电子元器件系列知识.docx
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电子元器件系列知识
电子元器件系列知识
电子元器件系列知识,包括电阻,电容,电感,二极管,晶体管等.
电阻篇
电阻,用符号R表示。
其最基本的作用就是阻碍电流的流动。
衡量电阻器的两个最基本的参数是阻值和功率。
阻值用来表示电阻器对电流阻碍作用的大小,用欧姆表示。
除基本单位外,还有千欧和兆欧。
功率用来表示电阻器所能承受的最大电流,用瓦特表示,有1/16W,1/8W,1/4W,1/2W,1W,2W等多种,超过这一最大值,电阻器就会烧坏。
根据电阻器的制作材料不同,有水泥电阻(制作成本低,功率大,热噪声大,阻值不够精确,工作不稳定),碳膜电阻,金属膜电阻(体积小,工作稳定,噪声小,精度高)以及金属氧化膜电阻等等。
根据其阻值是否可变可分为微调电阻,可调电阻,电位器等。
可调电阻(电位器)电路符号如下:
电阻在标记它的值的方法是用色环标记法。
它的识别方法如下:
为了区别不同种类的电阻,常用几个拉丁字母表示电阻类别,如图1所示。
第一个字母R表示电阻,第二个字母表示导体材料,第三个字母表示形状性能。
上图是碳膜电阻,下图是精密金属膜电阻。
表1列出电阻的类别和符号。
表2是常用电阻的技术特性
NTC(负温度系数)热敏电阻常识及应用
NTC是负温度系数的英文缩写,所谓NTC热敏电阻器就是负温度系数热敏电阻器。
它是以锰、钴、镍和铜等金属氧化物为主要材料,采用陶瓷工艺制造而成的。
这些金属氧化物材料都具有半导体性质,因为在导电方式上完全类似锗、硅等半导体材料。
温度低时,这些氧化物材料的载流子(电子和孔穴)数目少,所以其电阻值较高;随着温度的升高,载流子数目增加,所以电阻值降低。
1. 负温度系数热敏电阻器的命名标准。
NTC热敏电阻器的种类繁多,形状各异。
表1是负温度系数热敏电阻的命名标准,它由四部分构成,其中M表示敏感元件,F表示负温度系数热敏电阻器。
有些厂家的产品,在序号之后又加了一个数字,如MF54-1,这个“-1”也属于序号,通常叫“派生序号”。
2.负温度系数热敏电阻的主要参数。
热敏电阻器的参数颇多,主要有标称阻值、B值范围和额定功率。
标称阻值常在热敏电阻上标出。
它是指在基准温度为25℃时的零功率阻值,因此亦作标称电阻值R25。
B值范围(K)是反映负温度系数热敏电阻器热灵敏度越高。
额定功率是指热敏电阻在环境温度为25℃、相对湿度为45~80%及大气压力为0.87~1.07bar的大气条件下,长期连续负荷所允许的耗散功率。
表2列出了MF11(片状)负温度系数热敏电阻的主要参数。
表2
标称阻值(KΩ) 10~15
额定功率(W) 0.25
B值范围(K) 1980~3630
温度系数(10-2/℃) -(2.23~4.09)
耗散系数(mW/℃) ≥5
时间常数(s) ≤30
最高工作温度(℃) 125
3.负温度系数热敏电阻的简易测试方法。
应用热敏电阻时,必须对它的几个比重要的参数进行测试。
一般来说,热敏电阻对温度的敏感性高,所以不宜用万用表来测量它的阻值。
这是因为万用表的工作电流比较大,流过热敏电阻器时会发热而使阻值改变。
但对于确认热敏电阻能否工作,用万用表也可作简易判断。
具体为:
将万用表拨到欧姆挡(视标称电阻值定挡位),用鄂鱼夹代替表笔分别夹住热敏电阻器的两脚,记下此时的阻值;然后用手捏住热敏电阻器,观察万用表,会看到随着温度的慢慢升高而指针会慢慢向右移,表明电阻在逐渐减小,当减小到一定数值时,指针停了下来。
若环境温度接近体温,用这种方法就不灵,这时可用电路铁靠近热敏电阻器,同样也会看到表针慢慢右移。
这样,则可证明这只负温度系数热敏电阻器是好的。
用万用表检测负温度系数热敏电阻器时,请注意3点:
(1)万用表内的电池必需是新换不久的,而且在测量前应调好欧姆零点;
(2)普通万用表的电阻挡由于刻度是非线性的,为了减少误差,读数方法正确与否很重要,即读数时视线正对着表针。
若表盘上有反射镜,眼睛看到的表针应与镜子里的影子重合;
(3)热敏电阻上的标称阻值,与万用表的读数不一定相等,这是由于标称阻值是用专用仪器在25℃的条件下测得的,而万用表测量时有一定的电流通过热敏电阻而产生热量,而且环境温度不可能正是25℃,所以不可避免地产生误差。
那么,能否估算出一只热敏电阻器在某一温度时阻值呢?
