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第一章:基本電子原件 一. 電阻器 1.國產電阻器型號命名方法: 簡稱電阻,据部標(SJ-73)規定,國產電阻的型號由下列几部分組成: 區別代號 (大寫字母) 序號(數字) 分類(數字或大寫字母) 材料(大寫字母) 主稱(大寫字母) 說明:其中區別代號是當電阻的主稱,材料特征相同,而尺寸.性能指標有差別時,在序號后用A.B C D等字母予以區別,表1-1是型號中常用名稱及字母的意義. 例:如某電阻上標有RJJ等字母,表1-1可知該電阻為精密金屬膜電阻器. 表1-1
2.電阻器的參數 2.1.阻值及精度,電阻器值用歐母表示,簡稱歐(Ω),常用單位還有千歐(KΩ),兆歐(MΩ)等,其間換算關系見附錄1.在電路圖中,小于1KΩ的電阻值一般不標單位. 標在電阻器上的阻值稱標稱阻值,電阻的實際值往往和標稱值不完全相符.實際阻值与標稱阻值的差值除以標稱阻值.所得的百分數即電阻的允許偏差. 電阻的阻值和偏差有兩种表示方法. (1).數值的表示法-----用文字.數字直標,在電阻上的方法,如下所示: (2).色環表示法-----用三到五個色環或色點表示電阻之值的方法.如下所示:(色環法有多种制式,現所說的是目前主流的環帶色碼制),其中色環或色點所代表的意義見附錄1 2.2電阻的額定功率 定額率指大氣壓為750±30mm水銀柱和室溫下長期工作所允許消耗的最大功率,電阻工作時由于電流的熱效應而發熱溫升,溫升過高將導致電阻器性能劣化甚致燒毀,所以實際應用中要考慮其額定功率. 常用表示功率大小的電路符號見下圖: 實際同材料電阻体雒越大功率也相對越大. 3.電阻器的分類. 按導電体結構分為實芯電阻,薄膜電阻和線繞電阻. 按特性分為高精度,高穩定性,高阻,高壓.大功率,高頻和迷你型等各种專用類型的電阻器. 按焊接方式不同分直插式和帖片式. 還有可調.固定.光敏熱敏 濕敏 壓敏電阻器. 4.電阻器的電路符號 固定電阻器由一長方坱和引腳組成用字母 R 表示,如下圖: 可變電阻器則多出滑動觸點,用W表示,如下圖: 常用的非線性電阻電路圖中符號如下圖: 5.常用電阻器的結構和規格 5.1碳膜電阻器:碳膜電阻器用瓷棒或瓷管做骨架.在高溫真空中的骨架上沉淀一層碳膜,作為電阻膜,最后在瓷棒兩端裝上帽蓋和引線,表面涂以保護漆,其外形如下: 5.2金屬与金屬氧化膜電阻:与碳膜電阻一樣只不過在骨架上蒸發一層合金粉.相對碳膜電阻,這兩种電阻不僅精度高,穩定性好,阻值范圍寬,噪聲低,而且耐熱性能好. 5.3碳質電阻器:是用碳粉,填充料,粘合劑等材料壓鑄而成,是實心的,此電阻制造工藝簡單,成本低廉,但對于以上類型電阻的優勢它是望尖莫及不可比擬的,其外觀如下: 5.4線繞電阻器:如下所示:線繞電阻具有以上所有電阻的優點但其体積大,同時結構酷似一個電感,所以分布電容.電感系數大不能在高頻電路中使用. 5.5熱敏電阻:顧名思意,該電阻對溫度較敏感,有正.負溫度系數之分,即當T↑時R↓的稱為負溫度熱敏電阻,反之為正溫度系數.由以上分析可知檢測熱敏電阻時不能用普通的歐母表,否則會因表的電流過大而使電阻發熱造成阻值改變,常見外觀如下: 5.6壓敏電阻:同5.5,不過其對電壓較敏感,當加在壓敏電阻端的電壓至一定值時,其阻值急劇變小,常作電子線路中的過壓保護和穩壓作用. 6.電阻器的選用: 一般選材都從以滿足要求和使于生產為主,但也要考慮經濟指標. 7.電阻器的應用及應用中的注意三項: 在應用中往往找不到所需參數的電阻,我們可以在商討合理的情況下間接代換,這是以電阻的串,并聯作為依据,如下圖R1導R2串聯后R=R1+R2 R1与R2并聯后 R=(R1+R) /R 1*R2. 