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1、电子元件基础知识,2011-08-22 By Neil Wu,一、电阻,1、表示符号为“R”，基本单位是，功率用表示。 在电路（板）中一般有以下表示方式: 2、种类：常见的电阻器有下列几种: （1）金属膜电阻器 （2）碳膜电阻器 （3）金属氧化膜电阻器 （4）线绕电阻器 （5）电位器 （6）贴片电阻(排阻） （7）水泥电阻 （8）敏感电阻器（另行介绍） 3、电阻的主要参数: （1）标称阻值 （2）允许误差 （3）额定功率 （4）最大工作电压 （5）额定电压 （6）温度系数,4、电阻的常见标识方式：（1）色环法（常见于插件类）：常见的有四环电阻和五环电阻。,（2）工程编码法：用三位数字和四位数字

2、表示,a、三位码：前两位是有效数字，第三位是有效数字后面0的个数。 （a）、三位数字的三位码： 范例 ： ：100:10100=10 ：562:56 102 =5.6k ：203:20 103=20k （b)、数字字母组合代码的三位码: 范例： 68C 查代码表：68为499，C为102 ， 68C=499 102=49.9k,数字代码数值对照表,字母乘数对照表,b、四位码：前三位是有效数字，第四位是有效数字后面0的个数。 范例 ： ：1000：100100=100 ：5602：560 102 =56k ：2003：200103=200k,5、ERP系统规格描述： 种类+标称值+允许误差+额定

3、功率+（特殊标示）+封装+环保标示 范例：RES MF 10ohm 5% 1Ws GP 6、标准阻值一览表：,标准阻值一览表,二、电容器,1、表示符号为“C”，单位是F。1F=106uF=109nF=1012pF 在电路（板）中一般有以下表示方式: 2、种类： （1）、从结构上分有：固定电容和可调电容 （2）、从构造上分有： a、有极性电容：电解电容、钽电容等 b、无极性电容：云母电容、纸质电容、瓷片电容等 3、电容的主要参数: （1）标称容量 （2）允许误差 （3）额定电压 （4）工作温度 （5）频率特性 （6）损耗,4、标示方式：一般采用直标法 5、我司常用电容器介绍： （1）、多层陶瓷电

4、容器（MLCC） 主要特点：电容量大、体积小、可靠性高、电容量稳定，耐高温耐湿性好等。 应用：广泛应用于电子精密仪器，各种小型电子设备作谐振、耦合、滤波、旁路等。 温度特性：,电容随温度变化曲线,注意：选用时依电路要求选择不同温度曲线的电容，须注意工作电压，工作温度，温度特性，价格等因素。,Lc：漏电流=kCV，k为常数(不同系列该常数不同)，C为电容量，V为工作电压。 Vrms ：纹波电压 Irms ：纹波电流 ESR ：等效串联电阻（ Vrms = Irms ESR） Q：品质因数 tan：损耗角 DF：损耗因子 Xc：容抗,（2）、铝电解电容 主要特点：体积小，容量大，损耗大，漏电大 应

5、用：电源滤波，低频耦合，去耦，旁路等 电容几个重要参数：,电解液的损耗： 漏电流所引起的电化学效应消耗电解液 铝电解电容器的寿命随漏电流增加而减少 漏电流随温度的升高而增加： 25时漏电流仅是85时的不到十分之一 漏电流随施加电压升高而增加：耐压为400V的铝电解电容器在额定电压下的漏电流大约是90%额定电压下的漏电流的5倍。 UR: 额定电压 US :浪涌电压 UF :化成电压 铝电解电容的电流-电压特性 影响电容寿命的因素： 温度过高（温度每升高10，寿命小时数减半） 纹波电流过大 工作电压过高,（3）、安规电容,安规电容是指用于这样的场合，即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全.

6、X电容：指跨于L-N之间的电容器 Y电容：指跨于L-G/N-G之间的电容器 X电容，聚苯乙烯（薄膜乙烯）电容，聚苯乙烯 的耐电压较高，适合EMI 电路的高压脉冲吸收作用。 Y电容的电容量必须受到限制，从而达到控制在额定频率及额定电压作用下，流过它的漏电流的大小和对系统EMC性能影响的目的。Y电容除符合相应的电网电压耐压外，还要求这种电容器在电气和机械性能方面有足够的安全余量，避免在极端恶劣环境条件下出现击穿短路现象，Y电容的耐压性能对保护人身安全具有重要意义 安规电容的参数选择：额定电压，电容量，耐压，使用温度，种类等。,（4）、陶瓷电容（高介电常数）:一般有湿式和干式两种，湿式包封层为酚醛树

