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电子元器件知识总览:从电阻到晶体管,电子工程师的必备宝典本文旨在为电子工程师们提供一份全面的电子元器件知识总览。内容涵盖从基础电阻到复杂晶体管的各个元件,虽然篇幅较长,但每一字每一句都是精华,不容错过。
一、电阻在电路中,电阻通常用“R”后接数字进行表示,例如R5代表编号为5的电阻。电阻在电路中发挥着多种重要作用,包括分流、限流、分压、偏置、与电容器一同实现的滤波功能,以及阻抗匹配等。
参数识别电阻的单位是欧姆(Ω),此外还有千欧(KΩ)和兆欧(MΩ)等倍率单位。换算时,需要注意不同单位之间的转换关系。兆欧=千欧=欧姆。电阻的参数标注方法有三种:直标法、色标法和数标法。数标法主要适用于小体积电路,如表示47乘以00欧姆,即4.7千欧;04则表示00千欧。色环标注法最为常用,其中四色环电阻和五色环电阻(精密电阻)的色标位置与倍率关系如下表所示:
接下来,我们讨论电容的相关知识。、在电路中,电容通常以“C”加数字的形式进行表示,例如C25代表编号为25的电容。电容是由两片金属膜紧密相邻,中间由绝缘材料隔开而构成的电子元件。其核心特性在于能够隔断直流电而允许交流电通过。
电容的容量,即其能够储存电能的大小,是衡量其性能的重要指标。同时,电容对交流信号的阻碍作用,被称为容抗,它与交流信号的频率以及电容的容量密切相关。容抗的计算公式为XC=/2πfc,其中f代表交流信号的频率,C则表示电容的容量。
此外,电话机中常用的电容类型包括电解电容、瓷片电容、贴片电容、独石电容、钽电容以及涤纶电容等。
二、电容的识别方法电容的识别方式与电阻类似,同样包含直标法、色标法和数标法这三种。在单位方面,电容的基本单位是法拉(F),此外还有毫法(mF)、微法(uF)、纳法(nF)以及皮法(pF)。它们之间的换算关系为:法拉=03毫法=06微法=09纳法=02皮法。对于容量较大的电容,其值会直接标注在电容上,例如0uF/6V。而对于容量较小的电容,其值则可能通过字母或数字进行表示。其中,字母表示法包括mF对应uF,以及P2等于.2PF和n等于PF等。数字表示法则通常采用三位数字,其中前两位代表有效数字,而第三位则是倍率。例如,02表示的是0×02PF,即PF;而则代表22×04PF,也就是0.22uF。
三、电容容量误差表在选购和识别电容时,了解其容量误差至关重要。电容的容量误差通常以百分比形式表示,反映了实际容量与标称容量之间的差异。通过查阅电容容量误差表,我们可以更准确地把握每个电容产品符合的规格和质量要求。例如,一个瓷片电容上标注为04J,这意味着其容量为0.uF,并且存在±5%的误差范围。
四、电容器故障特点在电路维修过程中,电容器常常会出现以下几种故障:()引脚因腐蚀而断裂导致的开路问题。(2)脱焊或虚焊引发的开路故障。(3)由于漏液导致容量减小或开路。(4)漏电、严重漏电以及击穿等电气性能问题。
接下来,我们将探讨晶体二极管的相关知识。在电路中,晶体二极管通常以“D”后接数字的方式进行表示,例如,“D5”即代表编号为5的二极管。
五、作用晶体二极管在电路中发挥着至关重要的作用。其核心特性在于单向导电性,即在正向电压的作用下,二极管呈现出极低的导通电阻,而在反向电压作用下,导通电阻则变得极大或趋于无穷大。正是基于这一特性,二极管在无绳电话机中得到了广泛的应用,涵盖了整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制、调频调制以及静噪等多个关键电路领域。根据不同的功能需求,电话机中使用的晶体二极管可分为整流二极管(例如N)、隔离二极管(N)、肖特基二极管(如BAT85)、发光二极管以及稳压二极管等类型。
