常用电子元器件的应用.ppt

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1、第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用 第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用 v2.1 2.1 电阻器电阻器v2.2 2.2 电容器电容器 v2.3 2.3 晶体管晶体管v2.4 2.4 表面贴装元器件表面贴装元器件v2.5 2.5 光电耦合器光电耦合器v2.6 2.6 继电器继电器v2.7 2.7 功率驱动功率驱动v2.8 2.8 显示器件显示器件第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电

2、子元器件的应用 v本本章章从从设设计计的的角角度度出出发发，扼扼要要介介绍绍几几种种常常用用电电子子元元器器件件的的原原理理与与特特性性。设设计计时时选选用用各种电子元器件通常遵循以下三条原则：各种电子元器件通常遵循以下三条原则：1 1、元元器器件件的的技技术术参参数数必必须须完完全全满满足足系系统统的的要要求求，并留有合理的余地；并留有合理的余地；2 2、最高性能、最高性能/价格比；价格比；3 3、满足系统的结构要示（如体积、封装形式等）、满足系统的结构要示（如体积、封装形式等）。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1 2.1 电阻器电阻器 v电阻器是一种无源电子元件

3、，是构成电路电阻器是一种无源电子元件，是构成电路不可或缺、也是使用最多的基本元件之一。不可或缺、也是使用最多的基本元件之一。v据统计，在典型电子系统的诸多电子元器据统计，在典型电子系统的诸多电子元器件中，电阻器占元器件总数的件中，电阻器占元器件总数的40%40%以上，虽以上，虽不起眼，但十分重要。不起眼，但十分重要。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.1 2.1.1 主要技术参数主要技术参数 v1 1、标称阻值、标称阻值标注于电阻体上的名义阻值。标注于电阻体上的名义阻值。阻值的单位为：阻值的单位为：=10=10-3-3=10=10-6-6M=10M=10-9-9G

4、G1/4W1/4W以上的金属膜电阻采用直接标注法。以上的金属膜电阻采用直接标注法。1/41/4W W及及1/41/4W W以下的金属膜电阻采用四色以下的金属膜电阻采用四色或五色环标注。或五色环标注。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2 2、允许误差、允许误差v其其中中：R R标标为为标标称称阻阻值值，R R实实为为实实际际阻阻值值。表表2.1.22.1.2表表示示了了几几种种允允许许误误差差值值。其其中中市市场场上上金金属属膜膜电电阻阻中中最最常常见见的的为为5%5%。1%1%属属精精密密电电阻阻范范畴畴。目目前前精精密电阻的允许误差可达密电阻的允许误差可达0.001%.

5、0.001%.v电阻生产厂家，根据电阻的种类和允许误差，按电阻生产厂家，根据电阻的种类和允许误差，按表表2.1.22.1.2系列标称值生产普通固定电阻器。它覆盖系列标称值生产普通固定电阻器。它覆盖了一定允许误差下的数个阻值范围。了一定允许误差下的数个阻值范围。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用表表2.1.2 2.1.2 普通固定电阻标称值系列普通固定电阻标称值系列 允许误差50%1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.110%1.01.21.51.82.22.73.33.

6、94.75.66.88.220%1.01.52.23.34.76.8第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用3 3、额定功率、额定功率v在在正正常常的的大大气气压压力力9090106.6106.6kPkPa a及及环环境境温温度度为为 -55-55+70+70的的条条件件下下,电电阻阻长长期期工工作作所所允允许许耗耗散散的的最大功率。最大功率。v表表2.1.32.1.3为为各各种种电电阻阻额额定定功功率率的的标标称称系系列列值值.通通常常额额定定功功率率与与电电阻阻的的体体积积直直接接相相关关,即即体体积积愈愈大大额额定定功率愈高。功率愈高。第第2 2章章 常用电子元器件的应用

7、常用电子元器件的应用表表2.1.3 2.1.3 电阻器额定功率标称系列值电阻器额定功率标称系列值 类型标称值额定功率(w)线绕固定电阻器0.050.1250.250.512481016254075100150250500电位器0.250.1250.250.5125102550100非线绕固定电阻器0.050.1250.250.5125102550100电位器0.0250.050.10.250.5123第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用4 4、最高工作电压、最高工作电压v定义：允许的最大连续工作电压。定义：允许的最大连续工作电压。v部部分分碳碳膜膜、金金属属膜膜电电阻阻的的

