常用电子元器件基本知识

一、常用电子元器件基本知识1电阻系列1.1概述电阻用字母表示。它是导体的一种基本性质，与导体的尺寸、材料、温度有关。欧姆定律指出电压电流和电阻三者之间的关系为，亦即。电阻的基本单位是欧姆，用希腊字母“”来表示。其物理意义为：导体上加上一伏特电压时，产生一安培电流所对应的阻值。表示电阻阻值的常用单位还有千欧()，兆欧()。电阻也称电阻器。电阻器是电气、电子设备中用得最多的基本元件之一。主要用于控制和调节电路中的电流和电压，或用作消耗电能的负载。1.2分类电阻器有不同分类方法。按材料分，有碳膜电阻、水泥电阻、金属膜电阻和线绕电阻等不同类型；按功率分，有、、、、、等额定功率电阻；按电阻值的精确度分，有精确度为、、等普通电阻，还有精确度为、、、和等的精密电阻。电阻的类别可以通过外观的标记识别。2电阻器的种类有很多，通常分为三大类：固定电阻，可变电阻，特种电阻。在电子产品中，以固定电阻应用最多。而固定电阻以其制造材料又可分为好多类，常用、常见的有型碳膜电阻、型金属膜电阻、型线绕电阻，还有近年来开始广泛应用的片状电阻。型号命名很有规律，第一个字母代表电阻；第二个字母的意义是：－碳膜，－金属，－线绕，这些符号是汉语拼音的第一个字母。在国产老式的电子产品中，常可以看到外表涂覆绿漆的电阻，那就是型的。而红颜色的电阻，是型的。一般老式电子产品中，以绿色的电阻居多。因为金属膜电阻虽然精度高、温度特性好，但制造成本也高，而碳膜电阻特别价廉，且能满足民用产品要求。常见的是瓦的色环碳膜电阻，它是电子产品和电子制作中用的最多的。当然在一些微型产品中，会用到瓦的电阻。再者就是微型片状电阻，它是贴片元件家族的一员，以前多见于进口微型产品中，现在国产产品中亦能见到。1.3系统介绍1.3.1固定电阻(1)图形符号固定电阻(国际)(2)电阻器型号命名方法电阻器的型号命名方法根据GB2471—81，见表1-3-1。3表1-3-1电阻器型号的命名方法例1例24(3)电阻值的标识和允许偏差表1-3-2给出E24、E12和E6三个系列的标称值及允许误差。电阻值的标称值应为表1-3-2所列数字的几倍,其中n为整数、负整数或零。表1-3-2电阻器(电位器、电容器)标称系列及误差表电阻的阻值和允许偏差的标注方法有直标法、色标法和文字符号法。①直标法将电阻的阻值和误差直接用数字和字母印在电阻上(无误差标示为允许误差)。也有厂家采用习惯标记法，如：②色标法将不同颜色的色环涂在电阻器(或电容器)上来表示电阻(电容器)的标称值及允许误差，各种颜色所对应的数值见表1-3-3。表1-3-3电阻器色标符号意义5③文字符号法例如：表示，表示允许偏差为。允许偏差与字母的对应关系见表1-3-4。表1-3-4电阻(电容)器偏差标志符号表(4)电阻器额定功率的识别电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中，长期连续工作所允许消耗的最大功率。有两种标志方法：以上的电阻，直接用数字印在电阻体上；以下的电阻，以自身体积大小来表示功率。在电路图上表示电阻功率时，采用以下符号(图1-3-1)1.3.2可变电阻器(1)图形符号可变电阻（国标）6(2)功能简介可变式电阻器一般称为电位器，从形状上分有圆柱形、长方体形等多种形状；从结构上分有直滑式、旋转式、带开关式、带紧锁装置式、多连式、多圈式、微调式和无接触式等多种形式；从材料上分有碳膜、合成膜、有机导电体、金属玻璃釉和合金电阻丝等多种电阻体材料。碳膜电位器是较常用的一种。电位器在旋转时，其相应的阻值依旋转角度而变化。变化规律有三种不同形式，参见图1-3-2。型为直线型，其阻值按角度均匀变化。它适于作分压、调节电流等用。如在电视机中作场频调整。型为指数型，其阻值按旋转角度依指数关系变化(阻值变化开始缓慢，以后变快)，它普遍使用在音量调节电路里。由于人耳对声音响度的听觉特性是接近于对数关系的，当音量从零开始逐渐变大的一段过程中，人耳对音量变化的听觉最灵敏，当音量大到一定程度后，人耳听觉逐渐变迟钝。