回答是肯定的,方法也很简单:
以MF1型负温度系数热敏电阻电阻器为例,查表2便可得知它的电阻温度系数为d25=-(2.23~4.09)%/℃(其意是:
以基准温度25℃为起点,温度每升高1℃,则该热敏电阻器的阻值便增加2.23~4.09%)。
为了简便,可将d25取为-3%/℃,这样估算就十分方便了:
在某一温度t℃时热敏电阻所具有的电阻值,等于其前一温度的电阻乘以系数0.97(即100%-3%=97%=0.97)。
例如,某1只MF11型负温度系数热敏电阻器在25℃的阻值为250Ω,那么在26℃时为250Ω×0.97=242.5Ω。
保险电阻的基本常识:
1. 保险电阻的功能。
保险电阻在电路图中起着保险丝和电阻的双重作用,主要应用在电源电路输出和二次电源的输出电路中。
它们一般以低阻值(几欧姆至几十欧姆),小功率(1/8~1W)为多,其功能就是在过流时及时熔断,保护电路中的其它元件免遭损坏。
在电路负载发生短路故障,出现过流时,保险电阻的温度在很短的时间内就会升高到500~600℃,这时电阻层便受热剥落而熔断,起到保险的作用,达到提高整机安全性的目的。
2. 保险电阻的判别方法。
尽管保险电阻在电源电路中应用比较广泛,但各国家和厂家在电路图中的标注方法却各不相同。
虽然标注符号目前尚未统一,但它们却有共同特点:
(1) 它们与一般电阻的标注明显不同,这在电路图中很容易判断。
(2) 它一般应用于电源电路的电流容量较大或二次电源产生的低压或高压电路中。
(3) 保险电阻上面只有一个色环。
见附图所示,色环的颜色表示阻值。
(4) 在电路中保险电阻是长脚焊接在电路板上(一般电阻紧贴电路板焊接),与电路板距离较远,已便于散热和区分。
3. 保险电阻的常用规格标准。
(1) RN1/4W,10Ω保险电阻,色环为黑色,功率为1/4W;当8.5V直流电压加在保险电阻两端时,60秒以内电阻增大为初始值的50倍以上。
(2) RN1/4W,2.2Ω保险电阻,色环为红色,功率为1/4W;当3.5A电流通过时,2秒之内电阻增大为初始值的50倍以上。
(3) RN1/4W,1Ω保险电阻,色环为白色,功率为1/4W;当2.8A交流电流通过时,10秒内电阻增大为初始值的400倍以上。
4. 保险电阻在电路图中的画法。
(见下图)
电阻的常用标志法
在使用电阻器时,需要了解它的主要参数。
对电阻器需知道其标称阻值、功率、允许偏差。
电阻器的标称值和允许偏差一般都标在电阻体上,而在电路图上通常只标出标称值。
电阻的标志方法分为下列四种:
1. 直标法:
直标法是将电阻器的标称值用数字和文字符号直接标在电阻体上,其允许偏差则用百分数表示,末标偏差值的即为±20%的允许偏差。
2. 文字符号法:
文字符号法是将电阻器的标称值和允许偏差值用数字和文字符号法按一定的规律组合标志在电阻体上。
电阻器的标称值的单位标志符号见表1,允许偏差见表2。
表1
电阻值
文字符号 单位及进位关系 名称
R Ω(100) 欧姆
K KΩ(103) 千欧
M MΩ(106) 兆欧
G GΩ(109) 吉欧
T TΩ(1012) 太欧
表2
允许偏差(%) 文字符号 允许偏差(%) 文字符号
±0.001 Y ±0.5 D
±0.002 X ±1 F
±0.005 E ±2 G
±0.01 L ±5 J
±0.02 P ±10 K
±0.05 W ±20 M
±0.1 B ±30 N
±0.25 C
注:
大多数电阻器的允许偏差值J、K、M三类。
例如:
6R2J表示该电阻标称值为6.2Ω,允许偏差为±5%;3K6K表示电阻值为3.6KΩ,允许偏差为±10%;1M5则表示电阻值为1.5MΩ,允许偏差为±20%。
3. 色标法:
普通的电阻器用四色环表示,精密电阻用五色环表示。
紧靠电阻体一端头的色环为第一环,露着电阻体本色教多的另一端头为末环。
4. 数码标志法:
在产品和电路图上用三为数字来表示元件的标称值的方法称之为数码标志法。
常见于贴片电阻或进口器件上。
