《器件知识培训》课件.ppt

,元器件知识培训(2007.7.2),一、电阻,1、电阻的定义：各种材料对它所通过的电流具有一定的阻碍力，这种阻力称为电阻，而具有物理性质元件叫电阻器。电阻器简称电阻，在电路中用文字R表示，电阻的基本单位为欧姆，简称欧，用符号表示。电流能顺利通过或阻力很小的物体称为导体，如银、铜、铅。阻力无穷大的物体称绝缘体，如塑料、橡皮。介于两者之间的称为半导体，如晶体管。2、电阻器的作用电阻器在电路中用作负载电阻，限流、分流器、分压器、去耦电阻、取样电阻，如果在电阻器两端施加1V的电压，能使电阻器中流过1A电流，那么这个电阻器的阻值就是1，因为1这个单位太小，因此我们还使用由欧姆导出的电阻值单位，如千欧（K）和兆欧（M）等，其,关系是1M=103K=106。在电路上为了简便起见，凡是阻值在999以下的电阻器都不用注“”字，如我们在电表上所用的氧化膜电阻是470，可以简写成470。同样1K以上到999K的，可以用K为单位标志，如2.7K可以简写成2.7K，1M以上的用“M”标志，例如1.5M可以简写成1.5M等等。3、分类电阻器分回定式和可调式两大类。回定电阻器主要用于阻值回定而不需要变动的电路，可调电阻器主要用于阻值不需频繁变动的电路中。按作用分类：热敏电阻阻值随温度变化；压敏电阻阻值随电压变化；湿敏电阻阻值随湿度变化；,按材料分类，电阻器可分为膜式和线绕式两种。膜式电阻器有许多种：碳膜电阻RT金属膜电阻RJ氧化膜RY线绕电阻RX熔断电阻RF4、电阻器标志方法直标法：电阻器表面直接标志出它的主要参数和技术性能，生产日期。缺点是维修时如所标参数在下方则要拔动电阻器。色标法：即色环电阻，现在比较常用的标法。色环电阻有四道色环标志法和五道色环标志法，前者是普通电阻器，其误差范围一般在5%以上，后者为精密电阻器标志法，其误差范围一般在2%以下。,四圈表示法,五圈表法,二、电位器：,电位器是通过机械调节来改变其参数特性（阻值）的器件，电位器种类很多，按材料分线绕电位器；膜式电位器-包括碳膜、金属膜、金属氧化膜。按结构有旋转式、推拉式。电位器标志：W主要参数：1、标称阻值、精度与额定功率；2、滑动噪声；3、分辨力与跳变电压。注意事项：功率电阻不能插到底，需散热，且容易损坏。,三、电容器,1、电容器是一种储存电荷的容器，两个彼此绝缘的金属板可构成一个最简单的电容器，电容器储存电荷数的多少取决于电容器的容量。当极板上所带电荷量为1库仑，则两极板间的电位差为1伏特，那么这时其电容量为1法拉，简称法（F），在电路上法拉这个单位太大，常用微法（F）、皮法（PF），电容器是组成电路的基本元件之一，电路中常作隔直流、旁路、耦合等用，电容符号为C。电容器的特性：隔直流电，不隔交流电；具有充、放电功能。2、电容器可分为固定式和可变式两大类固定式：固定式电容器种类很多，有瓷介电容（CC1、CT1、低介电容、云母电容、涤纶电容、聚丙烯电容、聚苯乙烯电容、玻璃釉电容、漆膜电容等等。,3、电容器标法直标法：直接把容量，误差范围标在电容体上。文字符号法：用数字和文字符号标在电容体上（103J10nK）色标法：跟电阻器标法一样4电容器电性能参数额定工作电压绝缘电阻误差范围损耗角正切耐压温度系数（ac）,四、电解电容,1、电解电容的介质是一层极薄的附着在金属极板上的氧化膜，金属板为铝叫铝电解电容，为钽叫钽电解电容。附着氧化膜的金属板为阳极或叫+极，阴极或叫极则是液体或胶状的电解液。电解电容器的一些主要特性取决于氧化膜和电解液电解电容器的氧化膜具有单向导电性质，因此氧化膜极性片一定要接正极，否则会因为流过的电流太大而使电解发热甚至爆炸。2、钽电解电容：分烧结钽和液式钽两种，由钽氧化膜Ta2O5有很高的化学稳定性，因此可用硫酸做电解液。损耗小。稳压性高，漏电流小，耐用高温（200），耐塞，体积小，但价格昂贵。由于电容具有隔直流电不隔交流电的特性，因此电解电容一般在电路中起滤波作用即滤除交流电成分，同时电容还具有充、放电功能，能适当提升,电压。注意事项：贴片电容焊接注意温度和焊接时间，否则会引起电容碳化，贴片电容正面受力不要大于10N，否则会引起器件断裂。电解电容器的极性为什么不能接反？电解电容两极板之所以有极性，是因为正极板上形成的三氧化二铝薄膜具有单向导电作用。