第二章 常用電子元器件

1、第二章 常用電子元器件第二章 常用電子元器件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（50100）×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1010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

2、比較厚，因而具有極好的脈沖、高頻和過負(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^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（1010M），溫度系數(shù)為負(fù)值。常用額定功率為1/8W10W，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.

3、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/?？梢娝且环N高精度電阻。3合成類（1）金屬玻璃釉電阻(型號(hào)：RI)。以無機(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

4、片式電阻。（2）實(shí)芯電阻（型號(hào)：RS）。用有機(jī)樹脂和碳粉合成電阻率不同的材料后熱壓而成。體積與相同功率的金屬膜電阻相當(dāng)，但噪聲比金屬膜電阻大。阻值范圍為4.722M，精度等級(jí)為±5、±10、±20。（3）合成膜電阻（RH）。合成膜電阻可制成高壓型和高阻型。高阻型電阻的阻值范圍為10M106M，允許誤差為±5、±10。高壓型電阻的阻值范圍為471000，耐壓分10kV和35kV兩擋。（4）厚膜電阻網(wǎng)絡(luò)（電阻排）。它是以高鋁瓷做基體，綜合掩膜、光刻、燒結(jié)等工藝，在一塊基片上制成多個(gè)參數(shù)性能一致的電阻，連接成電阻網(wǎng)絡(luò)，也叫集成電阻。集成電阻的特點(diǎn)是溫

5、度系數(shù)小，阻值范圍寬，參數(shù)對(duì)稱性好。目前已越來越多的被應(yīng)用在各種電子設(shè)備中。4敏感類使用不同材料和工藝制造的半導(dǎo)體電阻，具有對(duì)溫度、光照度、濕度、壓力、磁通量、氣體濃度等非電物理量敏感的性質(zhì)，這類電阻叫敏感電阻。利用這些不同類型的電阻，可以構(gòu)成檢測(cè)不同物理量的傳感器。這類電阻主要應(yīng)用于自動(dòng)檢測(cè)和自動(dòng)控制領(lǐng)域中。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±10，其含率比較大的電阻。如電阻表面上印有RXYC-50-T-1k5-RXYC-50-T-1k5-±義是耐潮被釉線繞可調(diào)電阻器，額定功率為50W，阻值為1.5k，允許誤

6、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（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（），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10×10010；223表示其阻值為22×10322k。（4）對(duì)于十個(gè)基本標(biāo)注單

7、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3.9。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。1有機(jī)實(shí)芯電位器由導(dǎo)電材料與有機(jī)填料、熱固性樹脂配制成電阻粉，經(jīng)過熱壓，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)簡單、耐高溫、體積小、壽命長、可靠性高，廣泛

8、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線繞電位器用合金電阻絲在絕緣骨架上繞制成電阻體，中心抽頭的簧片在電阻絲上滑動(dòng)。線繞電位器用途廣泛，可制成普通型、精密型和微調(diào)型電位器，且額定功率做的比較大、電阻的溫度系數(shù)小、噪聲低、耐壓高。3合成膜電位器在絕緣基體上涂敷一層合成碳膜，經(jīng)加溫聚合后形成碳膜片，再與其他零件組合而成。這類電位器的阻值變化連續(xù)、分辨率高、阻值范圍寬、成本低。但對(duì)溫度和濕度的適應(yīng)性差，使用壽命短。4多圈電位器多圈電位器屬于精密電位器。它分有帶指針、不帶指針等形式，調(diào)整圈數(shù)有5圈、10圈等數(shù)種。該電位器除具有線繞電位器的相同特點(diǎn)外，還具有線性優(yōu)良，能進(jìn)行精細(xì)調(diào)整等優(yōu)點(diǎn)

9、，可廣泛應(yīng)用于對(duì)電阻實(shí)行精密調(diào)整的場合。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

10、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1µF10000µF。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

11、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：1直接表示法通常是用表示數(shù)量的字母m（10-3）、µ（10-6）、n（10-9）和p（10-12）加上數(shù)字組合表示。例如4n7表示4.7×10-9F=4700pF,47n表示47×10-9F=47000pF=0.047µF,6p8

12、表示6.8pF。另外，有時(shí)在數(shù)字前冠以R，如R33，表示0.33µF;有時(shí)用大于1的四位數(shù)字表示，單位為pF,如2200表示為2200pF；有時(shí)用小于1的數(shù)字表示，單位為µF，如0.22為0.22µF。2數(shù)碼表示法一般用三位數(shù)字來表示容量的大小，單位為pF。前兩位為有效數(shù)字，后一位表示位率，即乘以10i，i是第三位數(shù)字。若第三位數(shù)字為9，則乘以10-1。如223代表22×103pF22000pF0.022µF，又如479代表47×10-1pF4.7pF。這種表示法最為常見。3色碼表示法這種表示法與電阻器的色環(huán)表示法類似，顏色涂于電容器

13、的一端或從頂端向引線側(cè)排列。色碼一般只有三種顏色，前兩環(huán)為有效數(shù)字，第三環(huán)為位率，單位為pF。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12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

14、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額定整流電流IF 指二極管長期運(yùn)行時(shí)，根據(jù)允許溫升折算出來的平均電流值。目前大功率整流二極管的IF值可達(dá)1000A。3最大反向工作電壓URM指為避免擊穿所能加的最大反向電壓。目前最高的URM值可達(dá)幾千伏。4最高工作頻率fM由于PN結(jié)的結(jié)電容存在，當(dāng)工作頻率超過某一值時(shí)，它的單向?qū)щ娦詫⒆儾?。點(diǎn)接觸式二極管的fM值較高，在100MHz以上；整流二極管的fM較低，一般不高于幾千赫。5反向恢復(fù)時(shí)間trr指二極

15、管由導(dǎo)通突然反向時(shí)，反向電流由很大衰減到接近IS時(shí)所需要的時(shí)間。大功率開關(guān)管工作在高頻開關(guān)狀態(tài)時(shí)，此項(xiàng)指標(biāo)至為重要。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關(guān)狀態(tài)下的反向恢復(fù)時(shí)間較長，約45µs，不能適

16、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(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：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(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2200V，以供選擇。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

17、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±67V的雙向穩(wěn)壓管。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。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1001000mW,大功率的可達(dá)50W。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

18、、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?.22V(可見光LED為1.22V, 紅外線LED為1.21.6V)。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0.7V，以便保護(hù)發(fā)光二極管。2.5 半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體三極管亦稱雙極型晶體管，其種類非常多。按照結(jié)構(gòu)工藝分類，有PNP和NPN型；按照制造材料分類，有鍺管和硅管；按照工作頻率分類，有低頻管和高頻管；一般低頻管用以處理頻率在3MHz以下的電路中，高頻管的工作頻率可以達(dá)到幾百兆赫。按照允許耗散的功率大小分類，有小功率管和大功率管；一般小功率管的額定功耗在1W以下，而大功率管的額定功耗可達(dá)幾十瓦以上。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)。值一般在20200，它是表征三極管電流放大作用的最主要的參數(shù)。反向擊穿電壓值U(BR)CEO。指基極開路時(shí)加在c、e兩端電壓的最大允許值，一般為幾十伏，高壓大功率管可達(dá)千伏以上。 最大集電極電流ICM。指由于三極管IC過大使值下降到規(guī)定允許值時(shí)的電流（一般指值下降到2/3正常值時(shí)的IC值）。實(shí)際管子在工作時(shí)超過ICM并不一