第二讲 常用电子元器件.ppt

1、2020/7/11,电子系统设计,福州大学物信学院通信工程系,第二讲 常用电子元器件,主要内容,电子系统的构成 电阻、电容、电感、继电器 变压器 二极管 晶体三极管 场效应管,电阻,导电体对电流的阻碍作用称作电阻，用符号R表示，单位为欧姆、千欧、兆欧，分别用、k、M表示。,电阻,电阻,1、主要特性参数 标称阻值：电阻器上面所标示的阻值。 允许误差：标称阻值与实际阻值的差值跟标称阻值之比的百分数称阻值偏差，它表示电阻器的精度。 额定功率：在正常的大气压力90-106.6KPa及环境温度为5570的条件下，电阻器长期工作所允许耗散的最大功率。 额定电压：由阻值和额定功率换算出的电压。 最高工作电压

2、：允许的最大连续工作电压。在低气压工作时，最高工作电压较低。,电阻,温度系数：温度每变化1所引起的电阻值的相对变化。温度系数越小，电阻的稳定性越好。阻值随温度升高而增大的为正温度系数，反之为负温度系数。 老化系数：电阻器在额定功率长期负荷下，阻值相对变化的百分数，它是表示电阻器寿命长短的参数。 电压系数：在规定的电压范围内，电压每变化1伏，电阻器的相对变化量。 噪声：产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏，包括热噪声和电流噪声两部分，热噪声是由于导体内部不规则的电子自由运动，使导体任意两点的电压不规则变化。,电阻,2、电阻器的分类 线绕电阻器：线绕电阻精度高、但分布参数较大，不适合高频电路。RX

3、 薄膜电阻器：碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器、金属氮化膜电阻器。RJ RY RT 实心电阻器：无机合成实心碳质电阻器、有机合成实心碳质电阻器。合成类如金属玻璃釉电阻 敏感电阻器：压敏电阻器、热敏电阻器、光敏电阻器、力敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器。,电阻,3、电阻器阻值标示方法 直标法：用数字和单位符号在电阻器表面标出阻值，其允许误差直接用百分数表示，若电阻上未注偏差，则均为20%。 如： RXYC-50-T-1K5-10% 文字符号法：用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，其允许偏差也用文字符号表示。 5.1k=

4、 5k1 J：5% K: 10% M : 20% 在电阻器上用三位数码表示标称值的标志方法。121=120 一般小于5的误差 色标法：用不同颜色的带或点在电阻器表面标出标称阻值和允许偏差。国外电阻大部分采用色标法。 黑-0、棕-1、红-2、橙-3、黄-4、绿-5、 蓝-6、 紫-7、 灰-8、白-9、 1% 2 % 0.5 % 0.25 % 0.1 % 金-5%、银-10%、无色-20% 当电阻为四环时，最后一环必为金色或银色，前两位为有效数字， 第三位为乘方数，第四位为偏差。 当电阻为五环时，最後一环与前面四环距离较大。前三位为有效数字， 第四位为乘方数， 第五位为偏差。,电阻,4、常用电阻

5、器 电位器 电位器是一种机电元件，他靠电刷在电阻体上的滑动，取得与电刷位移成一定关系的输出电压 实芯碳质电阻器 绕线电阻器 金属玻璃铀电阻器 贴片电阻SMT 敏感电阻,电容,在电子产品中，电容器是必不可少的电子器件，它在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源的退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等。由于电容器的类型和结构种类比较多，因此，我们不仅需要了解各类电容器的性能指标和一般特性，而且还必须了解在给定用途下各种元件的优缺点，以及机械或环境的限制条件等。这里将对电容器的主要参数及其应用做简单说明。,电容,1、电容的用途 电容的用途非常多，主要有如下几种： 隔直流：作用是阻止直流通过而让交

6、流通过。 旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。 耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路 滤波：这个对DIY而言很重要，显卡上的电容基本都是这个作用。 温度补偿：针对其它元件对温度的适应性不够带来的影响，而进行补偿，改善电路的稳定性。 计时：电容器与电阻器配合使用，确定电路的时间常数。 调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。 储能：储存电能，用于必须要的时候释放。,电容,2、电容器的主要参数 标称电容量（ C R ） 类别温度范围 额定电压（ U R ） 损耗角正切（tg）损耗功率/无功功率 使用寿命 绝缘电阻 5000M以

