电子元器件基础知识大全

第二讲电子元器件,电子实习,电子实习,主要教学内容,电阻器,电位器,电容器,电感器,二极管,三极管,集成电路,变压器,场效应管,开关与继电器,可控硅,光电器件,电阻器,电阻器的种类常用固定电阻器的种类电阻器的标注电阻器的检测电阻器的选用,主要教学内容,电阻器参见教材24-31页,电阻器也称电阻，是电子线路中应用最广的电子元件之一，电阻没有极性。主要参数：标称阻值，允许偏差，额定功率，最大工作电压等。单位为，k，M等主要作用:阻碍电流流过,主用应用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻抗匹配等。,应用举例:,限流,滤波(与电容器配合),电阻器,电阻器的种类,常见电阻器电路符号如下图所示,电阻器,常用固定电阻器的种类,将结晶碳沉积在陶瓷棒骨架上制成。特点:稳定性好,高频特性好，阻值范围宽、价廉等,是目前应用最广泛的电阻器，但精度较低。,1)碳膜电阻器RT,2)金属电阻器RJ,用真空蒸发的方法将合金材料蒸镀于陶瓷棒骨架表面。特点：金属膜电阻器性能优于碳膜电路器，在仪器仪表及通讯设备中大量采用。,电阻器,常用固定电阻器的种类,在绝缘棒上沉积一层金属氧化物。特点：由于其本身即是氧化物，所以高温下稳定，耐热冲击，负载能力强。,3)金属氧化膜电阻器RY,4)线绕电阻器RX,用高阻合金线绕在绝缘骨架上制成，外面涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。特点：具有较低的温度系数，阻值精度高，稳定性好，耐热耐腐蚀，主要做精密大功率电阻使用，缺点：高频性能差。,电阻器,常用固定电阻器的种类,将金属粉和玻璃铀粉混合，采用丝网印刷法印在基板上。特点：耐潮湿，高温，温度系数小，主要应用于厚膜电路。,5)金属玻璃铀膜电阻器RI,6)贴片电阻SMT,片状电阻的电阻体采用玻璃铀材料经过高温烧结而成，电极采用银钯合金浆料。特点：体积小，精度高，稳定性好，高频性能好。例如：手机、MP3等里面的用的都是片状电阻。,代表4.7,代表7.5k,2)数码法,1)直标法,用三位数字表示阻值，它主要用于片状电阻中。如223代表阻值221000=22103=22k,电阻器的标注,电阻器,电阻器的标称阻值和允许偏差直接标在电阻体上。其标注方法有三种：直标法、色标法、数码法,电阻器的标注,电阻器,3)色环法,R=1010210%,棕黑红银,黑棕红橙黄绿蓝紫灰白金银无,012345678951020,四色环法-(第三、四环距离比较宽）,电阻器的识别,电阻器,五色环法-(第四、五位距离比较宽）,黄紫黑黄红,R=4701042%,黑0棕11红22橙3黄4绿50.5%蓝60.25%紫70.1%灰80.05%白9金0.1银0.01,注意：1）测量时不能用双手同时捏住电阻引脚。,主要介绍用数字万用表测量电阻阻值,数字万用表在测电阻以前需进行一次零欧姆测试检查：,将红、黑表笔相互短接，表头应显示“000”；将红、黑表笔开路，表头应显示“1”（超量程指示）。,电阻器的检测,电阻器,2）不能带电或在线测量电阻阻值。,3）数字万用表量程要大于被测电阻阻值。,电阻器,电阻器的选用,误差选用:一般电路使用的电阻器允许误差为5%10%，精密仪器及特殊电路中使用的电阻器，应选用精密电阻器。,所选电阻器的额定功率:P额（12）P实际,1)正确选择电阻器的阻值和误差,2)注意电阻器的极限参数,阻值选用:所用电阻器的标称阻值与所需电阻器阻值差值越小越好。