ；允许偏差：±5%~±20%②精密型：有较高的精度和稳定度.功率范围：不大于2W；标称值：0.01~22MΩ；允许偏差：±2%~±0.001%③高频型：电阻自身电感量极小,常称为无感电阻,用于高频电路。阻值：小于1Ω；功率范围可达100W。④高压型：用于高压装置。功率范围：0.5~15W；阻值可达1000MΩ（1GΩ）；额定电压可达35KV以上。⑤高阻型：阻值10MΩ以上最高可达1014Ω。⑥集成电阻：排阻。（图片）☆电阻器主要参数：标称值、额定功率、允许偏差。☆电阻器标注：前面已讲不重复。☆电阻器检测：一般在静态下检测（采用万用表测量）。检测时电阻在标称值的允许偏差范围内为好的电阻。采用万用表测量时应注意：①选择适当的欧姆档量程；②注意欧姆档调零，检测时手不能接触电阻两条引脚；③电阻器在电路中检测一定要断开电源必要时还需断开电路，否则测量不但不准确，且极易损坏电表。☆电阻器的选用选用电阻器时要仔细分析电路的具体要求。一般选用可遵循以下原则：1)那些稳定性、耐热性、可靠性要求高的电路，一般选用金属膜或金属氧化膜电阻；2)要求功率大，耐热性能好，工作频率不高的电路，一般选用绕线电阻；3)对于无特殊要求的电路，可选用碳膜型电阻，以降低成本。电位器电位器是一种可调电阻器。电位器对外有三个引出端，其中两个是固定端，另一个是滑动端（也称中心抽头）。电位器图形符号：电位器的主要技术指标：①标称值、允许偏差；②额定功率；③滑动噪声；④分辨率；⑤阻值变化规律；⑥起动力矩和转矩；⑦电位器的轴长和轴端结构。常用的几种电位器1）绕线电位器（型号：WX）；2）合成膜电位器（型号：WTH）；3）有机实心电位器（型号：WS）；4）多圈电位器；5）导电塑料电位器；常用的几种电位器电位器的选用选用电位器时，不仅要仔细分析具体电路的使用条件。还要考虑调节、操作和成本的要求。下面是针对不同用途推荐选用电位器的类型：1）普通电子仪器：合成膜电位器或有机实心电位器；2）大功率低频电路、高温情况：一般选用绕线电位器；3）高精度：绕线、导电塑料或精密合成碳膜电位器；4）高分辨率：多圈电位器；5）高频、高稳定性：选用碳膜电位器；6）调节后不需再动：轴端锁紧电位器；7）几个电路同步调节：多联电位器；8）精密、微量调节：微条调电位器；9）要求电压变化均匀：直线式电位器；10）音量控制：指数式电位器；2.3.2电容器简介(p58)电容器在各类电子线路中是一种必不可小的重要元件。电容器是储能元件。其单位用法拉（F）、微法（μF）、皮法（PF）。☆技术参数：标称值和允许偏差；额定电压（耐压值）；漏电阻和漏电流；稳定性。☆电容分类：固定电容器和可变电容器。☆电容符号：+-++-a.无极电容b.极性电容c.可变电容d.微调电容☆平板电容器的结构参数式中：ε---介电常数，PF/mm2；d---板间的距离，mm；S---平板面积mm2。☆电容器的电参数式中：C---电容（F）；q---电荷（C）；U---电压（V）☆电容器的阻抗式中：ω---角频率ω=2πf（rad/S）；f---频率（HZ）;C---电容（F）；-j=1/j表示容抗上的电流超前电压90°。dSC)(FVqC)(11CjCjZC几种常用的电容器●有机介质电容：主要有纸介电容（普通纸介CZ和金属介CJ1）和有机薄膜电容（涤纶CL、聚丙烯CBB等）。●无机介质电容：云母CY、瓷介CC（瓷片、瓷管、独石）、玻璃（玻璃膜、玻璃釉、独石）。●电解电容：铝电解CD、钽电解CA等。以上三种为固定电容器。●可变电容器CB：云母、薄膜CBM。●微调电容CCW：一般用于高频回路中频率微调。几种常用的电容器☆电容标注：前面已讲不重复。☆电容检测：①漏电流的检测:用指针式万用表测量。以电解电容为例，选择合适的电阻档。如下图接法：表针应向右摆动后慢慢退回，待表针不动时所指示阻值越大，表明电容器的漏电流越小。性能越好。②电容的容量:用万用表测量。测得电容的电阻值后对应阻容换算表可得到其容值。-+红黑电容器的选用1)电路间耦合：选用有机介质电容;2)电源滤波、低频旁路：铝电解CD电容;3）高频、要求容量稳定的电路：高频瓷介电容、钽电解电容、云母电容等。4）谐振需改变容值等电路：可变电容器。2.3.3电感器简介(p68)电流流过导线或线圈产生磁力线，而磁力线穿越（或切割）线圈时，会产生相应的电压。这种现象叫电感（或自感）。电感是由导线按一定的规则绕成空心线圈或是把导线按一定的规则缠绕在铁心或磁心上构成的。电感是一种储能元件。其单位用亨利（H）表示。线圈电感的表达式：式中：φ---磁通量（Wb）；μ---导磁率（H/cm）；n---线圈匝数；l---线圈轴向的长度，cm；S---线圈包围的圆的面积cm2；I--