基础元器件

电子元器件基础知识

电阻、电容、电感、二极管、三极管、mos管、芯片

1. 电阻

电阻在电路中用“R”加数字表示，如：R15表示编号为15的电阻。电阻在电路中的主要作用为分流、限流、分压、偏置、滤波（与电容器组合使用）和阻抗匹配等。
单位参数：电阻的单位为欧姆（Ω），倍率单位有：千欧（KΩ），兆欧（MΩ）等。换算方法是：1兆欧=1000千欧=1000000欧

电阻的参数标注方法有3种，即直标法、色标法和数标法。
数标法主要用于贴片等小体积的电路，如：
472表示47×102ω(即4.7K)；104表示100K色环标注法使用最多，如下:
四色环电阻(五色环电阻)电阻的关系如下：

颜色	有效数字	倍率	允许偏差（%）
银色	/	10-2	±10
金色	/	10-1	±5
黑色	0	100	/
棕色	1	101	±1
红色	2	102	±2
橙色	3	103	/
黄色	4	104	/
绿色	5	105	±0.5
蓝色	6	106	±0.2
紫色	7	107	±0.1
灰色	8	108	/
白色	9	109	+5至	-20
无色	/	/	±20

2. 电容

电容在电路中一般用“C”加数字表示（如C25表示编号为25的电容）。电容是由两片金属膜紧靠，中间用绝缘材料隔开而组成的元件。电容的特性主要是隔直流通交流(分离各种频率的能力), 广泛用于隔直流，耦合，旁路，滤波，去耦，移相，谐振回路调谐，波形变换（微分，积分），能量转换，控制电路中的时间常数设定等。

电容容量的大小就是表示能贮存电能的大小，电容对交流信号的阻碍作用称为容抗，它与交流信号的频率和电容量有关。容抗XC=1/2πf c
(f表示交流信号的频率，C表示电容容量)
电话机中常用电容的种类有电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容和涤纶电容等。
识别方法：电容的识别方法与电阻的识别方法基本相同，分直标法、色标法和数标法3种。电容的基本单位用法拉（F）表示，其它单位还有：毫法（mF）、微法（uF）、纳法（nF）、皮法（pF）。
其中：1法拉=103毫法=106微法=109纳法=1012皮法容量大的电容其容量值在电容上直接标明，如10 uF/16V
容量小的电容其容量值在电容上用字母表示或数字表示
字母表示法：1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF
数字表示法：一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。
如：102表示10×102PF=1000PF 224表示22×104PF=0.22 uF
电容容量误差表
符号FGJKLM
允许误差±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%
如：一瓷片电容为104J表示容量为0. 1 uF、误差为±5%。
故障特点
在实际维修中，电容器的故障主要表现为：
（1）引脚腐蚀致断的开路故障。
（2）脱焊和虚焊的开路故障。
（3）漏液后造成容量小或开路故障。
（4）漏电、严重漏电和击穿故障。

3. 电感

电感线圈是将绝缘的导线在绝缘的骨架上绕一定的圈数制成。在电路中常用“L”加数字表示，如：L6表示编号为6的电感。

电感的特性是通直流阻交流，频率越高，线圈阻抗越大，即直流可通过线圈，直流电阻就是导线本身的电阻，压降很小；当交流信号通过线圈时，线圈两端将会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过。电感在电路中常用做调谐，滤波，阻流，陷波，高频补偿，阻抗匹配，延迟线等,例如同电容组成振荡电路。

电感一般有直标法和色标法，色标法与电阻类似。如：棕、黑、金、金表示1uH（误差5%）的电感。
电感的基本单位为：亨（H）换算单位有：1H=103mH=106uH。

4. 半导体二极管

半导体二极管是由一个PN结焊上两根电极引线，再加上外壳封装而构成的。二极管的单向导电特性可用伏-安特性曲线表示，通常用作整流、检波、限幅、稳压、开关、温补、ALC控制。半导体二极管种类很多，按材料分有锗二极管，硅二极管和砷化镓二极管等；按结构分有点接触二极管和面接触二极管；按工作原理分隧道二极管，雪崩二极管，变容二极管等；按用途分有检波二极管，整流二极管，开关二极管等。

