项目一项目一 常用电子元器件的识别与检测常用电子元器件的识别与检测
电子元器件是构成电子电路的基础,也是一个电子元器件是构成电子电路的基础,也是一个
电子产品的重要组成部分。对于电子工程技术人员电子产品的重要组成部分。对于电子工程技术人员
来说,熟悉各类电子器件的性能、特点和用途,对来说,熟悉各类电子器件的性能、特点和用途,对
设计、安装和调试电子线路十分重要。本章按类别、设计、安装和调试电子线路十分重要。本章按类别、
性能、用途等方面对常用的电子元器件进行详细的性能、用途等方面对常用的电子元器件进行详细的
介绍,力求使学生对各种各样的电子元器件有一个介绍,力求使学生对各种各样的电子元器件有一个
概括性的了解,以便在设计和制作电子产品中能够概括性的了解,以便在设计和制作电子产品中能够
正确地选用电子元器件。正确地选用电子元器件。
知识一知识一 电阻器的识别与检测电阻器的识别与检测
•
在电子线路中,具有电阻性的实体元件称为电阻器,在电子线路中,具有电阻性的实体元件称为电阻器,
习惯上称为电阻,是电子线路中使用最多的元件之一。常习惯上称为电阻,是电子线路中使用最多的元件之一。常
见电阻器的外形如图见电阻器的外形如图11..11所示。所示。
• 图图 常见电阻器外形图常见电阻器外形图
一、电阻器的分类一、电阻器的分类
• 电阻器的品种繁多,按材料可分为电阻器的品种繁多,按材料可分为22类:薄膜类电阻器类:薄膜类电阻器((金金
属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、碳膜电阻器等属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、碳膜电阻器等))、合成、合成
类电阻器类电阻器((金属玻璃釉电阻器、实心电阻器、合成膜电阻金属玻璃釉电阻器、实心电阻器、合成膜电阻
器器))。。
• 按照制造工艺或材料,电阻器可分为以下几类:按照制造工艺或材料,电阻器可分为以下几类:
• (1)(1)合金型。用块状电阻合金拉制成合金线或碾压成合金合金型。用块状电阻合金拉制成合金线或碾压成合金
箔制成的电阻,如绕线电阻、精密合金箔电阻等。箔制成的电阻,如绕线电阻、精密合金箔电阻等。
• (2)(2)薄膜型。在玻璃或陶瓷基体上沉积一层电阻薄膜,膜薄膜型。在玻璃或陶瓷基体上沉积一层电阻薄膜,膜
的厚度一般在几微米以下,薄膜材料有碳膜、金属膜、化的厚度一般在几微米以下,薄膜材料有碳膜、金属膜、化
学沉积膜及金属氧化膜等。学沉积膜及金属氧化膜等。
• (3)(3)合成型。电阻由导电颗粒和化学黏结剂混合而成,可合成型。电阻由导电颗粒和化学黏结剂混合而成,可
以制成薄膜或实心两种类型,常见的有合成膜电阻和实心以制成薄膜或实心两种类型,常见的有合成膜电阻和实心
电阻。电阻。
• 按照使用范围及用途,电阻器可以分类如下:按照使用范围及用途,电阻器可以分类如下:
• (1)(1)普通型。指能适应一般技术要求的电阻,额定功率范普通型。指能适应一般技术要求的电阻,额定功率范
围为围为00..0505~~2W2W,阻值为,阻值为1Ω1Ω~~22MΩ22MΩ,允,允±5±5%、%、±10±10%、%、
±20±20%等。%等。
• (2)(2)精密型。有较高精密度及稳定性,功率一般不大于精密型。有较高精密度及稳定性,功率一般不大于2W2W
,标称阻值在,标称阻值在00..0lΩ0lΩ~~20MΩ20MΩ,允在,允在±2±2%~%~±0±0..001001%之%之
间分挡。间分挡。
• (3)(3)高频型。电阻自身电感量极小,常称为无感电阻。用高频型。电阻自身电感量极小,常称为无感电阻。用
于高频电路,阻值小于于高频电路,阻值小于lkΩlkΩ,功率范围宽,最大可达,功率范围宽,最大可达100W100W。。
• (4)(4)高压型。用于高压装置中,功率在高压型。用于高压装置中,功率在00..55~~15W15W之间,之间,
额定电压可达额定电压可达35kV35kV以上,称阻值可达以上,称阻值可达1GΩ1GΩ。。
• (5)(5)高阻型。阻值在高阻型。阻值在10MΩ10MΩ以上,最高可达以上,最高可达l014Ωl014Ω。。
• (6)(6)集成电阻集成电阻((电阻排电阻排))。这是一种电阻网络,它体积小、。这是一种电阻网络,它体积小、
规整化及精密度高等特点,特别适用于电子仪器仪表及计规整化及精密度高等特点,特别适用于电子仪器仪表及计
算机产品中。算机产品中。
• 电阻器的材料、分类代号及意义如表电阻器的材料、分类代号及意义如表11..11所示。所示。
•
• 表表 电阻器的材料、分类代号及意义电阻器的材料、分类代号及意义
二、电阻器的主要技术指标及标志方法二、电阻器的主要技术指标及标志方法
• 电阻器的主要技术指标有额定功率、标称阻值、电阻器的主要技术指标有额定功率、标称阻值、
允允((精度等级精度等级))、数、非线性度及噪声系数等项。、数、非线性度及噪声系数等项。
由于电阻器的表面积有限以及对参数关心的程度,由于电阻器的表面积有限以及对参数关心的程度,
一般只标明阻值、精度、材料和额定功率几项:一般只标明阻值、精度、材料和额定功率几项:
对于额定功率小于对于额定功率小于00..5W5W的小电阻,通常只标注的小电阻,通常只标注
阻值和精度,其材料及额定功率通常由外形尺寸阻值和精度,其材料及额定功率通常由外形尺寸
和颜色判断。电阻器的主要技术参数通常用文字和颜色判断。电阻器的主要技术参数通常用文字
或文字符号标出。或文字符号标出。
• (1)(1)额定功率。电阻器在电路中长时间连续工作不损坏,额定功率。电阻器在电路中长时间连续工作不损坏,
或不显著改变其性能所允的最大功率,称为电阻器的额定或不显著改变其性能所允的最大功率,称为电阻器的额定
功率。电阻器的额定功率并不是电阻器在电路中工作时一功率。电阻器的额定功率并不是电阻器在电路中工作时一
定要消耗的功率,而是电阻器在电路中工作时,允耗功率定要消耗的功率,而是电阻器在电路中工作时,允耗功率
的限额。的限额。
• 电阻实质上是把吸收的电能转换成热能的能量消耗元件。电阻实质上是把吸收的电能转换成热能的能量消耗元件。
不同类型的电阻有不同的额定功率系列。通常的功率系列不同类型的电阻有不同的额定功率系列。通常的功率系列
值可以有值可以有00..0505~~500W500W之间的数十种规格。选择电阻的额之间的数十种规格。选择电阻的额
定功率,应该判断它在电路中的实际功率,一般使额定功定功率,应该判断它在电路中的实际功率,一般使额定功
率是实际功率的率是实际功率的11..55~~22倍以上。倍以上。
• 电阻器的额定功率系列如表电阻器的额定功率系列如表11..22所示。所示。
• 表表电阻器的额定功率系列电阻器的额定功率系列 单位:单位:WW
• 线绕电阻器的额定功率系列线绕电阻器的额定功率系列00..0505、、00..125125、、00..2525、、00..
55、、ll、、22、、44、、88、、1010、、2525、、4040、、5050、、7575、、100100、、150150、、250250、、
500500
• 非线绕电阻器额定功率系列非线绕电阻器额定功率系列00..0505、、00..125125、、00..2525、、00..
55、、ll、、22、、55、、1010、、2525、、5050、、100100
••
在电路图中,电阻器的额定功率标注在电阻器的图形符号在电路图中,电阻器的额定功率标注在电阻器的图形符号
上,如图上,如图11..22所示。所示。
• 图图 标有额定功率的电阻器标有额定功率的电阻器
• 额定功率在额定功率在2W2W以下的小型电阻,其额定功率值通常不在以下的小型电阻,其额定功率值通常不在
电阻器上标出,观察外形尺寸即可确定;额定功率在电阻器上标出,观察外形尺寸即可确定;额定功率在2W2W
以上的电阻,因为体积比较大,其功率值均在电阻器上用以上的电阻,因为体积比较大,其功率值均在电阻器上用
数字标出。电阻器的额定功率主要取决于电阻体的材料、数字标出。电阻器的额定功率主要取决于电阻体的材料、
外形尺寸和散热面积。一般来说,额定功率大的电阻器,外形尺寸和散热面积。一般来说,额定功率大的电阻器,
其体积也比较大。因此,可以通过比较同类的电阻器的尺其体积也比较大。因此,可以通过比较同类的电阻器的尺
寸,判断电阻器的额定功率。常用电阻器的额定功率及外寸,判断电阻器的额定功率。常用电阻器的额定功率及外
形尺寸如表形尺寸如表11..33所示。所示。
表1.3常用电阻器的额定功率及其外形尺寸
••
(2)(2)标称阻值。阻值是电阻器的主要参数之一,不同类型的电阻器,标称阻值。阻值是电阻器的主要参数之一,不同类型的电阻器,
阻值范围不同;不同精度的电阻器,其阻值系列也不相同。在设计电阻值范围不同;不同精度的电阻器,其阻值系列也不相同。在设计电
路时,应该尽可能选用阻值符合标称系列的电阻。电阻器的标称阻值,路时,应该尽可能选用阻值符合标称系列的电阻。电阻器的标称阻值,
用色环或文字标注在电阻的表面上。用色环或文字标注在电阻的表面上。
•• (3)(3)阻值精度阻值精度((允允))。实际阻值与标称阻值的相对误差为电阻精度。允。实际阻值与标称阻值的相对误差为电阻精度。允
误差的范围叫做允误差的范围叫做允((简称允差,也称为精度等级简称允差,也称为精度等级))。普通电阻的允可分。普通电阻的允可分
为为±5±5%、%、±10±10%、%、±20±20%等,精密电阻的允可分为%等,精密电阻的允可分为±2±2%、%、±1±1%、%、±0±0
..55%、%、…±0…±0..001001%等十多个等级。一般说来,精度等级高的电阻,%等十多个等级。一般说来,精度等级高的电阻,
价格也高。在电子产品设计中,应该根据电路的不同要求,选用不同价格也高。在电子产品设计中,应该根据电路的不同要求,选用不同
精度的电阻。精度的电阻。
•• 电阻的精度等级可以用符号标明如表电阻的精度等级可以用符号标明如表11..44所示。所示。
•• 表表11..44电阻的精度等级符号电阻的精度等级符号
••
•• (4)(4)数。所有材料的电阻率都会随生变化,电阻的阻值同样如此。在衡量电阻数。所有材料的电阻率都会随生变化,电阻的阻值同样如此。在衡量电阻
器的定性时,使用数;一般情况下,应该采用数较小的电阻;而在某些特殊器的定性时,使用数;一般情况下,应该采用数较小的电阻;而在某些特殊
情况下,则需要使用数大的热敏电阻器,这种电阻器的阻值会随着环境和工情况下,则需要使用数大的热敏电阻器,这种电阻器的阻值会随着环境和工
作电路的感地发生变化。它有两种类型:一种是正数型,另一种是负数型。作电路的感地发生变化。它有两种类型:一种是正数型,另一种是负数型。
热敏电阻一般在电路中用做偿或测量调节元件。热敏电阻一般在电路中用做偿或测量调节元件。
•• 金属膜、合成膜电阻具有较小的正数,碳膜电阻具有负数。适当控制材料及金属膜、合成膜电阻具有较小的正数,碳膜电阻具有负数。适当控制材料及
加工工艺,可以制成定性很高的电阻。加工工艺,可以制成定性很高的电阻。
•• (5)(5)非线性。通过电阻的电流与加在其两端的电压不成正比关系时,叫做电阻非线性。通过电阻的电流与加在其两端的电压不成正比关系时,叫做电阻
的非线性。电阻的非线性用电压系数表示,即在规定的范围内,电压每改变的非线性。电阻的非线性用电压系数表示,即在规定的范围内,电压每改变
1v1v,电阻值的平均相对变化量。,电阻值的平均相对变化量。
•• 一般来说,金属型电阻的线性度很好,非金属型电阻常会出现非线性。一般来说,金属型电阻的线性度很好,非金属型电阻常会出现非线性。
•• (6)(6)噪声。噪声是产生于电阻中的一种不规则的电压起伏。噪声包括热噪声和噪声。噪声是产生于电阻中的一种不规则的电压起伏。噪声包括热噪声和
电流噪声两种。电流噪声两种。
•• 热噪声是由于电子在导体中的不规则运动而引起的,它既不决定于材料,也热噪声是由于电子在导体中的不规则运动而引起的,它既不决定于材料,也
不决定于导体的形状,仅与电阻的阻值有关。任何电阻都有热噪声。降低电不决定于导体的形状,仅与电阻的阻值有关。任何电阻都有热噪声。降低电
阻的工作,可以减小热噪声。阻的工作,可以减小热噪声。
•• 电流噪声是由于电流流过导体时,导电颗粒之间以及非导电颗粒之间不断发电流噪声是由于电流流过导体时,导电颗粒之间以及非导电颗粒之间不断发
生碰撞而产生的机械震动,并使颗粒之间的接触电阻不断发生变化的结果。生碰撞而产生的机械震动,并使颗粒之间的接触电阻不断发生变化的结果。
当直流电压加在电阻两端时,电流将被起伏的噪声电流所调制,这样,电阻当直流电压加在电阻两端时,电流将被起伏的噪声电流所调制,这样,电阻
两端除了有直流压降外,还会有不规则的交变电压分量,这就是电流噪声。两端除了有直流压降外,还会有不规则的交变电压分量,这就是电流噪声。
电流噪声与电阻的材料、结构有关,并与外加直流电压成正比。合金型电阻电流噪声与电阻的材料、结构有关,并与外加直流电压成正比。合金型电阻
无电流噪声,薄膜型电阻较小,合成型电阻最大。无电流噪声,薄膜型电阻较小,合成型电阻最大。
