电子技术实践基础 第二章 元器件筛选技术.doc

第二章 元器件筛选技术 任何一个电子产品都是由电子元器件组成的，元器件的选用直接影响电子产品的性能。本章介绍了常用电子元器件的筛选技术，包括电阻、电容器、电感线圈和半导体器件。最后还介绍了一般电子产品都需要用到的稳定电源。2.1 电阻的筛选 材料对通过它的电流有一定的阻力，这种阻力称为电阻。本节介绍了电阻的识别、电阻的选用和电阻的质量判别。2.1.1电阻的识别 常用电阻可分为固定电阻和电位器。 固定电阻有以下几种类型： 合成电阻器。又称实芯电阻器。它是用石墨粉作导电材料，用黏土、石棉或石英作填充剂加上粘合剂，装上引线后，在模具内压制成形，经热处理后成为坚固的实芯电阻体，改变石墨粉的比例就可以改变电阻值的大小。 合成炭质电阻器的可靠性高，体积较小，易于自动化生产，价格低廉。缺点是稳定性较差，噪声也较大。一般用于要求不高的电路中。薄膜电阻器。薄膜电阻器是在一个绝缘体（一般是圆柱形瓷棒或硬玻璃）上真空溅射、蒸发一层导电薄膜或通过化学热分解的方法沉积一层导电膜，加上引线，喷上保护漆而制成的。薄膜电阻器的阻值可通过薄膜厚度来控制，当对精度提出更高要求时，采用刻槽的办法来控制。将镀好膜的瓷棒夹在刻槽机上，瓷棒开始旋转用刻刀把薄膜刻成螺旋状，刻的越细越长，阻值越大。不过这种方式会增大电阻器的电感。常用的薄膜有碳膜、氧化膜和金属膜，形成碳膜电阻器、氧化膜电阻器和金属膜电阻器之分。碳膜电阻器体积小，重量轻稳定性和精度都较高，噪声较小，自身电感较小，可用于数百兆赫以下的电路中，功率一般在2W以下。金属膜电阻器精度高，噪声小，温度系数小，能耐受较高的温度，功率容量比较大，相同的功率等级体积要比碳膜电阻器小。氧化膜电阻器在高温下的化学性质稳定，更容易制成低阻值的电阻。 线绕电阻器。线绕电阻器是在绝缘体上用高电阻率的金属线绕制而成。它在较宽的温度范围内有很小的温度系数，耐高温，功率容量大，可制成大功率精密电阻。缺点是自电感较大。实际应用中可通过双线缠绕的方法减小其影响。将电阻丝对半折叠进行双股缠绕。两个相邻线圈会流过反向电流，它们的磁场几乎相互抵消，但仍然有不可忽略的电感，不宜用于高频电路中。国产电阻器的型号由三部分或四部分组成，名部分的主要含义见表2-1。电阻器的型号。国产电阻器的型号由三部分或四部分组成，各部分的主要含义见表2-1。第一部分为字头符号，用字母“R、W”表示电阻器、电位器为产品主称。第二部分用字母表示电阻器、电位器的材料。第三部分通常用数字或字母表示类别，也有的电阻器用该部分的数字来表示额定功率。第四部分用数字表示生产序号，以区别外形尺寸及性能指标。表2-1 电阻器与电位器的型号第一部分：主称第二部分：电阻体材料第三部分：类别第四部分：序号字母含义字母含义数字或字母含义RW电阻器电位器C沉积膜或高频瓷1普通用个位数或无数字表示。对主称、材料特征相同，仅尺寸、性能指标略有差别但基本上不影响互换的产品给同一序号。2普通或阻燃F复合膜3 或 C超高频H合成碳膜4高阻I玻璃釉膜5高温J金属膜7或J精密N无机实心8高压S有机实心9特殊（如熔断型等）T碳膜G高功率U硅碳膜L测量X线绕T可调Y氧化膜X小型C防潮O玻璃膜Y被釉B不燃性举例：RJ71-0.125-5.1k-R 主称，电阻器。J 材料，金属膜。7 分类，精密。1 序号。 0.125 额定功率，1/8W。5.1k 标称阻值，5.1k。 允许误差级，5%。电阻器的标称值系列为了便于生产和使用，国家规定了电阻器的标称值系列。常用电阻器按照误差等级分为三个系列：E6、E12、E24。分别对应20%、10%、5%三个误差等级。这三个系列分别有6个、12个、24个标称值。高精度电阻器也按照误差等级分为三个系列：E48、E96、E192。分别对应2%、1%、0.5%三个误差等级，高于0.5%的也使用E192误差等级。（表2-2）使用电阻器时选用表中的数值再乘以10n，其中n为正整数或负整数。表2-2 电阻器的标称值系列和误差等级系列误差等级标 称 值E620%1.01.52.23.34.76.8E1210%1.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.2E245%1.03.61.13.91.24.31.34.71.55.11.65.61.86.22.06.82.27.52.48.22.79.13.03.3E482%100187348649105196365681110205383715115215402750121226422787127237442825133249464866140261487909147274511953154287536162301562169316590178332619电阻器的色环电阻器的阻值和误差，一般都用数字标记印在电阻器上，但一些体积很小的电阻器，其阻值和误差常常用色环来标记。