8、最最高高工工作作电电压压如如表表2.1.42.1.4和表和表2.1.52.1.5所示。所示。该电压与气压有关该电压与气压有关,气压愈低、最高工作电压也愈低。气压愈低、最高工作电压也愈低。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用表2.1.4 部份碳膜电阻器的最大工作电压数规格型 号额定功率(W)标称电阻范围最高工作电压(V)RT-0.1250.1255.1-1M100RT-0.250.2510-5.1M350RT-0.50.510-10M400RT-1127-10M500RT-2247-10M750RT-5547-10M800RT-10101000第第2 2章章 常用电子元器件的

9、应用常用电子元器件的应用表2.1.5部份碳膜电阻器的最大工作电压数规格型号额定功率(W)标称电阻范围最高工作电压(V)RT-0.1250.12530-510M150RT-0.250.2530-1M200RT-0.50.510-1M250RT-1130-10M300RT-2230-10M350第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用v5 5、温度系数、温度系数温温度度系系数数为为温温度度每每变变化化11，所所引引起起的的阻阻值值相相对对变变化化的百分主率：的百分主率：温度系数温度系数=式中：实际阻值的变化量，式中：实际阻值的变化量，R R实实 为实际阻值。为实际阻值。v6 6、噪

10、声、噪声产产生生于于电电阻阻体体内内的的一一种种不不规规则则电电压压变变化化，热热噪噪声声是是由由导导体体内内部部不不规规则则的的电电子子自自由由运运力力所所形形成成。此此外外还还有电流噪声。有电流噪声。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.2 2.1.2 分类、特性与应用场合分类、特性与应用场合 v1 1、普通电阻器与电位器的特性、普通电阻器与电位器的特性 碳碳膜膜电电阻阻是是用用结结晶晶碳碳沉沉积积在在瓷瓷棒棒上上制制成成。改改变变碳碳膜膜厚厚度度和和用用刻刻槽槽的的方方法法变变更更电电阻阻体体的的有有效效长长度度可可精精确确控控制制其其阻阻值值。其其高高频频特特

11、性性与与阻阻值值稳稳定定性较好，价格低廉，是民用电子产中的首选品种。性较好，价格低廉，是民用电子产中的首选品种。金金属属膜膜电电阻阻的的导导电电体体是是用用真真空空蒸蒸发发等等方方法法沉沉积积在在瓷瓷棒棒上上形形成成的的。其其导导电电体体分分别别可可以以是是合合金金膜膜、金金属属氧氧化化膜膜、金金属属箔箔导导。其其阻阻值值范范围围宽宽，电电性性能能优优于于碳碳膜膜电电阻阻，最最高高工工作作温温度度可可达达155,155,价价格格适适中中，是是目目前前市市场场中最常见的品种。常用于要求较高的电子系统中。中最常见的品种。常用于要求较高的电子系统中。线线绕绕电电阻阻和和电电位位器器是是用用电电阻阻率

12、率大大的的镍镍铬铬、锰锰铜铜导导电电阻阻线线绕绕制制而而成成。耐耐高高温温（能能在在300300高高温温下下稳稳定定工工作作），噪噪声声较较少少，精精度度易易做做高高，额额定定功功率率可可以以达达300W300W，常常用用于于制制作作精精密密电电阻阻或或应应用用于于功功率率要要求求较较大大的的低低频频或或电源电路中。由于分布电感大，不宜用于较高频率的电路。电源电路中。由于分布电感大，不宜用于较高频率的电路。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2 2、几种常用的特殊电阻、几种常用的特殊电阻 v（1 1）敏感电阻）敏感电阻敏敏感感电电阻阻是是指指器器件件特特性性对对温温度度、电

13、电压压、光光照照、温温度度、气体、压力、磁场等作用敏感的电阻。气体、压力、磁场等作用敏感的电阻。P Pt t热热敏敏电电阻阻是是一一种种以以金金属属材材料料铂铂（P Pt t）为为敏敏感感体体的的薄薄膜膜型型热热敏敏电电阻阻。这这是是一一种种性性能能、精精度度最最优优越越，线线性性度度良良好好，价价格格昂昂贵贵的的热热敏敏电电阻阻，主主要要用用于于精精确确的的温温度度测测量量。例如例如P Pt t100,100,是是00时阻值为时阻值为100100的的P Pt t电阻。电阻。NTCNTC是是一一种种采采用用过过度度金金属属氧氧化化物物混混合合压压制制而而成成的的热热敏敏电电阻阻，其其温温度度系