• (7)(7)极限电压。电阻两端电压加高到一定值时,电阻会发极限电压。电阻两端电压加高到一定值时,电阻会发
生电击穿而损坏,这个电压值叫做电阻的极限电压。根据生电击穿而损坏,这个电压值叫做电阻的极限电压。根据
电阻的额定功率,可以计算出电阻的额定电压:电阻的额定功率,可以计算出电阻的额定电压:
• 而极限电压无法根据简单的公式计算出来,它取决于电而极限电压无法根据简单的公式计算出来,它取决于电
阻的外形尺寸及工艺结构。阻的外形尺寸及工艺结构。
三、几种常用电阻器的结构与特点三、几种常用电阻器的结构与特点
•• 几种常用电阻器的外形见图几种常用电阻器的外形见图11..11。其中,图。其中,图11..1(a)1(a)是碳膜电阻器,是碳膜电阻器,
图图11..1(b)1(b)是金属膜或金属氧化膜电阻器,图是金属膜或金属氧化膜电阻器,图11..1(c)1(c)是线绕电阻器,是线绕电阻器,
图图11..1(d)1(d)是热敏电阻器,图是热敏电阻器,图11..1(e)1(e)是电阻网络是电阻网络((集成电阻、电阻排集成电阻、电阻排))。。
•• 图图 常见电阻器外形图常见电阻器外形图
•• (1)(1)薄膜型电阻。薄膜型电阻有以下几种。薄膜型电阻。薄膜型电阻有以下几种。
•• ①①金属膜电阻金属膜电阻((型号:型号:RJ)RJ)
•• 结构:在陶瓷骨架表面,经真空高渗工艺蒸发的沉积一层金属膜或合结构:在陶瓷骨架表面,经真空高渗工艺蒸发的沉积一层金属膜或合
金膜。金膜。
•• 特点:工作环境围大特点:工作环境围大((一一5555℃℃~~+125+125℃℃))、数小、稳定性好、噪声低及、数小、稳定性好、噪声低及
体积小体积小((与相同体积的碳膜电阻相比,额定功率要大一倍左右与相同体积的碳膜电阻相比,额定功率要大一倍左右)),价格,价格
比碳膜电阻稍贵一些。比碳膜电阻稍贵一些。
•• 这种电阻额定功率有这种电阻额定功率有00..125W125W、、00..25W25W、、00..5W5W、、lWlW、、2W2W、、5W5W等,等,
标称阻值在标称阻值在lΩlΩ~~100MΩ100MΩ之间,精度等级一般为之间,精度等级一般为±5±5%,高精度的金属膜%,高精度的金属膜
电阻其精度可达电阻其精度可达00..55%~%~00..0505%。广泛应用在稳定性及可靠性有较%。广泛应用在稳定性及可靠性有较
高要求的电路中,可制成精密、高阻、高频、高压、高属膜电阻器和高要求的电路中,可制成精密、高阻、高频、高压、高属膜电阻器和
供微波使用的各种不同形状的衰减片。供微波使用的各种不同形状的衰减片。
• ②②金属氧化膜电阻金属氧化膜电阻((型号:型号:RY)RY)
• 结构:高下,在陶瓷本体的表面上以化学反应形结构:高下,在陶瓷本体的表面上以化学反应形
式生成的以二氧化锡为主体的金属氧化层。式生成的以二氧化锡为主体的金属氧化层。
• 特点:其膜层比金属膜和碳膜电阻都厚得多,并特点:其膜层比金属膜和碳膜电阻都厚得多,并
与基体附着力强,因而它有极好的脉冲、高频、与基体附着力强,因而它有极好的脉冲、高频、
过负荷性能;机械性能好,坚硬、耐磨;在空气过负荷性能;机械性能好,坚硬、耐磨;在空气
中不会再氧化,因而化学稳定性好;能承受大功中不会再氧化,因而化学稳定性好;能承受大功
率率((可高达可高达25W25W~~50kW)50kW),但阻值范围较窄,但阻值范围较窄(1Ω(1Ω~~
200kΩ)200kΩ)。可制成几百千瓦的大功率电阻器。。可制成几百千瓦的大功率电阻器。
• ③③碳膜电阻碳膜电阻((型号:型号:RT)RT)
• 结构:碳氢化合物在真空中通过高分解,在陶瓷骨架表面结构:碳氢化合物在真空中通过高分解,在陶瓷骨架表面
上沉积成碳结晶导电膜。上沉积成碳结晶导电膜。
• 特点:这是一种应用最早、最广泛的薄膜型电阻。它的体特点:这是一种应用最早、最广泛的薄膜型电阻。它的体
积比金属膜电阻略大,阻值范围宽积比金属膜电阻略大,阻值范围宽(1Ω(1Ω~~10MΩ)10MΩ),数为负,数为负
值。此外,碳膜电阻的价格特别低廉,因此在低档次的消值。此外,碳膜电阻的价格特别低廉,因此在低档次的消
费类电子产品中被大量使用。额定功率为费类电子产品中被大量使用。额定功率为00..125125~~10W10W,,
精度等级为精度等级为±5±5%、%、±10±10%及%及±20±20%,外表通常涂成淡绿色。%,外表通常涂成淡绿色。
可制成高频电阻器、精密电阻器、大功率电阻器,用于交、可制成高频电阻器、精密电阻器、大功率电阻器,用于交、
直流脉冲电路中。直流脉冲电路中。
• ③③合成膜电阻合成膜电阻((型号:型号:RH)RH)
• 结构:合成膜电阻可制成高压型和高阻型电阻。高压型电结构:合成膜电阻可制成高压型和高阻型电阻。高压型电
阻的外形大多是一根无引线的电阻长棒,表面涂成红色;阻的外形大多是一根无引线的电阻长棒,表面涂成红色;
耐压高的,其长度也更长。高阻型电阻的电阻体封装在真耐压高的,其长度也更长。高阻型电阻的电阻体封装在真
空玻璃管内,防止合成膜受潮或氧化,以提高阻值的稳定空玻璃管内,防止合成膜受潮或氧化,以提高阻值的稳定
性。性。
• 特点:高压型电阻的阻值范围为特点:高压型电阻的阻值范围为47Ω47Ω~~1000MΩ1000MΩ,精度等,精度等
级为级为±5±5%、%、±10±10%,耐压分成%,耐压分成10kV10kV和和35kV35kV两挡。高阻型两挡。高阻型
电阻的阻值范围更大,为电阻的阻值范围更大,为10MΩ10MΩ~~10TΩ10TΩ,允为,允为±5±5%、%、±10±10
%。可制成高阻、高压电阻器,用于原子探测器、微弱电%。可制成高阻、高压电阻器,用于原子探测器、微弱电
流测试仪器中。流测试仪器中。
• ④④电阻网络电阻网络((电阻排电阻排))
• 结构:综合掩模、光刻及烧结等工艺技术,在一结构:综合掩模、光刻及烧结等工艺技术,在一
块基片上制成多个参数、性能一致的电阻,连接块基片上制成多个参数、性能一致的电阻,连接
成电阻网络,也叫集成电阻。成电阻网络,也叫集成电阻。
• 特点:随着电子装配密集化和元器件集成化的发特点:随着电子装配密集化和元器件集成化的发
展,电路中常需要一些参数、性能及作用相同的展,电路中常需要一些参数、性能及作用相同的
电阻。例如,计算机检测系统中的多路电阻。例如,计算机检测系统中的多路AA//DD,,DD
//AA转换电路,往往需要多个阻值相同、精度高、转换电路,往往需要多个阻值相同、精度高、
数小的电阻,若选用分立元件不仅体积大、数量数小的电阻,若选用分立元件不仅体积大、数量
多,而且往往难以达到技术要求,而使用电阻网多,而且往往难以达到技术要求,而使用电阻网
络则很容上述要求。络则很容上述要求。
•• (4)(4)特殊电阻。特殊电阻有以下几种。特殊电阻。特殊电阻有以下几种。
•• ①①熔断电阻。这种电阻又叫做保险电阻,兼有电阻和熔断器的双重作熔断电阻。这种电阻又叫做保险电阻,兼有电阻和熔断器的双重作
用。在正常工作状态下它是一个普通的小阻值用。在正常工作状态下它是一个普通的小阻值((一般为几欧姆到几十一般为几欧姆到几十
欧姆欧姆))电阻,但当电路出现故障、通过熔断电阻器的电流超过该电路电阻,但当电路出现故障、通过熔断电阻器的电流超过该电路
的规定电流时,它就会迅速熔断并形成开路。与传统的熔断器和其他的规定电流时,它就会迅速熔断并形成开路。与传统的熔断器和其他
保护装置相比,熔断电阻器具有结构简单、使用方便、熔断功率小及保护装置相比,熔断电阻器具有结构简单、使用方便、熔断功率小及
熔断时间短等优点,被广泛用于电子产品中。选用熔断电阻时要仔细熔断时间短等优点,被广泛用于电子产品中。选用熔断电阻时要仔细
考虑功率和阻值的大小,功率和阻值都不能太大,才能使它起到保护考虑功率和阻值的大小,功率和阻值都不能太大,才能使它起到保护
作用。作用。
•• ②②水泥电阻。水泥电阻实际上是封装在陶瓷外壳中、并用水泥填充固水泥电阻。水泥电阻实际上是封装在陶瓷外壳中、并用水泥填充固
化的一种线绕电阻,如图化的一种线绕电阻,如图11..33所示。水泥电阻内的电阻丝和引脚之间所示。水泥电阻内的电阻丝和引脚之间
采用压接工艺,如果负载短路,压接点会迅速熔断,起到保护电路的采用压接工艺,如果负载短路,压接点会迅速熔断,起到保护电路的
作用。水泥电阻功率大、散热好,具有良好的阻燃、防爆特性和高达作用。水泥电阻功率大、散热好,具有良好的阻燃、防爆特性和高达
100MΩ100MΩ的绝缘电阻,被广泛使用在开关电源和功率输出电路中。的绝缘电阻,被广泛使用在开关电源和功率输出电路中。
••
•• 图图11..33水泥电阻水泥电阻
•• ③③敏感型电阻。使用不同材料及工艺制造的半导体电阻,具有对、光敏感型电阻。使用不同材料及工艺制造的半导体电阻,具有对、光
通量、湿度、压力、磁通量、气体浓度等非电物理量敏感的性质,这通量、湿度、压力、磁通量、气体浓度等非电物理量敏感的性质,这
类电阻叫做敏感电阻。通常有热敏、压敏、光敏、湿敏、磁敏、气敏类电阻叫做敏感电阻。通常有热敏、压敏、光敏、湿敏、磁敏、气敏
及力敏等不同类型的敏感电阻。利用这些敏感电阻,可以制作用于检及力敏等不同类型的敏感电阻。利用这些敏感电阻,可以制作用于检
测相应物理量的传感器及无触点开关。各类敏感电阻,按其信息传输测相应物理量的传感器及无触点开关。各类敏感电阻,按其信息传输
关系可分为关系可分为““缓变型缓变型””和和““突变型突变型””两种类型,广泛应用于检测和自两种类型,广泛应用于检测和自
动化控制等技术领域。动化控制等技术领域。
四、电阻器常用标注方法四、电阻器常用标注方法
•• 电阻器常用的标注方法有直标法、文字符号法和色标法电阻器常用的标注方法有直标法、文字符号法和色标法33种。种。
•• 11.直标法.直标法
•• 直标法是把元件的主要参数是直接印制在元件的表面上,这种方法主直标法是把元件的主要参数是直接印制在元件的表面上,这种方法主
要用于功率比较大的电阻器。例如,电阻器表面上印有要用于功率比较大的电阻器。例如,电阻器表面上印有RXYC-50-T-RXYC-50-T-
1K5-101K5-10%,其含义是耐潮披釉线绕可调电阻,额定功率为%,其含义是耐潮披釉线绕可调电阻,额定功率为50W50W,阻值,阻值
为为11..5kΩ5kΩ,允为,允为±10±10%。%。
•• 22.文字符号法.文字符号法
•• 传统的电阻器文字符号标注法,是将电阻器的阻值、精度、功率、材传统的电阻器文字符号标注法,是将电阻器的阻值、精度、功率、材
料等用文字符号在电阻器表示出来。例如,阻值单位用料等用文字符号在电阻器表示出来。例如,阻值单位用ΩΩ、、kΩkΩ、、MΩMΩ
表示,精度用等级表示,精度用等级J(±5J(±5%%))、等级、等级K(±10K(±10%%))、等级、等级M(±20M(±20%%))表示,电表示,电
阻器的材料可通过外表的颜色予以区别等。阻器的材料可通过外表的颜色予以区别等。
•• 随着电子元器件的不断小型化,特别是表面安装元器件随着电子元器件的不断小型化,特别是表面安装元器件(SMC(SMC和和SMD)SMD)
的制造工艺不断进步,使得电阻器的体积越来越小,因此其元器件表的制造工艺不断进步,使得电阻器的体积越来越小,因此其元器件表
面上标注的文字符号也进行了相应的改革。一般仅用面上标注的文字符号也进行了相应的改革。一般仅用33位数字标注电位数字标注电
阻器的数值,精度等级不再表示出来阻器的数值,精度等级不再表示出来((一般小于一般小于±5±5%%))。具体规定如下:。具体规定如下:
•• (1)(1)元器件表面涂以黑颜色表示电阻器。元器件表面涂以黑颜色表示电阻器。
•• (2)(2)电阻器的基本标注单位是欧电阻器的基本标注单位是欧(Ω)(Ω),其数值大小用,其数值大小用33位数字标注。位数字标注。
•• (3)(3)对于对于1010个基本标注单位以上的电阻器,前个基本标注单位以上的电阻器,前22位数字表示数字的有效位数字表示数字的有效
数字,第三位数字表示数值的倍率数字,第三位数字表示数值的倍率((乘数乘数))。例如,。例如,10Ω10Ω表示阻值为表示阻值为
10x1=10Ω10x1=10Ω,,223223表示其阻值为表示其阻值为22x1000=22KΩ22x1000=22KΩ。。
•• (4)(4)对于对于1010个基本标注单位以下的元件,第一位,第三位表示数值的个基本标注单位以下的元件,第一位,第三位表示数值的
有效数字,第二位用字母有效数字,第二位用字母“R”“R”表示小数点。例如,表示小数点。例如,3R93R9表示为表示为33..9Ω9Ω。。
• 33.色标法.色标法
• 小功率的电阻器广泛使用色标法。一般用背景颜色区别电小功率的电阻器广泛使用色标法。一般用背景颜色区别电
阻器的种类:浅色阻器的种类:浅色((淡绿色、淡蓝色、浅棕色淡绿色、淡蓝色、浅棕色))表示碳膜电表示碳膜电
阻器,红色表示金属或金属氧化膜电阻器,深绿色表示线阻器,红色表示金属或金属氧化膜电阻器,深绿色表示线
绕电阻器。一般用色环表示电阻器阻值的数值及精度。绕电阻器。一般用色环表示电阻器阻值的数值及精度。
• 普通电阻器用普通电阻器用44个色环表示其阻值和允。第一、第二环表个色环表示其阻值和允。第一、第二环表
