常用元器件的识别方法

1.电阻器

电阻器

电阻器的检测

1）电阻器概述

电阻器是具有电阻特性的电子元件，是电子电路中应用最为广泛的元件之一，通常称为电阻。常见电阻器的电路符号如图1-1所示，在电路中常用字母R来表示电阻，它的作用主要是阻碍电流的通过，其主要用作为负载、分流器、分压器等。电阻器的单位是欧姆，用希腊字母Ω表示。工程上有时用千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）来表示，它们之间的关系是：

1MΩ＝1000kΩ＝1000000Ω

图1-1　常见电阻器的电路符号

2）电阻器分类

电阻器的种类繁多，形状各异，分类方法各有不同。下面介绍常用的几种分类方法。

（1）按电阻值是否可变，分为固定电阻器、可变电阻器等。

（2）按用途可分为：高阻电阻器、高压电阻器、高频无感电阻器、精密电阻器。

（3）按结构可分为：圆柱型、管型、圆盘型、纽扣型电阻器。

（4）按引线形式可分为：轴向引线型、同向引线型、径向引线型电阻器。

3）电阻器主要参数

（1）标称电阻和允许误差。

电阻器的主要参数有标称阻值、阻值误差、额定功率、最高工作温度、最高工作电压、静噪声电动势、温度特性、高频特性等。我们选用电阻器时，通常只考虑标称阻值、额定功率、阻值误差等主要参数，如表1-1所示。

表1-1　常用电阻器的标称阻值系列

使用时，将表中的数值乘以10、100、1000、……，一直到10n（n为整数）就可成为这一阻值系列，如E24系列中的1.5就有1.5Ω、15Ω、150Ω、1.5kΩ等。

电阻器实际阻值与标称阻值之间有一定的偏差，这个偏差与标称阻值的百分比叫作电阻器的相对误差。相对误差越小，电阻器的精度越高。对于普通电阻器其允许误差大致分为3大类，即±5%、±10%、±20%。

（2）额定功率。

当电流通过电阻时，电阻器便会发热，而且功率越大，发热越厉害。如果使电阻器的发热功率过大，电阻器就会被烧毁。我们把电阻器长时间正常工作允许所加的最大功率叫额定功率。

电阻器的额定功率通常有1/4 W、1/2 W、1 W、2 W、5 W、10 W等。

（3）温度系数。

电阻值随温度的变化略有改变，温度每变化一度所引起电阻值的相对变化称为电阻的温度系数。温度系数越小，电阻的稳定性越好。

（4）频率特性。

实际电阻器不是一个纯电阻元件，存在着分布电感和分布电容。这些分布参数都很小，在直流和低频交流电路中，它们的影响可以忽略不计，可将电阻器看作就是一个纯电阻元件，但在频率比较高的交流电路中，这些分布参数的影响即不能忽视，其交流等效电阻将随频率而变化。

4）电阻器识别

（1）标称阻值的表示方法。

标称阻值的表示方法有直标法、文字符号法、色标法。

①直标法。

直标法就是将数值直接打印在电阻器上，其允许误差直接用百分数表示。

②文字符号法。

文字符号法就是将文字、数字有规律地组合起来表示电阻器的阻值和阻值误差。标志符号规定如下：欧姆用Ω表示；千欧用kΩ表示；兆欧用MΩ表示；吉兆欧用G表示；太兆欧用T表示。

例如0.1欧姆标志为Ω1，1欧姆标志为1Ω，1千欧姆标志为1 kΩ，3.3千欧姆标志为3k3等。

③色标法。

色标法就是用不同颜色的色环表示电阻器的阻值和误差。色环颜色规定如表1-2所示。

表1-2　色环颜色规定

色标法分为四色环色标法和五色环色标法，如图1-2（b）、（c）所示。

图1-2　两位有效数字阻值的色环表示法

例1-1

某四色环电阻器的色环颜色排列为棕、黑、红、金，则其阻值为多少？

解

根据电阻色环与数字对应关系，得出电阻值为：

R＝10×102Ω＝1000Ω＝1 kΩ，误差率为5%。

（2）电阻器的选用。

①在选用电阻器时必需首先了解电子产品整机工作环境条件。

②要了解电子产品整机工作状态。

③既要从技术性能考虑满足电路技术，以保证整机的正常工作，又要从经济上考虑其价格、成本，还要考虑其货源和供应情况。

④根据不同的用途选用。

⑤阻值应选取最靠近计算值的一个标称值，不要片面采用高精度和非标准系列的电阻产品。

⑥电阻器的额定功率选取一个比计算的耗散功率大一些（1.5～2倍）的标称值。

⑦选取耐压比额定值大一些。

思考题：电阻器的主要参数有哪些？

2.电容器

电容器简称电容，在电路中用字母C表示。电容的基本功能是储存电荷（电能），主要用作交流耦合、隔直、滤波等。常用电容器电路符号如图1-3所示。

电容器的检测

图1-3　电容器的常用电路符号

1）电容器分类

电容器按电容量是否可调分为固定电容器和可变电容器两大类。

（1）固定电容器。

固定电容器的种类很多，可分为无极性电容和有极性电容两大类。常见无极性电容器有纸介电容器、油浸纸介密封电容器、金属化纸介电容器、云母电容器、有机薄膜电容器、玻璃釉电容器、陶瓷电容器等，电气符号如图1-3（a）所示。

