常用電子元器件及應(yīng)用07651課件

第二講常用電子元器件及應(yīng)用2.1電阻器2.1.1電阻器的分類及特點(diǎn)1．薄膜類（1）金屬膜電阻（型號(hào)：RJ）。在陶瓷骨架表面，經(jīng)真空高溫或燒滲工藝蒸發(fā)沉積一層金屬膜或合金膜。其特點(diǎn)是：精度高、穩(wěn)定性好、噪聲低、體積小、高頻特性好。且允許工作環(huán)境溫度范圍大（-55～+125℃）、溫度系數(shù)低（（50～100）×10-6/℃）。目前是組成電子電路應(yīng)用最廣泛的電阻之一。常用額定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W等，標(biāo)稱阻值在10W～10MW之間。（2）金屬氧化膜電阻（型號(hào)：RY）。在玻璃、瓷器等材料上，通過(guò)高溫以化學(xué)反應(yīng)形式生成以二氧化錫為主體的金屬氧化層。該電阻器由于氧化膜膜層比較厚，因而具有極好的脈沖、高頻和過(guò)負(fù)荷性能，且耐磨、耐腐蝕、化學(xué)性能穩(wěn)定。但阻值范圍窄，溫度系數(shù)比金屬膜電阻差。（3）碳膜電阻（型號(hào)：RT）。在陶瓷骨架表面上，將碳?xì)浠衔镌谡婵罩型ㄟ^(guò)高溫蒸發(fā)分解沉積成碳結(jié)晶導(dǎo)電膜。碳膜電阻價(jià)格低廉，阻值范圍寬（10W～10MW），溫度系數(shù)為負(fù)值。常用額定功率為1/8W～10W，精度等級(jí)為±5％、±10％、±20％，在一般電子產(chǎn)品中大量使用。2．合金類（1）線繞電阻（型號(hào)：RX）。將康銅絲或鎳鉻合金絲繞在磁管上，并將其外層涂以琺瑯或玻璃釉加以保護(hù)。線繞電阻具有高穩(wěn)定性、高精度、大功率等特點(diǎn)。溫度系數(shù)可做到小于10-6/℃，精度高于±0.01％，最大功率可達(dá)200W。但線繞電阻的缺點(diǎn)是自身電感和分布電容比較大，不適合在高頻電路中使用。（2）精密合金箔電阻（型號(hào)：RJ）。在玻璃基片上粘和一塊合金箔，用光刻法蝕出一定圖形，并涂敷環(huán)氧樹(shù)脂保護(hù)層，引線封裝后形成。該電阻器最大特點(diǎn)是具有自動(dòng)補(bǔ)償電阻溫度系數(shù)功能，故精度高、穩(wěn)定性好、高頻響應(yīng)好。這種電阻的精度可達(dá)±0.001％,穩(wěn)定性為±5×10-4％/年，溫度系數(shù)為±10-6/℃?？梢?jiàn)它是一種高精度電阻。3．合成類（1）金屬玻璃釉電阻(型號(hào)：RI)。以無(wú)機(jī)材料做粘合劑，用印刷燒結(jié)工藝在陶瓷基體上形成電阻膜。該電阻具有較高的耐熱性和耐潮性，常用它制成小型化貼片式電阻。2.1.2常用電阻器的標(biāo)志方法1．直標(biāo)法把元件的主要參數(shù)直接印制在元件的表面上，這種方法主要用于功率比較大的電阻。如電阻表面上印有RXYC-50-T-1k5-±10％，其含義是耐潮被釉線繞可調(diào)電阻器，額定功率為50W，阻值為1.5kW，允許誤差為±10％。2．文字符號(hào)法隨著電子元件的不斷小型化，特別是表面安裝元器件（SMC和SMD）的制造工藝不斷進(jìn)步，使得電阻器的體積越來(lái)越小，其元件表面上標(biāo)注的文字符號(hào)也作出了相應(yīng)改革。一般僅用三位數(shù)字標(biāo)注電阻器的數(shù)值，精度等級(jí)不再表示出來(lái)（一般小于±5％）。具體規(guī)定如下：（1）元件表面涂以黑顏色表示電阻器。