為避免焊接時的熱量損坏電阻,小型電阻引線不宜加工(剪)得過短,一般應>5mm,裝配之前應確定電阻參數無誤,裝配中,電阻符號標志應面向便于觀察的位置. 二.電位器 電位器是一种連續可調的電阻器,其滑動臂(動接觸點)的接觸刷在電阻体上滑動,可獲得和電位器外加輸入電壓和可動臂轉角成一定關系的電壓輸出.因而其不僅可在阻值上作文章,而且當加有外電壓還能調節活動臂与兩端的電位的高低,故稱電位器.常見電位器外觀: 檢測電位器:旋轉靈活,松緊適當,無机械雜聲.用歐母表測量固定端和滑動端接線片之間阻值時,緩慢旋轉軸,表針應平穩移動,不能有跳躍現象. 三. 電容器 1. 什么是電容器 被絕緣介質隔開的兩個導体的總体叫做電容器,如下所示電容用C表示,理論和實驗証明:平行板電容器的電容量與相對有效面積S及介電質的介電常數ε成正比, 和兩极板間的距離成反比即: C =εs /d.容量用法拉(F)表示,在實際中該單位是相當大的,所以常用 uF pF.nF作單位,它們之間換算見附錄1. 2. 電容器的參數和種類 2.1. 參數 2.1.1.額定工作電壓(耐壓): 指電容器能長時間地穩定工作,并保証電介質性能良好的直流電壓的常數,在應用中必須保証工作電壓<額定電壓,否則電容器會被擊穿, 而永久性損坏,嚴重會爆炸. 2.1.2.標稱容量和允許誤差: 電容器相對電阻器体積要大所以市場中的電容器容量都直接標于外殼上,稱作標稱容量,但是一些体積小的磁片,紙介電容量會用科學計數法標示,并且不標示單位,此時單位為PF.如某電容為104則其容量為10后邊加4個0就是100000PF =0.1uF.國家對不同的電容器規定了不同的誤差范圍,在此范圍之內的誤差叫允許誤差. 誤差值一般也標在外殼上,分為五個等級:0-0級允許誤差±1%,0級允許誤差在±2%,Ⅰ級允許誤差±5%;Ⅱ級允許誤差±10%;Ⅲ級允許誤差±20%,一般電解電容誤差均為±10%. 2.2. 分類(種類) 按容量是否可變分為固定和可變電容器,可變電容器中包括半可變電容器,它們在電路中的符號如下表所示:
半可變電容器俗稱微調電容,常用電容器外觀如圖: 按材料電容可分電解電容, 電容,鉭電容,磁片電容,低介電容等. 3.使用注意事項: 跟電阻器差不多,但很多電容是有极性的,一定不能搞錯极性,要不會損坏電容器. 常見极性電容只有電解電容,其极性判別:腳短的為負极 ,若腳被加工一樣長則在電容上標有 “▃” 的為負极. 四.電感 1.什么叫電感? 繞在骨架上的漆包導線線圈就是一個電感,該骨架可以是空心的,鐵芯的也可以是磁芯的,它們各自在電路圖中表示如下,用L表示: 由定義可知,電動机,變壓器,鎮流器,接觸器,繼電器以及公司常用的喇叭都算是電感. 2.參數 2.1. 電感量及誤差:電感量用亨利( H )表示一般電感体積都較大,并且標示出其電感量及誤差,只有像電阻般小的不標示電感量,其標示法有標稱法和色環法,其中色環義意与色環電阻相同,只是最后的單位為毫亨(mH) 2.2. 最大流過電流:電感長時間正常工作時間所允許流過的平均電流.,由電感是線圈制作的,當然存在著線圈電阻,并且電流通過電阻具有熱效應,于是電感工作時會有溫升,并隨電流增大而平方增大.若超過最大允許電流,電感將燒坏漆包線的絕緣漆而損坏,還有一個秘密,不知是否記起初中學過的通電螺旋管會產生磁場,電感也一樣,并且電感線圈在該磁場中會受到磁場力的作用(這就是喇叭為什么能發生要机械振動的關鍵)而受力,該力在電感未發生磁包和之前与電流成正比關系,所以超過允許電流,還會使電感發生机械變形. 