14、系数数一一般般为为-2%-2%6%/6%/。可可用用于于测测温温或或电电路的温度补偿。路的温度补偿。压敏电阻是一种以氧化锌为材料的对电压敏感的片状压敏电阻是一种以氧化锌为材料的对电压敏感的片状电阻。当电阻两端的电压到达某压敏电压值时，电阻电阻。当电阻两端的电压到达某压敏电压值时，电阻迅速导通。常用于防雷击电路和晶闸管过压保护等。迅速导通。常用于防雷击电路和晶闸管过压保护等。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2 2、几种常用的特殊电阻、几种常用的特殊电阻湿湿敏敏电电阻阻是是由由感感湿湿层层，电电极极，绝绝缘缘体体组组成成，湿湿敏敏电电阻阻主主要要包包括括氯氯化化锂锂湿湿敏敏

15、电电阻阻，碳碳湿湿敏敏电电阻阻，氧氧化化物物湿湿敏敏电电阻阻几几种种。氧氧化化锂锂湿湿敏敏电电阻阻随随湿湿度度上上升升而而电电阻阻减减小小，缺缺点点是是测测湿湿范范围围小小，特特性性不不好好，受受温温度度影影响响大大。碳碳湿湿敏敏电电阻阻缺缺点点为为低低温温灵灵敏敏度度低低，阻阻值值受受温温度度影影响响大大。氧氧化化物物湿湿敏敏电电阻阻性性能能较较优越，可长期使用，温度影响小，阻值与温度变化呈线性关系。优越，可长期使用，温度影响小，阻值与温度变化呈线性关系。光光敏敏电电阻阻是是电电导导率率随随着着光光照照度度的的变变化化而而变变化化的的电电子子元元件件，当当某某种种物物质质受受到到光光照照时时

16、，载载流流子子的的浓浓度度增增加加从从而而增增加加了了电电导导率率，这这是是光光电电导导效效应应。常常于来进行照度测量。于来进行照度测量。力力敏敏电电阻阻是是一一种种阻阻值值随随压压力力变变化化而而变变化化的的电电阻阻，国国外外称称为为压压电电电电阻阻器器。所所谓谓压压力力电电阻阻效效应应即即半半导导体体材材料料的的电电阻阻率率随随机机械械应应力力的的变变化化而而变变化化的的效效应应。可可制制成成各各种种力力矩矩计计，半半导导体体话话筒筒，压压力力传传感感器器等等。主主要要品品种种有有硅硅力力敏敏电电阻阻器器，硒硒碲碲合合金金力力敏敏电电阻阻器器，相相对对而而言言，合合金金电电阻阻器器具具有有

17、更更高高的的灵灵敏度。敏度。气敏电阻是利用某些半导体吸收某种气体发生氧化还原反应的原理而制气敏电阻是利用某些半导体吸收某种气体发生氧化还原反应的原理而制成，主要成分是金属氧化物。主要品种有：金属氧化物气敏电阻、复合成，主要成分是金属氧化物。主要品种有：金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。常用于气体检测。氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。常用于气体检测。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用（2 2）电阻网络）电阻网络v俗称俗称“电阻排电阻排”。它是以高铝瓷做基体，采用高稳定性、高可靠它是以高铝瓷做基体，采用高稳定性、高可靠性的饧系玻璃釉电阻材料，在高温下烧结

18、而成。性的饧系玻璃釉电阻材料，在高温下烧结而成。电阻网络承受功率大（单个电阻电阻网络承受功率大（单个电阻1/81/8或或1/41/4W W），），温度系数小（温度系数小（300300ppm/ppm/）,阻值范围宽（阻值范围宽（10101 1M M）,特别是体积小，适用小型化电子系统。特别是体积小，适用小型化电子系统。图图2.1.22.1.2中所示各种电阻网络中以中所示各种电阻网络中以4 41010个电阻个电阻组成的边侧并联单列直插型式的最为常见。组成的边侧并联单列直插型式的最为常见。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用v图图2.1.2 2.1.2 电阻网络电阻网络v(a)a

19、)阻值相同的标准型电阻网络；阻值相同的标准型电阻网络；(b)b)分压电阻网张；（分压电阻网张；（c c）混合电阻网络；混合电阻网络；v(d)R/2Rd)R/2R电阻网张；（电阻网张；（e e）一种一种810810边侧并联单直插式电阻网络外形边侧并联单直插式电阻网络外形第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用（3 3）32963296W W型玻璃釉予调电位器型玻璃釉予调电位器v图图2.1.32.1.3为该电位器的外形图。为该电位器的外形图。这种电位器阻值范围为这种电位器阻值范围为1001001M1M，阻值允许误差为阻值允许误差为10%,10%,接触电阻变化为接触电阻变化为3%3%

