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电子元器件培训教材 PCBA部分 电容电阻电感二极管三极管晶振集成电路 主要内容 1 电容在电路中一般用 C 加数字表示 如C25表示编号为25的电容 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 电容的特性主要是隔直流通交流 电容的主要功能是储存电量 稳压及滤波 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 容抗XC 1 2 fc f表示交流信号的频率 C表示电容容量 电话机中常用电容的种类有电解电容 瓷片电容 贴片电容 独石电容 钽电容和涤纶电容等 2 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 电容 电容的主要参数有 电容量 封装方式 材料 工作电压 误差范围等如下表中 01 01 0010中10nF是容值 0402是封装尺寸 X7R是材质 50V是耐压值 10 是误差值 当然耐压值越高越好 陶瓷电容的材料有 C0G X7R Y5V Z5U 等 不同的材料做出不同容值范围的电容 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 故障特点在实际维修中 电容器的故障主要表现为 1 引脚腐蚀致断的开路故障 2 脱焊和虚焊的开路故障 3 漏液后造成容量小或开路故障 4 漏电 严重漏电和击穿故障 电容主要参数 陶瓷电容 用陶瓷做介质 在陶瓷基体两面喷涂银层 然后烧成银质薄膜体积板制成 其特点是体积小 耐热性较好 损耗小 绝缘电阻高 但容量小 适用于高频电路 产品用途非常广泛 电脑 手机通讯等等 陶瓷电容 铝电解电容 它是由铝圆筒做负极 里面装有液体电解质 插入一片弯曲的铝带做正极制成 还需经电流电压处理 处理使正极上形成一层氧化膜做介质 其特点是容量大 但漏电 稳定性差 有正负极性 适于电源滤波和低频电路中 使用时正负极不可接反 A 储能作用 比如汽车电子交换机等行业 B 滤波作用 高频滤波 低频滤波以及耐纹波电流的区别 C 耦合作用 音响调频 分频器 麦克混响等行业 铝电解电容 钽 铌电解电容 它用钽或者铌做正极 用稀锍酸等配液做负极 用钽 铌表面生成的氧化膜做介质制成 其特点是体积小 容量大 性能稳定 寿命长 绝缘电阻大 温度特性 用在要求较高的设备中 钽电解电容器在军事通讯 航空航天工业控制 影视设备 通讯仪表 汽车发动机控制系统以及电脑等产品中大量使用 钽电解电容器可以非常方便地获得较大的电容量 在电源滤波 交流旁路等用途上少有竞争对手 钽 铌电解电容 涤纶电容 用两片金属箔做电极 夹在极薄绝缘介质中 卷成圆柱形或者扁柱形芯子 介质是涤纶 涤纶薄膜电容介电常数较高 体积小 容量大 稳定性较好 适宜做旁路电容 符号 电容量 40p 4u额定电压 63 630V主要特点 小体积 大容量 耐热耐湿 稳定性差应用 对稳定性和损耗要求不高的低频电路 比如说电视等产品 在各种直流或中低频脉动电路中使用 适宜作为旁路电容使用 涤纶电容 1 名称名称 聚酯 涤纶 电容 CL 符号 电容量 40p 4u额定电压 63 630V主要特点 小体积 大容量 耐热耐湿 稳定性差应用 对稳定性和损耗要求不高的低频电路2 名称 高频瓷介电容 CC 符号 电容量 1 6800p额定电压 63 500V主要特点 高频损耗小 稳定性好 应用 高频电路3 名称 低频瓷介电容 CT 符号 电容量 10p 4 7u额定电压 50V 100V主要特点 体积小 价廉 损耗大 稳定性差应用 要求不高的低频电路4 名称 铝电解电容符号 电容量 0 47 10000u额定电压 6 3 450V主要特点 体积小 容量大 损耗大 漏电大 应用 电源滤波 低频耦合 去耦 旁路等 涤纶电容 陶瓷电容和铝电解电容的区别 电阻器 Resistor 泛指所有用以产生电阻的电子或电机配件 电阻器的运作跟随欧姆定律 其电阻值定义为其电压与电流相除所得的商数 电阻在电路中用 R 加数字表示 如 R1表示编号为1的电阻 单位为欧姆 电阻在电路中的主要作用为 分流 限流 分压 偏置等 电阻 电阻主要参数有 电阻值 封装方式 额定功率 误差范围等 下表中01 03 0910中 0hm表示0欧母 0402表示封装尺寸 1 16W表示功率 5 表示误差值范围 电阻主要参数 电阻在电路中用 R 加数字表示 如 R15表示编号为15的电阻 电阻在电路中的主要作用为分流 限流 分压 偏置 滤波 与电容器组合使用 和阻抗匹配等 参数识别 电阻的单位为欧姆 倍率单位有 千欧 K 兆欧 M 等 换算方法是 1兆欧 1000千欧 1000000欧电阻的参数标注方法有3种 即直标法 色标法和数标法 数标法主要用于贴片等小体积的电路 如 472表示47 