示有效数字,第三环表示倍率示有效数字,第三环表示倍率((乘数乘数)),与前,与前33环距离较大环距离较大
的第四环表示精度。的第四环表示精度。
• 精密电阻器采用精密电阻器采用55个色环。第一、二、三环表示有效数字,个色环。第一、二、三环表示有效数字,
第四环表示倍率,与前四环距离较大的第五环表示精度。第四环表示倍率,与前四环距离较大的第五环表示精度。
• 如图如图所示为两种色环电阻器阻值的标注图。所示为两种色环电阻器阻值的标注图。
•
• 图图 两种色环电阻器阻值的标注图两种色环电阻器阻值的标注图
• 例如,据有灰、黄、橙、金例如,据有灰、黄、橙、金44色标注的电阻器,其阻值大色标注的电阻器,其阻值大
小为小为68 000Ω68 000Ω,允为,允为±5±5%;具有棕、黑、绿、棕、棕%;具有棕、黑、绿、棕、棕55环环
标注的电阻器,其阻值标注的电阻器,其阻值105x101=1 050Ω105x101=1 050Ω,允为,允为±1±1%。%。
五、电阻器的正确选用与质量判别五、电阻器的正确选用与质量判别
• 11.电阻器的正确选用.电阻器的正确选用
• 在选用电阻器时,不仅要求其各项参数符合电路的使用条在选用电阻器时,不仅要求其各项参数符合电路的使用条
件,还要考虑外形尺寸和价格等多方面的因素。一般说来,件,还要考虑外形尺寸和价格等多方面的因素。一般说来,
电阻器应该选用标称阻值系列,允多用电阻器应该选用标称阻值系列,允多用±5±5%的,额定功率%的,额定功率
大约为在电路中的实际功耗的大约为在电路中的实际功耗的11..55~~22倍以上。倍以上。
• 在研制电子产品时,要仔细分析电路的具体要求。在那些在研制电子产品时,要仔细分析电路的具体要求。在那些
稳定性、耐热性、可靠性要求比较高的电路中,应该选用稳定性、耐热性、可靠性要求比较高的电路中,应该选用
金属膜或金属氧化膜电阻;如果要求功率大、耐热性能好、金属膜或金属氧化膜电阻;如果要求功率大、耐热性能好、
工作频率又不高时,则可选用线绕电阻;.对于无特殊要工作频率又不高时,则可选用线绕电阻;.对于无特殊要
求的一般电路,可使用碳膜电阻,以便降低成本。求的一般电路,可使用碳膜电阻,以便降低成本。
• 22.电阻器的质量判别方法.电阻器的质量判别方法
• 电阻器的质量判别方法如下:电阻器的质量判别方法如下:
• (1)(1)看电阻器表面有无烧焦,引线有无折断现象。看电阻器表面有无烧焦,引线有无折断现象。
• (2)(2)再用万用表电阻挡测量阻值,合格的电阻值应再用万用表电阻挡测量阻值,合格的电阻值应
该稳定在允差范围内,如超出误差范围或阻值不该稳定在允差范围内,如超出误差范围或阻值不
稳定,则不能选用。稳定,则不能选用。
• (3)(3)根据根据““电阻器质量越好,其噪声电压越小电阻器质量越好,其噪声电压越小””的的
原理,使用原理,使用““电阻噪声测量仪电阻噪声测量仪””测量电阻噪声,测量电阻噪声,
判别电阻质量的好坏。判别电阻质量的好坏。
•• 33.电阻器的测试.电阻器的测试
•• 使用电阻器时,首先要知道电阻器的好坏,然后再测定它得实际阻值。使用电阻器时,首先要知道电阻器的好坏,然后再测定它得实际阻值。
测量电阻时一般采用万用表的欧姆挡来进行。测量前,应将万用表调测量电阻时一般采用万用表的欧姆挡来进行。测量前,应将万用表调
零。例如,将万用表置于零。例如,将万用表置于Rxl0ΩRxl0Ω然后用表笔接被测固定电阻的两个引然后用表笔接被测固定电阻的两个引
端,此时将表头指针偏转值乘端,此时将表头指针偏转值乘1010,即为被测电阻器的阻值。如果指针,即为被测电阻器的阻值。如果指针
不动,则可以将万用表换到不动,则可以将万用表换到Rxl0kΩRxl0kΩ挡,并重新调零。如果指针仍不摆挡,并重新调零。如果指针仍不摆
动,表示电阻器已断,不能再用。如果指示为零,可将万用表置于动,表示电阻器已断,不能再用。如果指示为零,可将万用表置于
R×10ΩR×10Ω挡或挡或RxlΩRxlΩ挡。此时指针偏转后的值乘以挡。此时指针偏转后的值乘以1010或或11得到的值为电阻得到的值为电阻
器的阻值。器的阻值。
•• 注意:测量时手不能接触被测电阻器的两根引线,以免人体电阻影响注意:测量时手不能接触被测电阻器的两根引线,以免人体电阻影响
测量的准确性。若要测量电路中的电阻器,必须将电阻器的一端从电测量的准确性。若要测量电路中的电阻器,必须将电阻器的一端从电
路中断开,以防电路中的其他元器件影响测量结果。路中断开,以防电路中的其他元器件影响测量结果。
知识二知识二 电容器的识别与检测电容器的识别与检测
• 电容器在各类电子线路中是一种必不可少的重要电容器在各类电子线路中是一种必不可少的重要
元件。它的基本结构是用一层绝缘材料元件。它的基本结构是用一层绝缘材料((介质介质))间间
隔的两片导体。电容器是储能元件,当两端加上隔的两片导体。电容器是储能元件,当两端加上
电压以后,极板间的电介质即处于电场之中。电电压以后,极板间的电介质即处于电场之中。电
介质在电场的作用下,原来的电中性不能继续维介质在电场的作用下,原来的电中性不能继续维
持,其也形成电场,这种现象叫做电介质的极化。持,其也形成电场,这种现象叫做电介质的极化。
在极化状态下的介质两边,可以储存一定量的电在极化状态下的介质两边,可以储存一定量的电
荷,储存电荷的能力用电容量表示。电容量的基荷,储存电荷的能力用电容量表示。电容量的基
本单位是本单位是F(F(法法)),常用单位是,常用单位是uF(uF(微法微法))和和pF(pF(皮法皮法))。。
• 1F=106uF=1012pF 1F=106uF=1012pF
一、电容器的技术参数一、电容器的技术参数
• 11.标称容量及偏差.标称容量及偏差
• 电容量是电容器的基本参数,其数值标注在电容电容量是电容器的基本参数,其数值标注在电容
体上。不同类型的电容器有不同系列的容量标称体上。不同类型的电容器有不同系列的容量标称
数值。数值。
• 注意:某些电容器的体积过小,在标注容量时常注意:某些电容器的体积过小,在标注容量时常
常不标单位符号,只标数值,这就需要根据电容常不标单位符号,只标数值,这就需要根据电容
器的材料、外形尺寸、耐压等因素加以判断,以器的材料、外形尺寸、耐压等因素加以判断,以
读出真实的容量值。读出真实的容量值。
• 电容器的容量偏差等级有,一般偏差都比较大,电容器的容量偏差等级有,一般偏差都比较大,
均在均在±5±5%以上,最大的可达一%以上,最大的可达一1010%~%~+100+100%。%。
•• 22.额定电压.额定电压
•• 在极化状态下,电荷受到介质的束缚而不能自由某著名企业,只有极少数电在极化状态下,电荷受到介质的束缚而不能自由某著名企业,只有极少数电
荷摆脱束缚形成漏电流;当外加电场增强到一定程度,介质被击穿,大量电荷摆脱束缚形成漏电流;当外加电场增强到一定程度,介质被击穿,大量电
荷脱离束缚流过绝缘材料,此时电容器已经遭到损坏。能够保证长期工作而荷脱离束缚流过绝缘材料,此时电容器已经遭到损坏。能够保证长期工作而
不致击穿电容器的最大电压称为电容器的额定工作电压,俗称不致击穿电容器的最大电压称为电容器的额定工作电压,俗称““耐压耐压””。额。额
定电压系列随电容器种类不同而有所区别,额定电压的数值通常在体积较大定电压系列随电容器种类不同而有所区别,额定电压的数值通常在体积较大
的电容器或电解电容器上标出。电子产品常用电容器的额定电压系列如表的电容器或电解电容器上标出。电子产品常用电容器的额定电压系列如表11..
66所示。所示。
•• 表表11..66常用电容器的额定电压系列常用电容器的额定电压系列 单位:单位:VV
••
注:表中带括号者仅为电解电容器所用。注:表中带括号者仅为电解电容器所用。
•• 33.损耗角正切.损耗角正切
•• 电容器介质的绝缘性能取决于材料及厚度,绝缘电阻越大,漏电流越电容器介质的绝缘性能取决于材料及厚度,绝缘电阻越大,漏电流越
小。漏电流将使电容器消耗一定电能,这种消耗称为电容器的介质损小。漏电流将使电容器消耗一定电能,这种消耗称为电容器的介质损
耗耗((属于有功功率属于有功功率)),如图,如图11..77所示。图中的所示。图中的σσ角是由于介质损耗而引角是由于介质损耗而引
起的电流相移角度,叫做电容器的损耗角。起的电流相移角度,叫做电容器的损耗角。
•• 只用损耗的有用功率数值来衡量电容器的质量是不准确的,因为功率只用损耗的有用功率数值来衡量电容器的质量是不准确的,因为功率
的损耗不仅与电容器本身的质量有关,而且与加在电容器上的电压及的损耗不仅与电容器本身的质量有关,而且与加在电容器上的电压及
电流有关;同时,有用功率并不能反映出电容器的无功功率。为确切电流有关;同时,有用功率并不能反映出电容器的无功功率。为确切
描述电容器的损耗特性,用有用功率与无功功率之比来表示,即描述电容器的损耗特性,用有用功率与无功功率之比来表示,即
••
•• tanσtanσ称为电容器损耗角正切,它真实地表征了电容器的质量优劣。不称为电容器损耗角正切,它真实地表征了电容器的质量优劣。不
同类型的电容器,其同类型的电容器,其tanσtanσ的数值不同,一般为的数值不同,一般为10-410-4~~10-210-2。。tanσtanσ值大值大
的电容器,漏电流比较大,漏电流在电路工作时产生热量,可导致电的电容器,漏电流比较大,漏电流在电路工作时产生热量,可导致电
容器性能变坏或失效,甚至使电解电容器爆裂。容器性能变坏或失效,甚至使电解电容器爆裂。
• 44.稳定性.稳定性
• 电容器的主要参数,如容量、绝缘电阻、损耗角正切等,电容器的主要参数,如容量、绝缘电阻、损耗角正切等,
都受、湿度、气压、震动等环境因素的影响而发生变化,都受、湿度、气压、震动等环境因素的影响而发生变化,
变化的大小用稳定性来衡量。变化的大小用稳定性来衡量。
• 云母及瓷介电容器的定性最好,数可达云母及瓷介电容器的定性最好,数可达10-410-4//°C°C数量级,数量级,
铝电解电容器的数最大,可达铝电解电容器的数最大,可达10-210-2//°C°C。多数电容器的数。多数电容器的数
为正值,个别类型电容器为正值,个别类型电容器((如瓷介电容器如瓷介电容器) ) 的数为负值。的数为负值。
为使电路工作稳定,电容器的数越小越好。为使电路工作稳定,电容器的数越小越好。
• 电容器介质的绝缘性能会随着湿度的增加而下降,并使损电容器介质的绝缘性能会随着湿度的增加而下降,并使损
耗增加。湿度对纸介电容器的影响较大,对瓷介电容器的耗增加。湿度对纸介电容器的影响较大,对瓷介电容器的
影响则很小。影响则很小。
二、电容器的命名与标注方法二、电容器的命名与标注方法
• 11.型号命名方法.型号命名方法
• 根据国家标准,电容器型号命名由根据国家标准,电容器型号命名由44部分组成。部分组成。
其中第三部分作为补充内容,说明电容器的某些其中第三部分作为补充内容,说明电容器的某些
特征;如无说明,则只需由特征;如无说明,则只需由33部分组成,即两个部分组成,即两个
字母一个数字。大多数电容器型号命名都由字母一个数字。大多数电容器型号命名都由33部部
分组成。型号命名格式如下:分组成。型号命名格式如下:
•• 电容器的标注方法与内容如表电容器的标注方法与内容如表11..77所示。所示。
•• 表表1-71-7电容器的标注方法与内容电容器的标注方法与内容
••
•• 例如:例如:CY510 I——CY510 I——云母电容器,云母电容器,II级精度级精度(±5(±5%%)),,5l0pF5l0pF;;
•• CLlnK—— CLlnK——涤纶电容器,涤纶电容器,KK级精度级精度(±10(±10%%)),,1nF1nF;;
•• CC223 III—— CC223 III——瓷介电容器,瓷介电容器,IIIIII级精度级精度(±20(±20%%)),,00..002uF002uF;;
•• CBBl20 CBBl20..47 II——47 II——聚苯乙醇电容器,聚苯乙醇电容器,IIII级精度级精度(±10(±10%%)),,00..47uF47uF。。
•• 通常,电容器主体上除标有上述符号外,还有标称容量、额定电压、精度与技术条件通常,电容器主体上除标有上述符号外,还有标称容量、额定电压、精度与技术条件
等。等。
• 22.电容容量的标志方法.电容容量的标志方法
• (1)(1)直标法。常用的电容单位有:直标法。常用的电容单位有:F(F(法法))、、mF(mF(毫法毫法))、、uFuF
((微法微法))、、nF(nF(纳法纳法))、、pF(pF(皮法皮法));其中;其中m=10-3m=10-3,,u=10-6u=10-6,,
n=10-9n=10-9,,p=10-12p=10-12。。
• 例如:例如:4n74n7表示表示44..7nF7nF或或4700pF4700pF::00..2222表示表示00..22uF22uF;;
510510表示表示510pF510pF。。
• 没标单位的读法是:没标单位的读法是:
• 当电容在当电容在11~~9999 pF9999 pF之间时,单位读为之间时,单位读为pFpF,如,如5l0 pF5l0 pF。。
