最基本的电子元器件基础知识

常用电子元器件及应用1.1电阻器图标文字符号：R等电阻在电路中的作用：电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压分流的作用；与其它元件一起构成一些功能电路，如RC电路等。第1页，共28页。1（1）金属膜电阻：在陶瓷骨架表面，经真空高温或烧渗工艺蒸发沉积一层金属膜或合金膜。其特点是：精度高、稳定性好、噪声低、体积小、高频特性好。且允许工作环境温度范围大（-55～+125℃）、温度系数低（（50～100）×10-6/℃）。目前是组成电子电路应用最广泛的电阻之一。常用额定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W等，标称阻值在10W～10MW之间。（2）金属氧化膜电阻：在玻璃、瓷器等材料上，通过高温以化学反应形式生成以二氧化锡为主体的金属氧化层。（3）碳膜电阻：在陶瓷骨架表面上，将碳氢化合物在真空中通过高温蒸发分解沉积成碳结晶导电膜。碳膜电阻价格低廉，阻值范围宽（10W～10MW），在一般电子产品中大量使用。1.1.1电阻器的分类第2页，共28页。21.1.2常用电阻器的标志方法1．直标法把元件的主要参数直接印制在元件的表面上，这种方法主要用于功率比较大的电阻。如电阻表面上印有3W47Ω，表明这个电阻的功率是3W，阻值是47欧姆2．文字符号法随着电子元件的不断小型化，特别是表面安装元器件（SMC和SMD）的制造工艺不断进步，使得电阻器的体积越来越小，其元件表面上标注的文字符号也作出了相应改革。一般仅用三位数字标注电阻器的数值，精度等级不再表示出来（一般小于±5％）。具体规定如下：（1）元件表面涂以黑颜色表示电阻器。

（2）电阻器的基本标注单位是欧姆（W），其数值大小用三位数字标注。第3页，共28页。3（3）对于十个基本标注单位以上的电阻器，前两位数字表示数值的有效数字，第三位数字表示数值的倍率。如100表示其阻值为10×100＝10W；223表示其阻值为22×103＝22kW。（4）对于十个基本标注单位以下的元件，第一位、第三位数字表示数值的有效数字，第二位用字母“R”表示小数点。如3R9表示其阻值为3.9W。3．色标法小功率电阻器使用最广泛的是色标法，一般用背景区别电阻器的种类：如浅色（淡绿色、淡蓝色、浅棕色）表示碳膜电阻，用红色表示金属或金属氧化膜电阻，深绿色表示线绕电阻。一般用色环表示电阻器的数值及精度。

普通电阻器大多用四个色环表示其阻值和允许偏差。第一、二环表示有效数字，第三环表示倍率（乘数），与前三环距离较大的第四环表示精度。

第4页，共28页。4精密电阻器采用五个色环标志，第一、二、三环表示有效数字，第四环表示倍率，与前四环距离较大的第五环表示精度。有关色码标注的定义见表2-3所示。图所示为两种色环电阻的标注图。颜

色有效数字倍率（乘数）允许偏差（%）黑0100

棕1101±1红2102±2橙3103

黄4104

绿5105±0.5蓝6106±0.25紫

7107±0.1灰8108

白9109

金

10-1±5银

10-2±10无色

±20第5页，共28页。5例如标有蓝、灰、橙、金四环标注的电阻，其阻值大小为：68×103＝68000W（68kW），允许偏差为±5％。标有棕、黑、绿、棕、棕五环标注的电阻，其阻值大小为：105×101＝1050W（1.05kW），允许偏差为±1％。现有计算色环电阻阻值的小电子软件（上网）。1.1.3电阻器的正确选用在选择电阻器的阻值时，应根据设计电路时理论计算电阻值，在最靠近标称值系列中选用。普通电阻器（不包括精密电阻器）阻值标称系列值见表，实际电阻器的阻值是表中的数值乘以10n（n为整数）。允许偏差（％）阻值（W）±5％1.0、1.1、1.2、1.3、1.5、1.6、1.8、2.0、2.2、2.4、2.7、3.0、3.3、3.6、3.9、4.3、4.7、5.1、5.6、6.2、6.8、7.5、8.2、9.1±10％1.0、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2±20％1.0、1.5、2.2、3.3、4.7、6.8第6页，共28页。6根据理论计算电阻器在电路中消耗的功率，合理选择电阻器的额定功率。一般按额定功率是实际功率的1.5～3倍之间选定。普通电阻器额定功率标称系列值见表。电阻器类型额定功率（W）线绕电阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500非线绕电阻器0.05、0.125、0.25、0.5、1、2、5、10、25、50、100第7页，共28页。7电阻器的测量1）根据电阻器的大约阻值来选择万用表的电阻档；2）将万用表的两表笔搭接在电阻器的两侧，进行测量。3）若万用表的电阻档选的大或小要重新选择，重复以上的步骤4)电阻损坏只能是阻值比自身标称值大第8页，共28页。81.2电