,电阻器,电阻器的选用,3)根据电路特点选用,电位器,电位器的种类常用电位器的种类电位器的检测电位器的选用,主要教学内容,电位器,主要参数：标称阻值(电阻体两个固定端1、3之间的阻值）、额定功率等,电路符号为R,电位器结构图,电位器是一种可调电阻（结构参见右图），其中1、3两端为固定端，2为中心抽头。调节电位器转轴，可以改变电路的输出电压与电流的大小。,参见教材31-33页,下图a中电位器起分压作用，图b中电位器起变阻作用。,电位器,电位器的种类,电位器,常用电位器的种类,1)合成碳膜电位器,特点：制作工艺简单，分辩力高，耐磨性好，寿命较长，是目前应用最广泛的电位器。缺点是电流噪声，非线性大，耐潮性以及阻值稳定性差。,2)有机实心电位器,与碳膜电位器相比具有耐热性好、功率大、可靠性高、耐磨性好的优点。在小型化、高可靠、高耐磨性的电子设备以及交、直流电路中用作调节电压、电流。,电位器,常用电位器的种类,3)金属玻璃铀电位器,4)绕线电位器,特点：分辨率高，阻值范围宽，可靠性高，高频特性好，耐温、耐湿又耐磨，并有通用型、精密型、微调型等品种，很适用于小型化设备中。,特点：接触电阻小，精度高，温度系数小，缺点是分辨力差，阻值偏低，高频特性差。主要用作分压器、变阻器、仪器中调零和工作点等。不宜应用于高频电路。,5)金属膜电位器,电位器,常用电位器的种类,6)带开关的电位器,特点：耐温度性能好、分辨率高、温度系数小，但它的阻值范围较窄，价格较贵。,有旋转式开关电位器、推拉式开关电位器、推推开关式电位器。,电位器,常用电位器的种类,7)数字电位器,特点：具有体积小，节省空间，易于装配，寿命长，可靠性高等，是机械电位器最好的替代器件。通常用于电源校准、音量控制、亮度控制、增益调节、光模块的偏置以及调制电流的调节等。,数字电位器是一种用数字信号控制电位器滑动端位置的新型器件。,1)机械结构判断,注意：在量程正确情况下如出现“1”则内部开路；如出现“000”则内部短路；如读数时高时低，则内部损坏。,2)标称值的测量,将数字表红、黑表笔分别接中间端与电位器任何一端，然后缓慢旋转电位器旋柄，看读数是否平稳跳变。表头读数应在0标称值之间或标称值0之间变化,3)检测阻值变化情况,电位器的检测,电位器,标称值读取与电阻类似,选择合适量程，用数字万用表检测电位器固定端阻值是否与标称值相符。,转动旋柄，正常情况下旋柄转动平滑，内部动触点与电阻体摩擦无“沙沙”声。,电位器,电位器的选用,电容器,电容器的种类常用固定电容器的种类电容器的标注电容器的检测电容器的选用,主要教学内容,电路符号：如下图所示基本单位：F、F、nF、pF,电容器,主要参数：标称容量、允许偏差、额定工作电压等,电容器是一种储能元件，是电子设备中大量使用的电子元件之一，广泛应用于隔直，耦合，旁路，滤波，调谐，电能储能等电路。,特性：加在电容两端的电压不能突变，能够充放电；通高频，阻低频，对直流电流，相当于开路。,参见教材34-41页,电容器,电容器的种类,1)铝电解电容器,常用固定电容器种类,电容器,2)钽、铌电解电容,特点：容量密度大，但是漏电流大，稳定性差，有正负极性，安装时不能接反，适宜用于电源滤波或者低频电路中。,特点：体积小、容量大、性能稳定、寿命长、绝缘电阻大、温度特性好。用在要求较高的设备中。,“-”对应的引脚为负极,3)瓷片电容器,常用固定电容器种类,电容器,特点：体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于超高频电路旁路，耦合，滤波等。,4)独石电容器,特点：具有耐高温，体积小，电容容量大，稳定性好等优点，广泛用于精密仪器中高频电路作谐振，耦合，滤波，旁路用。