20、R R或或5 5,耐压耐压640640V Vacac,极根触点极根触点电流电流100100mA,mA,额定功率为额定功率为0.50.5W70,W70,温度系数为温度系数为250250ppm/(ppm=10ppm/(ppm=10-6-6),),总机械行程为总机械行程为282282圈。其标称阻圈。其标称阻值如表值如表2.1.72.1.7所示。所示。由于允许使用者调节由于允许使用者调节2828圈，故广泛用于电路里需要精细调圈，故广泛用于电路里需要精细调整的场合。但由于结构的限制，只能应用在频率较低的电整的场合。但由于结构的限制，只能应用在频率较低的电路里。路里。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常

21、用电子元器件的应用2.1.3 2.1.3 电阻器的应用电阻器的应用 v1 1、根根据据电电路路对对电电阻阻的的要要求求，选选取取相相应应种种类类的电阻的电阻当完成电路设计时，首先需要根据电路对电阻当完成电路设计时，首先需要根据电路对电阻工作频率、功率、精度确定电阻的种类。例如工作频率、功率、精度确定电阻的种类。例如阻值在阻值在30301010M M之间，噪声要求较小，功率不大之间，噪声要求较小，功率不大于于2 2W W，工作频率在工作频率在1010MHzMHz以下以下,应优先选用金属应优先选用金属膜电阻；如对电性能要求一般，便价格要低，膜电阻；如对电性能要求一般，便价格要低，则应选碳膜电阻；若

22、实际电功率大于则应选碳膜电阻；若实际电功率大于1 1W W，且在且在低频电路中使用，则可选线绕电阻；若工作频低频电路中使用，则可选线绕电阻；若工作频率高于率高于1010MHz,MHz,则建议选用小型表贴电阻（见则建议选用小型表贴电阻（见2.42.4节）。节）。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.3 2.1.3 电阻器的应用电阻器的应用v2 2、根据误差要求，按表、根据误差要求，按表2.1.22.1.2选系列标称值选系列标称值 例例1 LED1 LED限流电阻的选用限流电阻的选用图图2.1.4 LED2.1.4 LED限流电路限流电路图图2.1.42.1.4是一种利用

23、发光二极管是一种利用发光二极管LEDLED指示电压指示电压V V的的电路。有关电路。有关LEDLED的特性见的特性见2.8.22.8.2节。节。LEDLED导通发光导通发光时的正向压降时的正向压降V V=1.2=1.21.7V,1.7V,高亮高亮LDELDE正常亮度对正常亮度对应的电流应的电流I If f=1=13mA.3mA.现取现取I If f=2mA,V=2mA,Vf f=1.6V=1.6V，则，则相应的限流电阻为相应的限流电阻为 第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用 例例1 1 LEDLED限流电阻的选用限流电阻的选用 v显然限流电阻显然限流电阻R R的取值的取值直

24、接影响直接影响LEDLED的亮度。的亮度。v因因LEDLED仅做为电压有无仅做为电压有无的指示，故对亮度，也的指示，故对亮度，也就是对就是对R R的误差无要求。的误差无要求。v考虑到市场最常见的是考虑到市场最常见的是5%5%的电阻，故根据表的电阻，故根据表2.1.22.1.2可选可选1.61.6k k或或1.81.8的的电阻均可。电阻均可。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用 例例2 2 DVMDVM量程扩展电路量程扩展电路v 例例2 2 DVMDVM量程扩展电路量程扩展电路图图2.1.5 2.1.5 DVMDVM量程扩展电路量程扩展电路图图2.1.52.1.5是一个利用电

25、阻衰是一个利用电阻衰减器进行数字电压表减器进行数字电压表(DVM)DVM)量程扩展地电路。量程扩展地电路。设设DVMDVM的输入电阻的输入电阻R Ri i=，R R2 2=1K=1K，R R1 1=9K=9K，则可将则可将DVMDVM基本量程扩展为基本量程扩展为V Vi i=10V=10Vx x。设设DVMDVM量程扩展的换档允许误差量程扩展的换档允许误差为为1%,1%,则则R R1 1、R R2 2的允许误码差的允许误码差应为应为0.5%,0.5%,即即R R1 1、R R2 2必须选精必须选精密电阻。密电阻。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用3 3、减额设计、减额设计

