分立電子器件

電子器件導論12/28/20231分立元件——電容電容是電子設備中最基礎也是最重要的元件之一。電容的產(chǎn)量占全球電子元器件產(chǎn)品（其它的還有電阻、電感等）中的40%以上。電容是一個國家工業(yè)技術能力的完全體現(xiàn)，尤其是高檔電容所代表的是本國精密加工、化工、材料、基礎研究的水平（美國、日本是世界上電容設計研究能力最高的兩個國家），其高檔產(chǎn)品的設計制造要求甚至不亞于CPU。12/28/20232電容器主要用作儲能和傳遞能量。完成以下功能：隔斷直流：阻止直流，限制低頻交流。（容抗較大）旁路交流（去耦）耦合：把交流信號傳遞到下一級。濾波：有選擇地傳遞特定頻率信號。（串聯(lián)諧振，并聯(lián)諧振）溫度補償：針對其它元件對溫度的適應性不夠帶來的影響，而進行補償，改善電路的穩(wěn)定性。計時：電路的時間常數(shù)電容的功能：12/28/20233調(diào)諧：收音機的接收，對與頻率相關的電路進行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機、收音機、電視機。整流：利用儲能，實現(xiàn)半導體的開關。（如二極管的開關）儲能：儲存電能，并瞬間釋放。例如相機閃光燈，加熱設備等等。（如今某些電容的儲能水平已經(jīng)接近鋰電池的水準，一個電容儲存的電能可以供一個手機使用一天）。電容的功能(Cont.)12/28/20234按照介質(zhì)種類來分無機介質(zhì)電容器有機介質(zhì)電容器電解電容器不同介質(zhì)的電容，在結構、成本、特性、用途方面都大不相同。電容器的主要種類12/28/20235

陶瓷電容

陶瓷電容常用在超高頻器件瓷片電容（片式瓷介質(zhì)電容）用陶瓷做介質(zhì)，在陶瓷基體兩面噴涂銀層，然后燒成銀質(zhì)薄膜做極板制成。它的特點是體積小，耐熱性好、損耗小、絕緣電阻高，但容量小，適宜用于高頻電路。無機介質(zhì)電容器12/28/20236云母電容：

云母電容是性能優(yōu)良的高頻電容之一，廣泛應用于對電容的穩(wěn)定性和可靠性要求高的場合。用金屬箔或者在云母片上噴涂銀層做電極板，極板和云母一層一層疊合后，再壓鑄在膠木粉或封固在環(huán)氧樹脂中制成。它的特點是介質(zhì)損耗小，絕緣電阻大、溫度系數(shù)小，適宜用于高頻電路。12/28/20237金屬膜電容有機介質(zhì)電容器用兩片金屬箔做電極，有機物作為電介質(zhì)，卷成圓柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金屬殼或者絕緣材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）殼中制成。它的特點是體積較小，容量可以做得較大。但是有固有電感和損耗都比較大，用于低頻。

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介質(zhì)材料是用經(jīng)過特殊工藝處理后的生成的金屬氧化物。鋁電解電容電解電容鉭電解電容12/28/20239電解電容的結構和特點鋁電解電容由鋁圓筒做負極，里面裝有液體電解質(zhì)，插入一片彎曲的鋁帶做正極制成。需要經(jīng)過直流電壓處理，使正極片上形成一層氧化膜做介質(zhì)。特點是容量大，但是漏電大，穩(wěn)定性差，有正負極性，適宜用于電源濾波或者低頻電路中。使用的時候，正負極不要接反。鉭電解電容金屬鉭或者鈮做正極，用稀硫酸等配液做負極，用鉭或鈮表面生成的氧化膜做介質(zhì)制成。特點是體積小、容量大、性能穩(wěn)定、壽命長、絕緣電阻大、溫度特性好。用在要求較高的設備中。12/28/202310