电阻器的国际色标分为4圈色环表示法和5圈色环表示法。标称值系列中的E6、E12、E24电阻器用4圈色环。5圈色环用于E48、E96、E192系列电阻器。4圈色环表示法中，左边前两位代表有效数字；第三位代表倍率，即表示在有效数字后加几个零；最后一位代表误差。5圈色环表示法中，前三位代表有效数字，后两位分别代表倍率和误差。表2-3给出了五圈色环表示法的详细规定。表 2-3 五圈色环的国际色标颜色左第一位左第二位左第三位左第四位左第五位黑000100褐（棕）111101F1%红222102G2%橙333103黄444104绿555105D0.5%蓝666106C0.25%紫777107B0.1%灰888108白999109金10-1J5%银10-2K10%无色M20%电阻器的参数允许误差允许误差是指允许的阻值偏差范围。误差等级共有9级，常用的有8个等级，即表2-3中列出的八个。N级允许偏差范围为30%，一般很少使用。功率等级电阻器通过电流时，会将电能转化为热能，温度过高会损坏电阻器。额定功率是指在标准大气压和一定的环境温度下，电阻器能长期连续负荷而不改变性能的允许功率。具体的标准功率等级见表2-4。表2-4 电阻器的功率等级电阻器名称额 定 功 率实芯电阻器0.250.5125线绕电阻器0.5251352506751010015150薄膜电阻器0.02520.0550.125100.25250.5501100温度系数在实际使用中，电阻器的阻值不是恒定的，随着温度的变化，阻值会产生变化。温度系数是指温度每变化1产生的电阻值的变化量与标准温度下（一般为25）的电阻值之比，单位为1/或ppm/。温度系数表达式为：温度系数可正可负，可以是线性的，也可以是非线性的。最大工作电压最大工作电压是指电阻器在使用中不发生击穿、放电现象时，其两端所能施加的最大电压。嗓声电阻器的噪声是产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏。它主要为导体中电子的不规则热运动引起的热噪声，热噪声是不可消除的。流过电阻器的电流的起伏会引起电流噪声，它是用一定通频带内电流噪声电势的均方根值与被测电压比值的分贝数来表示的。电位器电位器是一种阻值连续可调的电器元件。一般具有两个固定端头和一个滑动端头。还有多种特殊用途电位器，如三个固定端头的、和开关组合在一起的开关电位器、作精细调节的多圈电位器及两个电位器组合在一起的双联电位器。电路中，电位器常用于调节某点的电位。电位器按电阻材料分为合成型(实芯)、合金型(线绕)、薄膜型；按调节机构的运动方式分为旋转式、直滑式；按结构分为单联、多联、带开关、不带开关等；按用途可分为普通电位器、精密电位器、功率电位器、微调电位器和专用电位器等；按输出特性可分为为线性电位器和非线性电位器。电位器的型号一般有如下几种：WT碳膜电位器 WH合成膜电位器WJ金属膜电位器 WS实芯电位器WX线绕电位器电位器的输出特性有三种形式：直线式电位器的调节量与阻值的变化量呈线性关系，用字母X表示。指数式用字母Z表示，对数式用字母D表示。2.1.2电阻的选用和质量判别电阻器的合理选用和质量判别电阻器的选用选用电阻器时，应综合考虑以下各因素：所选用电阻器额定功率值，应高于电路工作中实际值的0.51倍。应考虑温度系数对电路工作的影响，同时要根据电路特点来选择正、负温度系数的电阻器。电阻器的非线性及噪声应符合电路要求。考虑实际工作环境与电阻器的可靠性等。电阻器的质量判别方法看电阻器引线有无折断及外壳烧焦现象。用万用表挡测量阻值，合格的电阻值应稳定在允许的误差范围内，如超出误差范围或阻值不稳定，则不应选用。根据“电阻器质量越好，其噪声电压越小”的原理，使用“电阻噪声测量仪”测量电阻器噪声，判别电阻器质量的好坏。电阻器的老化电阻器使用前，从制造日期计算起必须有一年以上的贮存时间，以达到自然老化的目的。贮存时间不满一年的电阻器，须进行人工老化处理。人工老化有温度循环老化和电老化两种：温度循环老化将电阻放入905的高温箱中，4小时后取出，自然冷却至室温；再置于低温箱中降温至-40，保持4小时后取出，自然恢复至室温。按此过程进行三次循环后进行测量。电老化在电阻两端加直流电压，使电阻所承受的功率为额定功率的1.5倍（但不应超过其最大工作电压），通电5分钟后在常温下恢复30分钟再测量其阻值。