電子元器件的分類、功能及選型課件

學(xué)習(xí)要點(diǎn)：（1）熟記顏色對(duì)應(yīng)的數(shù)值、E24系列的24種數(shù)值規(guī)格、常用的耐壓值。（2）掌握電阻器的特性及用途，了解各種電阻器的差異及選型。（3）了解電容器的參數(shù)識(shí)別、極性判斷方法及選型。（4）熟悉開(kāi)關(guān)、繼電器、接插件、蜂鳴器、MIC的原理及使用。（5）了解電感及變壓器的基本分類及工作原理。（6）熟悉電感、電容、電阻的串、并聯(lián)參數(shù)計(jì)算。（7）掌握穩(wěn)壓二極管、LED的典型應(yīng)用電路。2電子元器件的分類、功能及選型學(xué)習(xí)要點(diǎn)：2電子元器件的分類、功能及選型2電子元器件的分類、功能及選型2.1元器件的分類、參數(shù)及封裝2.2電

阻

器2.3電

位

器2.4電

容

器2.5電

感

器2.6變壓器2.7晶

振2.8電聲器件2.9半導(dǎo)體二極管2.10發(fā)光二極管2.11三極管（雙極型晶體管）2.12場(chǎng)效應(yīng)管2.13集成芯片2.14接

插

件2.15開(kāi)關(guān)與繼電器2電子元器件的分類、功能及選型2.1元器件的分類、參數(shù)2.1元器件的分類、參數(shù)及封裝無(wú)源元器件（Component）：無(wú)須外加電壓/電流就能夠表現(xiàn)出自身基本特性的元器件。典型的無(wú)源元器件包括電阻、電容、電感、電位器（可變電阻）、變壓器、接插件、開(kāi)關(guān)、繼電器、保險(xiǎn)器件。有源元器件（Device）：需要外加電源才能正常工作的元器件。典型的有源元器件包括二極管、三極管、單向可控硅、雙向晶閘管、JFET、MOSFET、IGBT、集成芯片。2.1元器件的分類、參數(shù)及封裝無(wú)源元器件（Compone2.1.1元器件的參數(shù)標(biāo)稱值電抗元件產(chǎn)品的規(guī)格是按特定數(shù)列提供的。目前主要采用E數(shù)列作為電抗元件規(guī)格。常用的系列有E6、E12、E24、E48、E96、E192系列。記住！E6－±20%(M)；E12－±10％(K)；E24－±5％(J)；E96－±2％(G)、1％(F)、0.5％(D)、0.25(C)％、0.1％(B)。各數(shù)列對(duì)應(yīng)的誤差如下：（n=1,2,3….E）2.1.1元器件的參數(shù)標(biāo)稱值電抗元件產(chǎn)品的規(guī)格是按特定數(shù)2.1.1元器件的參數(shù)標(biāo)稱值常用的E6、E12、E24數(shù)列見(jiàn)表2-1：表2-1E24、E12、E6系列取值2.1.1元器件的參數(shù)標(biāo)稱值常用的E6、E12、E24數(shù)2.1.1元器件的參數(shù)標(biāo)稱值【例2-1-1】標(biāo)稱值為6.8對(duì)應(yīng)的電阻阻值包括6.8mΩ、68mΩ、0.68Ω、6.8Ω、68Ω、680Ω、6.8kΩ、68kΩ、680kΩ、6.8MΩ、68MΩ等多種規(guī)格?！纠?-1-2】標(biāo)稱值為4.7的電容器容量包括0.47pF、4.7pF、47pF、470pF、4700pF（4.7nF）、47nF（0.047）等多種規(guī)格。2.1.1元器件的參數(shù)標(biāo)稱值【例2-1-1】標(biāo)稱值為62.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注元器件常用的標(biāo)注方法有：直標(biāo)法、色標(biāo)法、數(shù)碼法、編碼法等4種。直標(biāo)法是按照各類電子元器件的命名規(guī)則，將主要信息用字母和數(shù)字標(biāo)注在元器件表面上，這種標(biāo)注方法只適用于體積較大的元器件。RJ–1-1W

4.7kΩ2007.1標(biāo)稱阻值生產(chǎn)日期精度功率材料類型（1）直標(biāo)法2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注元器件常用的標(biāo)注方法有：2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注1）參數(shù)或型號(hào)參數(shù)參數(shù)中含有小數(shù)點(diǎn)的參數(shù)信息往往采用字母“R”、“k”、“M”表示電阻器的小數(shù)點(diǎn)，用“p”、“n”、“μ”表示電容器的小數(shù)點(diǎn)，用“R”、“μ”表示電感器的小數(shù)點(diǎn)?！纠?-1-4】

標(biāo)注“3R9”

電阻阻值為3.9Ω；標(biāo)注“6k8”的電阻阻值為6.8kΩ；標(biāo)注“R051”的電阻阻值為0.051Ω，即51mΩ?！纠?-1-5】

標(biāo)注“3p3”的瓷片電容容量為3.3pF；標(biāo)注“5n6”的滌綸電容容量為5.6nF（5600pF）；標(biāo)注“4μ7”的電解電容器容量為4.7μF。【例2-1-6】標(biāo)注“R47”貼片電感器的標(biāo)稱電感量為0.47μH。2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注1）參數(shù)或型號(hào)參數(shù)參數(shù)中2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注2）參數(shù)誤差采用英文字母后綴表示該元器件的誤差范圍：

對(duì)于±5%、±10%、±20%這三種常用精度等級(jí)的部分元器件，也常常采用羅馬數(shù)字Ⅰ（±5%）、Ⅱ（±10%）、Ⅲ（±20%）進(jìn)行標(biāo)注。2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注2）參數(shù)誤差采用英文字母2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注3）生產(chǎn)日期集成芯片、電解電容等元器件的生產(chǎn)日期常常被標(biāo)注在元器件表面，常采用4位數(shù)字或“年+月”兩種標(biāo)注格式?！纠?-1-7】“9936”表示該元器件的生產(chǎn)日期為1999年第36周；“0005”代表該元器件的生產(chǎn)日期為2000年第五周。【例2-1-8】“82.6”表示該元器件的生產(chǎn)日期為1982年6月；“2006.4”表示該元器件于2006年4月生產(chǎn)出廠。2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注3）生產(chǎn)日期集成芯片、電2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注4）生產(chǎn)廠家logo及其他信息集成運(yùn)放、電阻器、三極管等通用元器件往往由多個(gè)廠家同時(shí)進(jìn)行生產(chǎn)，為了引導(dǎo)使用者選擇合適的產(chǎn)品，在元器件表面往往印制著廠家的logo。

(a)四川永星(b)德州儀器(c)國(guó)家半導(dǎo)體(d)威世(e)尼吉康2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注4）生產(chǎn)廠家logo及其2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注（2）色標(biāo)法用色標(biāo)法表示大小為470×Ω，精度為的電阻在元件上用不同顏色的色環(huán)表示元件的標(biāo)稱值和偏差。2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注（2）色標(biāo)法用色標(biāo)法表示2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注1）3環(huán)元器件前兩條色環(huán)表示元器件參數(shù)的兩位有效數(shù)值，第3條色環(huán)表示倍率。各環(huán)顏色表示的意義【例2-1-9】某色環(huán)電感3只色環(huán)依次為“棕-綠

-黑”，則電感量為15μH。2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注1）3環(huán)元器件前兩條色環(huán)2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注2）4環(huán)元器件前兩環(huán)表示元器件參數(shù)的有效數(shù)值，第3環(huán)表示倍率，新增的第4環(huán)被用來(lái)表示元器件的誤差范圍。各環(huán)顏色表示的意義2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注2）4環(huán)元器件前兩環(huán)表示2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注3）5環(huán)元器件前3環(huán)表示元器件參數(shù)的有效數(shù)值，第4環(huán)表示倍率，第5環(huán)表示元器件的誤差范圍。4）6環(huán)元器件比5環(huán)電阻多出的一條色環(huán)表示電阻溫度系數(shù)。溫度系數(shù)（ppm/℃）2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注3）5環(huán)元器件前3環(huán)表示2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注【例2-1-10】某色環(huán)電阻的色環(huán)依次為“藍(lán)-灰-黃-銀”，對(duì)照各色環(huán)對(duì)應(yīng)的參數(shù)，其電阻值為

680kΩ，標(biāo)稱誤差為±10%。【例2-1-11】某5環(huán)電阻的色環(huán)排列依次為“黃-白-白-金-棕”，對(duì)應(yīng)阻值為

44.9Ω，標(biāo)稱誤差為±1%?！纠?-1-12】在開(kāi)關(guān)電源、日光燈電子鎮(zhèn)流器的內(nèi)部，常常會(huì)使用一種阻值很低的5色環(huán)功率型電阻，具有特殊的讀數(shù)規(guī)則：第1、2環(huán)為電阻阻值的有效數(shù)值，第3環(huán)為倍率，第4環(huán)為誤差等級(jí)，第5環(huán)為溫度系數(shù)。對(duì)于色環(huán)排列為“棕-黑-金-金-黃”的這類電阻器，電阻值實(shí)為

