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文檔簡介
電子元件的基本知識演示文稿本文檔共105頁;當(dāng)前第1頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識-----電阻篇
在電子電路中,電阻器占所用元件總數(shù)的30%以上。它的作用是調(diào)節(jié)電路中的電壓、電流,分壓、分流和作為耗能的負載。電阻用符號R表示,單位為歐、千歐、兆歐,分別用Ω、KΩ、MΩ表示,1MΩ=103KΩ=106Ω
。一、電阻器的分類:(一)按結(jié)構(gòu)不同,電阻器分為固定式和可變式兩大類。
1.固定式電阻器一般稱為電阻,由于制作材料和工藝不同,可分為:
a.薄膜電阻,
b.線繞電阻,
c.特殊電阻(如光敏電阻、熱敏電阻等)。電子元件的基本知識電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第2頁;編輯于星期一\17點54分
(1)薄膜電阻又分為:碳膜電阻,合成碳膜電阻器,化學(xué)沉積膜電阻,玻璃釉質(zhì)電阻器,金屬氧化膜電阻器,金屬氮化膜電阻器,金屬膜電阻(金屬膜電阻精度較高,可達0.001%)。
(2)線繞電阻:通用線繞電阻器、精密線繞電阻器、大功率線繞電阻器、高頻線繞電阻器。電子元件的基本知識電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第3頁;編輯于星期一\17點54分
(3)實心電阻分:
無機合成實心碳質(zhì)電阻,有機合成實心碳質(zhì)電阻。
(4)敏感電阻分:壓敏電阻,熱敏電阻,光敏電阻,力敏電阻,氣敏電阻,濕敏電阻。
2.電位器是一種具有三個端子的可變電阻器,其阻值在一定范圍內(nèi)連續(xù)可調(diào)。
按材料可分為薄膜和線繞式兩種;按調(diào)節(jié)機構(gòu)的運動方式則分為旋轉(zhuǎn)式和直滑式等。電子元件的基本知識電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第4頁;編輯于星期一\17點54分二、常用電阻器的分類:
碳膜電阻、碳質(zhì)電阻、金屬膜電阻、線繞電阻和電位器等。三、按安裝方式電阻分類:
1.插件電阻
2.貼片電阻(SMD)電子元件的基本知識電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第5頁;編輯于星期一\17點54分四、電阻型號的命名方法: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。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(biāo)等。例如:RT11型普通碳膜電阻a1電子元件的基本知識電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第6頁;編輯于星期一\17點54分五、電阻器的主要性能參數(shù):
1.標(biāo)稱阻值:電阻器上面所標(biāo)示的阻值。
2.允許誤差:標(biāo)稱阻值與實際阻值的差值跟標(biāo)稱阻值之比的百分數(shù)稱阻值偏差,它表示電阻器的精度。允許誤差與精度等級對應(yīng)關(guān)系如下:
3.額定功率:在正常的大氣壓力90-106.6KPa及環(huán)境溫度為-55℃~+70℃條件下,電阻器長期工作所允許耗散的最大功率。(P=I×UP=I2×RP=U2/R)
線繞電阻器的額定功率系列為(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100。非線繞電阻器的額定功率系列為(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100。允許誤差±0.5%±1%±2%±5%±10%±20%級
別0.050.1(或00)0.2(或0)ⅠⅡⅢ電子元件的基本知識電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第7頁;編輯于星期一\17點54分
4.額定電壓:由阻值和額定功率換算出的電壓。
5.最高工作電壓:允許的最大連續(xù)工作電壓。在低氣壓工作時,最高工作電壓較低。
6.溫度系數(shù):溫度每變化1℃所引起的電阻值的相對變化。溫度系數(shù)越小,電阻的穩(wěn)定性越好。阻值隨溫度升高而增大的為正溫系數(shù),反之為負溫度系數(shù)。
7.老化系數(shù):電阻器在額定功率長期負荷下,阻值相對變化的百分數(shù),它表示電阻器壽命長短的參數(shù)。
8.電壓系數(shù):在規(guī)定的電壓范圍內(nèi),電壓每變化1伏,電阻器的相對變化量。
9.噪聲:產(chǎn)生于電阻器中的一種不規(guī)則的電壓起伏,包括熱噪聲和電流噪聲兩部分,熱噪聲是由于導(dǎo)體內(nèi)部不規(guī)則的電子自由運動,使導(dǎo)體任意兩點的電壓不規(guī)則變化。電子元件的基本知識電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第8頁;編輯于星期一\17點54分
國家規(guī)定出一系列的阻值作為產(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)。不同誤差等級的電阻有不同數(shù)目的標(biāo)稱值。誤差越小的電阻,標(biāo)稱值越多。下表中的標(biāo)稱值可以乘以10、100、1000、10k;100k;比如1.0這個標(biāo)稱值,就有1.0Ω、10.OΩ、100.OΩ、1.0kΩ、10.0kΩ、100.0kΩ、1.0MΩ;10.0MΩ;
允許誤差
標(biāo)
稱
阻
值
系
列
±5%1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.0
3.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1±10%1.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2±20%1.01.52.23.34.76.8
電子元件的基本知識電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第9頁;編輯于星期一\17點54分
四色環(huán)電阻色別第一色環(huán)(第1位有效數(shù))第二色環(huán)(第2位有效數(shù))第三色環(huán)(倍乘)第四色環(huán)(誤差)黑00100棕11101紅22102橙33103黃44104綠55105籃66106紫77107灰88108白99109+5~-10%金10-1±5%銀10-2±10%無色±20%電子元件的基本知識電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第10頁;編輯于星期一\17點54分
五色環(huán)電阻色別第一色環(huán)(第1位有效數(shù))
第二色環(huán)
(第2位有效數(shù))第三色環(huán)
(第3位有效數(shù))第四色環(huán)
(倍乘)第五色環(huán)
(誤差)黑000100棕111101±1%紅222102±2%橙333103黃444104綠555105±0.5%籃666106±0.2%紫777107±0.1%灰888108白999109金10-1銀10-2電子元件的基本知識電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第11頁;編輯于星期一\17點54分
電子元件的基本知識常用電阻器電路符號
電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第12頁;編輯于星期一\17點54分
電子元件的基本知識常用電阻器的實物----插件電阻
水泥電阻電位器色環(huán)電阻電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第13頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識貼片電阻---電阻值國際通用表示法
貼片封裝電阻器的絲印代碼意義貼片封裝電阻器表面都印有其標(biāo)稱值,E-24系列普通電阻和E-96系列精密電阻使用不同的代碼。一,E-24系列標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值表11.52.23.34.76.81.11.62.43.65.17.51.21.82.73.95.68.21.3234.36.29.1電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第14頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識貼片電阻---電阻值國際通用表示法絲印代碼意義(讀數(shù)方法)前面兩位數(shù)字表示有效數(shù)字,后面一位表示應(yīng)乘以10的冪次?;締挝皇菤W姆。比如:103表示10×103(歐姆)=10,000(歐姆)=10K(歐姆)472表示47×102(歐姆)=4700(歐姆)=4.72K(歐姆)注:可以總結(jié)為,最后一位數(shù)字是幾,就是在前面兩位數(shù)字后添加幾個0。
