电子基础讲解

前言

电子！已经成为我们生活中必不可少的组成部份，其身影随处可见，如：电视机、电脑、收音机、手机、功放等！它们中的电子就像我们人体中的内脏，少了它们就像我们人体少了内脏一样，就等于废人一个，那么如何了解各种电子及其工作原理？下面就由我给大家讲解一些简单的电子元件及工作原理！一:电阻1.重要的电子元件之一.在电路中用“R”加数字表示，主要作用为分流、限流、分压、偏置、滤波（与电容器组合使用）和阻抗匹配等。2.参数识别：

电阻的单位为欧姆（Ω），倍率单位有：千欧KΩ），兆欧（MΩ),换算方法是：1M=1000K=1000000Ω

电阻标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。

a、数标法主要用于贴片等小体积的电路，如：

472表示47×102Ω（即4.7K）；

104则表示100K,哪:274等于多少Ω?

b、色环标注法使用最多，现举例如下：

四色环电阻

五色环电阻（精密电阻）3.电阻分类：（1）按外形结构分：固定电阻和可变电阻。（2）按制作材料分类：碳膜电阻；金属膜电阻，线绕电阻，敏感电阻（3）按用途分类：通用电阻，精密电阻，高频电阻，高阻值电阻，高压电阻。3.电阻的色标位置和倍率关系如下表所示：★颜色

有效数字

倍率

允许偏差（%）棕色

1

101

±1

红色

2

102

±2

橙色

3

103

/

黄色

4

104

/

绿色

5

105

±0.5

蓝色

6

106

±0.2

紫色

7

107

±0.1

灰色

8

108

/

白色

9

109

+5至-20

黑色

0

100

/

金色

/

10-1

±5无色

/

/

±20

银色

/

10-2

±10有效数字误差等级倍率4.电阻的计算公式:R=R1XR2/R1+R2二.电容：在电路中一般用“C”加数字表示，它的作用是：通交流隔直流、振荡、滤波、旁路、、耦合储能等作用。

1.电容的组成：电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的主要特性是隔直流通交流.电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。观察纸介电容器的构造该元件有两片金属膜（导体），中间是一层绝缘纸。2.电容的识别方法：

电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10uF/16V容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示字母表示法：1m=1000uF1P2=1.2PF1n=1000PF数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。如：102表示10×102PF=1000PF224表示22×104PF=0.22uF3、电容容量误差表符号FGJKLM允许误差±1%±2%±5%±10%±15%±20%如：一瓷片电容为104J表示容量为0.1uF、误差为±5%。3.电容的种类（1）从原理上分为：无极性可变电容、无极性固定电容、有极性电容（2）从材料上分为：CBB电容（聚乙烯），涤纶电容、瓷片电容、云母电容、独石电容、电解电容、钽电容等。电解电容（铝、钽）结构：铝箔＋纸＋电解液院表示方法：CD1－160V－0.22μ特点：容量大，损耗大，漏电大

测量：注意方向符号：用途：用于电路要求不太高!但电容量较大的场合。如电源滤波、低频耦/合、去耦、旁路等。瓷介电容器CC12-63V-200P

电路符号I类

COG/NPO特点：低损耗电容材料、高稳定性电容量,不随温度、电压和时间的变化而改变。电介质特性好.II类X7R特点：电气性能较稳定，随温度、电压、时间的变化，其特有性能变化并不显著，属稳定性电容。

III类Z5V特点：具有较高的介电常数，电容量较高，低频通用型。用途：

I类用途：用于稳定性、可靠性要求较高的高频、特高频、甚高频电路。

II类用途：用于隔直、耦合、旁路、滤波即可靠性要求较高的中高频电路。

III类用途：广泛用于对电容、损耗要求偏低，标称容量要求较高的电路。4.电解电容其作用是隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路。滤波：将整流以后的锯齿波变为平滑的脉动波，接近于直流。储能：储存电能，用于必须要的时候释放。

