基本元器件+电路知识

基本元器件电阻在物理学中，用电阻（resistance）来表示导体对电流阻碍作用 的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。用字母“R”来表示。电阻的种类很多，通常分为碳膜电阻，金属电阻，线绕电阻等。常见的碳膜电阻（高频特性好，价格低）或金属膜电阻器（体积 小，噪声低，稳定性能好）在温度恒定，且电压和电流值限制在额定 条件之内时，可用线性电阻器来模拟。电阻是一个线性元件，电阻元件的电阻值大小一般与温度有关， 衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，电阻在电路中通常起分压分流的作用，电阻的电压与电流同相， 对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。还可用于限流、分流、 降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配等。阻值和误差的标注方法a. 直标法一将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接 标注在电阻体上.小于1000的阻值只标出数值，不标单位；三位数的如贴片电阻上面白字如：103 472 330 220等，数值的 前两位是有效数，第三位是倍数。例：103有效数是10, 3是倍数，它的阻值是100 *103=10kQ472有效数是47, 2是倍数，它的阻值是100 *102=4.7k0 四位数电阻：前三位为有效数，第四位为倍数，计算方法同上b. 文字符号法一文字、数字两者有规律组合起来表示电阻器的 主要参数.例：.1Q=Q1=0R1, 3.3Q=3Q3=3R3,3K3=3.3KQ含有字母的电阻：R39 3R3 33R R330 56R0 10R0，R在这里是小数 点的意思，如果R在第一位则去掉R，按三位计算c. 色环标示法四道色环，一、二道为有效数，三道为倍数，四道为误差值R=AB*10C五道色环，一、二、三道为有效数，四道为倍数，五道为误差值R=ABC*10D颜色有效数字黑 八、0棕1红2橙3黄4倍乘数每次许误差100101102103104二、电容电容：能储存电荷或储存电场能量的部件. du1 Cdt 设 u = .2Usin 切 t , i =：2U/Csin® t + 90°） 电容上的 电压的相位落后电流90度X = 1 =1容抗。仞厂2冗花 百流：七*，电容C视为开路交流：f越大，容抗越小电容C具有隔直通交的作用，电路中，电容器常被用作耦合、 旁路、滤波等，都是利用它“通交流，隔百流”的特性。在国际单位制（SI）中，当电荷和电压的单位分别为C和V时，电容 的单位为尸（法拉，简称法）。在实用中，这个单位太大，常用微法（F）、皮法（PF）作为电容的单位，电容的标注方法分为：百标法、色标法和数标法。对于体积比较 大的电容，多采用直标法。如果是0.005，表示0.005uF=5nF。如果 是5n，那就表示的是5nFo1uF=103nF=106pF其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法字母表示法：1m=1000uF; 1P2=1.2PF ;1n=1000PF1）以uF为单位：电容容量1uF，直接以数值标示容量，例如10000uF， 3300UFo2）以pF为单位：第一位数与第二位数代表电容数值，第三彳固数字代 表10的次方，亦即数值后面0的固数。例如电容容量标示为104 者，代表10后面有四固0，亦即100000pFo3）以nF为单位：电容容量标示为100N代表100x10-9=10-7法拉，亦等于0.1x10-6法拉， 等于0.1UF。数标法：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10的多少次方。如：102表示10x10x10 PF=1000PF，203 表示 20x10x10x10 PFo色标法，沿电容引线方向，用不同的颜色表示不同的数字，第一、二 种环表示电容量，第三种颜色表示有效数字后零的个数（单位为pF）o 颜色代表的数值为：黑=0、棕=1、红=2、橙=3、黄=4、绿=5、蓝=6、 紫=7、灰=8、白=9。电容容量误差用符号F、G、J、K、L、M来表示，允许误差分别对 应为±1%、±2%、±5%、±10%、±15%、±20%。电容上面有标志的黑块为负极。在PCB上电容位置上有两个半圆， 涂颜色的半圆对应的引脚为负极。也有用引脚长短来区别正负极长脚 为正，短脚为负。耦合电容：用在耦合电路中的电容称为耦合电容，在阻容耦合 放大器和其他电容耦合电路中大量使用这种电容电路，起隔直流通交 流作用。滤波电容：用在滤波电路中的电容器称为滤波电容，在电源滤 波和各种滤波器电路中使用这种电容电路，滤波电容将一定频段内的 信号从总信号中去除。退耦电容，用在退耦电路中的电容器称为退耦电容，在多级放 大器的直流电压供给电路中使用这种电容电路，退耦电容消除每级放 大器之间的有害低频交连。高频消振电容：用在高频消振电路中的电容称为高频消振电容， 在音频负反馈放大器中，为了消振可能出现的高频自激，采用这种电 容电路，以消除放大器可能出现的高频啸叫。谐振电容：用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容，LC并 联和串联谐振电路中都需这种电容电路。旁路电容：用在旁路电路中的电容器称为旁路电容，电路中如 果需要从信号中去掉某一频段的信号，可以使用旁路电容电路，根据 所去掉信号频率不同，有全频域（所有交流信号）旁路电容电路和高 频旁路电容电路。积分电容：用在积分电路中的电容器称为积分电容。在电视场 扫描的同步分离级电路中，采用这种积分电容电路，以从行场复合同 步信号中取出场同步信号。微分电容：用在微分电路中的电容器称为微分电容。在触发器 电路中为了得到尖顶触发信号，采用这种微分电容电路，以从各类（主 要是矩形脉冲）信号中得到尖顶脉冲触发信号。分频电容：在分频电路中的电容器称为分频电容，在音箱的扬 声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段， 中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。