7、上,电容,3、容量的标志方法 直接表示法： 4n74.7nF 4700pF：47n=47000pF 0.22=0.22F 小于1数字表示 F单位 510=510pF 大于1数字表示 pF单位 数码表示法： pF单位 如22322000pF 色码表示法：与电阻类似 pF单位 一般三位 第三位为位率,电容,4、电容器的种类 依照主要材质特性分为： 瓷介电容：介质损耗低，稳定性高，成本低 云母电容： 成本高 容量有限 高Q 有机薄膜电容：如涤纶电容，聚丙烯电容，体积小，容量范围大，耐热，耐潮 电解电容：正极电压大于负极 铝,电容,电容,5、电容器使用注意事项 选用参数适合的电容 工作电压、使用寿命等

8、需要符合设计要求 在滤波电路中，电容的耐压值不要小于交流有效值的1.42倍 额定超过耐压30-50% 使用电解电容时要注意正负极性 不同电路应该选用不同种类的电容。 揩振回路及高频可以选用云母、高频陶瓷电容， 电源滤波与退耦可以选用电解电容， 耦合、旁路可以选用涤纶、纸介、陶瓷、电解等电容。 电容在装入电路前要检查它有没有短路、断路和漏电等现象，并且核对它的电容值。安装的时候，要使电容的类别、容量、耐压等符号容易看到，以便核实。,电感,电感器和电容器一样，也是一种储能元件，其特性恰恰与电容的特性相反，它具有阻止交流电通过而让直流电通过的特性，它能把电能转变为磁场能，并在磁场中储存能量。电感器用

9、符号L表示，它的基本单位是亨利（H），常用毫亨（mH）为单位。它经常和电容器一起工作，构成LC滤波器、LC振荡器等。另外，人们还利用电感的特性，制造了扼流圈、变压器、继电器等。,电感,1、电感器的种类 按照外形，电感器可分为空心电感器(空心线圈)与实心电感器(实心线圈)。 按照工作性质，电感器可分为高频电感器(各种天线线圈、振荡线圈)和低频电感器(各种扼流圈、滤波线圈等)。 按照封装形式，电感器可分为普通电感器、色环电感器、环氧树脂电感器、贴片电感器等。 按照电感量， 电感器可分为固定电感器和可调电感器。,电感,2、电感器的用途 LC滤波器 LC振荡器 变压器 继电器 磁环 微带线,电感,3、

10、电感器的参数 电感量 H mH H 亨利 变换电流产生感应电动势的能力 品质因数Q 传输能量的本领越大 损耗越小 Q=L/R 分布电容 额定电流,磁导率 单位长度中匝数 体积,电感,4、电感器的标志方法 与电阻类似，采用色环法 单位为H 5、电感器的选用 a）额定电流降额使用，超过实际电流的3050 b）高频电路使用高Q值，低损耗角的电感器,变压器,变压器几乎在所有的电子产品中都要用到，它原理简单但根据不同的使用场合（不同的用途变压器的绕制工艺会有所不同的要求。 变压器的功能主要有： 电压变换； 阻抗变换； 隔离； 稳压（磁饱和变压器）等 变压器常用的铁心形状一般有E型和C型铁心,继电器,继电

11、器,线圈使用的电流：直流、交流继电器 额定电压（电流）：可靠工作的电压电流 吸合电压（电流）：长期吸合动作的最小电压电流 释放电压（电流）：释放状态的最大电压电流 吸合时间和释放时间等：几十毫秒几百毫秒,1、继电器主要参数,2、继电器应用及要点,继电器,3、继电器主要参数确定,当Vdrv=0V时，Rb取值计算如下： Ic=Vcc/Rj=5/100=50 (mA) Ib=Ic/=50/100=0.5 (mA) Rb=(VccVbe)/Ib=(50.7)/0.5=8.6 (K) 当Rb=8.6K时，继电器能可靠吸合。,继电器,4、继电器应用举例：自动路灯控制电路,二极管,晶体二极管为一个由p 型半