（2）電阻器的基本標(biāo)注單位是歐姆（W），其數(shù)值大小用三位數(shù)字標(biāo)注。（3）對(duì)于十個(gè)基本標(biāo)注單位以上的電阻器，前兩位數(shù)字表示數(shù)值的有效數(shù)字，第三位數(shù)字表示數(shù)值的倍率。如100表示其阻值為10×100＝10W；223表示其阻值為22×103＝22kW。（4）對(duì)于十個(gè)基本標(biāo)注單位以下的元件，第一位、第三位數(shù)字表示數(shù)值的有效數(shù)字，第二位用字母“R”表示小數(shù)點(diǎn)。如3R9表示其阻值為3.9W。3．色標(biāo)法小功率電阻器使用最廣泛的是色標(biāo)法，一般用背景區(qū)別電阻器的種類：如淺色（淡綠色、淡藍(lán)色、淺棕色）表示碳膜電阻，用紅色表示金屬或金屬氧化膜電阻，深綠色表示線繞電阻。一般用色環(huán)表示電阻器的數(shù)值及精度。

普通電阻器大多用四個(gè)色環(huán)表示其阻值和允許偏差。第一、二環(huán)表示有效數(shù)字，第三環(huán)表示倍率（乘數(shù)），與前三環(huán)距離較大的第四環(huán)表示精度。

精密電阻器采用五個(gè)色環(huán)標(biāo)志，第一、二、三環(huán)表示有效數(shù)字，第四環(huán)表示倍率，與前四環(huán)距離較大的第五環(huán)表示精度。有關(guān)色碼標(biāo)注的定義見(jiàn)表2-3所示。圖2.1.2所示為兩種色環(huán)電阻的標(biāo)注圖。顏色有效數(shù)字倍率（乘數(shù)）允許偏差（%）黑0100

棕1101±1紅2102±2橙3103

黃4104

綠5105±0.5藍(lán)6106±0.25紫7107±0.1灰8108

白9109

金

10-1±5銀

10-2±10無(wú)色

±20根據(jù)理論計(jì)算電阻器在電路中消耗的功率，合理選擇電阻器的額定功率。一般按額定功率是實(shí)際功率的1.5～3倍之間選定。普通電阻器額定功率標(biāo)稱系列值見(jiàn)表2-5。電阻器類型額定功率（W）線繞電阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500非線繞電阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、5、10、25、50、100例：由發(fā)光二極管組成的電路如圖2.1.3所示。設(shè)流過(guò)發(fā)光二極管的正向電流IF＝15mA，發(fā)光二極管的正向壓降約1.95V，試選定限流電阻R。解：計(jì)算電阻R理論值。根據(jù)表2-4，實(shí)際選擇電阻值R=680W電阻器實(shí)際消耗的功率實(shí)際選用電阻器的額定功率為0.25W。由于該電阻器不必要使用高精度，溫度特性也不必特別考慮，故可選用一般碳膜電阻器即可。2.2電

位

器

電位器是一種可調(diào)電阻，也是電子電路中用途最廣泛的元器件之一。它對(duì)外有三個(gè)引出端，其中兩個(gè)為固定端，另一個(gè)是中心抽頭。轉(zhuǎn)動(dòng)或調(diào)節(jié)電位器轉(zhuǎn)動(dòng)軸，其中心抽頭與固定端之間的電阻將發(fā)生變化。常見(jiàn)的電位器外形圖如圖2.2.1所示。1．有機(jī)實(shí)芯電位器

由導(dǎo)電材料與有機(jī)填料、熱固性樹(shù)脂配制成電阻粉，經(jīng)過(guò)熱壓，在基座上形成實(shí)芯電阻體。該電位器的特點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、耐高溫、體積小、壽命長(zhǎng)、可靠性高，廣泛用于焊接在電路板上作微調(diào)使用；缺點(diǎn)是耐壓低、噪聲大。2.3電

容

器2.3.1常用電容器1．瓷介電容器瓷介電容器的主要特點(diǎn)是介質(zhì)損耗較低，電容量對(duì)溫度、頻率、電壓和時(shí)間的穩(wěn)定性都比較高，且價(jià)格低廉，應(yīng)用極為廣泛。瓷介電容器可分為低壓小功率和高壓大功率兩種。常見(jiàn)的低壓小功率電容器有瓷片、瓷管、瓷介獨(dú)石電容器，主要用于高頻電路、低頻電路中。高壓大功率瓷片電容器可制成鼓形、瓶形、板形等形式。主要用于電力系統(tǒng)的功率因數(shù)補(bǔ)償、直流功率變換等電路中。2．云母電容器云母電容器以云母為介質(zhì)，多層并聯(lián)而構(gòu)成。它具有優(yōu)良的電器性能和機(jī)械性能，具有耐壓范圍寬、可靠性高、性能穩(wěn)定、容量精度高等優(yōu)點(diǎn)，可廣泛用于高溫、高頻、脈沖、高穩(wěn)定性的電路中。但云母電容器的生產(chǎn)工藝復(fù)雜，成本高、體積大、容量有限，這使它的使用范圍受到了限制。3．有機(jī)薄膜電容器最常見(jiàn)有滌綸電容器和聚丙烯電容器。滌綸電容器的體積小，容量范圍大，耐熱、耐潮性能好。4．電解電容器