1Ω，誤差范圍為±5%，溫度系數(shù)為±25ppm/℃。2.1.2元器件的型號(hào)及參數(shù)標(biāo)注【例2-1-10】某色

定義：導(dǎo)體材料對(duì)電流通過(guò)的阻礙作用稱為“電阻”。利用這種阻礙作用做成的元件稱為電阻器。功能：主要有并聯(lián)分流、串聯(lián)分壓、時(shí)間常數(shù)設(shè)定、I-V轉(zhuǎn)換。作用：限流、濾波、取樣、偏置、反饋、降壓、負(fù)載、阻抗匹配。2.2電

阻

器定義：導(dǎo)體材料對(duì)電流通過(guò)的阻礙作用稱為“電阻”。利用這2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型1．碳膜電阻定義：在碳棒上按一定工藝要求涂一層炭質(zhì)電阻膜，通過(guò)厚度控制阻值。然后在兩端裝上蓋帽，焊上引線。并在表面涂保護(hù)漆，最后印上參數(shù)。特點(diǎn)：碳膜電阻器電壓穩(wěn)定性好，阻值范圍大?？芍瞥?Ω－10MΩ的阻值，分布電容電感較大，誤差較大。額定功率為1/8-10w。成本低，價(jià)格便宜。用途：民用中低檔電子產(chǎn)品。如收音機(jī)、電視機(jī)電路。多用色環(huán)標(biāo)出。2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型1．碳膜電阻定義：在碳棒上按一2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型2.金屬膜電阻定義：外形與碳膜電阻器相似，只是在碳棒表面用真空蒸發(fā)或燒滲法制成金屬膜。外表一般涂紅漆或棕漆。特點(diǎn)：金屬膜電阻體積更小，除具碳膜電阻的特征外，比碳膜電阻精度更高，熱穩(wěn)定性更好，噪音更低，阻值范圍更高（幾Ω－幾百M(fèi)Ω），可用于高頻電路。價(jià)格貴。用途：主要用于精密儀表、通訊設(shè)備和高擋家用電器，目前應(yīng)用較廣。2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型2.金屬膜電阻定義：外形與碳膜2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型3.金屬氧化膜電阻定義：采用真空蒸發(fā)或?yàn)R射的生產(chǎn)工藝，在高溫條件下，將錫和銻的金屬鹽溶液（如

和

）噴灑在陶瓷本體表面而制成的電阻，外形與金屬膜電阻相似。特點(diǎn)：金屬氧化膜電阻的電阻膜層比碳膜電阻、金屬膜電阻厚，與基體間的附著力強(qiáng)，化學(xué)穩(wěn)定性更好，因而具備很好的過(guò)負(fù)荷性能，承受的峰值功率可達(dá)25W以上。用途：多用于脈沖及高頻電路、氧化性工作環(huán)境中。2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型3.金屬氧化膜電阻定義：采用真2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型4．線繞電阻定義：將鎳鉻合金絲、康銅絲、錳銅絲在瓷管表面繞制而成。特點(diǎn)：精度高，噪音低，功率大，一般可承受1－500W的額定功率，可在150℃高溫下正常工作，但體積大，阻值不高（最高5MΩ

），不適合2MHZ以上的高頻電路，只適合在要求大功率電阻的電路中做分壓電阻或?yàn)V波電阻或高溫工作的場(chǎng)合。

用途：整流電源中的濾波電阻、降壓電阻，儀表中分壓器、分流器。2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型4．線繞電阻定義：將鎳鉻合金絲2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型5．貼片電阻定義：將玻璃釉粉和金屬粉均勻混合后，用無(wú)機(jī)材料黏合劑調(diào)和成糊狀，再利用絲網(wǎng)印刷工藝在陶瓷基體表面印制出電阻膜，最后經(jīng)高溫?zé)Y(jié)而成。特點(diǎn)：具有防潮、耐高溫、溫度系數(shù)小且均勻等優(yōu)點(diǎn)。

用途：貼片電阻的使用非常廣泛，已具有逐步取代小功率直插式電阻的趨勢(shì)。2.2.1電阻器的常見(jiàn)類型5．貼片電阻定義：將玻璃釉粉和1．標(biāo)稱阻值標(biāo)稱阻值是電阻器的關(guān)鍵參數(shù)，符合E數(shù)列值；不同阻值序列的電阻器精度等級(jí)有所不同，購(gòu)買價(jià)格也存在較大差異。2.2.2電阻器的主要參數(shù)（1）數(shù)字電路中，選擇E24系列的金屬膜電阻、E12系列的碳膜電阻均可；（2）模擬電路中，優(yōu)先選擇E96、E192系列的電阻，以減小參數(shù)誤差對(duì)電路性能的影響。1．標(biāo)稱阻值2.2.2電阻器的主要參數(shù)（1）數(shù)字電路中，2．誤差范圍實(shí)際測(cè)量出電阻器的阻值與標(biāo)稱阻值之間的偏差（誤差）為測(cè)量誤差。2.2.2電阻器的主要參數(shù)（1）普通精度電阻器的允許偏差范圍包括±20%、±10%、±5%；（2）精密電阻的允許偏差則縮小至±1%、±0.5%、…、±0.01%。2．誤差范圍2.2.2電阻器的主要參數(shù)（1）普通精度電阻3．額定功率額定功率是指在正常大氣壓下和額定溫度下，長(zhǎng)期連續(xù)工作而不改變性能的允許功率。（即不被燒壞的功率。）有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W，直至幾百W，上千瓦不等。

對(duì)于相同材料的電阻器，額定功率越大，則體積與重量也就越大，發(fā)熱量相應(yīng)越高。2.2.2電阻器的主要參數(shù)3．額定功率2.2.2電阻器的主要參數(shù)1．電阻串聯(lián)當(dāng)n只電阻串聯(lián)時(shí)，流經(jīng)每只電阻的電流均相等，總功耗等于每只電阻功耗之和，總電阻等于每只電阻阻值之和，每只電阻將對(duì)總電壓進(jìn)行分壓。2.2.3電阻器的串聯(lián)與并聯(lián)【例2-2-4】下圖所示為三只電阻構(gòu)成的簡(jiǎn)單串聯(lián)分壓電路，根據(jù)串聯(lián)分壓的計(jì)算公式，可以得出V1=4V，V2=2V。1．電阻串聯(lián)2.2.3電阻器的串聯(lián)與并聯(lián)【例2-2-4】2.2.3電阻器的串聯(lián)與并聯(lián)【例2-2-6】數(shù)字萬(wàn)用表內(nèi)部分壓取樣電阻網(wǎng)絡(luò)的結(jié)構(gòu)如圖所示。

萬(wàn)用表內(nèi)部模數(shù)轉(zhuǎn)換芯片輸入端Vin的量程為±200mV，由于ADC芯片的輸入阻抗極高，因此輸入電壓在電阻R0上產(chǎn)生的電流微乎其微，完全可以忽略。電阻R1～R5串聯(lián)分壓。2.2.3電阻器的串聯(lián)與并聯(lián)【例2-2-6】數(shù)字萬(wàn)用表2．電阻并聯(lián)當(dāng)n只電阻并聯(lián)時(shí)，每只電阻兩端的電壓均相等，總功耗等于每只電阻功耗之和，總電導(dǎo)等于每只電阻的電導(dǎo)值之和。電阻并聯(lián)后將對(duì)總電流實(shí)施分流。2.2.3電阻器的串聯(lián)與并聯(lián)2．電阻并聯(lián)2.2.3電阻器的串聯(lián)與并聯(lián)2.2.3電阻器的串聯(lián)與并聯(lián)【例2-2-7】

指針式電流表的核心是一只工作電流很小的磁電式微安表，當(dāng)用于測(cè)量較大電流時(shí)，就需要對(duì)微安表頭并聯(lián)小阻值、大功率分流電阻，使大部分的電流流經(jīng)分流電阻，留下極小的一部分電流（與總電流成比例）驅(qū)動(dòng)微安表頭進(jìn)行電流指示，從而實(shí)現(xiàn)被測(cè)電流的擴(kuò)展。

2.2.3電阻器的串聯(lián)與并聯(lián)【例2-2-7】指針式電流

1．選擇電阻器的阻值參數(shù)及精度等級(jí)（1）電阻值選取最接近理論計(jì)算結(jié)果的標(biāo)稱值，不要片面追求高精度、非標(biāo)電阻產(chǎn)品。（2）如果理論計(jì)算結(jié)果不符合E24系列電阻值，可選擇E48、E96、E192系列的標(biāo)稱值。（3）采用多只電阻并聯(lián)或串聯(lián)的方式實(shí)現(xiàn)某些特殊的電阻值。（4）如果對(duì)電阻阻值精度要求較高，可以向廠家定制非標(biāo)電阻。（5）通過(guò)調(diào)節(jié)電位器，使電阻阻值達(dá)到理論計(jì)算結(jié)果。（6）根據(jù)電路的應(yīng)用背景、產(chǎn)量、售價(jià)、維修等因素，選擇技術(shù)經(jīng)濟(jì)性較好的電阻精度等級(jí)。2.2.4電阻器選型1．選擇電阻器的阻值參數(shù)及精度等級(jí)2.2.4電阻器選

