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电子元件基础知识
主要内容：1.电子常用术语
2.基本元件概述
3.几类基本元件辨别（包括电阻、电感、变压器、IC芯片等）
常用术语
引脚：元件的一部分，用于把元件焊在电路板上
单面板：电路板上只有一面用金属处理；
双面板：上下两面都有线路的电路板；
多层板：除上、下两面都有线路外，在电路板内层也有线路；
元件面：电路板上插元件的一面；
焊接面：电路板中元件面的反面，有许多焊盘提供焊接用；
焊 盘：ＰＣＢ板上用来焊接元件引脚或金属端的金属部分；
空焊:零件脚或引线脚与锡垫间没有锡或其它因素造成没有接合。
假焊:假焊之现象与空焊类似，但其锡垫之锡量太少，低于接合面标准。
桥接、连锡:有脚零件脚与脚之间焊锡联接短路
PTH：穿孔元件（引脚能穿过PCB板的元件）
SMD：表面贴装元件
SIP：单列直插（一排引脚）
DIP：双列直插（两排引脚）
极性元件：有些元件，插入电路板时必需定向；
极性标志：印刷电路板上，极性元件的位置印有极性标志；
错件：零件放置之规格或种类与作业规定不符；
缺件：应放置零件之位置，因不正常之缘故而产生空缺；
自检：由工作的完成者依据规定的规则对该工作进行的检验；
我们的自检包括两部分：
a) 检验上道工序步骤；
b) 完成本道工序后，检验本道工序；
在这里，我们要求做到“三不”：
即：‘不接受’不合格产品；‘不生产’不合格产品；‘不流出’不合格产品；
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PCB板上字母标志 |
元件名称 |
特 性 |
计量单位 |
功 能 |
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R
(RN/RP) |
电阻 |
有色环标识
贴片用数码标识
有SIP/DIP/SMD封装 |
欧姆
Ω/KΩ /MΩ |
限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等.数字电路中功能有上拉电阻和下拉电阻。 |
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C |
电容 |
色彩明亮、标有DC/VDC/pF/uF等 |
法拉
pF/nF/uF |
存储电荷，
通交流、阻直流、 |
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L |
电感 |
单线圈 |
亨利
uH/mH |
存储磁场能量,
通直流、 阻交流 |
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T |
变压器 |
两个或以上线圈 |
匝比数 |
调节交流电的电压与电流 |
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D
VD |
二极管 |
有一条色环标记/ LED（发光二极管） |
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单向导通、反向截止
整流、稳压 |
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Q |
三极管 |
三只引脚 |
放大倍数 |
用作放大器或开关等 |
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U |
集成电路IC |
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按功能分：
数字IC、模拟IC、微波IC及其他IC
多种电路的集合 |
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XL |
晶振 |
金属体 |
赫兹（Hz） |
产生振荡频率 |
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F |
保险丝 |
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安培（A） |
电路过载保护 |
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S或SW |
开关 |
有触发式、按键式及旋转式，通常为DIP |
触点数 |
通断电路 |
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J或P |
连接器 |
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引脚数 |
连接电路板 |
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B或BJT |
电池 |
正负极，电压 |
伏特（安培） |
提供直流电流 |
DB：桥堆
FET：场效应晶体管
电阻 R
表示符号为“R”，基本单位是Ω，功率用Ｗ表示
种类：常见的电阻器有下列几种:
（1）金属膜电阻器 （蓝色） （2）碳膜电阻器 （土黄色）
（3）电阻网络器（排阻） （4）电位器 可调电阻
（5）敏感电阻器 （压敏、光敏、湿敏等）
（6）水泥电阻 （7）氧化膜电阻 （灰色）
识别色环电阻的阻值
黑=0 ， 棕=1 ，红=2， 橙=3， 黄=4， 绿=5， 蓝=6， 紫=7，灰=8，白=9，
金、银、无色 代表着误差（分别是±5%、±10%、±20%）
小功率碳膜和金属膜电阻，一般都用色环表示电阻阻值的大小。
文字符号法—将文字、数字两者有规律组合起来表示电阻器的主要参数.
eg: 0.1Ω=Ω1=0R1, 3.3Ω=3Ω3=3R3,3K3=3.3KΩ
色标法—用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差等级.普通电阻一般有4环表示,精密电阻用5环.
