5第二章第一节常用电子元器件

12第二章线路板装配2.1常用电子元器件任何一个电子电路，都是由电子元器件组合而成。了解常用元器件的性能、型号规格、组成分类及识别方法，用简单测试的方法判断元器件的好坏，是选择、使用电子元器件的基础，是组装、调试电子电路必须具备的技术技能。2.1.1电阻器电阻器在电路中起限流、分流、降压、分压、负载、匹配等作用。1．电阻器的分类电阻器按其结构可分为三类，即固定电阻器、可变电阻器(电位器)和敏感电阻器。按组成材料的不同，又可分为炭膜电阻器、金属膜电阻器、线绕电阻器、热敏电阻器、压敏电阻器等。2．电阻器的参数及标注方法电阻器的参数很多，通常考虑的有标称阻值、额定功率和允许偏差等。(1)标称阻值和允许误差电阻器的标称阻值是指电阻器上标出的名义阻值。而实际阻值与标称阻值之间允许的最大偏差范围叫做阻值允许偏差，一般用标称阻值与实际阻值之差除以标称阻值所得的百分数表示，又称阻值误差。普通电阻器阻值误差分三个等级：允许误差小于±5﹪的称Ⅰ级，允许误差小于±１０﹪的称Ⅱ级，允许误差小于±２０﹪的称Ⅲ级。允许系列标称阻值系列±5﹪E241.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1±10﹪E121.01.21.51.82.22.73.33.94.95.66.88.2±20﹪E61.01.52.23.34.76.8表2.1标称阻值(2)电阻器的标志方法13表示电阻器的阻值和误差的方法主要有直标法、文字符号法、色标法。①直标法是将电阻的阻值直接用数字标注在电阻上，其阻值的有效值用阿拉伯数字表示，单位则以文字符号(Ω、ＫΩ、ＭΩ)标出，允许偏差用百分数表示②文字符号法将阻值或容量、允许偏差用文字和数字两者有规律地组合起来，单位符号的位置则代表标称阻值有效数字中小数点所在位置③色标法是用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值和误差，其规定如表2.2颜色有效数字乘数允许偏差黑色００棕色１１红色２２橙色３３黄色４４绿色５５蓝色６６紫色７７灰色８８白色９９金色±5﹪银色±10﹪无色±20﹪表2.2电阻器色标法图2.1表示出了色标法的具体标注方法用色标法表示电阻时，根据阻值的精密情况又分为两种：普通型电阻电阻体上有四条色环，前两条表示数字，第三条表示倍乘，第四条表示误差。14精密型电阻电阻体上有五条色环，前三条表示数字，第四条表示倍乘，第五条表示误差。(3)电阻器的额定功率电阻器的额定功率指电阻器在直流或交流电路中，长期连续工作所允许消耗的最大功率。常用的额定功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W、25W等。3．电阻器的简单测试电阻器的好坏可以用仪表测试，电阻器阻值的大小也可以用有关仪器、仪表测出,测试电阻值通常有两种方法。(1)直接测试法：直接用欧姆表、电桥等仪器仪表测出电阻器阻值的方法。通常测试小于1Ω的小电阻时可用单臂电桥，测试1Ω到1MΩ电阻时可用电桥或欧姆表(或万用表)，而测试1MΩ以上大电阻时应使用兆欧表。(2)间接测试法：通过测试电阻器两端的电压及流过电阻中的电流，再利用欧姆定律计算电阻器的阻值，此方法常用于带电电路中电阻器阻值的测试。2.1.2电容器两块导体中间隔以介质便构成电容器。电容器是一种储能元件，在电路中用于耦合、滤波、旁路、调谐和能量转换，也是电子线路中常用的电子元器件之一。1．电容器的分类电容器的种类很多，按其容量是否可调可分为固定电容器、半可调电容器和可调电容器。2.电容器的参数(1)表称容量及允许误差和电阻器一样，电容器的外壳表面上标出的电容量值，称为电容器的表称容量，表称容量与实际容量之间的偏差与表称容量之比的百分数称为电容器的允许误差。常用电容器的允许误差有±2﹪、±5﹪、±10﹪、±20﹪等几种。(2)工作电压工作电压也称耐压或额定工作电压，表示电容器在使用时允许加在其两端的最大电压值。