电子元件基础知识(实用材料)

电子元件基础知识

电子元器件是电子系统的基础，熟悉电子元器件的性能及识别方法，在学习理解电路上是非常重要的。本章将详细介绍电阻、电容、二极管、三极管、晶振和IC 等常用电子元器件的特性和使用方法。

一、电阻器

电阻器简称电阻（Resistor，通常用“R”表示）是所有电子系统中使用最频繁的电子元件，其电路符号如图1 所示。电阻的主要物理特征是将电能转换为热能，电流经过它就产生内能，是耗能元件。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。

图1 各种电阻电路符号

1 分类

电阻的种类很多，如图2 所示。一般可以按以下几种方法来区分：

●阻值特性：可分为固定电阻、可调电阻和特种电阻（敏感电阻）等；

●制造材料：碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻等；

●安装方式：插件电阻和贴片电阻。

注意：不同的电阻器，不仅其电阻值不同，功能也不一样，所以不同的电阻器是不可以随便替代的。

图2 电阻分类

2 电阻的单位

在国际单位制中电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示。欧姆的定义：当在一个电阻器的两端加上1 伏特的电压时，如果在这个电阻器中有1 安培的电流通过，则这个电阻器的阻值为1 欧姆。此外还有KΩ（千欧），MΩ（兆欧），其中：1MΩ= 103KΩ，1KΩ= 103Ω。

3 功率

功率的单位是瓦特，电阻器的功率为它在正常使用情况下能释放多少能量，功率越高，释放的能量越多。需要注意的是，尽管电阻阻值一样，也不能使用低功率的电阻代替高功率的电阻。

4 误差

误差是电阻阻值允许变动的范围，用正号和负号表示其正常的变动状况。例如一个电阻阻值为100Ω±10%，则电阻阻值可以在90-110Ω之间变化。

精密电阻的误差在±2%以下，用五个色环识别；半精密电阻的误差在±2%以上，用四个色环识别。注意：若在元件体的一端有一宽的银色环，此元件不是电阻，是电感器，电阻的银色色环与其它色环宽度相同。

5 电阻的标识方法

(1)色标法

目前国标上普遍使用色环标识电阻，色环在电阻器上有不同的含义，它具有简单、直观、方便等特点。色环电阻中最常见的是四环电阻和五环电阻，如图3 所示。

图3 色环电阻识别图

1）四环电阻

四环电阻由2 条数据环、1 条倍率环和1 条误差环构成。

第一道色环印在电阻的金属帽上，表示电阻第一位有效数字和色标法读数的方向；

●第二道色环表示第二位有效数字；

●第三道色环表示相乘的倍率；

●第四环表示误差。

国外有些厂家把第四环也标在金属帽上，此时，金色或银色的一环是第四环，第一环是离元件体端部最近的一环。例如：某电阻的色环依次为“黄、紫、红、银”，则该电阻的阻值为47×102Ω= 4.7KΩ，误差为±10% 。

2）五环电阻

五环电阻的标识与四环电阻的基本相同，区别是：

●多一条数据环；

●阻值精度较高，五环电阻的误差在±2% 以下。

例如：电阻R1 的色环依次为“黄、紫、黑、棕、棕”，则该电阻的阻值为470×10Ω= 4.7K Ω，误差为±1%。除了四环电阻和五环电阻，还有六环电阻，阻值读法与五环电阻一样，其最后一环表示温度系数。

(2)直标法

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，例如：“5.1kΩ 5%”表示电阻阻值为5.1kΩ，误差为5%。

(3)文字符号法

将文字、数字两者有规律组合起来表示电阻器的主要参数。例如：0.1Ω= Ω1 = 0R1，

3.3Ω= Ω3 = 3R3，3K3 = 3.3KΩ。

(4)数标法

对于误差大于±2%的电阻，用三位数字表示，前两位数字代表有效数字，最后一位数字表示10 的多少次方。例如：103 表示10×103 Ω或10KΩ。对于误差小于±2%的电阻，阻值用四位数字表示，前三位数字代表重要数据，最后一位表示加零的个数。例如：2672 表示267×102Ω或26.7KΩ。字母“R”代表小数点，后跟有效数字。例如：R10 = 0.10Ω。

6 电阻网络

电阻网络与色环电阻相比具有整齐、少占空间的优点，它的内部实际上是由很多个电阻并排在一起，所以也叫做排阻。在电路中电阻网络的符号为“RN”、“RP”等。电阻网络有两种类型，如图4 所示。

●双列直插电阻网络，类似于IC；

●单列直插电阻网络。

1 号管脚由在元件体上的小圆点或数字“1”或一条粗实线表示，一般为电阻网络的公共端，使用的时候需要注意。

图4 直插电阻实物图

电位器是一种可调电阻器，可通过调整其元件体上的旋扭或螺钉改变其阻值。

电位器的电路符号是“R”，具有方向性。一个电位器有三个管脚，一般只有一种方法把电位器插入电路板。电位器有方形、圆形等形状。

图5 电位器

8 敏感电阻器

敏感电阻是指器件特性对温度，电压，湿度，光照，气体，磁场，压力等作用敏感的电阻器。敏感电阻的符号是在普通电阻的符号中加一斜线，并在旁标注敏感电阻的类型，例如：T、V 等。

(1)压敏电阻

压敏电阻是对电压变化很敏感的非线性电阻器。当电阻器上的电压在标称值内时，电阻器上的阻值呈无穷大状态，当电压略高于标称电压时，其阻值很快下降，使电阻器处于导通状态，当电压减小到标称电压以下时，其阻值又开始增加。

压敏电阻可分为无极性(对称型)和有极性(非对称型)压敏电阻.选用时，压敏电阻器的标称电压值应是加在压敏电阻器两端电压的2~2.5 倍。另外需要注意压敏电阻的温度系数。

(2)湿敏电阻

湿敏电阻由感湿层、电极和绝缘体组成，湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻、碳湿敏电阻和氧化物湿敏电阻。

●氯化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小，缺点是测试范围小，特性重复性不好，受

温度影响大；

●碳湿敏电阻缺点是低温灵敏度低，阻值受温度影响大，有老化特性，较少使用；

●氧化物湿敏电阻性能较优越，可长期使用，温度影响小，阻值与湿度变化呈线性关

系。

(3)光敏电阻

光敏电阻是电导率随着光量力的变化而变化的电子元件，当某种物质受到光照时，载流子的浓度增加从而增加了电导率，这就是光电导效应。光敏电阻分为可见光光敏电阻、红外光光敏电阻和紫外光光敏电阻。

(4)气敏电阻

利用某些半导体吸收某种气体后发生氧化还原反应制成，主要成分是金属氧化物，主要类型有：金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻和陶瓷气敏电阻等。

(5)力敏电阻

力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻。主要类型有硅力敏电阻器，硒碲合金力敏电阻器，合金电阻器具有更高灵敏度。力敏电阻可制成各种力矩计，半导体话筒，压力传感器等。