六、二极管识别方法小功率二极管的负极通常用色圈标出,而正极则用二极管专用符号或“P”、“N”符号标志。对于发光二极管,长脚为正极,短脚为负极。
七、测试注意事项使用数字式万用表测试二极管时,需确保红表笔接正极,黑表笔接负极,以获取准确的正向导通阻值。
八、N4系列二极管耐压对比:型号耐压(V)电流(A)NNNN400NNN4007
九、稳压二极管稳压二极管在电路中通常以“ZD”开头,并辅以数字进行编号,例如,“ZD5”即代表编号为5的稳压二极管。、稳压二极管的稳压原理在于其独特性质:一旦击穿,稳压二极管两端的电压将保持相对稳定。这一特性使得在电路中接入稳压管后,即便电源电压出现波动或电路中其他点的电压发生变化,负载两端的电压也能基本维持恒定。
2、稳压二极管可能出现三种故障:开路、短路以及稳压值的不稳定。这些故障会直接反映在电源电压的变化上:开路故障会导致电源电压上升;而后两种故障则表现为电源电压降低至零伏或输出电压不稳定。
以下是一些常用稳压二极管的型号及其对应的稳压值:
十、电感电感在电路中通常以“L”加数字来表示,例如“L6”即代表编号为6的电感。电感线圈是由绝缘导线在绝缘骨架上绕制而成,其圈数决定了电感的性能。当直流信号通过线圈时,由于导线本身的电阻,会产生微小的压降;而交流信号则会在线圈两端产生自感电动势,该电动势的方向与外加电压相反,从而阻碍交流信号的通过。因此,电感的特性是允许直流信号通过,同时阻碍交流信号,且频率越高,线圈的阻抗也越大。此外,电感还可以与电容一起构成振荡电路。
电感的标注方法有直标法和色标法,后者与电阻的标注方法相似。例如,“棕、黑、金、金”即表示uH(误差5%)的电感。值得注意的是,电感的基本单位是亨(H),而换算单位包括H=03mH=06uH等。
一十、变容二极管变容二极管是一种特殊设计的二极管,其工作原理基于普通二极管内部的“FN结”结电容随外加反向电压变化而变化。这种二极管在无绳电话机中扮演着重要角色,特别是在手机或座机的高频调制电路上,它能够实现低频信号到高频信号的调制,并助力信号发射。在正常工作状态下,调制电压通常施加在变容二极管的负极上,从而改变其内部结电容。
然而,变容二极管可能出现两种主要故障:一是漏电,这会导致高频调制电路无法正常工作或其性能下降;二是变容性能恶化,这将影响高频调制电路的稳定性,可能导致调制后的高频信号在接收端失真。一旦出现这些故障,就需要及时更换相同型号的变容二极管。
一十一、晶体三极管晶体三极管在电子电路中占据着举足轻重的地位,其表示方式通常为“Q”后接数字,例如,“Q7”即代表编号为7的三极管。这种三极管具有电流放大功能,是许多电路的核心组件。、特性概述:晶体三极管,简称三极管,是一种内部包含两个PN结的特殊器件,赋予了其独特的放大能力。这种三极管可分为NPN型和PNP型,二者在工作特性上相互补充,共同构成了诸如OIL电路中的对管。
在电话机中,常用的FNP型三极管型号包括A92和,而NFN型三极管则有A42、、、和等多种选择。2、晶体三极管在电路中主要发挥放大作用,其应用广泛。在常见的电路中,三极管有三种基本的接法:共发射极接法、共集电极接法和共基极接法。为了更清晰地了解这三种接法的特点,我们将其整理成下表,供大家参考。在多级放大器的中间级、低频放大输入级、输出级,以及需要阻抗匹配的高频或宽频带电路中,晶体三极管都发挥着重要作用。同时,它还可以用于构建恒流源电路,确保电流的稳定输出。3、在线工作检测在真实的维修场景中,三极管通常已嵌入线路板中。若逐一拆下进行检测,不仅操作繁琐,还可能损害电路板。针对这一问题,本文分享一种实用的在线检测方法,通过在电路上直接测量三极管的工作状态,从而迅速判断故障所在。