使用时，外加电压最大值一定要小于电容器的耐压，通常取额定工作电压的三分之二以下。(3)绝缘电阻电容器的绝缘电阻，表示了电容器的漏电性能，在数值上等于加在电容器两端的电压除以漏电流。绝缘电阻越大，电容器质量越好。品质优良的电容15器具有较高的绝缘电阻，一般都在MΩ数量级以上。电解电容器的绝缘电阻一般较低，漏电流较大。3．电容器的标注方法电容器的容量、误差和耐压都标注在电容器的外壳上，其标注方法有直标法、文字符号法、色标法、数码表示法等。(1)直标法:将容量、偏差、耐压等直接标注在电容体上。(2)文字符号法：容量的整数部分写在容量单位符号的前面，容量的小数部分写在容量单位符号的后面。(3)色标法电容色标法与电阻器相似，其单位是皮法拉(ｐＦ)。(4)数码表示法：在磁片电容器上，常用三位数表示表称电容量，此方法以pF为单位。三位数字中，前两位表示标称值的有效数字，第三位表示有效数字后面零的个数。(5)电容器的误差标注方法有三种，一是将允许偏差直接标注在电容体上；二是用字母表示。G表示±2﹪，J表示±5﹪，K表示±20﹪，N表示±30﹪，P表示+100﹪、-10﹪，S表示+50﹪、-20﹪，Z表示+80﹪、-20﹪。4.电容器的简单测试电容器的常见故障是击穿短路、断路、漏电、容量变小、变质失效及破损。对电容器内部质量的好坏，可以用仪器检查。常用的仪器有万用表、数字电容表、电桥等。(1)用万用表简测电容器①固定电容器漏电阻的判别用万用表表笔接触电容器的两极，表头指针应向顺时针方向跳动一下(5000pF以下电容不明显)，然后逐渐逆时针恢复退至R=∞处。如果不能复原，稳定后的读数表示电容器漏电阻，其值一般为几百至几千KΩ,阻值越大表示电容器的绝缘电阻越大，绝缘性越好。②电容器容量的判别5000pF以上的电容器，可用万用表粗略判别其容量大小。用表笔接触电容器两极时，表头指针应先一跳，再逐渐复原。将两表笔对调，表头指针又是一跳，且跳得16更高而又逐渐复原。电容器容量越大，指针跳动越大，复原的速度越慢。根据指针跳动的大小可粗略判断电容器容量的大小。同时，所用万用表电阻档越高，指针跳动的距离也越大。若万用表指针不动，说明电容器内部断路或失效。对于5000pF以下的小容量的电容器，用万用表的最高电阻档已看不出充、放电现象，应采用专门的仪器进行测试。(3)电解电容器极性的判别根据电解电容器正接时漏电小、反接时漏电大的特性可判别其极性。测试时，先用万用表测一下电解电容器漏电阻值，再将两表笔对调，测一下对调后的阻值，两次测试中漏电阻大的一次，黑表笔接的是正极，红表笔接的是负极(2)用电容表测电容要测出电容器准确的容量，可以用电容表测试。测试时，先根据所测电容器容量的大小，选择合适的量限，再将电容器的两脚分别接电容表两极，直接读出电容器容量即可2.1.3电感器电感器又叫电感线圈，是一种能够存储磁场能量的电气元件，在电路中有通直流，阻交流、通低频阻高频的作用。电感器有固定电感器和可变电感器、带磁芯电感器和不带磁芯电感器、低频电感器和高频电感器等。1．电感器的基本参数(1)电感量及其误差电感量表示电感线圈电感数值的大小，电感线圈表面所标的电感量为电感线圈电感量的标称值。线圈的实际电感量与标称值之间的偏差与标称值之比的百分数称为电感线圈的误差。(2)品质因数线圈中存储能量与消耗能量的比值称为品质因数，用Q表示，通常定义为线圈的感抗ωL和直流等效电阻R之比，即Q=ωL/R.(3)额定电流电感线圈的额定电流指线圈长期工作所能承受的最大电流，其值与材料和加工工艺有关。(4)分布电容线圈的匝间、线圈与底座之间均存在分布电容。它影响着线圈的有效电感量及其17稳定性，并使线圈的损耗增大，质量降低，一般总希望分布电容尽可能小。(5)稳定性主要指其参数受温度、湿度和机械振动等影响的程度。通常用电感温度系数和不稳定系数两个量来衡量，它们也大表示稳定性越差。2．