電子產(chǎn)品設(shè)計2課件

第二章常用電子元器件介紹及選用原則※電子元器件電子元器件是在電路中具有獨立電氣功能的基本單元?？煞譃椋河性丛骷蜔o源元器件兩大類?！镉性丛骷涸诠ぷ鲿r其輸出不僅依靠輸入，還依靠電源，或者說，它在電路中起到能量轉(zhuǎn)換的作用。例如：晶體管、集成電路等是最常用有源元器件。通常我們稱有源元器件為“器件”?！餆o源元器件：它一般分為耗能元件、儲能元件和結(jié)構(gòu)元件三種。例如：電阻器、電容、電感、開關(guān)、插座等是最常用無源元器件。通常我們稱無源元器件為“元件”。2.1電子元器件的主要參數(shù)電子元器件的主要參數(shù)包括:1.特性參數(shù)；2.規(guī)格參數(shù)；3.質(zhì)量參數(shù)。2.1.1電子元器件特性參數(shù)特性參數(shù)用于描述電子元器件在電路中的電氣功能。一般用伏安特性表示。即元器件兩端所施加的電壓與通過其中的電流的關(guān)系來表達該元器件的特性參數(shù)。圖a為線性電阻的伏特特性曲線。符合歐姆定律。圖b為非線性電阻的伏特特性曲線。這類電阻的阻值不是常量，隨著外加的電壓或某些非電物理量的變化而變化，一般不符合歐姆定律。如壓敏電阻、熱敏電阻、光敏電阻等。圖c為半導(dǎo)體二極管伏特特性曲線。從圖可明顯看出二極管的單向?qū)щ娦阅芎退谀骋惶囟妷褐迪碌姆聪驌舸┨匦?。圖d半導(dǎo)體三極管伏特特性曲線。這是一族以基極電流Ib為參數(shù)的曲線，對應(yīng)不同的數(shù)值，其Uce~Ic關(guān)系為其中的一條曲線。從曲線中可求出三極管電流的放大倍數(shù)：圖d線性電容伏特特性曲線。它是以時間t為參數(shù)的曲線，電容伏特特性滿足式：2.1.2電子元器件規(guī)格參數(shù)描述電子元器的特性參數(shù)的數(shù)量稱為它們的規(guī)格參數(shù)。它包括：標(biāo)稱值、尺寸、額定值和允差值?！顦?biāo)稱值：為了便于大批量生產(chǎn)，讓使用者能夠在一定范圍內(nèi)選擇合適的電子元器件，規(guī)定出一系列的數(shù)值作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)值，稱為標(biāo)稱值。分為：1）特性標(biāo)稱值（描述電氣功能）。如電阻阻值、功率、精度等。2）尺寸標(biāo)稱值（描述尺寸結(jié)構(gòu)））。如電阻體、引線直徑、長度等。2.1.3電子元器件質(zhì)量參數(shù)質(zhì)量參數(shù)用于度量電子元器件的質(zhì)量水平。通常描述了元器件的特性參數(shù)、規(guī)格參數(shù)隨著環(huán)境溫度因素變化的規(guī)律?；蛘邉澏ㄋ鼈儾荒芡瓿晒δ艿倪吔鐥l件。電子元器件共有的質(zhì)量參數(shù)：☆溫度系數(shù)：☆噪聲電動勢:

☆高頻特性：☆可靠性：2.2電子元器件的命名與標(biāo)注2.2.1電子元器件的命名：電子元器件的名稱反映它們的種類、材料、特征、型號、生產(chǎn)序號及區(qū)別代號，并能夠表示出主要的電氣參數(shù)。一般由字母和數(shù)字組成。對于“元件”一般用一字母代表其主稱，數(shù)字或字母表示其它信息。如R-電阻、C-電容、L-電感、W-電位器。對于“器件”的名稱，也由國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了具體意義。如數(shù)字2---二極管、數(shù)字3---三極管。進口的器件表示相對復(fù)雜，因此要選用時必須查閱其相關(guān)資料。2.2.2電子元器件的標(biāo)注：電子元器件常用的標(biāo)注方法有:直標(biāo)法、文字符號法和色標(biāo)法?！钪睒?biāo)法：把元器件主要參數(shù)直接印制在元件的表面標(biāo)注出來。這種方法主要用在體積較大的元器件。又如電容器的表面印有:CD11-16-22，其代表的含義：表稱容量22μf額定電壓值16V序號（用數(shù)字表示）；其它可查閱電容器材料、分類代號標(biāo)準(zhǔn)表。材料（用字母表示），D-為鋁電解電容；其它可查閱電容器材料、分類代號標(biāo)準(zhǔn)表主稱（用字母表示），C為電容器；C