一十二、场效应晶体管放大器的应用场效应晶体管(FET)放大器在现代电子设备中扮演着重要角色。其独特的工作原理和优越的性能,使得它在音频处理、信号放大以及电路控制等方面发挥着关键作用。通过了解场效应晶体管放大器的基本原理和应用,我们可以更好地理解和利用这一技术,提升电子设备的性能和可靠性。、场效应晶体管因其高输入阻抗和低噪声特性,在电子设备中得到了广泛应用。特别是在电子设备的输入级中使用场效应管,可获得晶体管难以比拟的性能。
2、场效应管可分为结型和绝缘栅型两大类,它们的控制原理相似。图--展示了这两种类型的表示符号。
3、与晶体管相比,场效应管具有以下特点:()场效应管是电压控制元件,而晶体管是电流控制元件。在信号源电流受限的情况下,场效应管是更合适的选择;若信号电压较低且允许较大的信号源电流,则晶体管更为适宜。(2)场效应管主要依靠多数载流子导电,因此被称为单极型器件。而晶体管则涉及多数和少数载流子导电,故被称为双极型器件。(3)某些场效应管的源极和漏极可互换使用,栅压也可正可负,显示出比晶体管更高的灵活性。(4)场效应管能在微小电流和低电压条件下工作,且易于将多个场效应管集成在同一片硅片上,因此在大规模集成电路中占据广泛应用。
一十三、继电器的定义继电器,这一自动控制器件,会在输入量(诸如电、磁、声、光、热等)达到特定阈值时,引发输出量的跃变。其核心作用在于实现电路的切换与控制。
一十四、继电器的继电特性当继电器的输入信号x从零逐渐增加,直至达到衔铁开始吸合的动作值xx时,其输出信号会立即从y=0跳变到y=ym,即常开触点由断开变为闭合。一旦触点闭合,即使输入量x继续增大,输出信号y也将保持不变。而当输入量x从某一高于xx的值降至xf时,继电器将开始释放,常开触点再次断开(如图所示)。这种继电器输入与输出之间的响应特性,我们称之为继电特性,或简称输入-输出特性。
此外,释放值xf与动作值xx的比值被定义为反馈系数Kf,即Kf=xf/xx。同时,触点上输出的控制功率Pc与线圈所需的最小吸收功率PO之比,则被称为继电器的控制系数Kc,即Kc=PC/PO。
一十五、继电器的分类继电器可以根据多种特征进行分类,包括作用原理、外形尺寸、保护特性、触点负载能力以及产品用途等。
一十六、继电器的分类继电器可以根据不同的作用原理进行分类。这是继电器类型划分的一种主要方式。
电磁继电器电磁继电器是一种在输入电路电流作用下,通过机械部件的相对运动产生预定响应的继电器。它涵盖了多种类型,包括直流电磁继电器、交流电磁继电器、磁保持继电器、极化继电器、舌簧继电器以及节能功率继电器。
()直流电磁继电器:其输入电路中的控制电流为直流形式。(2)交流电磁继电器:与直流电磁继电器相似,但其输入电路中的控制电流为交流。(3)磁保持继电器:这种继电器引入了磁钢到磁回路中,使得在线圈断电后,继电器的衔铁仍能维持线圈通电时的状态,展现出两种稳定的工作状态。(4)极化继电器:它是一种直流继电器,其状态改变依赖于输入激励量的极性。(5)舌簧继电器:利用管内的舌簧簧片和衔铁磁路双重作用来开关或转换线路。(6)节能功率继电器:虽然也是交流电磁继电器,但具有大电流(通常在30-00A范围内)和小体积的特点,同时还具备节电功能。2.固态继电器
固态继电器是一种特殊的继电器,其输入和输出功能完全由电子元件实现,无需机械运动部件。这种继电器具有高可靠性、长寿命和快速响应的特点,广泛应用于各种需要电子控制的场合。3.时间继电器时间继电器是一种特殊的继电器,其输出部分的闭合或断开被控线路需要经过一定的延时或限时。当输入信号发生变化时,该继电器能够确保在规定的时间内执行相应的动作。这种继电器在需要精确时间控制的场合中发挥着重要作用。4.温度继电器