• 当电容大于当电容大于l05pFl05pF时单位读为时单位读为uFuF,如,如00..22uF22uF。。
• 有时可认为,用大于有时可认为,用大于11的三位以上数字表示时,电容单位的三位以上数字表示时,电容单位
为为pFpF;用小于;用小于11的数字表示时,电容单位为的数字表示时,电容单位为uFuF。。
• (2)(2)数码表示法。一般用三位数字表示电容的大小,单位数码表示法。一般用三位数字表示电容的大小,单位
pFpF。。
• 前两位为有效数字后一位表示位率,即乘以前两位为有效数字后一位表示位率,即乘以10i10i,,ii为第三为第三
位数字。若第三位数字为位数字。若第三位数字为99,则乘以,则乘以00..11。例如,。例如,223223表示表示
22x103pF=022x103pF=0..022uF022uF;;479479表示表示47×10-1=447×10-1=4..7uF7uF。这种。这种
表法最常见。表法最常见。
• (3)(3)色码表示法。这种表示法与电阻器的色环表示法相似,色码表示法。这种表示法与电阻器的色环表示法相似,
颜色涂于电阻器的一端或从顶端向引线排列。色码一般只颜色涂于电阻器的一端或从顶端向引线排列。色码一般只
有三种颜色,前两个色码表示有效数字,第三个表示倍率,有三种颜色,前两个色码表示有效数字,第三个表示倍率,
单位为单位为pFpF。有时色环较宽,如红红橙,两个红色色玛环涂。有时色环较宽,如红红橙,两个红色色玛环涂
成一个宽色玛环,表示成一个宽色玛环,表示22 000 pF22 000 pF。。
•• 三、几种常用电容器三、几种常用电容器
•• (一)有机介质电容器(一)有机介质电容器
•• 由于现代高分子合成技术的进步,新的有机介质薄膜不断出现,这类电容器发展很由于现代高分子合成技术的进步,新的有机介质薄膜不断出现,这类电容器发展很
快。除了传统的纸介、金属化纸介电容器外,常见的涤纶、聚苯乙烯电容器等均属快。除了传统的纸介、金属化纸介电容器外,常见的涤纶、聚苯乙烯电容器等均属
此类。此类。
•• 11.纸介电容器.纸介电容器((型号:型号:CZ)CZ)
•• 结构:以纸作为绝缘介质、以金属箔作为电极板卷绕而成,如图结构:以纸作为绝缘介质、以金属箔作为电极板卷绕而成,如图11..55所示。所示。
•• 特点:这是生产历史最悠久的一种电容器,它的制造成本低、容量范围大、耐压范特点:这是生产历史最悠久的一种电容器,它的制造成本低、容量范围大、耐压范
围宽围宽(36V(36V~~30kV)30kV),但体积大,,但体积大,tanσtanσ大,因而只适用于直流或低频电路中。在其他有大,因而只适用于直流或低频电路中。在其他有
机介质迅速发展的今天,纸介电容器已经被淘汰。机介质迅速发展的今天,纸介电容器已经被淘汰。
•• 图图11..55纸介电容器纸介电容器 图图 薄膜电容器薄膜电容器
•• 22.金属化纸介电容器.金属化纸介电容器((型号:型号:CJ1)CJ1)
•• 结构:在电容器纸上用蒸发技术生成一层金属膜作为电极,卷制后封装而成,结构:在电容器纸上用蒸发技术生成一层金属膜作为电极,卷制后封装而成,
有单向和双向两种引线方式。有单向和双向两种引线方式。
•• 特点:金属化纸介电容器的成本低、容量大、体积小,在相同耐压和容量的特点:金属化纸介电容器的成本低、容量大、体积小,在相同耐压和容量的
条件下,其体积是纸介电容器的条件下,其体积是纸介电容器的11//55~~ll//33倍。这种电容器在电气参数上与倍。这种电容器在电气参数上与
纸介电容器基本一致,突出的特点是受到高电压击穿后能够纸介电容器基本一致,突出的特点是受到高电压击穿后能够““自愈自愈””,但其,但其
电容值不稳定,等效电感和损耗都较大,适用于频率和稳定性要求不高的电电容值不稳定,等效电感和损耗都较大,适用于频率和稳定性要求不高的电
路中。现在,金属化纸介电容器也已经很少见到。路中。现在,金属化纸介电容器也已经很少见到。
•• 33.有机薄膜电容器.有机薄膜电容器
•• 结构:与纸介龟容器基本相同。区别在于介质材料不是电容纸,而是有机薄结构:与纸介龟容器基本相同。区别在于介质材料不是电容纸,而是有机薄
膜。有机薄膜在这里只是一个统称,具体又分涤纶、聚丙烯薄膜等数种。薄膜。有机薄膜在这里只是一个统称,具体又分涤纶、聚丙烯薄膜等数种。薄
膜电容器如图膜电容器如图11..66所示。所示。
•• 特点:这种电容器不论是体积、重量还是在电气参数上,都要比纸介或金属特点:这种电容器不论是体积、重量还是在电气参数上,都要比纸介或金属
化纸介电容器优越得多。最常见的涤纶薄膜电容器化纸介电容器优越得多。最常见的涤纶薄膜电容器((型号:型号:CL)CL)其体积小,容其体积小,容
量范围大,耐热、耐湿、稳定性不高,但比低频瓷介或金属化纸介电容器要量范围大,耐热、耐湿、稳定性不高,但比低频瓷介或金属化纸介电容器要
好,宜做旁路电容器使用。好,宜做旁路电容器使用。
•• (二)无机介质电容器(二)无机介质电容器
•• 陶瓷、云母、玻璃等材料可制成无机介质电容器。陶瓷、云母、玻璃等材料可制成无机介质电容器。
•• 瓷介电容器瓷介电容器((型号:型号:CCCC或或CT)CT)
•• 瓷介电容器也是一种生产历史悠久、容、成本低廉、安装方便、应用极为广泛的电容瓷介电容器也是一种生产历史悠久、容、成本低廉、安装方便、应用极为广泛的电容
器,一般按其性能可分为低压小功率和高压大功率器,一般按其性能可分为低压小功率和高压大功率((通常额定工作电压高于通常额定工作电压高于1kV)1kV)两种。两种。
•• 结构:常见的低压小功率电容器有瓷片、瓷管、瓷介独石等类型,如图结构:常见的低压小功率电容器有瓷片、瓷管、瓷介独石等类型,如图11..77所示。在所示。在
陶瓷薄片两面各喷涂一层银浆并焊接引线,披釉烧结后就制成瓷片电容器;若在陶瓷陶瓷薄片两面各喷涂一层银浆并焊接引线,披釉烧结后就制成瓷片电容器;若在陶瓷
薄膜上印刷电极后叠层烧结,就能制成独石电容器。独石电容器的单位体积比瓷片电薄膜上印刷电极后叠层烧结,就能制成独石电容器。独石电容器的单位体积比瓷片电
容器小很多,为瓷介电容器向小型化和大容量的发展开辟了良好的途径。容器小很多,为瓷介电容器向小型化和大容量的发展开辟了良好的途径。
•• 高压大功率瓷介电容器可制成鼓形、瓶形及板形等形式。这种电容器的额定直流电压高压大功率瓷介电容器可制成鼓形、瓶形及板形等形式。这种电容器的额定直流电压
可达可达30kV30kV,容量范围为,容量范围为470470~~6800pF6800pF,通常用于高压供电系统的功率因数补偿。,通常用于高压供电系统的功率因数补偿。
•• 特点:由于所用陶瓷材料的介电性能不同,因而低压小功率瓷介电容器有高频瓷介特点:由于所用陶瓷材料的介电性能不同,因而低压小功率瓷介电容器有高频瓷介
(CC)(CC)、低频瓷介、低频瓷介(CI’)(CI’)电容器之分。高频瓷介电容器的体积小、耐热性好、绝缘电阻电容器之分。高频瓷介电容器的体积小、耐热性好、绝缘电阻
大、损耗小、稳定性高,常用于要求低损耗和容量稳定的高频、脉冲、偿电路,但其大、损耗小、稳定性高,常用于要求低损耗和容量稳定的高频、脉冲、偿电路,但其
容量范围较窄,一般为容量范围较窄,一般为lpFlpF~~00..1UF1UF;低频瓷介电容器的绝缘电阻小、损耗大、稳定性;低频瓷介电容器的绝缘电阻小、损耗大、稳定性
损耗和容量稳定性要求不高的低频电路,在普通电子产品中广泛用做旁路、耦合元件。损耗和容量稳定性要求不高的低频电路,在普通电子产品中广泛用做旁路、耦合元件。
•• 22.云母电容器.云母电容器((型号:型号:CY)CY)
•• 结构:以云母为介质,用锡箔和云母片结构:以云母为介质,用锡箔和云母片((或用喷涂银层的云母片或用喷涂银层的云母片))层叠后在胶木粉中压铸层叠后在胶木粉中压铸
而成。云母电容器如图而成。云母电容器如图11..88所示。所示。
•• 特点:由于云母材料优良的电气性能和机械性能,使云母电容器的自身电感和漏电损耗特点:由于云母材料优良的电气性能和机械性能,使云母电容器的自身电感和漏电损耗
都很小,具有耐压范围宽、可靠性高、性能稳定、容量精度高等优点,被广泛用于一些都很小,具有耐压范围宽、可靠性高、性能稳定、容量精度高等优点,被广泛用于一些
具有特殊要求具有特殊要求((如高温、高频、脉冲、高稳定性如高温、高频、脉冲、高稳定性))的电路中。的电路中。
••
目前应用较广的云母电容器的容量一般为目前应用较广的云母电容器的容量一般为44..77~~51 000pF51 000pF,容量精度可达到,容量精度可达到±0±0..0101%,%,
这是其他种类的电容器难以达到的。云母电容器的直流耐压通常在这是其他种类的电容器难以达到的。云母电容器的直流耐压通常在100V100V~~5kV5kV之间,最之间,最
高可达高可达40kV40kV。数小,一般可达到。数小,一般可达到l0l0℃℃以内;可用于高下,最高环境达以内;可用于高下,最高环境达460460℃℃;长期存放;长期存放
后,容量变化小于后,容量变化小于00..0101%~%~00..0202%。但是,云母电容器的生产工艺复杂,成本高、体%。但是,云母电容器的生产工艺复杂,成本高、体
积大、容量有限,因此它的使用范围受到了一定的限制。积大、容量有限,因此它的使用范围受到了一定的限制。
•• 图图11..7 7 瓷介电容器瓷介电容器 图图11..88云母电容器云母电容器
••
33.玻璃电容器.玻璃电容器
•• 图图 玻璃电容器玻璃电容器
•• 结构:玻璃电容器以玻璃为介质,目前常见的有玻璃独石和玻璃釉独石两种。结构:玻璃电容器以玻璃为介质,目前常见的有玻璃独石和玻璃釉独石两种。
其外形如图其外形如图11..99所示。玻璃独石电容器与云母电容器的生产工艺相似,即把所示。玻璃独石电容器与云母电容器的生产工艺相似,即把
玻璃薄膜与金属电极交替叠合后热压成整体而成;玻璃釉独石电容器与瓷介玻璃薄膜与金属电极交替叠合后热压成整体而成;玻璃釉独石电容器与瓷介
独石电容器的生产工艺相似,即将玻璃釉粉压成薄膜,在膜上印刷图形电极,独石电容器的生产工艺相似,即将玻璃釉粉压成薄膜,在膜上印刷图形电极,
交替叠合后剪切成小块,在高结成整体。交替叠合后剪切成小块,在高结成整体。 与云母和瓷介电容器相比,玻璃电与云母和瓷介电容器相比,玻璃电
容器的生产工艺简单,因而成本低廉。这种电容器具有良好的防潮性和抗震容器的生产工艺简单,因而成本低廉。这种电容器具有良好的防潮性和抗震
性,能在性,能在200°C200°C高期稳定地工作,是一种高稳定性、耐高容器。其稳定性介高期稳定地工作,是一种高稳定性、耐高容器。其稳定性介
于云母与瓷介电容器之间,体积一般却只有云母电容器的几十分之一,所以于云母与瓷介电容器之间,体积一般却只有云母电容器的几十分之一,所以
它在高密度的它在高密度的SMTSMT电路中广泛使用。电路中广泛使用。
•• (三)电解电容器(三)电解电容器
•• 电解电容器以金属氧化膜作为介质,以金属和电解质作为电电解电容器以金属氧化膜作为介质,以金属和电解质作为电 容的两极,金属容的两极,金属
为阳极,电解质为阴极。使用电解电容器时必须注意极性,由于介质单向极为阳极,电解质为阴极。使用电解电容器时必须注意极性,由于介质单向极
化的性质,它不能用于交流电路,极性不能接反,否则会影响介质的极化,化的性质,它不能用于交流电路,极性不能接反,否则会影响介质的极化,
使电容器漏液、容量下降,甚至发热、击穿或爆炸。使电容器漏液、容量下降,甚至发热、击穿或爆炸。
•• 由于电解电容器的介质是一层极薄的氧化膜由于电解电容器的介质是一层极薄的氧化膜((厚度只有几纳米到几十纳米厚度只有几纳米到几十纳米)),,
因此比率电容因此比率电容((电容量/体积电容量/体积))比任何其他类型电容器的都要大。换言之,对比任何其他类型电容器的都要大。换言之,对
于相同的容量和耐压,其体积比其他电容器都要小几个或几十个数量级。低于相同的容量和耐压,其体积比其他电容器都要小几个或几十个数量级。低
压电解电容器的这一特点更为突出。要求大容量的场合压电解电容器的这一特点更为突出。要求大容量的场合((如滤波电路等如滤波电路等))时,时,
均选用电解电容器。电解电容器的损耗大,性、频率特性、绝缘性能差,漏均选用电解电容器。电解电容器的损耗大,性、频率特性、绝缘性能差,漏
电流大电流大((可达毫安级可达毫安级)),长期存放可能会因电解液干涸而老化。因此,除体积,长期存放可能会因电解液干涸而老化。因此,除体积
小以外,其任何性能均远不如其他类型的电容器。常见的电解电容器有铝电小以外,其任何性能均远不如其他类型的电容器。常见的电解电容器有铝电
解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器。此外,还有一些特殊性能的电解解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器。此外,还有一些特殊性能的电解
电容器,如激光储能型、闪光灯专用型及高频低感型电解电容器等,各用于电容器,如激光储能型、闪光灯专用型及高频低感型电解电容器等,各用于