D

11–16–22☆文字符號法：主要用于標(biāo)注半導(dǎo)體器件。用來表示某種類及有關(guān)參數(shù)。其標(biāo)注法和符號應(yīng)符合國家標(biāo)準(zhǔn)。如型號為3DG6C表示為NPN型高頻小功率三極管。

3

D

G

6

C耐壓等級產(chǎn)品序號類別（用字母表示）；G-為高頻小功率材料（用字母表示），D-為NPN型硅材料；其它可查閱半導(dǎo)體分立器件命名表數(shù)字表示電極數(shù)，3為三極管又如集成電路上印有CC4040表示為一個4000系列的國產(chǎn)CMOS數(shù)字集成電路,其功能查閱其相關(guān)資料。其它元器件的符號表示法除了哪些高精度元件之外，一般僅用3位數(shù)字標(biāo)注元件的數(shù)值。而允許偏差不表示。其具體規(guī)定：◎用元件的形狀及其表面的顏色區(qū)別元件種類。如表面安裝的元件中，除了形狀的區(qū)別以外，黑色表示電阻、橙色表示電容、淡藍色表示電感?！螂娮璧臉?biāo)注單位為Ω，電容為μf，電感為μH。如：電阻標(biāo)注為3R9時，其值為3.9Ω；電容標(biāo)注為1R5時，其值為1.5Pf；電感標(biāo)注為6R8時，其值為6.8μH；☆色標(biāo)法：是用不同色環(huán)表示不同的數(shù)值。其色碼定義見p57圖4.2-1。色環(huán)標(biāo)注規(guī)則：1）用不同的背景顏色區(qū)別電阻種類。（淺（綠、藍、棕）色表示碳膜電阻；紅色表示金屬膜電阻；深綠色表示繞線電阻）2）用色碼表示數(shù)值和允許偏差；3）普通電阻大多用4個色環(huán)表示其數(shù)值和允許偏差，精密的采用5個色環(huán)表示。