电位器的合理选用和质量判别电位器的合理选用根据电位器在实际电路中的用途，推荐选用类型如下：普通电子仪器，应采用碳膜或合成实芯。大功率、高温情况下，应选用线绕、金属玻璃釉电位器。要求高精度时，选用线绕、导电塑料、精密合成碳膜电位器。要求高分辨率时，选用各类非线绕电位器、多圈式微调电位器。要求高频、高稳定时，选用薄膜电位器。调节后不需再动情况下，选用紧锁式电位器。要求精密、微量调节时，选用带慢轴调节机构的微调电位器。要求电压均匀变化时，选用直线式电位器。音量控制用电位器，选用指数式电位器。电位器的质量判别方法用万用表“”档测量电位器的两个固定端电阻，并与标称值进行核对。如果万用表指针不动或比标称值大得多，表明电位器已坏；如果表针跳动，表明电位器内部接触不好。测量滑动端与固定端的阻值变化情况。移动滑动端，阻值应从最小值到最大值之间连续变化。测量中最小值越小越好，最大值接近标称值，说明电位器质量较好。如果阻值间断或不连续，说明电位器滑动端接触不好，则不能选用。可以用“电位器动噪声测量仪”来判别电位器质量的好坏。2.2 电容器的筛选 电容其实一种储存电荷的容器，两块彼此绝缘的金属板就是一个最简单的电容器，本节介绍了电容器的识别、电容器的选用和电容器的质量判别。2.2.1电容器的识别电容器的型号和类型。电容器的种类很多，从结构上来分，有固定电容器、可调电容器和微调电容器。也可以从材料上来进行划分，如：瓷介电容器、云母电容器、有机电容器、电解电容器等。电容器型号的命名类似电阻器的命名法，主要有四个部分：第一部分为主称，用字母C代表电容器。第二部分用字母表示电容器的材料。第三部分用数字或字母表示电容器的类型特征。第四部分用数字表示生产序号，以区别外形尺寸及性能指标。具体参见表2-5。表 2-5 电容器的型号第一部分主称第二部分 材料第三部分 类型特征第四部分 序号符号意义符号意义 CC高频瓷（1类）G高功率用个位数或无数字表示。对主称、材料特征相同，仅尺寸、性能指标略有差别但基本上不影响互换的产品给同一序号。T低频瓷（2类）W微 调I玻璃釉1具体含义请参见：表2-6O玻璃膜2Y云母3Z纸介质4J金属化纸介质5B聚苯乙烯等非极性有机薄膜6L涤纶等有极性有机薄膜7Q漆膜8H纸膜复合介质9D铝电解电容A钽电解电容N铌电解电容G金属电解电容E其他材料电解电容表 2-6 电容器型号第三部分中数字含义123456789瓷介电容器圆片管形叠片独石穿心支柱式交流高压云母电容器非密封非密封密封独石标准高压电解电容器箔式箔式烧结粉非固体烧结粉固体交流无极性特殊有机电容器非密封非密封密封密封穿心交流片式高压特殊下面简单介绍几种常用电容器：纸介电容器、聚酯薄膜电容器（金属膜电容器）纸介电容器由两种相互之间用浸渍纸层绝缘的金属箔（大多是铝箔）构成。金属箔和绝缘材料被卷绕在一起，卷绕物配置上引线并与聚酯一起重新压制。为了防止湿气侵入，要求使用密封的引线。用纸作为介质有许多缺点，正日益被聚酯薄膜所取代。聚酯薄膜电容器的制造工艺与纸介电容器相同，只是用聚酯薄膜代替中间纸层。常用聚酯、聚乙烯对苯二甲酸乙二酯和聚碳酸酯来制造介质薄膜。聚酯薄膜电容器的性能通常要优于纸介电容器。在相问的电容量和耐压强度下，聚酯薄膜电容器的体积可以做得较小。金属膜纸介电容器（MP）金属层的厚度不影响电容器的电容量。但如果要在一定的耐压强度下实现单位体积有大的电容值，应努力使层厚尽可能小。金属膜纸介电容器是将金属层蒸发到用作介质的纸上，形成的层厚约0.05m。纸厚由标称电压决定。薄金属层有较大的欧姆电阻，一般在卷绕体的两端喷涂上固定引线的金属层。载流子可以从端面流到电极上，并继续在相同路径上流出。金属膜纸介电容器对击穿有自愈作用。如果在金属膜纸介电容器中发生击穿，则在击穿点的周围短时间会形成很大的电流密度，以致使非常薄的金属层蒸发掉。这时，介质并未破坏，击穿点仍然是绝缘的。这种自愈作用是金属膜纸介电容器的一个十分有益的特性。若用聚酯薄膜代替纸介质，则形成金属-聚酯薄膜电容器（MK）。瓷介电容器瓷介电容器采用陶瓷材料作为介质。陶瓷材料可分为两类：第1类陶瓷材料具有极小的介电常数和小的介电损耗。介电常数随温度的变化很小。用这种材料可制出电容常数和温度稳定性都十分优良的精密电容器。介电损耗直到很高的频率都很小。适用于振荡回路中。第2类陶瓷材料具有非常大的介电常数，但这类材料的介电常数随温度的变化比较明显，介电损耗也较大。这种材料能制出电容量较大而体积非常小的电容器，主要用作耦合电容器。