電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第15頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識貼片電阻---電阻值國際通用表示法二,E-96系列
標(biāo)準(zhǔn)數(shù)值表11.331.782.373.164.225.627.51.021.371.822.433.244.325.767.681.051.41.872.493.324.425.97.871.071.431.912.553.44.536.048.061.11.471.962.613.484.646.198.251.131.522.673.574.756.348.451.151.542.052.743.654.876.498.661.181.582.12.83.744.996.658.871.211.622.152.873.835.116.819.091.241.652.212.943.925.236.989.311.271.692.263.014.025.367.159.531.31.742.323.094.125.497.329.76電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第16頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識貼片電阻---電阻值國際通用表示法數(shù)字代碼--數(shù)值對照表代碼數(shù)值代碼數(shù)值代碼數(shù)值代碼數(shù)值代碼數(shù)值代碼數(shù)值代碼數(shù)值代碼數(shù)值11001313325178372374931661422735628575021021413726182382435032462432745768676831051514027187392495133263442755908778741071614328191402555234064453766048880651101714729196412615334865464776198982561131815030200422675435766475786349084571151915431205432745536567487796499186681182015832210442805637468499806659288791212116233215452875738369511816819390910124221653422146294583927052382699493111127231693522647301594027153683715959531213024174362324830960412725498473296976電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第17頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識貼片電阻---電阻值國際通用表示法字母--乘數(shù)對照表字母代碼ABCDEFGHXYZ應(yīng)乘的數(shù)100
101
102
103
104
105
106
107
10-1
10-2
10-3
*注
R:用來表示小數(shù)點位置代碼意義(讀數(shù)方法)
1,前兩位是代表有效數(shù)值的代碼。比如:88代表806;96代表976
2,后一位是應(yīng)乘多少的字母代碼。比如:A
代表100
;C
代表102
3,基本單位是歐姆。
4,實例:
88A表示806×100
(歐姆)=806(歐姆)
96C表示976×102
(歐姆)=97.6K(歐姆)
5,特殊表示法:
直接用R表示小數(shù)點位置:比如:47R表示47歐姆;4R7表示4.7歐姆
電阻篇本文檔共105頁;當(dāng)前第18頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識電阻篇特性體積小,重量輕;適應(yīng)再流焊與波峰焊;電性能穩(wěn)定,可靠性高;裝配成本低,并與自動裝貼設(shè)備匹配;機械強度高、高頻特性好。產(chǎn)品代號型號電阻溫度系數(shù)阻值電阻值誤差包裝方法RC片狀電阻代號型號代號T.C.R表示方式阻值代號誤差值代號包裝方式020402K≤±100PPM/℃E-24前兩位表有效數(shù)F±1%T編帶包裝030603L≤±250PPM/℃第三位表示0的個數(shù)G±2%050805U≤±400PPM/℃E-96前三位表有效數(shù)J±5%B塑料盒散包裝061206M≤±500PPM/℃第四位表示0的個數(shù)0跨接電阻示列RC05K103J備注小數(shù)點用R表示例如:E-24:1R0=1.0Ω103=10KΩE-96:1003=100KΩ;跨接電阻采用“000”表示本文檔共105頁;當(dāng)前第19頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識-----電容篇電子元件的基本知識
電容器是儲存電能的元件。在電路中可用于濾波、耦合、調(diào)諧、交流旁路和能量轉(zhuǎn)換等。電容的基本單位為法拉(F)。但實際上,法拉是一個很不常用的單位,因為電容器的容量往往比1法拉小得多,常用微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)(皮法又稱微微法)等,它們的關(guān)系是:1F=1000000μF、1μF=1000nF=1000000pF
一、電容器的分類:(1)按結(jié)構(gòu)可分為:
a、固定電容器,其電容量不可調(diào)。
b、半可變電容器(微調(diào)電容器),其電容量可在十幾至幾十皮法(pF)的小范圍內(nèi)變化。
c、可變電容器,其電容量在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化,有“單聯(lián)”和“雙聯(lián)”之分。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第20頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識(2)按介質(zhì)材料可分為:
a、電解電容器,以鋁、鉭、鈮等金屬氧化物作其介質(zhì),應(yīng)用最廣的是鋁電解電容器。電解電容器容量大,耐壓高(500V以下),但有正、負極性之分(外殼為負端,另一接線端為正端),使用時不能接反。
b、有機介質(zhì)電容器,其中包括紙介電容器和有機薄膜電容器。紙介電容器的結(jié)構(gòu)簡單、價廉,容量一般為100pF~10μF,但介質(zhì)損耗大,穩(wěn)定性不高;有機薄膜電容器較紙介電容器體積小,損耗小,穩(wěn)定性好,但溫度系數(shù)大。
c、無機介質(zhì)電容器,其中包括云母、瓷介和玻璃釉電容。云母電容一般為幾十至幾萬皮法,高頻性能穩(wěn)定,耐壓高(幾百至幾千伏);瓷介電容體積小,損耗小,耐壓低(一般60~70V),容量小(一般1~1000pF);玻璃釉電容,容量為4.7pF~4μF,可用到125℃高溫。
d、空氣介質(zhì)電容器。有些可變電容器采用空氣作介質(zhì)。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第21頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識二、按安裝方式電容器分類:
1.插件電容
2.貼片電容(SMD)電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第22頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識三、電容器的主要特性參數(shù):
1.容量與誤差:實際電容量和標(biāo)稱電容量允許的最大偏差范圍。一般分為3級:I級±5%,II級±10%,III級±20%。在有些情況下,還有0級,誤差為±20%。精密電容器的允許誤差較小,而電解電容器的誤差較大,它們采用不同的誤差等級。
常用的電容器其精度等級和電阻器的表示方法相同。用字母表示:D—005級—±0.5%;F—01級—±1%;G—02級—±2%;H—03級—±3%;J—I級—±5%;K—II級—±10%;M—III級—±20%。
2.溫度系數(shù):在一定溫度范圍內(nèi),溫度每變化1℃,電容量的相對變化值。溫度系數(shù)越小越好。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第23頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
