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1、第 1 页 共 21 页毕 业 设 计 毕业设计名称： 机电一体化毕业设计 题 目：电子元件的选择与应用 学 生 姓 名： 专 业： 机电一体化 学 号： 指 导 教 师： 日期：2010 年 11 月 7 日毕业设计第 2 页 共 21 页毕业设计第 3 页 共 21 页摘要电子元器件是电子电路的重要组成单元。当一种电路结构形成被设计确定，并以精密的工艺手段完成制作与调试之后，电子元器件将在长期通电运行中各行其责，默默的承担着各自的使命。因此，这些电子元器件的性能、质量将对电子设备产品质量与可靠性起着决定性的作用。电子元器件有许多种，本文以电阻器、电容器为核心，主要介绍了电阻器、电容器的基本
2、性能及各种参数意义，以及质量判断和使用规范；并对其工作原理和它们在电路结构中所起的作用。根据电阻器、电容器的特点和作用，从多个侧面入手，结合当今飞速发展的电子应用领域，以典型单元电路为主，有的放矢的详细介绍了电阻器、电容器的基本知识，它们在电路中所起的作用，电路工作原理分析等。 关键词：电子元器件；电阻器；电容器；检测 毕业设计第 4 页 共 21 页引言几乎所有的现代化电子设备和电子产品；其内部电路结构通常除了晶体二极管、三极管、集成电路、半导体器件之外，还有一个较大群体的组成部分，那就是电子电路最基本的三大电子元件电阻、电容和电感。这些常用的电子元件在各种电路结构中，根据它们所在的位置起着
3、各自的作用。本文以电阻器、电容器为核心，主要介绍了电阻器、电容器的基本性能及各种参数意义，以及质量判断和使用规范；并对其工作原理和它们在电路结构中所起的作用。根据电阻器、电容器的特点和作用，从多个侧面入手，结合当今飞速发展的电子应用领域，以典型单元电路为主，有的放矢的详细介绍了电阻器、电容器的基本知识，它们在电路中所起的作用，电路工作原理分析等。 1电阻器 1.1 电阻器的基础知识电阻器是电路元件中应用最广泛的一种，在电子设备中约占元件总数的30%以上，其质量的好坏对电路工作的稳定性有极大影响。它的主要用途是稳定和调节电路中的电流和电压，其次还作为分流器分压器和负载使用。（1）电阻器的分类按结
4、构形式分类 电阻器按结构形式分类有固定电阻器、可变电阻器两大类。 固定电阻器的种类比较多，主要有碳质电阻、碳膜电阻、金属电阻、线绕电阻器等。固定电阻器的电阻值是固定不变的，阻值的大小就是它的标称值。固定电阻器的文字符号常用字母“R”表示。 按制作材料的不同分类 线绕电阻器、膜式电阻器、碳质电阻器等。 按用途分类 精密电阻器、高频电阻器、高压电阻器、大功率电阻器、热敏电阻器、毕业设计第 5 页 共 21 页熔断电阻器等等。 按引出线的不同可分为轴向引线、无引线电阻器。（2）常用的电阻器碳膜电阻 碳膜电阻是最早、最广泛使用的电阻。它是由碳沉积在瓷质基体上制成，通过改变碳膜的厚度或长度，可以得到不同
5、的阻值。其主要特点是耐高温，当环境温度升高后，其阻值变化与其它电阻相比，变化很小，高频特性好，精度高，常在精密仪表等高档设备中使用。 金属膜电阻 金属膜电阻是在真空条件下，在瓷质基体上沉积一层合金粉制成。通过改变金属膜的厚度或长度可得到不同的阻值。其主要特点是耐高温，当环境温度升高后，其阻值变化与碳膜电阻相比，变化很小，调频特性好，精度高，常在精密仪表等高档设备中使用。 线绕电阻 线绕电阻是用康铜丝或锰铜丝缠绕在绝缘骨架上制成。它有很多优点：耐高温、精度高、功率大。但其调频特性差，这主要是由于其分布电感较大。在低频的精密仪表中被广泛应用。 保险电阻 保险电阻具有双重功能，在正常情况下具有普通电