◎4個色環(huán)標(biāo)志法含義：第1~2色環(huán)為有效數(shù)字，第3色環(huán)為倍率，第4色環(huán)為精度。

◎5個色環(huán)標(biāo)志法含義：第1~3色環(huán)為有效數(shù)字，第4色環(huán)為倍率，第5色環(huán)為精度。表示有效數(shù)字表示倍率表示精度2.3常用元器件簡介、選用及檢測方法2.3.1電阻器簡介電阻器是電子線路中常用的電子元器件之一，多用來分壓、限流，還可以與電容器組成濾波器、陷波器等?！铍娮杵鲌D形符號和命名：電阻器圖形符號：a：一般電阻c：可變電阻、電位器b：熱敏電阻☆電阻器分類：按制造工藝或材料分：①合金型：有繞線電阻、精密合金箔電阻。②薄膜電阻：有金屬膜、碳膜型電阻等。③合成型：有實心電阻、合成膜電阻。按使用范圍及用途分：①普通型：功率范圍：0.05~2W；阻值：1~22MΩ；允許偏差：±5%~±20%②精密型：有較高的精度和穩(wěn)定度.功率范圍：不大于2W；標(biāo)稱值：0.01~22MΩ；允許偏差：±2%~±0.001%③高頻型：電阻自身電感量極小,常稱為無感電阻,用于高頻電路。阻值：小于1Ω；功率范圍可達100W。④高壓型：用于高壓裝置。功率范圍：0.5~15W；阻值可達1000MΩ（1GΩ）；額定電壓可達35KV以上。⑤高阻型：阻值10MΩ以上最高可達1014Ω。⑥集成電阻：排阻。（圖片）☆電阻器的選用選用電阻器時要仔細(xì)分析電路的具體要求。一般選用可遵循以下原則：1)那些穩(wěn)定性、耐熱性、可靠性要求高的電路，一般選用金屬膜或金屬氧化膜電阻；2)要求功率大，耐熱性能好，工作頻率不高的電路，一般選用繞線電阻；3)對于無特殊要求的電路，可選用碳膜型電阻，以降低成本。電位器電位器是一種可調(diào)電阻器。電位器對外有三個引出端，其中兩個是固定端，另一個是滑動端（也稱中心抽頭）。電位器圖形符號：電位器的主要技術(shù)指標(biāo)：①標(biāo)稱值、允許偏差；②額定功率；③滑動噪聲；④分辨率；⑤阻值變化規(guī)律；⑥起動力矩和轉(zhuǎn)矩；⑦電位器的軸長和軸端結(jié)構(gòu)。常用的幾種電位器1）繞線電位器（型號：WX）；2）合成膜電位器（型號：WTH）；3）有機實心電位器（型號：WS）；4）多圈電位器；5）導(dǎo)電塑料電位器；電位器的選用選用電位器時，不僅要仔細(xì)分析具體電路的使用條件。還要考慮調(diào)節(jié)、操作和成本的要求。下面是針對不同用途推薦選用電位器的類型：1）普通電子儀器：合成膜電位器或有機實心電位器；2）大功率低頻電路、高溫情況：一般選用繞線電位器；3）高精度：繞線、導(dǎo)電塑料或精密合成碳膜電位器；4）高分辨率：多圈電位器；5）高頻、高穩(wěn)定性：選用碳膜電位器；6）調(diào)節(jié)后不需再動：軸端鎖緊電位器；7）幾個電路同步調(diào)節(jié)：多聯(lián)電位器；8）精密、微量調(diào)節(jié)：微條調(diào)電位器；9）要求電壓變化均勻：直線式電位器；10）音量控制：指數(shù)式電位器；2.3.2電容器簡介(p58)電容器在各類電子線路中是一種必不可小的重要元件。電容器是儲能元件。其單位用法拉（F）、微法（μF）、皮法（PF）?！罴夹g(shù)參數(shù)：標(biāo)稱值和允許偏差；額定電壓（耐壓值）；漏電阻和漏電流；穩(wěn)定性?！铍娙莘诸悾汗潭娙萜骱涂勺冸娙萜?。☆電容符號：

+-++-a.無極電容b.極性電容c.可變電容d.微調(diào)電容☆平板電容器的結(jié)構(gòu)參數(shù)式中：ε---介電常數(shù)，PF/mm2；d---板間的距離，mm；S---平板面積mm2。☆電容器的電參數(shù)式中：C---電容（F）；q---電荷（C）；U---電壓（V）☆電容器的阻抗式中：ω---角頻率ω=2πf（rad/S）；f---頻率（HZ）;C---電容（F）；-j=1/j表示容抗上的電流超前電壓90°。幾種常用的電容器●有機介質(zhì)電容：主要有紙介電容（普通紙介CZ和金屬介CJ1）和有機薄膜電容（滌綸CL、聚丙烯CBB等）?！駸o機介質(zhì)電容：云母CY、瓷介CC（瓷片、瓷管、獨石）、玻璃（玻璃膜、玻璃釉、獨石）?！耠娊怆娙荩轰X電解CD、鉭電解CA等。以上三種為固定電容器?！窨勺冸娙萜鰿B：云母、薄膜CBM?！裎⒄{(diào)電容CCW：一般用于高頻回路中頻率微調(diào)。幾種常用的電容器☆電容標(biāo)注：前面已講不重復(fù)?！铍娙輽z測：①漏電流的檢測:用指針式萬用表測量。以電解電容為例，選擇合適的電阻檔。如下圖接法：

