敏感陶瓷与器件

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1、第三章 敏感陶瓷与器件,公衍生 材料科学与工程系,本章内容,电子元器件基础知识 传感器简介 热敏陶瓷及其应用 压敏陶瓷及其应用 气敏陶瓷及其应用 湿敏陶瓷及其应用 光敏陶瓷及其应用,3.1电子元器件基础知识,电子器件是组成一个实际的电子电路或电子产品最基本的单元，是一个具体的实物；而电子元件则是从实际电子元件中抽象出来的模型，是电路图中的一个符号。 常用的电子元器件： 电阻器 电容器 半导体器件,基本电子元件特性一览表,3.1电子元器件基础知识,无源器件:是指没有电压、电流或功率放大能力的元器件，这类器件有电阻器（简称电阻）、电容器（简称电容）、电感器（简称电感）、二极管和数码管等。 有源器件

2、：有源器件是指有电压、电流功率放大能力的器件，主要有三极管、场效应管和运算放大器等。,3.1电子元器件基础知识,1. 电阻器 电阻器是电子设备中使用最多的基本元件之一，统计表明，电阻器在一般电子产品中要占到全部元件的50%左右。 具有一定阻值，一定几何形状，一定技术性能的在电路中起特定作用的元件，叫做电阻器（简称电阻），应用于各种电子设备。,3.1电子元器件基础知识,1. 电阻器 电阻在电路中的主要用途是：分压、限流和充当负载。 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、

3、压敏电阻器、光敏电阻器等。,3.1电子元器件基础知识,电阻器的型号命名,示例：RJ71 0.125 5.kI型的命令含义,由此可见，这是精密金属膜电阻器，其额定功率为W， 标称电阻值为51k，允许误差为土5。,3.1电子元器件基础知识,电阻器的主要参数 标称值：电阻器表面所标阻值叫标称值。电阻器的标称值是按国家规定标准化了的电阻值系列。 额定功率：电阻器的额定功率是指在标准大气压和一定环境温度下，电阻器长期连续负荷所允许消耗的最大的功率。 允许误差：电阻器的允许误差是指实际阻值对于标称阻值的允许最大误差范围，它表示产品的精度。,3.1电子元器件基础知识,电阻器标称系列,应用时将上表中所列数值乘

4、以10n(n为正整数)。例如：1.2乘以10n得到1.2、12、120、1.2k、12k、120k、1.2M等阻值系列。,由上表可见，不同精度等级的电阻器有不同的阻值系列。,电阻标称值,3.1电子元器件基础知识,3.1电子元器件基础知识,电阻器的标注方法 a 、文字符号直接标注,3.1电子元器件基础知识,b、色码法色码标注的电阻器表面有不同颜色的色带，每一种颜色对应一个数字，色带位置的不同，所表示的意义也不相同，它可以分别表示有效数字、乘数或允许误差。一般常用三环、四环和五环的色码电阻器。,色码代表的意义,3.1电子元器件基础知识,电阻器的色环表示方法,3.1电子元器件基础知识,色环电阻示例,

5、第一环红色，第一位有效数字为 2 第二环黄色，第二位有效数字4 第三环橙色，倍乘数103 误差环本色，误差为20%。,第一环黄色，第一位有效数字为 4 第二环紫色，第二位有效数字7 第三环红色，倍乘数102 误差环棕色，误差为1%。,3.1电子元器件基础知识,特殊电阻特殊电阻器都是用特殊材料制造的，它们在常态下的阻值是固定的，当外界条件发生变化时，其阻值也随之发生变化，故又称其为敏感型电阻。按输入、输入关系可分为“缓变型”和“突变型”两种。根据性质可分为：热敏、光敏、压敏、气敏、湿敏、磁敏电阻器等。,3.1电子元器件基础知识,热敏电阻器：热敏电阻器是利用半导体的电阻率受温度的影响很大的性质支撑