6、阻的电气特性，一旦电路中电压升高、电流增大或某个元器件损坏，保险电阻就会在规定的时间内熔断，从而达到保护其它元器件的目的。 光敏电阻 光敏电阻是一种电导率随吸收的光量子多少而变化的敏感电阻。它是利用半导体的光电效应特性制成的。其电阻随着光照的强弱而变化。光敏电阻器主要用于各种自动控制、光电计数、光电跟踪以及照相机的自动曝光等场合。 NTC、PTC 热敏电阻 NTC 热敏电阻是一种具有负温度系数变化的热敏元件，其阻值随温度升高而减小，可用于稳定电路的工作点。PTC 热敏电阻是一种具有正温度系数变化的热敏元件。在达到某一特定温度前，电阻值随温度升高而缓慢下降，当超过这个温度时，其阻值急剧增大。这个
7、特定温度点称为居里点。PTC 热敏电阻的居里点可通过改变其材料中各成分的比例而变化。它在家电产品中被广泛应用，如彩电的消磁电阻、电饭煲的温控器等。 其它敏感电阻器 湿敏电阻器、磁敏电阻器、气敏电阻器、力敏电阻器、压敏电阻器等，这些敏感电阻器在自动控制方面起到很大作用。 （3）电阻器的符号毕业设计第 6 页 共 21 页（4）电阻器的主要性能指标 额定功率：在规定的环境温度和湿度下，假定周围空气不流通，在长期连续负载而不损坏或基本不改变性能的情况下，电阻器上允许消耗的最大功率。为保证安全使用，一般选其额定功率比它在电路中消耗的功率高1-2 倍。额定功率分 19 个等级，常用的有 0.05W、0.
8、125W、0.25 W、0.5 W、1 W、2 W、3 W、5 W、7 W、10 W，在电路图中非线绕电阻器额定功率的符号表示如下图： 图 1标称阻值：产品上标示的阻值，其单位为欧，千欧、兆欧，标称阻值都应符合下表所列数值乘以 10N欧，其中 N 为整数。允许误差标 称 阻 值 系 列5% 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.03.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.110% 1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7 3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.220% 1.0 1
9、.5 2.2 3.3 4.7 6.8表 1 在电路图中电阻器阻值在兆欧以上，标注单位 M。比如 1 兆欧，标注 1M；2.7 兆欧，标注2.7M。毕业设计第 7 页 共 21 页阻值在 1 千欧到 100 千欧之间，标注单位 k。比如 5.1 千欧，标注5.1k；68 千欧，标注 68k。阻值在 100 千欧到 1 兆欧之间，可以标注单位 k，也可以标注单位 M。比如 360 千欧，可以标注 360k，也可以标注 0.36M。阻值在 1 千欧以下，可以标注单位 ，也可以不标注。比如 5.1 欧，可以标注 5.1 或者 5.1；680 欧，可以标注 680 或者 680色标位置和倍率关系颜色 有
10、效数字 倍率 允许偏差（%）银色 / x0.01 10金色 / x0.1 5黑色 0 +0 /棕色 1 x10 1红色 2 x100 2橙色 3 x1000 /黄色 4 x10000 /绿色 5 x100000 0.5蓝色 6 x1000000 0.2紫色 7 x10000000 0.1灰色 8 x100000000 /白色 9 x1000000000 /表 2 色标位置和倍率关系示例在电阻体的一端标以彩色环，电阻的色标是由左向右排列的，图 1 的电阻为 270000.5%。精密度电阻器的色环标志用五个色环表示。第一至第 3 色环表示电阻的有效数字，第 4 色环表示倍乘数，第 5 色环表示容许