5.电容串联和并联的计算公式三.电感1.基本作用：滤波、振荡、延迟、陷波等形象说法：“通直流，阻交流”通直流,所谓通直流就是指在直流电路中,电感的作用就相当于一根导线,不起任何作用.阻交流:在交流电路中,电感会有阻抗,即XL,整个电路的电流会变小,对交流有一定的阻碍作用。2.电感的符号与单位电感符号：L电感单位：亨(H)、毫亨(mH)、微亨(uH)，1H=103mH=106uH。电感量的标称：直标式、色环标式、无标式3.电感器的种类

1)按照外形，电感器可分为空心电感器(空心线圈)与实心电感器(实心线圈)。2)按照工作性质，电感器可分为高频电感器(各种天线线圈、振荡线圈)和低频电感器(各种扼流圈、滤波线圈等)。3)按照封装形式，电感器可分为普通电感器、色环电感器、环氧树脂电感器、贴片电感器等。4)按照电感量，电感器可分为固定电感器和可调电感器。4.电感串联和并联的计算公式

四.二极管

晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示。如：D5表示编号为5的二极管。作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。1.PN结的单向导电

(1)PN结加正向电压（正向偏置）PN结变窄外电场IF

内电场被削弱，多子的扩散加强，形成较大的扩散电流。PN结加正向电压时，PN结变窄，正向电流较大，正向电阻较小，PN结处于导通状态。内电场PN－－－－－－－－－－－－－－－－－－++++++++++++++++++动画+–P接正、N接负2PN结加反向电压（反向偏置）PN结变宽外电场

内电场被加强，少子的漂移加强，由于少子数量很少，形成很小的反向电流。IRP接负、N接正动画–+PN结加反向电压时，PN结变宽，反向电流较小，反向电阻较大，PN结处于截止状态。内电场PN+++－－－－－－+++++++++－－－－－－－－－++++++－－－通过以上两个示意图得出以下:1.二极管加正向电压（正向偏置，阳极接正、阴极接负）时，二极管处于正向导通状态，二极管正向电阻较小，正向电流较大。2.二极管加反向电压（反向偏置，阳极接负、阴极接正）时，二极管处于反向截止状态，二极管反向电阻较大，反向电流很小。3.外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。4.二极管的反向电流受温度的影响，温度愈高反向电流愈大。2.二极管的结构示意图3.伏安特性硅管0.5V,锗管0.1V。反向击穿电压U(BR)导通压降

外加电压大于死区电压二极管才能导通。

外加电压大于反向击穿电压二极管被击穿，失去单向导电性。正向特性反向特性特点：非线性UI死区电压PN+–PN–+

反向电流在一定电压范围内保持常数。硅管锗管4.主要参数1.最大整流电流IOM

二极管长期使用时，允许流过二极管的最大正向平均电流。2.反向工作峰值电压URWM是保证二极管不被击穿而给出的反向峰值电压，一般是二极管反向击穿电压UBR的一半或三分之二。二极管击穿后单向导电性被破坏，甚至过热而烧坏。3.反向峰值电流IRM指二极管加最高反向工作电压时的反向电流。反向电流大，说明管子的单向导电性差，IRM受温度的影响，温度越高反向电流越大。硅管的反向电流较小，锗管的反向电流较大，为硅管的几十到几百倍。5.二极管的应用若二极管是理想的，正向导通时正向管压降为零，反向截止时二极管相当于断开。

分析方法：将二极管断开，分析二极管两端电位的高低或所加电压UD的正负。若V阳>V阴(正向偏置)，二极管导通若V阳<V阴(反向偏置)，二极管截止二极管的分类①按其结构，通常有点接触型和面结合型两类：点接触型面结合型平面型点接触型：适用于工作电流小、工作频率高的场合；

面结合型：适用于工作电流较大、工作频率较低的场合；

平面型：适用于工作电流大、功率大、工作频率低的场合。②按使用的半导体材料分:硅二极管和锗二极管；

③按用途分:普通二极管、整流二极管、检波二极管、稳压二极管、开关二极管、变容二极管、光电二极管等。二极管的封装及常见的外观

常见的几种二极管中有玻璃封装的、塑料封装的和金属封装的等等。大功率二极管多采用金属封装，并且有个螺帽以便固定在散热器上。二极管常见的外观有：

发光二极管①整流二极管：利用单向导电性把交流电变成直流电的二极管。②稳压二极管：利用反向击穿特性进行稳压的二极管。③发光二极管：利用磷化镓把电能转变成光能的二极管。④光电二极管：将光信号转变为电信号的二极管。⑤变容二极管：利用反向偏压改变PN结电容量的二极管。6.二极管的简单测试

