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第一章 電子元器件一、电阻器(R) 1.电阻的定义：具有阻止电流流动特性的材料称之为电阻。 2.电阻的符号： 2.1电阻的文字符号为“Resistor”，简写“R”。 2.2电阻的图形符号：或 3.电阻的单位名称；单位符号及单位换算 3.1电阻的基本单位是欧姆，简称欧，符号为“”。除欧姆外，常用单位还有千欧(K)、兆欧(M) 3.2在电路图中，标示电阻器的数值单位时，一般兆欧简称为“M”，千欧简称为“K”，欧姆则不标示单位，此三者之间的换算关系为：1M=1103K=1106 4.电阻器的作用：电阻器在电路中的主要作用是限流，分压(降压)；具体应用在不同的场合不同的电路，且不同种类的电阻也会起到不同的作用。 5.电阻器的分类： 5.1按材料分类，常见的有：碳膜电阻(RT型)、金属膜电阻(RJ型)、有机实心电阻(RS型)、线绕电阻(RX型)等，在这些种类中，属碳膜电阻和金属膜电阻比较常用。 5.2按结构分类，可分为：固定电阻和可变电阻 5.3按特性分类，通常有：热敏电阻、压敏电阻、光敏电阻等等。 6.电阻器的主要参数及其标识方法： 6.1电阻的主要参数有：标称阻值、额定功率等。 6.2电阻器的标称阻值的表示方法，通常有两种：一种是直接标出阻值，如：阻值为1.5K的电阻器上印有“1.5K”或“1K5”字样；另一种是色环表示法，此种标示方法通常用在固定电阻上。 6.3色环表示法的识别第一环二三四 6.3.1普通型固定电阻的色环表示法(如图)，普通型固定电阻一般在电阻上印有四道色环，左起第一、二环表示两位数的数值，第三环表示倍乘数，第四环表示阻值允许的误差范围，各色环不同颜色的意义见下表： 色环的含义色环颜色第一环(十位数)第二环(个位数)第三环(倍乘数)第四环(误差)黑0100棕111011%红221022%橙33103黄44104绿551050.5%蓝661060.2%紫771070.1%灰88108白99109金10-15%银10-210%无色20% 6.3.2精密型固定电阻的色环表示法(如图)：精密型固定电阻一般印有5道色环，左起第一、二、三道色环表示数字数值，第四环表示倍乘数，第五环表示阻值允许误差范围。第一环二三四五 色环电阻识读举例类别色环颜色顺序查表所得对应数值合算所得数值误 差普通型蓝灰黑金6815%681=685%红红棕银221010%2210=22010%绿棕金金510.15%510.1=5.15%棕绿黑无色15120%151=1520% 6.4电阻额定功率的识别： 6.4.1电阻的额定功率是指它在特定环境温度范围内所允许承受的最大功率，常用固定电阻器的功率有1/8W，1/4W，1/2W，1W，2W等等，电路图中对电阻器功率的要求，有的直接标出数值，也有的用符号表示（见下图）： 1/8W 1/4W 1/2W 1W(大于W的固定电阻器均用长方形中的阿拉伯数字表示)电阻功率表示法 6.4.2小型电阻器的额定功率一般在电阻本体并不标出，但根据电阻长度和直径大小是可以确定其额定功率值大小的，下表列出了常用的不同长度、直径的炭膜电阻和金属膜电阻所对应的功率值，供读者使用时参考。 RT、RJ型电阻器的长度、直径与额定功率关系表额定功率(W)碳膜电阻(RT)金属膜电阻(RJ)长度(mm)直径(mm)长度(mm)直径(mm)1/8113.96722.51/418.55.578.32.52.91/228.55.510.84.2130.57.2136.6248.59.518.58.6二、电容器(C) 1.固定电容器的基本结构和性能特点：固定电容器是一种最为常用的电子组件，其通用文字符号用“C”来表示，电路符号为如图a所示。固定电容器的基本结构如图b所示。它主要由金属电极、介质层和电极引线组成。由于在两块金属电极之间夹有一层绝缘的介质层，所以，两电极是相互绝缘的，这种结构特点就决定了固定电容器具有“隔直流通交流”的基本特性。介质层电极电极引 脚 a.符号 b.结构 2.固定电容器的主要参数 2.1电容量 电容器储存电荷的能力叫做电容量，简称容量。容量的基本单位是法拉，用符号“F”表示。