第1章常用电子元器件

第1章常用电子元器件第1章常用电子元器件1.1电阻器1.2电容器1.3电感器1.4半导体二极管1.5半导体三极管习题一第1章常用电子元器件1.1电阻器1.1.11.电阻器的作用电阻器是利用金属或非金属材料制成的在电路中对电流通过有阻碍作用的电子元件。电阻器在电子电路中的作用主要有：限制电流、降低电压、分配电压、向各种电子元器件提供必需的工作电压和电流等。第1章常用电子元器件2.电阻器的分类1)电阻器按其结构分为固定式电阻器、半可调式电阻器和电位器三大类。在电子电路中，它们的图形符号见表1.1。固定式电阻器的电阻值不可调整；半可调式电阻器的电阻值可以在一定范围内调整，但调整不宜过于频繁；电位器实际上是一个可调电阻器，它的阻值可以在一定范围内方便地连续调整。第1章常用电子元器件表1.1电阻器的图形符号第1章常用电子元器件2）电阻器按其构成材料分为碳膜电阻器、金属膜电阻器、热敏电阻器、实心碳膜电阻器、碳膜电位器、半可调电位器等。常用电阻器的外形图如图1.1所示。第1章常用电子元器件图1.1常用电阻器的外形图第1章常用电子元器件1.1.21.电阻器的主要参数有标称值及允许误差、额定功率和温度系数等。这些参数是电子电路中合理选用电阻器的主要依据。1)电阻器表面所标的电阻值就是标称值。常用单位有欧（Ω）、千欧（kΩ）和兆欧（MΩ），它们之间的换算关系为1MΩ=1000kΩ=1000000Ω第1章常用电子元器件电阻器的标称值往往和其实际值不完全相符，有一定的误差。电阻器的实际值与标称值之差的百分率称为电阻器的允许误差。一般电阻器允许误差分为三个等级：Ⅰ级为5%；Ⅱ级为10%；Ⅲ级为20%。精密电阻器的允许误差为2%、1%、0.5%等。第1章常用电子元器件2)当电流通过电阻器时，电阻器因消耗功率而发热。电阻器所承受的温度是有限的，若不加以限制，电阻器就会被烧坏，其所能承受的温度用其额定功率来加以控制。电阻器长时间工作时允许消耗的功率称为额定功率，常用瓦（W）表示。电阻器额定功率的标称值通常有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、5W和10W等。在电子电路中常用如图1.4所示的符号来表示电阻器的额定功率。额定功率愈大，电阻器的体积愈大。第1章常用电子元器件图1.2电阻器的瓦数图形符号第1章常用电子元器件3).一般情况下，电流通过电阻时，电阻就会发热使温度升高，其阻值也会随之发生变化，这样会影响电路工作的稳定性，因此，希望这种变化尽可能小。通常用温度系数表示其优劣，当温度每变化1℃时，每欧电阻的变动量称为该电阻的温度系数。当温度升高、阻值增大时，温度系数为正；而当温度升高、阻值减小时，温度系数为负。温度系数愈小，表明阻值愈稳定，电阻器性能也愈好。第1章常用电子元器件2.电阻器的标记电阻器的标称值及允许误差的表示方法有两种，一种是数标法，另一种是色环法。1)数标法是在电阻器表面上直接用数字标出其阻值和允许误差等级。例如有一只电阻器上标有“47KⅡ”的字样，表示它的标称阻值是47kΩ，允许误差不超过10%。第1章常用电子元器件2)对于体积较小的电阻器采用色环法表示其阻值和允许误差。色环法是一种用颜色表示电阻器标称值和允许误差的方法。一般用四道色环或五道色环来表示，名种颜色代表不同的数字。色环颜色代表的数字和意义见表1.2。目前常用的固定电阻器都采用色环法来表示它们的标称值和允许误差。第1章常用电子元器件表1.2色环颜色所代表的数字和意义第1章常用电子元器件四道色环固定电阻器的表示方法如图1.3所示。图1.3（a）中，紧靠电阻左端的为第一道色环，其余依次为第二、三、四道色环。第一道色环表示电阻值的第一位数字，第二道色环表示电阻值的第二位数字，第三道色环表示阻值后加几个零，即倍乘数，阻值单位为Ω，第四道色环表示允许误差。读出的阻值大于1000Ω时，应换算成较大单位的阻值，这就是“够千进位”的原则。