102 即4 7K 104则表示100K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 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 银色 10 2 10金色 10 1 5黑色0100 棕色1101 1红色2102 2橙色3103 黄色4104 绿色5105 0 5蓝色6106 0 2紫色7107 0 1灰色8108 白色9109 5至 20无色 20 电阻识别 可调电阻 可变电阻又称为电位器 电子设备上的音量电位器就是个可变电阻 但是一般认为电位器都是可以被手动调节的 而可变电阻一般都较小 装在电路板上不经常调节 可变电阻有三个引脚 其中两个引脚之间的电阻值固定 并将该电阻值称为这个可变电阻的阻值 第三个引脚与任两个引脚间的电阻值可以随着轴臂的旋转而改变 这样 可以调节电路中的电压或电流 达到调节的效果 比如收音机 音响等产品上 可调电阻 敏感 特殊电阻 光敏电阻是一种电阻值随外界光照强弱 明暗 变化而变化的元件 光越强阻值越小 光越弱阻值越大 其外形和电路符号 如果把光敏电阻的两个引脚接在万用表的表笔上 用万用表的R 1k挡测量在不同的光照下光敏电阻的阻值 将光敏电阻从较暗的抽屉里移到阳光下或灯光上 万用表读数将会发生变化 在完全黑暗处 光敏电阻的阻值可达几兆欧以上 万用表指示电阻为无穷大 即指针不动 而在较强光线下 阻值可降到几千欧甚至1千欧以下 利用这一特性 可以制作各种光控的小电路来 事实上街边的路灯大多是用光控开关自动控制的 其中一个重要的元器件就是光敏电阻 或者是光敏三级管 一种功能相似的带放大作用的半导体元件 光敏电阻是在陶瓷基座上沉积一层硫化镉 CdS 膜后制成的 实际上也是一种半导体元件 新村或小区里声控楼道灯在白天不会点亮 也是因为光敏电阻在起作用 我们可以用它制作电子报晓鸡 清晨天亮时喔喔叫 敏感电阻 热敏电阻是一个特殊的半导体器件 它的电阻值随着其表面温度的高低的变化而变化 它原本是为了使电子设备在不同的环境温度下正常工作而使用的 叫做温度补偿 新型的电脑主板都有CPU测温 超温报警功能 就是利用了的热敏电阻 这是常用的电阻 这是音响用音量电位器 这是收音机用音量电位器 带开关 热敏电阻 电感在电路中常用 L 加数字表示 如 L6表示编号为6的电感 电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成 直流可通过线圈 直流电阻就是导线本身的电阻 压降很小 当交流信号通过线圈时 线圈两端将会产生自感电动势 自感电动势的方向与外加电压的方向相反 阻碍交流的通过 所以电感的特性是通直流阻交流 频率越高 线圈阻抗越大 电感在电路中可与电容组成振荡电路 电感一般有直标法和色标法 色标法与电阻类似 如 棕 黑 金 金表示1uH 误差5 的电感 电感的基本单位为 亨 H 换算单位有 1H 103mH 106uH电感器 inductor 是一种电路元件 会因为通过的电流的改变而产生电动势 从而抵抗电流的改变 这属性称为电感 电路中用 L 表示 单位亨 H 电感元件有许多种形式 依据外观与功用的不同 而会有不同的称呼 以漆包线绕制多圈状 常作为电磁铁使用和在变压器等中使用的电感也依外观称为线圈 coil 用以对高频提供较大电阻 通过直流或低频的 依功用常称为扼流圈 choke 又称抗流圈 常配合铁磁性材料 安装在变压器 电动机和发电机中使用的较大电感 也称绕组 Winding 导线穿越磁性物质 而无线圈状 常充当高频滤波作用的小电感 依外观常称为磁珠 Bead 电感器一词 通常只用来称呼以自感或其效应为主要工作情况的元件 非以自感为主的 习惯上大多称呼它的其他名称 平常不以电感器称呼 例如 变压器 马达里的电磁线圈绕组等 电感 磁珠 变压器 电感 磁珠 变压器 用途广泛 用途广泛 用途 主要用在电源类产品 比如充电器等产品上 用途 主要用在电源类产品 比如充电器等产品上 用途 主要用在发电类产品 比如风电火电等产品上 电感 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 细化解说 在电子线路中 电感线圈对交流有限流作用 它与电阻器或电容器能组成高通或低通滤波器 移相电路及谐振电路等 电感的作用 晶体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 1 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 无绳电话机中常把它用在整流 隔离 稳压 极性保护 编码控制 调频调制和静噪等电路中 电话机里使用的晶体二极管按作用可分为 整流二极管 如1N4004 隔离二极管 如1N4148 肖特基二极管 如BAT85 发光二极管 稳压二极管等 2 识别方法 