电子元器件基础知识,电子人必备技能(没有之一)
作为一名电子人,掌握一些电子元器件基础知识是必备技能之一。基础夯实,会让我们的工作事半功倍。稍微运用一些简单的方法,就可以将看似复杂的各种电子元器件基础原理、单位换算以及性能测试等化繁为简。譬如,通过一段记忆口诀,即可轻松掌握复杂的色环标识法则。如:“棕1红2橙上3,4黄5绿6是蓝。7紫8灰9雪白,0是黑色需牢记”。这个技能你Get到了?
电阻
释义:电阻器(Resistor)一般直接被称为“电阻”,是一个限流元件。将电阻接在电路中后,电阻器的阻值是固定的一般是两个引脚,它可限制通过它所连支路的电流大小。阻值不能改变的称为固定电阻器。阻值可变的称为电位器或可变电阻器。电阻在电路中用“R”加数字表示,如:R1表示编号为1的电阻。
作用:分流、限流、分压、偏置等
1、参数识别:电阻的单位为欧姆(Ω)、千欧(KΩ)、兆欧(MΩ)等。
换算方法是:1兆欧=1000千欧=1000000欧
电阻的参数标注方法有4种,即直标法、数标法、色标法及文字符号法:
a.直标法:一般用数字和单位符号直接地标称电阻值并标志在电阻器上。
b.数标法:用三位数码表示电容容量。从左到右第一、二位为有效数值,第三位为乘数(即零的个数),单位为pF。数标法主要用于贴片等小体积的电路。如:472表示47×100Ω(即4.7K);104则表示100K
c.色标法:用不同颜色的色环表示电阻的主要参数。色环标注法使用最多,如:四色环电阻、五色环电阻。
d.文字符号法:用数字和文字符号按一定规律组合表示电阻器的阻值。文字符号R,表示电阻单位,文字符号前面的数字表示阻值的整数部分,文字符号后面的数字表示小数部分。
2、电阻的色标位置和倍率关系如下所示:
颜色有效数字倍率允许偏差(%)
银色x0.01±10金色x0.1±5
黑色0+0棕色1x10±1
红色2x100±2橙色3x1000
黄色4x10000绿色5x100000±0.5
蓝色6x1000000±0.2紫色7x10000000±0.1
灰色x100000000白色9x1000000000
例如,红,黄,棕,金表示240欧
电容
释义:电容(Capacitance)为电容器的简称,是电子设备中大量使用的电子元件之一。电容是由两片金属膜紧靠,中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容在电路中一般用“C”加数字表示(如C13表示编号为13的电容)。电容被广泛应用于隔直、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制电路等方面。
作用:放电/充电
1、常用电容类型
耦合电容、滤波电容、退耦电容、高频消振电容、旁路电容、中和电容、定时电容、积分电容、微分电容、补偿电容、自举电容、分频电容、负载电容、调谐电容、衬垫电容、中和电容、稳频电容、定时电容、加速电容、缩短电容、克拉波电容、锡拉电容、稳幅电容、预加重电容、去加重电容、移相电容、反馈电容、降压限流电容、逆程电容、S校正电容、自举升压电容、消亮点电容、软启动电容、启动电容、运转电容等。
2、识别方法
电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同,分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉(F)表示,常用单位:毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)、皮法(pF)。
换算方法:
1法拉(F)=1000毫法(mF)=1000000微法(μF)
1微法(μF)=1000纳法(nF)=1000000皮法(pF)
字母表示法:1m=1000uF1n=1000PF
数字表示法:一般用三位数字表示容量大小,前两位表示有效数字,第三位数字是倍率。
如:102表示10×10^2PF=1000PF224表示22×10^4PF=0.22uF
3、电容容量误差
符号 F G J K L M
允许误差±1%±2%±5%±10%±15%±20%
如:一瓷片电容为104J表示容量为0.1uF、误差为±5%。
4、国产电容器命名方法
国产电容器的型号一般由四部分组成:
第一部分:名称,用字母表示,电容器用C;
第二部分:材料,用字母表示;
第三部分:分类,一般用数字表示,个别用字母表示;
第四部分:序号,用数字表示。
晶体二极管
释义:晶体二极管(crystal diode),简称二极管(diode),它是一种只往一个方向传送电流的电子零件。晶体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的PN结,在其界面处两侧形成空间电荷层,并建有自建电场。当不存在外加电压时,由于PN结两边载流子浓度差引起的扩散电流和自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态。晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示,如:D5表示编号为5的二极管。
