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电子元器件讲解

電子元器件講解

第1節電阻器

1.電阻器:

對電流流動有一定阻擋力的器件，簡稱“電阻”，用字母“R”或“ｒ”表示，單位“歐姆”，簡稱“歐”，符號“Ω”表示

　　　1MΩ＝1000KΩ＝1000000Ω

2.電阻分類

2.2.1按電阻類型分

2.2.1.1固定電阻：

有某一固定阻值的電阻

2.2.1.2可變電阻：

可改變電阻阻值的電阻

2.2.1.3電位器：

可以通過改變電阻器上引腳的位置來改變阻值的電阻

2.2.1.4敏感電阻：

阻值可以隨著外部物理量的改變而改變的電阻

2.2.2按電阻材料分

2.2.2.1碳膜電阻：

最常用的，價格便宜，性能也不錯

2.2.2.2金屬膜電阻：

精度高，耐高溫，體積可以做得很小

2.2.2.3線繞電阻：

誤差小

3.電阻的主要性能指標

　3.1標稱阻值：

國家標准規定的阻值，例：

100Ω，150Ω，200Ω，220Ω等等

　3.2誤差：

指電阻的實際阻值和標稱阻值之間的差別大小，用百分比來表示，電陰的誤差大小也有國家標准，不能隨便改變

　　　普通電阻誤差：

±5%，±10%，±20%等

　　　精密電阻誤差：

±2%，±1%，±0.5%等

　3.3額定功率：

電阻承載的上限功率，實際使用時應選用額定功率比所需功率稍大的電阻

　　　　　　　P＝I2R　　或　　P＝U2/R

　　　　通常小功率電阻的功率標稱值有：

1/16W，1/8W，1/4W等

　　　　功率大的有：

1W，2W，3W等

4.電阻讀值

4.1色環：

四環電阻，五環電阻（附件：

色環顏色讀值表）

色環顏色讀值表

顏色

四環的第一二環

五環的第一二三環

四環的第三環

五環的第四環

四環的第四環

五環的第五環

棕

101

紅

102

橙

103

黃

104

綠

105

藍

106

紫

107

灰

108

白

109

黑

100＝1

金

10-1＝0.1

±5%

銀

10-2＝0.01

±10%

無色

±20%

　4.2數字電阻：

電位器和可變電阻器的阻值一般用數字直接表示，體積較小的則是三位數，其讀法和色環電阻的讀法一樣，第三位數字表示10的次方數，例：

102表示10*102

5.電阻的串，並聯

　5.1串聯：

R＝R1+R2+R3、、、+Rｎ

5.2並聯：

R＝1/（1/R1+1/R2+1/R3、、、+1/Rｎ）

第二節　電容器

1.基本知識

1.1電容器：

是一種容納的器件，從廣義上說，任何兩個的電氣上不接觸的金屬都可以構成一個電容器，這兩個金屬體就是這個電容器的兩個極

1.2電容器的基本電氣特性就是：

阻直流，通交流，就是說直流電不能通過電容器，而交流電則可以通過，而且頻率越高的交流電不能通過電容器，而交流電則可以通過

1.3普通的電容器是沒有極性的，兩個引腳可以任意對換。

電解電容器有極性，在電解電容的電路符號中，正號表正極，另一端是負極

　　　電容器電路符號：

1.4電容器容納電荷的能力用電容量衡量，單位是法拉，用字母“F”表示

　　法拉的定義：

當一個電容器內貯存的電荷量為1庫化時，如果在該電容器的兩端測得的電壓正好為1伏特，那麼這個電容器的電容量就是1法拉，法拉作為電容量的單位在電子電路中往往顯得太大，所以很少使用

　　　　　　　　　　1F＝106μ＝1012ｐF　

2.電容器分類

2.1按電容器類型分

2.1.1固定電容器

2.1.2可變電容器：

容量不可能從0開始，容量表示用變化范圍

　　　空氣可變電容器：

絕緣介質是空氣，所以它的電氣性能較好，壽命長，但是它的電氣性能比較好，價格較高

　　　薄膜可變電容器：

絕綠介質為有機薄膜，電氣性能較差，壽命不如空氣可變電容器，不過它體積小，價格低

2.2按電容材質分類

　2.2.1普通電容器：

在兩個金屬片中劉夾上一定的絕綠材料構成，份為：

　　　　雲母電容器：

耐高溫，而高壓，性能穩定，而且高頻損耗小，價格貴

金屬化紙介電容器:

