常用电子元器件的介绍和应用

1.电阻器

电阻器简称电阻，又称固定电阻（电阻器实物图如图1-6所示），其英文名称为Resistor，用符号R表示。电阻是电气、电子设备中使用最广泛的基本元器件之一，在电路中控制电压、电流及与其他元器件配合，组成耦合、滤波、反馈、补偿等各种不同功能的电路。

电阻的基本参数是阻值，用来表示电阻对电流阻碍作用的大小，单位为欧（欧的定义：导体上加上1V电压时，所产生1A电流所对应的阻值），用希腊字母Ω表示。大电阻值时则通常采用千欧（kΩ）或兆欧（MΩ）表示。其之间的换算关系：1mΩ（毫欧）=0.001Ω，1kΩ=1000Ω，1MΩ=1000kΩ，1GΩ（吉欧）=10⁹Ω，1TΩ（太欧）=10¹²Ω。

图1-6 电阻器外形

电阻的另一个基本参数是功率，用来表示电阻能承受的最大电流，单位为瓦，用符号W表示，通常功率有1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、3W等。

2.电容器

电容器简称电容（电容器实物图如图1-7所示），是以存储电荷为特征、能隔断直流而允许交流电流通过的电子元器件。其英文名称为Capac-itor，用符号C表示。电容是各类电子设备大量使用的不可缺少的基本元器件之一，是在电子设备中充当整流器的平滑滤波、电源退耦、交流信号的旁路、交直流电路的交流耦合等的电子元器件。

图1-7 电容器外形

容量是电容的基本参数之一，用来表示存储电荷能力的大小，单位为法，用符号F表示。由于1法（1F）电容量较大，通常小容量时采用毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）、皮法或微微法（pF）表示。其之间的换算关系：1F=10³mF=10⁶μF，1μF=10³nF=10⁶pF。

耐压也是电容的基本参数之一，又称工作电压，用来表示电容允许使用的最高直流电压，通常直接标明在电容上，当电容两端的电压超过其耐压值时，将损坏电容。注意：在交流电路中，所加的交流电压的最大值（峰值）必须低于电容上标明的电压值。

绝缘电阻也是电容的基本参数之一，又称漏电电阻，用来表示电容漏电的大小。绝缘电阻的大小直接关系到电容质量的好坏。

3.电感器

电感器也称电感线圈或扼流器（电感器实物图如图1-8所示），用绝缘导线绕制的各种线圈，是一种非线性元器件，能够存储磁能，其英文名称为inductor，用符号L表示。电感是组成电路的基本元器件之一，在交流电路中作阻流、降压、交连耦合及负载用，电感与其他元器件（如电容）配合时，可以作调谐、滤波、选频、退耦等用。

图1-8 电感器外形

电感的基本参数是电感量，用来表示电感线圈工作能力的大小，单位为亨，用符号H表示。小电感时则通常采用毫亨（mH）或微亨（μH）表示。其之间的换算关系：1H=1000mH=1000000μH。电感量的大小与线圈导线的粗细、绕制方式、线圈的匝数及磁心的材料、安装位置有关。当圈数越多，绕制的线圈越集中，电感量越大，且线圈内有磁心的比无磁心的电感量大，磁心磁导率大的电感量大。

电感的另一个基本参数是品质因数，用来表示电感线圈品质好坏，用符号Q表示。Q值越高，表明电感线圈功耗越小，效率越高，即“品质”越好。

线圈的标称电流，用来表示线圈允许通过电流的大小，以字母A、B、C、D、E分别代表标称电流值50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。大体积的电感器，其标称电流、电感量均标注在电感体上。

线圈的分布电容，是指在互感线圈中，两线圈之间存在线圈与匝间的电容。分布电容对高频信号有较大影响，分布电容越小，电感在高频工作时性能越好。

4.二极管

二极管（二极管实物图如图1-9所示）是由半导体组成的器件，具有单向导电功能（就是在正向电压的作用下，导通电阻较小，但在反向电压作用下，导通电阻极大或无穷大）。其英文名称为diode，用符号VD表示。二极管是半导体设备中的一种最常见的器件，在电路中常用于整流、开关、限幅、稳压、变容、发光、调制和放大等。

二极管是用P型半导体和N型半导体做成的，内部结构如图1-10所示。其中，带额外电子的半导体称作N型半导体（带有额外负电粒子，自由电子能从负电区域向正电区域流动），带额外“电子空穴”的半导体叫作P型半导体（带有正电粒子，电子能从一个电子空穴跳向另一个电子空穴，可从负电区域向正电区域流动）。

图1-9 二极管外形

图1-10 二极管内部结构

二极管的基本参数是最大整流电流，用来表示二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流，用符号I_F表示。此值与PN结的结面积和二极管工作时的散热条件有关。在使用时不允许超过此值，反之，将烧坏二极管。