不同要求的电路。不同要求的电路。
•• 11.铝电解电容器.铝电解电容器((型号:型号:CD)CD)
••
结构:铝电解电容器一般是用铝箔和浸有电解液的纤维带交叠卷成圆柱形后,结构:铝电解电容器一般是用铝箔和浸有电解液的纤维带交叠卷成圆柱形后,
封装在铝壳内,其外形如图封装在铝壳内,其外形如图11..99所示。大容量的铝电解电容器的外壳顶端通所示。大容量的铝电解电容器的外壳顶端通
常有常有““十十””字形压痕,其作用是防止电容器发热引起外壳爆炸。假如电解电字形压痕,其作用是防止电容器发热引起外壳爆炸。假如电解电
容器被错误地接入电路,介质反向极化会导致迅速发热,电解液汽化,膨胀容器被错误地接入电路,介质反向极化会导致迅速发热,电解液汽化,膨胀
的气体就会顶开外壳顶端的压痕释放压力,避免外壳爆裂伤人。的气体就会顶开外壳顶端的压痕释放压力,避免外壳爆裂伤人。
•• 图图 铝电解电容器外形铝电解电容器外形
•• 特点:这是一种使用最广泛的通用型电解电容器,适用于电源滤波和音频旁特点:这是一种使用最广泛的通用型电解电容器,适用于电源滤波和音频旁
路。铝电解电容器的绝缘电阻小,漏电损耗大,容量范围为路。铝电解电容器的绝缘电阻小,漏电损耗大,容量范围为00..3333~~10 10
000gF000gF,额定工作电压一般在,额定工作电压一般在66..33~~450V450V之间。之间。
• 22.钽电解电容器.钽电解电容器((型号:型号:CA)CA)
• 结构:采用金属钽结构:采用金属钽((粉剂或溶液粉剂或溶液))作为电解质。作为电解质。
• 特点:钽电解电容器已经发展了大约特点:钽电解电容器已经发展了大约5050年。由于钽及其氧年。由于钽及其氧
化膜的物理性能稳定,所以它与铝电解电容器相比,具有化膜的物理性能稳定,所以它与铝电解电容器相比,具有
绝缘电阻大、漏电小、寿命长、比率电容大、长期存放性绝缘电阻大、漏电小、寿命长、比率电容大、长期存放性
能稳定、频率特性好等优点,但它的成本高、额定工作电能稳定、频率特性好等优点,但它的成本高、额定工作电
压低压低((最高只有最高只有160V)160V)。这种电容器主要用于~些对电气性。这种电容器主要用于~些对电气性
能要求较高的电路,如积分、计时及开关电路等。钽电解能要求较高的电路,如积分、计时及开关电路等。钽电解
电容器分为有极性和无极性两种。电容器分为有极性和无极性两种。
• 除液体钽电容器以外,近年来又发展了超小型固体钽电容除液体钽电容器以外,近年来又发展了超小型固体钽电容
器。体积最小的高频片状钽电容器已经做成器。体积最小的高频片状钽电容器已经做成08050805系列系列((长长
约约2mm2mm,宽约,宽约11..2mm)2mm),用于混合集成电路或采用,用于混合集成电路或采用SMTSMT
技术的微型电子产品中。技术的微型电子产品中。
•• (四)可变电容器(四)可变电容器((型号:型号:CB)CB)
•• 结构:可变电容器是由很多半圆形动片和定片组成的平行板式结构,动片结构:可变电容器是由很多半圆形动片和定片组成的平行板式结构,动片
和定片之间用介质和定片之间用介质((空气、云母或聚苯乙烯薄膜空气、云母或聚苯乙烯薄膜))隔开,动片组可绕轴相对隔开,动片组可绕轴相对
于定片组旋转于定片组旋转0°0°~~180°180°。,从而改变电容量的大小。可变电容器按结构可。,从而改变电容量的大小。可变电容器按结构可
分为单联、双联和多联等几种。如图分为单联、双联和多联等几种。如图11..1010所示为常见小型可变电容器的外所示为常见小型可变电容器的外
形。双联可变电容器又可分为两种,一种是两组最大容量相同的等容双联,形。双联可变电容器又可分为两种,一种是两组最大容量相同的等容双联,
另一种是两组最大容量不同的差容双联。目前最常见的小型密封薄膜介质另一种是两组最大容量不同的差容双联。目前最常见的小型密封薄膜介质
可变电容器可变电容器(CBM(CBM型型)),采用聚苯乙烯薄膜作为片间介质。,采用聚苯乙烯薄膜作为片间介质。
••
•• (a)(a)空气介质的小型单联可变电容器空气介质的小型单联可变电容器 (b) (b)薄膜介质的小型密封双联可变电薄膜介质的小型密封双联可变电
容器容器
•• 图图11..1010小型可变电容器的外形小型可变电容器的外形
• 特点:主要用在需要经常调整电容量的场合,如收音机特点:主要用在需要经常调整电容量的场合,如收音机
的频率调谐电路。单联可变电容器的容量范围通常为的频率调谐电路。单联可变电容器的容量范围通常为77
~~270pF270pF或或77~~360pF360pF;双联可变电容器的最大容量通常;双联可变电容器的最大容量通常
为为270pF,270pF,,,
• (五)微调电容器(五)微调电容器((型号:型号:CCW)CCW)
• 结构:在两块同轴的陶瓷片上分别镀有半圆形的银层,结构:在两块同轴的陶瓷片上分别镀有半圆形的银层,
定片固定不动,旋转动片就可以改变两块银片的相对位定片固定不动,旋转动片就可以改变两块银片的相对位
置,从而在较小的范围内改变容量置,从而在较小的范围内改变容量((几十皮法几十皮法)),如图,如图11
..1111所示。所示。
• 图图11..1111微调电容器微调电容器
• 特点:一般在高频回路中用于不经常进行的频率微调。特点:一般在高频回路中用于不经常进行的频率微调。
四、电容器的合理选用四、电容器的合理选用
•• 电容器的种类繁多,性能指标各异。合理选用电容器对于产品设计十电容器的种类繁多,性能指标各异。合理选用电容器对于产品设计十
分重要。所谓合理选用,就是要在满足电路要求的前提下综合考虑体分重要。所谓合理选用,就是要在满足电路要求的前提下综合考虑体
积、重量、成本及可靠性等各方面的因素。积、重量、成本及可靠性等各方面的因素。
•• 为了合理选用电容器,应该广泛收集产品目录,及某省市场信息,熟为了合理选用电容器,应该广泛收集产品目录,及某省市场信息,熟
悉各类电容器的性能特点;了解电路的使用条件和要求以及每个电容悉各类电容器的性能特点;了解电路的使用条件和要求以及每个电容
器在电路中的作用,如耐压、频率、容量、允、介质损耗、工作环境、器在电路中的作用,如耐压、频率、容量、允、介质损耗、工作环境、
体积及价格等因素。体积及价格等因素。
•• 一般来说,电路各级之间耦合多选用金属化纸介电容器或涤纶电容器;一般来说,电路各级之间耦合多选用金属化纸介电容器或涤纶电容器;
电源滤波和低频旁路宜选用铝电解电容器;高频电路和要求电容量稳电源滤波和低频旁路宜选用铝电解电容器;高频电路和要求电容量稳
定的地方应该选用高频瓷介电容器、云母电容器或钽电解电容器。如定的地方应该选用高频瓷介电容器、云母电容器或钽电解电容器。如
果在使用中要求电容量做经常性调整,可选用可变电容器;若不需要果在使用中要求电容量做经常性调整,可选用可变电容器;若不需要
经常调整,可使用微调由容。经常调整,可使用微调由容。
•• 在具体选用电容器时,还应该注意如下问题。在具体选用电容器时,还应该注意如下问题。
•• 11.电容器的额定电压.电容器的额定电压
•• 不同类型的电容器有不同的额定电压系列,所选电容器的耐压应该符不同类型的电容器有不同的额定电压系列,所选电容器的耐压应该符
合标准系列,一般应该高于电容器两端实际电压的合标准系列,一般应该高于电容器两端实际电压的11..55~~22倍。不论倍。不论
选用何种电容器,都不得使其额定电压低于电路实际工作电压的峰值,选用何种电容器,都不得使其额定电压低于电路实际工作电压的峰值,
否则电容器将会被击穿。因此,必须仔细分析电容器所加电压的性质。否则电容器将会被击穿。因此,必须仔细分析电容器所加电压的性质。
一般情况下,电路的工作电压是按照电压的有效值读数的,往往会忽一般情况下,电路的工作电压是按照电压的有效值读数的,往往会忽
略电压的峰值可能超过电容器的额定电压的情况。因此,在选择电容略电压的峰值可能超过电容器的额定电压的情况。因此,在选择电容
器的额定电压时,必须留有充分的裕量。器的额定电压时,必须留有充分的裕量。
•• 但是,选用电容器的耐压也不是越高越好,耐压高的电容器体积大、但是,选用电容器的耐压也不是越高越好,耐压高的电容器体积大、
价格高。不仅如此,由于液体电解质的电解电容器自身结构的特点,价格高。不仅如此,由于液体电解质的电解电容器自身结构的特点,
一般应使电路的实际电压相当于所选额定电压的一般应使电路的实际电压相当于所选额定电压的5050%~%~7070%,才能充%,才能充
分发挥电解电容器的作用。如果实际工作电压低于其额定电压的一半,分发挥电解电容器的作用。如果实际工作电压低于其额定电压的一半,
让高耐压的电解电容器在低电压的电路中长期工作,反而容的电容量让高耐压的电解电容器在低电压的电路中长期工作,反而容的电容量
逐渐减小、损耗增大,导致工作状态变差。逐渐减小、损耗增大,导致工作状态变差。
•• 22.标称容量及精度等级.标称容量及精度等级
•• 各类电容器均有其标称容量值系列及精度等级。电容器在电路中的作各类电容器均有其标称容量值系列及精度等级。电容器在电路中的作
用各不相同,某些特殊场合用各不相同,某些特殊场合((如定时电路如定时电路))要求一定的容量精度,而在要求一定的容量精度,而在
更多场合,容量偏差可以很大,例如,在电路中用于耦合或旁路,电更多场合,容量偏差可以很大,例如,在电路中用于耦合或旁路,电
容量相差几倍往往都没有很大关系。在制造电容器时,控制容量比较容量相差几倍往往都没有很大关系。在制造电容器时,控制容量比较
困难,不同精度的电容器,价格相差很大。所以,在确定电容器的容困难,不同精度的电容器,价格相差很大。所以,在确定电容器的容
量精度时,应该仔细考虑电路的要求,不要盲目追求电容器的精度等量精度时,应该仔细考虑电路的要求,不要盲目追求电容器的精度等
级。级。
•• 33.对.对tanσtanσ值的选择值的选择
•• 介质材料的区别使电容器的介质材料的区别使电容器的tanσtanσ值相差很大。在高频电路或对信号相值相差很大。在高频电路或对信号相
位要求严格的电路中,位要求严格的电路中,tanσtanσ值对电路性能的影响很大,直接关系到整值对电路性能的影响很大,直接关系到整
机的技术指标,所以应该选择机的技术指标,所以应该选择tanσtanσ值较小的电容器。值较小的电容器。
• 44.电容器的体积和比率电容.电容器的体积和比率电容
• 在产品设计中,一般都希望体积小、重量轻,特别是在密在产品设计中,一般都希望体积小、重量轻,特别是在密
度较高的电路中,更要求选用小型电容器。由于介质材料度较高的电路中,更要求选用小型电容器。由于介质材料
不同,电容器的体积往往相差几倍或几十倍。不同,电容器的体积往往相差几倍或几十倍。
• 单位体积的电容量称为电容器的比率电容,即单位体积的电容量称为电容器的比率电容,即
• 比率电容越大,电容器的体积越小,价格也高一些。比率电容越大,电容器的体积越小,价格也高一些。
• 55.成本.成本
• 由于各类电容器的生产工艺相差很大,因此价格也相差很由于各类电容器的生产工艺相差很大,因此价格也相差很
大。在满足产品技术要求的情况下,应该尽量选用价格低大。在满足产品技术要求的情况下,应该尽量选用价格低
廉的电容器,以便降低产品成本。廉的电容器,以便降低产品成本。
五、利用万用表判断电容器的质量五、利用万用表判断电容器的质量
•• 如果没有专用检测仪器,使用万用表也可以简单判断电容器的质量。如果没有专用检测仪器,使用万用表也可以简单判断电容器的质量。
•• (一)检测小容量电容器(一)检测小容量电容器
•• (1)(1)对于容量大于对于容量大于5100pF5100pF的电容器,用万用表的欧姆挡测量电容器的两引的电容器,用万用表的欧姆挡测量电容器的两引
线,应该能观察到万用表显示的阻值变化,这是电容器充电的过程。数值线,应该能观察到万用表显示的阻值变化,这是电容器充电的过程。数值
稳定后的阻值读数就是电容器的绝缘电阻稳定后的阻值读数就是电容器的绝缘电阻((也称漏电电阻也称漏电电阻))。假如数字式万。假如数字式万
用表显示绝缘电阻在几百千欧姆以下或者指针式万用表的表针停在距用表显示绝缘电阻在几百千欧姆以下或者指针式万用表的表针停在距∞∞较较
远的位置,表明电容器漏电严重,不能使用。远的位置,表明电容器漏电严重,不能使用。
•• (2)(2)对于容量小于对于容量小于5100pF5100pF的电容器,由于充电时间很快,充电电流很小,的电容器,由于充电时间很快,充电电流很小,
直接使用万用表的欧姆挡就很难观察到阻值的变化。这时,可以借助一个直接使用万用表的欧姆挡就很难观察到阻值的变化。这时,可以借助一个
NPNNPN型三极管的放大作用进行测量。测量电路如图型三极管的放大作用进行测量。测量电路如图11..1212所示。电容器接到所示。电容器接到
AA,,BB两端,由于晶体管的放大作用,就可以测量到电容器的绝缘电阻。判两端,由于晶体管的放大作用,就可以测量到电容器的绝缘电阻。判
断方法同上所述。断方法同上所述。
••
图图11..1212小容量电容器的测量小容量电容器的测量
•• (二)测量电解电容器(二)测量电解电容器