4.1. 晶体二极管

晶体二极管在电路中常用“D”加数字表示，如： D5表示编号为5的二极管。

作用：二极管的主要特性是单向导电性，也就是在正向电压的作用下，导通电阻很小；而在反向电压作用下导通电阻极大或无穷大。正因为二极管具有上述特性，无绳电话机中常把它用在整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等电路中。
电话机里使用的晶体二极管按作用可分为：整流二极管（如1N4004）、隔离二极管（如1N4148）、肖特基二极管（如BAT85）、发光二极管、稳压二极管等。
识别方法：二极管的识别很简单，小功率二极管的N极（负极），在二极管外表大多采用一种色圈标出来，有些二极管也用二极管专用符号来表示P极（正极）或N极（负极），也有采用符号标志为“P”、“N”来确定二极管极性的。发光二极管的正负极可从引脚长短来识别，长脚为正，短脚为负。
测试注意事项：用数字式万用表去测二极管时，红表笔接二极管的正极，黑表笔接二极管的负极，此时测得的阻值才是二极管的正向导通阻值，这与指针式万用表的表笔接法刚好相反。
常用的1N4000系列二极管耐压比较如下：
型号 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007
耐压（V） 50 100 200 400 600 800 1000
电流（A）均为1

4.2. 稳压二极管

稳压二极管在电路中常用“ZD”加数字表示，如：ZD5表示编号为5的稳压管。

稳压二极管的稳压原理：稳压二极管的特点就是击穿后，其两端的电压基本保持不变。这样，当把稳压管接入电路以后，若由于电源电压发生波动，或其它原因造成电路中各点电压变动时，负载两端的电压将基本保持不变。
故障特点：稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这3种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后2种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。

4.3. 变容二极管

变容二极管是根据普通二极管内部 “PN结”
的结电容能随外加反向电压的变化而变化这一原理专门设计出来的一种特殊二极管。变容二极管在无绳电话机中主要用在手机或座机的高频调制电路上，实现低频信号调制到高频信号上，并发射出去。在工作状态，变容二极管调制电压一般加到负极上，使变容二极管的内部结电容容量随调制电压的变化而变化。
变容二极管发生故障，主要表现为漏电或性能变差：
（1）发生漏电现象时，高频调制电路将不工作或调制性能变差。
（2）变容性能变差时，高频调制电路的工作不稳定，使调制后的高频信号发送到对方被对方接收后产生失真。出现上述情况之一时，就应该更换
同型号的变容二极管。

5. 晶体三极管

晶体三极管又称半导体三极管，简称三极管或晶体管，具有三个外电极（引出脚），个别的有4个引脚，其中1根引脚接地用，与其他三个极的功能无关。三极管的基本特征是对电信号进行放大或开关电信号，常被用作（NPN、PNP）放大、振荡、开关、可变电阻、阻抗变换，在电子电路中应用十分广泛，是电子设备的核心器件之一。

晶体三极管在电路中常用“Q”加数字表示，如：Q17表示编号为17的三极管。

特点：晶体三极管（简称三极管）是内部含有2个PN结，并且具有放大能力的特殊器件。它分NPN型和PNP型两种类型，这两种类型的三极管从工作特性上可互相弥补，所谓OTL电路中的对管就是由PNP型和NPN型配对使用。
电话机中常用的PNP型三极管有：A92. 9015等型号；NPN型三极管有：A42. 9014. 9018、9013. 9012等型号。
晶体三极管主要用于放大电路中起放大作用，在常见电路中有三种接法。为了便于比较，将晶体管三种接法电路所具有的特点列于下表，供大家参考。
名称共发射极电路共集电极电路（射极输出器）共基极电路
输入阻抗中（几百欧～几千欧）大（几十千欧以上）小（几欧～几十欧）
输出阻抗中（几千欧～几十千欧）小（几欧～几十欧）大（几十千欧～几百千欧）
电压放大倍数大小（小于1并接近于1）大
电流放大倍数大（几十）大（几十）小（小于1并接近于1）
功率放大倍数大（约30～40分贝）小（约10分贝）中（约15～20分贝）
频率特性高频差好好
应用多级放大器中间级，低频放大输入级、输出级或作阻抗匹配用高频或宽频带电路及恒流源电路
在线工作测量
在实际维修中，三极管都已经安装在线路板上，要每只拆下来测量实在是一件麻烦事，并且很容易损坏电路板，根据实际维修，本人总结出一种在电路上带电测量三极管工作状态来判断故障所在的方法，供大家参考：
类别故障发生部位测试要点
e-b极开路Ved>1vVed=V+
e-b极短路Veb=0vVcd=0v Vbd升高
Re开路Ved=0v
Rb2开路Vbd=Ved=V+
Rb2短路Ved约为0.7V
Rb1增值很多，开路Vec<0.5vVcd升高
e-c极间开路Veb=0.7v Vec=0vVcd升高
b-c极间开路Veb=0.7vVed=0v
b-c极间短路Vbc=0vVcd很低
Rc开路Vbc=0vVcd升高Vbd不变
Rb2阻值增大很多Ved约为V+Vcd约为0V
Ved电压不稳三极管和周围元件有虚焊
```
类 别故障发生部位测 试 要 点
Rb1开路Vbe=0Vcd=V+ Ved=0
Rb1短路Vbe约为1vVed=V-Vbe
Rb2短路Vbd=0v Vbe=0vVcd=V+
Re开路Vbd升高Vce=0v Vbe=0v
Re短路Vbd=0.7vVbe=0.7v
Rc开路Vce=0vVbe=0.7v Ved约为0v
c-e极短路Vce=0v Vbe=0.7vVed升高
b-e极开路Vbe>1v Ved=0vVcd=V+
b-e极短路Vce约为V+ Vbe=0vVcd约为0v
c-b极开路Vce=V+ Vbe=0.7vVed=0v
c-b极短路Vcb=0v Vbe=0.7vVcd=0v
```

