專題一電子元器件(介紹)

1、講課人：程妙仙專題一 電子元器件CONTENTS電阻器A電容器B電感器C半導(dǎo)體二極管D半導(dǎo)體三極管E集成電路F電阻器電阻器：簡稱電阻，是電子電路中應(yīng)用最多的元件文字符號(hào)：R單位是歐姆（），千歐（K），兆歐（M）。固定電阻器：是指阻值固定不變的電阻器符號(hào)：可變電阻器：是指電阻值可以調(diào)節(jié)的電阻器，又稱為電位器符號(hào)電阻器的分類繞線電阻金屬膜電阻碳膜電阻貼片電阻 排阻水泥電阻可變電阻1-1碳膜電阻 碳沉積在瓷棒或者瓷管上，形成一層結(jié)晶碳膜。改變碳膜厚度和用刻槽的方法變更碳膜的長度，可以得到不同的阻值。碳膜電阻成本較低，性能一般。 1-2金屬膜電阻器用真空蒸發(fā)的方法將合金材料蒸鍍于陶瓷棒骨架表面。金屬膜

2、電阻比碳膜電阻的精度高，穩(wěn)定性好，噪聲小， 溫度系數(shù)小。 1-3線繞電阻器用高阻合金線繞在絕緣骨架上制成，外面涂有耐熱的釉絕緣層或絕緣漆。 1-4熔斷電阻器熔斷電阻器又叫保險(xiǎn)絲電阻，在正常情況下和普通電阻器具有一樣的功能，在電流過大時(shí)它的阻值變成很大或者斷路，使設(shè)備不過載。1-5水泥電阻采用陶瓷材料封裝，內(nèi)部為電阻絲繞制，電阻絲與引腳采用壓接方式，在負(fù)載短路時(shí)可以在壓接處迅速熔斷，在電路中起限流保護(hù)作用。排阻:又分并阻和串阻。并阻（RP）計(jì)算方法如（471表示470）。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 1所以說如果一個(gè)排阻是由n個(gè)電阻構(gòu)成的，那么它就有n+1只引腳，一般來說，最左邊的那個(gè)是公共引腳。它在排阻上一

3、般用一個(gè)帶顏色點(diǎn)標(biāo)出來。串阻（RN）與并阻的區(qū)別是串阻的各個(gè)電阻彼此分離如圖 2。1-6排阻1-7貼片電阻(SMD Resistance)1-8敏感電阻器敏感電阻器屬于傳感器，它在現(xiàn)代信息技術(shù)、生產(chǎn)自動(dòng)化、軍事、交通、環(huán)保、能源、醫(yī)療、家電等領(lǐng)域起著巨大的作用。從各種復(fù)雜工程系統(tǒng)到人們?nèi)粘Ｉ畹囊率匙⌒?，都離不開各種各樣的敏感電阻器。如果說計(jì)算機(jī)相當(dāng)于人的大腦，通信相當(dāng)于人的神經(jīng)，那么傳感器就相當(dāng)于人的感官。 從狹義上講，傳感器就是將外界信息轉(zhuǎn)換成電信號(hào)的裝置。舉例來說： 1-8-1、光敏電阻 光敏電阻又稱光導(dǎo)管，常用的制作材料為硫化鎘等。 這些制作材料具有在特定波長的光照射下，其阻值迅速減小

4、的特性。 1-8-2、壓敏電阻 “壓敏電阻”意思是在一定電流電壓范圍內(nèi)電阻值隨電壓而變，或者是說“電阻值對電壓敏感”的阻器 壓敏電阻有什么用？壓敏電阻的最大特點(diǎn)是當(dāng)加在它上面的電壓低于它的閥值“UN”時(shí)，流過它的電流極小，相當(dāng)于一只關(guān)死的閥門，當(dāng)電壓超過UN時(shí)，流過它的電流激增，相當(dāng)于閥門打開。利用這一功能，可以抑制電路中經(jīng)常出現(xiàn)的異常過電壓，保護(hù)電路免受過電壓的損害。 例如 220V U1-8-3、熱敏電阻熱敏電阻是開發(fā)早、種類多、發(fā)展較成熟的敏感元器件熱敏電阻由半導(dǎo)體陶瓷材料組成。其阻值隨溫度變化的曲線呈非線性。 t圖形符號(hào):電阻的標(biāo)識(shí)方法2、電阻的標(biāo)識(shí)方法直接標(biāo)識(shí)法色環(huán)法示值法文字符號(hào)法