由于1法拉(1F)的容量很大，所以常用单位是微法(uF)和微微法(pF)，它们之间的换算关系是： 1F=1106uF=11012pF (1uF=1103NF) 容量在电路图中的标示方是：数值为纯小数的微法级容量值，只标出该纯小数，单位uF略去不写，例如0.01uF电容，在电路图中标为0.01；数值为整数的微微法级容量值，只标出该整数，单位pF略去不写，例如：1000pF标为1000，除以上情况外，则需标出单位，例如：1.5pF标为1.5p；10uF标为10u。 2.2工作电压(也称耐压) 工作电压是指电容器在连续使用中所能承受的最高电压。耐压值一般直接印在电容器上，注意电容器上标明的耐压值都是指直流电压，用在交流电路中，则应使所加的交流电压的最大值(峰值)不能超过电容器上标明的电压值。 2.3绝缘电阻 理想的电容器，两极之间电阻应是无穷大，但是任何介质都不是绝对的绝缘体，所以它的电阻不可能是无穷大，而一个很大的数值，一般在数百兆欧以上。这个阻值称做电容器的绝缘电阻或称漏电阻，故绝缘电阻越大，表明电容器的质量越好。 固定电容器的参数很多，但在实际使用中一般只考虑电容量，工作电压和绝缘电阻，只有在一些有特殊技术要求的电路中，如谐振、振荡等电路，才考虑容量误差，高频损耗等参数。 3.固定电容器的种类及用途 3.1金属化电容(CJ型)：体积小、容量大。突出特点是主受高压击穿后能“自愈”。常用于退耦、旁路、耦合等电路，也适用于各类低频电路和稳定性要求不高的电路。 3.2管形电容(CG型)：高频特性好，工作稳定。常用于高频电路。 3.3瓷片电容：体积小、耐热性好、损耗小、绝缘电阻高，但容量较小，一般在1uF以下。瓷片电容有高频(CC型)和低频(CT型)两类；高频瓷片电容常用于高频和脉冲电路，低频瓷片电容(包括独石电容)，一般用于旁路、耦合等低频电路。 3.4云母电容(CY型)：特点是损耗小、绝缘电阻大、温度系数小，广泛用于各种高频电路。 3.5涤纶电容：实际上是一种薄膜电容。按介质不同，可分为涤纶有机薄膜电容(CL型)和聚乙烯薄膜电容(CB型)。CL型系列电容适用于旁路等低频电路；CB型系列电容除可用于低频电路外，还可用于高频电路。 4.电解电容器的基本结构、种类及性能特点 电解电容器实际上也是一种固定电容器。但它与普通固定电容器结构上有较大的不同，电解电容器的金属极板上的一层很薄的氧化膜作为介质，金属极板作为正极，负极则是固体或非固体的电解质。下图a是固体电解质电解电容器和卷绕芯子非固体电解电容器的结构示意图，图b是电解电容器的电路通用符号。負極引出線正極引出線負極引出線绝缘子正極引出線芯子外殼芯子鋁殼 a.结构 b.电路符号 电解电容器的种类很多，但目前较常用的为铝电解电容器和钽电解电容器。 4.1铝电解电容器 铝电解电容器的正极是由铝箔做成的，负极是一种半糊状的电解液，而介质则是极薄的氧化铝膜，这种电容被广泛应用于耦合电路、隔直流电路、退耦电路和滤波电路，其容量一般为16800uF，耐压一般在6.3V450V之间。 4.2钽电解电容器 由于铝电解电容器介质氧化膜容易被腐蚀，因此寿命和可靠性都受到影响，而钽电解电容器则由于金属钽和作为介质的氧化钽的化学稳定性很高，因而具有寿命长，可靠性高等优点。 目前，我国生产的钽电解电容器主要有：CA30、CA31、CA40、CA41及CA42等型号，其中CA40和CA41型均采用单向引出电极方式，具有体积小、重量轻、结构牢靠等特点，很适合在印制板上直接焊接使用。 5.可变电容器 可变电容器的种类很多，常见的几种有单连可变电容器、双连可变电容器和微调电容器。 各种可变电容器的电路符号 单连可变电容 双连可变电容 微调电容器三、电感器(L) 电感是最常用的电子元器件之一，电感在电路中的主要特性是“通直流阻交流”。 1.色码电感器的种类及性能 色码电感器是一种带磁心的小型固定电感器，其电感量标示方法与色环电阻器一样，是以色环或色点表示的，基本单位为微享(uH)，例如绿、棕、金表示5.1uH，灰、红、棕表示820uH等，但有些固定电感器没有采用色环标示法，而是直接将电感量数值标在电感器壳体上，习惯上也称其为“色码电感器”。常用色码电感器的外形及电路符号如下图： a.外形 b.