6. MOS管

一般是金属(metal)—氧化物(oxide)—半导体(semiconductor)场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体(insulator)—半导体。G：gate 栅极；S：source 源极；D：drain 漏极。MOS管的source（源极）和drain（漏极）是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。特点是放大信号、开关等。

同三极管区别：

MOS管是电压控制的元件，而三级管是电流控制的元件
三极管比MOS管的功耗大
MOS管常用于功率开关和大电流开关电路，三极管常用于数字电路的开关控制
三极管成本比MOS管低，且更耐高压和大电流

mos管的工作原理是金属氧化物半导体场效应晶体管（简称mos管），它是利用绝缘栅极下的p型区与源漏之间的扩散电流和电场在垂直方向上的不同导电特性来工作的。其特点是：

栅极电压很低，一般在几伏到几十伏之间；
源漏电阻很大，一般都在几百千欧以上；
电流极小或为0，所以称为"零电阻"，即对信号几乎不产生任何影响；
工作温度范围很宽，从-55°C至+150°C左右。
放大倍数大、噪声小、功耗低等优良性能。
mos管的输入端加有控制电极以使mos管的导通状态受控制而稳定下来，这种电路叫门电路（gated circ it）或称阈值电路（threshold circ it）。
在输出端加一保护二极管以防负载短路时损坏mos 管。
mos管具有单向导电性：当外加正电压时则处于正向偏置工作状态；反之则处于反向偏置工作状态.
当给负电源供电时，若将管子加上反压则为开路.
开关闭合后必须用外力使其复位方可正常工作
由于mos管的驱动功率很小（2~4w），因此非常适合于作低频大功率开关器件应用场合的开关电源中作为功率级使用
由于该器件的输入阻抗高（10kω以上）故可制成高压大电流的双极型稳压器
该类器件由于输入阻抗很高（100~1000kω），因而可用于高频领域
该类器件因耐压高、体积小、重量轻及可靠性高等优点而成为目前最热门的电子元件
它是一种集成功率极高的双极性共发射三极管和互补对称三极管于一体的新型复合半导体器件
它的工作原理是依靠pn结的形成把栅源间的势垒变薄
其优点是效率高（可达80%）、抗辐射能力强以及耐高温性能好
但它也有缺点：
（1）耐过载能力差（2）输入电阻较大（3）驱动功率较小（4）输出阻抗较高（5）对环境要求比较高（6）制造工艺较复杂（7）价格昂贵（9）抗干扰性能较差（10）稳定性不好（11）不适于做大功率集成电路中的沟道增强器

7. 场效应晶体管放大器

场效应晶体管具有较高输入阻抗和低噪声等优点，因而也被广泛应用于各种电子设备中。尤其用场效管做整个电子设备的输入级，可以获得一般晶体管很难达到的性能。
场效应管分成结型和绝缘栅型两大类，其控制原理都是一样的。如图1-1-1是两种型号的表示符号：
场效应管与晶体管的比较
（1）场效应管是电压控制元件，而晶体管是电流控制元件。在只允许从信号源取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用晶体管。
（2）场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器件，而晶体管是即有多数载流子，也利用少数载流子导电。被称之为双极型器件。
（3）有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比晶体管好。
（4）场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛的应用。

8. 晶体谐振器和RTC

晶振一般叫做晶体谐振器，是一种机电器件，晶振是石英振荡器的简称，英文名为Crystal是用电损耗很小的石英晶体经精密切割磨削并镀上电极焊上引线做成。
晶振的作用：提供基准频率。

实时时钟的缩写是RTC(Real_Time Clock)。RTC 是集成电路，通常称为时钟芯片。RTC的晶振：
任何实时时钟的核心都是晶振，晶振频率为32768 Hz 。它为分频计数器提供精确的与低功耗的实基信号。它可以用于产生秒、分、时、日等信息。为了确保时钟长期的准确性，晶振必须正常工作，不能够受到干扰。RTC的晶振又分为：外部晶振和内置晶振。