2．選擇電阻器的額定功率（1）電阻的額定功率應(yīng)超過(guò)

理論計(jì)算得到耗散功率值的150%～200%；在通風(fēng)散熱條件較好的環(huán)境中，電阻額定功率不低于理論耗散功率值的120%。（2）電阻功率與體積、價(jià)格具有相關(guān)性，不要選擇額定功率遠(yuǎn)大于實(shí)際功耗的電阻。（3）全面考慮大功率電阻發(fā)熱而導(dǎo)致電阻體絕對(duì)溫升對(duì)周圍電路的影響。（4）考慮是否為電阻器配備散熱片、熱沉、風(fēng)扇等輔助性散熱設(shè)施。2.2.4電阻器選型2．選擇電阻器的額定功率2.2.4電阻器選型

3．選擇電阻器的品種及材料（1）對(duì)于一般目的小功率電子電路

，依次選擇碳膜電阻、金屬膜電阻、釉貼片電阻。（2）對(duì)于參數(shù)指標(biāo)要求低、生產(chǎn)數(shù)量巨大的電子產(chǎn)品，優(yōu)先選擇廉價(jià)的碳膜電阻。（3）在對(duì)于PCB尺寸、系統(tǒng)體積要求嚴(yán)苛的電路產(chǎn)品中，首選貼片電阻。（4）低頻大功率電阻優(yōu)先選擇直插式線繞電阻或金屬膜電阻、金屬片電阻。2.2.4電阻器選型3．選擇電阻器的品種及材料2.2.4電阻器選型（5）高壓電路中優(yōu)先選用實(shí)芯電阻或金屬氧化膜電阻。（6）低噪聲放大電路中盡量避免使用電流噪聲過(guò)大的碳膜電阻或?qū)嵭倦娮?。?）高頻電路中盡量避免電感效應(yīng)、分布參數(shù)較大的線繞電阻，優(yōu)先選擇穩(wěn)定性好、溫度系數(shù)小、噪聲低的金屬膜電阻或金屬氧化膜電阻。2.2.4電阻器選型（5）高壓電路中優(yōu)先選用實(shí)芯電阻或金屬氧化膜電阻。2.2.

排阻是在玻璃或陶瓷絕緣基片上采用掩膜、光刻、燒結(jié)等工藝制成的電阻網(wǎng)絡(luò)，也被稱為“電阻排”（ResistorArray）、“網(wǎng)絡(luò)電阻”（NetworkResistors）。

2.2.5排阻

(a)單列直插（SIP）(b)雙列直插（DIP）(c)SMT微小封裝8P4R-0603

排阻的特點(diǎn)：內(nèi)部電阻具有一致性好、溫度系數(shù)相同、穩(wěn)定性高等優(yōu)點(diǎn)；占用的PCB空間小、成本低廉、規(guī)模效益顯著。

排阻是在玻璃或陶瓷絕緣基片上采用掩膜、光刻、燒結(jié)等工1．單列直插型排阻2.2.5排阻

標(biāo)注方式：排阻阻值多采用3位數(shù)值進(jìn)行標(biāo)注：第1、2位是阻值的有效數(shù)字，第3位是阻值的倍率

。

【例2-2-8】圖所示單列直插型排阻標(biāo)注的參數(shù)“104”表明排阻內(nèi)部每只電阻的阻值為100kΩ；“A”為排阻類型；“J”表示排阻內(nèi)部電阻的誤差范圍為±5%1．單列直插型排阻2.2.5排阻2.2.5排阻

單列直插型排阻常見(jiàn)的連接結(jié)構(gòu)：2.2.5排阻單列直插2．雙列直插型排阻2.2.5排阻

雙列直插型排阻內(nèi)部的電阻多為平行、獨(dú)立結(jié)構(gòu)，容易與普通集成芯片混淆。

【例2-2-10】“MDP”是生產(chǎn)廠家DALE公司定義的排阻前綴；“16”代表該排阻為16只引腳；“03”表示排阻內(nèi)部電阻的排列采用分離樣式，共有8只電阻；“103”表示排阻內(nèi)部每只電阻阻值為10kΩ；G表示排阻各電阻的誤差等級(jí)為G級(jí)（±2%）；“0042”表示這只排阻的生產(chǎn)日期為2000年第42周。2．雙列直插型排阻2.2.5排阻2.2.5排阻

【例2-2-11】顯示譯碼器芯片CD4511與共陰極數(shù)碼管連接時(shí)，需使用7只相同阻值的限流電阻，采用一只16腳8位的排阻實(shí)現(xiàn)。2.2.5排阻【例2-3．貼片型排阻2.2.5排阻

表面貼裝（SMT）型排阻被大量用于計(jì)算機(jī)主板、硬盤(pán)電路板等采用并行總線結(jié)構(gòu)、集成度較高的數(shù)字電路系統(tǒng)中?！纠?-2-12】圖所示貼片型排阻型號(hào)為“8P4R-0603”，包含的具體信息如下：（1）排阻內(nèi)部包含4只分離型電阻、共計(jì)8只引腳；

（2）排阻內(nèi)部每只電阻的阻值相等，“103”表明各只排阻的阻值均為10kΩ；（3）排阻高度與0603封裝貼片電阻相等，排阻寬度與4只0603貼片電阻寬度和相等。8P4R-06033．貼片型排阻2.2.5排阻保險(xiǎn)管（也稱熔斷器）是一類特殊的保護(hù)型電阻器。保險(xiǎn)管一般不直接焊接在電路PCB中，而是裝卡保險(xiǎn)管座中。2.2.6保險(xiǎn)管

(a)保險(xiǎn)管外形保險(xiǎn)管座電氣符號(hào)保險(xiǎn)管（也稱熔斷器）是一類特殊的保護(hù)型電阻器。保險(xiǎn)管一

1．保險(xiǎn)管工作原理

保險(xiǎn)管的核心單元是保險(xiǎn)絲，自身內(nèi)阻很小。串聯(lián)在電子電路的電源供電回路中，當(dāng)工作電流較低時(shí)，保險(xiǎn)管對(duì)電路的影響較小；當(dāng)流經(jīng)保險(xiǎn)管的工作電流異常上升并超過(guò)管子額定電流時(shí)，保險(xiǎn)絲使其自身熔斷，切斷電源的供電回路，保護(hù)電路系統(tǒng)安全。2.2.6保險(xiǎn)管

保險(xiǎn)絲產(chǎn)生的瞬時(shí)熱量：（單位：卡）1．保險(xiǎn)管工作原理2.2.6保險(xiǎn)管2．保險(xiǎn)管工作參數(shù)

2.2.6保險(xiǎn)管

（1）額定電流額定電流是保險(xiǎn)管最關(guān)鍵的參數(shù)，是引起保險(xiǎn)管熔斷的電流有效值，主要包括30

、50、63、80、100、200、250、500mA及1、1.5、2、2.5、3、4、5、6、7、8、10、12A

等規(guī)格。

（2）額定電壓

在小功率應(yīng)用場(chǎng)合中，保險(xiǎn)管工作時(shí)的額定電壓一般為250V。（3）熔斷速度類型

保險(xiǎn)管的熔斷速度類型包括快速型（F）、特快型（FF）、特慢型（TT）、慢速型（T）。2．保險(xiǎn)管工作參數(shù)2.2.6保險(xiǎn)管3．保險(xiǎn)管工作電路

2.2.6保險(xiǎn)管

【例2-2-14】一種具有故障狀態(tài)指示功能的保險(xiǎn)管工作電路。D1：為共陰型雙色LED，具有紅色陽(yáng)極、綠色陽(yáng)極、公共陰極三只引腳；R1：為D1的限流電阻；F1：跨接在電源輸入端與電源輸出端之間。工作原理：當(dāng)電源電流正常時(shí)，F(xiàn)1導(dǎo)通，D1的紅、綠兩組顏色單元均正常發(fā)光，混合后的指示狀態(tài)為褐色發(fā)光。當(dāng)電源出現(xiàn)過(guò)流故障時(shí)，F(xiàn)1被熔斷，綠色LED單元熄滅，整個(gè)D1將顯示紅光。3．保險(xiǎn)管工作電路2.2.6保險(xiǎn)管

