電子元件基礎(chǔ)知識
電子元件是電子系統(tǒng)中的重要組成部分。那么你對電子元件了解多少呢?以下是由學(xué)習(xí)啦小編整理關(guān)于電子元件基礎(chǔ)知識的內(nèi)容，提供給大家參考和了解，希望大家喜歡!
電子元件基礎(chǔ)知識
一、電阻器
電阻，英文名resistance，通?？s寫為R，它是導(dǎo)體的一種基本性質(zhì)，與導(dǎo)體的尺寸、材料、溫度有關(guān)。歐姆定律說，I=U/R，那么R=U /I，電阻的基本單位是歐姆，用希臘字母“Ω”表示，有這樣的定義：導(dǎo)體上加上一伏特電壓時，產(chǎn)生一安培電流所對應(yīng)的阻值。電阻的主要職能就是阻礙電流流 過。事實上，“電阻”說的是一種性質(zhì)，而通常在電子產(chǎn)品中所指的電阻，是指電阻器這樣一種元件。師傅對徒弟說：“找一個100歐的電阻來!”，指的就是一 個“電阻值”為100歐姆的電阻器，歐姆常簡稱為歐。表示電阻阻值的常用單位還有千歐(kΩ)，兆歐(MΩ)。
1、電阻器的種類
電阻器的種類有很多，通常分為三大類：固定電阻，可變電阻，特種電阻。在電子產(chǎn)品中，以固定電阻應(yīng)用最多。而固定電阻以其制造材料又可分為好多類，但常 用、常見的有RT型碳膜電阻、RJ型金屬膜電阻、RX型線繞電阻，還有近年來開始廣泛應(yīng)用的片狀電阻。型號命名很有規(guī)律，R代表電阻，T-碳膜，J-金 屬，X-線繞，是拼音的第一個字母。在國產(chǎn)老式的電子產(chǎn)品中，?？梢钥吹酵獗硗扛簿G漆的電阻，那就是RT型的。而紅顏色的電阻，是RJ型的。一般老式電子 產(chǎn)品中，以綠色的電阻居多。為什么呢?這涉及到產(chǎn)品成本的問題，因為金屬膜電阻雖然精度高、溫度特性好，但制造成本也高，而碳膜電阻特別價廉，而且能滿足 民用產(chǎn)品要求。
? ? 電阻器當(dāng)然也有功率之分。常見的是1/8瓦的“色環(huán)碳膜電阻”，它是電子產(chǎn)品和電子制作中用的最多的。當(dāng)然在一些微型產(chǎn)品中，會用到1/16瓦的電阻，它 的個頭小多了。再者就是微型片狀電阻，它是貼片元件家族的一員，以前多見于進口微型產(chǎn)品中，現(xiàn)在電子愛好者也可以買到了(做無??聽器?)
2、電阻器的標(biāo)識
這些直接標(biāo)注的電阻，在新買來的時候，很容易識別規(guī)格?？墒窃谘b配電子產(chǎn)品的時候，必須考慮到為以后檢修的方便，把標(biāo)注面朝向易于看到的地方。所以在彎腳 的時候，要特別注意。在手工裝配時，多這一道工序，不是什么大問題，但是自動生產(chǎn)線上的機器沒有那么聰明。而且，電阻器元件越做越小，直接標(biāo)注的標(biāo)記難以 看清。因此，國際上慣用“色環(huán)標(biāo)注法”。事實上，“色環(huán)電阻”占據(jù)著電阻器元件的主流地位。“色環(huán)電阻”顧名思義，就是在電阻器上用不同顏色的環(huán)來表示電 阻的規(guī)格。有的是用4個色環(huán)表示，有的用5個。有區(qū)別么?是的。4環(huán)電阻，一般是碳膜電阻，用3個色環(huán)來表示阻值，用1個色環(huán)表示誤差。5環(huán)電阻一般是金 屬膜電阻，為更好地表示精度，用4個色環(huán)表示阻值，另一個色環(huán)也是表示誤差。下表是色環(huán)電阻的顏色-數(shù)碼對照表：
色環(huán)電阻的規(guī)則是最后一圈代表誤差，對于四環(huán)電阻，前二環(huán)代表有效值，第三環(huán)代表乘上的次方數(shù)。不要怕，記住顏色和數(shù)碼就行啦，其他的不用記。有一個秘 訣：面對一個色環(huán)電阻，找出金色或銀色的一端，并將它朝下，從頭開始讀色環(huán)。例如第一環(huán)是棕色的，第二環(huán)是黑色的，第三環(huán)是紅色的，第四環(huán)是金色的，那么 它的電阻值是1、0，第三環(huán)是添零的個數(shù)，這個電阻添2個零，所以它的實際阻值是1000Ω，即1kΩ。
3、可變電阻