作用:二极管的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小,而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。
1、常用二极管类型
根据PN构造分类:点接触型二极管、键型二极管、合金型二极管、扩散型二极管、台面型二极管、平面型二极管、合金扩散型二极管、外延型二极管、肖特基二极管
根据用途分类:检波用二极管、整流用二极管、限幅用二极管、调制用二极管、混频用二极管、放大用二极管、开关用二极管
2、识别方法
二极管的识别很简单,小功率二极管的N极(负极),在二极管外表大多采用一种色圈标出来,有些二极管也用二极管专用符号来表示P极(正极)或N极(负极),也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别,长脚为正,短脚为负。
3、晶体二极管主要参数
最高工作频率fM(MC):二极管能承受的最高频率。通过PN结交流电频率高于此值,二极管接不能正常工作。
最高反向工作电压VRM(V):二极管长期正常工作时,所允许的最高反压。若越过此值,PN结就有被击穿的可能,对于交流电来说,最高反向工作电压也就是二极管的最高工作电压。
最大整流电流IOM(mA):二极管能长期正常工作时的最大正向电流。因为电流通过二极管时就要发热,如果正向电流越过此值,二极管就会有烧坏的危险。所以用二极管整流时,流过二极管的正向电流(既输出直流)不允许超过最大整流电流。
稳压二极管
释义:稳压二极管(Zener diode),又叫齐纳二极管,是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件,亦称作稳压管。稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示,如:ZD5表示编号为5的稳压管。
作用:稳压顾名思义就是稳定电压,稳压二极管的作用就是保护或限制电压,使整体电压保持基本不变,所以稳压二极管常被作为稳压器或电压基准元件使用。
1、稳压二极管工作原理
稳压二极管是一种用于稳定电压的单结二极管,其基本特性是单向导通。简单地说就是正向加压导通、反向加压不通原理。当加在稳压二极管的电压增加到一定数值时,在二极管位垒区内将会产生大量载流子,受强电场的作用会形成大的反向电流,此时电压就会基本保持不变。
2、识别方法
a.正负极识别
金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形,负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极,另一端为正极。
b.色环稳压二极管识别
色环稳压二极管体积小、功率小、稳压值大多在10V以内,极易击穿损坏。色环稳压二极管的外观与色环电阻十分相似,因而很容易弄错。色环稳压二极管上的色环代表两个含义:一是代表数字,二是代表小数点位数(通常色环稳压二极管都是取一位小数,用棕色表示。也可理解为倍率即:×10(的-1次方),具体颜色对应的数字同色环电阻)。
3、故障表现
稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中,前一种故障表现出电源电压升高;后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。
电感
释义:电感(inductance of an ideal inductor)是用绝缘导线(例如漆包线、纱包线等)绕制而成的电磁感应元件,也是电子电路中常用的元器件之一。电感在电路中常用“L”加数字表示,如:L6表示编号为6的电感。电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。
作用:对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。
1、常用电感类型
可调电感、天线电感、空心电感线圈、气隙电感线圈、阳极电感、基极引线电感、阴极电感、充电电感、线圈电感、铁心电感/电磁心电感、耦合电感、扩散电感、分布电感、动态电感、等效电感、激磁绕组电感、流体感应系数、栅路电感、内电感、内磁感应强度、漏电感、加感线圈、线路电感、回线电感、集总电感、磁化电感、互感、固有电感、非线性电感、电力电感、印刷电感、纯电感、接收电感、反向电感、饱和电感、副线圈电感、串联电感、并联电感、固态电感、稳流电感、振荡回路电感、临界电感、变压器电感、传输线电感、微调电感、调谐电感、可变电感等。
2、识别方法
电感一般有直标法、文字符号法、色标法、数码表示法等四种表示方法:
a.直标法:直标法是将电感的标称电感量(标称值)用数字和文字符号直接标在电感体上,电感量单位后面的字母表示偏差。
b.文字符号法:文字符号法是将电感的标称值和偏差值用数字和文字符号法按一定的规律组合标示在电感体上。采用文字符号法表示的电感通常是一些小功率电感。单位通常为nH或pH.用pH做单位时,“R”表示小数点;用nH做单位时,“N”表示小数点。