四色环电阻
从数量级来看，在体上可把它们划分为三个大的等级，即：金、黑、棕色是欧姆级的；红是千欧级，橙、黄色是十千欧级的；绿是兆欧级、蓝色则是十兆欧级的。这样划分一下也好记忆。所以要先看第三环颜色（倒数第2个颜色），才能准确。 第四环颜色所代表的误差：金色为5％；银色为10％；无色为20％。
简单记忆：
（欧姆级） 金：几点几Ω 黑0：几十几Ω 棕1：几百几十Ω
（千欧级） 红2：几点几kΩ 橙3：几十几kΩ 黄4：几百几十kΩ
（兆欧级） 绿5：几点几MΩ 蓝6：几十几MΩ
五色环电阻：
(1)从阻值范围判断:因为一般电阻范围是0-10M,如果我们读出的阻值超过这个范围,可能是第一环选错了.
(2)从误差环的颜色判断:表示误差的色环颜色有银、金、紫、蓝、绿、红、棕.如里靠近电阻器端头的色环不是误差颜色,则可确定为第一环.
如：（四环）棕绿红金
金银代表着误差，所以金、银对面端色环记作为第一环
标准的：棕色=1，绿色=5，红色=2 15x102=1500Ω=1.5kΩ
简单点的：棕色=1，绿色=5，红色=2，直接在15后面加2个零（第三环颜色代表着几就加几个零）
再简单的：直接看第三色环，因为 红：几点几kΩ，把第一第二色环拉下来就是1.5 kΩ
如：（五环）五环就多加一个有效数字位
棕黄黑橙棕
140X103=140000Ω=140kΩ
棕黄黑（前三位）对应140，第四位橙就加3个零（第四环颜色代表着几就加几个零）
六色环电阻，六色环电阻前五色环与五色环电阻表示方法一样，第六色环表示该电阻的温度系数。
数码法 用三位数字表示元件的标称值。从左至右，前两位表示有效数位，第三位表示10^n(n=0～8)。当n=9时为特例，表示10^(-1)。
例如贴片电阻元件数码标识：473
47x103=47000Ω=47 kΩ
就是47后面加3个零（第三位是几就加几个零）
也可以先看第三位是3，3：几十几kΩ 把4和7拉下来，47 kΩ
五环电阻读法技巧：
技巧1： 先找标志误差的色环，从而排定色环顺序。最常用的表示电阻误差的颜色是：金、银、棕，尤其是金环和银环，一般绝少用做电阻色环的第一环，所以在电阻上只要有金环和银环，就可以基本认定这是色环电阻的最末一环。
技巧2：棕色环是否是误差标志的判别。棕色环既常用做误差环，又常作为有效数字环，且常常在第一环和最末一环中同时出现，使人很难识别谁是第一环。在实践中，可以按照色环之间的间隔加以判别：比如对于一个五道色环的电阻而言，第五环和第四环之间的间隔比第一环和第二环之间的间隔要宽一些，据此可判定色环的排列顺序。
技巧3：在仅靠色环间距还无法判定色环顺序的情况下，还可以利用电阻的生产序列值来加以判别。比如有一个电阻的色环读序是：棕、黑、黑、黄、棕，其值为：100× 104Ω=1MΩ误差为1％，属于正常的电阻系列值，若是反顺序读：棕、黄、黑、黑、棕，其值为140×100Ω=140Ω，误差为1％。显然按照后一种排序所读出的电阻值，在电阻的生产系列中是没有的，故后一种色环顺序是不对的。电阻按材料分一般有：碳膜电阻、金属膜电阻、水泥电阻、线饶电阻等。一般的家庭电器使用碳膜电阻较多，因为它成本低廉。金属膜电阻精度要高些，使用在要求较高的设备上。水泥电阻和线饶电阻都是能够承受比较大功率的，线饶电阻的精度也比较高，常用在要求很高的测量仪器上。
电位器和可调电阻器的区别:
电位器的功率比效大、一般按装在机箱上有一个调整手柄便于人们调节。而可调电阻一般功率比较小，一般都按装在线路板上用于调整电路的电流，调好后一般不再调整，无调整手柄。
压敏电阻器（突波吸收器） GNR G=过压保护 N=高能性 R=电阻
例如：14D471k 14D=压敏电阻直径14MM 471=47x10的一次方压敏电压 K=15%公差
贴片电阻： 0402、0603、0805、1206、1210、1812、2010、2512。英寸