在三位数码中,从左至右第一、二位数表示电阻标称值的第一、二位有效数字,第三位数为倍率10n的“n”(即前面两位数后加“0”的个数),单位为Ω。
例如标识为222的电阻器,其阻值为2200Ω既2.2KΩ;表识为105的电阻器为1MΩ;标志为47的电阻器阻值为4.7Ω。
需要注意的是要将这种标志法与传统的方法区别开来:
如标志为220的电阻器其电阻为22Ω,只有标志为221的电阻器其阻值才为220Ω。
标志为0或000的电阻器,实际是跳线,阻值为0Ω。
在一些微调电阻器阻值的标志法除了用三位数字外还有用两位数字的。
如标志为53表示5,14和54分别表示10和50。
一些精密贴片电阻器也有用四位数字表示法,如1005表示10等。
电阻额定功率值在电路图上的符号
所谓电阻的额定功率值,指的是电阻所承受的最高电压和最大电流的乘积。
每个电阻都有其额定功率值,常见电阻的额定功率一般分为1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W、4W、5W、10W等。
其中1/8W和1/4W的电阻较为常用,不过,在大电流场合,大功率的电阻也用得很普遍。
下图为各额定功率值功率的电阻在电路图上的符号。
不难看出,额定功率值在1W以上用罗马数字表示。
快速识别色环电阻
带有四个色环的其中第一、二环分别代表阻值的前两位数;第三环代表倍率;第四环代表误差。
快速识别的关键在于根据第三环的颜色把阻值确定在某一数量级范围内,例如是几点几K、还是几十几K的,再将前两环读出的数"代"进去,这样就可很快读出数来。
下面介绍掌握此方法的几个要点:
(1)熟记第一、二环每种颜色所代表的数。
可这样记忆:
棕1,红2,橙3,黄4,绿5,蓝6,紫7,灰8,白9,黑0。
这样连起来读,多复诵几遍便可记住。
记准记牢第三环颜色所代表的阻值范围,这一点是快识的关键。
具体是:
金色:
几点几Ω
黑色:
几十几Ω
棕色:
几百几十Ω
红色:
几点几kΩ
橙色:
几十几kΩ
黄色:
几百几十kΩ
绿色:
几点几MΩ
蓝色:
几十几MΩ
从数量级来看,在体上可把它们划分为三个大的等级,即:
金、黑、棕色是欧姆级的;红橙'、黄色是千欧级的;绿、蓝色则是兆欧级的。
这样划分一下是为了便于记忆。
(3)当第二环是黑色时,第三环颜色所代表的则是整数,即几,几十,几百kΩ等,这是读数时的特殊情况,要注意。
例如第三环是红色,则其阻值即是整几kΩ的。
(4)记住第四环颜色所代表的误差,即:
金色为5%;银色为10%;无色为20%。
下面举例说明:
例1当四个色环依次是黄、橙、红、金色时,因第三环为红色、阻值范围是几点几kΩ的,按照黄、橙两色分别代表的数"4"和"3"代入,,则其读数为43kΩ。
第环是金色表示误差为5%。
例2当四个色环依次是棕、黑、橙、金色时,因第三环为橙色,第二环又是黑色,阻值应是整几十kΩ的,按棕色代表的数"1"代入,读数为10kΩ。
第四环是金色,其误差为5%。
排电阻引线的识别
排电阻也叫集成电阻,其外形及内部结构见图。
图中BX表示产品型号,10表示有效数字,3表示有效数字后边加“0”的个数,103即10000Ω(10K)。
半字线“--”后面的9表示此电阻有9个引脚,其中的一个引脚是公共引脚,一般都在两边,用色点标志。
排电阻适合多个电阻阻值相同,而且其中的一个引脚都连在电路的同一位置的场合,如图示。
排电阻比分立电阻体积小,安装方便,但价格也稍贵。
水泥型电阻器
水泥型电阻器是将电阻线绕在无碱性耐热瓷件上,外面加上耐热、耐湿及耐腐蚀之材料保护固定并把绕线电阻体放入方形瓷器框内,用特殊不燃性耐热水泥充填密封而成。
特点:
1.体积小、耐震、耐湿、耐热及良好散热,低价格等特性。
2.完全绝缘,适用于印刷电路板。
3.瓷棒上绕线然后接头电焊,制出精确电阻值及延长寿命。
4.高电阻值采用金属氧化皮膜体(MO)代替绕线方式制成。
5.耐热性优,电阻温度系数小,呈直线变化。
6.耐短时间超负载,低杂音,阻值经年无变化。
