常用电子元器件课件.ppt

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1、常用电子元器件内容要点:l电阻器与电容器 l电容器l电感器l变压器l二极管l半导体分立器件l其他常用器件目的与要求:l了解电阻器、电容器、电感器、变压器、二极管、三极管、场效应管、晶闸管等常用电子元器件的标示方法、主要技术参数以及检测方法l掌握变压器的工作原理l掌握二极管的原理及其伏安特性 电阻器1电阻器和电位器电阻器的参数电位器的参数电位器的表示方法电阻器的选用和质量检测 电位器电位器的结构和工作原理电位器的选用和质量检测电阻器 电阻反映导体对电流的阻碍作用。在电路中起电阻作用的元件称为电阻器，通常简称为电阻。电阻通常用字母R表示，电阻的单位用欧姆()、千欧()和兆欧()表示。单位的换算关系

2、是：它的主要用途是在电路中稳定和调节电路中的电流和电压，其次还可作为分流器、分压器和负载等使用。a)碳膜电阻 b)金属膜电阻 c)精密电阻 d)线绕电阻 e)水泥电阻 f)贴片电阻 g)热敏电阻 h)压敏电阻i)湿敏电阻 j)光敏电阻 k)熔断电阻 l)分流器常用电阻的实物图电阻器的主要参数 电阻器的主要参数有标称阻值、允许偏差、额定功率、极限工作电压、稳定性、噪声电动势、最高工作温度、高频特性等。使用时一般主要考虑前三个参数。1)标称值 电阻器的标称值是指电阻器上面所标识的电阻值。2)允许偏差 电阻器标称值与实测值的最大偏差范围和标称阻值之比的百分数称之为电阻的允许偏差，它表示电阻器的精度。

3、3)额定功率 在规定的温度下，电阻器在电路中长期连续工作而不损坏或不显著改变其性能所允许消耗的最大功率。直标法：主要用于功率比较大的电阻器，如24 ，10%。文字符号法：如3 等同于3 3、3R3；允许偏差用、表示。改革后一般仅用3位数字标注标称值；允许偏差不再标注，通常小于5%。如223表示其阻值为 电阻器的标识方法色标法：小功率电阻广泛采用色标法。电阻的色环标识如下图所示。注：从有两个等间距的色环的左侧开始读数电位器 电位器(Potentiometers)是一种阻值可以在一定范围内调节的电阻器，有时也称为可变电阻器，分为可变和半可变电位器。a)单联式位器 b)双联式电位器 c)线绕电位器

4、d)精密电位器 e)直滑式电位器 f)数字电位器电位器的结构和工作原理 以旋转式电位器为例，电位器主要由电阻体、滑动片、转动轴、焊片和外壳等组成。转动轴旋转时，滑动片紧帖着电阻体转动，这样A、B和B、C引出端的阻值会随着轴的转动而变化。其中A、C端是固定端，B端是可调端。电位器的主要参数 和普通电阻器相比，由于其具有电阻可调的功能，其还具有滑动噪声、输出阻值变化规律、电位器轴长与轴端结构等参数。电位器的应用 由于电位器可以随意调节电阻值，因此它的应用十分广泛，主要用于电路中需要经常改变电阻值的位置，如收录机的音量控制，电视机中的亮度、对比度调节等都是通过电位器来完成的。特殊电阻器敏感电阻器：具

5、有电阻的特性，同时又具有传感器的作用，可以制作用于检测相应物理量的传感器及无触点开关。熔断电阻器：集电阻器与熔断器(保险丝)于一身，是一次性的，其阻值一般较小，常用于直流供电电路中。水泥电阻：功率大、散热好，具有良好的阻燃、防爆特性和高达100M的绝缘电阻，被广泛应用在开关电源和功率输出电路中。精密电阻器：主要特点是精度高，但成本较高，通常应用于测量电路中。电阻排及电阻网络：将若干固定电阻封装在一起，便于使用。分流器：使用电压量来表示电流量。贴片电阻：其主要特点是体积小、精度高、稳定性和高频性能好。数字电位器：是一半导体集成电路，它通过一组数控模拟开关来控制阻值的改变，无机械触点，寿命长，广泛

6、应用于音频视频设备和数字系统。电阻器和电位器的选用及质量判别选用电阻器的选用：1）型号的选取：对于一般应用，可选用市场货源 充足、价格较低的电阻。2）阻值和精度的选取：选择系列表中近似的标称值。3）额定功率的选择：一般情况下，选择电阻器的额定功率为实际耗散功率的两倍以上。电位器的选用：除上述几点外，还要根据自身用途和对如阻值变化性、分辨率等的具体要求来选择。质量判别电阻的质量判别方法：首先从外观上进行检查，看外形是否端正、标志是否清晰、保护漆层完好。然后使用万用表适当的欧姆档量程测量该电阻的阻值，将此值和该电阻的标称值比较。最好将电阻的一端与电路断开进行测量。电位器的质量判别方法：首先要测出电