电容 C
举一个现实生活中的例子，我们看到市售的整流电源在拔下插头后，上面的发光二极管还会继续亮一会儿，然后逐渐熄灭，就是因为里面的电容事先存储了电能，然后释放。当然这个电容原本是用作滤波的。至于电容滤波，不知你有没有用整流电源听随身听的经历，一般低质的电源由于厂家出于节约成本考虑使用了较小容量的滤波电容，造成耳机中有嗡嗡声。这时可以在电源两端并接上一个较大容量的电解电容（1000μF，注意正极接正极），一般可以改善效果。发烧友制作HiFi音响，都要用至少1万微法以上的电容器来滤波，滤波电容越大，输出的电压波形越接近直流，而且大电容的储能作用，使得突发 贴片电容的大信号到来时，电路有足够的能量转换为强劲有力的音频输出。这时，大电容的作用有点像水库，使得原来汹涌的水流平滑地输出，并可以保证下游大量用水时的供应。
极性分类：无极电容、有极电容。
按功能分类：电解电容、瓷片电容、聚丙烯电容（CBB）、聚酯（涤纶）电容等
电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。
电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）、皮法（pF）。
其中：1法拉=1000毫法（mF），1毫法=1000微法（μF），
1微法=1000纳法(nF)， 1纳法=1000皮法(pF)
容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 μF/16V 容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示
数字表示法：三位数字的表示法也称电容量的数码表示法。三位数字的前两位数字为标称容量的有效数宇，第三位数字表示有效数字后面零的个数，它们的单位都是pF。
如：103表示有效值是10，后面再加3个0，即10000Pf=0.01μf。
102表示标称容量为1000pF。
221表示标称容量为220pF。
224表示标称容量为22x10(4)pF。
在这种表示法中有一个特殊情况，就是当第三位数字用"9"表示时，是用有效数宇乘上10的-1次方来表示容量大小。 如:229表示标称容量为22x(10-1)pF=2.2pF。 允许误差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20% 如：一瓷片电容为104J表示容量为0.1 μF、误差为±5%。
字母与数字混合标注法： 用2—4位数字表示有效值，用P、n、M、μ、G、m等字母表示有效数后面的量级。进口电容器在标注数值时不用小数点，而是将整数部分写在字母之前，将小数部分写在字母后面。如4P7表示4．7Pf，3m3表示3300μf等。
字母表示法：1m=1000 μF 1P2=1.2PF 1n=1000PF
电容器的容量的允许偏差标注字母及含义：
字母 含义
F ±1％
G ±2％
J ±5％
K ±10％
M ±20％
N ±30％
如103M表示容量10000Pf=0．01μf，容量允许偏差为±20％。
103 1kv高压瓷片电容的额定耐压等级是1000V直流电压，103指的是10乘于10的三次方，就是10nF ,或者0.01uF 。
这个瓷片电容可以用于800V以内的工频直流电场合，也可以用于460V以内的工频交流电场合。
铝电解电容它的特点是容量大，但是漏电大，稳定性差，有正负极性，适宜用于电源滤波或者低频电路中起电源滤波、退耦、信号耦合及时间常数设定、隔直流等作用。使用的时候，正负极不要接反。（无极性电解电容器通常用于音箱分频器电路、电视机S校正电路及单相电动机的起动电路）