11、偏差，图 2 的电阻为17.51% 毕业设计第 8 页 共 21 页表示 270005% 表示 17.51% （5）电阻器的简易测试 阻值测试方法主要有万用表测试法。另外，还有电桥测试法、RLC 智能测试仪测试法、电阻误差分选仪测试法等。 用万用表测量电阻的方法如下： 将档位旋钮置于电阻档，再将倍率档旋钮置于 R1 档，然后把两表笔金属棒短接，观察指针是否到零位。如果调整欧姆档调零旋钮后，指针仍然不能到零位，则说明电池不足，应更换电池。 按万用表使用方法规定，表笔应指在标度尺的中心部分，读数才准确，因此，根据电阻器的阻值来选择倍率档。 右手拿万用表棒，左手拿电阻体的中间，切不可用手同时捏表棒和
12、电阻器的两根引脚。因为这样测量的是原电阻器并上人体电阻的阻值，尤其是测量高电阻时，会使测量误差增大。在电路中测量电阻时要切断电源，要考虑电路中的其它元器件对电阻值的影响。如果电路中接有电容器，还必须将电容器放电，以免万用表被烧毁。 （6）电阻器的选用 按用途选择电阻器的种类 在一般档次的电子产品中，选用碳膜电阻就可满足要求。对于环境较恶劣的地方或精密仪器中，应选用金属膜电阻。 正确选取阻值和允许误差 对于一般电路，选用误差为5%的电阻即可，对于精密仪器应选用高精度的电阻器。 为保证电阻器可靠耐用，其额定功率应是实际功率的 23 倍。 电阻器安装前，应将引线处理一下，保证焊接可靠。高频电路中电阻
13、器引线不宜长，以减少分布参数的影响；小型电阻器的引线不宜短，一般大于 5mm 以上。 使用电阻器，应注意电阻两端所承受的最高工作电压。 电阻器绝缘性能要良好。不能有脱漆现象等。1.2 电阻器在电路中的应用 毕业设计第 9 页 共 21 页（1）电压分配我们对分压器可能都有所了解, 电阻在工作时确实会消耗一些功率, 但是通过它们分配的电压可以使晶体管或电子管实现正常的偏置. 这样可以保证放大器或振荡器在最有效, 最可靠的状态下工作.（1） 偏置 为了更有效地工作, 晶体管或电子管需要正确地被偏置. 也就是说要控制电极-基极, 门极或栅极-必须有特定的电压或电流. 电阻网络被用来完成这项任务. 不
14、同的电路需要不同的偏置电平. 射频发送放大器的偏置通常与振荡器或低电平接收放大器的偏置是不同的. 有时用分压器来实现偏置, 有时不需要. 图 2 所示的晶体管就是通过把一对电阻接成分压器的形式来实现偏置的.图 2 用于偏置晶体管基极的分压器（2） 限流电阻器会妨碍电路中电子的流动. 有时候这是为了保护某个元件或电路. 接收放大器就是一个很好的例子. 电阻器可以防止晶体管因消耗大量功率而发热. 如果没有电阻器来限制或控制电流, 晶体管就会被与信号无关的直流电流而烧坏. 一个没有正确设计的放大器需要经常更换晶体管, 不是因为在需要的地方没有使用电阻器, 就是所选电阻器的阻值不对.图 3 所示为与晶体管串联的限流电阻器. 通常它被接在发射极端, 但也可接在集电极端.毕业设计第 10 页 共 21 页图 3 晶体管 电路中的限流电阻器（3） 功率耗散把功率以热的形式耗散掉并不总是坏事. 有时电阻器可被用来作为虚拟元件, 于是从电路侧看电阻器, 就好像它是一个复杂的东西. 例如, 在收音机中, 电阻器可被用来替代天线. 这样就可以测试发射器了, 而不会干扰电视广播的信号. 发射器的输出使电阻器发热, 而不会发射出任何信号. 但是只要测试完毕, 就抑换上天