,5)涤纶电容器,常用固定电容器种类,电容器,特点：无极性,体积小,容量大,但稳定性较差，用于中低频电路，如信号耦合，旁路，隔直等，不宜在高频电路中使用。,特点：无极性,损耗小,稳定性好，可代替云母电容，用于要求较高的电路。,6)CBB电容器,电容器应用举例,电容器,1)直流电源滤波,C2：瓷片电容，高频信号滤波,容量一般取103（0.01F),C1：电解电容，低频信号滤波，电容容量C(35)T/2RL,C1的容量一般根据经验每0.5A/1000F,电容器,3)交流旁路,2)信号耦合,（通交流隔直流）,电容器应用举例,4)RC定时作用,根据电容两端的充电电压可以控制后面的电路,电容器,电容器应用举例,电容器,一阶低通滤波器,一阶高通滤波器,5)高、低通滤波,电容器应用举例,二阶低通滤波器,2)数码法:适用于瓷介，涤纶电容,例如：224表示电容容量为：224=22104pF=220nF=0.22uF,1)直标法:适用于电解电容,把容量、耐压、精度直接标在电容体上，电解电容长脚为正极。,电容器的标注,电容器,3)文字符号法,用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF,2u2表示2.2uF。,用色环或色点表示电容器的主要参数，与电阻相同。,4)色标法,用数字RLC电桥可以直接测电容的容量,被测量方式频率电容容量并联电解电容100Hz其他电容器10kHz,电容器检测,电容器,电容器的选用,电容器,1)电容器种类的选择,2)电容器耐压的选择,3)电容器允许误差的选择,U额定1.11.2U实际,用于低频耦合电路中的电容器误差选10%20%；用于振荡和延时电路中的电容器，允许误差尽可能小。,电感器,主要教学内容,电感器的种类常见电感器的外形电感器的应用电感器容量的检测电感器的选用,电感器,1）电感器的主要参数,标称电感量及允许误差；感抗XL；品质因素Q；额定电流等,电感器在电路中起阻交流通直流,阻高频通低频作用,2）电感器的标注方法,直标法,在电感线圈的外壳上直接用数字和文字标出电感线圈的电感量,允许误差及最大工作电流等主要参数。,色标法同电阻标法，单位为H。,参见教材41-43页,电感器,电感器的种类,电感器,常见电感器的外形,色环电感,空芯电感,带磁芯电感,1)与变容二极管形成并联谐振电路,S3按下后，UC9而UC9=UdUdCdf,电感器,电感器的应用,2)高频扼流：L2、L1，阻高频，通低频,L1：色环电感，L2：磁环电感,电感器,电感器的应用,FM收音机通过耳机线接收到87108MHz的高频载波信号，只能通过耳机插座XS进入FM收音机A点。L1、L2对此高频载波信号起阻碍作用,3)滤波,与C形成高通滤波器,电感器,电感器的应用,左图为本次所装FM收音机的输入电路高通滤波器（转折频率为76MHz），它对收音机所接的信号进行筛选。大于76MHz的信号才被允许通过。,与C形成二阶低通滤波器,幅频特性,电感器,电感器的应用,用RLC直流测试电桥直接测量电感器的电感量,被测量方式频率L(按LCR按钮)串联10kHz,RLC电桥在测量电感容量时需调零两测试表棒开路按清零按钮表头显示SH两测试表棒短路按清零按钮表头显示OP两测试表棒开路按清零按钮开始测量,电感容量直读RLC电桥左边表头读数,注意单位。,电感器的检测,电感器,电感器容量测量,电感器,电感器的选用,电感器,选用电感器时,首先应考虑其性能参数(例如电感量、额定电流、品质因数等)及外形尺寸是否符合。,小型固定电感器与色码电感器、色环电感器,只要电感量、额定电流,外形尺寸相近,直接代换作用。