安规电容的放电和普通电容不一样，普通电容在外部电源断开后电荷会保留很长时间，如果用手触摸就会被电到，而安规电容则没这个问题。即电容器失效后，不会导致电击，不危及人身安全。安规电容通常只用于抗干扰电路中的滤波作用。
二极管
二极管具有单向导通、反向截止特性，几乎在所有的电子电路中，都要用到半导体二极管，它在许多的电路中起着重要的作用，它是诞生最早的半导体器件之一，其应用也非常广泛。
根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等
稳压二极管 反向击穿电压恒定，且击穿后可恢复，利用这一特性可以实现稳压电路。
整流二极管 利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。
发光二极管 用磷化镓、磷砷化镓材料制成，体积小，正向驱动发光。工作电压低，工作电流小，发光均匀、寿命长、可发红、黄、绿单色光。
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.
二极管极性辨别：
二级管一端有色带标识的为负，
+ － a + - k
我们目前用的二极管有DZ5V8、DZ5V1（稳压管）1N5399、1N4148（整流管）等
三极管 Q
三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管,晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件.其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号, 也用作无触点开关。
a.按材质分: 硅管、锗管
b.按结构分: NPN 、 PNP
c.按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、光敏管、稳压管等.
d. 按功率分：小功率管、中功率管、大功率管
e.按工作频率分：低频管、高频管、超频管
f.按安装方式:插件三极管、贴片三极管 插件三极管
我们常用的三极管：8050、A733（按摩腰带主板）
贴片 5C（BC807）、6C(BC817)、B772、B882等
78L05
79L05
三端集成稳压器（内部热过载保护、短路电流限制）
78系列是正电压输出，79系列是负电压输出，05表示输出电压是5伏
L表示最大输出电流是100毫安，
N=300mA，M=500mA，无字母=1.5A，还有T、H、P，但用的较少，分别表示为3A、5A和10A。
所以78L05和79L05绝对不能互换的。
L7805
输入 地 输出
场效应管（英缩写FET）是电压控制器件，也称为单极型晶体管。它有输入电压来控制输出电流的变化。它具有输入阻抗高噪声低，动态范围大，温度系数低、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点，因而广泛应用于各种电子线路中。它属于电压控制型半导体器件。
MOS场效应管由于输人阻抗极高，所以在运输、贮藏中必须将引出脚短路，要用金属屏蔽包装，以防止外来感应电势将栅极击穿。尤其要注意，不能将MOS场效应管放人塑料盒子内，保存时最好放在金属盒内，同时也要注意管的防潮。
为了防止场效应管栅极感应击穿，要求一切测试仪器、工作台、电烙铁、线路本身都必须有良好的接地；管脚在焊接时，先焊源极；在连入电路之前，管的全部引线端保持互相短接状态，焊接完后才把短接材料去掉；从元器件架上取下管时，应以适当的方式确保人体接地如采用接地环等；在未关断电源时，绝对不可以把管插人电路或从电路中拔出。以上安全措施在使用场效应管时必须注意。
应用：场效应管可以用作可变电阻、可以方便地用作恒流源、可以用作电子开关。
我们常用的场效应管：G30N60、SKW20N60、IRF250等（东庚下控）
晶闸管
