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1、电子元件基础知识 电子元器件是电子系统的基础，熟悉电子元器件的性能及识别方法，在学习理解电路上是非常重要的。本章将详细介绍电阻、电容、二极管、三极管、晶振和IC 等常用电子元器件的特性和使用方法。 一、 电阻器 电阻器简称电阻（Resistor，通常用“R”表示）是所有电子系统中使用最频繁的电子元件，其电路符号如图1 所示。电阻的主要物理特征是将电能转换为热能，电流经过它就产生内能，是耗能元件。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。 图1 各种电阻电路符号 1 分类 电阻的种类很多，如图2 所示。一般可以按以下几种方法来区分： l 阻值特性：可分为固定电阻
2、、可调电阻和特种电阻 （敏感电阻）等；l 制造材料：碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻等；l 安装方式：插件电阻和贴片电阻。 注意：不同的电阻器，不仅其电阻值不同，功能也不一样，所以不同的电阻器是不可以随便替代的。 图2 电阻分类2 电阻的单位 在国际单位制中电阻的单位是欧姆，用符号“”表示。欧姆的定义：当在一个电阻器的两端加上1 伏特的电压时，如果在这个电阻器中有1 安培的电流通过，则这个电阻器的阻值为1 欧姆。此外还有K（千欧），M（兆欧），其中：1M= 103K，1K= 103 。 3 功率 功率的单位是瓦特，电阻器的功率为它在正常使用情况下能释放多少能量，功率越高， 释放的能量越多。需要注
3、意的是，尽管电阻阻值一样，也不能使用低功率的电阻代替高功率的电阻。 4 误差 误差是电阻阻值允许变动的范围，用正号和负号表示其正常的变动状况。例如一个电阻阻值为10010%，则电阻阻值可以在90-110之间变化。 精密电阻的误差在2%以下，用五个色环识别；半精密电阻的误差在2%以上，用四个色环识别。注意：若在元件体的一端有一宽的银色环，此元件不是电阻，是电感器，电阻的银色色环与其它色环宽度相同。5 电阻的标识方法 (1)色标法 目前国标上普遍使用色环标识电阻，色环在电阻器上有不同的含义，它具有简单、直观、方便等特点。色环电阻中最常见的是四环电阻和五环电阻，如图3 所示。 图3 色环电阻识别图1
4、） 四环电阻 四环电阻由2 条数据环、1 条倍率环和1 条误差环构成。 l 第一道色环印在电阻的金属帽上，表示电阻第一位有效数字和色标法读数的方向； l 第二道色环表示第二位有效数字；l 第三道色环表示相乘的倍率；l 第四环表示误差。 国外有些厂家把第四环也标在金属帽上，此时，金色或银色的一环是第四环，第一环是离元件体端部最近的一环。例如：某电阻的色环依次为“黄、紫、红、银”，则该电阻的阻值为47102 = 4.7K，误差为10% 。 2） 五环电阻 五环电阻的标识与四环电阻的基本相同，区别是： l 多一条数据环； l 阻值精度较高，五环电阻的误差在2% 以下。例如：电阻R1 的色环依次为“黄
5、、紫、黑、棕、棕”，则该电阻的阻值为47010= 4.7K，误差为1%。除了四环电阻和五环电阻，还有六环电阻，阻值读法与五环电阻一样，其最后一环表示温度系数。 (2)直标法 将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上，例如：“5.1k 5%”表示电阻阻值为5.1k，误差为5%。 (3)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。例如：0.1= 1 = 0R1， 3.3= 3 = 3R3，3K3 = 3.3K。 (4)数标法 对于误差大于2%的电阻，用三位数字表示，前两位数字代表有效数字，最后一位数字表示10 的多少次方。例如：103 表示10103 或10K
6、。对于误差小于2%的电阻，阻值用四位数字表示，前三位数字代表重要数据，最后一位表示加零的个数。例如：2672 表示267102 或26.7K。字母“R”代表小数点，后跟有效数字。例如：R10 = 0.10。6 电阻网络 电阻网络与色环电阻相比具有整齐、少占空间的优点，它的内部实际上是由很多个电阻并排在一起，所以也叫做排阻。在电路中电阻网络的符号为“RN”、“RP”等。电阻网络有两种类型，如图4 所示。 l 双列直插电阻网络，类似于IC； l 单列直插电阻网络。 1 号管脚由在元件体上的小圆点或数字“1”或一条粗实线表示，一般为电阻网络的公 共端，使用的时候需要注意。图4 直插电阻实物图7 电位
7、器 电位器是一种可调电阻器，可通过调整其元件体上的旋扭或螺钉改变其阻值。 电位器的电路符号是“R”，具有方向性。一个电位器有三个管脚，一般只有一种方法把电位器插入电路板。电位器有方形、圆形等形状。 图5 电位器 8 敏感电阻器 敏感电阻是指器件特性对温度，电压，湿度，光照，气体，磁场，压力等作用敏感的电阻器。敏感电阻的符号是在普通电阻的符号中加一斜线，并在旁标注敏感电阻的类型，例如：T、V 等。 (1)压敏电阻 压敏电阻是对电压变化很敏感的非线性电阻器。当电阻器上的电压在标称值内时，电阻器上的阻值呈无穷大状态，当电压略高于标称电压时，其阻值很快下降，使电阻器处于导通状态，当电压减小到标称电压以