7、脂（土黄色），一般耐压小于2KV，超出2KV一般采用包封层为环氧树脂的干式陶瓷电容（蓝色）。主要特点：体积小，价廉，损耗大，稳定性差，由于压电效应易产生噪音。 应用：电源中主要应用于吸收回路,常用温度特性有Y5P，Y5U，Y5V，Z5U，Z5V这几种,三、半导体,（一）、二极管 1、在电路（板）中一般有以下表示方式: 2、二极管的分类 按构造分有：硅二极管（VF0.7V）和锗二极管（VF0.3V） 按种类分有：整流二极管、快恢得二极管、肖特基二极、开关二极管、稳压二极管、发光二极管等 3、二极管的主要参数: IF-正向直流电流 Cj-结电容 IFSM-正向浪涌电流 IR-反向漏电流 Tj-结温

8、 VF-正向压降 trr-反向恢复时间 VRM-反向峰值电压 VRRM-反向浪涌电压 VRWM-反向工作峰值电压 VR-反向工作电压 V（BR）-击穿电压 Vz-稳定电压 Iz-稳定电压电流,（二）、三极管 1、在电路（板）中一般有以下表示方式: 2、二极管的分类 从结构上分有：硅三极管和锗三极管，当中又分PNP型和NPN型 从频率上分有：低频管、高频管、超高频管 从功率上分有：小功率管、中功率管、大功率管 3、三极管的主要参数: Ic-集电极直流电流或交流电流的平均值 ICM-集电极最大允许电流或交流电流的最大平均 VCBO-基极接地，发射极对地开路，集电极与基极之间的最高耐压 VEBO-基

9、极接地，集电极对地开路，发射极与基极之间的最高耐压 VCEO-发射极接地，基极对地开路，集电极与发射极之间的最高耐压 hFE-共发射极静态电流放大系数,5、晶体三极管的三种工作状态 截止状态：当加在发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流为零，集电极电流和发射极电流都为零，三极管这时失去了电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，我们称三极管处于截止状态。 放大状态：当加在发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，三极管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使三极管具有电流放大作用，其电流放大倍数Ic/Ib，这时三极管处放大状态。

10、饱和导通状态：当加在发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流不再随着基极电流的增大而增大，而是处于某一定值附近不怎么变化，这时三极管失去电流放大作用，集电极与发射极之间的电压很小，集电极和发射极之间相当于开关的导通状态。三极管的这种状态我们称之为饱和导通状态。,4、三极管结构与电路符号：,（三）、场效应管（MOS） 1、在电路（板）中一般有以下表示方式:,MOS场效应管分类:,2、场效应管的分类,四种MOS场效应管比较,电路符号及电流流向,转移特性,3、MOSFET的主要参数: 漏、源间击穿电压BVDSS 在场效应管输出特性曲线上, 当漏极电流ID急剧上升产生

11、雪崩击穿时的VDS。 饱和漏极电流IDSS 它的定义是当栅源之间的电压VGS等于零, 而漏、源之间的电压VDS大于夹断电压UP时对应的漏极电流。 导通电阻RDS(on) 是指在特定的漏电流（通常为ID 电流的一半）、栅源电压和25的情况下测得的漏-源电阻，除非另有规定。 夹断电压UP 其定义为当VDS一定时,使ID减小到某一个微小电流(如1A, 50A)时所需的VGS值。 门槛电压VGS(th)（开启电压UT） 其定义是当VDS一定时, 漏极电流ID达到某一数值(例如10A)时所需加的VGS值。 栅源间击穿电压BVGS 由于栅极与沟道之间有一层很薄的二氧化硅绝缘层, 当VGS过高时, 可能将绝

12、缘层击穿, 使栅极与衬底发生短路。这种击穿属于破坏性击穿, 即栅、 源间发生击穿, MOS管立即被损坏。,极间电容 包括CGS、CGD和CDS。这些极间电容愈小, 则管子的高频性能愈好。 Ciss ：输入电容 将漏源短接，用交流信号测得的栅极和源极之间的电容就是输入电容。Ciss 是由栅漏电容Cgd 和栅源电容Cgs 并联而成，或者Ciss = Cgs +Cgd 当输入电容充电致阈值电压时器件才能开启，放电致一定值时器件才可以关断。因此驱动电路和Ciss 对器件的开启和关断延时有着直接的影响。 Coss ：输出电容 将栅源短接，用交流信号测得的漏极和源极之间的电容就是输出电容。Coss 是由漏