可變電阻又稱為電位器，電子設(shè)備上的音量電位器就是個可變電阻。但是一般認(rèn)為電位器都是可以被手動調(diào)節(jié)的，而可變電阻一般都較小，裝在電路板上不經(jīng)常調(diào) 節(jié)?？勺冸娮栌腥齻€引腳，其中兩個引腳之間的電阻值固定，并將該電阻值稱為這個可變電阻的阻值。第三個引腳與任兩個引腳間的電阻值可以隨著軸臂的旋轉(zhuǎn)而改 變。這樣，可以調(diào)節(jié)電路中的電壓或電流，達到調(diào)節(jié)的效果。
電位器也可理解成阻值可變的可調(diào)電阻，但它并不同于可變電阻，電位器的引腳都在3腳以上。電位器的作用主要是調(diào)節(jié)各種信號或電壓的值，除了主機中的各板卡 以外，它的使用還是很廣泛的，從彩顯到有源多媒體音箱幾乎所有設(shè)備都有電位器的存在。在通常情況下，我們最好不要去動電路中的電位器(機外各種調(diào)節(jié)旋鈕電 位器除外)，尤其是電源部分的，因為很多值我們在手工條件下是根本無法調(diào)節(jié)到最佳值的。當(dāng)然，如果是因為損壞而一定要更換時就另當(dāng)別論了，但是也一定要選 用同一規(guī)格的電位器且要把它調(diào)到和原電位器差不多的條件下再試機，這樣做就可保險一些了。另外電位器的制作材料也是不盡相同的，大體上分三類：金屬膜電位 器、合成碳質(zhì)電位器、金屬-玻璃釉電位器。
注：在電路中電位器的符號為“W”。
4、特種電阻
光敏電阻是一種電阻值隨外界光照強弱(明暗)變化而變化的元件，光越強阻值越小，光越弱阻值越大。其外形和電路符號如圖2所示。如果把光敏電阻的兩個引 腳接在萬用表的表筆上，用萬用表的R×1k擋測量在不同的光照下光敏電阻的阻值：將光敏電阻從較暗的抽屜里移到陽光下或燈光上，萬用表讀數(shù)將會發(fā)生變化。 在完全黑暗處，光敏電阻的阻值可達幾兆歐以上(萬用表指示電阻為無窮大，即指針不動)，而在較強光線下，阻值可降到幾千歐甚至1千歐以下。
利用這一特性，可以制作各種光控的小電路來。事實上街邊的路燈大多是用光控開關(guān)自動控制的，其中一個重要的元器件就是光敏電阻(或者是光敏三級管，一 種功能相似的帶放大作用的半導(dǎo)體元件)。光敏電阻是在陶瓷基座上沉積一層硫化鎘(CdS)膜后制成的，實際上也是一種半導(dǎo)體元件。新村里聲控樓道燈在白天 不會點亮，也是因為光敏電阻在起作用。我們可以用它制作電子報曉雞，清晨天亮?xí)r喔喔叫。
熱敏電阻是一個特殊的半導(dǎo)體器件，它的電阻值隨著其表面溫度的高低的變化而變化。它原本是為了使電子設(shè)備在不同的環(huán)境溫度下正常工作而使用的，叫做溫度補償。新型的電腦主板都有CPU測溫、超溫報警功能，就是利用了的熱敏電阻。
二、電容器
電子制作中需要用到各種各樣的電容器，它們在電路中分別起著不同的作用。與電阻器相似，通常簡稱其為電容，用字母C表示。顧名思義，電容器就是“儲存電 荷的容器”。盡管電容器品種繁多，但它們的基本結(jié)構(gòu)和原理是相同的。兩片相距很近的金屬中間被某物質(zhì)(固體、氣體或液體)所隔開，就構(gòu)成了電容器。兩片金 屬稱為的極板，中間的物質(zhì)叫做介質(zhì)。電容器也分為容量固定的與容量可變的。但常見的是固定容量的電容，最多見的是電解電容和瓷片電容。
不同的電容器儲存電荷的能力也不相同。規(guī)定把電容器外加1伏特直流電壓時所儲存的電荷量稱為該電容器的電容量。電容的基本單位為法拉(F)。但實際上，法 拉是一個很不常用的單位，因為電容器的容量往往比1法拉小得多，常用微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)(皮法又稱微微法)等，它們的關(guān)系是：1法 拉(F)= 1000000微法(μF) 1微法(μF)= 1000納法(nF)= 1000000皮法(pF)
在電子線路中，電容用來通過交流而阻隔直流，也用來存儲和釋放電荷以充當(dāng)濾波器，平滑輸出脈動信號。小容量的電容，通常在高頻電路中使用，如收音機、發(fā)射 機和振蕩器中。大容量的電容往往是作濾波和存儲電荷用。而且還有一個特點，一般1μF以上的電容均為電解電容，而1μF以下的電容多為瓷片電容，當(dāng)然也有 其他的，比如獨石電容、滌綸電容、小容量的云母電容等。電解電容有個鋁殼，里面充滿了電解質(zhì)，并引出兩個電極，作為正(+)、負(fù)(-)極，與其它電容器不 同，它們在電路中的極性不能接錯，而其他電容則沒有極性。
