基本元器件介绍.docx

基本元器件介绍一、 基本概念1、单位长度单位：1m=102cm=103mm=106um=109nm=1012pm电容单位：1F=103mF=106uF=109nF=1012pF电阻单位：1=103m=106u=109n=1012p，1M=103k电感单位：1H=103mH=106uH=109nH=1012pH1inch（英寸）=2.54cm1mil（密耳）=1/1000inch=0.0254mm2、有源元件 无源元件概念有源元件：电子元器件工作时，其内部有电源存在，则称为有源元件。需要外部能源实现其特定功能。一般用于信号放大、转换等。例如：晶体管、MOS管。无源元件：在电路中无需加电源即可在有信号时工作。不需要外加电源条件下，就可以实现其特性的电子元器件。例如：电阻、电容、电感。3、数字电路基础知识：用数字信号完成对数字量进行算数运算和逻辑运算的电路，数字电路仅存在逻辑“0”和“1”两种电平信号。（1）逻辑电平：数字电压的高、低电平通称为逻辑电平，即数字电路中的“0”和“1”。I、TTL（Transistor-Transistor Logic）电平：规定+5V为逻辑“1”，0V为逻辑“0”。51单片机使用的是TTL电平。II、LVTTL（Low Voltage TTL）电平：规定+3.3V为逻辑“1”，0V为逻辑“0”。一些小模块可以使用LVTTL电平，如摄像头模块或者CH340下载器。（2）数制：I、二进制Binary system（B）：基数为2，用0和1两个数码表示，逢二进一。II、八进制Octal system（O）：基数为8，用07表示，逢八进一。III、十进制Decimal system（D）：基数为10，用09表示，逢十进一。IV、十六进制Hexadecimal system（H）：基数为16，用0F表示，09，超过十则用AF表示。在程序中，习惯在数字之前加0x来表示一个十六进制的数，例如：0xAF，0x7A。V、二进制、十六进制互相转换：四位二进制数计数从00001111，正好对应015，因此以四位二进制数为一个单位与十六进制互相转换。例如：二进制1000 1111 1011 0111转换成十六进制：0x 8FB7二进制0001 1010 0111 1000转换成十六进制：0x 1A78二、 电阻Resistance（Res）1、 基本性质电阻是一种限流元件，表示导体对电流的阻碍作用的大小。2、 电路表示字母表示：R符号表示：单位：欧姆 3、 直插电阻（1）电阻色环识别：电阻上用四六道色环表示电阻值，可以从色环中读出电阻阻值。色环组成：第一部分：靠近电阻前端的一组色环表示阻值。第二部分：靠近电阻后端的一条色环表示公差精度。第一部分色环等间距，自成一组，第二部分色环距离较远。阻值读取方法：I、三色环电阻：第一色环为十位，第二色环为个位，第三色环表示倍率II、四色环电阻：第一第二色环分别代表两位有效数的阻值，第三环代表倍率，第四环代表误差。例如：棕 红 红 金 R=12*102=1.2k，误差5%（误差：表示电阻值在1200上下波动5%*1200可以接受，意思是电阻值在1140-1260之间）。III、五色环电阻：第一第二第三环代表三位有效数的阻值，第四环代表倍率，第五环代表误差。例如：红 红 黑 棕 金 R=220*101=2.2K，误差5%（2090-2310）读数技巧：I、找标志误差的色环：标志误差色环在最后一个，找到之后可以确定色环排列顺序。常用表示电阻误差的颜色：金、银、棕，尤其金、银很少用于第一环，发现金、银环基本可以认定是最后一环。II、棕色环是否为误差环判断：棕色环即常作为有效数字环，又常作为误差环，有时可能在第一环和末尾环同时出现。可按照色环间距判断：有效数字环等间距，误差环距离较远。III、利用电阻生产序列值判断：标准电阻阻值为固定的，读出电阻值之后可以通过查询是否存在这个阻值的电阻来判断读取是否正确。（2）AD封装：AXIAL0.3AXIAL0.7，AXIAL意为轴状，0.30.7表示电阻长度，即印刷电路板上焊盘的间距，如0.3表示间距为300mil。4、 贴片电阻（1）特点：体积小、重量轻、安装密度高、抗震性强、抗干扰能力强、高频特性好（2）阻值读取：通过贴片电阻上的数字或字母读取阻值信息。I、数字索位标称法：电阻上一般用三或四位数字标明阻值，三位数字表示则其精度为5%，四位数字表示则其精度为1%。前几位为有效数字，最后一位表示倍率。小数表示时，“R”表示小数点，并占用一位有效数字其余为有效数字。例如：472 R=47*102=4700；7501 R=750*101=7.5k 2R4 R=2.4 ；R15 R=0.15 II、E96数字与字母混合标称法：阻值由两位有效数字和一位字母表示，前两位数字对应一个数，后面字母对应基数，即对应10的次幂。例如：02C R=102*102=10.2k；27E R=187*104=1.87M（3）AD封装：一共有9种封装，有两种尺寸表示代码，都由四位数字表示，前两位表示长度，后两位表示宽度。一种尺寸代码由四位数字表示的EIA（美国电子工业协会）代码，长与宽的单位为英寸，称为英制。另一种为公制代码，长与宽的单位为毫米。平常多用英制表示封装。例如：英制0603电阻，表示电阻长度为0.06英寸，宽度为0.03英寸；公制1005电阻，则表示长度为1.0mm，宽度为0.5mm。 