电子元件培圳资料1.docx
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电子元件培圳资料1
电子元器件基本知识
电阻
一、一般特性
电阻器是具有指定电阻特性的元件，它们用来阻止电子流动。
符号：
R，单位：
Ω。
按照电阻在电路中的特性，电阻可分为线性电阻器与非线性电阻器。
线性电阻器是具有线性电流-电压（I-U）特性曲线的电阻器。
线性电阻器的电流与电压之间呈正比关系，可用欧姆定律来表示：
R=U/I
图1
图1为电阻器的I-U特性曲线。
斜率对应于电阻元件的电导G：
tgα=∆I/∆U=I/U=G
由于欧姆定律适用于线性电阻器，故线性电阻器也叫欧姆电阻器。
非线性电阻器是具有非线性电流-电压（I-U）特性曲线的电阻器。
非线性电阻器的电流电压之间不呈正比关系，不能应用欧姆定律。
利用动态电阻r，可以计算所考虑的特性曲线范围内I和U的微小变化：
r=∆U/∆I
图2
电阻器主要有分压、限流等作用
电阻器的主要参数：
额定功率：
反应电阻器能将多大的电功率持续变换成热能。
额定功率的大
小取决于电阻器将热量传至周围的能力，所以，它取决于电阻器的最高允许温
度。
电阻器额定功率（单位W）P=（θmax-θU）/RthU。
θmax表示电阻器表面的最
高允许温度，θU表示周围空气的温度。
电阻器的电阻值可以是固定的，也可以
是可调的。
固定电阻器是电阻值固定的欧姆电阻器。
电阻器的国际色标分为4圈色环和5圈色环
国际色标4圈色环
特征色
第1色环
第1位有效数字
第2色环
第2位有效数字
第3色环
倍乘因数
第4色环
误差
无色
银
金
黑
—
—
—
0
—
—
—
0
—
╳10-2Ω
╳10-1Ω
╳100Ω
+20%
+10%
+5%
棕
红
橙
1
2
3
1
2
3
╳101Ω
╳102Ω
╳103Ω
+1%
+2%
黄
绿
蓝
4
5
6
4
5
6
╳104Ω
╳105Ω
╳106Ω
+0.5%
紫
灰
白
7
8
9
7
8
9
╳107Ω
╳108Ω
╳109Ω
例：
黄紫红金
47╳102+5%=4700Ω+5%误差
国际色标5圈色环
特征色
第1色环
第1位有效数字
第2色环
第2位有效数字
第3色环
第3位有效数字
第4色环
倍乘因数
第5色环
误差
无色
银
金
黑
—
—
—
0
—
—
—
0
—
—
—
0
—
╳10-2Ω
╳10-1Ω
╳100Ω
+20%
+10%
+5%
棕
红
橙
1
2
3
1
2
3
1
2
3
╳101Ω
╳102Ω
╳103Ω
+1%
+2%
黄
绿
蓝
4
5
6
4
5
6
4
5
6
╳104Ω
╳105Ω
╳106Ω
+0.5%
紫
灰
白
7
8
9
7
8
9
7
8
9
╳107Ω
╳108Ω
╳109Ω
例：
棕灰紫橙红
187╳103+2%=187KΩ
金属膜电阻器阻值随温度的升高略有增大，炭膜电阻器阻值随温度的升高而减小。
热导体电阻器和冷导体电阻器
热导体电阻器在热状态下传导特别好，亦随温度的升高阻值减小。
它们有非常好的负温度系数（NTC），所以也叫NTC电阻器。
电容
电容器在各类电子线路中是一种必不可的重要元件。
电子比质子多的物体带负电，负电荷是多余电子元电荷之和
电子比质子少的物体带正电，正电荷是多余质子元电荷之和
如果将电压加到两个彼此相邻的孤立导电体上，则这两个导体便处于充电状态（如图）
与电压源负极相连的物体具有一定数量的附加电子。
与电压源正极相连的物体将释放出同样数量的电子。
两物体之间形成电场。
两个物体能够拾取的电荷量Q取决于电场的范围、形状和强度。
所形成的电场取决于外加电压、两个物体的尺寸和它们相互之间的距离。
可以将物体尺寸和它们的相互距离以及置于它们之间的绝缘材料对电荷接收能力的影响综合到一个量中。
这个量称为电容（符号为C）。
电容是反应接收和容纳电荷的能力。
电容是电荷Q与电压U两者之间的比例系数