•• 测量电解电容器时,应该注意它的极性。一般来说,电容器正极的引线长一测量电解电容器时,应该注意它的极性。一般来说,电容器正极的引线长一
些。测量时万用表内电源的正极与电容器的正极相接,电源负极与电容器负些。测量时万用表内电源的正极与电容器的正极相接,电源负极与电容器负
极相接,称为电容器的正接。电容器的正向连接比反向连接时的漏电电阻大。极相接,称为电容器的正接。电容器的正向连接比反向连接时的漏电电阻大。
注意:数字式万用表的红表笔内接电源正极,而指针式万用表的黑表笔内接注意:数字式万用表的红表笔内接电源正极,而指针式万用表的黑表笔内接
电源正极。电源正极。
•• 当电解电容器引线的极性无法辨别时,可以根据电解电容器正向连接时绝缘当电解电容器引线的极性无法辨别时,可以根据电解电容器正向连接时绝缘
电能大、反向连接时绝缘电阻小的特征来判别。用万用表红、黑表笔交换来电能大、反向连接时绝缘电阻小的特征来判别。用万用表红、黑表笔交换来
测量电容器的绝缘电阻,绝缘电阻大的一次,连接表内电源正极的表笔所接测量电容器的绝缘电阻,绝缘电阻大的一次,连接表内电源正极的表笔所接
的就是电容器的正极,另一极为负极。的就是电容器的正极,另一极为负极。
•• (三)可变电容器的检测(三)可变电容器的检测
•• 可变电容器的漏电或碰片短路,也可用万用表的欧姆挡来检查。将万用表的可变电容器的漏电或碰片短路,也可用万用表的欧姆挡来检查。将万用表的
两只表笔分别与可变电容器的定片和动片引出端相连,同时将电容器来回旋两只表笔分别与可变电容器的定片和动片引出端相连,同时将电容器来回旋
转几下,阻值读数应该极大且无变化。如果读数为零或某一较小的数值,说转几下,阻值读数应该极大且无变化。如果读数为零或某一较小的数值,说
明可变电容器已发生碰片短路或漏电严重。明可变电容器已发生碰片短路或漏电严重。
知识三知识三 电感器和变压器的识别与检测电感器和变压器的识别与检测
• 电感器俗称电感或电感线圈,是利用电磁感应原理制成的电感器俗称电感或电感线圈,是利用电磁感应原理制成的
元件,在电路中起阻流、变压及传送信号的作用。电感器元件,在电路中起阻流、变压及传送信号的作用。电感器
的应用范围很广泛,它在调谐、振荡、耦合、匹配、滤波、的应用范围很广泛,它在调谐、振荡、耦合、匹配、滤波、
陷波、延迟、补偿及偏转聚焦等电路中都是必不可少的。陷波、延迟、补偿及偏转聚焦等电路中都是必不可少的。
由于其用途、工作频率、功率及工作环境不同,对电感器由于其用途、工作频率、功率及工作环境不同,对电感器
的基本参数和结构就有不同的要求,导致电感器类型和结的基本参数和结构就有不同的要求,导致电感器类型和结
构的多样化。构的多样化。
• 电感器按工作特征分为电感量固定的和电感量可变的两种电感器按工作特征分为电感量固定的和电感量可变的两种
类型;按磁导体性质分成空心电感、磁心电感和铜心电感;类型;按磁导体性质分成空心电感、磁心电感和铜心电感;
按绕制方式及其结构分为单层、多层、蜂房式、有骨架式按绕制方式及其结构分为单层、多层、蜂房式、有骨架式
和无骨架式电感。和无骨架式电感。
•• 一、电感器的基本参数一、电感器的基本参数
•• 11.电感量.电感量
•• 在没有非线性导磁物质存在的条件下,一个载流线圈的磁通量在没有非线性导磁物质存在的条件下,一个载流线圈的磁通量ФФ与线圈中的与线圈中的
电流,成正比,其比例常数称为自感系数,用电流,成正比,其比例常数称为自感系数,用LL表示,简称电感。即表示,简称电感。即
•• L=Ф/ I L=Ф/ I
•• 电感的基本单位是电感的基本单位是H(H(亨亨)),实际常用单位有,实际常用单位有mH(mH(毫亨毫亨))、、uH(uH(微亨微亨))和和nH(nH(纳亨纳亨))。。
•• 一般电感器的电感量精度在一般电感器的电感量精度在±5±5%~%~±20±20%之间。%之间。
•• 22.固有电容.固有电容
•• 电感线圈的各匝绕组之间通过空气、绝缘层和骨架而存在着分布电容,同时,电感线圈的各匝绕组之间通过空气、绝缘层和骨架而存在着分布电容,同时,
在屏蔽罩之间、多层绕组的每层之间、绕组与底板之间也都存在着分布电容。在屏蔽罩之间、多层绕组的每层之间、绕组与底板之间也都存在着分布电容。
•• 使用电感线圈时,应使其工作频率远低于线圈的固有频率。为了减小线圈的使用电感线圈时,应使其工作频率远低于线圈的固有频率。为了减小线圈的
固有电容,可以减小线圈骨架的直径,用细导线绕制线圈,或者采用间绕法、固有电容,可以减小线圈骨架的直径,用细导线绕制线圈,或者采用间绕法、
蜂房式绕法。蜂房式绕法。
•• 33.品质因数.品质因数(Q(Q值值))
•• 电感线圈的品质因数定义为:电感线圈的品质因数定义为:
•• 式中,式中,ff是工作频率是工作频率(Hz)(Hz),,LL是线圈的电感量是线圈的电感量(H)(H),,rr表示线圈的损耗电表示线圈的损耗电
阻阻(Ω)(Ω),包括直流电阻、高频电阻及介质损耗电阻。,包括直流电阻、高频电阻及介质损耗电阻。
•• QQ值反映线圈损耗的大小。值反映线圈损耗的大小。QQ值越高,损耗功率越小,电路效率越高。值越高,损耗功率越小,电路效率越高。
一般要求电感器的一般要求电感器的QQ值高,以便谐振电路获得更好的选择性。值高,以便谐振电路获得更好的选择性。
•• 为提高电感线圈的品质因数,可以采用镀银导线、多股绝缘线绕制线为提高电感线圈的品质因数,可以采用镀银导线、多股绝缘线绕制线
匝,使用高频陶瓷骨架及磁心匝,使用高频陶瓷骨架及磁心((提高磁通量提高磁通量))。。
•• 44.额定电流.额定电流
•• 额定电流即电感线圈中允的最大电流。当电感线圈在供电回路中作为额定电流即电感线圈中允的最大电流。当电感线圈在供电回路中作为
高频扼流圈或在大功率谐振电路里作为谐振电感时,都必须考虑它的高频扼流圈或在大功率谐振电路里作为谐振电感时,都必须考虑它的
额定电流是否符合要求。额定电流是否符合要求。
•• 55.稳定性.稳定性
•• 线圈产生几何变形、化引起的固有电容和漏电损耗增加,都会影响电线圈产生几何变形、化引起的固有电容和漏电损耗增加,都会影响电
感器的稳定性。电感线圈的稳定性,通常用电感数和不稳定系数来衡感器的稳定性。电感线圈的稳定性,通常用电感数和不稳定系数来衡
量,它们越大,表示电感线圈的稳定性越差。量,它们越大,表示电感线圈的稳定性越差。
•• 电感量的影响,主要是由于导线受热膨胀使线圈产生几何变形而引起电感量的影响,主要是由于导线受热膨胀使线圈产生几何变形而引起
的。为减小这一影响,可以采用热绕法的。为减小这一影响,可以采用热绕法((绕制时将导线加热,冷却后绕制时将导线加热,冷却后
导线收缩,紧紧贴合在骨架上导线收缩,紧紧贴合在骨架上))或烧渗法或烧渗法((在高频陶瓷骨架上烧渗一层在高频陶瓷骨架上烧渗一层
旋绕的银薄膜,代替原来的导线旋绕的银薄膜,代替原来的导线)),保证线圈不变形。,保证线圈不变形。
•• 当湿度增大时,线圈的固有电容和漏电损耗增加,也会降低线圈的稳当湿度增大时,线圈的固有电容和漏电损耗增加,也会降低线圈的稳
定性。改进的方法是将线圈用绝缘漆或环氧树脂等防潮物质浸溃密封。定性。改进的方法是将线圈用绝缘漆或环氧树脂等防潮物质浸溃密封。
但这样处理后,由于浸渍材料的介电常数比空气大,会使线匝问的分但这样处理后,由于浸渍材料的介电常数比空气大,会使线匝问的分
布电容增大,同时还会引入介质损耗,影响布电容增大,同时还会引入介质损耗,影响QQ值。值。
•• 测量电感器的参数比较复杂,一般都是通过电感测量仪和电桥等专用测量电感器的参数比较复杂,一般都是通过电感测量仪和电桥等专用
仪器进行的。同类仪器也很多,具体使用和测量的方法可详见各种仪仪器进行的。同类仪器也很多,具体使用和测量的方法可详见各种仪
器的使用说明书。器的使用说明书。
电感器的测试电感器的测试
•• 11.通断测量.通断测量
•• 用万用表测量电感器是最简单的方法。测量时,将万用表选在用万用表测量电感器是最简单的方法。测量时,将万用表选在RxlΩRxlΩ挡挡
或或R×10ΩR×10Ω挡,表笔接被测电感器的引出线。若表针指示电阻值为无穷挡,表笔接被测电感器的引出线。若表针指示电阻值为无穷
大,则说明电感器断路;若电阻值接近于零,则说明电感器正常。除大,则说明电感器断路;若电阻值接近于零,则说明电感器正常。除
圈数很少的电感器外,如果电阻值为零,说明电感线圈已经短路。圈数很少的电感器外,如果电阻值为零,说明电感线圈已经短路。
•• 22.电感量的测量.电感量的测量
•• 取一个取一个10V10V电压的交流电源作为电源,万用表选在电压的交流电源作为电源,万用表选在10V10V电压挡,对于刻电压挡,对于刻
有电感刻度线的万用表,可以从刻度上直接读出电感量。无电感刻度有电感刻度线的万用表,可以从刻度上直接读出电感量。无电感刻度
的万用表,有的把电感刻度印在说明书上,如的万用表,有的把电感刻度印在说明书上,如MF500MF500型万用表,可参型万用表,可参
照说明书读出电感量的具体数值。若需要对电感量进行准确的测量,照说明书读出电感量的具体数值。若需要对电感量进行准确的测量,
必须使万用电桥,高频必须使万用电桥,高频QQ表或数字式电感、电容表。表或数字式电感、电容表。
知识四知识四 半导体分立器件的识别与检测半导体分立器件的识别与检测
•• 一、常用半导体分立器件及其分类一、常用半导体分立器件及其分类
•• (一)半导体分立器件分类(一)半导体分立器件分类
•• 按照习惯,通常把半导体分立器件分成如下类别。按照习惯,通常把半导体分立器件分成如下类别。
•• 11.半导体二极管.半导体二极管
•• 普通二极管:整流二极管、检波二极管、稳压二极管、恒流二极管、开关二极管等;普通二极管:整流二极管、检波二极管、稳压二极管、恒流二极管、开关二极管等;
•• 特殊二极管:微波二极管、变容二极管、雪崩二极管等;特殊二极管:微波二极管、变容二极管、雪崩二极管等;
•• 敏感二极管:光敏二极管、热敏二极管、压敏二极管、磁敏二极管等;敏感二极管:光敏二极管、热敏二极管、压敏二极管、磁敏二极管等;
•• 发光二极管。发光二极管。
•• 22.双极型晶体管.双极型晶体管
•• 锗管:高频小功率管锗管:高频小功率管((合金型、扩散型合金型、扩散型)),低频大功率管,低频大功率管((合金型、台面型合金型、台面型));;
•• 硅管:低频大功率管、大功率高压管硅管:低频大功率管、大功率高压管((扩散型、扩散台面型、外延型扩散型、扩散台面型、外延型)),高频小功率管、超高频小功,高频小功率管、超高频小功
率管、高速开关管率管、高速开关管((外延平面工艺外延平面工艺)),低噪声管、微波低噪声管、超,低噪声管、微波低噪声管、超pp管管((外延平面工艺、薄外延、钝外延平面工艺、薄外延、钝
化技术化技术)),高频大功率管、微波功率管,高频大功率管、微波功率管((外延平面型、覆盖型、网状结构、复合型外延平面型、覆盖型、网状结构、复合型));;
•• 专用器件:单结晶体管、可编程单结晶体管。专用器件:单结晶体管、可编程单结晶体管。
•• 33.场效应管.场效应管
•• 结型硅管:结型硅管:NN沟道沟道((外延平面型外延平面型))、、PP沟道沟道((双扩散型双扩散型))、隐埋栅、、隐埋栅、VV沟道沟道((微波大功率微波大功率));;
•• 结型砷化镓管:肖特基势垒栅结型砷化镓管:肖特基势垒栅((微波低噪声、微波大功率微波低噪声、微波大功率));;
•• 硅硅MOSMOS耗尽型:耗尽型:NN沟道、沟道、PP沟道;沟道;
•• 硅硅MOSMOS增强型:增强型:NN沟道、沟道、PP沟道。沟道。
(二)常用半导体分立器件的一般特点(二)常用半导体分立器件的一般特点
•• 11.二极管.二极管
•• 按照结构工艺的不同,半导体二极管可以分为点接触型和面接触型。因为点按照结构工艺的不同,半导体二极管可以分为点接触型和面接触型。因为点
接触型二极管接触型二极管PNPN结的接触面积小,结电容小,适用于高频电路,但允的电流结的接触面积小,结电容小,适用于高频电路,但允的电流
和承受的反向电压也比较小,所以只适合在检波、变频等电路中使用;面接和承受的反向电压也比较小,所以只适合在检波、变频等电路中使用;面接
触型二极管触型二极管PNPN结的接触面积大,结电容比较大,不适合在高频电路中使用,结的接触面积大,结电容比较大,不适合在高频电路中使用,
但它可以通过较大的电流,多用于频率较低的整流电路。但它可以通过较大的电流,多用于频率较低的整流电路。
•• 半导体二极管可以用锗材料或用硅材料制造。锗二极管的正向电阻很小,正半导体二极管可以用锗材料或用硅材料制造。锗二极管的正向电阻很小,正
向导通电压约为向导通电压约为00..2V2V,但反向漏电流大,定性较差,如今在大部分场合被肖,但反向漏电流大,定性较差,如今在大部分场合被肖
特基二极管特基二极管((正向导通电压约为正向导通电压约为00..2v)2v)取代;硅二极管的反向漏电流比锗二极取代;硅二极管的反向漏电流比锗二极
管小很多,缺点是需要较高的正向电压管小很多,缺点是需要较高的正向电压((约约00..55~~00..7V)7V)才能导通,只适用于才能导通,只适用于