铝电解电容器在铝电解电容器中，铝箔附有的氧化层起介质的作用。铝箔是电容器的一个极板。电容器的另一个极板是导电液体(电解质)。氧化层具有高的耐压强度，它可以做得很薄，极板的间距很小，因此，每单位极板面积上的电容量很大。还可以采用粗糙箔，通过提高铝箔表面的粗糙程度，增大极板表面积。钽电解电容器钽电解电容器在阳极极板上引入耐压极好的五氧化钽层作为介质。五氧化钽具有较大的介电常数，在相同的耐压强度下，每单位体积的电容系数较大。同时五氧化钽层在较长的贮藏期内也不会裂解，漏电流很小，能满足大多数高要求的应用。钽电解电容器有钽箔式电解电容器和钽烧结式电解电容器。可调电容器可调电容器大多由能相互移动的一组极板构成。它将若干个平板连在一起，以获得较大的工作平板面积。微调电容器大多是电容量较小的圆片形电容器。一个圆片是固定的，另个圆片可移动，用于电容量的微调。 电容器的容量标称值系列 电容器容量的单位：1F= 103 m F（毫法）=106F（微法）=109 nF（纳法）=1012 pF（皮法）电容器的容量标称值系列见表2-7。表 2-7 电容器的容量标称值系列 电容器类型允许误差容量范围容量标称值系列纸介电容；金属化纸介电容；纸膜复合介质电容；低频（有极性）有机薄膜介质电容5%10%20%100pF1F1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 1F100F1 2 4 6 8 10 15 20 30 50 60 80 100云母电容；瓷介电容；玻璃釉电容；高频（无极性）有机薄膜介质电容5%E24系列标称值10%E12系列标称值20%以上E6系列标称值铝、钽、铌、钛电解电容10%20%+50%-20%+100%-10%1.5 2.2 3.3 4.7 6.8容量单位：微法注：电容器的标称值为表中数据或表中数据乘以10n ,n为正整数或负整数。电容器的误差表示表2-8列出了电容器的误差等级及对应的字母。 表2-8 电容器的误差等级及对应的字母字母W BCDFGJKMN误差%0.050.10.250.5125102030字母QTSZR误差%+30 -10+50 -10 +50 -20+80 -20+100 -10电容器的工作电压电容器在规定的温度下长期可靠工作时所能承受的最大直流电压叫电容器的直流工作电压，也称为电容器的耐压。如果是在交流电路中，所加的交流电压峰值不能超过电容器的直流工作电压。表2-9列出了常用的电容器直流工作电压。表2-9 常用电容器直流工作电压1.646.310162532*405063100125*160250300*400450*5006301000注：有*号的只限电解电容使用。电容器的容量标记法电容器的容量标记方法有下面几种：直接标记法直接标记法是将电容器的标称值用数字和文字符号直接标在电容器上，允许误差用百分数表示。实际生产中常将电容器的标称值和允许误差用数字和文字符号按一定规律组合标记在电容器上。例如：2n2J表示电容器标称值为2.2纳法，即2200皮法，允许偏差为5%；47nk表示电容器标称值为47纳法），允许误差10%。有时在数字前加R，如R33表示0.33F；有时用大于1的数字标记，单位为pF，如2200表示2200pF；有时用小于1的数字标记，单位为F，如0.22表示0.22F。三位数码标记法在产品上用三位数字表示元件标称值的方法称为三位数码标记法。前两位为有效数字，最后一位表示倍率，单位是pF。倍率是几就将有效数字乘以10的几次方。如果第三位是9，则对有效数字乘以0.1。例如：104表示100000pF，479表示4.7pF。目前市场上大多数圆片电容器瓷介电容器都用三位数码标记法。色环标记法电容器色标法与电阻器的色环标记法类似。具体见表2-10。表2-10 电容器的色环标记颜色第1色环第1位数字第2色环第2位数字第3色环倍数第4色环允许误差第5色环工作电压无色20%5000V银10-2pF10%2000V金10-1pF5%1000V黑0100 pF棕11101 pF1%100V红22102 pF2%200V橙33103 pF300V黄44104 pF400V绿55105 pF0.5%500V蓝66106 pF600V紫77107 pF700V灰88108 pF800V白99109 pF900V电容器的其他参数温度系数温度变化1时电容量的相对变化率叫做电容器的温度系数，用表示。 (1/)绝缘电阻直流电压U加在电容器上产生漏电流时，可计算出电容器的绝缘电阻R。 (M)U的单位为V，I的单位为A。