表面贴装电阻需检验其可焊性.具体方法参见国标
电容
电容器的参数与分类
参数
1. 标称电容量(CR)。
电容器产品标出的电容量值。
云母和陶瓷介质电容器的电容量较低(大约在5000pF以下);纸、塑料和一些陶瓷介质形式的电容器居中(大约在0.005uF~1.0uF);通常电解电容器的容量较大。
这是一个粗略的分类法。
2. 类别温度范围。
电容器设计所确定的能连续工作的环境温度范围。
该范围取决于它相应类别的温度极限值,如上限类别温度、下限类别温度、额定温度(可以连续施加额定电压的最高环境温度)等。
3. 额定电压(UR)。
在下限类别温度和额定温度之间的任一温度下,可以连续施加在电容器上的最大直流电压或最大交流电压的有效值或脉冲电压的峰值。
电容器应用在高电压场和时,必须注意电晕的影响。
电晕是由于在介质/电极层之间存在空隙而产生的,它除了可以产生损坏设备的寄生信号外,还会导致电容器介质击穿。
在交流或脉动条件下,电晕特别容易发生。
对于所有的电容器,在使用中应保证直流电压与交流峰值电压之和不得超过电容器的额定电压。
4. 损耗角正切(tgδ)。
在规定频率的正弦电压下,电容器的损耗功率除以电容器的无功功率为损耗角正切。
在实际应用中,电容器并不是一个纯电容,其内部还有等效电阻,它的简化等效电路如附图所示。
对于电子设备来说,要求RS愈小愈好,也就是说要求损耗功率小,其与电容的功率的夹角要小。
这个关系为:
tgδ=RS/XC=2*3.14*f*C*RS。
因此,在应用当中应注意选择这个参数,避免自身发热过大而影响寿命。
5. 电容器的温度特性。
通常是以20℃基准温度的电容量与有关温度的电容量的百分比表示。
6. 使用寿命。
电容器的使用寿命随温度的增加而减小。
主要原因是温度加速化学反应而使介质随时间退化。
7. 绝缘电阻。
由于温升引起电子活动增加,因此温度升高将使绝缘电阻降低。
电容的分类
电容器包括固定电容器和可变电容器两大类。
其中固定电容器又可根据其介质材料分为云母电容器、陶瓷电容器、纸/塑料薄膜电容器、电解电容器和玻璃釉电容器等;可变电容器也可以是玻璃、空气或陶瓷介质结构。
以下附表列出了常见电容器的字母符号。
附表
字母 电容器介质材料 字母 电容器介质材料
A 钽电解 L 聚脂等极性有机薄膜
B 聚笨乙烯等非极性有机薄膜 N 铌电解
C 高频陶瓷 O 玻璃膜
D 铝电解 Q 漆膜
E 其他材料电解 T 低频陶瓷
G 合金电解 V 云母纸
H 纸膜复合 Y 云母
I 玻璃釉 Z 纸
J 金属化纸
电容的耐压和绝缘电阻
电容长期可靠地工作,它能承受的最大直流电压,就是电容的耐压,也叫做电容的直流工作电压。
如果在交流电路中,要注意所加的交流电压最大值不能超过电容的直流工作电压值。
表1是常用固定电容直流工作电压系列。
有*的数值,只限电解电容用。
常用固定电容的直流电压系列
1.6 4 6.3 10 16 25 32* 40 50 63
100 125* 160 250 300* 400 450* 500 630 1000
由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体,它的电阻不是无限大,而是一个有限的数值,一般在1000兆欧以上。
电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻,或者叫做漏电电阻。
漏电电阻越小,漏电越严重。
电容漏电会引起能量损耗,这种损耗不仅影响电容的寿命,而且会影响电路的工作。
因此,漏电电阻越大越好。
电容的种类区分
电容的种类也很多,为了区别开来,也常用几个拉丁字母来表示电容的类别,如图1所示。
第一个字母C表示电容,第二个字母表示介质材料,第三个字母以后表示形状、结构等。
上图是小型纸介电容,下图是立式矩开密封纸介电容。
表1列出电容的类别和符号。
表2是常用电容的几项特性。
表1电容的类别和符号
使用指针式万用表判定电容的极性.