这样就可读出如图1.3（a）所示电阻器的标称值是1500Ω（应换算成1.5kΩ），允许误差为±5%。如图1.3（b）所示，电阻器的标称值是100000Ω（应换算成100kΩ），允许误差为±10%。第1章常用电子元器件图1.3四道色环电阻器的表示方法第1章常用电子元器件识读要点：一般来说，目前四道色环电阻器的允许误差是±5%或±10%，即第四道色环的颜色是金色或银色。因此，拿到一只电阻器后，将金色或银色的那一道色环放在右边，从左至右便是第一、二、三、四道色环，这样就可快速而准确地读出电阻器的标称值和允许误差。五道色环固定电阻器（也称精密电阻器）的表示方法如图1.4所示。紧靠电阻左端的为第一道色环，其余依次为第二、三、四、五道色环。第一、二、三道色环分别表示阻值的第一、二、三位数字，第四道色环表示倍乘数，第五道色环表示允许误差。第1章常用电子元器件图1.4五道色环电阻器的表示方法第1章常用电子元器件识读要点：一般来说，目前精密电阻器的允许误差多为±1%，即第五道色环的颜色是棕色。因此，拿到一只五环电阻器后，把棕色的那一道色环放在右边，从左至右便是第一、二、三、四道色环。若电阻器的最左和最右环都是棕色，则可根据误差环距离电阻端距离较大的一端来确定第五道色环。第1章常用电子元器件1.1.31.1)半可调式电阻器又称微调电阻器，其实物图如图1.5所示。它主要用在阻值不需要经常变动的电路中，例如偶而需要调整三极管偏流的电阻等。半可调式电阻器用于小电流电路中，多为碳膜电位器，其额定功率较小。第1章常用电子元器件图1.5半可调式电阻器实物图第1章常用电子元器件2)电位器实际上是一个可调电阻器，典型的电位器实物图如图1.6所示。它有三个引出端，其中1、3端电阻值最大，1、2端或2、3端之间的电阻值随着与轴相连的簧片位置不同而加以改变。电位器用于电路中需经常改变阻值的地方，如收音机中的音量控制，电视机中的音量、亮度、对比度调节等就是通过电位器来完成的。为了使用方便，有的电位器上还装有电源开关。图1.6中的电位器4、5端接电源后起开关作用。第1章常用电子元器件图1.6电位器的实物图第1章常用电子元器件2.电阻器的质量检测1)固定电阻器的质量好坏比较容易鉴别。对新买的电阻器先进行外观检查，看外观是否端正，标志是否清晰，保护漆层是否完好。然后用万用表测量电阻值，看其测量阻值与标称值是否一致，相差值是否在允许误差的范围之内。第1章常用电子元器件2)(1）检测电位器固定端的阻值。电位器固定端的阻值即为电位器的标称值，测试方法如图1.7（a）所示。第1章常用电子元器件图1.7（a）测固定端阻值；（b）测可变端阻值第1章常用电子元器件（2）检测电位器可变端的阻值。测量电位器活动端和固定端之间的可变电阻值，万用表的接法如图1.7（b）所示。缓慢旋转电位器的转轴，表针应平稳地移动而不应有急剧变化现象，所示值从0至电位器的标称值应平稳连续，若表针有突然变化或停止不动现象，则说明电位器接触点接触不良或已损坏。若电位器带有开关，则先检测“开”或“关”，看万用表是否指示“通”或“断”。第1章常用电子元器件1.2电容器1.2.11.电容器的作用如果把电容器的两块金属板分别接到电池的正、负极上，就会发现，接电池正极的金属板上由于其电子被电池的正极吸引过去而带正电荷；接电池负极的金属板就会从电池的负极得到大量的电子而带负电荷。这种现象称为电容器的“充电”。充电时，电路中有电流流动。当两块金属板充电形成的电压与电池电压相等时，充电停止，电路中就没有电流流动，相当于开路，这就是电容器能隔断直流的作用。第1章常用电子元器件若将电容器与电池分开，用导线把电容器两块金属板连接起来，再接入一块电流表，则刚接上时，会发现电流表上有电流指示，说明电路中有电流流动。随着时间的推移，两金属板之间的电压很快降低，直到电流表指示为零，这种现象称为电容器的“放电”。如果把电容器接到交流电源上，则电容器会交替地进行充电放电，电路中总是有电流流过，这就是电容器具有能通过交流电的作用。综上所述，不难看出电容器具有“隔直通交”的作用。