电路符号1.1 LG型色码电感器 LG型色码电感器的电感量一般比较小，电感量是由数字和单位直接标在外壳上，具体方法是：电感器上的数字是标称电感量其单位是uH(微享)和mH(毫享);A、B、C、D、E表示最大直流工作电流分组代号,表示各组电流分别为50、150、300、700、1600mA;、分别表示标称电感的误差为5%、10%、20%。国产LG系列小型色码电感器的电感量的标称值按E12系列设计；即：1、1.2、1.5、1.8、2.2、2.7、3.3、3.9、4.7、5.6、6.8、8.2或以这些数值乘以10-1、100、101、102所得数值。 1.2 L型色码电感器 L型色码标记方法也是用色点作标记,与电阻色环标记方法相似,但顺序相反。 1.3 PL型色码电感器 PL型色码电感器标记方法：用色点表示电感量，与电阻色环标记方法相似。 1.4 SP型色码电感器 SP型色码电感器的标记方法：电感量的标记方法用三位数表示，与电阻的表示方法相似，第一位、第二位为有效数字；第三位表示在第一、二位数之后加“0”的个数，小数点用R表示，最后一位英文字母表示误差范围：J(5%)、K(10%)、M(20%)。 2.电感量的单位符号及换算关系 电感的基本单位是享利(H)、毫享利(mH)和微享利(uH)，其换算关系如下： 1享=1103毫享=1106微享 因为享利的电感量较大，所常用的是微享和毫享，享利却用得比较少。四、二极管(D) 1.二极管的结构和种类 1.1晶体二极管的结构：晶体二极管是由一个PN结加上两条电极引线做成管心，并用管壳封装而成的。P型区的引出线称为正极或阳极，N型区的引出线称为负极或阴极。二极管的文字符号为D，二极管的构造和在电路中的符号如下：正极(阳极)负极(阴极) 二极管的PN结与电路符号 1.2晶体二极管的类型 1.2.1以制造材料区分，可分为：锗管、硅管等。 1.2.2以不同用途区分，可分为：整流二极管、开关二极管、检波二极管、稳压二极管(ZD)、发光二极管(LED)、变容二极管(VD)，除子这些常见的二极管外，还有双向触发二极管(DIAC)、双基极二极管(UIT，单结晶管)、高频变阻二极管、光电二极管(V)、红外发光二极管、红外接收二极管、激光二极管等等。 1.2.3以结构区分，可分为：点接触型二极管和面接触型二极管。 2.二极管的特性 晶体二极管最主要特性就是单向导电性，这可以用二极管的电压和电流的关系来加以说明；二极管的主要特性可以分为如下三个部分： 2.1正向特性 当二极管两端加上正向电压时就会产生正向电流，但只有在正向电压克服了死区电压以后才会产生正向电流。当二极管两端的正向电压值超过这个死区电压(硅管为0.7V左右，锗管为0.3V左右)时，电压值稍稍升高一点，就会引起电流急剧增大，在这里电流的变化范围是相当大的，因此，二极管的正向电流额定值实际上标志了一个二极管所能承受的功率的大小。 2.2反向特性 当二极管加上反向电压时，在很大的范围内，二极管相当于很大的电阻，只能流过很小的反向电流。反向电流是衡量二极管反向特性的一个重要参数，反向电流大，说明管子的单向导电性能差，二极管的反向电流受温度影响较大，随着温度的增加而增加。在室温下，硅管的反向电流一般小于1uA，锗管一般为几uA到几十uA。 2.3反向击穿特性 当二极管两端的反向电压增加时，开始，反向电流基本不变，但当反向电压大到某一值时，反向电流突然增大，会出现二极管的击穿现象。一般把发生击穿时的电压叫反向击穿电压。 3.二极管的主要参数 3.1最大整流电流(IF)：二极管在长时间使用时允许通过的最大正向电流，称为最大整流电流。 3.2最高反向工作电压(VR)：对于普通二极管，在正常工作时都不允许进入击穿状态，所以对每种型号的二极管都规定了最高反向工作电压(峰值)，使用时绝对不可以超过此值。 3.3反向电流(IR)：此参数是在规定的反向电压和环境温度下测得的，此电流值越小，表明二极管的单向导电性越好。 3.4正向压降(VF)：当有正向电流流过二极管时，管子两端就会产生正向压降。在一定的正向电流下，二极管的正向压降越小越好。 3.5最高工作频率(fM)。 4.稳压二极管与普通二极管的区别 4.1稳压二极管实质上是一种特殊二极管，因为它具有稳定电压的作用，所以称其为稳压管，以区别于普通二极管。 