电子元件基础知识培训概述
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6 河海大学常州校区
电阻的高频特性
一个500欧姆金属膜电阻的阻抗的绝对值与频率的关系
7
河海大学常州校区
电阻的用途
“耗能” “阻碍电流流通”“产生电压降”
降压、分压；——电压调整
稳定和调节电流；——电流调整 与电容配合起滤波、振荡等作用；
8
河海大学常州校区
2 、电容
1 Z jwC 2 / /( R jwL ) jwC1
阻抗：
9
河海大学常州校区
电容的材料特性
电解电容：铝或钽质 有极性 容值较大 耐压较高 陶瓷电容：寿命长 用于大功率、高压领域 薄膜电容：耐压高 容值大 稳定性好 独石电容：温度特性及频率特性好 容值小（电子 精密仪器、谐振、耦合、滤波）
10
河海大学常州校区
电容的材料特性
材料特性决定工作频率
22
河海大学常州校区
硬磁/软磁材料
根据磁滞回线的形状将磁性材料分类如下
分类 磁滞回线特征 材料特点 较小的剩磁和矫顽力；磁导率 高；磁滞现象不明显；无外磁 场时磁性基本消失 较大的矫顽力；磁滞回线较宽； 材料被磁化后，剩磁不易消失
23 河海大学常州校区
软磁材料
瘦高型
硬磁材料
矮胖型
电感的频率特性
高频模型 Rs：串联电阻 Cs：分布电容
C：分布电容；L：分布电感
1 阻抗： Z R jwL jwC
参数：阻值 精度 功率 材料特性 寄生电感电容
3 河海大学常州校区
元件封装
贴片：0603 0805 1206 1210 ； SO、SOP、MSOP、SOT系列等； QFN/SON系列(采用波峰焊或回流焊技术) 插件：AXIAL系列 DIP系列 TO系列等 实际制作PCB时大多自己做封装 注意区分SCH和PCB
无功功率/有功功率
损耗角正切值tanδ：1/Q Q值用处：谐振电路的匹配(调谐时要求高Q)
21
河海大学常州校区
电感的损耗分析—磁滞回线
定义：当磁场强度周期性变化时， 表示铁磁性物质或亚铁磁性物质 磁滞现象的闭合磁化曲线。
参数：Bm—饱和磁通 Br—剩余磁通 Hm—最大磁强 Hc—矫顽力
磁滞损耗与磁滞回线的面积成正比
电子设计基础知识
—常用电子元器件特性及参数 专题讲座
2013年4月
物理创新实验室
常用电子元器件特性及参数
电阻 电容 电感 半导体基础与PN结 二极管 三极管 元件封装
6
物理创新实验室
1、 电阻
定义：导体对电流阻碍作用的大小。 理想模型：R 单位：Ω、kΩ、MΩ等； 实际模型：高频时要特别注意
11 河海大学常州校区
电容的高频特性
电容的寄生参数： 引线电感 直流等效电阻(ESR) 分布电容等
※频率很高(GHz以上)时，引线电感将极大的影响Xc； ※ESR的存在使电容在充放电时浪费能量；
※损耗角正切值tanδ =ESR*wC，其中w代表工作 角频率,C为电容值。 Tanδ=0 则 ESR=0 参阅AVX、Rubycon、松下、TDK等公司的电容资料
4
河海大学常州校区
电阻的材料特性
金属丝电阻：稳定性好，功率较大； 碳膜电阻：稳定性差，功率较小,应用范围广（交 流、直流和脉冲电路） 水泥电阻：阻值小、功率大，耐震、耐热； 氧化锌压敏电阻：电阻值随电压而变，V高时击 穿。
5
河海大学常州校区
电阻的高频特性
非绕线电阻器：高频分布参数较小 分布电感0.01~0.09uH，分布电容0.1~5pF 绕线电阻器：高频分布参数较大 分布电感几十uH，分布电容几十pF ※随着高频电压和电流波的波长变得越来越小，贴 片电阻的尺寸也做得很小，以满足需要。阻值范围 从1/10~10M欧姆。高阻值的电阻不仅难以制造，误 差大，而且易于产生寄生场，影响电阻频率特性的 线性度；
18
河海大学常州校区
电感的材料特性—磁芯材料
材料 铁氧体+Zn/Ni/Mn(锌/镍/锰) 非晶硅 坡莫合金
工作频率 100kHz左右 几十kHz~几MHz 30~50MHz
参阅：全球知名的磁性元件生产商的公司主页 磁性元件行业网站、电源行业网站
19 河海大学常州校区
电感的损耗分析
标号 Rdc Rac Rd
2011年9月15日 16 河海大学常州校区
ຫໍສະໝຸດ Baidu
3、 电感
定义：表征电流与通电线圈的相互作用关系。 理想模型：
Z jwL
di L VL dt
单位：H、mH、uH等；
17 河海大学常州校区
电感的主要参数
感量 材料特性(针对有磁芯电感) 等效电阻ESL 分布电容 频率特性 载流能力 损耗