信号较强的电路。信号较强的电路。
•• 二极管应该按照极性接入电路。大部分情况下,应该使二极管的正极二极管应该按照极性接入电路。大部分情况下,应该使二极管的正极((或称阳或称阳
极极))接电路的高电位端,负极接电路的高电位端,负极((或称阴极或称阴极))接低电位端;而稳压二极管的负极要接低电位端;而稳压二极管的负极要
接电路的高电位端,其正极接电路的低电位端。接电路的高电位端,其正极接电路的低电位端。
•• 在采用国产元器件的电子产品中,常用的检波二极管多为在采用国产元器件的电子产品中,常用的检波二极管多为2AP2AP型,常用的整流型,常用的整流
二极管多为二极管多为2CP2CP或或2CZ2CZ型,稳压二极管多为型,稳压二极管多为2CW2CW型,开关二极管多为型,开关二极管多为2CK2CK型,型,
变容二极管常用的型号为变容二极管常用的型号为2CC2CC型。型。
• 22.双极型三极管.双极型三极管
• 三极管的种类很多,按照结构工艺分类,有三极管的种类很多,按照结构工艺分类,有PNPPNP
型和型和NPNNPN型;按照制造材料分类,有锗管和硅管。型;按照制造材料分类,有锗管和硅管。
锗管的导通电压低,更适合在低电压电路中工作,锗管的导通电压低,更适合在低电压电路中工作,
但是硅管的性比锗管稳定,穿透电流但是硅管的性比锗管稳定,穿透电流IceoIceo很小。很小。
按照工作频率分类,低频管可以用在工作频率为按照工作频率分类,低频管可以用在工作频率为
3MHz3MHz以下的电路中;高频管的工作频率可以达到以下的电路中;高频管的工作频率可以达到
几百兆赫甚至更高。按照集电极耗散的功率分类,几百兆赫甚至更高。按照集电极耗散的功率分类,
小功率管的额定功耗在小功率管的额定功耗在1w1w以下,而大功率管的额以下,而大功率管的额
定功耗可达几十瓦以上。定功耗可达几十瓦以上。
• 33.场效应晶体管.场效应晶体管
• 和普通双极型三极管相比,场效应晶体管有很多特点。从和普通双极型三极管相比,场效应晶体管有很多特点。从
控制作用来看,三极管是电流控制器件,而场效应管是电控制作用来看,三极管是电流控制器件,而场效应管是电
压控制器件。场效应晶体管栅极的输入电阻非常高,一般压控制器件。场效应晶体管栅极的输入电阻非常高,一般
可达几百兆欧姆甚至几千兆欧姆,所以对栅极施加电压时,可达几百兆欧姆甚至几千兆欧姆,所以对栅极施加电压时,
基本上不取电流,这是一般三极管不能与之相比的。另外,基本上不取电流,这是一般三极管不能与之相比的。另外,
场效应管还具有噪声低、动态范围大等优点。场效应晶体场效应管还具有噪声低、动态范围大等优点。场效应晶体
管广泛应用于数字电路、通信设备和仪器仪表,已经在很管广泛应用于数字电路、通信设备和仪器仪表,已经在很
多场合取代了双极型三极管。多场合取代了双极型三极管。
• 场效应晶体管的三个电极分别叫做漏极场效应晶体管的三个电极分别叫做漏极(D)(D)、源极、源极(S)(S)和栅和栅
极极(G)(G),可以把它们类比作普通三极管的,可以把它们类比作普通三极管的cc、、ee、、bb三极,而三极,而
且且DD、、SS极能够互换使用。场效应管分为结型场效应管和绝极能够互换使用。场效应管分为结型场效应管和绝
缘栅型场效应管两种。缘栅型场效应管两种。
二、半导体分立器件的型号命名二、半导体分立器件的型号命名
• 11.国产半导体分立器件的型号命名.国产半导体分立器件的型号命名
• 根据国家标准根据国家标准————半导体器件型号命名方法半导体器件型号命名方法(GB 249—74)(GB 249—74)
,器件型号由,器件型号由55部分组成,型号命名如表部分组成,型号命名如表11..88所示。所示。
• 例如:例如:(1)(1)锗材料锗材料PNPPNP型低频大功率三极管、型低频大功率三极管、(2)(2)硅材料硅材料
NPNNPN型高频小功率三极管型高频小功率三极管
• 三、半导体分立器件的封装及管脚三、半导体分立器件的封装及管脚
• 目前,常见的器件封装多塑料封装或金属封装,目前,常见的器件封装多塑料封装或金属封装,
也能见到玻璃封装的二极管和陶瓷封装的三极管。也能见到玻璃封装的二极管和陶瓷封装的三极管。
金属外壳装的晶体管可靠性高、散热好并容散热金属外壳装的晶体管可靠性高、散热好并容散热
片,但造价比较高。塑料封装的晶体管造价低,片,但造价比较高。塑料封装的晶体管造价低,
应用广泛。应用广泛。
• 四、选用半导体分立器件的注意事项四、选用半导体分立器件的注意事项
• 晶体管正常工作需要一定的条件。如果工作条件晶体管正常工作需要一定的条件。如果工作条件
超过允围,则晶体管不能正常工作,甚至造成永超过允围,则晶体管不能正常工作,甚至造成永
久性的损坏。为使晶体管能够长期稳定运行,必久性的损坏。为使晶体管能够长期稳定运行,必
须注意下列事项。须注意下列事项。
•• 11.二极管.二极管
•• (1)(1)切勿使电压、电流超过器件手册中规定的极限值,并应根据设计切勿使电压、电流超过器件手册中规定的极限值,并应根据设计
原则选取一定的裕量。原则选取一定的裕量。
•• (2)(2)允小功率电烙铁进行焊接,焊接时间应该小于允小功率电烙铁进行焊接,焊接时间应该小于5s5s,在焊接点接触,在焊接点接触
型二极管时,要注意保证焊点与管心之间有良好的散热。型二极管时,要注意保证焊点与管心之间有良好的散热。
•• (3)(3)玻璃封装的二极管引线的弯曲处距离管体不能太近,一般至少玻璃封装的二极管引线的弯曲处距离管体不能太近,一般至少
2mm2mm。。
•• (4)(4)安装二极管的位置尽量不要靠近电路中的发热元器件。安装二极管的位置尽量不要靠近电路中的发热元器件。
•• (5)(5)接入电路时要注意二极管的极性。通常,一般二极管的阳极接电接入电路时要注意二极管的极性。通常,一般二极管的阳极接电
路的高电位端,阴极接低电位端;而稳压二极管则与此相反。路的高电位端,阴极接低电位端;而稳压二极管则与此相反。
•• 22.三极管.三极管
•• 使用三极管的注意事项与二极管基本相同,此外还有如下几点事项须使用三极管的注意事项与二极管基本相同,此外还有如下几点事项须
注意。注意。
•• (1)(1)安装时要分清不同电极的管脚位置,焊点距离管壳不要太近,一安装时要分清不同电极的管脚位置,焊点距离管壳不要太近,一
般三极管应该距离印制板般三极管应该距离印制板22~~3mm3mm以上。以上。
•• (2)(2)大功率管的散热器与管壳的接触面应该平整、光滑,中间应该涂大功率管的散热器与管壳的接触面应该平整、光滑,中间应该涂
抹导热硅脂以便减小热阻并减少腐蚀;要保证固定三极管的螺丝钉松抹导热硅脂以便减小热阻并减少腐蚀;要保证固定三极管的螺丝钉松
紧一致。紧一致。
•• (3)(3)对于大功率管,特别是外延型高频功率管,在使用中要防止二次对于大功率管,特别是外延型高频功率管,在使用中要防止二次
击穿。为了防止二次击穿,就必须大大降低三极管的使用功率和工作击穿。为了防止二次击穿,就必须大大降低三极管的使用功率和工作
电压。其安全工作区的判定,应该依据厂家提供的资料,或在使用前电压。其安全工作区的判定,应该依据厂家提供的资料,或在使用前
进行必要的检测筛选。进行必要的检测筛选。
•• 注意:大功率管的功耗能力并不服从等功耗规律,而是随着工作电压注意:大功率管的功耗能力并不服从等功耗规律,而是随着工作电压
的升高其耗散功率相应减小。对于相同功率的三极管而言,低电压、的升高其耗散功率相应减小。对于相同功率的三极管而言,低电压、
大电流的工作条件要比在高电压、小电流下使用更为安全。大电流的工作条件要比在高电压、小电流下使用更为安全。
•• 33.场效应管.场效应管
•• (1)(1)结型场效应管和一般晶体三极管的使用注意事项相类似。结型场效应管和一般晶体三极管的使用注意事项相类似。
•• (2)(2)对于绝缘栅型场效应管,应该特别注意避免栅极悬空,即栅、源对于绝缘栅型场效应管,应该特别注意避免栅极悬空,即栅、源
两极之间必须经常保持直流通路。因为它的输入阻抗非常高,所以栅两极之间必须经常保持直流通路。因为它的输入阻抗非常高,所以栅
极上的感应电荷就很难通过输入电阻泄漏,电荷的积累使静电电压升极上的感应电荷就很难通过输入电阻泄漏,电荷的积累使静电电压升
高,尤其是在极间电容较小的情况下,少量电荷就会产生很高的电压,高,尤其是在极间电容较小的情况下,少量电荷就会产生很高的电压,
以至往往管子还使用,就已被击穿或出现性能下降的现象。以至往往管子还使用,就已被击穿或出现性能下降的现象。
•• 为了避免由于上述原因对绝缘栅型场效应管造成损坏,在存放时应把为了避免由于上述原因对绝缘栅型场效应管造成损坏,在存放时应把
它的三个电极短路;在采用绝缘栅型场效应管的电路中,通常是在它它的三个电极短路;在采用绝缘栅型场效应管的电路中,通常是在它
的栅、源两极之间接入一个电阻或稳压二极管,使积累电荷不致过多的栅、源两极之间接入一个电阻或稳压二极管,使积累电荷不致过多
或使电压不致超过某一界限;焊接、测试时应该采取防静电措施,电或使电压不致超过某一界限;焊接、测试时应该采取防静电措施,电
烙铁和仪器等都要有良好的接地线;使用绝缘栅型场效应管的电路和烙铁和仪器等都要有良好的接地线;使用绝缘栅型场效应管的电路和
整机,外壳必须良好接地。整机,外壳必须良好接地。
知识五知识五 集成电路的识别与检测集成电路的识别与检测
•• 一、集成电路的基本类别一、集成电路的基本类别
•• (1)(1)按照制造工艺分类,集成电路可以分为:半导体集成电路、薄膜按照制造工艺分类,集成电路可以分为:半导体集成电路、薄膜
集成电路、厚膜集成电路、混合集成电路。集成电路、厚膜集成电路、混合集成电路。
•• (2)(2)按照基本单元核心器件分类,半导体集成电路可以分为:双极型按照基本单元核心器件分类,半导体集成电路可以分为:双极型
集成电路、集成电路、MOSMOS型集成电路、双极一型集成电路、双极一MOSMOS型型(BIMOS)(BIMOS)集成电路。集成电路。
•• (3)(3)按照集成度分类,有小规模按照集成度分类,有小规模((集成了几个门电路或几十个元件集成了几个门电路或几十个元件))、、
中规模中规模((集成了一百个门或几百个元件以上集成了一百个门或几百个元件以上))、大规模、大规模((一万个门或十一万个门或十
万个元件万个元件))及超大规模及超大规模((十万个元件以上十万个元件以上))集成电路。集成电路。
•• (4)(4)按照电气功能分类,一般可以把集成电路分成数字和模拟集成电按照电气功能分类,一般可以把集成电路分成数字和模拟集成电
路两大类路两大类
•• (5)(5)按照通用或专用的程度分类,集成电路还可以分为通用型、半专按照通用或专用的程度分类,集成电路还可以分为通用型、半专
用、专用等几个类型。用、专用等几个类型。
•• (6)(6)按应用环境条件分类,集成电路的质量等级分为军用级、工业级按应用环境条件分类,集成电路的质量等级分为军用级、工业级
和商业和商业((民用民用))级。级。
•• 二、集成电路的封装二、集成电路的封装
•• 集成电路的封装,按材料基本分为金属、陶瓷、塑料三类,按电极引脚的集成电路的封装,按材料基本分为金属、陶瓷、塑料三类,按电极引脚的
形式分为通孔插装式及表面安装式两类。这几种封装形式各有特点,应用形式分为通孔插装式及表面安装式两类。这几种封装形式各有特点,应用
领域也有区别。这里主要介绍通孔插装式引脚的集成电路封装。领域也有区别。这里主要介绍通孔插装式引脚的集成电路封装。
•• 11.金属封装.金属封装
•• 金属封装散热性好、电磁屏蔽好、可靠性高,但安装不够方便,成本较高。金属封装散热性好、电磁屏蔽好、可靠性高,但安装不够方便,成本较高。
这种封装形式常见于高精度集成电路或大功率器件。符合国家标准的金属这种封装形式常见于高精度集成电路或大功率器件。符合国家标准的金属
封装有封装有YY型和型和KK型两种,外形如图型两种,外形如图11..1515所示。所示。
••
图图11..1515金属封装集成电路金属封装集成电路
•• 22.陶瓷封装.陶瓷封装
•• 采用陶瓷封装的集成电路导热好且耐高温,但成本比塑料封装高,所以一采用陶瓷封装的集成电路导热好且耐高温,但成本比塑料封装高,所以一
般都是高档芯片。参见图般都是高档芯片。参见图11..1616,国家标准规定的陶瓷封装集成电路可分为,国家标准规定的陶瓷封装集成电路可分为
扁平型扁平型(w(w型,见图型,见图11..16(a)16(a)和双列直插型和双列直插型(D(D型,国外一般称为型,国外一般称为DIPDIP型,见图型,见图
11..16(b))16(b))两种。但两种。但ww型封装的陶瓷扁平集成电路的水平引脚较长,现在被型封装的陶瓷扁平集成电路的水平引脚较长,现在被
引脚较短的引脚较短的5MT5MT封装所取代,已经很少见到。直插型陶瓷封装的集成电路,封装所取代,已经很少见到。直插型陶瓷封装的集成电路,
随着引脚数的增加,发展为随着引脚数的增加,发展为CPGA(Ceramic Pin Grid Array)CPGA(Ceramic Pin Grid Array)形式,如图形式,如图11..