所以音量调整一般采用指数式电位器，使声音变化听起来显得平稳、舒适。型为对数型，其阻值按旋转角度依对数关系变化(即阻值变化开始快，以后缓慢)，这种方式多用于仪器设备的特殊调节。在电视机中采用这种电位器调整黑白对比度，可使对比度更加适宜。电路中进行一般调节时，采用价格低廉的碳膜电位器；在进行精确调节时，宜采用多圈电位器或精密电位器。1.3.3光敏电阻(1)光敏电阻图形符号：7它是一种电阻值随外界光照强弱(明暗)变化而变化的元件，光越强阻值越小，光越弱阻值越大。如果把光敏电阻的两个引脚接在万用表的表笔上，用万用表的挡测量在不同的光照下光敏电阻的阻值：将光敏电阻从较暗的抽屉里移到阳光下或灯光上，万用表读数将会发生变化。在完全黑暗处，光敏电阻的阻值可达几兆欧以上(万用表指示电阻为无穷大，即指针不动)，而在较强光线下，阻值可降到几千欧甚至1千欧以下。利用这一特性，可以制作各种光控的小电路来。事实上街边的路灯大多是用光控开关自动控制的，其中一个重要的元器件就是光敏电阻(或者是光敏三级管，一种功能相似的带放大作用的半导体元件)。光敏电阻是在陶瓷基座上沉积一层硫化镉()膜后制成的，实际上也是一种半导体元件。(2)特性与参数主要有元件、元件和元件。它们的电阻率对某段波长的照度变化很敏感，当照度增加时，电阻率急剧减小，并在一定条件下，照度和电阻率可呈现线性关系。在完全无光照时，光敏电阻也会呈现一定的电阻值，称为暗电阻，而光照时的电阻称为光电阻。对光敏电阻，暗电阻约几兆欧姆，而光电阻可小到几百欧姆。光敏电阻的温度系数和照度有关，强光照射条件下为正，弱光照射条件下为负。在上述三种光敏电阻中，以CdS光敏电阻应用最广。它可以工作在交流状态，对可见的光敏感，输出信号较大，价格便宜，抗噪声能力比光敏二极管强，但响应速度较慢。表1-3-5列出了几种光敏电阻的参数，其中峰值波长指光谱响应中最敏感的波长值；响应时间指光敏电阻两端加电压后，从受光照开始，电阻中的光电流从0增加到正常电流值的所经历的时间，遮光后，光电流从正常值衰减到时所经历的时间。当选用作开关元件时，应注意它的允许功耗和响应速度能否满足要求。表1-3-5几种光敏电阻的参数81.3.4最灵敏的感温元件——热敏电阻半导体热敏电阻是利用半导体材料的热敏特性工作的半导体电阻。它是用对温度变化极为敏感的半导体材料制成的其阻值随温度变化发生极明显的变化。热敏电阻主要用在温度测量、温度控制、温度补偿、自动增益调整、微波功率测量、火灾报警、红外探测及稳压、稳幅等方面，是自动控制设备中重要元件。热敏电阻按其结构分为直热式和旁热式两大类。直热敏式热敏电阻一般是用锰、镁、钴、镍铁等金属氧化物粉料挤压成杆状、片状、垫圈状或珠状的电阻体，经至高温烧结后，再烧制附银电极，焊接引线而成。加热电流直接通过电阻体。旁热式热敏电阻由电阻体和加热器构成。电阻体旁装有金属丝绕制的加热器(加热线圈)，二者紧耦合在一起，但又彼此绝缘。电阻体和加热器密封在内部抽成高真空玻璃外壳中，引出电极。加热器通过加热电流时，电阻体周围温度变化，导致阻值改变。按电阻温度系数的不同，热敏电阻分为正温度系数热敏电阻和负温度系数热敏电阻。在工作温度范围内，正温度系数热敏电阻的阻值随温度升高而急剧增大，负温度系数电阻的阻值随温度升高而急剧减小。后者应用较为广泛。此外，热敏电阻由于具有热敏特性，其电压和电流之间不再保持线性关系，成为一种非线性元件了。1.4电阻器的测试方法（1）将两表笔(不分正负)分别与电阻的两端引脚相接即可测出实际电阻值。为了提高测量精度，应根据被测电阻标称值的大小来选择量程。由于欧姆挡刻度的非线性关系，它的中间一段分度较为精细，因此应使指针指示值尽可能落到刻度的中段位置，即全刻度起始的20％～80％弧度范围内，以使测量更准确。根据电阻误差等级不同。读数与标称阻值之间分别允许有±5％、±10％或±20％的误差。如不相符，超出误差范围，则说明该电阻值变值了。