,在安装时，要注意电感元件之间的相互位置，一般应使用相互靠近的电感线圈的轴线相互垂直。,变压器,主要教学内容,变压器的种类变压器的主要特征参数常用变压器的外形变压器的检测变压器的选用,变压器,变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，广泛应用于家用电器、电子仪器、开关电源等用电设备中。,变压器电路符号如下图所示。,电源变压器,自耦变压器,可调磁芯变压器,参见教材44-46页,变压器,变压器的种类,变压器,主要特征参数,常用变压器的外形,变压器,电源变压器,环形变压器,开关电源变压器,音频变压器,电子变压器,它主要是在高频电子镇流器电路的基础上研制出来的一种变压器电路，其性能稳定，体积小，功率大，因而克服了传统的硅钢片变压器体大、笨重、价高等缺点。,变压器,变压器的检测,对变压器的检测主要是测量变压器线圈的直流电阻和各绕组之间的绝缘电阻。,1)直流电阻的测量,由于变压器线圈的电阻很小，可以通用万用表测量绕组的电阻值，来判断绕组有无短路或断路现象。,2)绕组间绝缘电阻的测量,用兆欧表测量初级与次级绕组之间、初级与外壳之间、次级与外壳之间的电阻值。阻值为无穷大时正常；阻值为零则有短路；阻值为大于零的非定值时有漏电。,变压器,变压器的选用,变压器的种类、型号很多，因此在选用变压器依据以下准测进行选用：,根据不同的使用目的选用不同的类型的变压器。,根据电子设备具体要求选好变压器的性能参数。,选用时要注意对其重要参数检测和对变压器质量好坏的判别。,二极管的主要参数二极管型号命名二极管伏安特性二极管的种类及作用二极管的检测二极管的选用,二极管,主要教学内容,二极管,二极管是电子设备中常用的半导体器件之一，是由一个PN结加上相应的电极引线和密封壳做成的半导体器件。,二极管有两个电极，接P型区的引脚为正极，接N型区的引脚为负极。（参考下图）,二极管具有单向导电性，主要用于整流、稳压、开关、变频等电路中。,参见教材46-52页,二极管,最大正向整流电流IM,最大反向工作电压URM,最高工作频率Fm,反向电流ICO,常用二极管电路符号如下图所示（参见教材47页）,二极管的主要参数,参见教材49页,由四部分组成（参见教材241页）,1N400X系列整流二极管;1N4148开关二极管;1N47XX系列稳压二极管,2N3904三极管,二极管,二极管的型号命名,1二极管2三极管,第一部分一位数字表示PN结个数,1)美国电子工业协会(EIA)规定晶体管型号命名法,2)国际电子联合会推荐晶体管型号命名法,例:BB910-硅材料变容二极管BD239A-硅材料的低频大功率三极管,二极管,二极管的型号命名,由四部分组成（参见教材241页）,第一部分字母表示器件使用材料,第二部分字母表示器件类型,第三部分数字或字母表示顺序登记号,第四部分字母用字母A、B、C、D表示同一型号器件的不同档次,反向击穿,反向截止,U正:0.5-0.7V,什么二极管工作在反向击穿状态？,以硅二极管伏安特性为例,稳压二极管,什么管子工作在反向截止状态？,变容二极管,电流变化大电压变化小,正向导通,二极管的伏安特性,二极管,二极管,二极管的种类,发光二极管,开关二极管1N4148,稳压二极管1N47XX,常见二极管外形,变容二极管BB910,整流二极管1N400X,低频UF400X,高频,二极管,半波整流电路,整流二极管,桥式整流电路,二极管,常用有1N400X系列(49页),C1的容量一般根据经验每0.5A/1000F,主要参数：正向电流1A，反向电压50-1000V,二极管,桥堆：把桥式整流四个二极管封装在一起，其外形及电路称号如下图,桥堆,内电路,由桥堆构成的桥式整流电路与四只二极管构成的整流电路相同。