16(c)16(c)所示为微处理器所示为微处理器80586(Pentium CPU)80586(Pentium CPU)的陶瓷的陶瓷PGAPGA型封装。型封装。
••
•• (a)(a)扁平型扁平型 (b) (b)双列直插型双列直插型 (c) (c)陶瓷陶瓷PGAPGA型型
•• 图图11..1616陶瓷封装集成电路陶瓷封装集成电路
• 33.塑料封装.塑料封装
• 这是最常见的封装形式,其最大特点是工艺简单、这是最常见的封装形式,其最大特点是工艺简单、
成本低,因而被广泛使用。国家标准规定的塑料成本低,因而被广泛使用。国家标准规定的塑料
封装的形式,可分为扁平型封装的形式,可分为扁平型(B(B型型))和直插型和直插型(D(D型型))
两种。两种。
• 随着集成电路品种规格的增加和集成度的提高,随着集成电路品种规格的增加和集成度的提高,
电路的封装已经成为一个专业性很强的工艺技术电路的封装已经成为一个专业性很强的工艺技术
领域。现在,国内外的集成电路封装名称逐渐趋领域。现在,国内外的集成电路封装名称逐渐趋
于一致,不论是陶瓷材料的还是塑料材料的,均于一致,不论是陶瓷材料的还是塑料材料的,均
按集成电路的引脚布置形式来区分。如图按集成电路的引脚布置形式来区分。如图11..1717所所
示为常见的几种集成电路封装。示为常见的几种集成电路封装。
•• 图图11..17(a17(a..))是塑料单列封装是塑料单列封装(Plastic Single In-1ine Package(Plastic Single In-1ine Package,,PSIP)PSIP)。。
•• 图图11..17(b)17(b)是塑料是塑料V-DIPV-DIP型封装型封装(Plastic Vertical Dual In-line Package(Plastic Vertical Dual In-line Package,,PVPV
-DIP)-DIP)。。
•• 图图11..17(c)17(c)是塑料是塑料ZIPZIP型封装型封装(Plastic Zigzag In-line Package(Plastic Zigzag In-line Package,,PZIP)PZIP)。。
•• 以上以上33种封装,多用于音频前置放大、功率放大集成电路。种封装,多用于音频前置放大、功率放大集成电路。
•• 图图11..17(d)17(d)是塑料:是塑料:DIPDIP型封装型封装(Clastic Dual In—line Package(Clastic Dual In—line Package,,PDIP)PDIP)。。
•• 中功率器件为降低成本、方便使用,现在也大量采用塑料封装形式。但为中功率器件为降低成本、方便使用,现在也大量采用塑料封装形式。但为
了限制升利于散热,通常都制成如图了限制升利于散热,通常都制成如图11..7(b)7(b)所示,同时封装一块导热金属所示,同时封装一块导热金属
板,便于加装散热片。板,便于加装散热片。
•• (a)PSIP (b)PV-DIP (c)PZIP (d)PDIP (a)PSIP (b)PV-DIP (c)PZIP (d)PDIP
•• 图图11..1717常见的塑料封装集成电路常见的塑料封装集成电路
•• 44.集成电路的引脚分布和计数.集成电路的引脚分布和计数
•• 集成电路是多引脚器件,在电路原理图上,引脚的位置可以根据信号集成电路是多引脚器件,在电路原理图上,引脚的位置可以根据信号
的流向摆放,但在电路板上安装芯片,就必须严格按照引脚的分布位的流向摆放,但在电路板上安装芯片,就必须严格按照引脚的分布位
置和计数方向插装。绝大多数集成电路相邻两个引脚的问距是置和计数方向插装。绝大多数集成电路相邻两个引脚的问距是22..
54mml(100mil)54mml(100mil),宽间距的是,宽间距的是55..08mm(200mil)08mm(200mil),窄间距的是,窄间距的是11..
778mm (70mil)778mm (70mil);;DIPDIP封装芯片两列引脚之间的距离是封装芯片两列引脚之间的距离是77..
62mm(300mil)62mm(300mil)或或1515..24mm(600mil)24mm(600mil)。。
•• 集成电路的表面一般都有引脚计数起始标志,在集成电路的表面一般都有引脚计数起始标志,在DIPDIP封装集成电路上,封装集成电路上,
有一个圆形凹坑或弧形凹口:当起始标志位于芯片的左边时,芯片左有一个圆形凹坑或弧形凹口:当起始标志位于芯片的左边时,芯片左
下方、离这个标志最近的引脚被定义为集成电路的第下方、离这个标志最近的引脚被定义为集成电路的第11脚,按逆时针脚,按逆时针
方向计数,顺序定义为第方向计数,顺序定义为第22脚、第脚、第33脚、脚、…………。有些芯片的封装被斜着。有些芯片的封装被斜着
切去一个角或印上一个色条作为引脚计数起始标志,离它最近的引脚切去一个角或印上一个色条作为引脚计数起始标志,离它最近的引脚
也是第也是第11脚,其余引脚按逆时针方向计数。图脚,其余引脚按逆时针方向计数。图11..1616和图和图11..1717中的集中的集
成电路都画出了引脚计数起始标志。成电路都画出了引脚计数起始标志。
三、使用集成电路的注意事项三、使用集成电路的注意事项
•• 11.工艺筛选.工艺筛选
•• 工艺筛选的目的在于将一些可能早期失效的元器件及时淘汰,保评整工艺筛选的目的在于将一些可能早期失效的元器件及时淘汰,保评整
机产品的可靠性。由于从正常渠道供货的集成电路在出厂前都要进行机产品的可靠性。由于从正常渠道供货的集成电路在出厂前都要进行
多项筛选试验,可靠性通常都很高,用户在一般情况下也就不需要进多项筛选试验,可靠性通常都很高,用户在一般情况下也就不需要进
行老化或筛选了。问题在于,近年来集成某省市场情况比较混乱,常行老化或筛选了。问题在于,近年来集成某省市场情况比较混乱,常
有一些从非正常渠道进货的次品鱼目混珠。所以,实行了科学质量管有一些从非正常渠道进货的次品鱼目混珠。所以,实行了科学质量管
理的企业,都把元器件的使用筛选作为整机产品生产的第一道工序。理的企业,都把元器件的使用筛选作为整机产品生产的第一道工序。
特别是那些对于设备及系统的可靠性要求很高的产品,更必须对元器特别是那些对于设备及系统的可靠性要求很高的产品,更必须对元器
件进行使用筛选。件进行使用筛选。
•• 事实上,每一种集成电路都有多项技术指标,而对于使用这种集成电事实上,每一种集成电路都有多项技术指标,而对于使用这种集成电
路的具体产品,往往并不需要用到它的全部功能以及技术指标的极限。路的具体产品,往往并不需要用到它的全部功能以及技术指标的极限。
这样,就为元器件的使用筛选留出了很宽的余地。有经验的电子工程这样,就为元器件的使用筛选留出了很宽的余地。有经验的电子工程
技术人员都知道,对廉价元器件进行关键指标的使用筛选,既可以保技术人员都知道,对廉价元器件进行关键指标的使用筛选,既可以保
证产品的可靠性,也有利于降低产品的成本。证产品的可靠性,也有利于降低产品的成本。
•• 22.使用注意事项.使用注意事项
•• (1)(1)在使用集成电路时,其负荷不允极限值;当电源电压变化不超出额定值在使用集成电路时,其负荷不允极限值;当电源电压变化不超出额定值
±10±10%的范围时,集成电路的电气参数应符合规定标准;在接通或断开电源%的范围时,集成电路的电气参数应符合规定标准;在接通或断开电源
的瞬间,不得有高电压产生,否则将会击穿集成电路。的瞬间,不得有高电压产生,否则将会击穿集成电路。
•• (2)(2)输入信号的电平不得超出集成电路电源电压的范围输入信号的电平不得超出集成电路电源电压的范围((即输入信号的上限不即输入信号的上限不
得高于电源电压的上限,输入信号的下限不得低于电源电压的下限;对于单得高于电源电压的上限,输入信号的下限不得低于电源电压的下限;对于单
个正电源供电的集成电路,输入电平不得为负值个正电源供电的集成电路,输入电平不得为负值))。必要时,应在集成电路的。必要时,应在集成电路的
输入端增加输入信号电平转换电路。输入端增加输入信号电平转换电路。
•• (3)(3)一般情况下,数字集成电路的多余输入端不允,否则容逻辑错误。一般情况下,数字集成电路的多余输入端不允,否则容逻辑错误。““与门与门
””、、““与非门与非门””的多余输入端应该接电源正极,的多余输入端应该接电源正极,““或门或门””、、““或非门或非门””的多的多
余输入端应该接地余输入端应该接地((或电源负极或电源负极))。为避免多余端,也可以把几个输入端并联。为避免多余端,也可以把几个输入端并联
起来,不过这样会增大前级电路的驱动电流,影响前级电路的负载能力。起来,不过这样会增大前级电路的驱动电流,影响前级电路的负载能力。
•• (4)(4)数字集成电路的负载能力一般用扇出系数数字集成电路的负载能力一般用扇出系数ⅣⅣnn表示,但它所指的情况是用表示,但它所指的情况是用
同类门电路作为负载。当负载是继电器或发光二极管等需要大电流的元器件同类门电路作为负载。当负载是继电器或发光二极管等需要大电流的元器件
时,应该在集成电路的输出端增加驱动电路。时,应该在集成电路的输出端增加驱动电路。
•• (5)(5)使用模拟集成电路前,要仔细查阅它的技术说明书和典型应用电使用模拟集成电路前,要仔细查阅它的技术说明书和典型应用电
路,特别注意外围元器件的配置,保证工作电路符合规范。对线性放路,特别注意外围元器件的配置,保证工作电路符合规范。对线性放
大集成电路,要注意调整零点漂移、防止信号堵塞、消除自激振荡。大集成电路,要注意调整零点漂移、防止信号堵塞、消除自激振荡。
•• (6)(6)商业级集成电路的使用般在商业级集成电路的使用般在00~~70°C70°C之间。在系统布局时,应使集之间。在系统布局时,应使集
成电路尽量远离热源。成电路尽量远离热源。
•• (7)(7)在手工焊接电子产品时,一般应该最后装配焊接集成电路;不要在手工焊接电子产品时,一般应该最后装配焊接集成电路;不要
使用额定功率大于使用额定功率大于45w45w的电烙铁,每次焊接时间不得超过的电烙铁,每次焊接时间不得超过10s10s。。
•• (8)(8)对于对于MOSMOS集成电路,要特别防止栅极静电感应击穿。一切测试仪集成电路,要特别防止栅极静电感应击穿。一切测试仪
器器((特别是信号发生器和交流测量仪器特别是信号发生器和交流测量仪器))、电烙铁以及线路本身,均须、电烙铁以及线路本身,均须
良好接地。当良好接地。当MOSMOS电路的电路的D—SD—S电压加载时,若电压加载时,若GG输入端悬空,很容电输入端悬空,很容电
感应造成击穿,损坏集成电路。对于使用机械开关转换输入状态的电感应造成击穿,损坏集成电路。对于使用机械开关转换输入状态的电
路,为避免输入端在拨动开关的瞬间悬空,应该在输入端接一个几十路,为避免输入端在拨动开关的瞬间悬空,应该在输入端接一个几十
千欧的电阻到电源正极千欧的电阻到电源正极((或负极或负极))上。此外,在存储上。此外,在存储MOSMOS集成电路时,集成电路时,
必须将其收藏在防静电盒内或用金属箔包装,防止外界电场将栅极击必须将其收藏在防静电盒内或用金属箔包装,防止外界电场将栅极击
穿。穿。