3.額定電壓:電容器在電路中能夠長期穩(wěn)定、可靠工作,所承受的最大直流電壓,又稱耐壓。對于結(jié)構(gòu)、介質(zhì)、容量相同的器件,耐壓越高,體積越大。
4.損耗角正切(tgδ):在規(guī)定頻率的正弦電壓下,電容器的損耗功率除以電容器的無功功率為損耗角正切。這些損耗主要來自介質(zhì)損耗和金屬損耗。
5.頻率特性:電容器的電參數(shù)隨電場頻率而變化的性質(zhì)。在高頻條件下工作的電容器,由于介電常數(shù)在高頻時比低頻時小,電容量也相應(yīng)減小。損耗也隨頻率的升高而增加。另外,在高頻工作時,電容器的分布參數(shù),如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等,都會影響電容器的性能。所有這些,使得電容器的使用頻率受到限制。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第24頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識6.使用壽命。電容器的使用壽命隨溫度的增加而減小。主要原因是溫度加速化學(xué)反應(yīng)而使介質(zhì)隨時間退化。
7.絕緣電阻:用來表明漏電大小的。一般小容量的電容,絕緣電阻很大,在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆。電解電容的絕緣電阻一般較小。相對而言,絕緣電阻越大越好,漏電也小。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第25頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識下表列出了常見電容器的字母符號字母電容器介質(zhì)材料字母電容器介質(zhì)材料A鉭電解L聚脂等極性有機薄膜B聚笨乙烯等非極性有機薄膜N鈮電解C高頻陶瓷O玻璃膜D鋁電解Q漆膜E其他材料電解T低頻陶瓷G合金電解V云母紙H紙膜復(fù)合Y云母I玻璃釉Z紙J金屬化紙電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第26頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識常用固定電容的直流電壓系列
(有*的數(shù)值,只限電解電容用)1.6
4
6.3
10
16
25
32*
40
50
63
100
125*
160
250
300*
400
450*
500
630
1000
由于電容兩極之間的介質(zhì)不是絕對的絕緣體,它的電阻不是無限大,而是一個有限的數(shù)值,一般在1000兆歐以上。電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻,或者叫做漏電電阻。漏電電阻越小,漏電越嚴(yán)重。電容漏電會引起能量損耗,這種損耗不僅影響電容的壽命,而且會影響電路的工作。因此,漏電電阻越大越好。
電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第27頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識四、電容的類別和符號電容的種類也很多,為了區(qū)別開來,也常用幾個拉丁字母來表示電容的類別,如圖1所示。第一個字母C表示電容,第二個字母表示介質(zhì)材料,第三個字母以后表示形狀、結(jié)構(gòu)等。上圖是小型紙介電容,下圖是立式矩開密封紙介電容。表1列出電容的類別和符號。表2是常用電容的幾項特性。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第28頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識順序類別名稱簡稱稱號第一個字母主稱電容器容C第二個字母介質(zhì)材料紙介
電解
云母
高頻瓷介
低頻瓷介
金屬化紙介
聚苯乙烯等有機薄膜
滌綸等有機薄膜紙
電
云
瓷Z
D
Y
C
T
J
B
L
第三個字母以后形狀筒形
管狀
立式矩形
圓片形筒
管
立
圓T
G
L
Y結(jié)構(gòu)密封密M大小小型小X表1列出電容的類別和符號電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第29頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識表2是常用電容的幾項特性電容種類容量范圍直流工作電壓
(V)運用頻率
(MHz)準(zhǔn)確度漏電電阻
(MΩ)中小型紙介電容470pF~0.22uF63~6308以下Ⅰ~Ⅲ>5000金屬殼密封紙介電容0.01uF~10uF250~1600直流,
脈動直流Ⅰ~Ⅲ>1000~5000中、小型金屬化紙介電容0.01uF~0.22uF160、250、4008以下Ⅰ~Ⅲ>2000金屬殼密封金屬化紙介電容0.22uF~30uF160~1600直流,
脈動電流Ⅰ~Ⅲ>30~5000薄膜電容3pF~0.1uF63~500高頻、低頻Ⅰ~Ⅲ>10000云母電容10pF~0.51uF100~700075~250以下02~Ⅲ>10000瓷介電容1pF~0.1uF63~630低頻、高頻
50~3000以下02~Ⅲ>10000鋁電解電容1uF~10000uF4~500直流,
脈動直流ⅣⅤ
鉭、鈮電解電容0.47uF~1000uF6.3~160直流,
脈動直流ⅢⅣ
瓷介微調(diào)電容2/7pF~7/25pF250~500高頻
>1000~10000可變電容最小>7pF
最大<1100pF100以上低頻,高頻
>500電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第30頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識附表:不同介質(zhì)電容的識別鉭電解CA復(fù)合介質(zhì)CH鈮電解CO漆膜介質(zhì)CQ鋁電解CD云母CY其它電解CE合金電解CG高頻瓷介CC紙介CZ低頻瓷介CT聚苯乙稀CB滌綸CL聚丙稀CBB玻璃膜CO聚四氟乙稀CBF玻璃釉CI聚碳酸脂CLS金屬化紙介CJ
電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第31頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識電解電容實物圖電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第32頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識瓷介電容實物圖CC81《高壓溫度補償性電容》系列瓷介電容器電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第33頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識電容實物圖CL11型MKP62塑料外殼金屬化聚丙烯膜抗干擾電容器(X2類)
cl21x型金屬化電容
CBB62金屬化聚丙烯膜電容器(X2類)
MKT61塑料外殼金屬化聚膜抗干擾電容器(X2類)
電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第34頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識八、電容的標(biāo)志方法:
(1)直標(biāo)法:用字母和數(shù)字把型號、規(guī)格直接標(biāo)在外殼上。如果數(shù)字是0.001,那它代表的是0.001uF=1nF,如果是10n,那么就是10nF,同樣100p就是100pF。不標(biāo)單位的直接表示法:用1~4位數(shù)字表示,容量單位為pF,如350為350pF,3為3pF,0.5為0.5pF
(2)文字符號法:用數(shù)字、文字符號有規(guī)律的組合來表示容量。文字符號表示其電容量的單位:P、N、u、m、F等。和電阻的表示方法相同。標(biāo)稱允許偏差也和電阻的表示方法相同。小于10pF的電容,其允許偏差用字母代替:B—±0.1pF,C—±0.2pF,D—±0.5pF,F(xiàn)—±1pF。(3)色碼表示法:沿電容引線方向,用不同的顏色表示不同的數(shù)字,第一,二種環(huán)表示電容量,第三種顏色表示有效數(shù)字后零的個數(shù)(單位為pF)
顏色意義:黑=0、棕=1、紅=2、橙=3、黃=4、綠=5、藍=6、紫=7、灰=8、白=9。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第35頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識九、貼片電容的種類和特點