温度继电器是一种响应外界温度变化的继电器。当外界温度达到预定的阈值时,该继电器会触发相应的动作,如闭合或断开被控电路。这种继电器在需要监控和调节温度的场合中非常有用。
风速继电器风速继电器则是在风速达到特定值时发挥作用的设备。一旦风速超过设定的范围,它就会控制电路的接通或断开,以满足特定的应用需求。这种继电器常用于气象观测、风力发电等领域。6.加速度继电器
加速度继电器是一种在运动物体加速度达到特定值时发挥作用的设备。它能够控制被控电路的接通或断开,以满足不同的应用需求。这种继电器在汽车、航空航天等领域有着广泛的应用。7.其他类型的继电器
除了加速度继电器,还存在其他多种类型的继电器,例如光继电器、声继电器和热继电器等。这些继电器各自具有独特的工作原理和应用场景。
一十七、继电器的外形尺寸分类继电器按照其外形尺寸可以分为微型、超小型和小型三类。微型继电器的最长边尺寸不超过0mm,超小型继电器的最长边尺寸介于0mm至25mm之间,而小型继电器的最长边尺寸则大于25mm但不超过50mm。这种尺寸分类使得继电器能够适应不同的安装空间和需求。
一十八、继电器触点负载分类继电器的触点负载能力是选择继电器时需要考虑的重要因素。根据触点负载的不同,继电器可以分为微功率、弱功率、中功率、大功率以及节能功率等不同类型。具体来说,微功率继电器的触点负载小于0.2A,弱功率继电器的触点负载在0.2至2A之间,中功率继电器的触点负载为2至0A,大功率继电器的触点负载则超过0A。此外,节能功率继电器的触点负载范围为20A至00A,具有较高的负载能力。
一十九、继电器防护特征分类继电器的防护特征也是多样化的,根据不同的防护需求,可以分为密封继电器、塑封继电器、防尘罩继电器和敞开继电器等类型。密封继电器采用焊接或其它方法将触点和线圈等关键部件密封在金属罩内,具有较低的泄漏率;而塑封继电器则通过封胶的方式将部件密封在塑料罩内,虽然泄漏率相对较高,但塑封方式成本较低。此外,防尘罩继电器和敞开继电器则分别采用罩壳和无需防护罩的方式来保护触点和线圈等部件。
二十、继电器用途分类继电器在各种应用中发挥着关键作用,其类型因使用场合而异。例如,通讯继电器,包括高频继电器,其触点负载范围适中,适用于低电平到中等电流的环境,且对使用条件要求不高。机床中使用的继电器,其触点负载功率大、寿命长,确保机床的稳定运行。而家用电器中的继电器,则更侧重于安全性能。此外,汽车中使用的继电器需要具备大切换负载功率、高抗冲和抗振性等特点。
接下来,我们将深入了解固体继电器的原理。固体继电器(SolidStateRelays,简称SSR)是一种无触点的电子开关,通过混合工艺将分立元器件、膜固定电阻网络和芯片组装在一起。它实现了控制回路与负载回路的电隔离及信号耦合,从而确保了负载的通断切换功能。尽管市场上固体继电器的型号规格繁多,但它们的工作原理是相似的。
固体继电器的输入电路为控制信号提供了回路,作为触发信号源。输入电路可以是直流或交流,其中直流输入电路又分为阻性输入和恒流输入。阻性输入电路的电流随电压线性变化,而恒流输入电路在电压达到一定值后电流保持稳定,适用于宽范围电压输入。
驱动电路是固体继电器的核心部分,包括隔离耦合电路、功能电路和触发电路。隔离耦合电路常采用光电耦合器或高频变压器来实现信号的传递。功能电路则负责检波整流、过零检测、加速、保护和显示等关键功能。触发电路则负责为输出器件提供触发信号,确保继电器的正常工作。固体继电器的输出电路,在触发信号的精准控制下,负责实现继电器的通断切换功能。这一电路主要包含输出器件(如芯片)以及起瞬态抑制作用的吸收回路,有时还会配备反馈电路,以确保继电器的稳定工作。目前,固体继电器常用的输出器件包括晶体三极管、单向可控硅、双向可控硅、MOS场效应管以及绝缘栅型双极晶体管等。