Q=C╳U
Q电荷（单位：
C库仑）C电容U电压
电容的电路符号与单位
有极性电容和无极性电容
电容的单位为法拉（F）。
如下是几种常用的单位换算：
1毫法=1mF=10-3F
1微法=1uF=10-6F
1纳法=1nF=10-9F
1皮法=1pF=10-12F
电容的大小取决于两个极板相面对的面积A、极板之间的距离α以及介质的介电常数εr。
特征色
第1色环
第1位有效数字
第2色环
第2位有效数字
第3色环
倍乘因数
第4色环
误差
第5色环
标称电压
无色
银
金
黑
—
—
—
0
—
—
—
0
—
╳10-2Ω
╳10-1Ω
╳100Ω
+20%
+10%
+5%
5000V
2000V
1000V
棕
红
橙
1
2
3
1
2
3
╳101Ω
╳102Ω
╳103Ω
+1%
+2%
100V
200V
300V
黄
绿
蓝
4
5
6
4
5
6
╳104Ω
╳105Ω
╳106Ω
+0.5%
400V
500V
600V
紫
灰
白
7
8
9
7
8
9
╳107Ω
╳108Ω
╳109Ω
700V
800V
900V
当电容充电后，当电源切断后，电容合自动放电，自放电时间常数τs是电容器的绝缘电阻Ris和电容的乘积：
τs=Ris×C
电容分类：
1、纸介性容器、聚酯电容器（金属膜电容器）
纸介性容器由两种相互之间用浸渍纸层绝缘的金属箔构成；
聚酯电容器由两种相互之间用浸渍聚酯薄膜绝缘的金属箔构成；
2、金属膜纸介电容器（MP电容器）
将金属层蒸发到用作介质的纸上构成；
3、金属-聚酯薄膜电容器（MK电容器）
将金属层蒸发到聚酯薄膜上构成；
4、陶瓷电容器
陶瓷电容器是采用陶瓷材料作为介质；
5、电解电容器
电容器的电极由导电的液体（即电解质）构成；
6、可调电容器
大多由能相互移动的一组极板构成
电容器充电
未充电的电容器的内阻几乎为零；
充电后的电容器有几乎为无限大的电阻，它可阻止直流通过；
电容器的容量
充电电容器储存有电能，被储存能量的大小由下式给出：
W=1/2×C×U2
W电能
C电容
U电压
电容器放电
充电的电容器的作用像一个内阻特别小的电压源。
假如将充电电容器的两端短路，则一瞬间将流过非常大的电流，电容器很快完成放电过程，但这种短路放电对于电容量大的电容器尤其危险。
电容器可能被大电流损坏。
所电容器应始终通过电阻器进行放电。
电容器对交流振荡所呈现的电阻为容抗，电容器中没有将电功率转变成热功率。
电容器对交流振荡起阻碍作用。
交流电流频率越高以及电容器的容量越大，则阻碍作用越小。
Xc=1/（2л׃×C）
ω=2л׃
Xc=1/（ω×C）
Xc电容器容抗
C电容
ƒ频率
ω角频率
试用一外电容量为2.2nF的电容器在1MHz频率上的容抗是多大？
Xc=1/（2л׃×C）=1/（6.28×106×2.2×10-9）
=1000/（6.28×2.2）=72.3Ω
交流回路中的相移和矢量图
当电容器达到它的最大充电状态时，则电流为零。
当电容器放电完毕时，则电流为最大。
这就意味着，通过电容器的电压与电流之间有90º。
这一点只适用于无耗电容器。
对于无耗电容器，电容器的电流超前电压90º。
电容器的串联和并联
图示出的三个串联电容器。
总容抗由下式给出：
Xcg=Xc1+Xc2+Xc3
=++
=×（++）
=++
所以，对n个电容器串联的电容器，总电容有：
=+++……+
例：
试问两个串联电容器C1=47nF和C2=10nF的总电容量是多大？
=+===8.25nF
并联电容器电容量的记算方法
三个并联电容器的容抗按以下方法计算：
=++
ω×Cg=ω×C1+ω×C2+ω×C3
总电容Cg=C1+C2+C3
n个电容器并联，总电容量：
Cg=C1+C2+C3+……+Cn
电感
电感的应用范围广泛，它在调谐、振动、耦合、滤波、陷波、延时等电路中得都是必不可少的。
电感器按工作特征分成固定电感和可变电感两种。
电感的电路符号
