电子技术应用电子技术基础知识

第一部分、常用电子元器件•电子元器件分为无源器件和有源器件。•无源器件的简单定义：如果电子元器件工作时，其内部没有任何形式的电源，则这种器件叫做无源器件。常见的无源器件有电阻、电容、电感、二极管等。无源器件的基本特点：只需输入信号，不需要外加电源就能正常工作。•有源器件的简单定义：如果电子元器件工作时，其内部有电源存在，则这种器件叫做有源器件。常见的有源器件有：三极管、场效应管、IC等。有源器件的基本特点：除了输入信号外，还必须要有外加电源才可以正常工作。一、无源器件1、电阻§1.1电阻定义•电路中对电流通过有阻碍作用且消耗能量的部分叫电阻,它是导体的一种基本性质。•电阻用字母R表示,其常见单位为欧姆(Ω)、千欧（KΩ）、兆欧（MΩ）等。换算关系是：1兆欧=103千欧=106欧※容抗：电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗，用XC表示，单位为欧(Ω)。※感抗：电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗，用XL表示，单位为欧。※电抗：电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。用X表示，单位为欧。※阻抗：电阻,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用称为阻抗，用Z表示，单位为欧。§1.2主要特性1.电阻器是一个耗能元器件2.对电流存在阻碍作用（无正负极之分）3.电阻器对直流电、交流电（不同频率、波形之信号）呈现相同的阻值4.普通电阻器为线形，符合欧姆定律：V=I×R电阻是构成电路的基本元件之一,电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置等。电阻的种类有很多，通常分为三大类：固定电阻，可变电阻，特殊电阻。在电子产品中，以固定电阻应用最多。而固定电阻按其制造材料又可分为好多类，但常用、常见的有碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻，还有近年来开始广泛应用的贴片电阻.§1.4分类§1.3作用1．常见的电阻金属膜电阻碳膜电阻水泥线绕电阻贴片电阻2.贴片电阻尺寸规格：英制：0201（0.60mmx0.30mm）0402（1.0mmx0.50mm）0603（1.6mmx0.80mm）0805（2.0mmx1.25mm）1206（3.2mmx1.6mm）公制：0603，1005，1608，2012，3216等。§1.5电阻的主要性能指标1.额定功率：指在规定的大气压和特定的环境温度下，电阻所允许承受的最大功率。2.标称阻值：指产品上标示的阻值。3.允许误差：实际阻值对于标称阻值的最大允许偏差范围，它表示了产品的精度。§1.6电阻的识别电阻的参数标注方法有3种，即数标法、色标法和直标法。a、数标法：主要用于贴片等小体积的电阻，如：472表示47×102Ω（即4.7K）；1003则表示100Kb、色环标注法：使用最多色环电阻”顾名思义，就是在电阻器上用不同颜色的环来表示电阻的规格。有的是用４个色环表示，有的用５个。４环电阻，一般是碳膜电阻，用３个色环来表示阻值，用１个色环表示误差。５环电阻一般是金属膜电阻，为更好地表示精度，用４个色环表示阻值，另一个色环表示误差。c、直标法：直标法主要用于体积较大（功率大）的电阻上,它将电阻的标称值和允许误差直接用数字标在电阻上，有些还标出额定功率，例如：100Ω±10%5W，则表示是100Ω电阻，允许误差为±10%，额定功率为5W。在三种表示方法中，直标法使用最为方便。颜色有效数字乘数允许偏差黑色0100棕色1101+/-1%红色2102+/-2%橙色3103-----黄色4104-----绿色5105+/-0.5%蓝色6106+/-0.2%紫色7107+/-0.1%灰色8108-----白色9109+5~-20%无色---------+/-20%银色-----10-2+/-10%金色-----10-1+/-5%1．电阻的颜色与数码对照表2．记忆规则（1）熟记第一、二环每种颜色所代表的数。可这样记忆：棕1，红2，橙3，黄4，绿5，蓝6，紫7，灰8，白9，黑0。这样连起来读，多复诵几遍便可记住。（2）记准记牢第三环颜色所代表的阻值范围，这一点是快识的关键。具体是：金色：几点几Ω黑色：几十几Ω棕色：几百几十Ω红色：几点几kΩ橙色：几十几kΩ黄色：几百几十kΩ绿色：几点几MΩ蓝色：几十几MΩ从数量级来看，在体上可把它们划分为三个大的等级，即：金、黑、棕色是欧姆级的；红、橙、黄色是千欧级的；绿、蓝色则是兆欧级的。这样划分一下是为了便于记忆。（3）当第二环是黑色时，第三环颜色所代表的则是整数，即几，几十，几百kΩ等，这是读数时的特殊情况，要注意。例如第三环是红色，则其阻值即是整几kΩ的。（4）记住第四环颜色所代表的误差，即：金色为±5％；银色为±10％；无色为±20％。(5)如何确定第一环：紧靠电阻一端的为第一环。※举例说明例1当四个色环依次是黄、橙、红、金色时，因第三环为红色、阻值范围是几点几kΩ的，按照黄、橙两色分别代表的数“4”和“3”代入,，则其读数为4.3kΩ。第环是金色表示误差为±5％。例2当四个色环依次是棕、黑、橙、金色时，因第三环为橙色，第二环又是黑色，阻值应是整几十kΩ的，按棕色代表的数1代入，读数为10kΩ。第四环是金色，其误差为±5％对于4色环电阻，其阻值计算方法位：阻值=（第1色环数值*10+第2色环数值）*第3位色环代表之所乘数对于5色环电阻，其阻值计算方法位：阻值=（第1色环数值*100+第2色环数值*10+第3位色环数值）*第4位色环代表之所乘数3．计算方法练习：1.473表示的是多大的电阻？2.4R7表示的是多大的电阻？3.有一色环电阻，其色环顺序为棕、黑、红和银，那么这一色环电阻的阻值为多少?2、电容电子制作中也需要用到各种各样的电容器，它们在电路中分别起着不同的作用。与电阻器相似，通常简称其为电容，用字母C表示。顾名思义，电容器就是“储存电荷的容器”。电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小,电容的基本单位为法拉（F）。但实际上，法拉是一个很不常用的单位，因为电容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法（μF）、毫法(mF)、纳法（nF）、皮法（pF）等表示。换算关系为：1法拉（F）=103毫法(mF)=106微法（μF）=109纳法（nF）=1012皮法（pF）。