有极性电容器可分为铝电解电容器及钽电解电容器，在电路中正负极不能接错，电气符号如图1-3（b）所示。

（2）可变电容器。

可变电容器是指其容量可在一定范围内改变的电容器。其可分为可变电容器和微调电容器（又称半可变电容器），电气符号如图1-3（c）所示。

2）电容器主要技术参数

（1）标称容量和允许误差。

电容器标称容量是指电容器储存电荷的能力。标称容量越大，电容器储存电荷的能力越强。电容器基本单位是法拉（F），常用单位有微法（μF）、皮法（pF）、纳法（nF），其换算关系如下：

1μF＝10-6　F1nF＝10-9　F1pF＝10-12F

电容器允许偏差系列为±5%、±10%、±20%等。

（2）额定直流工作电压。

额定直流工作电压是指在常温下，电容器长期可靠工作所能承受的最大直流电压。使用时不得超过此工作电压，否则电容器介质会被击穿，从而造成电容器损坏。

（3）绝缘电阻及漏电流。

当电容加上直流工作电压时，会有漏电流产生。若漏电流太大，电容就会发热损坏，严重的会使外壳爆裂，电解电容器的电解液则会向外溅射。一般无极性电容只要质量良好，其漏电流是极小的，故用绝缘电阻参数来表示其绝缘性能。电解电容因漏电较大，故用漏电流表示其绝缘性能（与容量成正比）。电容的绝缘电阻及漏电流是重要的性能参数。

电容器除了上述参数以外，还有电容器的频率特性、损耗因数等参数。

3）电容器识别

（1）电容器型号命名，如图1-4所示。(www.xing528.com)

图1-4　电容器的型号命名

（2）电容器主要参数的标注方法。

①直标法。

直标法是指在电容器的表面直接用数字或字母标注标称容量、额定电压及允许偏差等主要技术参数的方法，主要用在体积较大的电容器上，如图1-5所示。

图1-5　直标法

②文字符号法。

文字符号法是用特定符号和数字表示电容器的容量、耐压、误差的方法。一般数字表示有效数值，字母表示数值的量级。常用字母μ表示微法（μF）、n表示纳法（nF）、p表示皮法（pF）。如223表示0.022μF，104表示0.1μF，R22表示0.22μF。

③色标法。

电容的色标法与电阻相似。

思考题：三极管属于电流控制型器件，结论对吗？

3.电感器

电感器的检测

电感器在电路中有阻交流通直流的作用，电感线圈在电路中用字母L表示。电感器种类很多，按电感器形式分有固定电感器、可变电感器、微调电感器；按磁体性质分为空心电感线圈、磁芯电感线圈；按结构特点分有单绕组电感线圈、多绕组电感线圈等。

各种电感线圈都具有不同的特点和用途，但它们都是用漆包线、纱包线、镀银裸铜线绕在绝缘骨架上、铁心或磁芯上构成，而且每圈与每圈之间要彼此绝缘，为适应各种用途的需要，电感线圈做成各式各样的形状，如图1-6所示。

图1-6　电感线圈的形状

电感器的主要参数如下。

1）电感量

电感量的单位有：亨利，简称亨，用H表示；毫亨用mH表示；微亨用μH表示：它们的换算关系为：

1H＝103mH＝106μH

电感量大小跟线圈圈数、直径、有无铁芯、绕制方式等因素有关，圈数越多，电感量越大，线圈内有磁芯比无磁芯的电感量大。

2）品质因数（Q值）

品质因数是电感线圈的一个主要参数，它反映了线圈质量的高低，通常也称为Q值，Q值与线圈导线粗细、绕法、单股线还是多股线等有关，如果线圈的损耗小，Q值就高；反之，损耗大则Q值就低。

3）分布电容

由于线圈每两圈（或每两层）导线可以看成是电容器的两块金属片，导线之间的绝缘材料相当于绝缘介质，其相当于一个很小的电容，这一电容称为线圈的“分布电容”，由于分布电容的存在，将使线圈的Q值下降，为此将线圈绕成蜂房式，对无线线圈则采用间绕法，以减小分布电容。

思考题：电感具有通直流、阻交流特性，结论对吗？

4.半导体二极管

半导体二极管及应用

半导体二极管的工作原理

1）半导体特性

自然界中的各种物质，按其导电能力划分为：导体、绝缘体、半导体。导电能力介于导体与绝缘体之间的，称之为半导体。导体如金、银、铜、铝等，绝缘体如橡胶、塑料、云母、陶瓷等，典型半导体材料则有硅、锗、硒及某些金属氧化物、硫化物等，其中用来制造半导体器件最多的材料是硅和锗。