一般小容量电容器（0.1F）的绝缘质量用绝缘电阻表示，而大容量电容器（0.1F）的绝缘质量用时间常数表示。时间常数定义为电容器的绝缘电阻与其容量的乘积（即RC）。能量损耗能量损耗是指电容器两端加交流电压时产生的功耗，包括介质损耗和金属部分损耗。能量损耗常用损耗角正切tan来表示，tan越大说明电容器发热越严重，工作频率过高时，可能导致电容器的损坏。 固有电感在交变电场作用下，电容器表现出阻抗特性。工作频率越高，电感和电阻的影响越大，有可能使电容器失去作用。电容器的固有电感包括极片电感和引线电感，高频使用时要加以考虑。2.2.2电容的选用和质量判别电容器的合理选用市场上电容器的种类很多，性能指标各异，选用时应综合考虑以下因素：电容器额定电压不同类型的电容有其不同的电压系列，所选电容必须在其系列之内，此外所选电容的电压一般应使其额定值高于线路施加在电容两端电压的12倍。选用电解电容应作为例外，特别是液体电解质电容，限于自身结构特点，对其额定电压的确定一般不要高于实际电压的1倍以上。一般应使线路中的实际电压相当于被选电容耐压的50%70%，这样才能充分发挥电解电容的作用。不论选用何种电容，都不得使电容耐压低于线路中的实际电压，否则电容将会被击穿。同时也不必过分提高额定电压，否则不仅提高了成本，而且增大了体积。选用时，根据需要选择标称容量及误差等级。考虑电容器应用的工作频率来进行tan的选择。根据电路情况，考虑体积因素，选用管脚式、贴片式或其他型式不同材料、类型的电容器价格差别很大，考虑成本因素来进行选择。 电容器的质量判别对于容量大于5100pF的电容器，可用万用表10k、1k挡测量电容器的两引线。正常情况下，表针先向R为零的方向摆去，然后向R方向退回（充电）。如果退不到，而停在某一数值上，指针稳定后的阻值就是电容器的绝缘电阻（也称漏电电阻）。一般的电容绝缘电阻在几十M以上，电解电容在M以上。若所测电容器的绝缘电阻小于上述值，则表示电容器漏电。绝缘电阻越小，漏电越严重，若绝缘电阻为零，则表明电容已击穿短路；若表针不动，则表明电容器内部开路。对于容量小于5100pF的电容，由于充电时间很快，充电电流很小，即使用万用表的高阻值挡也看不出表针摆动。所以，可以借助一个NPN型的三极管（100，ICEO越小越好）的放大作用来测量。测量方法见图2-1。电容器接到A、B两端，由于晶体管的放大作用就可以看到表针摆动。判断好坏同上所述。图2-1小电容的容量测量方法测电解电容时应注意电容器的极性，一般正极引线长。注意测量时电源的正极（黑表笔）与电容器的正极相接，电源负极（红表笔）与电容器负极相接，称为电容器的正接。因为电容器的正接比反接时的漏电电阻大。当电解电容器极性无法辨别时，可用以上的原理来判别。可先任意测一下漏电电阻，记住其大小，然后将电容器两引线短路一下放掉内部电荷，交换表笔再测一次。两次测量中阻值大的那一次是正向接法，黑表笔接的是电容器的正极，红表笔接的是电容器负极。但用这种方法对漏电小的电容器不易区别极性。可变电容的漏电、碰片，可用万用表“”挡来检查。将万用表的两只表笔分别与可变电容器的定片和动片引出端相连，同时将电容器来回旋转几下，表针均应在位置不动。如果表针指向零或某一较小的数值，说明可变电容器已发生碰片或漏电严重。 电容器的老化电容器须从制造日期算起经一年以上的贮存时间，以达到自然老化后，方可提供使用（电解电容器例外）；贮存时间不满一年的，装配前需经人工老化处理和筛选。如云母电容器和瓷介电容器的老化工艺（温度循环）：将电容器放入温度805的高温箱中；降温至-20，维持4小时后取出，自然恢复至室温。按此过程进行三次循环后，测其容量和损耗角正切值，筛去其不合格品。电解电容器的老化和上述方法不同。它贮存时间一般不应超过一年，因长期搁置不用时，电解液要干涸，使电容器失效，甚至在使用中会发热或爆炸。电解电容器贮存时间超过一年者，应按下述方法进行电缎老化以恢复特性：先加三分之一额定直流工作电压半小时至1小时，再升至三分之二额定直流工作电压1小时，再升至额定直流工作电压2小时。贮存不满一年的或经过电锻恢复的电解电容器还可采用下法进行老化筛选：先在室温下加1.11.3倍的额定直流工作电压老化848小时，剔除因此而失效的电容器；然后再转入正极限工作温度（如+55、+85等），加1.11.2倍的额定直流工作电压老化68小时，同样剔除其不合格者。2.3 电感线圈的筛选跌落”：在80cm的高度跌落5到15次电感线圈是根据电磁感应原理制成的器件，其用途极为广泛，是电子线路中主要的元件之一。电感线圈分为两大类，一类是应用“自感”作用的线圈，另一类是应用“互感”作用的变压器。 