26、v从电子系统可靠性设计有从电子系统可靠性设计有式中：式中：A A为元器件失效率的加速度系数为元器件失效率的加速度系数,常数，通常常数，通常=5,=5,而减额因子而减额因子S S式式中中应应力力在在电电子子系系统统中中为为一一些些常常规规物物理理量量，如如电电压压、电电流流、功功率率、频率、扇出等。频率、扇出等。v（1 1）功率减额设计）功率减额设计当应力为功率时，则当应力为功率时，则对于薄膜电阻而言，通常对于薄膜电阻而言，通常S0.5S0.5，即即P P实际实际22P P额定额定。对对 例例11中的中的R R而言，其实际消耗功率为而言，其实际消耗功率为v故故P P额定额定13.613.6mW,

27、mW,根据表根据表2.1.32.1.3即即P P额定额定可选可选 为为0.050.05W W或或0.1250.125W W。显然实际的显然实际的S S将远小于将远小于0.5,0.5,这将对统统的可靠性十分有利。这将对统统的可靠性十分有利。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用（2 2）电压减额设计）电压减额设计v当电应力指电压时，则当电应力指电压时，则v若若 例例22的的V Vx x为为2020V,V,则则扩扩展展量量程程后后，R R1 1承承受受的的最最大大电电压压V V实实际际（maxmax）=180V=180V。考考虑虑到到器器件件发发热热及及温温度度系系数数的的影影响

28、响，最最好好根根据据表表2.1.62.1.6选选用用额额定定功功率率2 2W W的金属膜电阻，电压减额因子常为的金属膜电阻，电压减额因子常为S=0.5S=0.5。v当电阻应用于电压超过当电阻应用于电压超过100100V V的电路，选用时必的电路，选用时必须考虑电压减额。须考虑电压减额。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用4 4、精确电阻的获得、精确电阻的获得v在在模模拟拟电电子子电电路路中中，许许多多场场合合都都需需要要十十分分准准确确的的电电阻阻，如如桥桥式式传传感感器器、有有源源滤滤波波器器、精密电阻衰减器、电流一电压变换器等等。精密电阻衰减器、电流一电压变换器等等。v

29、精精密密电电阻阻难难以以从从市市场场上上直直接接购购得得，往往往往必必须须向向电电阻阻生生产产厂厂家家直直接接订订制制。这这种种办办法法供供货周期长、价格昂贵。货周期长、价格昂贵。直直接接用用一一只只大大于于所所需需阻阻值值的的32963296W W型型予予调调电电阻可替代精密电阻。阻可替代精密电阻。如如果果用用图图2.1.62.1.6的的办办法法，使使 R R 1 10.90.9R R,予予调调电电阻阻W0.3W0.3R R则则可可以以更更好好地地取取代代R R，并并且且W W很很容易可调到容易可调到1/10001/1000的精度。的精度。例如例如9 9 k0.5%k0.5%的电阻可用一只的

30、电阻可用一只8.2 8.2 k(5%)k(5%)的固定电阻和一只的固定电阻和一只2 2 kk的的32963296W W予调电阻代替。予调电阻代替。图2.1.6 精密电阻的替代第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用5 5、注意噪声和频率特性的要求注意噪声和频率特性的要求 v（1 1）一一般般线线绕绕电电阻阻（无无感感线线绕绕电电阻阻除除外外）,具具有有较较大大的的分分布布电电感感，高高频频特特性性差差。且且在在交交流流电电通通过过时，周围产生交变磁场，易产生磁干扰。时，周围产生交变磁场，易产生磁干扰。v（2 2）在在低低噪噪声声（如如前前置置放放大大电电路路）和和高高频频电电路

31、路中中，优优先先考考虑虑选选用用片片状状表表贴贴电电阻阻，其其次次为为金金属属膜膜电电阻阻，而且功率减额应更充分一些，以降低热噪声。而且功率减额应更充分一些，以降低热噪声。v（3 3）同类电阻器在阻值相同时，功率大，高频特）同类电阻器在阻值相同时，功率大，高频特性越差；在功率相同时，阻值越小，高频性能越性越差；在功率相同时，阻值越小，高频性能越好。好。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用6 6、上拉和下拉电阻的选用上拉和下拉电阻的选用ii第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用6 6、上拉和下拉电阻的选用上拉和下拉电阻的选用v对于对于TTLTTL或或LSTT