容

器图标文字符号：C等电容在电路中的作用：滤波作用，在电源电路中，整流电路将交流变成脉动的直流，而在整流电路之后接入一个较大容量的电解电容；耦合作用：在低频信号的传递与放大过程中，为防止前后两级电路的静态工作点相互影响，常采用电容藕合。第9页，共28页。9瓷介电容器的主要特点是介质损耗较低，电容量对温度、频率、电压和时间的稳定性都比较高，且价格低廉，应用极为广泛。瓷介电容器可分为低压小功率和高压大功率两种。主要用于高频电路、低频电路中。2．云母电容器云母电容器以云母为介质，多层并联而构成。它具有优良的电器性能和机械性能，具有耐压范围宽、可靠性高、性能稳定、容量精度高等优点，可广泛用于高温、高频、脉冲、高稳定性的电路中。3．有机薄膜电容器最常见有涤纶电容器和聚丙烯电容器。涤纶电容器的体积小，容量范围大，耐热、耐潮性能好。1．瓷介电容器1.2.1常用电容器第10页，共28页。104．电解电容器

电解电容器的介质是很薄的氧化膜，容量可做得很大，一般标称容量1mF～10000mF。电解电容有正极和负极之分，使用中应保证正极电位高于负极电位；否则电解电容器的漏电流增大，导致电容器过热损坏，甚至炸裂。

电解电容器的损耗比较大，性能受温度影响比较大，高频性能差。电解电容器的品种主要有铝电解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器。铝电解电容器价格便宜，容量可以做的比较大，但性能较差，寿命短（存储寿命小于5年）。一般使用在要求不高的去耦、耦合和电源滤波电路中。后两者电解电容的性能要优于铝电解电容器，主要用于温度变化范围大，对频率特性要求高，对产品稳定性、可靠性要求严格的电路中。但这两种电容器的价格较高。1.2.2电容器的标志方法

电容器容量表示方法一般有直接表示法、数码表示法和色码表示法。具体描述如下：

第11页，共28页。111．直接表示法

通常是用表示数量的字母m（10-3）、m（10-6）、n（10-9）和p（10-12）加上数字组合表示。例如4n7表示4.7×10-9F=4700pF,47n表示47×10-9F=47000pF=0.047mF,6p8表示6.8pF。另外，有时在数字前冠以R，如R33，表示0.33mF;有时用大于1的四位数字表示，单位为pF,如2200表示为2200pF；有时用小于1的数字表示，单位为mF，如0.22为0.22mF。2．数码表示法

一般用三位数字来表示容量的大小，单位为pF。前两位为有效数字，后一位表示倍率，即乘以10i，i是第三位数字。若第三位数字为9，则乘以10-1。如223代表22×103pF＝22000pF＝0.022mF，又如479代表47×10-1pF＝4.7pF。这种表示法最为常见。3．色码表示法这种表示法与电阻器的色环表示法类似，颜色涂于电容器的一端或从顶端向引线侧排列。色码一般只有三种颜色，前两环为有效数字，第三环为位率，单位为pF。第12页，共28页。121.2.3电容器的正确选用根据电路要求选择合适的电容器型号。一般的耦合、旁路，可选用纸介电容器；在高频电路中，应选用云母和瓷介电容器；在电源滤波和退耦电路中，应选用电解电容器。注：用表中数值再乘以10n来表示电容器标称电容量，n为正或负整数。电容器的换算关系1F=10³mF（毫法拉）=10^6μF（微法拉）=10^9nF（纳法拉）=10^12pF（皮法拉)第13页，共28页。13电容器检测1、先将电容器的两脚短路，放掉它可能的储电。使用最高倍率的电阻档测试，刚接上电容器的时候，因为电容器会充电的缘故，会在数字表上显示一定大小的电阻数，且不断地跳动，在跳动中数据不断变大，直至显示无穷大。数据不断变大的速度反应电容器的大小。电容器越大的，需要较长时间才显示无穷大。