熔斷電阻俗稱“保險(xiǎn)電阻”，是一種將熔斷絲與電阻器集成在一起、具有雙重功能的新型元器件。2.2.7熔斷電阻

(a)RXF型(b)硅水泥材質(zhì)熔斷電阻俗稱“保險(xiǎn)電阻”，是一種將熔斷絲與電阻器集成在1.工作原理2.2.7熔斷電阻

當(dāng)熔斷電阻的工作電流未超過(guò)額定電流，熔斷電阻作為普通電阻進(jìn)行正常工作；當(dāng)電路出現(xiàn)故障工作電流超過(guò)額定電流值時(shí)，熔斷電阻的溫度在很短時(shí)間內(nèi)即可升高到500℃～600℃，使電阻發(fā)生熔斷，從而切斷回路。2.熔斷電阻的參數(shù)熔斷電阻的額定功率包括1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W、7W等多種規(guī)格，電阻值可在0.22Ω～1kΩ范圍內(nèi)選取。熔斷電阻一般為不可修復(fù)式，發(fā)生損壞后需使用相同型號(hào)的元器件直接替換；熔斷電阻與保險(xiǎn)管的區(qū)別在于兩者的內(nèi)阻差異!1.工作原理2.2.7熔斷電阻1．熱敏電阻2.2.8敏感電阻

電阻材料均具有溫度系數(shù)，電阻值與溫度之間存在密切的聯(lián)系。電路設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先選擇溫度系數(shù)較小的電阻。溫度穩(wěn)定系數(shù)：1．熱敏電阻2.2.8敏感電阻（1）正溫度系數(shù)型（PTC）2.2.8敏感電阻

PTC型熱敏電阻在環(huán)境溫度升高時(shí)，電阻阻值迅速增大。PTC型熱敏電阻除具有測(cè)溫功能之外，還常常被用于延時(shí)啟動(dòng)、恒溫加熱、過(guò)流保護(hù)等電路單元。（2）負(fù)溫度系數(shù)型（NTC）

NTC型熱敏電阻的外殼一般為黑色。環(huán)境溫度升高時(shí)，NTC型熱敏電阻的阻值迅速減小，被廣泛用于高精度的溫度檢測(cè)領(lǐng)域。

（1）正溫度系數(shù)型（PTC）2.2.8敏感電阻2.2.8敏感電阻DHT型（MF54）：外型類似玻封二極管，但沒(méi)有印制色環(huán)；TTS型（MF51、MF52）：小體積徑向水滴形熱敏電阻，測(cè)溫精度較高；NTC型：熱敏電阻“3D-25”，常溫下阻值為3Ω，圓盤(pán)形電阻體直徑25mm；PTC型：最大電壓30V，最大工作電流分別為5A與1.85A，可作自恢復(fù)保險(xiǎn)絲。

(a)DHT型(b)TTS型(c)NTC型(d)PTC型2.2.8敏感電阻DHT型（MF54）：外型類似玻封二極2．光敏電阻2.2.8敏感電阻

光敏電阻是利用半導(dǎo)體材料的光電效應(yīng)進(jìn)行工作的。

光敏電阻外形內(nèi)部結(jié)構(gòu)電氣符號(hào)2．光敏電阻2.2.8敏感電阻2.2.8敏感電阻

【例2-2-15】市場(chǎng)上較為常見(jiàn)的光敏電阻5516的感光面直徑為5mm，有光照時(shí)的亮電阻為8～20k，遮光時(shí)的暗電阻在200k以上；5549型光敏電阻的感光面直徑為5mm，但其亮電阻為50～160k，暗電阻超過(guò)了20M。

【例2-2-17】利用光敏電阻設(shè)計(jì)的光控電路。光敏電阻RG與R1構(gòu)成串聯(lián)分壓結(jié)構(gòu)；當(dāng)RG沒(méi)有光照，阻值較大，V4的電壓小于V5的電壓，比較器U1輸出高電平；當(dāng)移開(kāi)RG感光表面的遮光物，RG的電阻值迅速減小，V4電壓增大并超過(guò)V5之后，Vo切換為低電平。2.2.8敏感電阻2.2.8敏感電阻

3．壓敏電阻

常用壓敏電阻種類包括：MYD→通用型、MYL→防雷型、MYG→過(guò)壓保護(hù)型、MYH→滅弧型、MYC→消磁型、MYS→保護(hù)型壓敏電阻（VDR）是一種特殊的半導(dǎo)體電阻，多使用氧化鋅材料制成，被廣泛用于電子設(shè)備及家用電器的被動(dòng)型過(guò)壓保護(hù)、浪涌抑制、尖峰脈沖吸收、防雷、消磁、高壓滅弧。2.2.8敏感電阻3．2.2.8敏感電阻

【例2-2-18】壓敏電阻的型號(hào)直接標(biāo)注在圓盤(pán)形電阻體表面，參數(shù)型號(hào)“7D471K”：“7”表示壓敏電阻體的盤(pán)片直徑為7mm；“D”代表圓片形氧化鋅壓敏電阻；“471”表示1mA直流電流通過(guò)壓敏電阻器時(shí)，壓敏電壓值為470V；“K”表示壓敏電壓的誤差等級(jí)為±10%，實(shí)際壓敏電壓值可能為420～520V。2.2.8敏感電阻2.2.8敏感電阻

壓敏電阻的典型應(yīng)用電路：(a)、(b)是利用壓敏電阻對(duì)電源輸入端的過(guò)電壓進(jìn)行抑制；（c）并聯(lián)在開(kāi)關(guān)S1兩端的壓敏電阻能夠消除開(kāi)關(guān)通斷瞬間的電弧。2.2.8敏感電阻2.2.8敏感電阻

4．氣敏電阻

氣敏電阻利用SnO2、ZnO、Fe2O3、MgO、NiO、BaTiO3等半導(dǎo)體氧化物表面在吸附特定種類的氣體分子后，電導(dǎo)率（電阻率）將發(fā)生改變的特性制成，主要用于對(duì)CO、H2S、CH4、乙醇等氣體分子進(jìn)行檢測(cè)。2.2.8敏感電阻4．2.2.8敏感電阻

5．力敏電阻

力敏電阻利用半導(dǎo)體材料的“壓力→電阻”效應(yīng)（材料電阻率隨外加應(yīng)力的大小而發(fā)生改變）制成，能夠?qū)C(jī)械應(yīng)力轉(zhuǎn)換為電阻值的改變，主要在電子秤、張力計(jì)、扭力計(jì)、轉(zhuǎn)矩計(jì)、加速度計(jì)、半導(dǎo)體傳聲器等壓力傳感器中進(jìn)行力的測(cè)量。金屬應(yīng)變片和半導(dǎo)體力敏電阻都是常見(jiàn)的力敏電阻。2.2.8敏感電阻5．2.2.8敏感電阻

6．濕敏電阻

濕敏電阻利用濕敏材料吸收空氣中的水分后電阻值發(fā)生變化這一原理制成，當(dāng)環(huán)境中的濕度增大時(shí)，電阻值減小。濕敏電阻主要用于錄像機(jī)、微波爐、洗衣機(jī)、空調(diào)、加濕機(jī)、除濕機(jī)等家用電器產(chǎn)品，此外還被大量應(yīng)用在農(nóng)業(yè)大棚生產(chǎn)領(lǐng)域進(jìn)行濕度檢測(cè)及濕度控制。2.2.8敏感電阻6．

定義：本書(shū)將能夠通過(guò)滑動(dòng)觸點(diǎn)位置改變而實(shí)現(xiàn)阻值調(diào)節(jié)的特殊電阻定義為電位器。分類：根據(jù)轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)角度大小，可將電位器劃分為單圈電位器（旋鈕調(diào)節(jié)角度<360°）與多圈電位器（旋鈕調(diào)節(jié)角度>360°）兩大類。2.3電

位

器定義：本書(shū)將能夠通過(guò)滑動(dòng)觸點(diǎn)位置改變而實(shí)現(xiàn)阻值調(diào)節(jié)的特2.3.1電位器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理

組成：電位器是通過(guò)旋轉(zhuǎn)軸來(lái)調(diào)節(jié)阻值的可變電阻器，普通電位器由外殼、旋轉(zhuǎn)軸、電阻片和三個(gè)引出端子組成。作用：由于電位器阻值具有可調(diào)性，因此常用做分壓器和變阻器。用途：收音機(jī)音量調(diào)節(jié)，電視機(jī)亮度和對(duì)比度調(diào)節(jié)。

2.3.1電位器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)及工作原理2.3.2電位器的基本工作電路電位器在電路中常使用串聯(lián)分壓、可變電阻兩種基本連接方式。

應(yīng)用技巧：在圖(d)中，當(dāng)電位器接觸刷調(diào)節(jié)到最右側(cè)時(shí)，等效電阻近似為0，為避免電阻過(guò)低引起支路電流過(guò)大，電位器在作為可變電阻使用時(shí)常串聯(lián)一只小電阻R0。2.3.2電位器的基本工作電路電位器在電路中常使用串聯(lián)分2.3.3常用電位器的分類

1．按照電阻體材料進(jìn)行分類

電位器分為碳膜電位器、合成膜電位器、陶瓷金屬膜電位器、金屬氧化膜電位器、線繞電位器、金屬箔電位器、有機(jī)實(shí)芯電位器、玻璃釉電位器、導(dǎo)電塑料電位器、數(shù)字電位器、光敏電位器、磁敏電位器等多種類型。2．按照電阻值的變化規(guī)律進(jìn)行分類電位器分為線性電位器、指數(shù)式電位器、對(duì)數(shù)式電位器、正（余）弦式電位器4種類型。2.3.3常用電位器的分類2.3.3常用電位器的分類