5、2-1直接標(biāo)識(shí)法：四環(huán)普通型電阻電阻體上有四條色環(huán)，前兩條表示數(shù)字，第三條表示倍乘，第四條表示誤差。2-2 色環(huán)法規(guī)則 五環(huán)精密型電阻 電阻體上有五條色環(huán)，前三條表示數(shù)字，第四條表示倍乘，第五條表示誤差。正確識(shí)別首環(huán)1 .離端部近的為首環(huán)4.2M 5% 2. 端頭任一環(huán)與其它較遠(yuǎn)的一環(huán)為最后一環(huán)即誤差2.2K 5% 3. 金銀在端頭的為最后一環(huán)(誤差)120K 5% 正確識(shí)別首環(huán)4 .黑在端頭為倒數(shù)第二環(huán), 并且末環(huán)為無色42 20% 5. 紫灰白一般不會(huì)是倍率,即不大可能為倒數(shù)第二環(huán)1.8K 1% 2-3示值法：四位數(shù)表示法 前三位表示有效數(shù)字，第四位數(shù)表示有效數(shù)字后“0”的個(gè)數(shù)，這樣得出的

6、阻值單位也為其基本單位歐姆()。如：“1001”表示1000歐姆。這種電阻的誤差范圍一般為+1%，一般在0805封裝的貼片電阻上比較常見。三位數(shù)表示法前二位表示有效數(shù)字，第三位數(shù)表示有效數(shù)字后“0”的個(gè)數(shù)，這樣得出的阻值單位為其基本單位歐姆()。如：“223”表示22000歐姆。這種電阻的誤差范圍一般是J級，即+5%，這種表示方法一般在封裝的貼片電阻電阻上比較常見。采用四位數(shù)表示：第一第二第三位為有效數(shù)，第四位為有效數(shù)后“0”的個(gè)數(shù)。精密度為1 如圖電阻標(biāo)示為“8222”，則該電阻為82.2K用阿拉伯?dāng)?shù)字直接標(biāo)出。例203201200205R=XY10n20 k 200 20 2M XYZ2-

7、4文字符號(hào)法：5R6223K2M033=5.62=23.2K=0.033M3-1 電阻器的額定功率電阻器有電流流過時(shí)會(huì)發(fā)熱，如果溫度過高就會(huì)被燒毀。表示在常溫、常壓下電阻器長期工作所能承受最大功率的表示方法。電阻器額定功率在電路圖中的表示方法 質(zhì)量判別：用萬用表打到合適的檔位，校0后，測量它的阻值，如與標(biāo)稱值一致，說明是好的，否則，就說明性能不良。電阻器常見的故障現(xiàn)象是“開路”或阻值增大（更換時(shí)，應(yīng)功率相同，阻值相同）。熱敏電阻 NTC 負(fù)系數(shù) PTC 正系數(shù)光敏電阻濕敏電阻壓敏電阻電容器電容器：簡稱電容，是兩塊導(dǎo)體中間隔絕緣材料構(gòu)成，文字符號(hào)：C單位是法（ F ），F(xiàn)（微法），pF（皮法）在

8、電路中的用途是隔直流通交流，儲(chǔ)存電能獨(dú)石電容鉭電解電容瓷介電容薄膜電容2-1 電容的性能參數(shù)直標(biāo)法 直接把電容器的容量、額定電壓、最高使用溫度、偏差等級標(biāo)記在電容器體上。有時(shí)因電容器的面積小而省略單位，但存在這樣的規(guī)律，即小數(shù)點(diǎn)前面為0時(shí)，單位為f，小數(shù)點(diǎn)前不為0時(shí)，則單位為pF。如下圖所示：（2）數(shù)碼表示法 一般用三位數(shù)字表示前面兩位表示有效數(shù)值最后一位表示零的個(gè)數(shù)得出的容量單位是pF (皮法)這種方法在較小的電容上常用如陶瓷電容、獨(dú)石電容等。 如“102”表示該電容的容量為1000pF （3）文字符號(hào)法 該標(biāo)記方法有數(shù)字和字母兩部分組成，其中字母可當(dāng)成小數(shù)點(diǎn)，而數(shù)字和字母兩者共同決定該電容