32、LLSTTL数字逻辑器件，图数字逻辑器件，图2.1.7(2.1.7(a)a)中的中的上拉电阻应满足上拉电阻应满足 式式中中V VIHIH3.4V,3.4V,I IIHIH4040A,A,若若V Vcccc=5V=5V，考考虑虑到到集集成成芯芯片片参参数数的离散性，则的离散性，则R R40 k40 k，通常取通常取10 10 kk。若若为为HCMOSHCMOS芯芯片片，则则R R可可以以大大得得多多。图图2.1.6(2.1.6(b)b)为为84218421BCDBCD码码拨拨盘盘开开关关与与MCU(MCU(微微控控制制器器单单片片机机)的的数数码码输输入入接接口口电电路路。由由于于当当今今的的M

33、CUMCU均均为为HCMOSHCMOS型型，故故由由电电阻阻网网络络构构成成的的上上拉拉电电阻阻可可以以选得相当大，通常在选得相当大，通常在10 10 kk100 k100 k之间。之间。（c c）图图中中TTL/LSTTLTTL/LSTTL集集成成电电极极开开路路门门驱驱动动同同类类逻逻辑辑门门的的上上拉电阻（拉电阻（n n个个OCOC门中仅一个导通）门中仅一个导通）第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用上拉和下拉电阻的选用上拉和下拉电阻的选用式式中中：V VOLOL、V VOHOH分分别别为为门门的的输输出出低低/高高平平；I IIMIM为为流流入入OCOC门门的的最最大

34、大允允许许电电流流，m m为为负负载载门门的的个个数数；I IILIL、I IIHIH分分别别为为负负载载门门输输入入低低高高电电平平的的电电流流；n n为为OCOC门门数数；I IOHOH为为每每个个OCOC门门输出管截止时的漏电流。输出管截止时的漏电流。（d d）图若为）图若为TTL/LSTTLTTL/LSTTL逻辑门，为保证下拉时的低电逻辑门，为保证下拉时的低电平，平，R R必须小于或等于必须小于或等于1 1。若为。若为CMOS/HCMOSCMOS/HCMOS器件，器件，R R则可则可大到大到100100。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.4 2.1.4 数

35、字电位器数字电位器v1 1、基本原理、基本原理数字电位器（数字电位器（DCPDCP）是一种可以由数字信号控制其阻值的电）是一种可以由数字信号控制其阻值的电位器，其中一种的内部结构可由图位器，其中一种的内部结构可由图2.1.82.1.8表示。表示。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.4 2.1.4 数字电位器数字电位器v现现以以美美国国Xicor(Intersil)Xicor(Intersil)公公司司的的X9C102/103/104/105X9C102/103/104/105为为例例说说明其基本特性。明其基本特性。(1)(1)三线串行接口（、三线串行接口（、U/U/

36、、）、）(2)99(2)99个电阻阵列，个电阻阵列，100100个可控点个可控点,调整端接入电阻约为调整端接入电阻约为4040(3)(3)总电阻误差总电阻误差20%20%(4)(4)端点电压端点电压5V5V(5)(5)低功耗低功耗CMOSCMOS器件，器件，V VCCCC=5V,=5V,工作电流工作电流3mA3mA，待机电流，待机电流750750AA(6)(6)高可靠性，每位允许高可靠性，每位允许100,000100,000次数据擦写，数据保存期次数据擦写，数据保存期1010年年(7)(7)总阻值总阻值 X9C102=1 k,X9C103=10 k X9C102=1 k,X9C103=10 k

37、，X9C506=50 kX9C506=50 k，X9C104=kX9C104=k(8)(8)封装：封装：SOICSOIC和和DIPDIPv其它各种数字电位器特性可参看光盘附录。其它各种数字电位器特性可参看光盘附录。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2 2、应用要点、应用要点v(1)(1)由由于于调调整整端端由由模模拟拟开开关关接接至至电电阻阻阵阵列列节节点点，故故应应用用时时V VH H、V VHLHL必必须须与与系系统统电电源源相相关关。最最简简单单的的做做法法是是V VL L接接地地（如如果果电电路路允允许许的的话话）；v(2)(2)数字电位器当电压衰减器使用时，有数

38、字电位器当电压衰减器使用时，有 式中：式中：N Ni i为输入数字量，为输入数字量，N Nmaxmax为抽头点数，为抽头点数，V VHLHL为输为输入待衰减的电压；入待衰减的电压；第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用应用要点应用要点v(3)(3)数字电位可以串联、并联和混联使用，数字电位可以串联、并联和混联使用，如图如图2.1.192.1.19所示。所示。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用应用要点应用要点v(4)(4)调整端接入电阻的影响不容忽视。调整端接入电阻的影响不容忽视。v(5)(5)数数字字电电位位器器可可用用程程序序和和按按钮钮两两个个控控制