体積小，容量較大，價格低廉

　　　　聚苯乙烯電容器：

漏電流小，性能穩定，高頻損耗小

　　　　滌綸電容器：

體積小，容量較大

　　　　瓷片電容器：

體積可以做得特別小，而且高頻損耗小，耐高溫，價格也低，使用的最多，容量小

　2.2.2電解電容器：

在一個金屬箔上根據電解作用生成一層單向導電的氧化膜作為絕綠物質，以金屬箔和電解液作為電容器的兩極。

使用時不能接反，接反了會有很大的漏電

　　　　鋁電解電容器的漏電流較大，也就是說它的絕綠電阻比較小，該電容器的實際電容量和標稱電容量之間相差較大

　　　　鉭電解電容器：

性能比鋁電解電容器好得多，不過由於鉭電解電容器的價格昂貴

3.主要性能指標

3.1標稱電容量：

國家規定作為工廠生產的標准容量數值

3.2誤差：

電容器的真正容量和標稱容量之間的偏差

　　　電容器的誤差分為五個等級：

　　　　00級表示誤差不超過±1%

　　　　0級表示誤差不超過±2%

　　　I級表示誤差不超過±5%

　　　II級表示誤差不超過±10%

　　　　III級表示誤差不超過±20%

3.3額定直流工作電壓：

電容器能夠長期正常工作而不被擊穿的最大直流電壓。

　　電容器在電路中工作時，它的兩端將承受一定的直流電壓，當這個直流電壓值大到一定的程度時，它的兩個極板之間的絕綠物質就有可能承受不了而被此電壓所擊穿，電容器就不能正常工作

3.4絕綠電阻：

當在電容器加上一定的直流電壓時，會有一個很小的漏電流流過此電容器，用兩端的直流電壓值除以漏電流的大小，就是該電容器的絕綠電阻

　　電容器的耐壓高低和漏電流的大小主要取決於組成電容器的兩坱金屬極板之間的絕綠介質的性能　

4.電容器的串，並聯

4.1串聯：

C＝C1+C2+C3、、、+Cｎ

4.2並聯：

C＝1/（1/C1+1/C2+1/C3、、、+1/Cｎ）

4.在選擇電容器的時候，一般要考慮它的容量和耐壓兩個參數，對於一些有特別要求的電路還要考慮漏電流或絕綠電阻的大小

第3節　晶體二極管

1.半導體的基本知識

　自然界的物質，按導電性的強弱分為：

導體：

電阻率小於10-5Ω•ｍ的物質，如銅，銀等

絕綠體：

電阻率在108Ω•ｍ的物質，如橡膠，陶瓷等

半導體：

電阻率介於上述數值之間的物質，如硅，鍺等

1.1半導體的特點：

半導體在不同的條件下，如當溫度，光照與純度不同時，它　　　　　　們的導電能力會有很大的改變。

　　溫度：

當溫度升高時，半導體的導電能力會顯著的增加，用於熱敏電阻等

　　光照：

半導體的導電能力會隨光照的增大而顯著變化，用於光敏電阻，光電管等

　　純度：

在半導體內摻入微量的雜質，半導體的導電能力就急劇增加，用於晶體二極管，三極管，場效應管和集成電路等

1.2N型半導體：

在本征半導體中摻入微量的5價元素砷（Aｓ）、銻（Sｂ）、磷（P）等，得到N型半導體，又稱為電子型半導體，帶正離子

1.3P型半導體：

在本征半導體中摻入微量的3價元素銦（Iｎ）、硼（B）、鋁（Aｌ）等，得到P型半導體，又稱為空穴型半導體，帶負離子

注：

不論是硅本征半導體還是鍺本征半導體都是可以通過摻入少量的5價或3價原子而形成N型半導體或P型半導體，但對整個半導體而言，它既沒有失去電子，也沒有得到電子，所以是中性的