用万用表检测二极管。判别正负极性万用表测试条件：R×100Ω或R×1kΩ将红、黑表笔分别接二极管两端。所测电阻小时，黑表笔接触处为正极，红表笔接触处为负极。图1.1.8万用表检测二极管2.判别好坏万用表测试条件：R×1kΩ。

(1)若正反向电阻均为零，二极管短路；

(2)若正反向电阻非常大，二极管开路。

(3)若正向电阻约几千欧姆，反向电阻非常大，二极管正常。二极管的命名国产二极管的型号命名分为五个部分:第一部分用数字“2”表示主称为二极管第二部分用字母表示二极管的材料与极性第三部分用字母表示二极管的类别第四部分用数字表示序号第五部分用字母表示二极管的规格号各部分的含义见下表:2DZ11二极管P型硅材料整流管序号含义：由P型硅材料制成的整流二极管

举

例五.整流电路和滤波器单相半波整流电路uDO2)工作原理u

正半周，Va>Vb，二极管D导通；3)工作波形u负半周，Va<Vb，二极管D截止。1)电路结构

–++–aTrDuoubRLio动画utOuoO2.单相桥式整流电路2)工作原理u

正半周，Va>Vb，二极管D1、D3

导通，D2、D4

截止。3)工作波形uD2uD41)电路结构－uouDttRLuiouo1234ab+

–+

–－动画u

3.电容滤波器2)工作原理u>uC时，二极管导通，电源在给负载RL供电的同时也给电容充电，uC

增加，uo=uC

。

u<uC时，二极管截止，电容通过负载RL

放电，uC按指数规律下降，uo=uC

。+Cici

–++–aDuoubRLio=uC

3)工作波形二极管承受的最高反向电压为。动画uoutOtO

1)电路结构4)电容滤波电路的特点(T—

电源电压的周期)(1)输出电压的脉动程度与平均值Uo与放电时间常数RLC有关。近似估算取：Uo

=1.2U(

桥式、全波）

Uo

=1.0U

（半波）当负载RL开路时，UO

为了得到比较平直的输出电压电感电容滤波器1)电路结构LuRLuo++––~+C2)滤波原理

当流过电感的电流发生变化时，线圈中产生自感电势阻碍电流的变化,使负载电流和电压的脉动减小。

LC滤波适合于电流较大、要求输出电压脉动较小的场合，用于高频时更为合适。形滤波器形LC滤波器

滤波效果比LC滤波器更好，但二极管的冲击电流较大。

比形LC滤波器的体积小、成本低。LuRLuo++––~+C2+C1形RC滤波器RuRLuo++––~+C2+C1

R愈大，C2愈大，滤波效果愈好。但R大将使直流压降增加，主要适用于负载电流较小而又要求输出电压脉动很小的场合。稳压管稳压电路(2)工作原理UO

=UZ

IR=IO+IZUIUZRL(IO)IR设UI一定，负载RL变化UO

基本不变IR

(IRR)基本不变UO

(UZ

)IZ(1)电路+–UIRL+CIOUO+–+–uIRRDZIz限流调压稳压电路直流稳压电源的原理方框图交流电源负载变压整流滤波稳压功能：把交流电压变成稳定的大小合适的直流电压六.三极管晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。特点：晶体三极管（简称三极管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件晶体三极管