單片陶瓷電容器(通稱貼片電容)是目前用量比較大的常用元件,就AVX公司生產(chǎn)的貼片電容來講有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的規(guī)格,不同的規(guī)格有不同的用途。下面我們僅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V來介紹一下它們的性能和應(yīng)用。不同的公司對于上述不同性能的電容器可能有不同的命名方法,這里我們引用的是AVX公司的命名方法,其他公司的產(chǎn)品請參照該公司的產(chǎn)品手冊。NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要區(qū)別是它們的填充介質(zhì)不同。在相同的體積下由于填充介質(zhì)不同所組成的電容器的容量就不同,隨之帶來的電容器的介質(zhì)損耗、容量穩(wěn)定性等也就不同。所以在使用電容器時應(yīng)根據(jù)電容器在電路中作用不同來選用不同的電容器。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第36頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
一NPO電容器
NPO是一種最常用的具有溫度補償特性的單片陶瓷電容器。它的填充介質(zhì)是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的。
NPO電容器是電容量和介質(zhì)損耗最穩(wěn)定的電容器之一。在溫度從-55℃到+125℃時容量變化為0±30ppm/℃,電容量隨頻率的變化小于±0.3ΔC。NPO電容的漂移或滯后小于±0.05%,相對大于±2%的薄膜電容來說是可以忽略不計的。其典型的容量相對使用壽命的變化小于±0.1%。NPO電容器隨封裝形式不同其電容量和介質(zhì)損耗隨頻率變化的特性也不同,大封裝尺寸的要比小封裝尺寸的頻率特性好。下表給出了NPO電容器可選取的容量范圍。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第37頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
NPO電容器可選取的容量范圍NPO電容器適合用于振蕩器、諧振器的槽路電容,以及高頻電路中的耦合電容。
電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第38頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
二X7R電容器
X7R電容器被稱為溫度穩(wěn)定型的陶瓷電容器。當(dāng)溫度在-55℃到+125℃時其容量變化為15%,需要注意的是此時電容器容量變化是非線性的。
X7R電容器的容量在不同的電壓和頻率條件下是不同的,它也隨時間的變化而變化,大約每10年變化1%ΔC,表現(xiàn)為10年變化了約5%。
X7R電容器主要應(yīng)用于要求不高的工業(yè)應(yīng)用,而且當(dāng)電壓變化時其容量變化是可以接受的條件下。它的主要特點是在相同的體積下電容量可以做的比較大。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第39頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
X7R電容器可選取的容量范圍電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第40頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
三Z5U電容器
Z5U電容器稱為”通用”陶瓷單片電容器。這里首先需要考慮的是使用溫度范圍,對于Z5U電容器主要的是它的小尺寸和低成本。對于上述三種陶瓷單片電容起來說在相同的體積下Z5U電容器有最大的電容量。但它的電容量受環(huán)境和工作條件影響較大,它的老化率最大可達每10年下降5%。盡管它的容量不穩(wěn)定,由于它具有小體積、等效串聯(lián)電感(ESL)和等效串聯(lián)電阻(ESR)低、良好的頻率響應(yīng),使其具有廣泛的應(yīng)用范圍。尤其是在退耦電路的應(yīng)用中。電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第41頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
Z5U電容器可選取的容量范圍Z5U電容器的其他技術(shù)指標(biāo)如下:
工作溫度范圍+10℃---+85℃
溫度特性+22%-----56%
介質(zhì)損耗最大4%電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第42頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
四Y5V電容器
Y5V電容器是一種有一定溫度限制的通用電容器,在-30℃到85℃范圍內(nèi)其容量變化可達+22%到-82%。
Y5V的高介電常數(shù)允許在較小的物理尺寸下制造出高達4.7μF電容器。
Y5V電容器的取值范圍如下表所示
Y5V電容器的其他技術(shù)指標(biāo)如下:
工作溫度范圍-30℃---+85℃
溫度特性+22%-----82%
介質(zhì)損耗最大5%電容篇本文檔共105頁;當(dāng)前第43頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識電容篇貼片電容實物圖本文檔共105頁;當(dāng)前第44頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識-----電感篇電子元件的基本知識
電感器的主要作用是對交流信號進行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。
電感的基本單位是亨(H),也常用毫亨(mH)或微亨(uH)做單位。1H=1000mH,1H=1000000uH。
帶骨架的電感也是一種繞線電感,骨架起固定作用,如果骨架是磁心,則為磁心電感。電感一般有直標(biāo)法和色標(biāo)法,色標(biāo)法與電阻類似。如:棕、黑、金、金表示1uH(誤差5%)的電感。
電感在電路中常用“L”加數(shù)字表示,如:L6表示編號為6的電感。電感線圈是將絕緣的導(dǎo)線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。直流可通過線圈,直流電阻就是導(dǎo)線本身的電阻,壓降很??;當(dāng)交流信號通過線圈時,線圈兩端將會產(chǎn)生自感電動勢,自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反,阻礙交流的通過,所以電感的特性是通直流阻交流,頻率越高,線圈阻抗越大。電感在電路中可與電容組成振蕩電路。電感篇本文檔共105頁;當(dāng)前第45頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
一、電感的分類:大電感全部是繞線的,按結(jié)構(gòu)分為空心電感和磁心電感,空心電抗器線性度好,但受外界干擾嚴(yán)重;磁心電抗器存在飽和現(xiàn)象,磁化曲線的彎曲使得電感值不固定。
其他的電感分為固定電感和可調(diào)電感,固定電感如小磁環(huán),小引線等;可調(diào)電感如中周等,中周在檢波和發(fā)射電路中使用,必須帶屏蔽罩,克服干擾。電感的電路符號電感篇本文檔共105頁;當(dāng)前第46頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識電感篇
二、電感器的型號命名方法
電感器的型號命名由三部分組成,各部分的含義見下表電感器的型號命名及含義
第一部分用字母表示主稱為電感線圈。
第二部分用字母與數(shù)字混合或數(shù)字來表示電感量。
第三部分用字母表示誤差范圍。第一部分:主稱
第二部分:電感量第三部分:誤差范圍字母
含義數(shù)字與字母數(shù)字含義字母含義L或PL電感線圈2R22.22.2uHJ±5%1001010uHK±10%101100100uH10210001mHM±20%1031000010mH本文檔共105頁;當(dāng)前第47頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識-----半導(dǎo)體篇電子元件的基本知識
第一節(jié)二極管
半導(dǎo)體是一種具有特殊性質(zhì)的物質(zhì),它不像導(dǎo)體一樣能夠完全導(dǎo)電,又不像絕緣體那樣不能導(dǎo)電,它介于兩者之間,所以稱為半導(dǎo)體。半導(dǎo)體最重要的兩種元素是硅(讀“gui”)和鍺(讀“zhe”)。我們常聽說的美國硅谷,就是因為起先那里有好多家半導(dǎo)體廠商。