表針應(yīng)向右擺動后慢慢退回，待表針不動時所指示阻值越大，表明電容器的漏電流越小。性能越好。②電容的容量:用萬用表測量。測得電容的電阻值后對應(yīng)阻容換算表可得到其容值。-+紅黑電容器的選用1)電路間耦合：選用有機介質(zhì)電容;2)電源濾波、低頻旁路：鋁電解CD電容;3）高頻、要求容量穩(wěn)定的電路：高頻瓷介電容、鉭電解電容、云母電容等。4）諧振需改變?nèi)葜档入娐罚嚎勺冸娙萜鳌?.3.3電感器簡介(p68)電流流過導(dǎo)線或線圈產(chǎn)生磁力線，而磁力線穿越（或切割）線圈時，會產(chǎn)生相應(yīng)的電壓。這種現(xiàn)象叫電感（或自感）。電感是由導(dǎo)線按一定的規(guī)則繞成空心線圈或是把導(dǎo)線按一定的規(guī)則纏繞在鐵心或磁心上構(gòu)成的。電感是一種儲能元件。其單位用亨利（H）表示。線圈電感的表達式：式中：φ---磁通量（Wb）；μ---導(dǎo)磁率（H/cm）；n---線圈匝數(shù)；l---線圈軸向的長度，cm；S---線圈包圍的圓的面積cm2；I---流過線圈電流（A）

☆電感的阻抗式中：ω---角頻率ω=2πf（rad/S）；f---頻率（HZ）;L---電感（H=Wb/A）；其應(yīng)用范圍廣泛。它在調(diào)諧、振蕩、耦合、匹配、濾波、陷波、補償?shù)入娐繁夭豢缮?。電感的符號：☆基本參?shù)：電感量、品質(zhì)因素Q（Q=ωL/R）值、額定電流。L☆分類及其電路符號：

①按線圈內(nèi)部填充材料分：空心線圈、鐵心線圈、磁心線圈三種。②按用途分：普通電感和專用電感?！顧z測:測量電感器比較復(fù)雜,一般通過電感測量儀和電橋等專用儀器進行。儀器有：Q表、萬用表電感檔、電橋測量。空心線圈固定電感元件帶可調(diào)磁心和線圈抽頭電感電感的的選用1）高頻電路中：選用高頻電感線圈，它可以是空心線圈也可以磁心線圈，也稱高頻扼流圈。2）音頻或電源濾波電路多用電感為幾亨利的低頻組流圈。常用的幾種R、C、L組合電路1）R、C組合積分/微分/濾波電路；(p59-60)2）L、C組合的諧振/濾波電路；(p74)3）R、C、L組合等效晶振電路/濾波電路。(p77)2.3.4常用開關(guān)和接插件簡介開關(guān)和接插件通過機械動作完成電氣連接或斷開?！畛Ｓ瞄_關(guān)：旋轉(zhuǎn)開關(guān)、按動開關(guān)、波動開關(guān)。☆常用接插件：圓形接插件、矩形接插件、印刷板接插件、同軸接插件、帶狀電纜接插件、插針式接插件。開關(guān)、連接器2.3.5半導(dǎo)體分立元件：分：1.二極管：普通二極管和特殊二極管；2.三極管：鍺管和硅管；3.功率整流管：可控硅、硅堆；4.場效應(yīng)管：結(jié)型硅管、MOS管?！疃O管是一種電流和電壓呈非線性的電子器件。它的主要特性為單向?qū)щ娦?。對他的檢測主要是判別其單向?qū)щ娦院驼⒇?fù)極性。主要用于整流、檢波、穩(wěn)壓和變?nèi)莸取！疃O管命名和外形圖國產(chǎn)的電子元器件常用的整流二極管為2CP型或2CZ型，穩(wěn)壓二極管多用2CW型，檢波二極管多用2AP型，開關(guān)二極管多用2CK型，變?nèi)荻O管常用2CC型。☆二極管符號：+-+-+-+-普通二極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管實物符號二極管實物符號+-穩(wěn)壓二極管常用二極管實物外形圖LED數(shù)碼管實物外形圖二極管檢測：使用指針萬用表檢測如圖。若使用數(shù)字萬用表表筆極性與指針萬用表相反。（注意不宜用數(shù)字萬用表判別二極管的極性）其它類型二極管檢測方法基本相同。+-紅表筆黑表筆紅表筆黑表筆