含义 直流等效电阻 磁芯损耗电阻 介质损耗电阻
影响因素/产生机理 导线线径和总长度 磁芯材料、涡流和磁滞效应 介质电导和极化的滞后效应
电感损耗源表
20
代表损耗 铜损 磁损 介质损耗
河海大学常州校区
电感的损耗分析
电感的品质因数Q “表征无源电路的电阻损耗”
wL Q Rdc Rac Rd
12
河海大学常州校区
电容参数—寿命
在很多场合，如开关电源、照明技术中，电容的 寿命都是一大瓶颈。 普通：2000~4000h 铝电解 工作温度每 长寿命：6000~8000h 电容 上升10℃， 超长：10000~12000h 寿命缩短10% 民用级：0~70℃ 工作温 工业级：-40~85℃ 度级别 军用级：-55~150℃
电容串联后总电容的倒数等于各电容容量的倒数 之和，即1/C=1/C1+1/C2+…,这一点与电阻并联 电路相同。 在电容串联电路中，容量大 的电容两端电压小， 容量小的电压大（Q=C*U）。当某个电容的容量 远大于其他电容时，该电容相当于通路，此时电 路中起决定作用的是容量小的电容。 两只有极性电解电容顺串联的结果仍然为一只有 极性的电解电容，总容量减小，总耐压提高；逆 串后没有极性。
13 河海大学常州校区
电容参数—纹波电流
定义：电容反复充放电所允许流过的最大电流。 ※重视场合：电力电子技术(功率变换) 受等效阻抗影响，一般多个并联解决发热问题
14
河海大学常州校区
电容的用途
储能、滤波； 隔直、退耦、耦合； 振荡、保护(安规)；
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河海大学常州校区
电容的串并联
电阻的高频特性
一个500欧姆金属膜电阻的阻抗的绝对值与频率的关系
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河海大学常州校区
电阻的用途
“耗能” “阻碍电流流通”“产生电压降”
降压、分压；——电压调整
稳定和调节电流；——电流调整 与电容配合起滤波、振荡等作用；
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2 、电容
1 Z jwC 2 / /( R jwL ) jwC1
阻抗：
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河海大学常州校区
电容的材料特性
电解电容：铝或钽质 有极性 容值较大 耐压较高 陶瓷电容：寿命长 用于大功率、高压领域 薄膜电容：耐压高 容值大 稳定性好 独石电容：温度特性及频率特性好 容值小（电子 精密仪器、谐振、耦合、滤波）
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电容的材料特性
材料特性决定工作频率
22
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硬磁/软磁材料
根据磁滞回线的形状将磁性材料分类如下
分类 磁滞回线特征 材料特点 较小的剩磁和矫顽力；磁导率 高；磁滞现象不明显；无外磁 场时磁性基本消失 较大的矫顽力；磁滞回线较宽； 材料被磁化后，剩磁不易消失
23 河海大学常州校区
软磁材料
瘦高型
硬磁材料
矮胖型
电感的频率特性
高频模型 Rs：串联电阻 Cs：分布电容
C：分布电容；L：分布电感
1 阻抗： Z R jwL jwC
参数：阻值 精度 功率 材料特性 寄生电感电容
3 河海大学常州校区
元件封装
贴片：0603 0805 1206 1210 ； SO、SOP、MSOP、SOT系列等； QFN/SON系列(采用波峰焊或回流焊技术) 插件：AXIAL系列 DIP系列 TO系列等 实际制作PCB时大多自己做封装 注意区分SCH和PCB
无功功率/有功功率
损耗角正切值tanδ：1/Q Q值用处：谐振电路的匹配(调谐时要求高Q)
21
河海大学常州校区
电感的损耗分析—磁滞回线
定义：当磁场强度周期性变化时， 表示铁磁性物质或亚铁磁性物质 磁滞现象的闭合磁化曲线。
参数：Bm—饱和磁通 Br—剩余磁通 Hm—最大磁强 Hc—矫顽力
磁滞损耗与磁滞回线的面积成正比
电子设计基础知识
—常用电子元器件特性及参数 专题讲座
2013年4月
物理创新实验室
常用电子元器件特性及参数
电阻 电容 电感 半导体基础与PN结 二极管 三极管 元件封装