這是一顆電解電容，容量為1000uF，耐壓為35V，耐溫為85°C。照片下方標示白色一側為負極，接腳也比另外一邊短！12/28/202311

電容容量標示方法（直接標示）

以uF為單位：電容容量1uF以上者，直接以數(shù)值標示容量，例如10000uF，3300uF。以pF為單位：第一位數(shù)與第二位數(shù)代表電容數(shù)值，第三個數(shù)字代表10的次方，亦即數(shù)值后面0的個數(shù)。例如電容容量標示為104者，代表10后面有四個0，亦即100000pF。

以nF為單位：電容容量標示為100n代表100x10-9=10-7法拉，亦等于0.1x10-6法拉，所以等于0.1uF。

以上關系可以表示為1uF=103nF=106pF12/28/202312電容器的結構和等效電路12/28/202313電容器的等效電路12/28/202314電容器的絕緣電阻、吸收函數(shù)I=Ic+Ia+I1Ic：正常充電電流Ia：緩慢極化建立的充電電流I1：充電電流降到某一數(shù)值后整個趨于穩(wěn)定的電流（漏導電流）↓I1絕緣電阻R=U/I1絕緣電阻12/28/202315吸收系數(shù)介質(zhì)吸收現(xiàn)象：C+Q-QCC+Ua—Ua/U：電容器的吸收系數(shù)，表明介質(zhì)吸收電流的程度，判斷能夠迅速完全放電12/28/2023161、損耗的概念：（電容功能：傳遞能量）

電能熱能電容發(fā)熱消耗在周圍環(huán)境中電容器的損耗12/28/202317直流工作狀態(tài)

在直流狀態(tài)，沒有外界電場的周期變化，因此不存在極化損耗，主要是介質(zhì)材料的漏電損耗。12/28/202318交流工作狀態(tài)（極化時，電荷移動產(chǎn)生熱量）

P/Q=tg

σP=UIctgσ=U2ωCtgσ12/28/202319結論：P與tgσ成正比，通常用損失角的正切表示電容器的損耗。2、損耗的分析電容器的損耗：主要介質(zhì)的損耗tgσ1(介質(zhì)材料）輔助介質(zhì)的損耗tgσ2

（保護結構）漏導損耗tgσ1

（低溫、低頻時忽略）金屬部分損耗tgσm(與頻率有關）12/28/202320電容器的介質(zhì)部分損耗

a)電導損耗：有漏導電流引起，即漏導損耗。特點：與頻率無關，但其tgσ（損失角正切

值）與頻率成反比。

電導損耗隨功率和溫度變化的曲線12/28/202321

b)極化損耗：有緩慢極化引起。

C）電離損耗：氣隙加壓放電，消耗能量。電容器金屬部分的損耗

a)引出線損耗

b)接觸電阻引起的損耗

c)極板損耗12/28/202322碳膜電阻器

碳膜電阻器是采用碳膜做為導電層，屬于膜式電阻的一種。它是將通過真空高溫熱分解出的結晶碳沉淀積在柱形或管形陶瓷骨架上制成的。改變碳膜的厚度和使用刻槽的方法，可以變更碳膜的長度，得到不同的阻值。

分立元件——電阻12/28/20232312/28/202324金屬膜電阻器

金屬膜電阻器是采用金屬膜做為導電層，也屬于膜式電阻器的和一種。它是用高真空加熱蒸發(fā)（或高溫分解、化學沉積或燒滲等方法）技術，將合金材料（有高阻、中阻、低阻三種）蒸鍍在陶瓷骨架上制成的。通過刻槽或改變金屬膜厚度，可以控制電阻值的大小。

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金屬膜電阻器與碳膜電阻器相比，其噪聲低、穩(wěn)定性好，但成本相對要高。12/28/202326金屬氧化膜電阻器

金屬氧化膜電阻器是用銻和錫等金屬鹽溶液噴霧到熾熱（約550℃）的陶瓷骨架表面上沉積后制成的。它與金屬膜電阻器相比，具有阻燃、導電膜層均勻、膜與骨架基本體結合牢固、抗氧化能力強等優(yōu)點，其缺點是阻值范圍?。ㄍǔＴ?00kΩ以下）。12/28/20232712/28/202328碳膜電阻器金屬膜電阻器金屬氧化膜電阻器12/28/202329合成碳膜電阻器