6、的温度敏感器件。可分为： MF：负温度系数；MZ：正温度系数。,图形符号,3.1电子元器件基础知识,负温度系数热敏电阻（NTC）：阻值随温度的升高而减小。,正温度系数热敏电阻（PTC）：阻值随温度的升高而升高。,热敏电阻,3.1电子元器件基础知识,光敏电阻（MG）:光敏电阻器是利用半导体材料的电阻率受光照的影响很大的性质制成的。光敏电阻的阻值随光照强度的变化而变化。无光照时，为高阻态，阻值可达1.5M；有光照时，为低阻态，阻值减小到1k 左右。,图形符号,3.1电子元器件基础知识,压敏电阻 MY压敏电阻是以氧化锌为主要材料制成的半导体陶瓷元件，电阻值随加在两端电压的变化按非线性特性变化。当加到

7、两端电压不超过某一特定值时，呈高阻抗，流过压敏电阻的电流很小，相当于开路。当电压超过某一值时，其电阻急骤减小，流过电阻的电流急剧增大。 压敏电阻在电子和电气线路中得到较多的应用，主要用于过压保护和用来作为稳压元件。其符号为：,3.1电子元器件基础知识,磁敏电阻 MC磁敏电阻器是采用砷化铟或锑化铟等材料，根据半导体的磁阻效应制成的，阻值随穿过它的磁通量增大而增大。是一种对磁场敏感的半导体元件，可以将磁感应信号转变为电信号。主要用于测磁场强度、磁卡文字识别、磁电编码、交直流变换。其符号为：,电阻器的选用原则,在选用电阻器时必需首先了解电子产品整机工作环境条件。 要了解电子产品整机工作状态。 既要从

8、技术性能考虑满足电路技术以保证整机的正常工作，又要从经济上考虑其价格、成本，还要考虑其货源和供应情况。 根据不同的用途选用。 阻值应选取最靠近计算值的一个标称值，不要片面采用高精度和非标准系列的电阻产品。 电阻器的额定功率选取一个比计算的耗散功率大一些（1.52倍）的标称值。 选取耐压比额定值大一些的。,3.1电子元器件基础知识,2. 电位器电位器实际上是一个可变电阻，其阻值可在一定的范围内变化。,图形符号,电位器作为可变电阻使用时的连接方法,作为电位器使用时的连接方法,3.1电子元器件基础知识,3.1电子元器件基础知识,电位器的型号电位器型号组成方式与电阻器基本相同，型号的主称部分用W，材料

9、部分与电阻同，分类部分见下表：,3.1电子元器件基础知识,3. 电容器电容器是电子电路中常用的器件,它是由两个导电极板,中间夹一层绝缘介质构成。当在两个导电极板加上电压时，电极上就会储存电荷。所以电容器是一种储能器件。,F(法拉)、F(法)、 pF(皮法），常用F和pF。,电容器的符号：,C,电容器的单位：,正极,电容的图形符号：,3.1电子元器件基础知识,3.1电子元器件基础知识,电容器的分类 电容器按结构可分为： 固定电容器 可变电容器 半可调电容器 按极性可分为无极性和有极性电容：,1）电容器的分类,根据介质的不同，分为陶瓷、云母、纸质、薄膜、电解电容几种。 陶瓷电容：体积小，自体电感小

10、。 云母电容：性能优良，高稳定，高精密。 纸质电容：价格低，容量大。 薄膜电容：体积小，但损耗大，不稳定。 电解电容：容量大，稳定性差。（使用时应注意极性）,3.1电子元器件基础知识,常见电容器外形图,3.1电子元器件基础知识,2）电容器的主要参数 a.标称容量及精度标称容量是电容器外表面所标注的电容量，是标准化了的电容值，其数值同电阻器一样，也采用E24、E12、E6标称系列。 b.额定工作电压额定工作电压是电容器在规定的工作温度范围内，长期、可靠地工作所能承受的最高电压。若工作电压超出这个电压，电容器会被击穿损坏。,3.1电子元器件基础知识,3）电容器的标注方法 a.直接标注 直接标注是用

11、文字或数字将电容器有关的参数直接标注在电容器表面上。 体积较大的电容器可标注材料、标称值、单位、允许误差和额定工作电压或只标注标称容量和额定工作电压。 而体积较小的电容器只标注数字，不标注单位，直接用数码表示容量。,电容器的型号命名,C BB 1 2(非密封型聚丙烯电容器),第四部分，用数字表示产品序号,第三部分，用数字（个别用字母）表示分类,第二部分，用字母表示介质材料，BB为聚丙烯,第一部分，用字母C代表电容,例：,国产电容器的型号一般由四部分组成,示例：CJX250033 + 10电容器的命令含义：,3.1电子元器件基础知识,b. 文字符号法： 采用字母或数字或两者结合的方法来标注电容的