把電容器的兩個電極分別接在電源的正、負(fù)極上，過一會兒即使把電源斷開，兩個引腳間仍然會有殘留電壓(學(xué)了以后的教程，可以用萬用表觀察)，我們說電容器 儲存了電荷。電容器極板間建立起電壓，積蓄起電能，這個過程稱為電容器的充電。充好電的電容器兩端有一定的電壓。電容器儲存的電荷向電路釋放的過程，稱為 電容器的放電。
舉一個現(xiàn)實生活中的例子，我們看到市售的整流電源在拔下插頭后，上面的發(fā)光二極管還會繼續(xù)亮一會兒，然后逐漸熄滅，就是因為里面的電容事先存儲了電 能，然后釋放。當(dāng)然這個電容原本是用作濾波的。至于電容濾波，不知你有沒有用整流電源聽隨身聽的經(jīng)歷，一般低質(zhì)的電源由于廠家出于節(jié)約成本考慮使用了較小 容量的濾波電容，造成耳機中有嗡嗡聲。這時可以在電源兩端并接上一個較大容量的電解電容(1000μF，注意正極接正極)，一般可以改善效果。發(fā)燒友制作 HiFi音響，都要用至少1萬微法以上的電容器來濾波，濾波電容越大，輸出的電壓波形越接近直流，而且大電容的儲能作用，使得突發(fā)的大信號到來時，電路有 足夠的能量轉(zhuǎn)換為強勁有力的音頻輸出。這時，大電容的作用有點像水庫，使得原來洶涌的水流平滑地輸出，并可以保證下游大量用水時的供應(yīng)。
電子電路中，只有在電容器充電過程中，才有電流流過，充電過程結(jié)束后，電容器是不能通過直流電的，在電路中起著“隔直流”的作用。電路中，電容器常被用作 耦合、旁路、濾波等，都是利用它“通交流，隔直流”的特性。那么交流電為什么能夠通過電容器呢?我們先來看看交流
三、二極管
晶體二極管在電路中常用“D”加數(shù)字表示，如： D5表示編號為5的二極管。
1、作用：二極管的主要特性是單向?qū)щ娦?，也就是在正向電壓的作用下，?dǎo)通電阻很小;而在反向電壓作用下導(dǎo)通電阻極大或無窮大。正因為二極管具有上述特性，無繩電話機中常把它用在整流、隔離、穩(wěn)壓、極性保護、編碼控制、調(diào)頻調(diào)制和靜噪等電路中。
電話機里使用的晶體二極管按作用可分為：整流二極管(如1N4004)、隔離二極管(如1N4148)、肖特基二極管(如BAT85)、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。
2、識別方法：二極管的識別很簡單，小功率二極管的N極(負(fù)極)，在二極管外表大多采用一種色圈標(biāo)出來，有些二極管也用二極管專用符號來表示P極(正極) 或N極(負(fù)極)，也有采用符號標(biāo)志為“P”、“N”來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負(fù)極可從引腳長短來識別，長腳為正，短腳為負(fù)。
3、測試注意事項：用數(shù)字式萬用表去測二極管時，紅表筆接二極管的正極，黑表筆接二極管的負(fù)極，此時測得的阻值才是二極管的正向?qū)ㄗ柚?，這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。
穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管在電路中常用“Z_D”加數(shù)字表示，如：Z_D5表示編號為5的穩(wěn)壓管。
1、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理：穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后，其兩端的電壓基本保持不變。這樣，當(dāng)把穩(wěn)壓管接入電路以后，若由于電源電壓發(fā)生波動，或其它原因造成電路中各點電壓變動時，負(fù)載兩端的電壓將基本保持不變。