二極管最明顯的性質(zhì)就是它的單向?qū)щ娞匦?,就是說電流只能從一邊過去,卻不能從另一邊過來(從正極流向負極)。我們用萬用表來對常見的1N4001型硅整流二極管進行測量,紅表筆接二極管的負極,黑表筆接二極管的正極時,表針會動,說明它能夠?qū)щ姡蝗缓髮⒑诒砉P接二極管負極,紅表筆接二極管正極,這時萬用表的表針根本不動或者只偏轉(zhuǎn)一點點,說明導(dǎo)電不良。(萬用表里面,黑表筆接的是內(nèi)部電池的正極)半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第48頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
一、二極管的分類
(一)按安裝方式分:插件二極管貼片二極管(SMD)
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第49頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
(二)按用途分類:1、檢波用二極管
就原理而言,從輸入信號中取出調(diào)制信號是檢波,以整流電流的大?。?00mA)作為界線通常把輸出電流小于100mA的叫檢波。鍺材料點接觸型、工作頻率可達400MHz,正向壓降小,結(jié)電容小,檢波效率高,頻率特性好,為2AP型。類似點觸型那樣檢波用的二極管,除用于檢波外,還能夠用于限幅、削波、調(diào)制、混頻、開關(guān)等電路。也有為調(diào)頻檢波專用的特性一致性好的兩只二極管組合件。2、整流用二極管
就原理而言,從輸入交流中得到輸出的直流是整流。以整流電流的大?。?00mA)作為界線通常把輸出電流大于100mA的叫整流。面結(jié)型,工作頻率小于KHz,最高反向電壓從25伏至3000伏分A~X共22檔。分類如下:①硅半導(dǎo)體整流二極管2CZ型、②硅橋式整流器QL型、③用于電視機高壓硅堆工作頻率近100KHz的2CLG型。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第50頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
3、限幅用二極管
大多數(shù)二極管能作為限幅使用。也有象保護儀表用和高頻齊納管那樣的專用限幅二極管。為了使這些二極管具有特別強的限制尖銳振幅的作用,通常使用硅材料制造的二極管。也有這樣的組件出售:依據(jù)限制電壓需要,把若干個必要的整流二極管串聯(lián)起來形成一個整體。4、調(diào)制用二極管
通常指的是環(huán)形調(diào)制專用的二極管。就是正向特性一致性好的四個二極管的組合件。即使其它變?nèi)荻O管也有調(diào)制用途,但它們通常是直接作為調(diào)頻用。5、混頻用二極管
使用二極管混頻方式時,在500~10,000Hz的頻率范圍內(nèi),多采用肖特基型和點接觸型二極管。
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第51頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
6、放大用二極管
用二極管放大,大致有依靠隧道二極管和體效應(yīng)二極管那樣的負阻性器件的放大,以及用變?nèi)荻O管的參量放大。因此,放大用二極管通常是指隧道二極管、體效應(yīng)二極管和變?nèi)荻O管。7、開關(guān)用二極管
有在小電流下(10mA程度)使用的邏輯運算和在數(shù)百毫安下使用的磁芯激勵用開關(guān)二極管。小電流的開關(guān)二極管通常有點接觸型和鍵型等二極管,也有在高溫下還可能工作的硅擴散型、臺面型和平面型二極管。開關(guān)二極管的特長是開關(guān)速度快。而肖特基型二極管的開關(guān)時間特短,因而是理想的開關(guān)二極管。2AK型點接觸為中速開關(guān)電路用;2CK型平面接觸為高速開關(guān)電路用;用于開關(guān)、限幅、鉗位或檢波等電路;肖特基(SBD)硅大電流開關(guān),正向壓降小,速度快、效率高。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第52頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
8、變?nèi)荻O管
用于自動頻率控制(AFC)和調(diào)諧用的小功率二極管稱變?nèi)荻O管。日本廠商方面也有其它許多叫法。通過施加反向電壓,使其PN結(jié)的靜電容量發(fā)生變化。因此,被使用于自動頻率控制、掃描振蕩、調(diào)頻和調(diào)諧等用途。通常,雖然是采用硅的擴散型二極管,但是也可采用合金擴散型、外延結(jié)合型、雙重擴散型等特殊制作的二極管,因為這些二極管對于電壓而言,其靜電容量的變化率特別大。結(jié)電容隨反向電壓VR變化,取代可變電容,用作調(diào)諧回路、振蕩電路、鎖相環(huán)路,常用于電視機高頻頭的頻道轉(zhuǎn)換和調(diào)諧電路,多以硅材料制作。9、頻率倍增用二極管
對二極管的頻率倍增作用而言,有依靠變?nèi)荻O管的頻率倍增和依靠階躍(即急變)二極管的頻率倍增。頻率倍增用的變?nèi)荻O管稱為可變電抗器,可變電抗器雖然和自動頻率控制用的變?nèi)荻O管的工作原理相同,但電抗器的構(gòu)造卻能承受大功率。階躍二極管又被稱為階躍恢復(fù)二極管,從導(dǎo)通切換到關(guān)閉時的反向恢復(fù)時間trr短,因此,其特長是急速地變成關(guān)閉的轉(zhuǎn)移時間顯著地短。如果對階躍二極管施加正弦波,那么,因tt(轉(zhuǎn)移時間)短,所以輸出波形急驟地被夾斷,故能產(chǎn)生很多高頻諧波。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第53頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
10、穩(wěn)壓二極管
是代替穩(wěn)壓電子二極管的產(chǎn)品。被制作成為硅的擴散型或合金型。是反向擊穿特性曲線急驟變化的二極管。作為控制電壓和標(biāo)準(zhǔn)電壓使用而制作的。二極管工作時的端電壓(又稱齊納電壓)從3V左右到150V,按每隔10%,能劃分成許多等級。在功率方面,也有從200mW至100W以上的產(chǎn)品。工作在反向擊穿狀態(tài),硅材料制作,動態(tài)電阻RZ很小,一般為2CW型;將兩個互補二極管反向串接以減少溫度系數(shù)則為2DW型。11、PIN型二極管(PINDiode)
這是在P區(qū)和N區(qū)之間夾一層本征半導(dǎo)體(或低濃度雜質(zhì)的半導(dǎo)體)構(gòu)造的晶體二極管。PIN中的I是"本征"意義的英文略語。當(dāng)其工作頻率超過100MHz時,由于少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)和"本征"層中的渡越時間效應(yīng),其二極管失去整流作用而變成阻抗元件,并且,其阻抗值隨偏置電壓而改變。在零偏置或直流反向偏置時,"本征"區(qū)的阻抗很高;在直流正向偏置時,由于載流子注入"本征"區(qū),而使"本征"區(qū)呈現(xiàn)出低阻抗?fàn)顟B(tài)。因此,可以把PIN二極管作為可變阻抗元件使用。它常被應(yīng)用于高頻開關(guān)(即微波開關(guān))、移相、調(diào)制、限幅等電路中。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第54頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
12、雪崩二極管(AvalancheDiode)
它是在外加電壓作用下可以產(chǎn)生高頻振蕩的晶體管。產(chǎn)生高頻振蕩的工作原理是欒的:利用雪崩擊穿對晶體注入載流子,因載流子渡越晶片需要一定的時間,所以其電流滯后于電壓,出現(xiàn)延遲時間,若適當(dāng)?shù)乜刂贫稍綍r間,那么,在電流和電壓關(guān)系上就會出現(xiàn)負阻效應(yīng),從而產(chǎn)生高頻振蕩。它常被應(yīng)用于微波領(lǐng)域的振蕩電路中。13、江崎二極管(TunnelDiode)
它是以隧道效應(yīng)電流為主要電流分量的晶體二極管。其基底材料是砷化鎵和鍺。其P型區(qū)的N型區(qū)是高摻雜的(即高濃度雜質(zhì)的)。隧道電流由這些簡并態(tài)半導(dǎo)體的量子力學(xué)效應(yīng)所產(chǎn)生。發(fā)生隧道效應(yīng)具備如下三個條件:①費米能級位于導(dǎo)帶和滿帶內(nèi);②空間電荷層寬度必須很窄(0.01微米以下);簡并半導(dǎo)體P型區(qū)和N型區(qū)中的空穴和電子在同一能級上有交疊的可能性。江崎二極管為雙端子有源器件。其主要參數(shù)有峰谷電流比(IP/PV),其中,下標(biāo)"P"代表"峰";而下標(biāo)"V"代表"谷"。江崎二極管可以被應(yīng)用于低噪聲高頻放大器及高頻振蕩器中(其工作頻率可達毫米波段),也可以被應(yīng)用于高速開關(guān)電路中。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第55頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