3．按照電位器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類1）轉(zhuǎn)軸型電位器

(a)金屬旋鈕電位器(b)塑料旋鈕電位器(c)預(yù)鎖緊電位器(d)雙通道同軸電位器特點(diǎn)：外形普遍較大，電位器都采用了旋轉(zhuǎn)軸（旋鈕）進(jìn)行參數(shù)調(diào)節(jié)，主要用于電壓的分壓、電阻值需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的工作場(chǎng)合。2.3.3常用電位器的分類3．按照電位器的結(jié)構(gòu)進(jìn)行分類2.3.3常用電位器的分類

【例2-3-1】雙聲道音頻功放的音量控制電路、文氏橋正弦波發(fā)生器電路的頻率調(diào)節(jié)單元均需要同步變化，采用同軸電位器是最佳的選擇。

2.3.3常用電位器的分類【例22.3.3常用電位器的分類2）大功率及同軸多聯(lián)電位器

特點(diǎn)：功率電位器多采用較粗線繞制的電阻體，多聯(lián)電位器由于電阻體數(shù)量較多，造成了電位器的體積較為龐大。

(a)同軸多聯(lián)電位器(b)直線型功率線繞電位器(c)旋轉(zhuǎn)型功率線繞電位器2.3.3常用電位器的分類2）大功率及同軸多聯(lián)電位器2.3.3常用電位器的分類3）音量電位器

(a)扁平式引腳(b)針式引腳(c)扁平式雙聲道(d)直滑式電位器特點(diǎn)：音量電位器體積較小，需要焊接在PCB中使用。2.3.3常用電位器的分類3）音量電位器2.3.3常用電位器的分類4）

PCB焊板式電位器

(a)臥式(b)立式(c)膠蓋式(d)云臺(tái)式特點(diǎn)：這類電位器需要焊接在電路PCB中使用，多用于電位器參數(shù)不需要經(jīng)常調(diào)節(jié)的場(chǎng)合，價(jià)格低廉，使用非常廣泛。2.3.3常用電位器的分類4）PCB焊板式電位器2.3.3常用電位器的分類5）玻璃釉電位器

(a)3296立式、3296臥式(b)3006

(c)3362s、3362M特點(diǎn)：玻璃釉電位器屬于精密電位器。具有體積小、阻值調(diào)節(jié)精度高等優(yōu)點(diǎn)，一般以型號(hào)命名。2.3.3常用電位器的分類5）玻璃釉電位器2.3.3常用電位器的分類6）多圈精密電位器

多圈精密電位器特點(diǎn)：電阻體一般采用線繞結(jié)構(gòu)，可承受較大負(fù)載功率；電位器的體積較大，通過(guò)扁螺母固定在機(jī)箱面板孔使用；多圈電位器的參數(shù)直接標(biāo)注在殼體表面。

2.3.3常用電位器的分類6）多圈精密電位器2.3.3常用電位器的分類7）馬達(dá)電位器

特點(diǎn)：將電位器轉(zhuǎn)軸與直流電機(jī)（步進(jìn)電機(jī)）的轉(zhuǎn)軸連接為同軸結(jié)構(gòu)，則可以得到馬達(dá)電位器。通過(guò)向直流電機(jī)提供電壓或向步進(jìn)電機(jī)提供脈沖，即可帶動(dòng)電位器的轉(zhuǎn)軸同步轉(zhuǎn)動(dòng)，實(shí)現(xiàn)電位器觸點(diǎn)在自動(dòng)控制系統(tǒng)中的自動(dòng)調(diào)節(jié)，同時(shí)也易于實(shí)現(xiàn)電位器的遠(yuǎn)程操控。馬達(dá)電位器受制造成本高、體積與功耗較大的限制，應(yīng)用范圍較窄。2.3.3常用電位器的分類7）馬達(dá)電位器2.3.3常用電位器的分類8）數(shù)字電位器

特點(diǎn)：★數(shù)字電位器的外觀與集成芯片相同；★主要缺點(diǎn)在于額定功率較小、步進(jìn)調(diào)整時(shí)的電阻值不連續(xù)；★使用壽命長(zhǎng)；★數(shù)字電位器具有按鍵或數(shù)字總線接口，與CPU的通信接口便捷。常用數(shù)字電位器型號(hào)：TPL8002-25（64級(jí)步進(jìn)）、TPL0401A-10（128級(jí)步進(jìn)）、X9C103（100級(jí)步進(jìn)）、TPL0501-100（256級(jí)步進(jìn)）。2.3.3常用電位器的分類8）數(shù)字電位器2.3.4電位器的主要參數(shù)1．標(biāo)稱阻值

電位器的標(biāo)稱阻值即為電阻體的總阻值，也是電位器能夠達(dá)到的最大電阻值。常見(jiàn)的有下列兩種電阻值序列：E6系列：1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.85的倍數(shù)序列：1.0、2.0、2.5、5.0【例2-3-4】玻璃釉電位器的阻值種類：10、20

、50、100、200、500、1k、2k、5k、10k、20k、25k、50k、100k、200k、250k、500k、1M、2M、5M。

2.3.4電位器的主要參數(shù)1．標(biāo)稱阻值2.3.4電位器的主要參數(shù)2．誤差范圍

電位器的誤差范圍比電阻器要大得多，常見(jiàn)誤差等級(jí)有±20%、±10%、±5%，少數(shù)多圈精密線繞電位器的誤差等級(jí)優(yōu)于±1%?！镫p通道電位器，往往還會(huì)涉及兩路電位器的同步誤差參數(shù)。電位器的額定功率是指電阻體在規(guī)定的氣壓、溫濕度條件下所能承受的最大功率。額定功率由電阻體材料、類型、體積及電位器主體的密封結(jié)構(gòu)決定

。3．額定功率線繞電位器的額定功率高于非線繞電位器，而碳膜電位器、玻璃釉電位器的額定功率普遍較小。

2.3.4電位器的主要參數(shù)2．誤差范圍2.3.4電位器的主要參數(shù)4．噪聲

1）熱噪聲熱噪聲由電阻體材料決定，碳膜電位器的熱噪聲較大。2）靜噪聲靜噪聲是指電位器接觸刷處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)電阻體的等效噪聲。通常碳膜電位器的靜噪聲較大，線繞電位器的靜噪聲較小。3）滑動(dòng)噪聲接觸刷在電位器的電阻體表面滑動(dòng)時(shí)，接觸刷與電阻體固定端之間的電壓會(huì)出現(xiàn)一些無(wú)規(guī)則的波動(dòng)，即為電位器的滑動(dòng)噪聲?；瑒?dòng)噪聲產(chǎn)生的主要原因包括：電阻體所用材料的電阻率分布不均勻、接觸刷與電阻體之間存在接觸噪聲、接觸刷與電阻體之間的接觸電阻及壓緊力出現(xiàn)無(wú)規(guī)律變化。

2.3.4電位器的主要參數(shù)4．噪聲2.3.4電位器的主要參數(shù)5．分辨率

電位器的接觸刷在旋轉(zhuǎn)過(guò)程中，可達(dá)到的最精細(xì)輸出調(diào)節(jié)能力，被定義為電位器的分辨率。理想電位器的分辨率曲線為一根傾斜的直線；實(shí)際的電位器分辨率曲線呈細(xì)小的階梯狀。

多圈電位器的分辨率優(yōu)于單圈電位器，線繞電位器的分辨率優(yōu)于非線繞電位器。

2.3.4電位器的主要參數(shù)5．分辨率2.3.4電位器的主要參數(shù)6．阻值調(diào)整規(guī)律

轉(zhuǎn)軸式電位器的默認(rèn)操作習(xí)慣：順時(shí)針?lè)较蛟龃笞柚怠⒛鏁r(shí)針減小阻值。直線式電位器的默認(rèn)操作習(xí)慣：從左向右（從下向上）增大阻值；從右向左（從上向下）減小阻值。電位器電阻值的變化率與旋轉(zhuǎn)角度的比例存在三種重要關(guān)系：直線式、對(duì)數(shù)式、指數(shù)式。2.3.4電位器的主要參數(shù)6．阻值調(diào)整規(guī)律2.3.4電位器的主要參數(shù)1）直線式電位器

2）對(duì)數(shù)式電位器

對(duì)數(shù)式電位器主要用于音量控制領(lǐng)域，也被習(xí)慣地稱為“音量電位器”、“音頻（audio）電位器”。如收音機(jī)、電視機(jī)音量調(diào)節(jié)內(nèi)部電阻體的電阻率處處相等。當(dāng)接觸刷沿著順時(shí)針?lè)较蛐D(zhuǎn)時(shí)，