当正极接高电位，负极接低电位时，介质层表现为绝缘状态；反之介质层呈导电状态。如果极性接反介质层导通，较大的电流会使介质迅速升温，电解质中的水分会大量挥发，使电容器体积骤增，由于电容器是密封在铝壳中，内部压力会越来越大(像高压锅一样)，致使电容器爆炸或很快将氧化膜击穿。,五、电感器,凡能产生电感作用的器件统称电感器。基本单位是亨利，符号表示H，电路上代号L表示。电感器是用漆包线绕在绝缘管或铁芯、磁芯上的一种电子元器件，它的工作原理就是电磁感应原理：当电感接通电源后必然有电流流入线圈，这时线圈将产生自感电动势阻挡电流增加，电流只能逐渐增加，不断增加的电流使电感线圈周围的电场不断扩展，变化率随之减小因此自感电动势也随之小下来，最后电流达到某一稳定值就不增加了。同样当线圈电源断开后周围原稳定的磁场会收缩，从而产生自感电动势阻挡电流的减少，因此电感线圈断开电源后，它的电流只能逐渐减小。电感是一种储能器件，只在通交流电时才产生电磁场，对直流电相当于短路，不产生电流阻碍作用。,1、色码电感器：可用于滤波、振荡、延迟、陷波等电子电路2、阻流圈（扼流圈）：低频扼流圈用于电源电路作延迟作用；高频阻流圈可用于高频电路阻止高频信号通过而让较低频率的信号和直流通过。主要参数：电感量，品质因素（Q值）、内阻、额定功率、绝缘电阻（耐压）3变压器变压器是一种能变换交流电压的元件，它既可以升高交流电压，也可以降低交流电压说明书路中用文字符号T表示。变压器可分为低频（DB电源变压器）、中频（CB音频、中周）电性能参数空载电流：产生磁场损耗，涡流，磁滞损耗。输出负载电流、输出负载电压压比计算：V1/V2=N1/N2初级220V，线圈2200圈，次级线圈70圈输出电压7V,六、半导体晶体管、PN结,1、锗原子32原子核，围绕32个电子，外圈有4个电子硅原子14原子核，围绕14个电子，外圈有4个电子均为四价元素，原子的最外层的电子称为介电子，它受原子核引力较小，容易受到外界、电、热、光等的影响而摆脱原子核的束缚成为自由电子。2、共价键原子最外层的电子占满8个时，称为稳定结构硅和锗原子要达到稳压结构，就要再获得4个电子，这4个电子可以分别从周围的4个原子那里各“借”一个电子来，这样每个原子之间就有一对共用的电子，这二个电子即能出现在自身的原子轨道上，也时常出现在相邻的另一个原子轨道上，我们把这两个共用的价电子所形成的组合叫共价键。在绝对零度时，没有光和热的激发，本身半导体相对稳定，相当于一个绝,缘体，不导电，当半导体受外界影响（如受光、受热）时，少数介电子挣脱共价键的束缚而成为自由电子，同时在原来的价电子位置留下一个空位，叫做空穴，空穴因失去一个价电子而带正电荷，这时半导体不再是绝缘体，半导体中有两种载流子动载电荷的粒子电子和空穴。金属导体只有一种即自由电子，自由电子越多，导电性越好。绝缘体中，原子核对价电子束缚力很强，因此载流子很少，导电性差。3、P型、N型半导体在硅或锗晶体内掺入微量的三价硼B或Al、镓Ga等，就得到了P型半导体，如硼原子只有三个价电子，它与周围的四个硅原子组成共介键时就少了一个电子，有一个空位能接受附近硅原子的价电子，硅原子谅多出一个空穴，因此P型半导体中空穴浓度比自由电子浓度大得多，我们把空穴浓度大的半导体中P型半导体。,同样我们在硅（锗）晶体中掺入五价元素如磷等，则半导体自由电子浓度大于空穴浓度，我们称这类半导体为N型半导体。两块不同类型的半导体结合在一起，在交界面产生了变化，形成了一个PN结，PN结是多数载流子因浓度差别而产生的扩散运动形成的，就是多数载流子由浓度高的地方自发向浓度低的地方运动。,七、二极管,1、半导体二极管又叫晶体二极管，简称二极管，是一个广泛应用的电子元件。二极管种类很多，有检波管、整流管、稳压管、开关二极管、变容管等等，普通二极管有硅管和锗管两种，它是由一个PN结加上两个电极引线及管壳构成的，P型区的引线为正极，N型区的引线为负极。晶体二极管具有单向导电性，通过二极管的电流只能沿一个方向流动。二极管只有在所加正向电压达到某一定值时才导通，这个电压叫超始导通电压。锗管为0.2V，硅管为0.6V。