晶闸管又叫可控硅。自从20世纪50年代问世以来已经发展成了一个大的家族，它的主要成员有单向晶闸管、双向晶闸管、光控晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、快速晶闸管，等等。今天大家使用的是单向晶闸管，也就是人们常说的普通晶闸管，它是由四层半导体材料组成的，有三个PN结，对外有三个电极〔图 (a)〕：第一层P型半导体引出的电极叫阳极A，第三层P型半导体引出的电极叫控制极G，第四层N型半导体引出的电极叫阴极K。从晶闸管的电路符号〔图 (b)〕可以看到，它和二极管一样是一种单方向导电的器件，关键是多了一个控制极G，这就使它具有与二极管完全不同的工作特性。
目前我们用的可控硅BT137800v、BTB04（按摩腰带主板上 面）、BTA12A800V（东庚DK20-110）等
光耦合器
光耦合器（英文缩写为OC）亦称光电隔离器或光电耦合器，简称光耦。它是以光为媒介来传输电信号的器件，通常把发光器（红外线发光二极管LED）与受光器（光敏半导体管）封装在同一管壳内。当输入端加电信号时发光器发出光线，受光器接受光线之后就产生光电流，从输出端流出，从而实现了“电—光—电”转换。以光为媒介把输入端信号耦合到输出端的光电耦合器，由于它具有体积小、寿命长、无触点，抗干扰能力强，输出和输入之间绝缘，单向传输信号等优点，在数字电路上获得广泛的应用。
光耦是有极性的，因此是绝对不允许反件的。我们应用的为PC817。
IC
IC，即集成电路是采用半导体制作工艺，在一块较小的单晶硅片上制作上许多晶体管及电阻器、电容器等元器件，并按照多层布线或遂道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。它在电路中用字母“IC”（也有用文字符号“N”等）表示。
集成电路按其功能、结构的不同，可以分为模拟集成电路和数字集成电路两大类。
静电对IC的危害是相当大的除非发生静电放电，人体不能直接感知静电，但发生静电放电人体也不一定能有电击的感觉，这是因为人体感知的静电放电电压为2~3kv，所以静电具有隐蔽性。
人体有时携带高压静电，不小心触摸电路板时，高压静电会损坏击穿电路板上的集成元件；焊接电路板，如电烙铁没有防静电作用，也会引起元件的损坏。所以，穿防静电服、带防静电手环十分必要的。
我们目前使用的IC：74HC273（八D锁存器）、74HC138（译码器）、74HC14D（反相器）、74HC02
pic16F77、pic16f616、LM3S3739、M430F413、M430F1491等
驱动： HT1621、HT1622、HT1625、HT1632等
功放：TDA2003 、TDA1517 、TDA7375
RPM：RPM =rotation per minute 每分钟转数
PWM：脉冲宽度调制(PWM)，是英文“Pulse Width Modulation”的缩写，简称脉宽调制，是利用微处理器的数字输出来对模拟电路进行控制的一种非常有效的技术。
一、三极管的结构类型与工作原理
半导体三极管又称为晶体管、三极管、双极型晶体管、BJT 。它由2个背靠背的PN结组成，分为 NPN型、PNP型。由制造的材料又分为硅三极管、锗三极管。
NPN型三极管：c：collector 集电极；b：base 基极；e：emitter 发射极
采用平面管制造工艺，在N＋型底层上形成两个PN结。
工艺特点：三个区，二个结，引出三根电极杂质浓度(e区掺杂浓度最高，b区较高，c 区最低)；面积大小( c区最大， e区大， b区窄)。
PNP型三极管：在P＋型底层上形成两个PN结。
NPN管的工作原理：为使NPN管正常放大时的条件：射结正偏(VBE＞0)，集电结反偏(VCB＞0)。