7、位器的A、B、C端，质量判别方法基本同上，除此还要旋动电位器轴，看万用表读数是否连续、均匀的变化；看其绝缘电阻是否足够大。2电容器 电容器(Capacitor)由两个相互靠近的导体之间夹一层不导电的绝缘材料(电介质)构成。它的主要用途是在电路中起隔直、耦合、旁路、滤波、调谐、能量转换等作用。电容通常用字母C表示，电容的基本单位用法拉(F)表示，单位还有：毫法()、微法()、纳法()、皮法()，换算关系为:电容器的电容量C反映表示电容器储能能力的强弱。常用电容实物图 a)电解电容器 b)陶瓷电容器 c)瓷片电容器 d)涤纶电容器e)可调电容器 f)云母电容器 g)贴片电容器 h)独石电容器 电容

8、器的命名方式、标识方法和电阻器基本相同，要注意两者之间标识法中关于单位、色环读取、数字表示意义等处的差异。电阻器的主要参数与电阻也类似，其中较为特殊的有两个：绝缘电阻、损耗。绝缘电阻：也称为漏电电阻，是由于电容极板间的介质不是绝对绝缘体而造成的。绝缘电阻越小，漏电越严重，能量损耗多大。损耗:主要由介质损耗、电导损耗和电容所有金属部分的电阻所引起的。常用电容器分为有机介质电容器、无机介质电容器和电解电容器等几大类。1.有机介质电容器 有机介质电容器包括传统的纸质、金属化纸介电容器和常见的涤纶、聚苯乙烯、聚丙烯等有机薄膜类电容器。2.无机介质电容器 无机介质电容器包括用陶瓷、云母、玻璃等无机材料制

9、成的电容器。即瓷介电容器、云母电容器、玻璃电容器等。电解电容器 电解电容器是一种有确定正负电极的电容器，使用时不能接反极性！电解电容器的介质是一层极薄的氧化膜，在容量和耐压相同的情况下，其体积比其他电容器要小很多倍。电解电容器主要用在要求大容量的场合(如滤波电路等)中。电解电容器发热损耗大、绝缘性能差，漏电流大，长期存放可能会因电解液干涸而老化。常见的电解电容器有铝电解电容器和钽电解电容器。常用电容器选用及检测 选用：根据不同的电路以及电路中信号频率的高低选择合适的型号，合理确定电容器的精度与电容器的额定工作电压，尽量选择绝缘电阻大的电容，同时考虑温度系数和频率特性以及使用环境。检测：使用电容

10、前首先要检测电容是否有漏电、内部短路和开路的情况。检测方法和电阻器类似，也是要先观察再用万用表测量。3电感器 电感器(Inductor)俗称电感或电感线圈，是利用电磁感应原理制成的元件，在电路中起阻流、变压及传送信号的作用。电感通常用字母L表示，电感的单位用亨利(H)、毫亨()和微亨()表示。单位换算关系是：1H=103 =106其在谐振、耦合、滤波和陷波电路中应用十分普遍。常用电感实物图a)功率电感 b)可调电感 c)磁芯电感 d)环形电感 e)卧式电感 f)色环电感 g)贴片电感 h)共模电感电阻器的主要参数 电感器的主要参数有电感量、允许偏差、品质因数、分布电容及额定电流等。电感器的等效

11、电路图如右图所示，图中r表示线圈的损耗电阻，C0表示电感器的固有电容。由于固有电容的存在，使线圈有一个固有频率或谐振频率，记为f0，其值为：品质因数是衡量电感器质量的主要参数，定义如下：标识方法直标法、文字表示法、色标法常用的电感器 小型固定电感器、平面电感器、中周线圈等选用及检测 选用电感器应考虑其具体使用的场合、作用、电路要求、环境和成本等因素。一般要对外观、电阻、绝缘性、电感量等进行检测4 变压器 变压器(Transformer)既是一种常见的电子元器件，又是一种常见的电气设备。它是将两组或两组以上的线圈绕在同一线圈骨架或同一磁芯上制成的。变压器在电路中起电压变换、电流变换和阻抗变换的作

12、用。按线圈和磁芯之间的关系，可将变压器分为如下三类：空心变压器、铁氧体磁芯变压器和铁芯变压器。常见变压器实物图如下：变比：变比(匝比)是变压器初级绕组匝数与次级绕组匝数的比值。效率：指变压器次级输出功率与初级输入功率比值的百分数。空载电流：指变压器在工作电压下次级空载时初级线圈流过的电流。一般不超过额定电流的10%。除了上述主要技术指标外，不同用途的变压器还有一些特殊要求的技术指标。主要技术参数额定功率、变比、效率、空载电流、漏电感工作原理 变压器的种类繁多，但其基本构造和工作原理是相同的。变压器主要由闭合铁心和一次、二次绕组等几个主要部分构成。变压器工作原理图如下所示：与电源相连的称为一次绕