,整流二极管,工作在反向击穿状态；EcUzIz1VUeUbUc,假设成立，三极管为PNP型管,工作在放大状态,归纳总结,UcUbUe(UeUbUc),UbUcUe(UeUcUb),0V2.5V1.8V,三极管正常工作状态下可根据三个电极的电压判断三极管的管型、管脚排列及工作状态,放大作用：对微弱的电信号进行放大,输入、输出电压波形相位相反，幅度增大,ube的电压范围：?,0.50.7V,三极管,三极管的作用,ui与uo相位相反,加什么电压?,开关作用：交替工作在截止与饱和导通状态,在电路中当无触点开关，用于控制电路的通断。,怎样判断三极管工作在开关状态的好坏?,用示波器测量三极管基极、集电极波形是否正常,三极管,三极管的作用,6.2V,三极管,主要性能参数,如果用红（黑）表笔接三极管某一管脚，黑（红）表笔接另两个管脚，若两次表头读数都为0.50.7V左右，则该三极管管型为NPN（PNP）型，红（黑）表棒接的为b极,1）管型、基极B检测（数字表量程打在二极管挡）,0.50.7V,0.50.7V,0.50.7V,0.50.7V,三极管,三极管的检测,2)三极管C、E极判别及hFE测量,把三极管按管型与引脚插入相应插孔,对中小功率三极管,表头读数100的那次成立,且此表头读数为hFE（直流放大倍数),此时三极管基极b与管型已确定,假设另两只引脚中的一个引脚为C极,（有正反两种插法）,数字万用表量程打在hFE挡,ec,ce,三极管,三极管的检测,三极管,三极管的选用,1）根据不同电路的要求，选用不同类型的三极管,如高频放大电路所需要的是高频小功率管，可选9018；中低频小功率管可90系列。,2）根据电路要求合理选择三极管的技术参数,3）根据整机的尺寸合理选择三极管的外形及其封装,选用三极管时在满足型号、参数的基础上，就要考虑外形和封装，在安装位置允许的前提下，优先选用小型化产品和塑封产品，以减小整机尺寸、降低成本。,如三极管实际工作电源电压Ec、电流Ic、功耗Pc需满足：IcUT2时，控制极相对于T1加负脉冲，晶闸管反向导通，电流从T1流向T2。,双向可控硅的四种导通状态,双向可控硅与单向可控硅比，主要是能双向导通且有四种触发状态，如下图所示。,可控硅,主要参数,可控硅,可控硅检测,1）单向可控硅检测,好坏判别。将数字万用表量程开关置二极管挡，红表笔接触阳极A，黑表笔接阴极K，表头显示为“1”。红表笔在保持与阳极A接触的情况下与控制极G相接，此时管子应能转为导通状态。表头显示值由“1”转变为0.8V左右，随后将红表笔脱离控制极G，被测管应能继续维持导通状态，表头显示仍为0.8V左右，则表明管子正常。,极性判别。将数字万用表量程开关置二极管挡，红表笔接一引脚，黑表笔先后接另外两个引脚，若表头一次显示0.50.8V，另一次显示“1”，说明红表笔接的是控制极G，表头显示0.50.8V时黑表笔接的是阴极K，余者为阳极A。,可控硅,2）双向可控硅的检测,将数字万用表量程开关置二极管挡，将红黑表笔分别接触管子的任意两个引脚，若表头显示值为0.11V（该电压记为T1与G之间的压降UGT1），另一个未接表笔引脚为T2。用红表笔接已测出的T2，黑表笔接其余两引脚的任一个（假设为T1），此时表头显示“1”，在保持红表笔与T2相接触，红表笔再与G极短接，如果表头显示值比UGT1略低，说明管子已被触发导通，以上假定成立，即黑表笔所接的引脚为T；如果表头仍为UGT1，则需将黑表笔改接另一引脚重复上述步骤。