电感器的简单测试使用万用表可以对电感器的好坏进行简单测试，其方法是用万用表的欧姆档测试电感线圈的直流电阻值，若所测得电阻与估计数值偏差不大，则说明电感器是好的，若测得电阻值为∞，则说明电感线圈内部断路，若测得直流电阻值远小于估计值，则说明被测线圈内部匝间击穿短路，不能使用。若想测出电感线圈的准确电感量，则必须使用万用电桥、高频Q表或数字式电感电容表。2.1.4半导体器件半导体器件包括二极管、三极管、场效应管、集成电路等器件等。1．常用半导体器件的分类：(1)二极管。二极管是利用半导体PN结的单向导电性制成的器件。在电路中主要用作整流、检波、稳压等。二极管的规格品种很多，按所用半导体材料的不同，可分为锗二极管、硅二极管和砷化镓二极管；按结构工艺不同，可分为点接触型和面接触型二极管；按工作原理分有隧道二极管、变容二极管、雪崩二极管等；按用途分有整流二极管、检波二极管、稳压二极管、恒流二极管、开关二极管等。二极管的参数主要有最大整流电流、正向导通压降、反向击穿电压、结电容、最高工作频率等。(2)三极管半导体三极管由两个PN结构成，有PNP和NPN型两种结构。三极管的规格品种繁多，按照工作频率、开关速度、噪声电平、功率容量及其它性能可分为高频大功率管、高频低噪声管、低频大功率管、低频小功率管、高速开关管、功率开关管等；根据制造工艺的不同可分为合金晶体管、扩散晶体管、台面晶体管、平面晶体管等；按照制造材料分，有锗管和硅管。常用三极管的封装形式如图1.10所示(3)场效应晶体管场效应管是利用外加电场使半导体中形成一个导电沟道并控制其大小(绝缘删型)，或改变原来导电沟道大小(结型)来控制电导率的原理制成的。场效应管的栅18极输入电阻很高，一般可达上百兆甚至几千兆，因此，栅极上加电压时基本上不分取电流，另外，场效应管还有噪声低、动态范围大等优点。场效应管可以分为结型和绝缘删型两种(4)集成电路集成电路是利用半导体工艺和薄膜工艺将一些晶体管、电阻、电容、电感以及连线等制作在同一硅片上，成为具有特定功能的电路，并封装在特定的壳中。集成电路与分立元件相比具有体积小、重量轻、成本低、功耗小、可靠性高等优点。2.二极管和三极管的判别和选用（1）二极管极性的判别和选用①半导体二极管极性的判别一般情况下，二极管有色环的一端为负极，另一端为正极。根据二极管正向导通时导通电阻小，反向截止时截止电阻大的特点，可用万用表来判别其极性。将万用表拨到欧姆档(一般用R×100或R×1K档)，用万用表的表笔分别接二极管的两个电极，测出一个电阻，然后将两表笔对换，再测出一个阻值，则阻值小的那一次黑表笔所接一端为二极管的正极，另一端即为负极。若两次测得阻值都很小，则说明管子内部短路，若两次测得的阻值都很大，则说明管子内部断路。②二极管的选用选用二极管时，既要考虑正向电压，又要考虑反向饱和电流和最大反向电压，选用检波二极管时，要求工作频率高，正向电阻小，特性曲线要好，以保证线性失真要小。在脉冲电路中，具有负阻特性的器件已得到广泛的应用。一般半导体二极管具有正电阻特性，即当加在电阻两端的电压增加时，流过二极管中的电流也会增大。而负阻器件在其特性曲线的一定区域具有负阻特性，即当加到器件两端的电压升高时，流过器件的电流反而会减小，其电压变化量与电流变化量之比为负值。该器件主要有单结晶体管等。(2)三极管的判断和选用①三极管管脚和质量的判断根据管脚排列和色点识别对于等腰直角三角形排列，直角顶点是基极，靠近管帽边沿的电极为发射极，另外一个电极是集电极。有些管子的管脚排列成直线，但距离不相等，孤立的电极为集19电极，中间的为基极，另一个为发射极。对半圆形塑封晶体三极管，让球面向上，管脚朝自己，则从左到右依次是集电极，基极和发射极。用万用表判别用万用表判别管脚的基本原理是：三极管由两个PN结构成，对于NPN型三极管，其基极是两个PN结的公共正极，对于PNP型三极管，其基极是两个PN结的公共负极。而根据当加在三极管的BE结电压为正，BC结电压为负，三极管工作在放大状态，此时三极管的穿透电流较大，rBE较小的特点，可以测出三极管的发射极和集电极。首先应判断管子的基极和管型。测试时，