13、组（或称初级绕组、原绕组），与负载相连的称为二次绕组（或称次级绕组、副绕组）。一次、二次绕组的匝数分别为 和(1)一次、二次绕组的电压之比为：式中，称为变压器的变比。可见，当电源电压 一定时，只要改变函数比，就可得出不同的输出电压。(2)一次、二次绕组的电流关系为：上式表明：变压器一次、二次绕组的电流之比近似等于它们的匝数比的倒数。两种特殊变压器1.自耦变压器 调压器实际上就是一种典型的自耦变压器，它利用手柄旋转改变二次绕组匝数，在其正面有四个接线端子，其中A、X为一次绕组输入端，a、x为二次绕组输出端。调压器的外形和原理如下图所示：自耦变压器的结构特点是二次绕组是一次绕组的一部分。其一次、二

14、次绕组电压之比和电流之比也是2.电流互感器 电流互感器是根据变压器的原理制成的。它主要和交流电流表(其量程有限)配合测量交流电路中的大电流。此外，使用电流互感器也是为了使测量仪表与高压电路隔开，以保证人身与设备的安全。电流互感器的接线图及其符号如下图所示：注：在使用电流互感器时，二次绕组电路是不允许断开的。变压器性能检测1.变压器一次绕组与二次绕组的区分 对于降压电源变压器而言，其一次绕组接交流220V，匝数较多，线圈电阻较大，而二次绕组输出电压较小，匝数较少，线圈电阻也小。利用这一特点可以用万用表很容易就判断出一次和二次绕组。2.变压器的质量检测 从两个方面来考虑，即开路和短路。开路的检查用

15、万用表的欧姆档很容易进行；短路可用空载通电法、串联灯泡法。5二极管 二极管(Diode)是晶体二极管的简称，是一种具有单向导电特性的半导体器件,其主要特性是单向导电性和非线性，常用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。常用二极管的实物图如下图所示：a)二极管 b)贴片二极管 c)发光二极管 d)双色发光二极管半导体二极管的工作原理 纯净的、不含杂质的晶体半导体，称为本征半导体。半导体硅和锗是常用的半导体材料。在本征半导体中，掺入少量的五价元素，就形成了N型半导体，其中自由电子是多数载流子（多子），空穴是少数载流子（少子）。在本征半导体中掺入少量的三价元素，可以形成P型

16、半导体。其中，空穴是多子，自由电子是少子。1.有关的基本概念2.PN结的形成PN结的形成如下图所示，有三个过程：（1）载流子的浓度差产生的多字扩散：把P型半导体和N型半导体结合在一起，由于交界面两侧载流子浓度不同，多子互相扩散，在P区和N区的交界面就留下了一个没有多子而只有正离子或负离子的区域（2）空间电荷区的形成：这个正、负离子区使交界面两侧存在电位差，即势垒，它会形成内建电场。（3）内建电荷区阻止多子扩散，增加少子漂移：在电场作用下，半导体中的载流子会产生漂移运动；当半导体中载流子的浓度不均匀时，载流子会从高浓度区域向低浓度区域产生扩散运动。当这两种运动达到动态平衡时，就形成了PN结，又称

17、空间电荷区、耗尽层、阻挡层。二极管的伏安特性 PN结是构成各种半导体器件的基础单元，其主要特性是单向导电性。把PN结封装并引出电极后就构成半导体二极管，又称二极管。其加正向电压导通，加反向偏置电压截止，具有单向导电性。当外加反向电压过高时，反向电流突然增大，二极管失去单向导电性，这种现象称为PN结的反向击穿（电击穿）。半导体二极管的参数包括最大整流电流 、反向击穿电压 、最大反向工作电压 、反向电流 、最高工作频率 结电容 等。二极管的主要参数 使用时，应特别注意不要超过最大整流电流和最高反向工作电压，否则将容易损坏管子。常用二极管整流二极管：是利用PN结的单向导电性能，将交流电 变成脉动的直

18、流电的二极管。其特点是允许通过的电流比较大，反向击穿电压比较高，但PN结电容比较大，一般广泛应用于处理频率不高的电路中。稳压二极管:利用二极管反向击穿时，其两端电压基本上不随电流大小变化的特性来起到稳压作用。在电路上应用时一定要串联限流电阻，以避免二极管击穿后电流无限增长，造成器件被烧毁。发光二极管：是一种把电能变成光能的半导体器件。在电子仪表中常用作显示、状态信息指示等。其符号用LED表示。选用与检测检测：对于普通二极管，根据单向导电性表现出来的正向电阻小反向电阻大以及正反向电压的特点，利用万用表进行极性和质量的判别；对于常用的特殊二极管其判别方法类似但也有不同，如发光二极管不发光时，其正反