3. 電感的分類,前面已講過按骨架材料分類,還可按体積分類,如下不同外觀的電感. 五.半導体 二极管 1. 關于半導体: 自然界的物質按導電性能不同分為導線,半導体和絕緣体,起初人類對半導線研究不深,由于它既不能作良好的導体也不能作絕緣体,因而一直被人類給“忘記”了.在20世紀初人類才發現有些半導体的導電能力隨著摻入雜質.輸入電壓,電流,溫升光照等變化而發生生几千~几萬乃至上百萬倍的變化,從而制作出了半導体光敏,熱敏.濕敏,壓敏等元件,利用半導線摻雜工藝制造出了不同用途的半導体器件,推動了電子技朮的迅猛發展. 2.二极管的組成 二极管是由一個PN結加上相應的電极組成的.PN結是經過摻雜工藝所形成的兩种導電基理相反 的半導体的交界外的特殊薄層(約數+微米), 它具有單 導電性.因而二极管就有單向導性,即 加正向偏壓導通(R=0)反向偏壓截止(R=?). 3.命名見附錄2 4.分類 按結構不同可分為:面接觸型和點接觸型和平面型,按作用分為整流管.檢波管變容管,發光管. 按工作頻率可分為:高頻,低頻管.它們在電路中的符號如下: 5.伏安特性 如右圖為普通二极管的伏安特性曲線,由于二极管是有极性的元件,所以伏安特性分正向和反向特性. 5.1.正向特性行(X坐標的正半軸):當正向電壓很低時, 正向電流几乎為零,當電壓超過某一值(稱此電壓為 “死區”電壓,隨管子材料及環境溫度而變)二极管才開 始處于導通狀態,碴管的死區電壓約為0.5v,鍺管約為 0.2v.導通后的二极管壓降較低,變化較小,碴管為0.6~0.7v, 鍺管為 0.2~0.3V. 5.2.反向特性(X負半軸):反向電壓在一定范圍內增大 時,反向電流极微小且基本不變,理想情況認為反向電 流為零,當反向電壓增大到极限程度,(稱為反向擊穿電壓) 反向電流突然急劇增大,此時得采取措施:降低或取消外加電壓,否則就對它判了死刑,使用時一定要注意. ※實驗表明,溫度每升高1度,二极管導通壓降下降2.5mV,反向電流增加一倍,這說明二极管很“怕熱”其實一切半導体都“怕熱”． 由以上分析可將二极管比擬成一個只能拉開而不能推開的門,當用較小的力,門就可以打開,用較大的力推反而打不開，但是當力大到超出門的机械強度時，門將破損并打開，從而失去之前只能拉而不能推的性質． 5.3主要參數： 5.3.1最大整流電流ＩＤＭ: 指二极极長期工作時，允許流過的最大正向平均電流，這是重要參數,超出此值會使二极管熱擊穿． 5.3.2反向工作峰值電壓ＵＲＭ，指保証二极管不被反向擊穿而規定的反向工作峰值電壓，一般取反向去穿電壓的１／３～１／２倍．例如２ＣＰ１０硅二极管擊穿電壓應小于１６伏，方保証二极管小ＣＡＳＥ的工作．常用二极管及其參數值如附錄３ 6.二极管的選用及使用注意事項： 由二极管特性曲線知硅管反向電流較小，一般在几個微安以下，而鍺管約有几十到几百微安．硅管熱穩定性好，且反向擊穿，且反向擊穿電壓也高，但鍺管死區電壓及導通壓降較硅管低，以上都是根据電路指標選擇管子的依据 . ． 7．二极管應用電路： 整流： 穩壓： 限幅 削波 繼流 六．半導体三极管 1.分類和基本結構：半導体三极管簡稱三极管或品体管，由兩個背的ＰＮ結構成，它表現出單個ＰＮ結不具備的功能──電流放大作用.其結構圖和對應電原理圖如下:(分別為PNP和NPN型) 按功率大小分為大,小率管.按工作頻率分為高,低率管. 按材料分硅.鍺管 但是不論怎么分都只有PNP和NPN兩种類型. 它的結構如上所示,在一坱半導体基片(硅或鍺)上,用特殊的工藝生成兩個背靠背的PN結,分為三個區域:發射區,基區,集電區,每一區引出一個電极,分別為發射极(E),基极(B),和集電极(C),在電路圖用字母“T’或“Q”表示,它們以E极的箭頭表示類型及電流方向. 