8、下时，其阻值又开始增加。 压敏电阻可分为无极性(对称型)和有极性(非对称型)压敏电阻.选用时，压敏电阻器的 标称电压值应是加在压敏电阻器两端电压的22.5 倍。另外需要注意压敏电阻的温度系数。 (2)湿敏电阻 湿敏电阻由感湿层、电极和绝缘体组成，湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻、碳湿敏电阻和氧化物湿敏电阻。 l 氯化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小，缺点是测试范围小，特性重复性不好，受温度影响大； l 碳湿敏电阻缺点是低温灵敏度低，阻值受温度影响大，有老化特性，较少使用；l 氧化物湿敏电阻性能较优越，可长期使用，温度影响小，阻值与湿度变化呈线性关系。(3)光敏电阻 光敏电阻是电导率随着光量力的变化
9、而变化的电子元件，当某种物质受到光照时，载流子的浓度增加从而增加了电导率，这就是光电导效应。光敏电阻分为可见光光敏电阻、红外光光敏电阻和紫外光光敏电阻。 (4)气敏电阻 利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成，主要成分是金属氧化物，主要类型有：金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻和陶瓷气敏电阻等。 (5)力敏电阻 力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻。主要类型有硅力敏电阻器，硒碲合金力敏电阻器，合金电阻器具有更高灵敏度。力敏电阻可制成各种力矩计，半导体话筒，压力传感器等。 二、 电容器 电容器 （Capacitor）简称电容，由两个金属极和绝缘介质构成。电容的特性主要是隔 直流
10、通交流，多用于级间耦合、滤波、去耦、旁路及信号调谐。电容的符号为“C”，电路符号如图6 所示。 图6 常见电容电路符号1 类型 电容可以按以下几方面进行分类： l 介质：气体介质电容、液体介质电容、无机固体介质电容和有机固体介质电解电容； l 极性：有极性电容和无极性电容；l 结构：固定电容、可变电容和微调电容。2 电容的容量单位和耐压 电容容量就是反映电容器施加电压后储存电荷的能力。电容的基本单位是F （法）， 常用单位还有：mF（毫法）、F（微法）、nF（纳法）和pF（皮法）。由于F 的容量比较大，电容一般以F、nF、pF 为单位。 换算关系：1F = 106 F，1F = 103 nF
11、= 106 pF。 每个电容都有它的耐压值，用“V ”表示。无极性电容的标称耐压值比较高，一般有： 63V、100V、160V、250V 和400V 等。有极性电容的耐压相对比较低，一般有：4V、6.3V、 10V、16V、25V、35V 和50V 等。 注意：如果两电容器的容量相同，工作电压大的电容器可代替工作电压小的电容器，反之则不能代替。3 电容的标注方法和容量误差 电容的标注方法一般采用直标法和数标法两种方式。 （1） 直标法 直标法就是将电容容量直接标注在电容器的表面。体积比较大的电容多采用这种方式 进行标注。例如：“25V10 F”表示容量值为10F 耐压值为25V 的电容。 （2
12、） 数标法 数标法常用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是10 的多少次 方。例如：102 表示10102 pF = 1000pF。 电容容量误差用特定符号来表示，如表1 所列。 表1 电容误差表 字母FGJKLM误差 （%）1251015204 电容的正负极区分 如图7 所示，常用电解电容器上面有白色条纹，表示该脚是负极。钽质电容器上面有一个正号，表示该脚是正极。引脚长短也可以用来区别正负极，长脚为正，短脚为负。 图7 几种电容的外形三、二极管 二极管是一种单向导电性元件，在正向电压的作用下，导通电阻很小，反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。因此常用作整流、隔离、稳压、极性
13、保护、编码控制、调频调制和静噪等。二极管的符号是“CR”或“D”，其电路符号如图8 所示。 图8 常见二极管电路符号二极管其外形如图9 所示，其封装材料有玻璃和塑料等。二极管表面上的标记是型 号和正负极；小功率二极管的负极，大多采用一种色圈标出来；发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长引脚为正极，短引脚为负极。图9 几种二极管的外形 二极管按作用可分为：整流二极管 （如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管 （如1N5819）、发光二极管和稳压二极管等。 1 稳压二极管 稳压二极管是一种硅材料制成的面接触型晶体管，简称稳压管。稳压管在反向击穿时， 在一定的电流范围内，端电
14、压几乎不变，表现出稳压特性，因而广泛用于稳压电源与限幅电路之中。 2 发光二极管(LED) 发光二极管通常用来作为显示用途，除单个使用外，也常作为七段式或矩阵式器件，工作电流一般为几毫安至几十毫安之间。发光二极管的另一重要用途是将电信号变为光信号，通过光缆传输，然后再用光电二极管接收，再现电信号。发光二极管常用的符号是“LED”。 3 光电二极管 光电二极管的结构与PN 结二极管类似，但在它的PN 结处，通过管壳上的一个玻璃窗口能接受外部光照。这种器件的PN 结在反向偏置状态下运行，它的反向电流随光照强度的增加二而上升。光电二极管可用作光的测量，是将光信号转换为电信号的常用器件。 四、 三极管 三极管，是半导体基本元器件之一，是电子电路的核心元件。三极管大都是塑料封装或金属封装，常见三极管的外观如图10 所示。 图10 几种三级管的外形三极管的电路符