不知道极性的电解电容可用万用表的电阻挡测量其极性。
我们知道只有电解电容的正极接电源正(电阻挡时的黑表笔),负端接电源负(电阻挡时的红表笔)时,电解电容的漏电流才小(漏电阻大)。
反之,则电解电容的漏电流增加(漏电阻减小)。
测量时,先假定某极为“+”极,让其与万用表的黑表笔相接,另一电极与万用表的红表笔相接,记下表针停止的刻度(表针靠左阻值大),然后将电容器放电(既两根引线碰一下),两只表笔对调,重新进行测量。
两次测量中,表针最后停留的位置靠左(阻值大)的那次,黑表笔接的就是电解电容的正极。
测量时最好选用R*100或R*1K挡。
铝电解电容器的套管颜色与其特性
铝电解电容器的铝壳外面有一个塑料套管。
塑料套管的颜色有多种,例如浅蓝色的、橙色的、黄色的等。
生产厂家之所以把铝电解电容器的套管制成五颜六色,其目的并非仅仅为了美观,而是具有特定的意义,在选用和更换铝电解电容器时应重视这一特点。
现给出常见铝电解电容器的套管颜色与含义如下表所示,
附表:
铝电解电容器的套管颜色与其代表的特性
铝电解电容器使用须知
1、直流电解电容器只能使用在直流电路上,其极性必须标明在适当的位置或在导针/端子旁边。
2、在电路回路中如不清楚或不明确线路的极性时,则建议使用无极性电解容器。
3、电解电容器的工作环境温度不能超过规定的使用温度范围。
4、电解电容器应储存于低温及干燥场所,如储存期较长,则使用前应用额定电压对其重新老练。
5、通过电解电容器的纹波电流不应超过其充许范围,如超过了规定值,需选用耐大纹波电流的电解电容器。
6、使用时,电解电容器的工作电压不应超过其额定电压。
7、电烙铁等高温发热装置应与电解电容器塑料外壳保持适当的距离,以防止过热造成塑料套管破裂。
8、在焊接电解电容器时,其焊接时间和焊接温度不应超过10秒钟及260摄氏度。
9、对导针、端子,如施加超过规定的力,将会破坏电解电容器的内部结构。
浅谈电源滤波用电解电容
●梁中锷●
电容器(capacitor)在音响组件中被广泛运用,滤波、反交连、高频补偿、直流回授…随处可见。
但若依功能及制造材料、制造方法细分,那可不是一朝一夕能说得明白。
所以缩小范围,本文只谈电解电容,而且只谈电源平滑滤波用的铝质电解电容。
每台音响机器都要吃电源─除了被动式前级,既然需要供电,那就少不了「滤波」这个动作。
不要和我争,采用电池供电当然无必要电源平滑滤波。
但电池充电电路也有整流及滤波,故滤波电容器还是会存在。
我们现在习用的滤波电容,正式的名称应是:
铝箔乾式电解电容器。
就我的观察,除加拿大SonicFrontiers真空管前级,曾在高压稳压线路中选用PP塑料电容做滤波外,其它机种一概都是采用铝箔乾式电解电容;因此网友有必要对它多做了解。
面对电源稳压线路中担任电源平滑滤波的电容器,你首先想到的会是什麽?
─容量?
耐压?
电容器的封装外皮上一定有容量标示,那是指静电容量;也一定有耐压标示,那是指工作电压或额定电压。
工作电压(workingvoltage)简称WV,为绝对安全值;若是surgevoltage(简称SV或Vs),就是涌浪电压或崩溃电压;,超过这个电压值就保证此电容会被浪淹死─小心电容会爆!
根据国际IEC384-4规定,低於315V时,Vs=1.15×Vr,高於315V时,Vs=1.1
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