2.PN結及其單向導電性

2.1　PN結的形成

　PN結：

是利用摻雜的方法，在晶體內部實現P型半導體和N型半導體的結合

　　由於P型和N型半導體的交界面有空穴和自由電子的濃度差別，因此出現空穴和電子由濃度高的地方向濃度低的地方擴散，兩者產生中和。

因而使P區和N區的電中性狀態被破壞，P區失去空穴留下負離子，帶負電。

N區失去電子留下正離子帶正電。

而兩者的交界面附近，則形成了很薄的空間電荷區，這就是PN結

　　　空間電荷區由於正負電荷之間的相互作用，在該區中形成了一個電場，這個電場是內部的擴散運動形成的，稱為內電場。

內電場在沒有外加電場的作用時，處於平衡狀態，沒有電流通過

2.2　PN結的單向導電性：

如果有外加電壓的情況下，PN結的運動就會起顯著變化

　2.2.1外加正向電壓時，PN結變窄，正向電流很大

　2.2.2外加反向電壓時，PN結變寬，反向電流很小

3.二極管的構造與特性

3.1二極管的構造：

在PN結的P區和N區各制作一個歐姆接觸電極，裝好引線，封裝好就是一個半導體二極管

U（V）

I（ｍA）

　3.2二極管的伏安特性曲線

　3.2.1正向特性：

當正向電壓很小時，在PN結產生的外加電場很弱，PN結的電阻較大，此時的正向電流幾乎為0，二極管呈現出一個大電阻，這段電壓稱為門坎電壓Uｄ。

當正向電壓增大超過門坎電壓後，PN結的內電場被破壞，二極管的電阻孌得很小，正向電流隨著正向電壓的增大而急劇上升

　一般硅管的門坎電壓0.5V，鍺管的門坎電壓為0.1V

　　　3.2.2反向特性：

3.2.2.1當外加反向電壓時，最初反向電流隨著反向電壓（大約0到1V的范圍）增大：

因為外加反向電壓在PN結內產生的外加電場，恰好與PN結的內電場方向一致，使結內電場逐漸增強。

　　　　　　　　反向電流＝漂移電流-擴散電流

　　　　3.2.2.2當外加反向電壓大約超過1V以後，在一定范圍內，反向電流基本不再隨著反向電壓的增大而發生變化：

因為外加反向電壓不需筩大，就能使PN結的內電場增強到足以截斷擴散電流的程度。

　　　　　　　反向電流＝漂移電流（漂移電流是一個數目極小的固定量）

　　　　　　　　此時的反向電流稱為反向飽和電流：

數值很小，也取決於材料的種類及環境溫度，在同樣的溫度下，硅的反向電流比鍺小。

鍺管是微安數量級（μA），硅管是納安數量級（nA）

　3.2.3反向擊穿特性：

　　　　當反向電壓高到一定數值UB時，PN結的外加電場把結內被束縛的價電子從共價鍵上強行拉出來，從而產生大量的空穴和電子，造成反向電流急劇增大，這種稱為二極管的反向擊穿現象

　3.2.4單向導電的特性：

加上正向電壓，則二極管導通，有較大的正向電流。

加反向電壓則截止，只有很小的反向電流。

當反向電流大到一定程度，反向電流突然增大，二極管進入擊穿區，在此范圍內，反向電流變化較大，反向電壓卻基本保持不變。

當反向電流大到一定數值後，二極管就徹底擊穿被被壞

4.二極管的主要參數

4.1直流參數

4.1.1反向飽和電流（同前）

4.1.2最大允許反向工作電壓：

它的數值低於反向擊穿電壓UB，為了確保二極管的安全工作，一般給擊穿電壓值的一半為最大反向工作電壓

4.2交流參數

　　4.2.1結電容：

二極管的結電容限制了其工作頻率的提高，由於二極管的結電容一般只有幾個到幾十個皮法，因此在低頻時可以忽略，在高頻時，則需要考慮。

這個參數越大，二極管的高頻單向導電性能就越差

　　　4.2.2最高工作頻率：

這個參數直接給出了二極管工作頻率的上限值

5.用萬用表測量二極管：

選擇R*100或R*1000檔，（R*1檔電流太大，R*10K檔電壓太高，此兩樣都會損壞二極管）。

測量二極管的正，反向電阻值，兩者相差越大越好

5.1若硅管的正向電阻為數千歐（鍺管為數百歐），反向電阻硅管在數百千歐以上（鍺管約在數百千歐），則二極管性能良好

5.2若反向電阻太小，管子就失去了單向導電作用，如正，反向電阻的電阻均為無窮大，則管子已斷路，若正，反向電阻均為零，則管子內部已經短路

6.二極管的類型

6.1整流二極管：

整流二極管是利用二極管的基本特性單向導電性，把交流電壓或電流變換為單向或單極性電壓或電流。

其主要參數是最大平均整流電流和最大反向工作電壓

6.2檢波二極管：

把高頻調制載波中的低頻信號解調出來。

具有良好的高頻整流特性

6.3穩壓二極管：

具有一般二極管的單向導電特性，利用二極管被擊穿後，在一定反向電流范圍內反向電壓不隨著反向電流變化這一特性進行穩壓的。

適當控制反向電流的數值，穩壓管不會損壞

6.4發光二極管:

簡稱LED，是一種將電能轉換成光能的半導體器件。

它在正向導通時會發光，導通時電流增大時，發光亮度增強，其特點有：

1.低電壓下工作，適合低壓小型化電路

2.發光響應速度快，約10-7~10-8ｓ

3.體積小，可靠度高，耐振動，耐沖擊，發熱少，功能低

4.由於具有二極管特性，電路簡單

5.亮度可在根據工作電流大小范圍變化，但發光波長幾乎不變

　　　發光二極管不發光時，正，反向電阻均較大且無明顯差異。

用萬用表將發光二極管與一數百歐的電阻串聯，加3~5V的直流電壓，LED發光則導通

　　　　6.其它常用二極管：

光電二極管，溫敏二極管，恆流二極管，開關二極管，肖特基勢壘二極管，變容二極管等

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