14、快速關(guān)斷(階躍恢復(fù))二極管(StepRecovaryDiode)
它也是一種具有PN結(jié)的二極管。其結(jié)構(gòu)上的特點是:在PN結(jié)邊界處具有陡峭的雜質(zhì)分布區(qū),從而形成"自助電場"。由于PN結(jié)在正向偏壓下,以少數(shù)載流子導(dǎo)電,并在PN結(jié)附近具有電荷存貯效應(yīng),使其反向電流需要經(jīng)歷一個"存貯時間"后才能降至最小值(反向飽和電流值)。階躍恢復(fù)二極管的"自助電場"縮短了存貯時間,使反向電流快速截止,并產(chǎn)生豐富的諧波分量。利用這些諧波分量可設(shè)計出梳狀頻譜發(fā)生電路。快速關(guān)斷(階躍恢復(fù))二極管用于脈沖和高次諧波電路中。15、肖特基二極管(SchottkyBarrierDiode)
它是具有肖特基特性的"金屬半導(dǎo)體結(jié)"的二極管。其正向起始電壓較低。其金屬層除材料外,還可以采用金、鉬、鎳、鈦等材料。其半導(dǎo)體材料采用硅或砷化鎵,多為N型半導(dǎo)體。這種器件是由多數(shù)載流子導(dǎo)電的,所以,其反向飽和電流較以少數(shù)載流子導(dǎo)電的PN結(jié)大得多。由于肖特基二極管中少數(shù)載流子的存貯效應(yīng)甚微,所以其頻率響僅為RC時間常數(shù)限制,因而,它是高頻和快速開關(guān)的理想器件。其工作頻率可達100GHz。并且,MIS(金屬-絕緣體-半導(dǎo)體)肖特基二極管可以用來制作太陽能電池或發(fā)光二極管。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第56頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
16、阻尼二極管
具有較高的反向工作電壓和峰值電流,正向壓降小,高頻高壓整流二極管,用在電視機行掃描電路作阻尼和升壓整流用。17、瞬變電壓抑制二極管
TVP管,對電路進行快速過壓保護,分雙極型和單極型兩種,按峰值功率(500W-5000W)和電壓(8.2V~200V)分類。18、雙基極二極管(單結(jié)晶體管)
兩個基極,一個發(fā)射極的三端負阻器件,用于張馳振蕩電路,定時電壓讀出電路中,它具有頻率易調(diào)、溫度穩(wěn)定性好等優(yōu)點。19、發(fā)光二極管
用磷化鎵、磷砷化鎵材料制成,體積小,正向驅(qū)動發(fā)光。工作電壓低,工作電流小,發(fā)光均勻、壽命長、可發(fā)紅、黃、綠單色光。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第57頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識(三)根據(jù)特性分類
點接觸型二極管,按正向和反向特性分類如下。1、一般用點接觸型二極管
這種二極管正如標(biāo)題所說的那樣,通常被使用于檢波和整流電路中,是正向和反向特性既不特別好,也不特別壞的中間產(chǎn)品。如:SD34、SD46、1N34A等等屬于這一類。2、高反向耐壓點接觸型二極管
是最大峰值反向電壓和最大直流反向電壓很高的產(chǎn)品。使用于高壓電路的檢波和整流。這種型號的二極管一般正向特性不太好或一般。在點接觸型鍺二極管中,有SD38、1N38A、OA81等等。這種鍺材料二極管,其耐壓受到限制。要求更高時有硅合金和擴散型。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第58頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識3、高反向電阻點接觸型二極管
正向電壓特性和一般用二極管相同。雖然其反方向耐壓也是特別地高,但反向電流小,因此其特長是反向電阻高。使用于高輸入電阻的電路和高阻負荷電阻的電路中,就鍺材料高反向電阻型二極管而言,SD54、1N54A等等屬于這類二極管。4、高傳導(dǎo)點接觸型二極管
它與高反向電阻型相反。其反向特性盡管很差,但使正向電阻變得足夠小。對高傳導(dǎo)點接觸型二極管而言,有SD56、1N56A等等。對高傳導(dǎo)鍵型二極管而言,能夠得到更優(yōu)良的特性。這類二極管,在負荷電阻特別低的情況下,整流效率較高。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第59頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識二、二極管的主要參數(shù)
用來表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo),稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。對初學(xué)者而言,必須了解以下幾個主要參數(shù):1、額定正向工作電流
是指二極管長期連續(xù)工作時允許通過的最大正向電流值。因為電流通過管子時會使管芯發(fā)熱,溫度上升,溫度超過容許限度(硅管為140左右,鍺管為90左右)時,就會使管芯過熱而損壞。所以,二極管使用中不要超過二極管額定正向工作電流值。例如,常用的IN4001-4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。2、最高反向工作電壓
加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時,會將管子擊穿,失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全,規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如,IN4001二極管反向耐壓為50V,IN4007反向耐壓為1000V。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第60頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識3、反向電流
反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下,流過二極管的反向電流。反向電流越小,管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系,大約溫度每升高10,反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管,在25時反向電流若為250uA,溫度升高到35,反向電流將上升到500uA,依此類推,在75時,它的反向電流已達8mA,不僅失去了單方向?qū)щ娞匦?,還會使管子過熱而損壞。又如,2CP10型硅二極管,25時反向電流僅為5uA,溫度升高到75時,反向電流也不過160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第61頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識常用二極管的電路符號
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第62頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識插件二極管實物圖
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第63頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識貼片二極管實物圖
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第64頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識第二節(jié)晶體管
晶體管具有放大作用和開關(guān)作用。它的種類和型號較多,按半導(dǎo)體材料分:硅管和鍺管;按工作頻率分:高頻管和低頻管;按導(dǎo)電類型分:NPN型管和PNP型管;按功率大小分:小功率、中功率、大功率管。
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第65頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識一、晶體三極管的三種工作狀態(tài)
截止?fàn)顟B(tài):當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓,基極電流為零,集電極電流和發(fā)射極電流都為零,三極管這時失去了電流放大作用,集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài),我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。