19、向电阻均较大且无明显差异，故一般不用万用表判断发光二极管的极性。选用：首先按用途选择二极管类型；类型确定后，按参数选择元件；最后根据压降和温度的要求决定选用硅管还是锗管。6其它半导体分立器件 除二极管以外，半导体分立器件还包括三极管(晶体管)、场效应管、晶闸管等。集成电路(Integrated Circuit)的发展使其退出相当多的应用领域，但受频率、功率等因素制约，分立器件依然是电子元器件家族中不可缺少的成员。三极管 三极管(Transistor)是晶体三极管的简称，主要用于电路中的信号放大，分为NPN和PNP型两种结构形式。内部均由发射区、基区和集电区构成，各区的引出电极分别称为发射极(e

20、)、基极(b)和集电极(c)。各区之间有PN结，发射区与基区之间的PN结称为发射结，基区与集电区之间的PN结称为集电结。三极管的实物图和图形符号如下图所示：场效应管 场效应管是一种电压控制型半导体器件，具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、功耗小、抗辐射能力强和便于集成等优点，但容易被静电击穿。场效应管分为两类：结型场效应管、绝缘栅场效应管。这两类均有源极(S)，栅极(G)和漏极(D)3个电极。场效应管有P沟道和N沟道之分。其实物图和图形符号如下图所示：a)直插式 b)贴片式 集成稳压器 直流线性电源通常由整流滤波电路、取样电路、基准电路、比较放大和调整电路等组成，后四部分能方便地集成在一块芯片

21、上，构成集成电路稳压器。集成稳压器使用方便，外围所用的元件不多，性能稳定，内部具有限流保护、过压保护和过热保护等措施，在电源电路中应用广泛 集成稳压器按取样电阻是否集成在芯片上，可分为输出电压固定的稳压器与输出电压可调的稳压器两种基本形式，后者又称为通用稳压器。集成稳压器1.固定输出稳压器W7800系列三端固定电压集成稳压器引脚功能如下图所示：a)金属封装 b)塑料封装 c)电路符号2.可调输出稳压器LM317系列三端固定电压集成稳压器引脚功能如下图所示：a)金属封装 b)塑料封装 c)电路符号7其它常用器件光电器件 常用的光电器件包括光敏电阻、发光二极管、光电二极管、光电三极管和光电耦合器等

22、。1、光敏电阻：是应用半导体光电效应原理制成的一种器件。2、光电二极管：又叫光敏二极管，是将光能转换为电能的器件，其构造与普通二极管相似，不同点是在管壳上有入射光窗口。光电三极管：是一种相当于在基极和集电极上接入光电二极管的三极管。4、光电耦合器：是把发光二极管和光敏三极管组装在一起而制成的光-电转换器件。主要原理是以光为媒介，实现电-光-电的传递和转换，提高了电路的抗干扰能力。压电器件压电效应：某些电介质在沿一定方向上受到外力的作用而变形时，其内部会产生极化现象，同时在它的两个相对表面上出现正负相反的电荷。当外力去掉后，它又会恢复到不带电的状态，这种现象称为正压电效应。当作用力的方向改变时，

23、电荷的极性也随之改变。相反，当在电介质的极化方向上施加电场，这些电介质也会发生变形，电场去掉后，电介质的变形随之消失，这种现象称为逆压电效应，或称为电致伸缩现象。压电材料：压电单晶：晶绝缘性、重复性和稳定性好。压电陶瓷：一致性较差，稳定性也不足压电薄膜：有良好的成型性和柔顺性，加工简单 常用的压电器件有石英晶体元件、压电陶瓷元件、声表面滤波器件等。石英晶体元件在电路中的作用相当于一个高Q值的LC谐振元件。石英晶体振荡器电路符合及等效电路如下图所示：电声器件 电声器件即电声换能器，它能将电能转换为声能，或将声能转换为电能，其包括扬声器、传声器等。扬声器又称喇叭，是一种将电能转变为声能的电声转换器件。1、扬声器 音圈、定心支片、纸盆等共同构成了扬声器的发音振动系统。扬声器的另一系统是磁路系统，它包括磁体和导磁系统。盆架、压边等是扬声器的辅助系统。2、传声器 声器是一种将声音转变为相应的电信号的声电器件，俗称话筒。传声器包括动圈式、电容式和压电式传声器等类型。动圈式传声器：优点是结构坚固，工作稳定，具有单方向性，经济耐用。广泛应用于广播、录音、卡拉OK等场所。