,可控硅检测,光电器件,光电二极管光电三极管光电耦合器光电器件的选用,主要教学内容,光电器件,半导体光电器件是把光和电这两种物理量联系起来，使光和电互相转化的新型半导体器件。,光电导器件主要有光电二极管、光电三极管、光电耦合器等。,光电二极管电路符号,光电三极管电路符号,参见教材62-64页,光电器件,光电二极管,工作原理：光电二极管是一种光电变换器件，工作在反向状态。在一定条件下，当光照到半导体光窗内PN结上时被吸收的光能就转变成电能。,光电二极管检测：首先根据外壳上的标记判断其极，外壳标有色点的管脚或靠近管键的管脚为正极，另一管脚为负载。如无标记可用一块黑布遮住其接收光线信号的窗口，将万用表置R1k挡测出正极和负极，同时测得其正向电阻应在10k20k间，其反向电阻应为无穷大，表针不动。然后去掉遮光黑布，光电二极管接收窗口对着光源，此时万用表表针应向右偏转，偏转角度大小说明其灵敏度高低，偏转角度越大，灵敏度越高。,光电器件,光电三极管,工作原理：光电三极管的结构与普通三极管基本相同，其工作原理与光电二极管相同，光电三极管外壳也有一个透明窗口，以接收光线照射。光电三极管因输入信号为光信号，所以通常只有集电极和发射极两个引脚线。,光电三极管检测：光电三极管管脚较长的是发射极，另一管脚是集电极。检测时首先选一块黑布遮住起接收窗口，将万用表置R1k挡，两表笔任意接两管脚，测得结果其表针都不动（电阻无穷大），在移去遮光布，万用表指针。,光电器件,光电耦合器,工作原理：光电耦合器把半导体发光器件和光敏器件组合封闭装在一起，当输入端加电信号时，发光器件发出光线，光敏器件接受光照后就产生光电流，由输出端引出，从而实现“电-光-电”转换。,光电耦合器检测：以左上图光电耦合器为例，将光电耦合器脚和脚分别插入数字万用表的c、e插孔内（NPN型）；然后将光电耦合器脚接指针式万用表的黑表笔，脚接红表笔，并将万用表拨在电阻Rlk挡。这样就能通过指针式万用表指针的偏转角度（光电流的变化），来判断光电耦合器的好坏。指针向右偏转角度越大，说明光电耦合器的光电转换效率越高，即传输比越高，反之越低；若表针不动，则说明光电耦合器已损坏。,集成电路种类集成电路的主要参数集成电路的引脚识别集成电路检测,集成电路,主要教学内容,集成电路,集成电路在各种电子电路中广泛应用，特别是在各种专用、高性能集成电路中，运用得越来越多。,双列直插,片状,三端稳压器件,常用几种集成电路的外形,参见教材64-68页,集成电路,集成电路的种类,集成电路,集成电路的主要参数,集成电路,集成电路的引脚识别,1）单列直插式,单列直插式集成电路的封装具体外形很多，但多有一个较为明显的标记来指示第一根引脚的位置，而且是从左到右依次排序。,若无任何第一根引脚标记，则将印有型号的一面朝自己，且引脚朝下，最左端为第一根引脚，依次为各引脚,集成电路,集成电路的引脚识别,2）双列直插式,双列直插式集成电路也有一个较为明显的标记来指明第一根引脚的位置，而且沿集成电路外沿逆时针方向依次排序。,若无任何第一根引脚标记，则将印有型号的一面朝自己正向放置，且引脚朝下，左侧下端为第一个引脚，逆时针方向依次为各引脚,集成电路,集成电路的检测,电阻法：通过测量集成电路各引脚对地正、反向电阻，与器件好的集成电路进行比较，从而作出判断。若外围元件没有损坏，则集成电路有可能损坏。,电压法：测量集成电路引脚对地的动、静态电压，与提供的参考电压进行比较，若引脚电压有较大差别，其外围元件又没有损坏，则集成电路有可能损坏。,波形法：用示波器测量集成电路各引脚波形是否与原