电感的基本参数：
（1）电感量
（2）固有电容
（3）品质因数Q=ωL/r,ω为工作角频率,L电感量,r线圈损耗电阻。
（4）额定电流电感线圈中允许的最大电流
线圈的所有结构尺寸对自感电动势大小的影响，可以用一个系数来表示。
这个自感系数称为电感（简写符号为L），单位为亨利H。
1毫亨1mH=10-3H
1微亨1μH=10-6H
1纳亨1nH=10-9H
1皮亨1pH=10-12H
电感的特性是通直流，阻交流；
通底频，阻高频。
电感主要有振动、耦合、滤波、陷波等作用。
对于无耗线圈，电压超前电流900，与电容刚好相反。
半导体二极管
电导率比导体小但比绝缘体大的材料都属于半导体材料。
半导体二极管的工作原理
半导体二极管的晶体由P区和N区组成，如果PN结的极性呈正向偏置，则二极管的阻值很小。
如果PN结的极性呈反向偏置，则二极管的阻值很大。
半导体二极管能在一个方向上允许电流通过，而在另一个方向则阻碍电流通过。
这种作用在整流作用上具有重大的工程意义。
示出二极管的原理结构和电路符号。
二极管特性是单向导电性
二极管作用
二极管的主要有整流、稳压、开关、检波等作用
二极管的温度特性
随着温度的升高，反向电流明显增大
随着温度的升高，正向电阻略有减小。
二极管命名
器件的电极数目
器件的材料和极性
类别
2
A
N
锗
P
普通管
B
P
锗
V
微波管
C
N
硅
W
稳压管
D
P
硅
C
参量管
Z
整流管
二极管的检验
检验半导体二极管时，必须使外加电压高于二极管本身的势垒电压，用电阻法测量二极管时，正常二极管的正向电阻应在1~200欧姆，反向电阻一般在0.5~300M欧姆。
如果在两个方向测出的电阻均很小，则二极管已损坏；
如果在两个方向测出的电阻均很大，则二极管已损坏；
二极管和基本参数
峰值反向电压URM
二极管反向工作时允许外加的最高电压，在任何瞬间都不允许超过这个值。
整流电流I0
二极管电流的最大算术平均值。
正向电流IF
在一定晶体温度下的最大正向恒定电流。
耗散功率
最大允许的总耗散功率
耗尽层温度Tj
晶体在耗尽层范围内所允许的最高温度
三极管
晶体三极管可分为两类：
PNP型晶体管与NPN型晶体管
电路符号：
PNP晶体管的结构
PNP晶体管的晶体由一个N型导电区夹在两个P型导电区中间平构成。
即形成两个PN结，它们可以看成两个二极管，但并不是简单地用两个二极管来构成。
N区称为基极区或基极，它是半导体制造工艺中需要首先制备的区域，发射极区简称发射极，载流子由此出发；集电极区简称集电极，集电极起收集载流子作用。
PNP型三极管的工作需要一定的电压。
常用的大致电压值为：
基极相对于发射极的电压UBE=-0.7V（-0.6~-0.9V）
集电极相对于发射极的电压UCE=-0.7V（-2~-300V）
（对于硅晶体管）
NPN晶体管的结构
NPN晶体管的晶体由一个P型导电区夹在两个N型导电区中间平构成。
P区称为基极区或基极，它是半导体制造工艺中需要首先制备的区域，发射极区简称发射极，载流子由此出发；集电极区简称集电极，集电极起收集载流子作用。
NPN型三极管的工作需要一定的电压。
常用的大致电压值为：
基极相对于发射极的电压UBE=0.7V（0.6~0.9V）
集电极相对于发射极的电压UCE=0.7V（2~300V）
（对于硅晶体管）
发射极-基极PN结的极性呈正向偏置，基极-集电极PN结的极性呈反向偏置,是三极管处于放大状态的必要条件。
三极管命名
器件的电极数目
器件的材料和极性
类别
3
A
N
锗
A
低频小功率管
B
P
锗
B
高频小功率管
C
N
硅
C
低频大功率管
D
P
硅
D
高频大功率管
三极管的应用
晶体管开关电路
晶体管子放大电路
三极管的极限参数
最大允许反向电压
最大允许电流
最大允许耗散功率
最大允许温度
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