常用電子元器件及應(yīng)用 (2)課件

常用電子元器件及應(yīng)用1.1電阻器1.1.1電阻器的分類及特點1．薄膜類1（1）金屬膜電阻（型號：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：RY）。在玻璃、瓷器等材料上，通過高溫以化學(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、高頻和過負荷性能，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：RT）。在陶瓷骨架表面上，將碳氫化合物在真空中通過高溫蒸發(fā)分解沉積成碳結(jié)晶導(dǎo)電膜。碳膜電阻價格低廉，阻值范圍寬（10W～10MW），溫度系數(shù)為負值。常用額定功率為1/8W～10W，精度等級為±5％、±10％、±20％，在一般電子產(chǎn)品中大量使用。22．合金類（1）線繞電阻（型號：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。線繞電阻具有高穩(wěn)定性、高精度、大功率等特點。溫度系數(shù)可做到小于10-6/℃，精度高于±0.01％，最大功率可達200W。但線繞電阻的缺點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：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)氧樹脂保護層，引線封裝后形成。該電阻器最大特點是具有自動補償電阻溫度系數(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±0.001％,穩(wěn)定性為±5×10-4％/年，溫度系數(shù)為±10-6/℃?？梢娝且环N高精度電阻。3．合成類（1）金屬玻璃釉電阻(型號：RI)。以無機材料做粘合劑，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。32.1.2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）的制造工藝不斷進步，使得電阻器的體積越來越小，其元件表面上標(biāo)注的文字符號也作出了相應(yīng)改革。一般僅用三位數(shù)字標(biāo)注電阻器的數(shù)值，精度等級不再表示出來（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。5（3）對于十個基本標(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）對于十個基本標(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。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。

6精密電阻器采用五個色環(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6106±0.25紫

7107±0.1灰8108

白9109

金

10-1±5銀

10-2±10無色

±207根據(jù)理論計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。9解：計算電阻R理論值。根據(jù)表2-4，實際選擇電阻值R=680W電阻器實際消耗的功率

實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。它對外有三個引出端，其中兩個為固定端，另一個是中心抽頭。轉(zhuǎn)動或調(diào)節(jié)電位器轉(zhuǎn)動軸，其中心抽頭與固定端之間的電阻將發(fā)生變化。常見的電位器外形圖如圖2.2.1所示。

101．有機實芯電位器

由導(dǎo)電材料與有機填料、熱固性樹脂配制成電阻粉，經(jīng)過熱壓，在基座上形成實芯電阻體。該電位器的特點是結(jié)構(gòu)簡單、耐高溫、體積小、壽命長、可靠性高，廣泛用于焊接在電路板上作微調(diào)使用；缺點是耐壓低、噪聲大。112.3電

容

器2.3.1常用電容器1．瓷介電容器13瓷介電容器的主要特點是介質(zhì)損耗較低，電容量對溫度、頻率、電壓和時間的穩(wěn)定性都比較高，且價格低廉，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。常見的低壓小功率電容器有瓷片、瓷管、瓷介獨石電容器，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，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．有機薄膜電容器最常見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。144．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極之分，使用中應(yīng)保證正極電位高于負極電位；否則電解電容器的漏電流增大，導(dǎo)致電容器過熱損壞，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。鋁電解電容器價格便宜，容量可以做的比較大，但性能較差，壽命短（存儲壽命小于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，對頻率特性要求高，對產(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：

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

17

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)高于電容器兩端實際電壓的1～2倍。尤其對于電解電容器，一般應(yīng)使線路的實際電壓相當(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。182.4.1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，流過二極管的電流，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，鍺管的IS為微安（10-6A）級。192.4.2幾種常用二極管的特點1．整流二極管整流二極管結(jié)構(gòu)主要是平面接觸型，其特點是允許通過的電流比較大，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、保護電路等。整流二極管在使用中主要考慮的問題是最大整流電流和最高反向工作電壓應(yīng)大于實際工作中的值。目前常用幾種整流二極管的主要參數(shù)見表。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關(guān)狀態(tài)下的反向恢復(fù)時間較長，約4～5ms，不能適應(yīng)高頻開關(guān)電路的要求。快速二極管主要應(yīng)用于高頻整流電路、高頻開關(guān)電源、高頻阻容吸收電路、逆變電路等，其反向恢復(fù)時間可達10ns?？焖俣O管主要包括肖特基二極管和快恢復(fù)二極管。

213．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)流過穩(wěn)壓管的電流為某一規(guī)定值時，穩(wěn)壓管兩端的壓降。目前各種型號的穩(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時為負溫度系數(shù)值；當(dāng)VZ的值大于7V時，其溫度系數(shù)為正值；而VZ的值在6V左右時，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)時具有正、負不同的溫度系數(shù)，可得到很好的溫度補償。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50W。⑤穩(wěn)定電流IZ。測試穩(wěn)壓管參數(shù)時所加的電流。實際流過穩(wěn)壓管的電流低于IZ時仍能穩(wěn)壓，但rZ較大。224．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，正向電流達到一定值時能發(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)光二極管時應(yīng)注意兩點：一是若用直流電源電壓驅(qū)動發(fā)光二極管時，在電路中一定要串聯(lián)限流電阻，以防止通過發(fā)光二極管的電流過大而燒壞管子，注意發(fā)光二極管的正向?qū)▔航禐?.2～2V(可見光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LED時，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0.7V，以便保護發(fā)光二極管。23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，流過集電極的電流IC。它表明基極對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。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)