分立电子器件

电子器件导论12/28/20231分立元件——电容电容是电子设备中最基础也是最重要的元件之一。电容的产量占全球电子元器件产品（其它的还有电阻、电感等）中的40%以上。电容是一个国家工业技术能力的完全体现，尤其是高档电容所代表的是本国精密加工、化工、材料、基础研究的水平（美国、日本是世界上电容设计研究能力最高的两个国家），其高档产品的设计制造要求甚至不亚于CPU。12/28/20232电容器主要用作储能和传递能量。完成以下功能：隔断直流：阻止直流，限制低频交流。（容抗较大）旁路交流（去耦）耦合：把交流信号传递到下一级。滤波：有选择地传递特定频率信号。（串联谐振，并联谐振）温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。计时：电路的时间常数电容的功能：12/28/20233调谐：收音机的接收，对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。整流：利用储能，实现半导体的开关。（如二极管的开关）储能：储存电能，并瞬间释放。例如相机闪光灯，加热设备等等。（如今某些电容的储能水平已经接近锂电池的水准，一个电容储存的电能可以供一个手机使用一天）。电容的功能(Cont.)12/28/20234按照介质种类来分无机介质电容器有机介质电容器电解电容器不同介质的电容，在结构、成本、特性、用途方面都大不相同。电容器的主要种类12/28/20235

陶瓷电容

陶瓷电容常用在超高频器件瓷片电容（片式瓷介质电容）用陶瓷做介质，在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜做极板制成。它的特点是体积小，耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量小，适宜用于高频电路。无机介质电容器12/28/20236云母电容：

云母电容是性能优良的高频电容之一，广泛应用于对电容的稳定性和可靠性要求高的场合。用金属箔或者在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成。它的特点是介质损耗小，绝缘电阻大、温度系数小，适宜用于高频电路。12/28/20237金属膜电容有机介质电容器用两片金属箔做电极，有机物作为电介质，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料（如火漆、陶瓷、玻璃釉等）壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大。但是有固有电感和损耗都比较大，用于低频。

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介质材料是用经过特殊工艺处理后的生成的金属氧化物。铝电解电容电解电容钽电解电容12/28/20239电解电容的结构和特点铝电解电容由铝圆筒做负极，里面装有液体电解质，插入一片弯曲的铝带做正极制成。需要经过直流电压处理，使正极片上形成一层氧化膜做介质。特点是容量大，但是漏电大，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中。使用的时候，正负极不要接反。钽电解电容金属钽或者铌做正极，用稀硫酸等配液做负极，用钽或铌表面生成的氧化膜做介质制成。特点是体积小、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。12/28/202310

这是一颗电解电容，容量为1000uF，耐压为35V，耐温为85°C。照片下方标示白色一侧为负极，接脚也比另外一边短！12/28/202311

电容容量标示方法（直接标示）

以uF为单位：电容容量1uF以上者，直接以数值标示容量，例如10000uF，3300uF。以pF为单位：第一位数与第二位数代表电容数值，第三个数字代表10的次方，亦即数值后面0的个数。例如电容容量标示为104者，代表10后面有四个0，亦即100000pF。

以nF为单位：电容容量标示为100n代表100x10-9=10-7法拉，亦等于0.1x10-6法拉，所以等于0.1uF。

以上关系可以表示为1uF=103nF=106pF12/28/202312电容器的结构和等效电路12/28/202313电容器的等效电路12/28/202314电容器的绝缘电阻、吸收函数I=Ic+Ia+I1Ic：正常充电电流Ia：缓慢极化建立的充电电流I1：充电电流降到某一数值后整个趋于稳定的电流（漏导电流）↓I1绝缘电阻R=U/I1绝缘电阻12/28/202315吸收系数介质吸收现象：C+Q-QCC+Ua—Ua/U：电容器的吸收系数，表明介质吸收电流的程度，判断能够迅速完全放电12/28/2023161、损耗的概念：（电容功能：传递能量）

电能热能电容发热消耗在周围环境中电容器的损耗12/28/202317直流工作状态

在直流状态，没有外界电场的周期变化，因此不存在极化损耗，主要是介质材料的漏电损耗。12/28/202318交流工作状态（极化时，电荷移动产生热量）

P/Q=tg

σP=UIctgσ=U2ωCtgσ12/28/202319结论：P与tgσ成正比，通常用损失角的正切表示电容器的损耗。2、损耗的分析电容器的损耗：主要介质的损耗tgσ1(介质材料）辅助介质的损耗tgσ2