放大狀態(tài):當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓,并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r,三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置,集電結(jié)反向偏置,這時基極電流對集電極電流起著控制作用,使三極管具有電流放大作用,其電流放大倍數(shù)β=ΔIc/ΔIb,這時三極管處放大狀態(tài)。
飽和導(dǎo)通狀態(tài):當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓,并當(dāng)基極電流增大到一定程度時,集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大,而是處于某一定值附近不怎么變化,這時三極管失去電流放大作用,集電極與發(fā)射極之間的電壓很小,集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽和導(dǎo)通狀態(tài)。
根據(jù)三極管工作時各個電極的電位高低,就能判別三極管的工作狀態(tài),因此,電子維修人員在維修過程中,經(jīng)常要拿多用電表測量三極管各腳的電壓,從而判別三極管的工作情況和工作狀態(tài)。
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第66頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識二.晶極管的主要參數(shù)
晶體管的主要參數(shù)有電流放大系數(shù)、耗散功率、頻率特性、集電極最大電流、最大反向電壓、反向電流等。(一)電流放大系數(shù)β
電流放大系數(shù)也稱電流放大倍數(shù),用來表示晶體管的放大能力。根據(jù)晶體管工作狀態(tài)的不同,電流放大系數(shù)又分為直流放大系數(shù)和交流放大系數(shù)。直流電流放大系數(shù)直流電流放大系數(shù)也稱靜態(tài)電流放大系數(shù)或直流放大倍數(shù),是指在靜態(tài)無變化信號輸入時,晶體管集電極電流IC與基極電流IB的比值,一般用hFE或β表示。交流電流放大系數(shù)交流電流放大系數(shù)也稱動態(tài)電流放大系數(shù)或交流放大倍數(shù),是指在交流狀態(tài)下,晶體管集電極電流變化量△iC與基極電流變化量△iB的比值,一般用hfe或β表示。
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第67頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
1.共發(fā)射極電流放大系數(shù)(1)共發(fā)射極直流電流放大系數(shù)β,它表示三極管在共射極連接時,某工作點處直流電流IC與IB的比值,當(dāng)忽略ICBO時
(2)共發(fā)射極交流電流放大系數(shù)β它表示三極管共射極連接、且UCE恒定時,集電極電流變化量ΔIC與基極電流變化量ΔIB之比,即管子的β值太小時,放大作用差;β值太大時,工作性能不穩(wěn)定。因此,一般選用β為30~80的管子。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第68頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
2.共基極電流放大系數(shù)(1)共基極直流電流放大系數(shù)它表示三極管在共基極連接時,某工作點處IC與IE的比值。在忽略ICBO的情況下(2)共基極交流電流放大系數(shù)α,它表示三極管作共基極連接時,在UCB
恒定的情況下,IC和IE的變化量之比,即:通常在ICBO很小時,與β,與α相差很小,因此,實際使用中經(jīng)?;煊枚患訁^(qū)別。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第69頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識(二)極間反向電流
1.集-基反向飽和電流ICBO(集電結(jié)反向漏電電流)
ICBO是指發(fā)射極開路,在集電極與基極之間加上一定的反向電壓時,所對應(yīng)的反向電流。它是電子的漂移電流。在一定溫度下,ICBO
是一個常量。隨著溫度的升高ICBO將增大,它是三極管工作不穩(wěn)定的主要因素。在相同環(huán)境溫度下,硅管的ICBO比鍺管的ICBO小得多。
2.穿透電流ICEO
ICEO是指基極開路,集電極與發(fā)射極之間加一定反向電壓時的集電極電流。ICEO與ICBO的關(guān)系為:
ICEO=ICBO+βICBO=(1+β
)ICBO
該電流好象從集電極直通發(fā)射極一樣,故稱為穿透電流。ICEO和ICBO一樣,也是衡量三極管熱穩(wěn)定性的重要參數(shù)。
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第70頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第71頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識(三)頻率特性參數(shù)
晶體管的電流放大系數(shù)與工作頻率有關(guān)。若晶體管超過了其工作頻率范圍,則會出現(xiàn)放大能力減弱甚至失去放大作用。頻率參數(shù)是反映三極管電流放大能力與工作頻率關(guān)系的參數(shù),表征三極管的頻率適用范圍。晶體管的頻率特性參數(shù)主要包括特征頻率fT和最高振蕩頻率fM等。
1.共射極截止頻率fβ
晶體管的β值是頻率的函數(shù),中頻段β=βo幾乎與頻率無關(guān),但是隨著頻率的增高,β值下降。當(dāng)β值下降到中頻段βO1/2倍時,所對應(yīng)的頻率,稱為共射極截止頻率,用fβ表示。
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第72頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識2.特征頻率fT
特征頻率是指β值下降到β=1時晶體管的工作頻率。晶體管的工作頻率超過截止頻率fβ或fa時,其電流放大系數(shù)β值將隨著頻率的升高而下降。在fβ~fT的范圍內(nèi),β值與f幾乎成線性關(guān)系,f越高,β越小,當(dāng)工作頻率f>fT,時,三極管便失去了放大能力。通常將特征頻率fT≤3MHz的晶體管稱為低頻管,將fT≥30MHz的晶體管稱為高頻管,將3MHz
<fT<30MHz的晶體管稱為中頻管。
3.最高振蕩頻率fM
最高振蕩頻率是指晶體管的功率增益降為1時所對應(yīng)的頻率。通常,高頻晶體管的最高振蕩頻率低于共基極截止頻率fa,而特征頻率fT則高于共基極截止頻率fa、低于共集電極截止頻率fβ
。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第73頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
(
四)極限參數(shù)
1.最大允許集電極耗散功率PCM
PCM
是指三極管集電結(jié)受熱而引起晶體管參數(shù)的變化不超過所規(guī)定的允許值時,集電極耗散的最大功率。當(dāng)實際功耗Pc大于PCM時,不僅使管子的參數(shù)發(fā)生變化,甚至還會燒壞管子。PCM可由下式計算:
PCM=ICUCE
當(dāng)已知管子的PCM
時,利用上式可以在輸出特性曲線上畫出PCM
曲線。通常將耗散功率PCM<1W的晶體管稱為小功率晶體管,1W<PCM<5W的的晶體管稱為中功率晶體管,將PCM≥5W的晶體管稱為大功率晶體管
2.最大允許集電極電流ICM
當(dāng)IC很大時,β值逐漸下降。一般規(guī)定在β值下降到額定值的2/3(或1/2)時所對應(yīng)的集電極電流為ICM,當(dāng)IC>ICM時,β值已減小到不實用的程度,且有燒毀管子的可能。
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第74頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識3.最大反向電壓
最大反向電壓是指晶體管在工作時所允許施加的最高工作電壓。
(1)BVCEO(VCEO)是指基極開路時,集電極與發(fā)射極間的最大允許反向電壓。
(2)BVCBO(VCBO)是指發(fā)射極開路時,集電極與基極間的最大允許反向電壓。
(3)BVEBO(VEBO)是指集電極極開路時,發(fā)射極與基極間的最大允許反向電壓。