最高反向工作电压也是二极管的基本参数之一，用来表示二极管在工作时允许通过的最大反向电压，用符号V_R表示。使用时超过此值，将击穿二极管。(www.xing528.com)

反向电流也是二极管的基本参数之一，此值与温度有直接关系，用符号I_R表示。此电流越小，则说明二极管的单向导电性越好。

5.晶体管

晶体管（晶体管实物图如图1-11所示）是一种具有3个控制电子运动功能电极的半导体器件。其英文名称为triode，用符号VT表示。晶体管是具有放大及开关等作用的半导体器件，能使基极电流微小的变化引起集电极电流较大的变化，晶体管可作电子开关用，配合其他元器件还可以构成振荡器。

图1-11 晶体管外形

发射区和基区之间的PN结叫发射结，集电区和基区之间的PN结叫集电结。两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，内部结构如图1-12所示。排列方式有PNP型晶体管和NPN型晶体管，其中，PNP型晶体管发射区“发射”的是空穴，其移动方向与电流方向一致，箭头朝内；NPN型晶体管发射区“发射”的是自由电子，其移动方向与电流方向相反，箭头朝外。

图1-12 晶体管的内部结构

晶体管具有放大、截止、饱和3种工作状态。

放大状态：当加在晶体管发射结的电压大于PN结的导通电压，并处于某一恰当的值时，晶体管的发射结正向偏置，集电结反向偏置，这时基极电流对集电极电流起着控制作用，使晶体管具有电流放大作用，晶体管处放大状态。

截止状态：当加在晶体管发射结的电压小于PN结的导通电压，基极电流、集电极及发射极电流均为零，晶体管失去电流放大作用，集电极和发射极之间相当于开关的断开状态，此时晶体管处于截止状态。

饱和状态：当加在晶体管发射结的电压大于PN结的导通电压，并当基极电流增大到一定程度时，集电极电流处于某一定值附近，晶体管失去电流放大作用，集电极与发射极之间相当于开关的导通状态，此时晶体管处于饱和状态。

6.场效应晶体管

场效应晶体管又称单极型晶体管（场效应晶体管实物图如图1-13所示），是一种利用电场效应来控制电流大小的半导体器件。其英文名称为field effect transistor，用符号VF表示。场效应晶体管是由多数载流子参与导电的晶体管，属于电压控制型半导体器件，具有输入电阻高、噪声功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿和安全工作区域宽等优点，用作可变电阻、恒流器、电子开关等。

饱和漏源电流（I_DSS）是场效应晶体管的参数之一，是指结型或耗尽型绝缘栅场效应晶体管栅极电压U_GS=0时的漏源电流。

最高耐压（V_DSS）也是场效应晶体管的参数之一，用来表示绝缘栅型场效应晶体管的源极接地，栅极对地短路，漏、源极之间在指定条件下的最高耐压。

7.晶闸管

晶闸管全称为晶体闸流管（晶闸管实物图如图1-14所示），是由硅半导体材料做成的硅晶闸管。其英文名称为thyristor，用符号VTH表示。晶闸管具有硅晶闸管整流器件的特性，能在高电压、大电流状态下工作，且其工作过程可以控制，被广泛应用于可控整流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。

图1-13 场效应晶体管外形

图1-14 晶闸管外形

晶闸管包含三个或三个以上的PN结，可看成一个PNP型晶闸管和一个NPN型晶闸管的复合管，是一种能从断态转入通态或由通态转入断态的双稳态电力电子器件。它泛指所有PNPN类型的开关管，也可表示这类开关管中的任意器件。

由于晶闸管只具有导通和关断两种工作状态，所以它具有开关特性。平时它保持在非导通状态，直到由一个较小的控制信号对其触发使其导通；一旦被触发，就算撤离触发信号，它也能保持导通状态。要使其截止，可在其阳极与阴极之间加上反向电压或将流过晶闸管的电流减少到某一定值以下。晶闸管这种通过触发信号（小的触发电流）来控制导通（晶闸管中通过大电流）的可控特性，正是它区别于普通硅整流二极管的重要特性。

8.集成电路

集成电路又称集成块，其英文为integrated circuit（图1-15所示为集成电路实物图），在电路中用字母IC（或用文字符号A）表示。是在电子管、晶体管的基础上发展起来的一种微型电子器件或部件。

图1-15 集成电路实物图

集成电路是在同一块半导体材料上，采用一定的工艺，将一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元器件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体芯片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构，形成一个完整的电路。且整个电路的体积大大缩小，引出线和焊接点的数目也大为减少，从而使电子组件向着微型化、小型化、低功耗和高可靠性方面迈进了一大步。