（保护结构）漏导损耗tgσ1

（低温、低频时忽略）金属部分损耗tgσm(与频率有关）12/28/202320电容器的介质部分损耗

a)电导损耗：有漏导电流引起，即漏导损耗。特点：与频率无关，但其tgσ（损失角正切

值）与频率成反比。

电导损耗随功率和温度变化的曲线12/28/202321

b)极化损耗：有缓慢极化引起。

C）电离损耗：气隙加压放电，消耗能量。电容器金属部分的损耗

a)引出线损耗

b)接触电阻引起的损耗

c)极板损耗12/28/202322碳膜电阻器

碳膜电阻器是采用碳膜做为导电层，属于膜式电阻的一种。它是将通过真空高温热分解出的结晶碳沉淀积在柱形或管形陶瓷骨架上制成的。改变碳膜的厚度和使用刻槽的方法，可以变更碳膜的长度，得到不同的阻值。

分立元件——电阻12/28/20232312/28/202324金属膜电阻器

金属膜电阻器是采用金属膜做为导电层，也属于膜式电阻器的和一种。它是用高真空加热蒸发（或高温分解、化学沉积或烧渗等方法）技术，将合金材料（有高阻、中阻、低阻三种）蒸镀在陶瓷骨架上制成的。通过刻槽或改变金属膜厚度，可以控制电阻值的大小。

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金属膜电阻器与碳膜电阻器相比，其噪声低、稳定性好，但成本相对要高。12/28/202326金属氧化膜电阻器

金属氧化膜电阻器是用锑和锡等金属盐溶液喷雾到炽热（约550℃）的陶瓷骨架表面上沉积后制成的。它与金属膜电阻器相比，具有阻燃、导电膜层均匀、膜与骨架基本体结合牢固、抗氧化能力强等优点，其缺点是阻值范围小（通常在200kΩ以下）。12/28/20232712/28/202328碳膜电阻器金属膜电阻器金属氧化膜电阻器12/28/202329合成碳膜电阻器

合成碳膜电阻器是将碳黑、石墨、埴充料与有机粘合剂配成悬浮液，将其涂覆于绝缘骨架上，再加热聚合制成的。

合成碳膜电阻器一般分为高阻合成膜电阻器、高压合成膜电阻器和真空兆欧合成膜电阻器。12/28/20233012/28/202331化学沉积膜电阻器

化学沉积膜电阻器是用单纯的化学反应在绝缘基本（需经活化处理）上沉积一层电阻膜而制成的，它主要用来弥补金属膜电阻器的低阻值部分。其优点是可以沉积在任何开头的基体上，缺点是薄膜易受潮和电解腐蚀，需外加保护层。12/28/202332有机实心电阻器

有机实心电阻器是由颗粒状导电物（碳黑、石墨等）、填充料（云母粉、石英粉、玻璃粉、二氧化钛等）和有机粘合剂（如酚醛树脂等）等材料混合并热压成型后，再装入塑料外壳内制成的。

12/28/202333无机实心电阻器

无机实心电阻器是由导电物质（碳黑、石墨等）、填充料与无机粘合剂（如玻璃釉等）混合压制成型后高温烧结而成的。其优点是电阻温度系数较大，缺点是阻值范围较小。12/28/202334金属玻璃釉电阻器

金属玻璃釉电阻器是由金属氧化物（如钌、银、钯、铑、锡、锑等）和玻璃釉粘合剂混合后涂覆在陶瓷骨架上，再经高温烧结而成。12/28/202335线绕电阻器

线绕电阻器是用高阻值的合金线（即电阻丝，采用镍铬丝、康铜丝、锰铜丝等材料制成）缠绕在绝缘基棒上制成的。它具有阻值范围大（0.1Ω-5MΩ）、噪声小、电阻温度系数小、耐高温、承受负荷功率大（最高可达500W）等优点，缺点是高频特性差。12/28/202336

国产电阻器的型号由四部分组成（不适用敏感电阻）

第一部分：主称，用字母表示，表示产品的名字。如R表示电阻，W表示电位器。

第二部分：材料，用字母表示，表示电阻体用什么材料组成，T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。

电阻器的命名12/28/202337第三部分：分类，一般用数字表示，个别类型用字母表示，表示产品属于什么类型。1-普通、2-普通、3-超高频、4-高阻、5-高温、6-精密、7-精密、8-高压、9-特殊、G-高功率、T-可调。

第四部分:序号，用数字表示，表示同类产品中不同品种，以区分产品的外型尺寸和性能指标等

12/28/202338例如：RJ75（精密金属膜电阻器）

R——电阻器（第一部分）

J——金属膜（第二部分）

7——精密（第三部分）

5——序号（第四部分）12/28/202339

在电阻上有三道或者四道色环。靠近电阻端的是第一道色环，其余顺次是二、三、四道色环。第一道色环表示阻值的最大一位数字，第二道色环表示第二位数字，第三道色环表示阻值未应该有几个零。第四道色环表示阻值的误差。色环颜色所代表的数字或者意义见表1。

色环阻值表示法12/28/202340色别第一色环最大一位数字

第二色环第二位数字第三色环应乘的数第四色环误差棕1110红22102橙33103黄4