（1）本征半导体。

本征半导体是一种完全纯净、具有晶体结构的半导体。在温度为零开尔文（0K，相当于-273.15℃）时，每一个原子的外围电子被共价键所束缚，不能自由移动，这样本征半导体中虽然具有大量的价电子，但没有自由电子，此时半导体呈电中性。

（2）杂质半导体。

在本征半导体中掺入不同的杂质，可以改变半导体中两种载流子的浓度。根据掺入杂质种类的不同，半导体可以分N型半导体和P型半导体。

①N型半导体。

在纯净的半导体硅（或锗）晶体内掺入微量五价元素（如磷）后，就可以成为N型半导体。

②P型半导体。

在纯净的半导体硅（或锗）晶体内掺入少量三价元素杂质，就可以成为P型半导体。

2）PN结的形成

PN结是根据“杂质补偿”的原理，采用合金法或平面扩散法等半导体工艺制成的。当P型半导体和N型半导体结合在一起时，在N型和P型半导体的界面两侧明显地存在着电子和空穴的浓度差，此浓度差导致载流子的扩散运动，伴随着这种扩散及复合运动的进行，在界面两侧附近形成一个由正离子和负离子构成的空间电荷区，空间电荷区内存在着由N区指向P区的电场，这个电场称为内建电场。

（1）PN结加正向电压。

将PN结的P区接电源正极，N区接电源负极，此时阻挡层的厚度变薄，PN结导通。

（2）PN结加反向电压。

将PN结的P区接电源负极，N区接电源正极，此时阻挡层厚度加大，PN结反向截止。

3）半导体二极管主要特性

半导体二极管由一个PN结加上电极引线和管壳构成，P型区引出的电极称为阳极，N型区引出的电极称为阴极。二极管的结构主要分为点接触型和面接触型两类。除按照结构分类，二极管可分为点接触型和面接触型两大类外，按照材料分类，二极管可分为硅二极管和锗二极管，按照用途分类，二极管可分为普通二极管、整流二极管、稳压二极管、光电二极管及变容二极管等。

（1）伏安特性。

半导体二极管的伏安特性指的是流过二极管的电流与二极管两端电压的关系曲线，这一关系曲线如图1-7所示，可分为三部分进行分析。

①二极管伏安特性正向特性。

在正向特性的起始部分，加在二极管两端的外加电压较小时，外电场还不足以克服PN结的内电场，这时的正向电流几乎为零，二极管仍然呈现较大的电阻。只有当外加电压超过某一电压后，正向电流才显著增加。这个一定数值的电压就称为门槛电压，或死区电压，记作Uth，硅管的死区电压约为0.5 V，锗管的死区电压约为0.1 V。

图1-7　二极管的伏安特性曲线

②二极管伏安特性反向特性。

当作用在二极管的反向电压高达某一数值后，反向电流会剧增，而使二极管失去单向导电性，这种现象称为击穿，所对应的电压称为击穿电压。

（2）主要参数。

①最大整流电流IF。

IF指二极管在长期运行时，允许通过的最大正向平均电流。

②最高反向工作电压URM。

URM指二极管运行时允许承受的最高反向电压。

③反向电流IR。

指二极管在加上反向电压时的反向电流值。

④最高工作频率fM。

此参数主要由PN结的结电容决定，结电容越大，二极管允许的最高工作频率越低。

4）常用二极管种类

（1）稳压二极管。

稳压二极管是利用二极管反向击穿的特性制成的，主要参数有稳定电压UZ、稳定电流IZ、最大稳定电流Izmax、动态电阻rZ、最大允许耗散功率PZ等。

（2）发光二极管。

发光二极管简称LED，它是一种将电能转换为光能的半导体器件，制造发光二极管的材料不再是硅与锗，通常采用元素周期表中的Ⅲ～Ⅴ族元素的化合物，如砷化镓、磷化镓等，发光二极管的符号、外形如图1-8所示。

（3）整流二极管。

整流二极管主要用于整流电路，即把交流电变换成脉动的直流电。整流二极管为面接触型，因此结电容较大，使其频率范围较窄且低，一般3 kHz以下，从封装上看，有塑料封装和金属封装两大类。常用的整流二极管有2CZ型、2DZ型等，还有用于高压、高频整流电路的高压整流堆，如2CGL型、DH26型、2CL51型等。

图1-8　发光二极管符号与外形图

（4）检波二极管。

检波二极管主要作用是把高频信号中的低频信号检出，其结构特点为点接触型，结电容较小，一般采用锗材料制成，这种管子的封装常采用玻璃外壳，常用的检波二极管有2AP型等。

（5）光敏二极管。

光敏二极管又称为光电二极管，它是将光能转换为电能的半导体器件。前面我们已经讲过，半导体材料的导电特性之一是受到光照时，其导电性能增加，这时外电路中的电流就可以随光照度的强弱而改变，根据这一原理制成了光电二极管，又称光敏二极管。

思考题：稳压二极管是利用二极管反向击穿特性制作而成的？