当电容器足够大的时候，没有充电的过程，则是电容器失效。如果充电结束不显示无穷大，则是电容器漏电。

注意容量太小的电容的充电过程太短，可能看不出充电过程。2、用万用表的电容档位直接测量电容的容量，只适合容量较小的电容器（200uF以下）。3、直接目测电容器的外观，比如鼓包、漏液等，电容器就一定是损坏的。第14页，共28页。141.3半导体二极管图标文字符号：D、VD等二极管在电路中的作用：整流：二极管具有单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电；其外还有检波等作用第15页，共28页。151.3.2普通半导体二极管的主要参数1．反向饱和漏电流IS指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流，该电流与半导体材料和温度有关。在常温下，硅管的IS为纳安（10-9A）级，锗管的IS为微安（10-6A）级。

半导体二极管按其用途可分为：普通二极管和特殊二极管。普通二极管包括整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、快速二极管等；特殊二极管包括变容二极管、发光二极管、隧道二极管、触发二极管等。1.3.1半导体二极管的分类第16页，共28页。162．额定整流电流IF

指二极管长期运行时，根据允许温升折算出来的平均电流值。目前大功率整流二极管的IF值可达1000A。

3．最大反向工作电压URM指为避免击穿所能加的最大反向电压。目前最高的URM值可达几千伏。4．最高工作频率fM由于PN结的结电容存在，当工作频率超过某一值时，它的单向导电性将变差。点接触式二极管的fM值较高，在100MHz以上；整流二极管的fM较低，一般不高于几千赫。5．反向恢复时间trr指二极管由导通突然反向时，反向电流由很大衰减到接近IS时所需要的时间。大功率开关管工作在高频开关状态时，此项指标至为重要。第17页，共28页。171.3.3几种常用二极管的特点1．整流二极管整流二极管结构主要是平面接触型，其特点是允许通过的电流比较大，反向击穿电压比较高，但PN结电容比较大，一般广泛应用于处理频率不高的电路中。例如整流电路、嵌位电路、保护电路等。整流二极管在使用中主要考虑的问题是最大整流电流和最高反向工作电压应大于实际工作中的值。2．快速二极管

快速二极管的工作原理与普通二极管是相同的，但由于普通二极管工作在开关状态下的反向恢复时间较长，约4～5ms，不能适应高频开关电路的要求。快速二极管主要应用于高频整流电路、高频开关电源、高频阻容吸收电路、逆变电路等，其反向恢复时间可达10ns。快速二极管主要包括肖特基二极管和快恢复二极管。

第18页，共28页。183．稳压二极管稳压二极管是利用PN结反向击穿特性所表现出的稳压性能制成的器件。稳压管的主要参数有：①稳压值VZ

。指当流过稳压管的电流为某一规定值时，稳压管两端的压降。目前各种型号的稳压管其稳压值在2～200V，以供选择。②电压温度系数。稳压管的稳压值VZ的温度系数在VZ低于4V时为负温度系数值；当VZ的值大于7V时，其温度系数为正值；而VZ的值在6V左右时，其温度系数近似为零。目前低温度系数的稳压管是由两只稳压管反向串联而成，利用两只稳压管处于正反向工作状态时具有正、负不同的温度系数，可得到很好的温度补偿。例如2DW7型稳压管是稳压值为±6～7V的双向稳压管。③动态电阻rZ。表示稳压管稳压性能的优劣，一般工作电流越大，rZ越小。④允许功耗PZ。由稳压管允许达到的温升决定，小功率稳压管的PZ值为100～1000mW,大功率的可达50W。⑤稳定电流IZ。测试稳压管参数时所加的电流。实际流过稳压管的电流低于IZ时仍能稳压，但rZ较大。第19页，共28页。194．发光二极管（LED）