電解電容器的介質(zhì)是很薄的氧化膜，容量可做得很大，一般標(biāo)稱容量1mF～10000mF。電解電容有正極和負(fù)極之分，使用中應(yīng)保證正極電位高于負(fù)極電位；否則電解電容器的漏電流增大，導(dǎo)致電容器過(guò)熱損壞，甚至炸裂。

電解電容器的損耗比較大，性能受溫度影響比較大，高頻性能差。電解電容器的品種主要有鋁電解電容器、鉭電解電容器和鈮電解電容器。鋁電解電容器價(jià)格便宜，容量可以做的比較大，但性能較差，壽命短（存儲(chǔ)壽命小于5年）。一般使用在要求不高的去耦、耦合和電源濾波電路中。后兩者電解電容的性能要優(yōu)于鋁電解電容器，主要用于溫度變化范圍大，對(duì)頻率特性要求高，對(duì)產(chǎn)品穩(wěn)定性、可靠性要求嚴(yán)格的電路中。但這兩種電容器的價(jià)格較高。2.3.1電容器的標(biāo)志方法電容器容量表示方法一般有直接表示法、數(shù)碼表示法和色碼表示法。具體描述如下：2.3.3電容器的正確選用根據(jù)電路要求選擇合適的電容器型號(hào)。一般的耦合、旁路，可選用紙介電容器；在高頻電路中，應(yīng)選用云母和瓷介電容器；在電源濾波和退耦電路中，應(yīng)選用電解電容器。E24E12E6E24E12E61.01.01.03.33.33.31.1

3.6

1.21.2

3.93.9

1.3

4.3

1.51.51.54.74.74.71.6

5.1

1.81.8

5.65.6

2.0

6.2

2.22.22.26.86.86.82.4

7.5

2.72.7

8.28.2

3.0

9.1

注：用表中數(shù)值再乘以10n來(lái)表示電容器標(biāo)稱電容量，n為正或負(fù)整數(shù)。注：用表中數(shù)值再乘以10n來(lái)表示電容器標(biāo)稱電容量，n為正或負(fù)整數(shù)。

電容器的額定電壓。選用電容器應(yīng)符合標(biāo)準(zhǔn)系列，電容器的額定電壓應(yīng)高于電容器兩端實(shí)際電壓的1～2倍。尤其對(duì)于電解電容器，一般應(yīng)使線路的實(shí)際電壓相當(dāng)于所選額定電壓的50%～70%，這樣才能充分發(fā)揮電解電容器的作用；若實(shí)際工作電壓低于其額定電壓的一半，反而容易使電解電容器的損耗增大。2.4半導(dǎo)體二極管

半導(dǎo)體二極管按其用途可分為：普通二極管和特殊二極管。普通二極管包括整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管、快速二極管等；特殊二極管包括變?nèi)荻O管、發(fā)光二極管、隧道二極管、觸發(fā)二極管等。2.4.1普通半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)1．反向飽和漏電流IS指在二極管兩端加入反向電壓時(shí)，流過(guò)二極管的電流，該電流與半導(dǎo)體材料和溫度有關(guān)。在常溫下，硅管的IS為納安（10-9A）級(jí)，鍺管的IS為微安（10-6A）級(jí)。2.4.2幾種常用二極管的特點(diǎn)1．整流二極管整流二極管結(jié)構(gòu)主要是平面接觸型，其特點(diǎn)是允許通過(guò)的電流比較大，反向擊穿電壓比較高，但PN結(jié)電容比較大，一般廣泛應(yīng)用于處理頻率不高的電路中。例如整流電路、嵌位電路、保護(hù)電路等。整流二極管在使用中主要考慮的問(wèn)題是最大整流電流和最高反向工作電壓應(yīng)大于實(shí)際工作中的值。目前常用幾種整流二極管的主要參數(shù)見(jiàn)表2-12。2．快速二極管