39、制方方式式。如如果果采采用用程程控控，希希望望上上电电后后控控制制在在某某一一确确定定点点。办办法法是是：在在上上电电初初始始化化时时，先先减减去去其其最最大大点点数数N Nmaxmax。这这样样不不论论上上电电后后，数数字字电电位位器器由由于于失失电电记记忆忆在在哪哪一个点，都可以回到一个点，都可以回到0 0点。点。v(6)(6)据据XicorXicor公司测定，在输入公司测定，在输入1 1kHkHz z信号的情况下，信号的情况下，X9408X9408数字电位器噪声数字电位器噪声-110-110dBdB。在在200200kHkHz z输入时，输入时，变化为变化为0.50.5dBdB。总谐波失

40、真总谐波失真+噪声噪声-80-80dBdB。即数即数字电位器可以在字电位器可以在200200kHzkHz以下频率很好地工作。图以下频率很好地工作。图2.1.102.1.10为数字电位器的一些应用电路。为数字电位器的一些应用电路。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用应用应用v应应用用举举例例第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.5 2.1.5 电阻衰减器的设计电阻衰减器的设计 v1 1、简单直流电阻衰减器、简单直流电阻衰减器图图2.1.122.1.12的简单电阻衰减器的简单电阻衰减器(又称分压器又称分压器)是电子是电子电路最常见的电路之一。电路最常见

41、的电路之一。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2 2、交流衰减器交流衰减器 v当衰减器负载的容抗当衰减器负载的容抗(即负载电路的输入即负载电路的输入电容电容)不可忽略时，不可忽略时，衰减的高频特性变差，衰减的高频特性变差，如果传滤的是脉冲信如果传滤的是脉冲信号，则输出信号前沿号，则输出信号前沿明显失真。明显失真。v这时就必须使用图这时就必须使用图2.1.152.1.15的交流衰减器的交流衰减器了。了。i第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用交流衰减器交流衰减器v若在输入端输入一个如图若在输入端输入一个如图2.1.16(a)2.1.16(a)所示的所示的矩

42、形脉冲，则当矩形脉冲，则当 (1)R(1)R1 1C C1 1R R R2 2C C2 2时时，出出现现如如图图(c)(c)所所示示的的“过过补补偿偿”,”,如图如图(c)(c)所示。所示。(3)R(3)R1 1C C1 1=R=R2 2C C2 2时，出现如图（时，出现如图（d d）所示的）所示的“最佳最佳补偿补偿”。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用图图 2.1.17 2.1.17 交流衰减器的应用交流衰减器的应用 第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用交流衰减器的应用交流衰减器的应用v交流衰减器的一个典型应用是示波器的交流衰减器的一个典型应用是示波

43、器的10:110:1探极，如图探极，如图2.1.16(2.1.16(a)a)所示。所示。图中探极内的图中探极内的C C1 1为微调电容，调整它可获最佳为微调电容，调整它可获最佳补偿。补偿。v图（图（b b）中的中的T T1 1集电极向集电极向T T2 2管基极传送脉冲管基极传送脉冲信号，考虑到信号，考虑到T T2 2的发射结电容，以及使的发射结电容，以及使T T2 2由由截止能快速饱和，以及由饱和向截止态转截止能快速饱和，以及由饱和向截止态转换时，加快换时，加快I IbSbS的减少，都必须使用的减少，都必须使用C Cj j。C Cj j称称为为“加速电容加速电容”。显然它工作在过补偿状。显然它

44、工作在过补偿状态。态。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.2 2.2 电容器电容器 v2.2.1 2.2.1 电容器的主要技术参数电容器的主要技术参数1 1、标称电容量、标称电容量标注于电容上的名义电容量。标注于电容上的名义电容量。2 2、允许误差、允许误差标称容量与实际容量相对误差的百分比标称容量与实际容量相对误差的百分比 。3 3、额定工作电压、额定工作电压额定工作电压又称额定工作电压又称“耐压耐压”，是指在技术条件所规，是指在技术条件所规定的温度下，长期工作电容器所能承受的最大直流定的温度下，长期工作电容器所能承受的最大直流电压。电压。第第2 2章章 常用电子元器