呈單一的線性比例關(guān)系。如分壓器、偏流調(diào)節(jié)電路，萬(wàn)用表調(diào)零電位器。電阻體的電阻率不能再均勻變化，而遵循“先快速增大、再緩慢增大”規(guī)則。3）指數(shù)式電位器電阻體的阻值調(diào)整規(guī)律為“先緩慢增大、再迅速增大”。在高/低音音調(diào)調(diào)節(jié)電路中有一定的應(yīng)用，如電視機(jī)黑白對(duì)比度調(diào)節(jié)。2.3.4電位器的主要參數(shù)1）直線式電位器2.3.5電位器的選型不同的電位器在外形尺寸、參數(shù)指標(biāo)、綜合性能、使用壽命、銷售價(jià)格等方面存在著很大差異，選擇適合的電位器很重要。

1．電位器的標(biāo)稱阻值

【例2-3-6】如果計(jì)算出的標(biāo)稱阻值為47k，可選擇50k的電位器；如果計(jì)算出的標(biāo)稱阻值為51k，則可以選擇50k的電位器與1k左右的電阻串聯(lián)。電位器的標(biāo)稱阻值應(yīng)接近理論計(jì)算出的電阻值大小，超出的幅度不宜過(guò)大，以避免電位器可調(diào)節(jié)的幅度過(guò)小。2．電位器可能承受的最大功率（1）低頻大功率電路中優(yōu)先選擇線繞電位器。（2）高頻較大功率電路中優(yōu)先選擇有機(jī)薄膜電位器。（3）小功率電路中盡量不選擇線繞電位器。2.3.5電位器的選型不同的電位器在外形尺寸、參數(shù)指標(biāo)、2.3.5電位器的選型

3．電位器的阻值調(diào)整規(guī)律（1）在電壓均勻變化的模擬放大電路中，首選直線式線性電位器。（2）音量控制電路中首選指數(shù)

電位器。（3）音調(diào)控制電路中首選對(duì)數(shù)

電位器。

4．電位器的調(diào)節(jié)方式（預(yù)調(diào)節(jié)、頻繁調(diào)節(jié)）（1）考慮到電位器屬于易損件，故原則上首選碳膜電位器。（2）對(duì)于不是頻繁調(diào)節(jié)的普通電路，可選擇低成本的有機(jī)實(shí)芯電位器、合成膜電位器。（3）在高精度電路中，電位器的選擇順序：導(dǎo)電塑料電位器→精密合成膜電位器→單圈線繞電位器→多圈電位器。（4）在高頻、高穩(wěn)定電路中，優(yōu)先選擇薄膜電位器。（5）在高分辨率電路中，盡量不選擇單圈線繞電位器。（6）在干擾較小的電路中，條件允許的前提下優(yōu)先選擇數(shù)字電位器。2.3.5電位器的選型2.4電

容

器

定義：是由兩塊金屬電極之間夾一層絕緣電介質(zhì)構(gòu)成。當(dāng)在兩金屬電極間加上電壓時(shí)，電極上就會(huì)儲(chǔ)存電荷，所以電容器是儲(chǔ)能元件（即儲(chǔ)存電荷的容器）。電容器的邏輯符號(hào)：電容量的計(jì)算公式：其中，ε為介電常數(shù)，k為靜電力常量，S為電容極板的相對(duì)面積，d為極板間的相對(duì)距離。警告:有極性電容的正極在電路中須接至高電位，否則有發(fā)生爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。2.4電容器2.4.1電容器的功能概述

1、特點(diǎn)

①電容器的結(jié)構(gòu)具備儲(chǔ)能功能。②它具有充放電特性和阻止直流電流通過(guò)，允許交流電流通過(guò)的能力（隔直通交）。③在充電和放電過(guò)程中，兩極板上的電荷有積累過(guò)程，也即電壓有建立過(guò)程，因此電容器上的電壓不能突變。④電容器的容抗與頻率、容量之間成反比。即容抗大小與信號(hào)的頻率高低、電容容量相關(guān)。容抗的計(jì)算公式：2.4.1電容器的功能概述2.4.1電容器的功能概述

2、主要功能

電容器在電路中的主要功能包括：耦合、旁路、諧振、調(diào)諧、微分、積分、儲(chǔ)能、濾波、隔直、采樣保持。（1）濾波：濾除干擾信號(hào)、濾除不想要的頻率信號(hào)；（2）耦合：兩個(gè)電路單元之間的信號(hào)連接及相互影響的過(guò)程；（3）退耦：消除或減輕疊加在直流信號(hào)上的高頻信號(hào)；（4）旁路：將交流電中的高頻成分短接到地，保留低頻的交流成分；（5）諧振：自由振蕩頻率與輸入頻率相同時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象。名詞解釋：

2.4.1電容器的功能概述耦合電容示意圖作用解說(shuō)：耦合電容用來(lái)連接不同電路。C1是接在VT1和VT2兩極放大器之間的耦合電容阻容耦合放大器和其它電容耦合放大器電路中大量使用這種電容電路，起隔直流通交流的作用。VT1C1VT22.4.1電容器的功能概述耦合電容示意圖作用解說(shuō)：VT1C1VT22.4.1電容器VD1C濾波電容示意圖作用解說(shuō)C1為電源濾波電容電源濾波和各種濾波電路中使用這種電容電路，濾波電容將一定頻段內(nèi)的信號(hào)從總信號(hào)中去除。2.4.1電容器的功能概述VD1C濾波電容示意圖作用解說(shuō)2.4.1電容器的功能概述諧振電容示意圖作用解說(shuō)C1為L(zhǎng)C并聯(lián)諧振電路中的諧振電容LC并聯(lián)和串聯(lián)諧振電路、RC諧振電路中都需要這種電容。2.4.1電容器的功能概述諧振電容示意圖作用解說(shuō)2.4.1電容器的功能概述S1R1C1去抖動(dòng)電容示意圖作用解說(shuō)消除機(jī)械開(kāi)關(guān)的抖動(dòng)現(xiàn)象2.4.1電容器的功能概述S1R1C1去抖動(dòng)電容示意圖作用解說(shuō)2.4.1電容器的功C1R1微分電容示意圖作用解說(shuō)C1和R1構(gòu)成微分電路2.4.1電容器的功能概述C1R1微分電容示意圖作用解說(shuō)2.4.1電容器的功能概述R1C1積分電容示意圖作用解說(shuō)R1和C1構(gòu)成積分電路2.4.1電容器的功能概述R1C1積分電容示意圖作用解說(shuō)2.4.1電容器的功能概述VT1R1C1旁路電容示意圖作用解說(shuō)利用電容C1的隔直通交的作用使得交流信號(hào)不通過(guò)R1。R1在靜態(tài)的時(shí)候可以穩(wěn)定靜態(tài)工作點(diǎn)，動(dòng)態(tài)的時(shí)候不影響動(dòng)態(tài)指標(biāo)。2.4.1電容器的功能概述VT1R1C1旁路電容示意圖作用解說(shuō)2.4.1電容器的功國(guó)產(chǎn)電容器型號(hào)與材料的對(duì)應(yīng)關(guān)系：2.4.2電容器的主要種類國(guó)產(chǎn)電容器型號(hào)與材料的對(duì)應(yīng)關(guān)系：2.4.2電容器的主要種2.4.2電容器的主要種類1．薄膜電容

結(jié)構(gòu)：薄膜電容用塑料薄膜作絕緣介質(zhì)，以兩片很薄的金屬箔作為電極板分別與兩只引腳接觸，然后將金屬箔、塑料薄膜重疊在一起，繞制完成的電容器外表面經(jīng)涂覆一層保護(hù)介質(zhì)后即可得到完整的電容器。材料：薄膜電容可使用滌綸、聚丙烯、聚苯乙烯、聚四氟乙烯、聚碳酸酯、聚乙烯對(duì)苯二酸鹽酯等薄膜材料；其中以聚苯乙烯電容、聚丙烯電容的性能較好，而滌綸電容的性價(jià)比很高。優(yōu)點(diǎn)：薄膜電容沒(méi)有極性，具有很高的絕緣阻抗，容量穩(wěn)定性好、介質(zhì)損耗小、頻率特性較好，綜合性能優(yōu)異，是世界各國(guó)競(jìng)相研發(fā)的主要電容器類型。2.4.2電容器的主要種類1．薄膜電容2.4.2電容器的主要種類常見(jiàn)的薄膜電容的外形：

(a)滌綸電容(b)

小容量聚苯乙烯電容(c)

高耐壓值聚苯乙烯(d)聚丙烯電容(e)MKP電容(f)MKT電容2.4.2電容器的主要種類常見(jiàn)的薄膜電容的外形：2.4.2電容器的主要種類1）滌綸電容（CL）

是一種正溫度系數(shù)無(wú)極性電容器。優(yōu)點(diǎn)：體積小、容量較大（10pF-4μF）、耐高溫、耐高壓（63V-630V）、耐潮濕、價(jià)格低。近幾年又有0.1-10μF小電容出現(xiàn)體積為原來(lái)的三分之一。缺點(diǎn)：溫度系數(shù)較大。用途：一般用于各種電視機(jī)、儀器儀表的中、低頻電路中做旁路、耦合、退耦和隔直流。（是目前主流產(chǎn)品）2.4.2電容器的主要種類1）滌綸電容（CL）2.4.2電容器的主要種類2）聚丙烯電容（CBB）