9、的容量。例如： p82 = 0.82 p F 2 2 = 2.2 f(4)色標(biāo)法 電容器的色標(biāo)法與電阻器的色標(biāo)法規(guī)定相同，其基本單位為pF，一般有三條色環(huán)，其顏色代表三個(gè)數(shù)字，其中前兩位代表數(shù)值，第三位代表有多少個(gè)0；讀碼的方向是自上而下。4p7表示4.7pF；8n2表示8200pF；M1表示0.1F；3m3表示3300F；G1表示100F 2-2常見電容器1.固定電容器,電容固定不變。2.電解電容器:電容較大,極性固定,不得接錯(cuò),符號(hào):3.可調(diào)電容器:電容可以改變.符號(hào):符號(hào):+_電解電容器的極性判別外觀判別22u50v負(fù)極標(biāo)識(shí)引線長短_+長引腳：正極短引腳：負(fù)極2-3電容器的工作狀態(tài)（1）

10、充電： 把電容器的一個(gè)極板與電池組的正極相連，另一個(gè)極板與負(fù)極相連，兩個(gè)極板就分別帶上了等量的異種電荷，這個(gè)過程叫做充電。 *充電的過程是電容器獲得電場能的過程（2）放電： 把充電后的電容器的兩極板接通，兩極板上的電荷互相中和，電容器不再帶電，這個(gè)過程叫做放電 * 放電的過程是電容器的電場能轉(zhuǎn)化為其他形式的能的過程 電感器電容器：通常稱為電感線圈或線圈，把電能轉(zhuǎn)換成磁場能并儲(chǔ)存在磁場中文字符號(hào)： L電感量單位是亨利（H），還有mH、H在電路中的用途是阻交通直，儲(chǔ)存磁能 電感器按電感量能否調(diào)節(jié)可以分為固定電感器和可變電感器，按導(dǎo)磁體材料可分為空心電感器、鐵心電感器、鐵氧體電感器（是一種磁芯電感器

11、）。a.空心電感器 b.鐵心電感器 c.磁心電感器 d.帶磁心可變電感器電感器的圖形符號(hào) 3-1電感器分類看一看 電感器的外形1. 空心電感器 空心電感器沒有磁芯或鐵芯，只是將導(dǎo)線一圈靠一圈的繞在一起，通常線圈繞的匝數(shù)較少，電感量小。通過調(diào)整空心線圈之間的間隙，可以改變電感量的大小，實(shí)現(xiàn)微調(diào)。為了防止線圈之間的間隙變化，實(shí)用電路中調(diào)試結(jié)束后可用石蠟對其密封固定。 看一看 電感器的外形2.鐵芯電感器 鐵芯電感器是在鐵芯骨架上繞制線圈而形成，通常其骨架采用硅鋼片疊加在一起而組成，如電感鎮(zhèn)流器、阻流圈等。 a. 電感鎮(zhèn)流器 b.阻流圈 看一看 電感器的外形3.磁芯電感器 （2）磁環(huán)線圈 （1）磁棒線

12、圈 看一看 電感器的外形3.磁芯電感器 （3）色環(huán)電感器 （4）帶磁芯心微調(diào)電感器 （5）偏轉(zhuǎn)線圈 看一看 電感器的外形各種電感器 3-2 電感器的主要參數(shù) （1）電感量及偏差 電感量是表示電感線圈電感數(shù)值大小的量。通常電感線圈表面所標(biāo)注的電感量為標(biāo)稱電感量，線圈的實(shí)際電感量與名義電感量之間的誤差為電感線圈的偏差。 （2）品質(zhì)因數(shù) 線圈中儲(chǔ)存的能量與消耗的能量的比值稱為品質(zhì)因數(shù)，又稱Q值。 （3）分布電容 線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。 （4）額定電流 額定電流是指電感器正常工作時(shí)，允許通過的最大電流。 1H=1000mH=1000000uH （5）單位