发射区向基区大量发射电子(多子)， 进入基区的电子成为基区的少子，其中小部分与基区的多子( 空穴)复合，形成IB电流，绝大部分继续向集电结扩散并达到集电结边缘。 因集电结反偏，这些少子将非常容易漂移到集电区，形成集电集电流的一部分ICN。 而基区和集电区本身的少子也要漂移到对方，形成反向饱和电流ICBO。
， ，
晶体管的四种工作状态：
1、发射结正偏，集电结反偏：放大工作状态 用在模拟电子电路
2、发射结反偏，集电结反偏：截止工作状态
3、发射结正偏，集电结正偏：饱和工作状态 用在开关电路中
4、发射结反偏，集电结正偏：倒置工作状态 较少应用
三种基本组态：集电极不能作为输入端，基极不能作为输出端。
1、共基组态(CB)
输入：发射极端：基极公共(此处接地) 。 输出：集电极。
VBE＞0，发射结正偏，VCB＞0(∵VCC＞VBB)，集电结反偏。所以三极管工作在放大状态。
发射极组态(CE)：
共集电极组态(CC)：
共基组态时电流关系(放大状态)：
，
，
称为共基极直流电流放大系数， 0.98~0.998。
ICBO称为集电结反向饱和电流，其值很小，常可忽略。
其中 穿透电流， 。
当 时，
称为共射极直流电流放大系数, 穿透电流ICEO ，其值较小，也常可忽略。 所以有 和 之间的关系：
共集组态时电流关系(放大状态)：
无论哪种组态，输入电流对输出电流都具有控制作用，因此三极管是一种电流控制器件(CCCS)。并且共射和共集组态还具有电流放大作用。
二、三极管的伏安特性曲线
1、共射极输入特性
基极电流iB与发射结电压VBE之间的关系：
电路及三极管典型特性曲线：
与二极管的正向特性相似，但当C-E间的电压增加时，特性曲线右移，当VCE＞1后，输入伏安特性曲线基本不变。
2、共射极输出特性
集电极电流iC与集-射间电压VCE之间的关系：
饱和区：发射结正偏，集电结正偏。
当集电结零偏(VCB=0)时称为临界饱和。VCES称饱和压降，ICS称集电极饱和电流，IBS称基极临界饱和电流。当iB＞IBS时，三极管进入深饱和， 晶体三极管进入饱和后 ，管子就不具备有放大能力了。
饱和区模型：
临界饱和：VCES＝0.7V，深度饱和：VCES≈0.3V
放大区：发射结正偏，集电结反偏。
特征是IC仅受iB控制，与VCE的大小基本无关。
PNP型三极管：
三、三极管的主要参数
1、电流放大倍数
共射极直流电流放大倍数：
共射极交流电流放大倍数： ， ，β典型值为50～200。
共基极直流电流放大倍数：
共射极交流电流放大倍数： ， ， α典型值为0.98～0.998。
2、极间反向电流
集电结
反向饱和电流ICBO是指发射极开路，集电极与基极之间加反向电压时的反向饱和电流(nA级)。与单个PN结的反向电流一样，主要取决于温度和少子浓度。
穿透电流ICEO是指基极开路，集电极与发射极之间加反向电压时，从集电极穿过基区流入发射极的反向饱和电流。(f27)ICEO是衡量三极管性能稳定与否的重要参数之一，其值愈小愈好。ICBO和ICEO与温度密切相关。
3、极限参数
集电极最大允许电流ICM，当iC超过ICM时，电流放大倍数β将显著下降。
集电极最大允许功耗PCM， PCM表示集电结上允许的耗散功率的最大值。主要由管子所允许的温升及散热条件决定。当超过PCM时，管子可能烧毁。
反向击穿电压超过反向击穿电压时，管子将发生击穿。反向击穿电压的大小不仅与管子本身的特性有关，还与外电路的接法有关。
4、安全工作区与温度稳定性
安全工作区：
由三极管的三个极限参数：PCM、ICM和V(BR)CEO，在输出特性曲线上可画出安全工作区 。
温度稳定性：
输入特性：温度上升时，发射结电压下降(负温度特性),温度系数约为-2.5mV/℃。
输出特性：温度上升时，输出特性曲线上移，间距增大。
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