幾個最大允許反向電壓有如下關(guān)系:BVCBO>BVCEO>BVEBO
三極管的3個極限參數(shù)PCM
、ICM、BVCEO和臨界飽和線、截止線所包圍的區(qū)域,便是三極管安全工作的線性放大區(qū)。一般作放大用的三極管,均須工作于此區(qū)。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第75頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
第三節(jié)場效應(yīng)晶體管放大器
1、場效應(yīng)晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點,因而也被廣泛應(yīng)用于各種電子設(shè)備中。尤其用場效管做整個電子設(shè)備的輸入級,可以獲得一般晶體管很難達到的性能。
2、場效應(yīng)管分成結(jié)型和絕緣柵型兩大類,其控制原理都是一樣的。
3、場效應(yīng)管與晶體管的比較
(1)場效應(yīng)管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流的情況下,應(yīng)選用場效應(yīng)管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應(yīng)選用晶體管。
(2)場效應(yīng)管是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數(shù)載流子,也利用少數(shù)載流子導(dǎo)電。被稱之為雙極型器件。
(3)有些場效應(yīng)管的源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好。
(4)場效應(yīng)管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把很多場效應(yīng)管集成在一塊硅片上,因此場效應(yīng)管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應(yīng)用。
半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第76頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
場效應(yīng)管是靠一種極性的載流子導(dǎo)電,它又被稱為單極性三極管,場效應(yīng)管分為結(jié)型場效應(yīng)管(JFET)和絕緣柵場效應(yīng)管(MOS管)一:結(jié)型場效應(yīng)管
1.結(jié)型場效應(yīng)管的分類
結(jié)型場效應(yīng)管有兩種結(jié)構(gòu)形式。它們是N溝道結(jié)型場效應(yīng)管(符號圖為(1))和P溝道結(jié)型場效應(yīng)管(符號圖為(2))
從圖中我們可以看到,結(jié)型場效應(yīng)管也具有三個電極,它們是:G——柵極;D——漏極;S——源極。電路符號中柵極的箭頭方向可理解為兩個PN結(jié)的正向?qū)щ姺较?。半?dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第77頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
2.結(jié)型場效應(yīng)管的工作原理(以N溝道結(jié)型場效應(yīng)管為例)
在D、S間加上電壓UDS,則源極和漏極之間形成電流ID,我們通過改變柵極和源極的反向電壓UGS,就可以改變兩個PN結(jié)阻擋層的(耗盡層)的寬度,這樣就改變了溝道電阻,因此就改變了漏極電流ID。3.結(jié)型場效應(yīng)管的特性曲線(以N溝道結(jié)型場效應(yīng)管為例)
輸出特性曲線:(如圖(3)所示)
根據(jù)工作特性我們把它分為四個區(qū)域,即:可變電阻區(qū)、放大區(qū)、擊穿區(qū)、截止區(qū)。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第78頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
轉(zhuǎn)移特性曲線:
我們根據(jù)這個特性關(guān)系可得出它的特性曲線如圖(4)所示。它描述了柵、源之間電壓對漏極電流的控制作用。從圖中我們可以看出當(dāng)UGS=UP時ID=0。我們稱UP為夾斷電壓。
注:轉(zhuǎn)移特性和輸出特性同是反映場效應(yīng)管工作時,UGS、UDS、ID之間的關(guān)系,它們之間是可以互相轉(zhuǎn)換的。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第79頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
二:絕緣柵場效應(yīng)管(MOS管)1.絕緣柵場效應(yīng)管的分類
絕緣柵場效應(yīng)管也有兩種結(jié)構(gòu)形式,它們是N溝道型和P溝道型。無論是什麼溝道,它們又分為增強型和耗盡型兩種。2.絕緣柵型場效應(yīng)管的工作原理(以N溝道增強型MOS場效應(yīng)管)
我們首先來看N溝道增強型MOS場效應(yīng)管的符號圖:如圖(1)所示
它是利用UGS來控制“感應(yīng)電荷”的多少,以改變由這些“感應(yīng)電荷”形成的導(dǎo)電溝道的狀況,然后達到控制漏極電流的目的。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第80頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
3.絕緣柵型場效應(yīng)管的特性曲線(以N溝道增強型MOS場效應(yīng)管)
它的轉(zhuǎn)移特性曲線如圖(2)所示;
它的輸出特性曲線如圖(3)所示,它也分為4個區(qū):可變電阻區(qū)、放大區(qū)、截止區(qū)和擊穿區(qū)。注:對此我們也是只要求看到輸出特性曲線和轉(zhuǎn)移曲線能判斷出是什麼類型的管子,即可。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第81頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
場效應(yīng)管的主要參數(shù)和特點一:場效應(yīng)管的主要參數(shù)
(1)直流參數(shù)
飽和漏極電流IDSS它可定義為:當(dāng)柵、源極之間的電壓等于零,而漏、源極之間的電壓大于夾斷電壓時,對應(yīng)的漏極電流。
夾斷電壓UP它可定義為:當(dāng)UDS一定時,使ID減小到一個微小的電流時所需的UGS
開啟電壓UT
它可定義為:當(dāng)UDS一定時,使ID到達某一個數(shù)值時所需的UGS
(2)交流參數(shù)
低頻跨導(dǎo)gm它是描述柵、源電壓對漏極電流的控制作用。
極間電容場效應(yīng)管三個電極之間的電容,它的值越小表示管子的性能越好。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第82頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
(3)極限參數(shù)
漏、源擊穿電壓當(dāng)漏極電流急劇上升時,產(chǎn)生雪崩擊穿時的UDS。柵極擊穿電壓結(jié)型場效應(yīng)管正常工作時,柵、源極之間的PN結(jié)處于反向偏置狀態(tài),若電流過高,則產(chǎn)生擊穿現(xiàn)象。二:場效應(yīng)管的特點
場效應(yīng)管具有放大作用,可以組成放大電路,它與雙極性三極管相比具有以下特點:
(1)場效應(yīng)管是電壓控制器件,它通過UGS來控制ID;
(2)場效應(yīng)管的輸入端電流極小,因此它的輸入電阻很高;
(3)它是利用多數(shù)載流子導(dǎo)電,因此它的溫度穩(wěn)定性較好;
(4)它組成的放大電路的電壓放大系數(shù)要小于三極管組成放大電路的電壓放大系數(shù);
(5)場效應(yīng)管的抗輻射能力強。半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第83頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識
種類符號轉(zhuǎn)移特性輸出特性結(jié)型N溝道耗盡型結(jié)型P溝道耗盡型各種場效應(yīng)管的符號和特性曲線半導(dǎo)體篇本文檔共105頁;當(dāng)前第84頁;編輯于星期一\17點54分電子元件的基本知識種類符號轉(zhuǎn)移特性輸出特性絕緣柵型N溝道增強型耗盡型絕緣柵型P溝道增強型耗盡型半導(dǎo)體篇
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