13、源电容Cds 和栅漏电容Cgd 并联而成，或者Coss = Cds +Cgd 对于软开关的应用，Coss 非常重要，因为它可能引起电路的谐振 Crss ：反向传输电容(米勒电容) 在源极接地的情况下，测得的漏极和栅极之间的电容为反向传输电容。反向传输电容等同于栅漏电容（ Cres =Cgd ）。 对于开关的上升和下降时间来说是其中一个重要的参数，他还影响着关断延时时间。 漏极最大允许耗散功率PD（PD=IDxVDS） 这部分功率将转化为热能, 使管子的温度升高。PD决定于场效应管允许的最高温升。,（四）、光电耦合器 以光为媒介传输电信号的一种电光电转换器件。它由发光源和受光器两部分组成。把发光

14、源和受光器组装在同一密闭的壳体内，彼此间用透明绝缘体隔离。发光源的引脚为输入端，受光器的引脚为输出端，常见的发光源为发光二极管，受光器为光敏二极管、光敏三极管等等。 1、常见光耦在电路（板）中有以下表示方式: 2、光电耦合器的种类: 常见有光电二极管型、光电三极管型、光敏电阻型、光控晶闸管型、光电达林顿型、集成电路型等 3、光电三极管型光耦的主要参数: Isolation voltage（Viso）：绝缘电压 Isolation resistance(Rios):绝缘电阻 Reverse voltage（VR）：二极管反向电压 Forward current（IF）：二极管正向电流 Colle

15、ctor-Emitter voltage（VCE）：集射间电压 Collector current（IC）：集电极电流 Collector-Emitter saturation voltage(VCE(sat):集射间导通压降 Current transfer ratio（CTR）：电流传输比 CTR=IC/IFx100%,（五）、集成电路（IC TL431/2） 该器件内部集合了参考电压与集电极开路误差放大器。 1、电路符号及其内部结构: 2、主要参数: VKA：最大阴极到阳极电压 VREF:参考电压 VREF：温度范围内参考电压偏差 IKA：二极管正向电流 TOPR：工作温度 IREF：参

16、考电流,3、典型应用：,图a 作为2.5V 基准源 图b 作可调基准源，电阻R2 和R3 与输出电压的关系为：UO =2.5(1+R2/R3),四、电感、变压器,（一）、电感 1、电感一般用”L“表示，单位一般为微亨（uH），在电路（板）中一般有以下表示方式: 2、电感的组成及作用： 电感的组成：用绝缘导线(如漆包线)绕制而成的电磁感应元件，这些线圈有的有铁心，有的则没有。 电感的作用:通直流阻交流，对交流信号进行隔离,滤波或与电容器,电阻器等组成谐振电路。,3、电感的主要参数: 电感量L：电感量也称自感系数，是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。电感量L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关

17、。 感抗XL：电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2fL 品质因素Q：品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量，Q为感抗XL与其等效的电阻的比值，即：Q=XL/R线圈的Q值愈高，回路的损耗愈小。线圈的Q值与导线的直流电阻，骨架的介质损耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关。 分布电容：线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好。 额定电流：指电感器有正常工作时反允许通过的最大电流值。 饱和电流：表示电感量降低到一定程度（90

18、%,70%,50%等）的电流。,（二）、开关电源变压器 1、变压器一般用”T“表示，单位一般为微亨（uH），在电路（板）中一般有以下表示方式: 2、开关电源变压器的组成及作用： 变压器是将能量从一个回路传递到另一个回路的电子元件，它由两个或两个以上的线圈组成，组成材料有：磁性材料,导线材料，骨架和绝缘材料。在电路中一般起到隔离和能量传递与转换作用。 3、开关电源变压器的主要参数 ： 电压比:指变压器的初级电压与次级电压的比值. 漏感：漏感是初次级在耦合的过程中漏掉的那一部份磁通. 直流电阻:即铜阻. 效率:即输出功率/输入功率*100% 绝缘电阻:变压器各绕组之间及对铁心之间的绝缘能力. 抗电

19、强度:变压器在1秒或1分钟之内能承受规定电压的程度. 4、高频变压器制作（详见变压器培训资料）。,五、热敏电阻和压敏电阻,（一）、热敏电阻： 1、在电路（板）中一般有以下表示方式: 2、热敏电阻分类： 3、NTC的主要参数: （1）零功率阻值（R25） （2）允许误差 （3）最大额定功率 （4）稳态电流（功率NTC） （5）B值（温度感知型材料常数）,4、电阻温度特性曲线：,功率型NTC 温度感知型NTC,（二）、压敏电阻： 1、在电路（板）中一般有以下表示方式: 2、压敏电阻分类： 按其使用材料的不同可分为氧化锌压敏电阻器、碳化硅压敏电阻器、金属氧化物压敏电阻器、锗（硅）压敏电阻器、钛酸钡压