4.2稳压二极管的文字符号为ZD，电路符号如下图： 稳压二极管的电路符号 5.变容二极管(VD) 变容二极管是利用PN结电容可变原理制成的一种半导体二极管，可作为可变电容使用，其结电容的大小与其PN结上的反向偏压有关，反向偏压越高，结电容越小，且这种关系是呈非线性的。 变容二极管的电路符号和文字符号如下图： 变容二极管的电路符号 6.发光二极管(LED) 单色发光二极管(LED)是一种电致发光的半导体器件，其电路符号如下图所示，它与普通二极管的相似点是也上仍单向导电性，将发光二极管正向接入电路时才导通发光，而反向接入电路时则截止不发光。发光二极管与普通二极管的根本区别是前者能将电能转换成光能，且管压降比普通二极管大。发光二极管的电路符号和文字符号如下图:发光二极管的电路符号 7.光电二极管(V) 光电二极管是一种十分常用的光敏组件，与普通晶体二极管相似，光电二极管也是具有一个PN结的半导体器件，但二者在结构上有显著不同，普通晶体二极管的PN结是被严密封装在管壳内部的，光线的照射对其特性不产生任何影响；而光电二极管的管壳上则有一个透明的窗口，光线能透过此窗口照射到PN结上，以改变其工作状态，光电二极管的文字符号为“V”，下图为光电二极管的电路符号。光电二极管的电路符号 7.1光电二极管有如下几项主要参数 7.1.1最高工作电压Vmax：指在没有光线照射且反向电流不超过规定值(一般为0.1uA)的情况下,允许加在光电二极管上的反向电压值,此值通常为1050V范围内。 7.1.2暗电流ID ：指在无光线照射的情况下，给光电二极管加上正常的工作电压时的反向漏电流，要求此值越小越好，一般小于0.5uA。 7.1.3光电流IL：指在加有正常反向工作电压的情况下，当受到一定光线照射时，光电二极管中所流过的电流，约为几十uA。 8.双向二极管 双向触发二极管简称DIAC,是一种两端交流器件。下图为双向触发二极管的结构和电路符号。 a.结构 b.电路符号五、三极管（Q） 晶体三极管通常简称为晶体管或三极管，是各种电子设备的关键组件，在电路中能起放大、振荡、调制等多种作用。 1.三极管的结构和类型 晶体三极管是由两个相距很近的PN结组成的，一般都有三个电极，即发射极e、基极b和集电极c。三个电极分别与三极管内部半导体的三个区：发射区、基区、和集电区相接。发射区与基区之间的PN结称为发射结；集电区与基区之间的PN结称为集电结，如下图所示。 a.三极管的内部结构集电极c发射极e基极bNPNPNP集电极c发射极e基極b b.三极管的电路符号 按PN结的不同组合方式，晶体三极管分为PNP型和NPN型两种，这两种类型的三极管在电路符号上是有区别的；PNP型管的发射极箭头向内，NPN型管的发射极箭头向外。 晶体三极管的文字符号是Q。国产的锗管多为PNP型，硅管多为NPN型。二者工作原理一样，且都有三种工作状态，即饱和、截止、和放大，只是电源电压的连接方式不同。 2.晶体三极管的主要参数 2.1共发射极电流放大系数：晶体三极管的基极电流Ib微小变化能引起集电极电流Ic较大的变化，这就是晶体三极管的放大作用。由于Ib和Ic都以发射极作为共享电极，所以把这两个变化量的比值叫做共发射极电流放大系数，用或hFE表示。 即 =Ic/Ib 式中“”表示微小变化量，是指变化前的量与变化后的量的差值，即增加或减少的数量。 2.2集电极反向电流（ICBO）：ICBO是指发射极开路时，集电结的反向电流，它是不随反向电压增高而增加的，所以又称为反向饱和电流。ICBO的大小标志着集电结的质量，良好的三极管Icbo应是很小的。 2.3穿透电流（ICEO）：ICEO是指基极开路，集电极与发射极之间加上规定的反向电压时，流过集电极的电流。 2.4集电极最大允许电流（ICM）：集电极电流大到三极管所允许的极限值时，叫做集电极的最大允许电流，用ICM表示。 2.5发射极和基极反向击穿电压（BVEBO）：指集电极开路时，发射结的反向击穿电压。 2.6集电极和基极击穿电压（BVCBO）：指发射极开路时，集电极的反向击穿电压。 2.7集电极和发射极反向击穿电压（BVCEO）：指基极开路时，允许加在集电极与发射极的最高工作电压。 