45、件的应用常用电子元器件的应用4 4、损耗、损耗v实际的电容器可以等效地看作是理想电容器的和介质绝缘电阻实际的电容器可以等效地看作是理想电容器的和介质绝缘电阻的并联，如图的并联，如图2.2.12.2.1（a a）所示。所示。v图（图（b b）为等效电路的矢量图。其中为等效电路的矢量图。其中角称为角称为“电容器的损耗角电容器的损耗角”。电容器的损耗指的是损耗角的正切值。电容器的损耗指的是损耗角的正切值tgtg。v一般电容器的损耗很少，只有电解电容器由于绝缘电阻较小而一般电容器的损耗很少，只有电解电容器由于绝缘电阻较小而损耗较大。实际的电容器也可以等效地看作是理想电容器和损损耗较大。实际的电容器也可

46、以等效地看作是理想电容器和损耗电阻（耗电阻（ESRESR）的串联。的串联。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.2.1 2.2.1 电容器的主要技术参数电容器的主要技术参数v5 5、漏电流、漏电流理理想想电电容容器器的的介介质质绝绝缘缘电电阻阻为为无无穷穷大大，漏漏电电流流为为零零。一一般般电电容容器器的的漏漏电电电电流流极极小小，电电解解电电容容器器漏漏电电流流较较大大，对钽电解电容器而言，漏电流对钽电解电容器而言，漏电流I I (uA)(uA)KCVKCV式式中中K K=0.02=0.02，C C为为标标称称容容量量，V V为为所所加加直直流流电电压压。漏漏电电流和环

47、境温度密切相关，环境温度越高，漏电流愈大。流和环境温度密切相关，环境温度越高，漏电流愈大。绝绝缘缘电电阻阻实实际际上上是是漏漏电电电电流流另另一一种种表表述述。一一般般电电容容的的绝缘电阻可达几百兆欧以上。绝缘电阻可达几百兆欧以上。v6 6、温度系数、温度系数v7 7、工作寿命、工作寿命 第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.2.2 2.2.2 分类与特性分类与特性 v表表2.2.3 2.2.3 几种常用固定电容器的特点几种常用固定电容器的特点 种类特点纸介电容器用两片金属箔作电极，用纸作介质制成。其体积较小，容量可做得大；温度系数大、稳定性差、损耗大、且有较大固定电感，

48、适用于要求不高的低频电路。油浸纸介电容器将纸介电容浸在特别处理的油中，可使其耐压增高。这种电容器容量大，但体积也较大。金属化纸介电容器在电容纸上覆上一层金属膜代替金属箔，其结构和性能类同纸介电容器，但体积和损耗较纸介电容器小，内部纸介质击穿后有自愈作用。有机薄膜介质电容器涤纶（极性介质）电容器介质常数较高，体积小，容量大，稳定性好，适宜作旁路电容。聚苯乙烯（非极性介质）电容介质损耗小，绝电阻高，稳定性好，温度性能较差，可用作高频电路和定时电路中RC时间常数电路。聚四氟乙稀（非极性介质）电容器耐高温（达250）和耐化学腐蚀，电参数和温度、频率特性好，但成本较高。第第2 2章章 常用电子元器件的应

49、用常用电子元器件的应用表表2.2.3 2.2.3 几种常用固定电容器的特点几种常用固定电容器的特点云母电容器用云母作介质，其介质损耗小，绝缘电阻大，精度高，稳定性好，适用于高频电路。陶瓷电容器用无线电陶瓷作介质，其损耗小，绝缘电阻大，稳定性、耍热性能好，适用于高频电路。铁电陶瓷电容器耐压高，损耗和温度系数较大，稳定性差，适用于低频电路。独石瓷介电容器（CT4/CC4）由多层陶瓷介质构成，电容值范围宽：1PF10F，电性能良好，体积小，价格较低，但温度系数较大，是目前市场上最常见的电容器。CT4为低频独石，CC4为高频独石。铝电解电容器容量大，可达几个法。成本较低，价格便宜，但漏电大，寿命短（存

50、储寿命小于5年），适用于电源滤波或低频电路。钽、铌电解电容器体积小，容量大，性能稳定，寿命长，绝缘电阻大，温度特性好，但价格较贵，适用于要求较高的设备中。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.2.3 2.2.3 电容器的应用电容器的应用 v1 1、根根据据电电路路特特性性的的要要求求选选用用相相应应种种类类的的电电容容器。器。根根据据电电容容器器的的电电路路中中的的作作用用（如如滤滤波波、去去耦耦、耦耦合合、振振荡荡、定定时时、储储能能等等）容容量量，工工作作频频率率，准准确确度度，承承受受的的电电压压等等，情情况况选选择择能能满满足足各各项项要要求求的电容器。的电容器。