三、电感在国际单位制（SI）中，磁通和磁链的单位是Wb （韦伯，简称 韦），当电流单位为A时，电感的单位是H（亨利，简称亨） eL = L £设 i =& I sin 切 t，u ="，U sin（ot + 90。）电压超前电流 90 度 感抗为X广2 n f 直流：f = 0, XL =0，电感L视为短路交流：f增大XL增大电感L具有“通直阻交”的作用，通低频阻高频的特性四、变压器1、电压变换特性设N1和N2分别为初级和次级线圈绕组的匝数。初级线圈的两端接人交流电压VI，使铁心内产生磁场，次级线圈便会产生感应电动势V2。如果忽略铁心、线圈等的损耗，则:'"，式中：n鱼变压器的匝数比，等于，,又叫做变压器的变压比。A叫：，.：通过不同的次级线圈与初级线圈的匝数比， 可以同时具有升压和降压的功能。2、变压器电压与电流的关系当F二V或也若不考虑变压器的损耗，则有- 3、阻抗变换关系当变压器的次级负载阻抗Z2发生变化时，初级阻抗Z1会立即受到次级的反射而变化。旷或n =日瓦Z1变压器输人阻抗；Z2变压器次级负载阻抗；n变压器初、次级线圈的匝数比，也是变压器的变压 比。因此，变压器可以通过改变初、次级匝数的方法起到变换阻抗的 作用。当电子电路输入端阻抗与信号源内阻相等时，信号源可以把信号功率 最大限度地传送给电路。当负载阻抗与电子电路的输出阻抗相等时， 负载上得到的功率最大。这种情况在电子电路中称为阻抗匹配。变压 器的阻抗变换功能，在阻抗匹配中可发挥作用。五、二极管1、二极管的工作原理品体二极管为一个由p型半导体和n型半导体形成的p-n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p-n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。当外界有正向电压偏置时，外界电场和自建电场的互相抑消作用 使载流子的扩散电流增加引起了正向电流。当外界有反向电压偏置时，外界电场和自建电场进一步加强，形 成在一定反向电压范围内与反向偏置电压值无关的反向饱和电流10。当外加的反向电压高到一定程度时，p-n结空间电荷层中的电场强 度达到临界值产生载流子的倍增过程，产生大量电子空穴对，产生了 数值很大的反向击穿电流，称为二极管的击穿现象。2、二极管的类型二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge 管）和硅二极管（Si管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整 流二极管、稳压二极管、开关二极管等。按照管芯结构，又可分为点 接触型二极管、面接触型二极管及平面型二极管。点接触型二极管是 用一根很细的金属丝压在光洁的半导体晶片表面，通以脉冲电流，使 触丝一端与晶片牢固地烧结在一起，形成一个“PN结”。由于是点接 触，只允许通过较小的电流（不超过几十毫安），适用于高频小电流 电路，如收音机的检波等。面接触型二极管的“PN结”面积较大，允许通过较大的电流（几安 到几十安），主要用于把交流电变换成百流电的“整流”电路中。平面型二极管是一种特制的硅二极管，它不仅能通过较大的电流， 而且性能稳定可靠，多用于开关、脉冲及高频电路中。3、二极管的导电特性二极管最重要的特性就是单方向导电性。在电路中，电流只能从 二极管的正极流入，负极流出。下面通过简单的实验说明二极管的正 向特性和反向特性。1）正向特性在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位 端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当 加在二极管两端的正向电压很小时，二极管仍然不能导通，流过二极 管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称 为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能 百正导通。导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V， 硅管约为0.7V），称为二极管的“正向压降”。2）反向特性在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端， 此时二极管中几乎没有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连 接方式，称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反 向电流流过二极管，称为漏电流。当二极管两端的反向电压增大到某一数值，反向电流会急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种 状态称为二极管的击穿。4、二极管的主要参数用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标，称为二极管 的参数。不同类型的二极管有不同的特性参数。对初学者而言，必须 了解以下几个主要参数：1）额定正向工作电流是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电 流通过管子时会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度（硅管为 140左右，锗管为90左右）时，就会使管芯过热而损坏。所以，二 极管使用中不要超过二极管额定正向工作电流值。例如，常用的 IN4001-4007型锗二极管的额定正向工作电流为1A。2）最高反向工作电压加在二极管两端的反向电压高到一定值时，会将管子击穿，失去 单向导电能力。为了保证使用安全，规定了最高反向工作电压值。例 如，IN4001二极管反向耐压为50V，IN4007反向耐压为1000V。3）反向电流反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。反向电流越小，管子的单方向导电性能越好。值 得注意的是反向电流与温度有着密切的关系，大约温度每升高10， 反向电流增大一倍。例如2AP1型锗二极管，在25时反向电流若为 250uA，温度升高到35，反向电流将上升到500uA，依此类推