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物理创新实验室
1、 电阻
定义：导体对电流阻碍作用的大小。 理想模型：R 单位：Ω、kΩ、MΩ等； 实际模型：高频时要特别注意
11 河海大学常州校区
电容的高频特性
电容的寄生参数： 引线电感 直流等效电阻(ESR) 分布电容等
※频率很高(GHz以上)时，引线电感将极大的影响Xc； ※ESR的存在使电容在充放电时浪费能量；
※损耗角正切值tanδ =ESR*wC，其中w代表工作 角频率,C为电容值。 Tanδ=0 则 ESR=0 参阅AVX、Rubycon、松下、TDK等公司的电容资料
4
河海大学常州校区
电阻的材料特性
金属丝电阻：稳定性好，功率较大； 碳膜电阻：稳定性差，功率较小,应用范围广（交 流、直流和脉冲电路） 水泥电阻：阻值小、功率大，耐震、耐热； 氧化锌压敏电阻：电阻值随电压而变，V高时击 穿。
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河海大学常州校区
电阻的高频特性
非绕线电阻器：高频分布参数较小 分布电感0.01~0.09uH，分布电容0.1~5pF 绕线电阻器：高频分布参数较大 分布电感几十uH，分布电容几十pF ※随着高频电压和电流波的波长变得越来越小，贴 片电阻的尺寸也做得很小，以满足需要。阻值范围 从1/10~10M欧姆。高阻值的电阻不仅难以制造，误 差大，而且易于产生寄生场，影响电阻频率特性的 线性度；
18
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电感的材料特性—磁芯材料
材料 铁氧体+Zn/Ni/Mn(锌/镍/锰) 非晶硅 坡莫合金
工作频率 100kHz左右 几十kHz~几MHz 30~50MHz
参阅：全球知名的磁性元件生产商的公司主页 磁性元件行业网站、电源行业网站
19 河海大学常州校区
电感的损耗分析
标号 Rdc Rac Rd
2011年9月15日 16 河海大学常州校区
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3、 电感
定义：表征电流与通电线圈的相互作用关系。 理想模型：
Z jwL
di L VL dt
单位：H、mH、uH等；
17 河海大学常州校区
电感的主要参数
感量 材料特性(针对有磁芯电感) 等效电阻ESL 分布电容 频率特性 载流能力 损耗
含义 直流等效电阻 磁芯损耗电阻 介质损耗电阻
影响因素/产生机理 导线线径和总长度 磁芯材料、涡流和磁滞效应 介质电导和极化的滞后效应
电感损耗源表
20
代表损耗 铜损 磁损 介质损耗
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电感的损耗分析
电感的品质因数Q “表征无源电路的电阻损耗”
wL Q Rdc Rac Rd
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电容参数—寿命
在很多场合，如开关电源、照明技术中，电容的 寿命都是一大瓶颈。 普通：2000~4000h 铝电解 工作温度每 长寿命：6000~8000h 电容 上升10℃， 超长：10000~12000h 寿命缩短10% 民用级：0~70℃ 工作温 工业级：-40~85℃ 度级别 军用级：-55~150℃
电容串联后总电容的倒数等于各电容容量的倒数 之和，即1/C=1/C1+1/C2+…,这一点与电阻并联 电路相同。 在电容串联电路中，容量大 的电容两端电压小， 容量小的电压大（Q=C*U）。当某个电容的容量 远大于其他电容时，该电容相当于通路，此时电 路中起决定作用的是容量小的电容。 两只有极性电解电容顺串联的结果仍然为一只有 极性的电解电容，总容量减小，总耐压提高；逆 串后没有极性。
13 河海大学常州校区
电容参数—纹波电流
定义：电容反复充放电所允许流过的最大电流。 ※重视场合：电力电子技术(功率变换) 受等效阻抗影响，一般多个并联解决发热问题
14
河海大学常州校区
电容的用途
储能、滤波； 隔直、退耦、耦合； 振荡、保护(安规)；
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河海大学常州校区
电容的串并联