20、敏电阻器等多种。 3、压敏电阻的作用： 当加在它上面的电压低于它的阀值时，流过它的电流极小，相当于一只关死的阀门，当电压超过阀值时，流过它的电流激增，相当于阀门打开。利用这一功能，可以抑制电路中经常出现的异常过电压，保护电路免受过电压的损害。 4、一次侧选用压敏电阻要求： a) 优先的气候类别（见GB/T 10194的2.1.1） 下限类别温度：-10C；上限类别温度：+85C；湿热持续时间，稳态试验：21天。 b) 最大连续电压（见GB/T 10194的2.1.2） 最大连续交流电压从优先电压表中选取，并至少应当是下列值的120%： 设备的额定电压，或 设备额定电压范围的上限电压。 c) 脉

21、冲电流（GB/T 10194的表I中组别1） 使用交替极性的6kV/3kA的组合脉冲，电压波形为1.2/50s，电流波形为8/20s。 除了表I中组别1的性能要求外，试验后，当用制造厂商规定的电流测量时，箝位电压的变化不得超过10%。,4、压敏的主要参数: （1）压敏电压：指通过1mA直流电流时，压敏电阻器两端的电压值。 （2）最大工作电压：在规定的温度范围内，可以连续施加在压敏电阻器两端的最大交流电压有效值或直流电压。 （3）最大限制电压：对压敏电阻器施加规定的标准波形(8/20)和规定的电流时压敏电阻两端的最大电压。 （4）通流容量：通流容量也称通流量，是指在规定的条件（以规定的时间间隔和

22、次数，施加标准的冲击电流）下，允许通过压敏电阻器上的最大脉冲（峰值）电流值。 （5）最大能量（能量耐量）：压敏电阻所吸收的能量通常按下式计算W=kIVT(J) 其中I：流过压敏电阻的峰值；V：在电流I流过压敏电阻时压敏电阻两端的电压 ；T：电流持续时间；k：电流I的波形系数 （6）额定功率：在规定的环境温度下所能消耗的最大功率。 （7）最大峰值电流( SURGE CURRENT (8/20s) )：一次以8/20s标准波形的电流作一次冲击的最大电流值，此时压敏电压变化率仍在10%以内。2次以8/20s标准波形的电流作两次冲击的最大电流值，两次冲击时间间隔为5分钟，此时压敏电压变化率仍在10%以

23、内。 （8）静态电容：静态电容是指压敏电阻器本身固有的电容容量。,六、保险丝,（一）、在电路（板）中一般有以下表示方式: （二）、保险丝的主要构成(三部分）： 熔体部分，电极部分，支架部分 （三）、保险丝分类： 按分断能力：高、低分断能力保险丝。 按熔断速度：特慢速保险丝（一般用TT表示）、慢速保险丝（用T表示）、 中速保险丝（用M表示）、快速保险丝（用F表示）、 特快速保险丝（用FF表示）。 按类型分：电流保险丝,温度保险丝，自恢复保险丝。,（四）、保险丝的主要参数: 1、电压额定值 (Voltage Ratings)： 保险丝的电压额定值必须大于或者等于断开电路的最大电压。由于保险丝的阻值

24、非常低，只有当保险丝试图熔断时， 保险丝的电压额定值才变得重要。当熔丝元件熔化后，保险丝必须能迅速断开，熄灭电弧，并且阻止开路电压通过断 开的熔丝元件再次触发电弧。 2. 电流额定值 (Current Ratings)： 电流额定值表明了保险丝在一套测试条件下的电流承载能力。每只保险丝都会注明电流额定值，这个值可以是数字， 字母或颜色标记。可以通过产品数据表找到每种标记的意义。 3. 分断能力 (Breaking Capacity/Interrupting Rating)： 保险丝必须能在不破坏周围电路的情况下断开故障电路。分断能力就是指在额定电压下，保险丝能够安全断开电路， 并且不发生破损时的最大电流值。保险丝的分断能力必须等于或大于电路中的可能发生的最大故障电流。 4. 熔断积分 (Melting Integral)： 保险丝的熔断积分，是熔断这一保险丝的熔丝元件所需的能量，也称之为熔断值I2t。熔丝元件的结构、材料和横截面 积决定了这个值。每一系列保险丝根据额定电流值不同，使用了不同的材料和元件配置，因此确定每只保险丝的I2t 非常必要。通常在直流电路中，采用 10 倍的额