13、換算：H（亨) mH（毫亨) H（微亨） 3-3 電感器的標(biāo)注方法及識(shí)讀 （1）直標(biāo)法 直標(biāo)法是將標(biāo)稱電感量及允許誤差等參數(shù)直接標(biāo)注在電感器上的一種方法。 （2）文字符號(hào)法 文字符號(hào)法是利用文字和數(shù)字的有機(jī)結(jié)合將標(biāo)稱電感量、允許誤差等參數(shù)標(biāo)注在電感器上的一種方法，通常用在一些小功率的電感器。其單位一般為nH或H，分別用n或R表示小數(shù)點(diǎn)的位置。 如：4R7表示電感量為4.7H。 （3）色標(biāo)法 色標(biāo)法是用不同顏色的色環(huán)或色點(diǎn)在電感器表面標(biāo)出電感量和誤差等參數(shù)的方法。單位為H， （4）數(shù)碼法 數(shù)碼法是用3位數(shù)字表示電感器電感量的方法，數(shù)字從左向右，前面的兩位數(shù)為有效值，第三位數(shù)為乘數(shù)，單位為H 半導(dǎo)

14、體二極管半導(dǎo)體二極管：又稱晶體二極管，簡稱二極管。一個(gè)PN結(jié)，兩個(gè)電極引線、封裝管殼組成普通二極管發(fā)光二極管4-1二極管結(jié)構(gòu)半導(dǎo)體二極管- 一個(gè)PN結(jié)引兩電極、封裝管殼就制成一個(gè)二極管P型半導(dǎo)體-本征半導(dǎo)體中摻入微量的三價(jià)元素，得到以空穴載流子為主的空穴型半導(dǎo)體，空穴載流子是帶正電荷N型半導(dǎo)體-本征半導(dǎo)體中摻入微量的五價(jià)元素，得到以電子載流子為主的電子型半導(dǎo)體，電子載流子是帶負(fù)電荷PN結(jié)-通過一定的生產(chǎn)工藝，把P型半導(dǎo)體和N型半導(dǎo)體結(jié)合在一起，在它們的交界處形成一個(gè)具有特殊性能的薄層 PN結(jié)具有單向?qū)щ娦远O管具有單向?qū)щ娦?-2 二極管的管腳極性4-3 PN結(jié)的單向?qū)щ娦远O管的正極接電源正

15、端，負(fù)極接電源負(fù)端，PN結(jié)導(dǎo)通。這種接法稱為二極管外加正偏電壓正偏時(shí)，二極管呈小電阻，電路中有較大電流通過二極管的正極接電源負(fù)端，負(fù)極接電源正端， PN結(jié)截止。這種接法稱二極管外加反偏電壓反偏時(shí)，二極管呈大電阻，電路中幾乎沒有電流通過這就是二極管的單向?qū)щ娦?4-4 半導(dǎo)體二極管的伏安特性曲線二極管的伏安特性曲線-描述二極管兩端的電壓和流過的電流之間的關(guān)系曲線正向特性：死區(qū)（0A段）：硅管死區(qū)電壓小于0.5V,鍺管死區(qū)電壓小于0.1V）導(dǎo)通（B點(diǎn)后）：硅管導(dǎo)通電壓約為0.7V，鍺管約為0.3V）。超過死區(qū)電壓后，二極管中電流開始增大二極管在電路中相當(dāng)于開關(guān)接通狀態(tài)4-5 半導(dǎo)體二極管的主要參數(shù)

16、1.最大整流電流IF ：指二極管在室溫下長期運(yùn)行允許通過的最大正向平均電流。超過這一數(shù)值二極管將因過熱而燒壞。工作電流較大的大功率管子還必須按規(guī)定安裝散熱裝置2.最高反向工作電壓VRM ：指允許加在二極管上的反向電壓的最大值選用時(shí)應(yīng)保證反向電壓在任何情況下都不要超過這一數(shù)值，以避免二極管被反向擊穿此外，還有正向壓降、反向電流、工作頻率等參數(shù)4-6 特殊二極管的作用利用PN結(jié)的單向?qū)щ娦蕴攸c(diǎn)工作：整流二極管、檢波二極管、開關(guān)二極管等。根據(jù)PN結(jié)的其它特點(diǎn)制造出具有特殊用途的二極管，如穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、光電二極管、發(fā)光二極管等。1.穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓原理：利用二極管反向擊穿時(shí)通過管子的電流在很大