电感线圈有阻碍交流通过的作用，而对稳定的直流电流却不起作用(除线圈本身的直流电阻外)。在电子电路中，电感器、线圈和电子变压器是实现调谐、振荡、耦合、滤波、陷波、延迟、补偿、偏转、聚焦、电压变换、阻抗变换和匹配等功能的主要元器件，因此它们的应用领域非常广阔。在种类繁多的产品中，有些产品型号的命名方法目前尚无统一标准；有些产品型号的命名方法虽然已有标准可依，但是由于时间的关系和历史的原因，部分生产厂家仍沿用本厂的型号或老的型号，因此产品的型号多种多样。2.3.1电感线圈的识别电感线圈的型号国产电感线圈的型号、代号及意义一般用下面四个部分来表示。1432 第一部分是主称，用字母表示（L为线圈，ZL高频或低频阻流圈）。第二部分是特征，用字母表示（G为高频）。第三部分是型号，用字母表示（X为小型）。第四部分是区别代号，用字母A、B、C、D等表示。电感线圈的结构特点图2-2 空心电感器电感线圈一般由骨架、绕组、屏蔽罩、封装材料、磁心或铁心等组成。图2-3 绕组骨架泛指绕制线圈的支架。一些体积较大的固定式电感器或可调式电感器（如振荡线圈、阻流圈等），大多数是将漆包线环绕在骨架上，再将磁心、铜心或铁心等装入骨架的内腔，以提高其电感量。骨架通常是采用塑料、胶木、陶瓷制成，根据实际需要可以制成不同的形状。小型电感器（例如色码电感器）一般不使用骨架，而是直接将漆包线绕在磁心上。空心电感器（也称脱胎线圈或空心线圈，多用于高频电路中）不用磁心、骨架和屏蔽罩等，而是先在模具上绕好后再脱去模具，并将线圈各圈之间拉开一定距离（见图2-2）。 绕组是指具有规定功能的一组线圈，它是电感器的基本组成部分。绕组有单层和多层之分。单层绕组又有密绕（绕制时导线一圈挨一圈，见图2-3a）和间绕（绕制时每圈导线之间均隔一定的距离,见图2-3b）两种形式；多层绕组有分层平绕、乱绕和蜂房式等多种绕法。图2-3c为多层蜂房式绕组，图2-3d为多层平绕。 磁心与磁棒一般采用镍锌铁氧体 （NX系列）或锰锌铁氧体（MX系列）等材料，它有“工”字形、柱形、帽形、“E”形、罐形等多种形状。铁心材料主要有硅钢片等，其外形多为“E”型。为避免有些电感器在工作时产生的磁场影响其它电路及元器件正常工作，就为其增加了金属屏幕罩（例如收音机的振荡线圈等）。采用屏蔽罩的电感器，会增加线圈的损耗，使Q值降低。有些电感器绕制好后，用封装材料将线圈和磁心等密封起来。封装材料采用塑料或环氧树脂等。电感线圈的种类电感线圈不仅种类繁多，而且分类方法也很多。按结构持点可分为单层线圈、多层线圈、蜂房线圈、带磁心线圈及可变电感线圈等。如按用途和使用类别，可大致进行以下分类：固定电感器元件立式固定电感立式固定电感器采用同向型引脚，国产有LG和LG2等系列电感器，进口有TDK系列色码电感器，其电感量用色点标在电感器表面。图2-4 立式固定电感表2-11列出了LG2型电感器的标称电感量范围和最大工作电流。 表2-11 LG2型电感器的标称电感量范围和最大工作电流标称电感量范围(H)15600156018218.218.26800220006805600最大直流工作电流(mA)50150300700160050150标称电感量范围(H)1001000108210276800100001005603382100560最大直流工作电流(mA)300700160015070016001600卧式固定电感卧式密封固定电感器采用轴向型引脚，国产有LG1、LGA、LGX等系列。LGA系列电感器采用超小型结构，外形与1/2W色环电阻器相似，LGX系列色码电感器也为小型封装结构。图2-5 卧式固定电感表2-12列出了LG1型电感器的标称电感量范围和最大工作电流。 表2-12 LG1型电感器的标称电感量范围和最大工作电流标称电感量范围(H)0.18200.18.20.18.20.10.820.10.8210330最大直流工作电流(mA)501503007001600150标称电感量范围(H)108218.218.210001000030033001001000最大直流工作电流(mA)300700160050150300标称电感量范围(H)10821200022000390010000100560102733560最大直流工作电流(mA)7005015070016001600片状电感片状电感器也称片式电感器。是伴随着电子元器件表面安装技术(SMT)的发展而出现的一种新型电感元件。它具有体积小、重量轻、组装密度高，有利于器件和整机的小型化；分布电容寄生电容小，可靠性高；适于表面安装，便于自动化大批量装配生产，有助于降低成本。