注意：测试时，特别是在测几十kΩ以上阻值的电阻时，手不要触及表笔和电阻9的导电部分；被检测的电阻从电路中焊下来，至少要焊开一个头，以免电路中的其他元件对测试产生影响，造成测量误差；色环电阻的阻值虽然能以色环标志来确定，但在使用时最好还是用万用表测试一下其实际阻值。（2）水泥电阻的检测。检测水泥电阻的方法及注意事项与检测普通固定电阻完全相同。（3）熔断电阻器的检测。在电路中，当熔断电阻器熔断开路后，可根据经验作出判断：若发现熔断电阻器表面发黑或烧焦，可断定是其负荷过重，通过它的电流超过额定值很多倍所致；如果其表面无任何痕迹而开路，则表明流过的电流刚好等于或稍大于其额定熔断值。对于表面无任何痕迹的熔断电阻器好坏的判断，可借助万用表R×1挡来测量，为保证测量准确，应将熔断电阻器一端从电路上焊下。若测得的阻值为无穷大，则说明此熔断电阻器已失效开路，若测得的阻值与标称值相差甚远，表明电阻变值，也不宜再使用。在维修实践中发现，也有少数熔断电阻器在电路中被击穿短路的现象，检测时也应予以注意。（4）电位器的检测。检查电位器时，首先要转动旋柄，看看旋柄转动是否平滑，开关是否灵活，开关通、断时“喀哒”声是否清脆，并听一听电位器内部接触点和电阻体摩擦的声音，如有“沙沙”声，说明质量不好。用万用表测试时，先根据被测电位器阻值的大小，选择好万用表的合适电阻挡位，然后可按下述方法进行检测：①、用万用表的欧姆挡测“1”、“2”两端，其读数应为电位器的标称阻值，如万用表的指针不动或阻值相差很多，则表明该电位器已损坏。②、检测电位器的活动臂与电阻片的接触是否良好。用万用表的欧姆档测“1”、“2”(或“2”、“3”)两端，将电位器的转轴按逆时针方向旋至接近“关”的位置，这时电阻值越小越好。再顺时针慢慢旋转轴柄，电阻值应逐渐增大，表头中的指针应平稳移动。当轴柄旋至极端位置“3”时，阻值应接近电位器的标称值。如万用表的指针在电位器的轴柄转动过程中有跳动现象，说明活动触点有接触不良的故障。（5）、正温度系数热敏电阻(PTC)的检测。检测时，用万用表R×1挡，具体可分两步操作：①、常温检测(室内温度接近25度)；将两表笔接触PTC热敏电阻的两引脚测出其实际阻值，并与标称阻值相对比，二者相差在±2Ω内即为正常。实际阻值若与标称阻值相差过大，则说明其性能不良或已损坏。②、加温检测；在常温测试正常的基础上，即可进行第二步测试—加温检测，将一热源(例如电烙铁)靠近PTC热敏电阻对其加热，同时用万用表监测其电阻值是否随温度的升高而增大，如是，说明热敏电阻正常，若阻值无变化，说明其性能变劣，不能继续使用。注意不要使热源与PTC热敏电阻靠得过近或直接接触热敏电阻，以防止将其烫坏。（6）、负温度系数热敏电阻(NTC)的检测。①、测量标称电阻值Rt用万用表测量NTC热敏电阻的方法与测量普通固定电阻的方法相同，即根据NTC热10敏电阻的标称阻值选择合适的电阻挡可直接测出Rt的实际值。但因NTC热敏电阻对温度很敏感，故测试时应注意以下几点：A、Rt是生产厂家在环境温度为25度时所测得的，所以用万用表测量Rt时，亦应在环境温度接近25度时进行，以保证测试的可信度。B、测量功率不得超过规定值，以免电流热效应引起测量误差。C、注意正确操作。测试时，不要用手捏住热敏电阻体，以防止人体温度对测试产生影响。②、估测温度系数αt先在室温t1下测得电阻值Rt1，再用电烙铁作热源，靠近热敏电阻Rt，测出电阻值RT2，同时用温度计测出此时热敏电阻RT表面的平均温度t2再进行计算。（7）、压敏电阻的检测。用万用表的R×1k挡测量压敏电阻两引脚之间的正、反向绝缘电阻，均为无穷大，否则，说明漏电流大。若所测电阻很小，说明压敏电阻已损坏，不能使用。（8）、光敏电阻的检测。①、用一黑纸片将光敏电阻的透光窗口遮住，此时万用表的指针基本保持不动，阻值接近无穷大。此值越大说明光敏电阻性能越好。若此值很小或接近为零，说明光敏电阻已烧穿损坏，不能再继续使用。②、将一光源对准光敏电阻的透光窗口，此时万用表的指针应有较大幅度的摆动，阻值明显减