2.8集电极最大耗散功率PCM：三极管在工作时，集电结要承受较大的反向电压和通过较大的电流，因消耗功率而发热。当集电结所消耗功率（集电极电流与集电极电压的乘积）过大时，就会产生高温而烧坏。一般锗管的PN结最高结温约75100，硅管的PN结最高结温约100150。因此，规定三极管集电极温升高到不致于将集电结烧毁所消耗的功率为集电极最大耗散功率PCM。 2.9特征频率FT：表示共发射极电路中，电流放大倍数（）下降到1时所对应的频率。若三极管的工作频率大于特征频率时，三极管便失去电流放大能力。 3.国产三极管的型号命名方法 我国晶体三极管的名称由四部分组成：第一部分用阿拉伯数字3表示电极的数目。第二部分用汉语拼音字母表示三极管的材料和极性。组成三极管的不同极性的材料有四种：“A”代表PNP型锗材料，“B”代表NPN型锗材料，“C”代表PNP型硅材料，“D”代表NPN型硅材料。第三部分用汉语拼音字母表示三极管的类型。常用的有五种：“X”代表低频小功率三极管，“G”代表高频小功率三极管，“D”代表低频大功率三极管，“A”代表高频大功率三极管，“K”代表开关管。第四部分用数字表示三极管的序号。第五部分用汉语拼音字母表示规格号。例如；3DG12B表示它是一个硅材料NPN型高频小功率三极管。总之，我国晶体三极管的型号命名由数字和汉语拼音字母组合而成，其型号组成部分的符号及其意义见下表。 国产晶体三极管的命名方法3DG6C第一部分第二部分第三部分第四部分表示电极数表示材料和极性表示晶体管类型数字表示序号；未位拼音字母表示该种管子的规格3三极管A锗PNPB锗NPNC硅PNPD硅NPNG高频小功率管A高频大功率管X低频小功率管D低频大功率管K开关管 注： 1.fT3MHz为高频管，fT3MHz为低频管，PCM1W为大功率管，PCM1W为小功率管。 2.3DG6C为硅材料NPN型高频小功率管。 4.国外晶体三极管的型号命名方法 4.1日本三极管命名方法 4.1.1型号的第一、二部分是两个字符：2S。其中，2表示具有2个PN结，S则表示属日本电子工业协会注册登记的产品。 4.1.2型号的第三部分一般用A、B、C、D字母来表示管子的极性和类型。A、B为PNP型管，C、D为NPN型管。其中A、C多为高频管，B、D多为低频管。但也有例外的特殊情况。 4.1.3型号的第四部分用两位以上的阿拉伯数字，表示注册登记顺序号。一般来讲，数字越大越是近期产品，但连号管子性能不一定相似，数字后若跟有A、B、C字母，表示是原型号的改进产品。 由以上特点可知，日本晶体三极管型号的命名方法能反映出管子是PNP型还是NPN型，是高频管还是低频管，但不反映是硅管还是锗管以及管子的性能如何。例如：2SA562的各部分含义如下： 2 S A 562 三极管 注册产品 PNP型高频管 登记序号 注意：有些管壳比较小的塑封管，为了将型号打印上，常把2S省略，如A733，实际型号为2SA733，它是一种PNP型高频管；再如C1942，全称型号为2SC1942，是NPN型管子。4.2美国三极管型号命名方法 美国三极管型号命名方法与日本有相似之处。其特点为用2N开头，2也表示2个PN结，N表示美国电子工业协会注册标志；型号的第三部分与日本不同，不表示极性和类型。而像日本第四部分那样，用数字表示注册登记的序号。例如；2N6275即为美国产三极管。美国型号比日本型号简单，因而型号中不能反映出管子的硅、锗材料，PNP和NPN极性，高，低频管的特性。只能从2N开头的型号上识别出是美国生产或其它国家按美国型号生产的三极管。 4.3欧洲三极管的命名方法 欧洲的许多国家命名三极管型号的方法都差不多。型号直接用字母A、B开头，A表示锗管；B表示硅管。在第二部分字母中用C、D表示低频管；F、L表示高频管。其中C、F为小功率管，D、L为大功率管。用S和U分别表示小功率开关管和大功率开关管。型号的第三部分用三位数表示登记序号。例如：BU208A的含义为： BU208A 硅材料 大功率开关管 登记序号 参数为A檔 综合上述日本、美国和欧洲三极管的命名方法，可归纳列成下表，若要更详细了解各型号管子的特性参数，则须查阅有关手册或进行必要的测量。日本、美国和欧洲三极管的命名方法型号部分产地一二三四五备注日本2SA.PNP高频B.P