NNP发射极E基极B集电极C发射结集电结—

基区—

发射区—

集电区NPN型PPNEBCPNP型分类：按材料分：硅管、锗管按结构分：

NPN、PNP按使用频率分：低频管、高频管按功率分：小功率管<500mW中功率管0.51W大功率管>1WECBECB一、结构、符号和分类半导体分离器件二、电流放大原理1.三极管放大的条件内部条件发射区掺杂浓度高基区薄且掺杂浓度低集电结面积大外部条件发射结正偏集电结反偏2.满足放大条件的三种电路uiuoCEBECBuiuoECBuiuo共发射极共集电极共基极实现电路uiuoRBRCuouiRCRE3.三极管内部载流子的传输过程1)发射区向基区注入多子电子，形成发射极电流IE。ICN多数向BC结方向扩散形成ICN。IE少数与空穴复合，形成IBN。IBN基区空穴来源基极电源提供(IB)集电区少子漂移(ICBO)I

CBOIBIBN

IB+ICBO即：IB=IBN

–

ICBO3)集电区收集扩散过来的载流子形成集电极电流ICICIC=ICN+ICBO2)电子到达基区后(基区空穴运动因浓度低而忽略)三极管内载流子运动三极管的电流关系共集电极接法：集电极作为公共端；

共基极接法：基极作为公共端。共发射极接法：发射极作为公共端；各极电流之间的关系式

共基极电流传输系数。因ICBO较小，所以又因则，IC≈IE因ICEO较小，所以共发射极电流放大系数。IE=IC+IB>>1

半导体三极管

4.三极管的电流分配关系当管子制成后，发射区载流子浓度、基区宽度、集电结面积等确定，故电流的比例关系确定，即：IB=I

BN

ICBOIC=ICN+ICBOIE=IC+IB穿透电流5.输出特性曲线—

iC=f(vCE)

iB=常数iC是输出电流，vCE是输出电压。

⑴放大区：发射结正偏、集电结反偏⑵截止区：

IB=0以下的区域。⑶饱和区：发射结和集电结均为正偏。IC随着VCE的变化而迅速变化。工程上以VCE=0.3伏作为放大区和饱和区的分界线。VCE大于0.7

V左右(硅管)。发射结和集电结均为反偏。三极管的特性曲线

iB是输入电流，vBE是加在B、E两极间的输电压。输入特性曲线—

iB=f(vBE)

vCE=常数导通电压锗管0.1~0.3V共发射极接法的输入特性曲线其中vCE=0V的那一条相当于发射结的正向特性曲线，当vCE≥1V时，vCB=vCE-vBE>0，集电结已进入反偏状态，开始收集电子，且基区复合减少，IC/IB增大，特性曲线将向右稍微移动一些。但vCE再增加时，曲线右移很不明显。

测量三极管三个电极对地电位，试判断三极管的工作状态。

放大截止饱和-+正偏反偏-++-正偏反偏+-放大Vc>Vb>Ve放大Vc<Vb<Ve发射结和集电结均为反偏。发射结和集电结均为正偏。总结以上：1.三极管导通电压：硅管0.6-0.8V锗2.三种工作状态：

1)放大：发射结正偏、集电结反偏Uc>Ub>UeB极和E极之间的压降为0.7V,也可以说B极比E极大0.7V(硅管为例,锗管则相反)2)饱和：发射结和集电结均为正偏Uc<Ub≥Ue也可以说B极电压比C极和E极都高.此时三极管处开关闭合也就是说C、E极之间相当于一跟导线

3)截止：发射结和集电结均为反偏Uc>Ub<Ue也可以说B极电压比C极和E极都低.此时三极管处开关断开也就是说C、E极之间相当于一跟断开的导线。+UCCRCC1C2TRBui输入uo输出集电极电源，为电路提供能量。并保证集电结反偏。集电极电阻，将变化的电流转变为变化的电压。基极偏置电阻,使发射结处于正偏，并提供大小适当的基极电流。

耦合电容：有极性。大小为10F~50F作用：隔直通交晶体管T--放大元件,iC=iB。要保证集电结反偏,发射结正偏,使晶体管工作在放大区。例：分别画出下图放大电路的直流和交流通路直流通路直流通路用来计算静态工作点Q(IB

、IC

、UCE)对直流信号电容C可看作开路（即将电容断开）断开断开+UCCRBRCT++–UBEUCE–ICIBIE+UCCRSesRBRCC1C2T+++–RLui+–uo+–++–uBEuCE–iCiBiERBRCuiuORLRSu