前面提到三极管具有電流放大作用,這是在其內部結構上有其特殊性:(1).發射區摻雜濃度遠高于基區的摻雜濃度;(2):發射區和集電區雖為同一性質的摻雜半導体,但發射區的摻雜濃度要高于集電區,(3).聯系發射結和集電結兩個PN結的基區非常薄,約為几微米,這是放大作用的內在依据,除此它還應當建立正確的工作點,即發射結正偏,集電結反偏, 這可以說是外在依据,常見三极管外觀封裝. 2.命名:見附錄2是我國國標命名法,此附錄對于進口管就失效了,此時只能通過知識經驗的積累和查閱三极管手冊. ※:三极管放大并非常將信號直接放大,它只是用小信號控制直流電源轉換為与信號同頻同相但幅度更大的信號. 3. 主要參數 3.1. 電流放大系數β=△IC/△IB 3.2. 极間反向飽和電流ICBO和ICEO 3.2.1 ICBO指E极開路,集電結加反向壓壓時測得的集電极電流. 3.2.2ICEO指基极開路時,集電极与發射之間的反向電流又稱穿透電流,在使用中這兩种電流應越小越好. 3.2.3极限參數 (1).集電极最大允許電流ICM (2).集電极最大允許損耗功率Pcm:該值導三极管工作環境,散熱條件都有關. (3).反向擊穿電壓U(BR)CEO:指B极開路時,加于C极与E极之間的最大允許電壓. (4).溫度對晶体管參數的影響:在討論二极管時,知道二极管怕熱,三极管也一樣,隨著溫度的變化參數將發生一定變化. 4. 應用及應用注意事項:如下所示是三极管發射极放大電路,和振蕩電路,三极管應用注意事項与二极管相似,但其為三個腳,明確每一個腳的极性方向方可投入使用,不可亂來,否則將損坏管子. 七 其它電子電件 1. 場效應管:俗稱COM管,在電路中仍用T表示,并且外觀封裝与晶体三极管一模一樣,但是內部的導電机理或者是外部的特性曲線大不相同,場效應管還具有輸入阻抗高,功耗小,体積小,易于集成化 ,廣泛用于大規模和超大規模數字集成電路中,但是成本較高,下邊是結型場效應管結構和電氣圖: 2. 集成快:隨著電子技朮的發展,絕大部分線路都趨于集成化,因為一個集成電路中包含多個或多組單元電路,例如在每平方厘米的超大規模集成坱中包著10萬個以上的元件.這樣可減少PCB元件及焊點,減少調試和組裝步驟,使產品成本降低,可靠性,穩定性及生產效率大大提高,常見集成電路封裝有:(用阿拉伯數字表示腳號) 3. 揚聲器:俗稱喇叭,這是我們公司目前的主流電子元件,大家并不陌生,如下為一般喇叭結構. 從結構可知該元件也應為電感器件,但為了需要還是專門對它工作原理系統的介紹.由環形磁鐵的磁場分布知道,所有磁力線(為形象表示磁場強弱而引入的假想曲線)在環心最密,磁通量(單位面積的磁場強度)最大,加上鐵芯的引入,該鐵芯內的磁場將成百上千的增加,當喇叭加以信號 ,音圈中有電流通過,根据右手則將產生一固定方向磁場,并隨信號极性而變,該磁場在鐵芯磁場中會受到力的作用,從崦發生机械振動(振動方向也隨信號极性而變) ,通過空氣介質被人耳所感覺. 分類:按工作頻率分為高,中,低音喇叭. 按功率大小分為不同功率的喇叭. 按線圈內阻分:為了使喇叭和擴音器(功放)實現阻抗匹配,對于不同的擴音器,應選擇對應內阻喇叭.常見的有4.6.8.12.24Ω等當然也可特制不同的內阻,只要喜歡,沒什么不可以,但對喇叭生產會有不便. 按是否有磁屏磁分內磁式和外磁式喇叭. （１）．檢波与整流二极管參敉：
（２）．穩壓管
附錄３ |
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