12、导体和n 型半导体形成的p-n 结，在其界面处两侧形成空间电荷层，并建有自建电场。 没有外加电压 平衡 外加正向电压 正向电流 外加反向电压 击穿,二极管,二极管的参数 额定整流电流IF（AV） 最高反向工作电压URM 反向电流IS， 硅管纳安级 锗管微安级 最高工作频率fM 反向恢复时间,二极管,检波用二极管 整流用二极管 限幅用二极管 调制用二极管 混频用二极管 放大用二极管 开关用二极管 变容二极管 频率倍增用二极管 稳压二极管 PIN型二极管（PIN Diode）,雪崩二极管 (Avalanche Diode) 江崎二极管（Tunnel Diode） 快速关断（阶跃恢复）二极管 (St

13、ep Recovary Diode) 肖特基二极管（Schottky Barrier Diode） 阻尼二极管 瞬变电压抑制二极管 双基极二极管（单结晶体管） 发光二极管,二极管的分类 根据用途分,二极管,发光二极管 半导体发光器件包括半导体发光二极管（简称LED）、数码管、符号管、米字管及点阵式显示屏（简称矩阵管）等。事实上，数码管、符号管、米字管及矩阵管中的每个发光单元都是一个发光二极管。 由于发光二极管的颜色、尺寸、形状、发光强度及透明情况等不同，所以使用发光二极管时应根据实际需要进行恰当选择。由于发光二极管具有最大正向电流IFm、最大反向电压VRm的限制，使用时，应保证不超过此值。为安

14、全起见，实际电流IF应在0.6IFm以下；应让可能出现的反向电压VR0。6VRm。,二极管,发光二极管 LED被广泛用于种电子仪器和电子设备中，可作为电源指示灯、电平指示或微光源之用。红外发光管常被用于电视机、录像机等的遥控器中。 高亮LED作微型手电 直流电源、整流电源及交流电源指示电路 单LED电平指示电路单元电路的输出指示 单LED可充作低压稳压管 电平表音响电路,二极管,稳压二极管 稳压二极管(又叫齐纳二极管，常用“ZD”加数字表示 ) 是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件。在这临界击穿点上，反向电阻降低到一个很少的数值，在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定，稳压二

15、极管是根据击穿电压来分档的，因为这种特性，稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用，稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用，通过串联就可获得更多的稳定电压。,二极管,肖特基势垒二极管 肖特基势垒二极管SBD（Schottky Barrier Diode，简称肖特基二极管）是近年来间世的低功耗、大电流、超高速半导体器件。其反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降仅0.4V左右，而整流电流却可达到几千安培。这些优良特性是快恢复二极管所无法比拟的。中、小功率肖特基整流二极管大多采用封装形式。 主要用途： 低压大电流整流二极管、开关二极管,二极管,变容二极管 变容二极管是根据普通二极管内

16、部 “PN结” 的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。 变容二极管调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。变容二极管发生故障，主要表现为漏电或性能变差。 主要用途： 接收机的调谐电路、自动频率微调电路,二极管,光电二极管 工作在反偏状态，无光照时反向电阻较大，有光照时变小。 主要用途： 光电转换控制、光的测量传感,二极管,二极管极性判断 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

17、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,二极管,二极管的检测 指针万用表 黑（正） 正反向电阻有差别 数字万用表 二极管档 红（正） 正向压降 硅管 0.5-0.7 锗管 0.2-0.4 举例 普通二极管、稳压管、发光二极管、光电二极管的检测,晶体三极管,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。,晶体三极管,特殊三极管 光敏三极管。 光电耦合器,光电耦合器,光电耦合器具有体积小、使用寿命长、工作温度范围宽

18、、抗干扰性能强无触点且输入与输出在电气上完全隔离等特点，因而在各种电子设备上得到广泛的应用光电耦合器可用于隔离电路、负载接口及各种家用电器等电路中。,光电耦合器,光电耦合器用途 电气隔离 开关电路 电平转换 高压控制 负载匹配,晶体三极管,达林顿管 两个三级管接在一起。 用于大功率开关电路、电机调速、逆变电路 驱动小型继电器 利用CMOS电路经过达林顿管驱动高灵敏度继电器的电路，虚线框内是小功率NPN达林顿管FN020。 驱动LED智能显示屏,三极管,三极管的检测 （数字万用表） 管型和基极的判断 二极管档 集电极C 发射极E 和放大倍数的判断 hfe档,场效应管,场效应晶体管（FET）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。 FET根据门极结构分为如下两大类,面结型FET （JFET）,门极绝缘型FET