发光二极管的伏安特性与普通二极管类似，所不同的是当发光二极管正向偏置时，正向电流达到一定值时能发出某种颜色的光。根据在PN结中所掺加的材料不同，发光二极管可发出红、绿、黄、橘及红外光线。在使用发光二极管时应注意两点：一是若用直流电源电压驱动发光二极管时，在电路中一定要串联限流电阻，以防止通过发光二极管的电流过大而烧坏管子，注意发光二极管的正向导通压降为1.2～2V(可见光LED为1.2～2V,红外线LED为1.2～1.6V)。二是发光二极管的反向击穿电压比较低，一般仅有几伏。第20页，共28页。20二极管的测量用数字万用表的二极管档位测量二极管。

测二极管时，使用万用表的二极管的档位。若将红表笔接二极管阳（正）极，黑表笔接二极管阴（负）极，则二极管处于正偏，万用表有一定数值显示。若将红表笔接二极管阴极，黑表笔接二极管阳极，二极管处于反偏，万用表高位显示为“1”或很大的数值，此时说明二极管是好的。在测量时若两次的数值均很小，则二极管内部短路；若两次测得的数值均很大或高位为“1”，则二极管内部开路

第21页，共28页。211.4半导体三极管图标文字符号：Q、VT等三极管在电路中的作用：晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电压、电流的放大作用，另外还作为开关元器件的作用。第22页，共28页。22半导体三极管的分类半导体三极管亦称双极型晶体管，其种类非常多。按照结构工艺分类，有PNP和NPN型；按照制造材料分类，有锗管和硅管；按照工作频率分类，有低频管和高频管；一般低频管用以处理频率在3MHz以下的电路中，高频管的工作频率可以达到几百兆赫。按照允许耗散的功率大小分类，有小功率管和大功率管；一般小功率管的额定功耗在1W以下，而大功率管的额定功耗可达几十瓦以上。

第23页，共28页。23最大管耗PCM。指根据三极管允许的最高结温而定出的集电结最大允许耗散功率。在实际工作中三极管的IC与UCE的乘积要小于PCM值，反之则可能烧坏管子。穿透电流ICEO。指在三极管基极电流IB=0时，流过集电极的电流IC。它表明基极对集电极电流失控的程度。小功率硅管的ICEO约为0.1mA，锗管的值要比它大1000倍，大功率硅管的ICEO约为mA数量级。1.3.1半导体三极管的主要参数

共射电流放大系数β。β值一般在20～200，它是表征三极管电流放大作用的最主要的参数。

反向击穿电压值U(BR)CEO。指基极开路时加在c、e两端电压的最大允许值，一般为几十伏，高压大功率管可达千伏以上。

最大集电极电流ICM。指由于三极管IC过大使β值下降到规定允许值时的电流（一般指β值下降到2/3正常值时的IC值）。实际管子在工作时超过ICM并不一定损坏，但管子的性能将变差。第24页，共28页。24三极管的三种工作状态放大：以NPN型三极管为例，当Ub-Ue≥0.6V时，放大，CE极有阻值导通：Ub＜Ue时，截止，CE极不通。截止Ub＞＞（绝大于）Ue时，饱和导通，CE极导通短路。门槛电压：硅管0.6v。锗管0.2v命名方法：看打头的字母：A为PNP型硅管、B为PNP型锗管、C为NPN型硅管、D为NPN型锗管。第25页，共28页。25（3）三极管在焊入电路时，应先接通基极，再接入发射极，最后接入集电极。拆下时，应按相反次序，以免烧坏管子。在电路通电的情况下，不得断开基极引线，以免损坏管子。（4）使用三极管时，要固定好，以免因振动而发生短路或接触不良，并且不应靠近发热元件。（5）功率三极管应加装有足够大的散热器。1.3.3半导体三极管的正确使用（1）使用三极管时，不得有两项以上的参数同时达到极限值。（2）焊接时，应使用低熔点焊锡。管脚引线不应短于10mm，焊接动作要快，每根引脚焊接时间不应超过两秒。第26页，共28页。26三极管的测量用万用表测量三极管

（1）用万用表的二极管档位测量三极管的类型和基极b

判断时可将三极管看成是一个背靠背的PN