,2、二极管的型号命名方法五部分组成第一第二第三第四第五用汉语拼音字母表示规格号用数字表示序号用拼音字母表示器件的类别用拼音字母表示器件的材料和极性用数字表示器件的电极数目如2CW51：2表示二极管C表示N型硅材料W表示电压调整管51为序号如2CZ100：2表示二极管C表示N型硅材料Z表示整流管100为序号,3、4148开关二极管主要参数正向降压，反向耐压，反向恢复时间利用4148具有单向导通作用，做开关。4、IN4007整流二极管主要参数正向降压（1.1V，1A），反向耐压1000V（漏电流小于5A）作用整流将交流电变为直流5、稳压二极管主要参数正向降压，输出稳压值，动态电阻r=U/I越小越稳压反向电流,八、发光二极管,1、发光二极管的内部结构为一个PN结，而且具有晶体管的通性（单向导电性），在二极管的PN结上加上正向电压时，由于外加电压产生电场的方向与PN结内部电场方向相反，使PN结势垒（内总电场）减弱，则载流小的扩散作用占了优势，于是P区的空穴很容易扩散到N区，N内的电子也很容易扩散到P区，相互注入的电子和空穴相遇后会产生复合，复合时产生的能量大部分以光的形式出现，会使二极管发光。2、二极管的芯片采用砷化镓，磷化镓，镓铝砷等材料制成，不同材料制成的发光管能发出不同颜色的光，如磷化镓贡片发绿色光，磷砷化镓发红色光，碳化硅发黄色光，还有发红外光的砷化镓二极管等。3、发光二极管的用途，一般可见光管可作指示灯，红外线发光管一般作信号发射器，因此又叫发射管。,4、发光二极管的主要电性能参数正向电压：通过规定定的正向电流（一般10mA）时，发光管两端产生的正向电压。反向电流：发光管两端加上规定的反向电压时，管内的反向电流（一般100A）。发光强度：它表示发光二极管亮度大小，其值为通过规定的电流时，在管芯垂直方向上单位面积所通过的光通量，单位是mcd。另外还有发光波长p等，各种颜色的光波长均不同，可根据波长判断是什么颜色发的。,5、检波二极管：是把高频调制载波信号中的低频信号检出来的二极管。可以用于不同频段的收音机、收录机、电视机、通信机及电子仪表中，作检波、限幅或小电流整流二极管。6、瞬变电压抑制二极管：简称TVP管，工作原理：当TVP管经受高浪涌冲击时（雷击或过压等），电流从1mA急剧上升到Ipp（额定大电流），管子二端电压随电流急剧升高，但到Vc值就不再上升（箝位），只有在冲击电路下降到较低电压值时，管电压才从Vc值下降。这一过程也可以理解为TVP管在瞬间高浪涌冲击时，能以极高速度改变其阻抗由高变低，从而吸引一个极大的电流，将管子两端电压箝位在一个预定的数值，箝位时间仅110-12s，由于箝位电压值仅略高于管子击穿电压，因此只要按实际电路需要选定TVP管，就可以保护它后面的电路元件。,7、双向触发二极管：当触发二极管二端电压差大于该管子的转折电压时，双向触发二极管立即导通。外加电压无需分正负极，只要大于管子转折电压即可。双向触发二极管只有导通和截止二种状态，而且一旦导通后，只有外加电压降到零，才会回到截止状态。,九、三极管（文字符号V，为与伏特V区别，新规定的文字符号是VT）,三极管有二个PN结组成，按制造材料分为硅，锗两种（半导体材料），按内部基体结构有NPN和PNP，按工作频率分为高频管和低频管，按功率有小功率、中功率和大功率管。三极管在电路中起放大信号和开关管作用。三极管有三个管脚。三极管主要电性能参数：极间反向耐压、饱和压降、放大倍数、B或hFE放大条件：发射结正偏，集电极反偏。,十、三端集成稳压器,所谓“三端”是指电压输入端、电压输出端和公共接地端。78XX系列为输出的正电压数值，按输出电压分八种，即7805、7806、7809、7810、7812、7815、7818和7824。按输出电流可分为78LXX、78MXX、78XX三系列，其中78LXX系列最大输出电流为100mA，78MXX系列最大输出电流为50mA，78XX系列最大输出电流为1.5A。78LXX系列有两种封装形式，一种金属壳的T0-39封装，一种为T0-92封装，前者温度特性比后者好，最大功耗为700mW，加散热片时最大可达1.4W，后者无散热片。78MXX系列有两种封装形式，一种是T0-202塑封，另一种为T0-220塑封，不加散热片，最大功耗为1W，加散热片时，最大功耗为7.5W。,78XX有两种封装，一是金属壳的T0-3封装，一种为塑料T0-220封装，前者最大功耗可达2.5W，后者2W，加装散热片后，最大功耗可达15W。