从结构和制造工艺上来分，常用的有线绕型片式电感器和叠层型片式电感器。图2-6 线绕型片状电感线绕型片式电感器是对传统的线绕电感器进行改进，把引线改为适合表面安装的端电极结构，体积更小，适合表面贴装。图2-7叠层型片式电感器 叠层型片式电感器的优点是：尺寸小，有利于电路的小型化；磁路是闭合的，抗电磁干扰，有利于元件的高密度装配，整体结构可靠性高；耐热性好，焊接性能好，形状规则，适于自动化表面安装。其缺点是电感量较小、Q值较低。可调电感器 行线性线圈行线性线圈是一种非线性磁饱和电感线圈（其电感量随着电流的增大而减小），一般串联在行偏转线圈回路中，利用其磁饱和特性来补偿图像的线性畸变。生产时用漆包线在“工”字型铁氧体高频磁心或铁氧体磁棒上绕制而成，线圈的旁边装有可调节的永久磁铁。通过改变永久磁铁与线圈的相对位置来改变线圈电感量的大小，从而达到线性补偿的目的。振荡线圈电视机专用振荡线圈 电视机用行振荡线圈用在早期的黑白电视机中，它与外围的阻容元件及行振荡晶体管等组成自激振荡电路（三点式振荡器或间歇振荡器、多谐振荡器）。该线圈的磁心中心有方孔，行同步调节旋钮直接插入方孔内，旋动行同步调节旋钮，即可改变磁心与线圈之间的相对距离，从而改变线圈的电感量，与自动频率控制电路（AFC）送入的行同步脉冲产生同步振荡。收音机专用振荡线圈 收音机用振荡线圈在半导体收音机中与可变电容器等组成本机振荡电路，用来产生一个比输入调谐电路接收的电台信号高出465kHz的本振信号。其外部为金属屏蔽罩，内部由尼龙衬架、工字形磁心、磁帽及引脚座等构成，在工字磁心上有用高强度漆包线绕制的绕组。磁帽装在屏蔽罩内的尼龙架上，可以上下旋转动，通过改变它与线圈的距离来改变线圈的电感量。电视偏转线圈偏转线圈是电视机显像管的附属部件，它包括行偏转线圈和场偏转线圈，均套在显像管的管颈（锥体部位）上，用来控制电子束的扫描运动方向。行偏转线圈控制电子束作水平方向扫描，场偏转线圈控制电子束作垂直方向扫描。阻流圈阻流圈是指在电路中用以阻塞交流电流通路的电感线圈，它分为高频阻流圈和低频阻流圈。高频阻流圈也称高频扼流线圈。多用采空心或铁氧体高频磁心，骨架用陶瓷材料或塑料制成。这种线圈对低频交变电流的阻碍作用较小，对高频交变电流的阻碍作用很大，可用来“通低频，阻高频”。低频阻流圈也称低频扼流圈。一般采用“E”形硅钢片铁心（俗称矽钢片铁心）、坡莫合金铁心或铁淦氧磁心。这种线圈对低频交变电流就有很大的阻碍作用而线圈的电阻较小，对直流的阻碍作用较小，可用来“通直流，阻交流”。特性及参数电感量电感线圈的的电感量L也叫自感系数或自感，是表示线圈产生自感应能力的物理量。当线圈中及其周围不存在铁磁物质时，通过线圈的磁通量与电流成正比，其比值称为线圈的电感量。感抗线圈的自感电动势总是抵消引起自感电动势的磁通的变化。无耗线圈的阻抗是一个电抗，其中没有电功率转化为热功率。这个电抗称为感抗，用XL表示。 损耗因数和品质因数实际使用中，线圈的损耗不能忽略。损耗可用与无耗线圈相串联的损耗电阻R来表示。损耗因数，用来表示线圈的损耗情况线圈的品质因数Q也叫优值或Q值。线圈在某一频率的交流电压下工作时，所呈现的感抗与其等效损耗电阻之比即为Q。 当f较低时，可近似认为R等于线圈的直流电阻；当f较高时，R应是包括各种损耗在内的总等效损耗电阻。在谐振电路中，线圈的Q值越高，则回路的损耗越小，因此电路的效率越高。线圈Q值的提高往往受到一些因素的限制，如导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗、屏蔽罩或由铁心引起的损耗、高频效应的影响等。线圈的Q值通常为几十至几百。分布电容线圈的匝间、线圈与屏蔽罩（有屏蔽罩时）间、线圈与磁心及底板间存在的电容均称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因此线圈的分布电容越小越好。2.3.2电感的测量电感的等效电路电感参数的测量比较麻烦，相对于电阻器、电容器的测量来说，牵涉到的问题多。电感线圈一般用金属导线绕制而成，使用中比较关心的几个特性参数包括电感量L、损耗电阻R和分布电容C。电感的等效电路图如图2-8a，如果在生产过程中采取一些特殊工艺，可减少分布电容，当分布电容很小，工作频率比较低的情况下，电感可等效为图2-8b的情况。 a) b)图2-8 电感等效电路图2-9谐振法测量电感电感测量的两种常用方法谐振法图2-9所示为谐振法测量电感的电路图。C为标准电感，L为被测电感，C1为被测电感的分布电容。