二极管的识别很简单 小功率二极管的N极 负极 在二极管外表大多采用一种色圈标出来 有些二极管也用二极管专用符号来表示P极 正极 或N极 负极 也有采用符号标志为 P N 来确定二极管极性的 发光二极管的正负极可从引脚长短来识别 长脚为正 短脚为负 3 测试注意事项 用数字式万用表去测二极管时 红表笔接二极管的正极 黑表笔接二极管的负极 此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值 这与指针式万用表的表笔接法刚好相反 4 常用的1N4000系列二极管耐压比较如下 型号1N40011N40021N40031N40041N40051N40061N4007耐压 V 501002004006008001000电流 A 均为1四 稳压二极管稳压二极管在电路中常用 ZD 加数字表示 如 ZD5表示编号为5的稳压管 1 稳压二极管的稳压原理 稳压二极管的特点就是击穿后 其两端的电压基本保持不变 这样 当把稳压管接入电路以后 若由于电源电压发生波动 或其它原因造成电路中各点电压变动时 负载两端的电压将基本保持不变 2 故障特点 稳压二极管的故障主要表现在开路 短路和稳压值不稳定 在这3种故障中 前一种故障表现出电源电压升高 后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定 常用稳压二极管的型号及稳压值如下表 型号1N47281N47291N47301N47321N47331N47341N47351N47441N47501N47511N4761稳压值3 3V3 6V3 9V4 7V5 1V5 6V6 2V15V27V30V75V 稳压二极管 二极管是一种单向导电性元件 所谓单向导电性就是指 当电流从它的正向流过时 它的电阻很小 当电流从它的负极流过时 它的电阻很大 所以二极管是一种有极性的元件 二极管只有两个脚 其外壳有的用玻璃封装 有的用其它材料封装 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 对于一般的二极管有一个标记端 这一端表示为负极 二极管 用途广泛 用途 汽车电子 医疗器械 航天 通信行业等领域 发光二极管在日常生活电器中无处不在 它能够发光 有红色 绿色和黄色等 有直径3mm 5mm和2 5mm长方型的的 与普通二极管一样 发光二极管也是由半导体材料制成的 也具有单向导电的性质 即只有接对极性才能发光 发光二极管符号比一般二极管多了两个箭头 示意能够发光 通常发光二极管用来作电路工作状态的指示 它比小灯泡的耗电低得多 而且寿命也长得多 用发光二极管 还可以构成电子显示屏 证券交易所里的显示屏就是由发光二极管点阵构成的 只是因为各种色彩都是由红绿蓝构成 而蓝色发光二极管在以前还未大量生产出来 所以一般的电子显示屏都不能显示出真彩色 发光二极管的发光颜色一般和它本身的颜色相同 但是近年来出现了透明色的发光管 它也能发出红黄绿等颜色的光 只有通电了才能知道 辨别发光二极管正负极的方法 有实验法和目测法 实验法就是通电看看能不能发光 若不能就是极性接错或是发光管损坏 注意发光二极管是一种电流型器件 虽然在它的两端直接接上3V的电压后能够发光 但容易损坏 在实际使用中一定要串接限流电阻 工作电流根据型号不同一般为1mA到3OmA 另外 由于发光二极管的导通电压一般为1 7V以上 所以一节1 5V的电池不能点亮发光二极管 同样 一般万用表的R 1档到R 1K档均不能测试发光二极管 而R 10K档由于使用15V的电池 能把有的发光管点亮 用眼睛来观察发光二极管 可以发现内部的两个电极一大一小 一般来说 电极较小 个头较矮的一个是发光二极管的正极 电极较大的一个是它的负极 若是新买来的发光管 管脚较长的一个是正极 这是常用的整流二极管1N4001 这是数字电路中常用的1N4148 这是发光二极管 发光二极管 三极管 根据不同的掺杂方式 在同一硅芯片上 制造出三个掺杂区域 形成两个PN结 依照极性可分成两种 以NPN晶体管为例 在双载子接面晶体管里 虽然基极内的空穴较多 是多数载子 但是电流的传递 主要却是通过基极里的少数载子 即电子 来完成的 也因此BJT被称做少数载子组件 晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用 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 1 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 它分NPN型和PNP型两种类型 这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补 所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用 