2、故障特點：穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。在這3種故障中，前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高;后2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。
常用穩(wěn)壓二極管的型號及穩(wěn)壓值如下表：
型 號 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761
穩(wěn)壓值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V變?nèi)荻O管
變?nèi)荻O管是根據(jù)普通二極管內(nèi)部 “PN結(jié)” 的結(jié)電容能隨外加反向電壓的變化而變化這一原理專門設(shè)計出來的一 種特殊二極管。
變?nèi)荻O管在無繩電話機中主要用在手機或座機的高頻調(diào)制電路上，實現(xiàn)低頻信號調(diào)制到高頻信號上，并發(fā)射出去。在工作狀態(tài)，變?nèi)荻O管調(diào)制電壓一般加到負(fù)極上，使變?nèi)荻O管的內(nèi)部結(jié)電容容量隨調(diào)制電壓的變化而變化。
變?nèi)荻O管發(fā)生故障，主要表現(xiàn)為漏電或性能變差：
(1)發(fā)生漏電現(xiàn)象時，高頻調(diào)制電路將不工作或調(diào)制性能變差。
(2)變?nèi)菪阅茏儾顣r，高頻調(diào)制電路的工作不穩(wěn)定，使調(diào)制后的高頻信號發(fā)送到對方被對方接收后產(chǎn)生失真。
出現(xiàn)上述情況之一時，就應(yīng)該更換同型號的變?nèi)荻O管。
四、三極管
晶體三極管的結(jié)構(gòu)和類型
晶體三極管，是半導(dǎo)體基本元器件之一，具有電流放大作用，是電子電路的核心元件。三極管是在一塊半導(dǎo)體基片上制作兩個相距很近的PN結(jié)，兩個PN結(jié)把正 塊半導(dǎo)體分成三部分，中間部分是基區(qū)，兩側(cè)部分是發(fā)射區(qū)和集電區(qū)，排列方式有PNP和NPN兩種，如圖從三個區(qū)引出相應(yīng)的電極，分別為基極b發(fā)射極e和集 電極c。
發(fā)射區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫發(fā)射結(jié)，集電區(qū)和基區(qū)之間的PN結(jié)叫集電極?；鶇^(qū) 很薄，而發(fā)射區(qū)較厚，雜質(zhì)濃度大，PNP型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的是空穴，其移動方向與電流方向一致，故發(fā)射極箭頭向里;NPN型三極管發(fā)射區(qū)"發(fā)射"的 是自由電子，其移動方向與電流方向相反，故發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭向外。發(fā)射極箭頭指向也是PN結(jié)在正向電壓下的導(dǎo)通方向。硅晶體三極管和鍺晶體三極 管都有PNP型和NPN型兩種類型。
三極管的封裝形式和管腳識別
常用三極管的封裝形式有金屬封裝和塑料封裝兩大類，引腳的排列方式具有一定的規(guī)律，如圖對于小功率金屬封裝三極管，按圖示底視圖位置放置，使三個引腳構(gòu) 成等腰三角形的頂點上，從左向右依次為e b c;對于中小功率塑料三極管按圖使其平面朝向自己，三個引腳朝下放置，則從左到右依次為e b c。
目前，國內(nèi)各種類型的晶體三極管有許多種，管腳的排列不盡相同，在使用中不確定管腳排列的三極管，必須進行測量確定各管腳正確的位置，或查找晶體管使用手冊，明確三極管的特性及相應(yīng)的技術(shù)參數(shù)和資料。
晶體三極管的電流放大作用
晶體三極管具有電流放大作用，其實質(zhì)是三極管能以基極電流微小的變化量來控制集電極電流較大的變化量。這是三極管最基本的和最重要的特性。我們將 ΔIc/ΔIb的比值稱為晶體三極管的電流放大倍數(shù)，用符號“β”表示。電流放大倍數(shù)對于某一只三極管來說是一個定值，但隨著三極管工作時基極電流的變化 也會有一定的改變。