我们所用78L05为塑封体输入电压7.5V-18V输入电压15V-25V输出电压55%V输出电压125%V三端稳压器在输入电压（允许范围内）变化时以及负载电流变化时，输出电压均应稳定。79XX系列，输出为固定稳压器除输出电压为负电压，管脚排列也不同，其余与78XX系列相同。,十一、石英晶体谐振器,简称晶振，它是一种稳定频率和选择频率的电子元件，多数用于振荡电路中。外形有金属盒和玻璃壳两大类型封装，我们所用为金属盒封装，电阻焊晶振，晶振本身无振荡能力，必须借助外力才能振荡（如加电压），晶振可按其振荡频率分为低频（K级）和高频（M级)。主要电性能标称频率基本单位Hz总频差一般30106负载谐振电阻，阻抗欧姆负载电容：振荡电路外围并联电容（PF）激励电平为石英晶体谐振器工作时消耗的有效功率。强易起振但也易老化，太强易破碎；激励弱（mW毫瓦）不易老化，但频率瞬稳变差，除不易起振外，还有温度频差、负载电容等。绝缘电阻R500M（DC100V）,十二、光耦,光耦是由一个光电二极管和一个光电三极管组成。即由一个红外发射管和一个接收管组成。主要参数：1、输入主要是发射管参数，输出主要是三极管参数2、电流传输比，当输出侧工作电压为定值时，输出电流与输入侧发光管正向工作电流之比，称为电流传输比，他的大小表明光耦传输信号能力的强弱，在同样的输入电路情况下，电流传输比越大，输出电流值越大，负载能力也越强。3、用于信号输出，起融离作用，二极管与三极管间耐压一般为5KV，最高达6KV，主要电参数t电传输比：如400%即输入二极管电流与光电三极管集电极电流之比为1：4。,十三、取样电阻(锰铜分流器),起分流作用即流入大电流，二次输出小电流（mA级），又叫分流器，锰铜（锰+铜）。主要参数，电阻值（如600，300），测试输出电压（用毫伏表）,十四、电流互感器,变电流，利用磁感应原理，输入大电流，产生磁场感应线圈，产生电动势，输出电流，输出电流大小比取决于线圈匝数。与取样电阻一样起分流作用，但互感器输出电流更为准确，而且输出与输入隔离。主要参数：耐压、比值差、角差（相位差）,十五、计度器,是电表的重要元件之一，是电表的窗户，计度器的质量好坏直接影响到电表质量，计度器是电子表中较易损坏的元器件。电子表计度器按结构可分为两大部分：一、电机部分，它为计度器动转提供了动力（力矩）二、数字轮部分，它显示了计度器的运行情况（显示窗口）电机部分：电机是由线圈、定子片、磁钢及传输齿轮四部分组成。为提高质量我们对四部元器件材料有明确规定，线圈内阻420450，定子片为铍莫合金，磁钢为铁氧体。,十六、液晶显示器：我公司所使用的液晶显示器（LCD）一般都是扭曲向列型，通称TN型LCD。在两块薄玻璃板涂附氧化铟导电层，用光刻法分别在两个透明导电层上刻蚀出笔画电极和位电极的图形。液晶充满在两个透明导电电极之间，四周用密封材料密封。每块玻璃片的个侧都有偏振膜，其偏振方向相互垂直，如果在某一笔画上施加电压，使分子长轴与电场方向平等，破坏了原来的分子排列结构，这个笔画不能通过偏振光，呈黑色，没有加电压的笔画不呈现扭曲效应，仍保持透明与没有笔画部分一样。液晶显示器的驱动方式有二种，即动态和静态。主要检验项：全显检查有无缺笔画、漏液；清晰度；温度范围。,十七、开关开关是能接通或断开电源或电路的元件。开关的种类很多，按工作范围来分，可分为电流电路转换和电源电路转换开关2大类；按结构来分好几种，常用的有：直键开关（按钮开关）；拔动开关；按键开关（包括轻触开关）；旋转开关（波段开关）主要参数：接触电阻（通常在小于0.05欧姆）；绝缘电阻（通常在100M以上）；耐压；容量（可通过电流）；动作力或动作力矩；寿命（5000-35000次）,十八、继电器继电器也属于开关类，它是利用电磁原理、机电原理使接点闭合或断开来驱动或控制相关电路。继电器是一种控制器件，它有受控系统（输入回路）和控制系统（输出回路），当输入量（电、磁、光、热等物理量）达到某一定值时，输出跃变式地由零变化到一定值（或由一定突跳到零），从而实现对电路的控制、保护、调节和传递信息等目的。继电器种类很多，使用最广泛的是电磁式继电器（JW-微功率电磁式继电器；JR-弱功率电磁式继电器；JZ-中功率电磁式继电器