快速二極管的工作原理與普通二極管是相同的，但由于普通二極管工作在開(kāi)關(guān)狀態(tài)下的反向恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，約4～5ms，不能適應(yīng)高頻開(kāi)關(guān)電路的要求?？焖俣O管主要應(yīng)用于高頻整流電路、高頻開(kāi)關(guān)電源、高頻阻容吸收電路、逆變電路等，其反向恢復(fù)時(shí)間可達(dá)10ns?？焖俣O管主要包括肖特基二極管和快恢復(fù)二極管。

3．穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管是利用PN結(jié)反向擊穿特性所表現(xiàn)出的穩(wěn)壓性能制成的器件。穩(wěn)壓管的主要參數(shù)有：①穩(wěn)壓值VZ。指當(dāng)流過(guò)穩(wěn)壓管的電流為某一規(guī)定值時(shí)，穩(wěn)壓管兩端的壓降。目前各種型號(hào)的穩(wěn)壓管其穩(wěn)壓值在2～200V，以供選擇。②電壓溫度系數(shù)。穩(wěn)壓管的穩(wěn)壓值VZ的溫度系數(shù)在VZ低于4V時(shí)為負(fù)溫度系數(shù)值；當(dāng)VZ的值大于7V時(shí)，其溫度系數(shù)為正值；而VZ的值在6V左右時(shí)，其溫度系數(shù)近似為零。目前低溫度系數(shù)的穩(wěn)壓管是由兩只穩(wěn)壓管反向串聯(lián)而成，利用兩只穩(wěn)壓管處于正反向工作狀態(tài)時(shí)具有正、負(fù)不同的溫度系數(shù)，可得到很好的溫度補(bǔ)償。例如2DW7型穩(wěn)壓管是穩(wěn)壓值為±6～7V的雙向穩(wěn)壓管。③動(dòng)態(tài)電阻rZ。表示穩(wěn)壓管穩(wěn)壓性能的優(yōu)劣，一般工作電流越大，rZ越小。④允許功耗PZ。由穩(wěn)壓管允許達(dá)到的溫升決定，小功率穩(wěn)壓管的PZ值為100～1000mW,大功率的可達(dá)50W。⑤穩(wěn)定電流IZ。測(cè)試穩(wěn)壓管參數(shù)時(shí)所加的電流。實(shí)際流過(guò)穩(wěn)壓管的電流低于IZ時(shí)仍能穩(wěn)壓，但rZ較大。4．發(fā)光二極管（LED）

發(fā)光二極管的伏安特性與普通二極管類似，所不同的是當(dāng)發(fā)光二極管正向偏置時(shí)，正向電流達(dá)到一定值時(shí)能發(fā)出某種顏色的光。根據(jù)在PN結(jié)中所摻加的材料不同，發(fā)光二極管可發(fā)出紅、綠、黃、橘及紅外光線。在使用發(fā)光二極管時(shí)應(yīng)注意兩點(diǎn)：一是若用直流電源電壓驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管時(shí)，在電路中一定要串聯(lián)限流電阻，以防止通過(guò)發(fā)光二極管的電流過(guò)大而燒壞管子，注意發(fā)光二極管的正向?qū)▔航禐?.2～2V(可見(jiàn)光LED為1.2～2V,紅外線LED為1.2～1.6V)。二是發(fā)光二極管的反向擊穿電壓比較低，一般僅有幾伏。因此當(dāng)用交流電壓驅(qū)動(dòng)LED時(shí)，可在LDE兩端反極性并聯(lián)整流二極管，使其反向偏壓不超過(guò)0.7V，以便保護(hù)發(fā)光二極管。最大管耗PCM。指根據(jù)三極管允許的最高結(jié)溫而定出的集電結(jié)最大允許耗散功率。在實(shí)際工作中三極管的IC與UCE的乘積要小于PCM值，反之則可能燒壞管子。穿透電流ICEO。指在三極管基極電流IB=0時(shí)，流過(guò)集電極的電流IC。它表明基極對(duì)集電極電流失控的程度。小功率硅管的ICEO約為0.1mA，鍺管的值要比它大1000倍，大功率硅管的ICEO約為mA數(shù)量級(jí)。2.5.1半導(dǎo)體三極管的主要參數(shù)共射電流放大系數(shù)