电话机中常用的PNP型三极管有 A92 9015等型号 NPN型三极管有 A42 9014 9018 9013 9012等型号 2 晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用 在常见电路中有三种接法 为了便于比较 将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表 供大家参考 名称共发射极电路共集电极电路 射极输出器 共基极电路输入阻抗中 几百欧 几千欧 大 几十千欧以上 小 几欧 几十欧 输出阻抗中 几千欧 几十千欧 小 几欧 几十欧 大 几十千欧 几百千欧 电压放大倍数大小 小于1并接近于1 大电流放大倍数大 几十 大 几十 小 小于1并接近于1 功率放大倍数大 约30 40分贝 小 约10分贝 中 约15 20分贝 频率特性高频差好应用多级放大器中间级 低频放大输入级 输出级或作阻抗匹配用高频或宽频带电路及恒流源电路 三极管 1 场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点 因而也被广泛应用于各种电子设备中 尤其用场效管做整个电子设备的输入级 可以获得一般晶体管很难达到的性能 2 场效应管分成结型和绝缘栅型两大类 其控制原理都是一样的 3 场效应管与晶体管的比较 1 场效应管是电压控制元件 而晶体管是电流控制元件 在只允许从信号源取较少电流的情况下 应选用场效应管 而在信号电压较低 又允许从信号源取较多电流的条件下 应选用晶体管 2 场效应管是利用多数载流子导电 所以称之为单极型器件 而晶体管是即有多数载流子 也利用少数载流子导电 被称之为双极型器件 3 有些场效应管的源极和漏极可以互换使用 栅压也可正可负 灵活性比晶体管好 4 场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作 而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上 因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用 场效应晶体管放大器 MOS管 是一种可以广泛使用在模拟电路与数字电路的场效应晶体管 MOS管依照其 沟道 的极性不同 可分为电子占多数的N沟道型与空穴占多数的P沟道型 通常又称为N型MOS管 NMOSFET 与P型MOS管 PMOSFET 其实MOS管在电子电路中得到非常广泛的应用 场效应晶体管放大器 石英晶体谐振器 简称石英晶体或晶振 是利用石英晶体 又称水晶 的压电效应 用来产生高精度振荡频率的一种电子元件 属于被动元件 该元件主要由石英晶片 基座 外壳 银胶 银等成分组成 根据引线状况可分为直插 有引线 与表面贴装 无引线 两种类型 俗称时钟 晶振 晶振全称为晶体振荡器 其作用在于产生原始的时钟频率 这个频率晶振经过频率发生器的放大或缩小后就成了电脑中各种不同的总线频率 以声卡为例 要实现对模拟信号44 1kHz或48kHz的采样 频率发生器就必须提供一个44 1kHz或48kHz的时钟频率 如果需要对这两种音频同时支持的话 声卡就需要有两颗晶振 但是娱乐级声卡为了降低成本 通常都采用SRC将输出的采样频率固定在48kHz 但是SRC会对音质带来损害 而且现在的娱乐级声卡都没有很好地解决这个问题 晶振一般叫做晶体谐振器 是一种机电器件 是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成 这种晶体有一个很重要的特性 如果给它通电 它就会产生机械振荡 反之 如果给它机械力 它又会产生电 这种特性叫机电效应 他们有一个很重要的特点 其振荡频率与他们的形状 材料 切割方向等密切相关 由于石英晶体化学性能非常稳定 热膨胀系数非常小 其振荡频率也非常稳定 由于控制几何尺寸可以做到很精密 因此 其谐振频率也很准确 根据石英晶体的机电效应 我们可以把它等效为一个电磁振荡回路 即谐振回路 他们的机电效应是机 电 机 电 的不断转换 由电感和电容组成的谐振回路是电场 磁场的不断转换 在电路中的应用实际上是把它当作一个高Q值的电磁谐振回路 由于石英晶体的损耗非常小 即Q值非常高 做振荡器用时 可以产生非常稳定的振荡 作滤波器用 可以获得非常稳定和陡削的带通或带阻曲线 晶振介绍 晶体振荡器也分为无源晶振和有源晶振两种类型 无源晶振与有源晶振无源晶振 谐振 的英文名称不同 无源晶振为crystal 晶体 而有源晶振则叫做oscillator 振荡器 无源晶振需要借助于时钟电路才能产生振荡信号 自身无法振荡起来 所以 无源晶振 这个说法并不准确 有源晶振是一个完整的谐振振荡器 石英晶体振荡器与石英晶体谐振器都是提供稳定电路频率的一种电子器件 石英晶体振荡器是利用石英晶体的压电效应来起振 而石英晶体谐振器是利用石英