这一特性被广泛应用，在电子电路中，电容器常用来隔断直流电、旁路交流电，还可以进行信号调谐、耦合、滤波、去耦等。第1章常用电子元器件2.电容器的分类与符号1)(1）按结构分类：电容器按结构分为固定电容器、可变电容器和微调电容器三类。(2）按介质分类：电容器按介质分为陶瓷电容器、云母电容器、纸介电容器、油质电容器、薄膜电容器、电解电容器、钽电容器等。常见电容器的外形图如图1.8所示。第1章常用电子元器件图1.8常见电容器的外形图第1章常用电子元器件2)电容器的符号表1.3电容器的符号第1章常用电子元器件1.2.21.电容器的主要参数电容器的主要参数有标称电容量、允许误差、耐压、绝缘电阻等。1）电容器的电容量是指电容器加上电压后能储存电荷的能力大小，简称电容，用字母C表示。电容器储存电荷愈多，电容愈大。电容量与电容器的介质厚度、介质的介电常数、极板面积、极板间距等因素有关。第1章常用电子元器件电容量的基本单位是法拉，用字母“F”表示。常用单位有微法（μF）、皮法（pF)以及纳法（nF）和毫法（mF），其换算关系如下：1法拉=1000毫法=10000001微法=1000纳法=1000000皮法或1F=103mF=106μF1μF=103nF=106pF电容器上的标称电容量与实际电容量有一定的偏差，实际值与标称值之差的百分比称为误差。电容器的允许误差分为三个等级：Ⅰ级±5%；Ⅱ级±10%；Ⅲ级±20%。电解电容器的允许误差可大于±20%。第1章常用电子元器件2）电容器长期可靠工作时，能承受的最大直流电压就是电容器的耐压，也称为电容器的直流工作电压。应用时绝对不允许超过电容器的耐压值；一旦超过，电容器就会被击穿短路，造成永久性损坏。第1章常用电子元器件3）由于电容器两极板间的介质不是绝对的绝缘体，因而其电阻不是无穷大，而是一个有限值。电容器两极之间的电阻称为绝缘电阻，或称为漏电电阻。一般小容量无极性电容器的绝缘电阻可达1000MΩ以上，而电解电容的绝缘电阻一般较小。电容器漏电会引起能量损耗，影响电容器的寿命和电路的工作性能，因此，电容器的绝缘电阻愈大愈好。第1章常用电子元器件2.1）直标法就是将电容器的标称容量、允许误差、耐压等数值印在电容器表面上。另外，还有不标电容单位的直标法，即用一位到四位大于1的数字表示电容量，单位是pF；用零点几表示容量大小时，单位是μF，如图1.9所示。第1章常用电子元器件图1.9电容器参数的直标法第1章常用电子元器件2）将电容器的主要参数用数字和单位符号按一定规则进行标注的方法，称为数字符号法。其标注形式如下：容量的整数部分容量的单位符号其中容量的单位符号就是用电容量单位代号中的第一个字母。例如：10表示电容量为10pF；5p6表示电容量为5.6pF；4m7表示电容量为4.7mF。第1章常用电子元器件3）用三位数字表示电容量大小的标注方法，称为数码标注法。三位数字中前两位数表示电容量值的第一、二位有效数字，第三位数字表示前两位有效数字后“0”的个数，这样得到的电容量单位是pF，如图1.10所示。第1章常用电子元器件图1.10电容器参数的数码标注法第1章常用电子元器件4）用三种色环表示电容量大小的标注方法，称为色码标注法。其颜色对应的数字及意义与色环电阻中的一样。识读方法是沿着引出线的方向，分别是第一、二、三道色环，第一、二道色环表示电容量的前两位有效数字，第三道色环表示有效数字后“0”的个数，这样读得的电容量单位是pF，如图1.11所示。第1章常用电子元器件图1.11电容器参数的色码标注法第1章常用电子元器件1.2.31.无极性电容器的检测常用无极性电容器有陶瓷电容器、涤纶电容器、云母电容器、钽电容器等。对于电容量在0.1μF以上的无极性电容器，可以用万用表的欧姆挡（R×1kΩ）来测量电容器的两极，表针应向右微微摆动，然后迅速回摆到“∞”,这样说明电容器是好的。测量时若出现下列几种情况,则说明电容器质量有问题。（1）测量时，万用表表针一下摆到“0”之后，并不回摆，说明该电