12、主要参数。,例如：,10p表示容量为10pF 4.7表示容量为4.7 F 3p3表示容量为3.3pF 10n表示容量为10nF，即0.01F 8n2表示容量为8.2nF，即8200pF,3.1电子元器件基础知识,c. 数码表示法： 用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，后一位表示倍乘数。,103 容量为10103pF=10000pF，即0.01F 104 容量为100000pF，即0.1F。 332 容量为3300pF 473 容量为47000pF，即0.047 F,例如：,注意：,第三位数如果是9，则倍乘数为10-1 。,229表示22 10-1pF，即2. 2 pF,例如：,339表

13、示33 10-1pF，即3. 3 pF,3.1电子元器件基础知识,只标数字不标单位的直接表示法 采用这种表示方法的容量单位有pF和F， F用于电解电容。 如：4700表示4700 pF；47表示47 F。,电容器示例,CD25V 47F,电容,铝电解,负极标记,电容器示例,3.1电子元器件基础知识,4) 电容器的选用 电容器的种类很多, 应根据电路的需要, 合理的选用。 选用合适的介质； 容量及允许误差的选择 ； 额定工作电压。,3.1电子元器件基础知识,5) 测试漏电阻的方法 1. 用万用表的两个表笔分别与 电容的两只管脚接触。 2.观察表针的摆动，若冲电过程结束，指针回到处附近，所示数值越

14、大，表明电容的漏电阻越大。 3.一般电解电容的漏电阻为数百k以上，普通电容为。若所测电容的漏电阻值在正常范围内，则表明电容的性能是好的。,3.1电子元器件基础知识,4. 半导体器件 半导体器件是电子元器件中功能和品种最为复杂的一类器件。由于历史发展的原因，各国对其功能分类及命名的方法各不相同。 常用的有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、发光二极管和光电耦合器等。,根据我国国家标准（GB249-64），半导体器件的型号由5个部分组成：,3.1电子元器件基础知识,示例:,3.1电子元器件基础知识,欧洲半导体分立器件型号命名法,日本半导体分立器件型号命名方法,美国半导体分立器件型号命名法,3.1电子

15、元器件基础知识,二极管 二极管是用半导体单晶材料(主要是锗和硅材料)制成的半导体器件。根据所用材料不同分为硅二极管和锗二极管。,二极管的符号：,二极管的结构：,3.1电子元器件基础知识,二极管的单向导电性,3.1电子元器件基础知识,二极管的伏-安特性 伏-安特性表示的是加在二极管两端的电压和流过二极管的电流之间的关系。 用伏-安特性可以更清楚的表示二极管的单向导电性。,3.1电子元器件基础知识,二极管的正向特性当加在二极管两端的电压在零值附近时，电流为零。当电压为正向且达到一定值时，电流随着电压的增加而迅速上升，这个电压叫导通电压，硅二极管的导通电压为0.60.7V，锗二极管的导通电压为0.2

16、0.3V。,二极管伏-安特性曲线,3.1电子元器件基础知识,二极管的反向特性 二极管加反向电压时，处于截止状态，反向电流很小，且反向电流不随电压的增大而增大，称其为反向饱和电流。 反向电压达到一定数值，二极管失去单向导电性，反向电流会突然急剧增大，称为“反向击穿”，这时的电压称为反向击穿电压。 反向击穿时，容易烧坏管子。通常二极管在正常使用时，是不允许进入击穿范围的。,3.1电子元器件基础知识,常用二极管类型 整流二极管。由硅半导体材料制成，用于整流电路。常用的有1N400系列。 检波二极管。由锗半导体材料制成，常用的有2AP系列。 稳压二极管。反向击穿时，两端电压能固定在某一电压值，基本不随电流大小变化。稳压二极管使用时反向连接，并且需要串联一限流电阻，限制击穿后的电流，以免烧毁二极管。,3.1电子元器件基础知识,常用二极管类型 发光二极管。伏安特性与普通二极管一样，但它的正向压降较大，在压降达到一定值时就导通发光。发光二极管的工作电压一般为1.5。发光的颜色与构成PN结的材料有关。,