是一種負(fù)溫度系數(shù)無(wú)極性電容器。優(yōu)點(diǎn)：體積小、損耗小、性能穩(wěn)定、絕緣性能好、容量大（可達(dá)幾十μF）、耐高壓（63V－2kV）。缺點(diǎn)：?jiǎn)挝惑w積較大。用途：廣泛用于要求較高的中、低頻電子電路或做為電動(dòng)機(jī)的啟動(dòng)電容器。代替大部分聚苯乙烯、云母電容。（是目前主流產(chǎn)品）2.4.2電容器的主要種類2）聚丙烯電容（CBB）2.4.2電容器的主要種類3）聚苯乙烯電容（CB）

以聚苯乙烯薄膜作介質(zhì)的電容器，是一種負(fù)溫度系數(shù)無(wú)極性電容優(yōu)點(diǎn)：耐壓高（幾百伏－幾千伏）、高頻損耗小、絕緣電阻高（可達(dá)10000MΩ以上）、容量大（可達(dá)幾十μF)，精度可達(dá)千分之五，電容量穩(wěn)定，是目前應(yīng)用廣泛的一種。缺點(diǎn)：體積大、但溫度系數(shù)較大、耐熱性差（最高75℃），電烙鐵焊接時(shí)間不能太長(zhǎng)。用途：可在中、高頻電路中使用。常用于濾波器及對(duì)容量要求精確的電路中。如電子琴電路常采用。2.4.2電容器的主要種類3）聚苯乙烯電容（CB）2.4.2電容器的主要種類4）金屬化薄膜電容

采用目前廣為流行的薄膜電容制造工藝：真空環(huán)境中向塑料薄膜蒸鍍一層很薄的金屬層作為電極，取代傳統(tǒng)金屬膜電容器中的金屬箔電極板，從而大大縮小相同參數(shù)下的電容體積。常見(jiàn)金屬化薄膜電容有MKP（金屬化聚丙烯膜）電容、MKT（金屬化聚乙酯）電容，以聚苯乙烯薄膜作介質(zhì)的電容器，是一種負(fù)溫度系數(shù)無(wú)極性電容。2.4.2電容器的主要種類4）金屬化薄膜電容2.4.2電容器的主要種類2．瓷介電容

結(jié)構(gòu)：瓷介電容以陶瓷材料為介質(zhì)做成薄片（薄管），然后在陶瓷片兩面噴涂金屬導(dǎo)電層，最后將電容引腳與兩側(cè)的導(dǎo)電涂層連接在一起、并噴涂釉漿后燒結(jié)而成。特點(diǎn)：瓷介電容的容量較小，超過(guò)μF數(shù)量級(jí)的品種非常少見(jiàn)，容量精度為±5%～20%。

(a)高頻瓷介電容(b)低頻瓷介電容(c)軸向封裝獨(dú)石電容d)徑向封裝獨(dú)石電容2.4.2電容器的主要種類2．瓷介電容2.4.2電容器的主要種類1）高頻瓷介電容

采用介電常數(shù)高、損耗低、帶溫度補(bǔ)償?shù)膹?fù)合陶瓷材料燒結(jié)為圓片狀制成。優(yōu)點(diǎn)：具有溫度系數(shù)小、穩(wěn)定性高、損耗低、耐壓高。缺點(diǎn)：電容量小，一般不超過(guò)1000pF。用途：主要用于高頻、特高頻、甚高頻電路中做調(diào)諧或溫度補(bǔ)償。2.4.2電容器的主要種類1）高頻瓷介電容2.4.2電容器的主要種類2）低頻瓷介電容

低頻瓷介電容采用鐵電陶瓷作為圓片狀介質(zhì)。優(yōu)點(diǎn)：具有介電系數(shù)高，容量較大（≤4.7F），價(jià)格低廉。缺點(diǎn)：耐壓值比高頻瓷介電容低，介質(zhì)損耗、絕緣電阻等性能也劣于高頻瓷介電容。用途：被廣泛用于中低頻電路的隔直、耦合、旁路和濾波電路單元。2.4.2電容器的主要種類2）低頻瓷介電容2.4.2電容器的主要種類3）高壓陶瓷電容

高壓陶瓷電容是用高介電常數(shù)的“鈦酸鋇一氧化鈦”陶瓷擠壓成圓片或圓盤(pán)狀絕緣介質(zhì)，然后用燒滲工藝將銀層鍍?cè)谔沾善砻嫘纬呻姌O而制成的?！纠?-4-1】高壓陶瓷電容表面標(biāo)注的主要參數(shù)內(nèi)容包括“202M”、“12kV”，表明該電容的標(biāo)稱容量為=2000pF，誤差等級(jí)為±20%，交流耐壓值為12kV。特點(diǎn)：耐壓高，可達(dá)30kV。用途：主要用于高壓旁路和耦合電路，如電力系統(tǒng)的計(jì)量、儲(chǔ)能、分壓等場(chǎng)合。2.4.2電容器的主要種類3）高壓陶瓷電容2.4.2電容器的主要種類4）獨(dú)石電容

獨(dú)石電容是用鈦酸鋇陶瓷材料燒結(jié)成的多層叉指疊片狀超小型電容器（相當(dāng)于幾個(gè)陶瓷電容并聯(lián)）。優(yōu)點(diǎn)：具有性能穩(wěn)定，耐高溫，耐潮濕，容量大（10pF-10μF），漏電流小，可靠性好，成本低。缺點(diǎn)：是工作電壓低（低于100V）。用途：廣泛用于各種電子產(chǎn)品尤其是小型電子產(chǎn)品中做諧振、旁路、耦合、濾波等。常用有CT4低頻，CC4高頻系列。液晶手表中采用的是微型獨(dú)石電容。2.4.2電容器的主要種類4）獨(dú)石電容2.4.2電容器的主要種類3．云母電容

結(jié)構(gòu)：云母電容用介電系數(shù)很高的云母作為介質(zhì)，在云母片兩面噴涂銀層或?qū)盈B錫箔后，壓鑄在膠木粉或密封在環(huán)氧樹(shù)脂中制成。優(yōu)點(diǎn)：具有絕緣電阻大、介質(zhì)損耗小、溫度系數(shù)?。?℃）、高溫特性好（最高環(huán)境溫度可達(dá)460℃）、耐壓范圍寬（100V～5kV）、可靠性高、性能穩(wěn)定。

缺點(diǎn)：容量一般只能做到10pF～10nF的范圍，生產(chǎn)成本高，體積大。用途：廣泛用于對(duì)電容穩(wěn)定性和可靠性要求很高的場(chǎng)合，如雷達(dá)、無(wú)線電收發(fā)設(shè)備、精密電子儀器、軍用通信儀器及設(shè)備。外形2.4.2電容器的主要種類3．云母電容2.4.2電容器的主要種類4．鋁電解電容

優(yōu)點(diǎn)：（1）單位體積內(nèi)鋁電解電容的電容量很大，超過(guò)其他類型電容幾十倍以上；（2）鋁電解電容的額定容量可以做到100000

μF以上，其他電容在目前階段尚無(wú)可能；（3）鋁電解電容采用標(biāo)準(zhǔn)、廉價(jià)的工業(yè)原料，加之生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，產(chǎn)品單位成本非常低廉。

缺點(diǎn)：體積大、頻率特性差、介質(zhì)損耗大，容量誤差大（最大允許誤差－20%－100%)，耐高溫性差，存放時(shí)間長(zhǎng)容易失效。2.4.2電容器的主要種類4．鋁電解電容2.4.2電容器的主要種類1）鋁電解電容器的應(yīng)用場(chǎng)合

（1）耦合：

容量范圍（1-100μF）

（2）旁路：容量范圍（1-100μF）（3）濾波：容量范圍（100-10000μF）（4）儲(chǔ)能：容量范圍（100-10000μF）【例2-4-2】NPN單管放大電路如右圖，電路中共有4只電解電容C1～C4。（1）C1、C2為耦合電容，具有隔直通交、隔低頻通高頻的信號(hào)傳遞功能；（2）C3是并聯(lián)在三極管發(fā)射極電阻Re兩端的旁路電容；（3）C4為大容量濾波電容，具有平滑電源電壓波形、抑制干擾的功能。2.4.2電容器的主要種類1）鋁電解電容器的應(yīng)用場(chǎng)合2.4.2電容器的主要種類2）鋁電解電容的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

結(jié)構(gòu)：鋁電解電容將陽(yáng)極鋁箔、電解紙（浸有電解液）、陰極鋁箔、電解紙（浸有電解液）4層纖維帶重疊后卷繞成圓柱形，裝入鋁制罩殼內(nèi)，再利用壓力使鋁殼端口處產(chǎn)生塑性變形，緊緊箍住密封用的橡膠帽制成。