除此之外，封装尺寸还决定了电阻的额定功率，如下表所示。三、 电容器Capacitor（Cap）1、 基本性质电容器：容纳电荷的器件。广泛应用于电路中隔直通交，耦合，旁路，滤波，调谐电路等。特点：（1） 通交流电隔直流电；（2） 电容器电压不能突变：充放电时，存在电荷积累过程，电压也存在建立过程；（3） 电容器充电：两极板分别带等量异种电荷，每个极板带电的绝对值为电容器的带电量；（4） 电容器放电：电容器两极正负电荷通过导线中和，放电过程中产生短暂的电流。2、 电路表示字母表示：C符号表示：单位：法拉 F计算公式：通用公式C=Q/U；决定式：C=S/4kd3、 直插电容（1） 非极性电容：I、独石电容（实验室较为常见）：多层陶瓷电容器的别称，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。II、电路图中电容单位的标注规则：容量小于10000pF时用pF做单位，大于10000pF时用uF做单位。一般为简便，大于100pF小于1uF电容不标注单位。无小数点的单位为pF，有小数点的单位为uF，例如3300指3300pF，0.1指0.1uF。III、电容值读取：1uF以下直接用数字表示，凡是用整数表示的单位默认为pF，凡是用小数表示的单位默认为uF。例如：10,22,0.047,0.1分别表示10pF，22pF，0.047uF，0.1uF;另一种标注方法则使用三个数字标注，前两位为有效数字，第三位为07时，表示10的多少次方，当第三位为9时表示10-1，当第三位为8时表示10-2，单位为pF。例如：508表示0.5pF，680表示68pF，104表示0.1uF。IV、AD封装：RAD0.10.4，其中0.10.4表示电容的大小，即PCB上焊盘间距，和直插电阻意思相同，一般用RAD0.1。（2） 极性电容：有极性，正负不可错接电解电容（实验室使用较多）：金属箔为正极（铝或钽），紧贴正极的电介质为氧化膜（氧化铝或五氧化二钽），阴极由导电材料、电介质（电介质可以为液体或固体）和其他材料共同组成。I、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。特点：容量大，但漏电流大、稳定性差，有正负极，适用于电源滤波或者低频电路。使用注意：电容外有一条很粗的白线，白线内由一行负号，那一边就是负极，另一边为正极；也可以通过引脚长度判断，长引脚为正，短引脚为负。电容外壳上标有电容值以及耐压值，使用时不可超过耐压值。II、钽电解电容：贴片型钽电解电容使用较多，详见贴片电容一节。III、AD封装（铝电解电容）：RB.2/.4.5/1.0，其中.2/.4.5/1.0是电容的大小，如RB.2/.4，“.2”为焊盘间距，“.4”为电容圆筒外径，即焊盘间距200mil，圆筒外径为400mil。4、 贴片电容（1） 非极性贴片电容：又称为多层片式陶瓷电容。注意其与贴片电阻的差别，贴片电容上没有数字，而贴片电阻上有数字。I、电容值：贴片电容在其整盘上标注有电容值，或用万用表的电容档测量，单独看一个电容无法判断电容值。II、AD封装：和贴片电阻相同。（2） 极性贴片电容：I、铝电解贴片电容：原理同直插型铝电解电容，只是管脚由直插改为贴片，黑色条状代表负极。在PCB上电容位置上有两个半圆，涂颜色的半圆对应引脚负极。II、钽电解贴片电容：贴片钽电容使用金属钽作为阳极材料。正负极判断：注意有横线的是正极，区别于铝电解电容。优点：体积小，耐温，容量误差小，寿命长；缺点：耐压低，电流小，价格高。AD封装：四、 二极管Diode（D）只允许电流由单一方向流过的一种器件。1、 整流特性：（1） 正向导通：二极管外加正向电压，开始时正向电压较小，不足以克服PN结内建电场，正向电流机会为0，这一区域称之为死区。当正向电压大于死区，PN结克服内建电场，导通，电流随电压几乎呈指数增长关系。在正常使用范围之内，导通电压近似认为不变，保持在导通电压附近，平常使用的二极管多为Si二极管，导通电压为0.5V0.7V。（2） 反向截止：反向加电压在一定范围内，通过二极管的电流为少数载流子漂移所产生，反向电流很小几乎为0，因此认为反向截止。（3） 击穿：当反向电压足够大达到饱和时，电流急剧增大，温度随之上升，这时候如果不控制电流大小的话会造成二极管由于温度过高而损坏。2、 整流二极管符号：利用半导体PN结的整流特性制成的二极管，带圆环的一端为负极。3、 稳压二极管Zener diode利用PN结反向击穿特性：电流在很大范围内变化而电压几乎不变，以达到稳压的目的。I、Uz稳定电压：稳压管通过额定电流时两端产生的稳定电压。II、Iz额定电流：指稳压管产生稳定电压时通过该管的电流值。低于此值时，稳压管虽并非不能稳压，但稳压效果会变差;高于此值时，只要不超过额定功率损耗，也是允许的，而且稳压性能会好一些，但要多消耗电能。4、 发光二极管符号：半导体二极管的一种，可以将光能转换为电能，两端电压达到额定电压即发光。长脚为正极，短脚为负极。五、 晶振Crystal Oscillator（XTAL）1、 晶体振荡器从一块石英晶体上按一定方位角切下薄片，封装内部添加IC组成的振荡电路即晶体振荡器。2、 应用多应用于数字电路产生时钟信号，如下图。六、 芯片封装封装是把集成电路装配为芯片最终