测量时，调节信号源频率，使电路谐振，即电压表指示最大，记下此时的信号源频率f，则：可见还需要测出分布容C1，将图2-9中标准电容C去掉。调节信号源频率，使电路自然谐振。设此频率为f1，则： 联立上面两式，可解出电感量L和分布电容C1。交流电桥法测量电感测量电感的交流电桥有马氏电桥和海氏电桥两种。马氏电桥适用于测量10的电感，海氏电桥适用于测量10的电感。马氏电桥 图2-10即为马氏电桥电路图，x为被测电感，Rx为被测电感损耗电阻，由电桥平衡条件可得：图2-10 马氏电桥一般在马氏电桥中，R3用开关换接作为量程选择，R2和Rn为可调元件，由R2的刻度可直读Lx，由Rn的刻度可直读Q值。 海氏电桥图2-11为海式电桥电路图，x为被测电感，Rx为被测电感损耗电阻，由电桥平衡条件可得： 图2-11海氏电桥同马氏电桥一样，由R3选择量程，从R2的刻度可直接读Lx，由Rn的刻度直接读Q值。用电桥测量电感时，首先应估计被测电感的Q值以确定电桥的类型，再根据被测电感量的范围选择量程(R3)，然后反复调节R2和R3，使捡流计G的读数最小，这时即可从R2和Rn的刻度读出被测电感的Lx和Qx值。电桥法测量电感一般适用于低频电路中运用的电感，尤其适用于有铁芯的大电感。使用万用表进行电感参数的测量普通万用表没有专门的电感量测量功能，但可以用万用表的欧姆档简单测量电感的优劣。首先将万用表置于R1档（先调零）。然后用万用表的测试笔任意接电感器的两角。现象及结论见表2-13。表2-13 万用表测量电感量现 象可 能 原 因结 论表针指示电阻很大电感线圈多股线中有几股断线坏电感表针不动（停在上）电感线圈开路坏电感表针指示电阻值为零电感线圈严重短路坏电感表针指示电阻值为零点几欧几欧好电感利用数字万用表的电容档测量电感现有数字万用表一般都具备了电容档，数字万用表的电容档是通过附加电容-容抗-电压（C-Xc-V）转换器构成电容表。我们知道，电容的容抗，电感的感抗，并且交流信号测量电路中电感感抗与电容容抗可以等量代换。如果利用这一点，直接将待测电感接入数字万用表电容档的电容接入口Cx，用电容档作为电感的代换测量，令待测电感的电抗XL与相应电容的容抗Xc相等，即XL=Xc，则有 这样，将显示的电容值转换为实际测量的电感量。目前大多数数字万用表（如M890D，UT52），只要电容档的最大量限为20F，其测量信号频率均为f=400Hz，电压U=30mV（但具有大电容测量功能的数字万用表不在此列，如UT70B）。将f=400代入上面公式，即可得到电感量和电容值的转换公式。测量时，为了保证测量的准确度,应注意转换量限,以保证显示值有足够的有效位数。经过实验，测量标准自感的误差小于4%，测量电感组的误差在5%左右，较好的满足了快速测量电感的需求。利用指针式交流表测量电感量图2-12所示为利用指针式交流表测量电感量的电路图。首先串联一保护电阻RB于电流表,读取其读数I1,如左图所示。因为U=I1(RA+RB )，令R=(RA+RB)，所以U=I1R。然后,在左图电路中串联被测电感,保持电压不变,读取电流表的读数I2，如右图所示。因为 图2-12 指针式交流表测量电感量所以推出：感抗X=L，代入可得： 图2-13双通道示波器测电感利用双通道示波器测量电感量双通道示波器可以测两路信号的峰值、相位差、频率等。利用这种功能可以测量电感量。将代测电感等效为一个纯电感L和一个纯电阻R，然后与一电阻R串联，如图2-13所示。在图中1、2两点接入一正弦交变信号。如果将电阻R和R看成一个电阻，则电感、电阻上的电压电流矢量关系如图2-14所示。所以可得： 式中URm，ULm分别是R、L上的电压最大值，Im为电路中电流最大值。因此有同时，从图2-14中可得 图2-14电压电流矢量图所以，电流瞬时值为由欧姆定律可得UR瞬时值为式中 测量时，将双通道示波器的通道1接1、2两点，通道2接3、4两点，从示波器上可读出Um，URm和，R是已知量，f为信号源频率（已知），所以，联立URm和两式可解出L和R。在测量前要进行校准，以去除系统误差。方法是将示波器的两个通道接同一个信号，调节示波器，直到两列波的振幅、相位都完全相等为止。电感测试仪上述方法一般在没有专用电感测试仪器并且对精度要求不高的场合使用，效率比较低，实际工业生产环境下，通常使用各种电感电容表和测试仪来进行电感参数的检测。下面介绍几种电感电容测量仪表。EM470电感电容表电容:200p-2n-20n-200n-2-20-200-2m-20mF电感:200-2m-20m-200m-2-20-200H电阻:2-20-200-2K-20K-200K-2M