特點(diǎn)：如果電解電容的+/-極性接反，將導(dǎo)致電容內(nèi)部迅速發(fā)熱，使電解液氣化，產(chǎn)生較大氣壓，容易引起電容鋁殼脫離橡膠帽飛出、具有腐蝕性的電解液溢出甚至爆漿一般大容量電解電容器為避免安全事故的發(fā)生，在罩殼頂端平面上加工出“X”、“Y”、“K”等字形的細(xì)槽；細(xì)槽下部的鋁殼相對(duì)較薄，首先破裂及時(shí)釋放氣體減壓。2.4.2電容器的主要種類2）鋁電解電容的內(nèi)部結(jié)構(gòu)2.4.2電容器的主要種類3）鋁電解電容的耐壓特性

鋁電解電容的耐壓等級(jí)較多：4、6.3、10、16、25、35、40、50、63、100、160、200、250、400、450、630（單位：V），鋁電解電容實(shí)際承受的電壓峰值不得超過(guò)其耐壓值。

技巧：電解電容在電路中實(shí)際承受的電壓峰值應(yīng)比標(biāo)稱耐壓值低30%～50%。4）鋁電解電容的工作頻率特性鋁電解電容主要工作在50Hz工頻至幾百Hz的低頻范圍，高頻特性較差。2.4.2電容器的主要種類3）鋁電解電容的耐壓特性2.4.2電容器的主要種類5）鋁電解電容的溫度特性

鋁電解電容的溫度特性很差，高溫會(huì)加速電容內(nèi)部電解液的干涸，顯著縮短其使用年限。鋁電解電容常見(jiàn)的三種溫度等級(jí)為-40℃～+85℃、-40℃～+105℃、-25℃～+105℃。

【例2-4-3】CMOS施密特非門(mén)CD40106構(gòu)成的多諧振蕩器如右圖。改變電阻R1或電容C1的參數(shù)，均可改變輸出頻率。實(shí)際電路中，C1很少使用鋁電解電容，主要原因如下：（1）誤差較大；（2）電解電容容量會(huì)隨著存放年限的增加而逐漸變大，耐壓逐漸降低；（3）電解電容具有極性；（4）電解電容的工作年限低。采用鋁電解電容設(shè)計(jì)振蕩電路，容易造成振蕩周期的誤差偏大且無(wú)規(guī)律可循、總體性能較差。2.4.2電容器的主要種類5）鋁電解電容的溫度特性2.4.2電容器的主要種類6）鋁電解電容的封裝與極性

鋁電解電容可采用徑向（radial）、軸向（axial）、貼片（SMT）三種封裝形式。

徑向封裝軸向封裝

貼片封裝2.4.2電容器的主要種類6）鋁電解電容的封裝與極性2.4.2電容器的主要種類

①?gòu)较蚍庋b鋁電解電容特點(diǎn)：其占據(jù)PCB的表面積較小，但高度較大。由于兩只引腳均在PCB的底層（BottomLayer），不容易直接將引腳作為測(cè)試點(diǎn)。徑向封裝鋁電解電容在電子市場(chǎng)中最為常見(jiàn)。極性識(shí)別方法：未經(jīng)剪腳的徑向封裝電解電容，長(zhǎng)腳為正、短腳為負(fù)；另外，與電容外殼絕緣套皮的“-”號(hào)條形色帶相鄰的下方引腳為電解電容的負(fù)極。警告：極少數(shù)電解電容的條形色帶標(biāo)注“+”號(hào)，鄰近該色帶的電容引腳為正極。如右圖，右邊引腳長(zhǎng)，另外左邊引腳對(duì)應(yīng)的外殼上有“-”號(hào)色帶，都說(shuō)明右腳為正。2.4.2電容器的主要種類2.4.2電容器的主要種類

②軸向封裝鋁電解電容特點(diǎn)：軸向封裝的鋁電解電容占據(jù)PCB的表面積較多，但高度較低，能夠直接對(duì)電容的引腳進(jìn)行參數(shù)測(cè)試。軸向封裝的鋁電解電容比較小眾。極性識(shí)別方法：與密封圈相鄰的引腳為電容的正極；此外，電容外殼絕緣套皮的條形色帶上，箭頭所指的引腳為電解電容的負(fù)極。如右圖，左邊引腳緊鄰密封圈，另外箭頭指向右側(cè)，都說(shuō)明左腳為正。2.4.2電容器的主要種類2.4.2電容器的主要種類

③貼片鋁電解電容貼片鋁電解電容的產(chǎn)品系列：極性識(shí)別方法：★貼片電解電容頂蓋半圓形顏色標(biāo)記下方引腳為電容負(fù)極；★貼片電解電容正極下方的塑料基座被裁去一個(gè)三角形缺口。

如右圖，左邊頂蓋有半圓形標(biāo)記，另外右側(cè)塑料基座被裁去一個(gè)三角形缺口，都說(shuō)明右腳為正。2.4.2電容器的主要種類2.4.2電容器的主要種類5．鉭電解電容

優(yōu)點(diǎn)：介質(zhì)損耗低，頻率特性好，耐高溫（200℃），漏電流小，體積比鋁電解電容小。

缺點(diǎn)：成本高，耐壓低（160V以下）。用途：金屬鉭的稀缺性決定了鉭電容價(jià)格高，鉭電解電容通常用于電氣性能要求較高的電路單元，廣泛用于通訊、航天、軍工及家用電器各種中低頻電路和積分、時(shí)間常數(shù)設(shè)置電路中。

(a)(b)圓柱形、水滴形直插封裝(c)(d)(e)貼片型封裝2.4.2電容器的主要種類5．鉭電解電容2.4.2電容器的主要種類

貼片鉭電解電容表面字母標(biāo)注與耐壓值之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系：

極性識(shí)別方法：★水滴形鉭電解電容多采用“+”標(biāo)識(shí)電容的正極，此外也同樣具有“長(zhǎng)正短負(fù)”的引腳特征，右側(cè)的水滴形電容右腳為正。★貼片鉭電解電容主要采用色帶進(jìn)行電容極性的標(biāo)注：毗鄰色帶的引腳為鉭電解電容的正極，右側(cè)貼片電容的上引腳為正。2.4.2電容器的主要種類2.4.2電容器的主要種類

（1）鉭氧化膜的介電常數(shù)比鋁氧化膜的介電常數(shù)高，故相同體積下鉭電容的容量更大，較好地兼顧了體積與容量之間的矛盾；（2）固態(tài)鉭電解電容內(nèi)部沒(méi)有電解液，不會(huì)出現(xiàn)高溫氣化、干涸等現(xiàn)象，因而其工作溫度范圍更寬；發(fā)生極端情況后也不會(huì)像鋁電容解電那樣漏液、爆漿；（3）固態(tài)鉭電解電容的等效電感極低，等效串聯(lián)電阻（ESR）很小，高頻性能及阻抗特性均比較好；（4）鉭電解電容即使經(jīng)10年以上的長(zhǎng)期存儲(chǔ)，仍能保持較好的穩(wěn)定性、可靠性，而鋁電解電容的存儲(chǔ)時(shí)間一般不超過(guò)3年。

與普通鋁電解電容相比，固態(tài)鉭電解電容的性能更加優(yōu)越：2.4.2電容器的主要種類2.4.2電容器的主要種類6．可變電容與微調(diào)電容

結(jié)構(gòu)：電容器具有兩塊面積相對(duì)的極板，將其中一塊極板固定，而將另一塊極板的位置設(shè)置為可變的結(jié)構(gòu)，這樣就可以得到可變電容與微調(diào)電容。特點(diǎn)：可變電容的結(jié)構(gòu)復(fù)雜，電容量小且參數(shù)調(diào)節(jié)范圍較窄，因而實(shí)際應(yīng)用不如電位器廣泛?！纠?-4-8】

微調(diào)電容多用于高頻電路，其容量調(diào)節(jié)范圍較窄；參數(shù)標(biāo)注為“4-15”的微調(diào)電容，其最小電容量為4pF，最大電容量?jī)H有15pF。

【例2-4-7】金屬單聯(lián)可變電容標(biāo)注的的容量參數(shù)“7/270”是指該電容的最小電容量為7pF、最大電容量為270pF。2.4.2電容器的主要種類6．可變電容與微調(diào)電容2.4.3電容器的主要參數(shù)1．標(biāo)稱容量

電容量的國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)單位是F（法拉）。法拉的單位非常大，目前只有工作電壓很低的超級(jí)電容能夠達(dá)到該數(shù)量級(jí)。實(shí)際的電子電路常用的普通電容為μF（微法）、nF（納法）和pF（皮法）數(shù)量級(jí)。其中：除聚苯乙烯電容之外，其余電容器的誤差范圍一般都在±5%以上，某些品種鋁電解電容的容量誤差甚至高達(dá)+100%

，電容器多采用E6的系列值。

2．誤差等級(jí)精度等級(jí)：鋁電解電容<鉭電解電容<瓷介電容<