17、范圍內(nèi)變化，而管子兩端的電壓卻幾乎不變的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)的2.發(fā)光二極管(LED)發(fā)光二極管的PN結(jié)是工作在正向偏置狀態(tài)用特殊的半導(dǎo)體材料，如砷化鎵等制成的正向特性比較特殊，相當(dāng)部分LED工作電流為10mA-30mA左右時(shí)，正向電壓降約為1.5V-3V實(shí)際應(yīng)用中需要在外電路串聯(lián)一個(gè)限流電阻，對反向電流加以限制，使穩(wěn)壓管能安全工作。穩(wěn)壓管實(shí)質(zhì)上是工作在反向擊穿狀態(tài)下的二極管，未反向擊穿時(shí)，和一般的整流二極管沒有太大區(qū)別白光LED正逐步取代現(xiàn)有燈泡照明,有“綠色照明光源”之稱3.光電二極管光電二極管的PN結(jié)工作在反偏狀態(tài),其反向電流隨光照增強(qiáng)而增加4.變?nèi)荻O管PN結(jié)工作在反偏狀態(tài),其結(jié)電容隨反偏電壓增加

18、而減小5、紅外接收發(fā)射頭常用的紅外遙控系統(tǒng)一般分發(fā)射和接收兩個(gè)部分。發(fā)射部分的主要元件為紅外發(fā)光二極管。它實(shí)際上是一只特殊的發(fā)光二極管；由于其內(nèi)部材料不同于普通發(fā)光二極管，因而在其兩端施加一定電壓時(shí)，它便發(fā)出的是紅外線而不是可見光。接收部分的紅外接收管是一種光敏二極管。在實(shí)際應(yīng)用中要給紅外接收二極管加反向偏壓，它才能正常工作，亦即紅外接收二極管在電路中應(yīng)用時(shí)是反向運(yùn)用，這樣才能獲得較高的靈敏度。紅外發(fā)光二極管一般有圓形和方形兩種。4-7 利用二極管的單向?qū)щ娦詼y試測試項(xiàng)目測試方法正常數(shù)據(jù)極性判別質(zhì)量好壞正向電阻如圖（a）幾百歐至幾千歐。鍺管的正向電阻比硅管的稍小。模擬表黑表所接端為陽極數(shù)字表紅

19、表所接端為陽極1. 正、反向電阻相差越大：性能 越好；2均小或?yàn)榱悖憾搪窊p壞。3均很大或無窮大：開路損壞。4正向電阻較大或反向電阻偏小 ：性能不良。反向電阻如圖（b）大于幾百千歐。鍺管的反向電阻比硅管的稍小。模擬表黑表所接端為陰極數(shù)字表紅筆所接端為陰極（a） (b)二極管半導(dǎo)體三極管半導(dǎo)體二極管：又稱晶體三極管，簡稱三極管兩個(gè)個(gè)PN結(jié)三個(gè)電極引線、封裝管殼組成三極管在電路中有：放大作用、開關(guān)作用5-1 半導(dǎo)體三極管的管腳識(shí)別常用三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類，引腳的排列方式具有一定的規(guī)律，如圖對于小功率金屬封裝三極管，按圖示底視圖位置放置，使三個(gè)引腳構(gòu)成等腰三角形的頂點(diǎn)上，從左向右

20、依次為e b c；對于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己，三個(gè)引腳朝下放置，則從左到右依次為e b c。按頻率分高頻管、低頻管按功率分小功率管、中功率管、大功率管按材料分硅管、鍺管按電極分NPN型三極管和PNP型三極管5-2 三極管的分類按封裝形式分直插三極管、貼片三極管5-3 三極管的結(jié)構(gòu)2.三極管內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn)：基區(qū)做得很薄，僅為110m發(fā)射區(qū)摻雜濃度（多數(shù)載流子濃度）比基區(qū)和集電區(qū)的摻雜濃度高的多集電結(jié)的面積比發(fā)射結(jié)的面積大如果兩邊是N區(qū)中間為P區(qū)，稱為NPN型三極管；如果兩邊是P區(qū)中間是N區(qū)，稱為PNP型三極管。作放大器件使用時(shí)發(fā)射極和集電極是不能互換的放大區(qū)：發(fā)射結(jié)正偏和集電結(jié)反偏I(xiàn)C=IB飽和區(qū):發(fā)射結(jié)正偏、集電結(jié)也是正偏。IC不隨IB變化，稱為集電極飽和電流記作ICS ，ICS主要由外電路決定。三極管相當(dāng)于開關(guān)的接通截止區(qū)：發(fā)射結(jié)反偏，集電結(jié)反偏，IB=0、IC=ICEO0；三極管相當(dāng)于開關(guān)的斷開5-4 三極管的三種工作狀態(tài)（三個(gè)工作區(qū)域）通常使用三極管兩種方式：1.是三極管工作在放大狀態(tài)，利用IB