c.色标法:电感色标法与电阻类似,是在电感表面涂上不同的色环来代表电感量,通常用三个或四个色环表示。
d.数码表示法:数码表示法是用三位数字来表示电感量的方法,常用于贴片式电感上。
3、电感单位
电感单位:亨(H)、毫亨(mH)、微亨(μH)
换算关系:1H=10^3mH=10^6μH=10^9nH
变容二极管
释义:变容二极管(Varactor Diodes)又称“可变电抗二极管”,是一种利用PN结电容(势垒电容)与其反向偏置电压Vr的依赖关系及原理制成的二极管。通俗点说,变容二极管是根据普通二极管内部“PN结”的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。
作用:当外加顺向偏压时,有大量电流产生,PN(正负极)结的耗尽区变窄,电容变大,产生扩散电容效应;当外加反向偏压时,则会产生过渡电容效应。变容二极管在高频调谐、通信等电路中作可变电容器使用。
1、常用变容二极管类型
变容二极管按照PN结的结构和结面附近杂质的分布情况不同,可以分成缓变结型、突变结型和超变结型3种类型。
2、识别方法
有的变容二极管一端涂有黑色标记的是负极,另一端为正极。还有的变容二极管的管壳两端分别涂有黄色环和红色环,或是只涂红色点,红色一端为正极,黄色一端则为负极。
3、故障表现
(1)发生漏电现象时,高频调制电路将不工作或调制性能变差。
(2)变容性能变差时,高频调制电路的工作不稳定,使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。
晶体三极管
释义:晶体三极管,是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示,如:Q17表示编号为17的三极管。
作用:可用来对微弱信号进行放大和作无触点开关。
1、晶体三极管特点
有三个区:发射区、基区、集电区
两个PN结:发射结(BE结)、集电结(BC结)
三个电极:发射极e、基极b和集电极c
两种类型:PNP型管和NPN型管
工艺要求:发射区掺杂浓度较大;基区很薄且掺杂最少;集电区比发射区体积大且掺杂少。
2、晶体三极管在电路中的基本连接方式
有三种基本连接方式:共射极、共基极和共集电极接法。
3、三极管性能鉴别
①判断三极管的好坏:检测时用万用表分别测试发射结与集电结的正反向电阻,若在正常范围内,说明三极管还好,否则,已损坏。
②穿透电流ICEO的判断:用万用表R×100(\Q)或R×1k(Q)电阻挡测量集一射间电阻(对NPN管,黑表笔接集电极,红表笔接发射极),此值越大,说明ICEO越小。一般硅管应大于数兆欧,锗管应大于数千欧。
当所测阻值为无穷大时,说明管子内部断线;当所测阻值接近于零时,表明管子已被击穿;有时阻值不断地下降,说明管子性能不稳。
③电流放大系数卢的估计:用万用表R×100(Q)或R×1k(Q)电阻挡测量管子集一射间电阻(对NPN管,黑表笔接集电极,红表笔接发射极),观察此时的读数,然后再用手指捏住基极与集电极(两极不可相碰),同时观察表针摆动情况。摆动幅度越大,说明管子的p值越高。
继电器
释义:继电器(Relay),也称电驿,是一种电子控制器件,它具有控制系统(又称输入回路)和被控制系统(又称输出回路),通常应用于自动控制电路中,它实际上是用较小的电流去控制较大电流的一种“自动开关”。继电器线圈在电路中用一个长方框符号表示,如果继电器有两个线圈,就画两个并列的长方框。同时在长方框内或长方框旁标上继电器的文字符号“J”。
作用:在电路中起着自动调节、安全保护、转换电路等作用。
1、继电器分类
按照继电器的工作原理或结构特征分类:
1)电磁继电器
2)固体继电器
3)温度继电器
4)舌簧继电器
5)时间继电器
6)极化继电器
7)高频继电器
8)其他类型的继电器:如光继电器,声继电器,热继电器,仪表式继电器,霍尔效应继电器,差动继电器等。
按照继电器的外形尺寸分类:
1)微型继电器
2)超小型微型继电器
3)小型微型继电器
按照继电器负载分类:
1)微功率继电器
2)弱功率继电器
3)中功率继电器
4)大功率继电器
按照继电器的防护特征分类:
1)密封继电器
2)封闭式继电器
3)敞开式继电器
按照动作原理分类:
1)电磁型
2)感应型
3)整流型
4)电子型
5)数字型等
按照反应的物理量分类:
1)电流继电器
2)电压继电器
3)功率方向继电器
4)阻抗继电器
5)频率继电器
6)气体(瓦斯)继电器
按照继电器在保护回路中所起的作用分类:
1)启动继电器
2)量度继电器
3)时间继电器
4)中间继电器
5)信号继电器
6)出口继电器
2、国产继电器型号命名方法
一般国产继电器型号命名由四部分组成:
第一部分:用字母表示继电器的主称类型。
JR——小功率继电器
JZ——中功率继电器
JQ——大功率继电器
JC——磁电式继电器
JU——热继电器或温度继电度
JT——特种继电器
JM——脉冲继电器
JS——时间继电器
JAG——干簧式继电器
第二部分:用字母表示继电器的形状特征。
W——微型
X——小型
C——超小型
第三部分:用数字表示产品序号。
13——序号
第四部分:用字母表示防护特征。
F——封闭式
M——密封式