合成碳膜電阻器是將碳黑、石墨、埴充料與有機粘合劑配成懸浮液，將其涂覆于絕緣骨架上，再加熱聚合制成的。

合成碳膜電阻器一般分為高阻合成膜電阻器、高壓合成膜電阻器和真空兆歐合成膜電阻器。12/28/20233012/28/202331化學沉積膜電阻器

化學沉積膜電阻器是用單純的化學反應在絕緣基本（需經(jīng)活化處理）上沉積一層電阻膜而制成的，它主要用來彌補金屬膜電阻器的低阻值部分。其優(yōu)點是可以沉積在任何開頭的基體上，缺點是薄膜易受潮和電解腐蝕，需外加保護層。12/28/202332有機實心電阻器

有機實心電阻器是由顆粒狀導電物（碳黑、石墨等）、填充料（云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧化鈦等）和有機粘合劑（如酚醛樹脂等）等材料混合并熱壓成型后，再裝入塑料外殼內(nèi)制成的。

12/28/202333無機實心電阻器

無機實心電阻器是由導電物質(zhì)（碳黑、石墨等）、填充料與無機粘合劑（如玻璃釉等）混合壓制成型后高溫燒結而成的。其優(yōu)點是電阻溫度系數(shù)較大，缺點是阻值范圍較小。12/28/202334金屬玻璃釉電阻器

金屬玻璃釉電阻器是由金屬氧化物（如釕、銀、鈀、銠、錫、銻等）和玻璃釉粘合劑混合后涂覆在陶瓷骨架上，再經(jīng)高溫燒結而成。12/28/202335線繞電阻器

線繞電阻器是用高阻值的合金線（即電阻絲，采用鎳鉻絲、康銅絲、錳銅絲等材料制成）纏繞在絕緣基棒上制成的。它具有阻值范圍大（0.1Ω-5MΩ）、噪聲小、電阻溫度系數(shù)小、耐高溫、承受負荷功率大（最高可達500W）等優(yōu)點，缺點是高頻特性差。12/28/202336

國產(chǎn)電阻器的型號由四部分組成（不適用敏感電阻）

第一部分：主稱，用字母表示，表示產(chǎn)品的名字。如R表示電阻，W表示電位器。

第二部分：材料，用字母表示，表示電阻體用什么材料組成，T-碳膜、H-合成碳膜、S-有機實心、N-無機實心、J-金屬膜、Y-氮化膜、C-沉積膜、I-玻璃釉膜、X-線繞。

電阻器的命名12/28/202337第三部分：分類，一般用數(shù)字表示，個別類型用字母表示，表示產(chǎn)品屬于什么類型。1-普通、2-普通、3-超高頻、4-高阻、5-高溫、6-精密、7-精密、8-高壓、9-特殊、G-高功率、T-可調(diào)。

第四部分:序號，用數(shù)字表示，表示同類產(chǎn)品中不同品種，以區(qū)分產(chǎn)品的外型尺寸和性能指標等

12/28/202338例如：RJ75（精密金屬膜電阻器）

R——電阻器（第一部分）

J——金屬膜（第二部分）

7——精密（第三部分）

5——序號（第四部分）12/28/202339

在電阻上有三道或者四道色環(huán)。靠近電阻端的是第一道色環(huán)，其余順次是二、三、四道色環(huán)。第一道色環(huán)表示阻值的最大一位數(shù)字，第二道色環(huán)表示第二位數(shù)字，第三道色環(huán)表示阻值未應該有幾個零。第四道色環(huán)表示阻值的誤差。色環(huán)顏色所代表的數(shù)字或者意義見表1。

色環(huán)阻值表示法12/28/202340色別第一色環(huán)最大一位數(shù)字

第二色環(huán)第二位數(shù)字第三色環(huán)應乘的數(shù)第四色環(huán)誤差棕1110紅22102橙33103黃4