每一个电容都有它的耐压值，用V表示§2.1定义§2.2单位1．电容具有隔直流、通交流的特性.因此在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。§2.3主要特性2．电容两端的电压不能突变的特性：电容两端的电压由下试决定V=Q/c式中Q为电容器内部的电荷量，C为电容器的容量3．容抗特性：电容器的容抗大小XC由下列公式决定XC=式中f为交流信号的频率，C为电容器的容量4．储能特性：理论上，电容器不消耗电能，所以电容器充到的电荷会储存在电容器中，只要外电路不存在让电容器放电的条件，电荷就一直在电容器中。fc2/1常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等.不同电路应该选用不同种类的电容。谐振回路可以选用云母、高频陶瓷电容，隔直流可以选用纸介、涤纶、云母、电解、陶瓷等电容，滤波可以选用电解电容，旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。§2.4分类§2.5常见电容外形贴片电容钽电容云母电容1数标法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是10的多少次方。如：102表示10x102PF=1000PF，203表示20x103PF§2.6电容的表示方法电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，数标法、直标法和色标法3种2直标法：对于体积比较大的电容，多采用直标法。如果是0.005，表示0.005uF=5nF。如果是2200,表示2200PF。如果是5n，那就表示的是5nF。4电容容量误差符号FGJKLM分别表示允许误差为：±1%±2%±5%±10%±15%±20%如：一瓷片电容为104J表示容量为0.1uF、误差为±5%。3色标法：沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一、二种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数（单位为pF）。颜色代表的数值为：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、紫=7、灰=8、白=9。3、电感1．感抗特性电感器和电容器一样，也是一种储能元件，它能把电能转变为磁场能，对流过它的交流电有阻碍作用，称之为感抗，其公式为：XL=§3.1定义电感是用来表示自感应特性的一个量；自感电动势要阻碍线圈中电流的变化，这种阻碍作用称之为感抗。电感一般有直标法和色标法，色标法与电阻类似电感器用符号L表示，它的基本单位是亨利（H），常用毫亨（mH）为单位。电感定义公式为L=，单位为：===Hφ为自感磁通量，单位V·S，I为流过电感器的电流ISASV§3.2特性：2．通直阻交特性电感器的特性恰恰与电容的特性相反，它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性fL2j3．电励磁特性。当电流流过电感器时要在电感器四周产生磁场，无论是直流电还是交流均产生磁场。其磁场的大小和方向与电流的特性有关。能够将电能转换为磁能，用右手定则判定。4．磁励电特性。当通过线圈的磁通量改变时（即线圈在一个有效的交变磁场中时）产生感生电动势，其大小和方向在不断地改变，在恒定磁场中不产生感生电动势（因为在线圈中无磁通量的变化）。5．线圈中的电流不能发生突变：理解阻碍。当流过线圈的电流大小发生改变时，线圈要产生一个感生电动势来维持原电流的大小不变。线圈中的电流变化率愈大，其反向电动势就愈大。四、晶体二极管1.单向导电性PN结（二极管）的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。注意：只有在外加正向电压时这一特性才显示出来。§4.1主要特性2.管压降特性：在二极管导通后，正向压降基本不变，管子的正向电流发生很大变化时，正向压降才有微小的变化。换言之，当正向电压有一个微小变化时，将引起正向电流的很大变化。硅二极管的正向压降为0.6V左右，锗二极管的正向压降为0.2V左右。3.正向电阻小，反向电阻大正向电阻是指二极管正向导通后管子正负极间的电阻（是PN结的正向电阻）这一电阻很小，正向电阻小。反向电阻是指二极管处于反向偏置而未击穿时的电阻（是PN结的反向电阻），这一电阻很大，反向电阻很大。锗管正向特性10硅管I/mAU/V0204030201020死区电压μA0.51.01.5反向特性图1-10二极管的伏安特性4.二极管的V—A特性2）、反向特性二极管两端加上反向电压时，反向电流很小，当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线II段)。不同材料的二极管，反向电流大小不同，硅管约为1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反向电流受温度变化的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。1）、正向特性加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），管子不导通处于“死区”状态，当正向电压起过一定数值后，管子才导通，电压再稍微增大，电流急剧暗加（见曲线I段）。不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-0.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右。3）、反向击穿特性当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，这种现象称为反向击穿（见曲线III)。这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。电击穿（雪崩击穿和齐纳击穿）可逆，热击穿不可逆。§4.2二极管的分类除普通二极管外，还有若干特殊二极管：用于稳压的稳压二极管（齐纳二极管）、用于调谐的变容二极管、以及光电子器件（光电二极管等、发光二极管、激光二极管）等。二极管符号稳压二极管符号变容二极管符号光电二极管符号发光二极管符号识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。§4.3二