晶體三極管的三種工作狀態(tài)
截止?fàn)顟B(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓小于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，基極電流為零，集電極電流和發(fā)射極電流都為零，三極管這時失去了電流放大作用，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的斷開狀態(tài)，我們稱三極管處于截止?fàn)顟B(tài)。
放大狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并處于某一恰當(dāng)?shù)闹禃r，三極管的發(fā)射結(jié)正向偏置，集電結(jié)反向偏置，這時基極電流對集電極電流起著控制作用，使三極管具有電流放大作用，其電流放大倍數(shù)β=ΔIc/ΔIb，這時三極管處放大狀態(tài)。
飽和導(dǎo)通狀態(tài)：當(dāng)加在三極管發(fā)射結(jié)的電壓大于PN結(jié)的導(dǎo)通電壓，并當(dāng)基極電流增大到一定程度時，集電極電流不再隨著基極電流的增大而增大，而是處于某一定 值附近不怎么變化，這時三極管失去電流放大作用，集電極與發(fā)射極之間的電壓很小，集電極和發(fā)射極之間相當(dāng)于開關(guān)的導(dǎo)通狀態(tài)。三極管的這種狀態(tài)我們稱之為飽 和導(dǎo)通狀態(tài)。
根據(jù)三極管工作時各個電極的電位高低，就能判別三極管的工作狀態(tài)，因此，電子維修人員在維修過程中，經(jīng)常要拿多用電表測量三極管各腳的電壓，從而判別三極管的工作情況和工作狀態(tài)。
使用萬用電表檢測三極管
三極管基極的判別：根據(jù)三極管的結(jié)構(gòu)示意圖，我們知道三極管的基極是三極管中兩個PN結(jié)的公共極，因此，在判別三極管的基極時，只要找出兩個PN結(jié)的公共 極，即為三極管的基極。具體方法是將萬用表調(diào)至電阻擋的R×1k擋，先用紅表筆放在三極管的一只管腳上，用黑表筆去碰三極管的另兩只管腳，如果兩次全通， 則紅表筆所放的管腳就是三極管的基極。如果一次沒找到，則紅表筆換到三極管的另一個管腳，再測兩次;如還沒找到，則紅表筆再換一下，再測兩次。如果還沒找 到，則改用黑表筆放在三極管的一個管腳上，用紅表筆去測兩次看是否全通，若一次沒成功再換。這樣最多測量12次，總可以找到基極。
三極管類型的判別：三極管只有兩種類型，即PNP型和NPN型。判別時只要知道基極是P型材料還是N型材料即可。當(dāng)用萬用電表R×1k檔時，黑表筆代表電 源正極，如果黑表筆接基極時導(dǎo)通，則說明三極管的基極為P型材料，三極管即為NPN型。如果紅表筆接基極導(dǎo)通，則說明三極管基極為N型材料，三極管即為PNP型
五、開關(guān)
開關(guān)是很常見的一種元器件，在所有的配件中都有開關(guān)，嚴(yán)格地講，各種板卡上的跳線以及鍵盤和鼠標(biāo)的按鍵也都屬于開關(guān)。開關(guān)的分類筆者在此無法進行詳細敘 述，因為它的分類實在是太多了，所以筆者就將其大概分成電流型開關(guān)和電壓型開關(guān)這兩種，電壓型開關(guān)只是用來進行信號電位的控制，比如跳線開關(guān)以及鍵盤和鼠 標(biāo)等的開關(guān);電流型開關(guān)是用來對電源進行控制的，比如有源音箱的電源開關(guān)和多功能插座上的開關(guān)等，這樣的開關(guān)在閉合后會有比較大的電流通過，瞬間較大的電 流會在開關(guān)內(nèi)產(chǎn)生火花，火花又會氧化開關(guān)，所以不要對電流型開關(guān)進行頻繁的閉合、斷開操作以保障其能有較長的使用壽命。
注：開關(guān)在電路中的符號為“S”。
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