萬用表顯示低阻

萬用表顯示高阻二極管的選用1）選用檢波二極管時：應(yīng)考慮其正向壓降、反向電流、檢波效率和檢波損耗、作高工作溫度等；2）選用開關(guān)二極管時：必須考慮其反向恢復(fù)時間和零偏壓結(jié)電容等；3）選用穩(wěn)壓二極管時：必須考慮其穩(wěn)壓電壓、電流、最大功耗、最大工作電流、動態(tài)電阻、溫度系數(shù)等；4）選用發(fā)光二極管時：必須考慮其工作電流、電壓，擊穿電壓、極限功耗、發(fā)光波長和亮度。三極管：晶體三極管是由兩個PN結(jié)構(gòu)成的一種半導(dǎo)體器件。它有NPN和PNP型兩種結(jié)構(gòu)。主要作用：電流放大和開關(guān)作用。☆三極管的分類△按材料：硅管和鍺管；△按PN組合：NPN和PNP；△按工作頻率：高頻管、超高頻管和低頻管（3MHz以下）；△按功率：大、中、小功率分。其工作原理在此不詳述。☆三極管電路符號：

NPN管PNP管☆三極管檢測：萬用表使用×100Ω或×1KΩ檔（1）三極管質(zhì)量判別:①判別BE、BC兩個PN結(jié)的好壞，可用測量二極管的方法判斷；②測量漏電阻：對NPN管用黑表筆接三極管c腳，紅表筆接三極管e腳，b極懸空，測得的阻值越大越好。測硅管時指針指向無窮大。③檢測三極管有否放大能力：黑表筆接三極管c腳，紅表筆接三極管e腳，觀察在捏住c、b極前后的變化，指針變化大放大倍數(shù)就大。指針變化小放大倍數(shù)就小。（2）判別三極管類型:萬用表顯示低阻紅表筆黑表筆黑表筆萬用表顯示低阻黑表筆紅表筆紅表筆a.用萬用表(指針式)+端（紅表筆）接三極管某一管腳,用-端（黑表筆）分別接另兩個極測得均為低阻值時該管為PNP管。b.用萬用表(指針式)-端（黑表筆）接三極管某一管腳,用+端（紅表筆）分別接另兩個極測得均為低阻值時該管為NPN管。（3）判別三極管腳判斷a.對NPN管用萬用表(指針式)-端（黑表筆）接三極管某一管腳,用+端（紅表筆）分別接另兩個極測得均為低阻值時黑表筆對應(yīng)管腳為b極。測量Rbe＞Rbcb.對PNP管用萬用表(指針式)+端（紅表筆）接三極管某一管腳,用+端（黑表筆）分別接另兩個極測得均為低阻值時紅表筆對應(yīng)管腳為b極。測量Rbe＞Rbc黑表筆紅表筆bce為低阻，阻值稍大為低阻，阻值稍小黑表筆紅表筆紅表筆bce為低阻，阻值稍大為低阻，阻值稍小黑表筆三極管實物圖三極管的選用

三極管的選用是一個很復(fù)雜的問題，它要根據(jù)電路的特點，晶體管在電路中的作用，工作環(huán)境與周圍元氣件的關(guān)系等多種因素進行選取。選用的三極管的各項參數(shù)要友誼頂?shù)脑Ａ?，以保證其工作的安全性。2.3.6集成電路(IC芯片)集成電路是利用半導(dǎo)體工藝或厚膜、薄膜工藝將電阻、電容、二極管、三極管、場效應(yīng)管等元器件按照設(shè)計要求連接起來制作在一塊硅片上成為具有特定功能的電路。目前使用較多