常用电子元件

第五章常用电子元件

电子元件的种类繁多。有电阻器、电容器、电感器、变压器、半导体分立器件、半导体集成电路、开关与继电器、接插件、印刷电路板等等。这里仅对电阻器、电容器、电感器、半导体二极管、半导体三极管做大概的介绍。对实验中用到的集成电路给出它们的“数据手册”，供实验中使用集成电路时查阅。

电子元件型号的标示因电子元件生产国别不同而不同。由于实验中所用电阻器、电容器、电感器、半导体二极管和半导体三极管都为国产元件，所以，这里介绍的是国产元件的标示。虽然国外电子元件的具体标示与国产电子元件的标示不一样，但在标示的原则和方法有许多是相同的。

由于商品化生产的需要，电阻值、电容值、电感值是按特定数列生产的。目前采用的是E数列。E数列中的数值由下式得到：

对an四舍五入，就得到了E数列。例如，称由E=24得到的数列为E24数列。称元件的E数列

值为标称值。实际元件值允许有偏差，但不允许大于两个连续标称值之差的二分之一。由此可得E数列与实际元件相对于标称值允许的偏差值。例如，E192，允许偏差值±0.5%；E96，允许偏差值±1%；E48，允许偏差值±2%； E24，允许偏差值±5%，E12，允许偏差值±10%；E6，允许偏差值±20%。实验中常用的E24、E12、E6的数列值见表1。

表1 常用E数列的数值

E24 ±5%	E12 ±10%	E6 ±20%	E24 ±5%	E12 ±10%	E6 ±20%
黑刚玉磨料1.0 旋转广告牌1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0	1.0 1.2 1.5 1.8 2.2 2.7	1.0 1.5 2.2	3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1	3.3 3.9 4.7 5.6 6.8 8.2	3.3 4.7 6.8

对于特殊需要的元件值，通常需要定制。定制元件的商品价格将高于标称值元件的价格。

电阻

在电路中，若电压与电流之比为常数，这个常数就是线性电阻。电阻的单位是Ώ（欧姆）。电阻器是具有线性电阻的器件。

1. 电阻器的型号

电阻器的型号由以下几部分组成：

第一部分：主称，用字母表示。

R—电阻器；W—电位器。

第二部分：材料，用字母表示。

C—沉积膜；G—光敏；H—合成膜；J—金属膜；M—压敏；N—无机实芯；P—硼碳膜；R—热敏；S—有机实芯；T—碳膜； U—硅碳膜；X—线绕； Y—氧化膜。

第三部分：特征，用数字或字母表示。

1—普通；2—普通；3—超高频；4—高阻；5—高温；7—精密；8—高压；9—特殊；D—多圈；G—高功率；J—精密；L—测量用；T—可调；W—微调；X—小型。

第四部分：用数字表示。它可以包括额定功率、阻值、允许偏差或精度等级，也可以缺省。还需要表示的其它信息可另外在后面以缀加的形式表示。

例如，RTX—0.125W—51k—±10%表示：小型碳膜电阻器，额定功率0.125W，电阻值51kΩ，允许偏差±10%。又例如，RJ7表示：精密金属膜电阻。

2. 电阻器的电阻值的表示

电阻器的电阻值有多种表示方法。

电阻器标称电阻值的直接表示法。用数字和字母把标称电阻值直接表示出来。例如，1Ω，100Ω，1.5k（通常千欧以上可省略Ω），2.2k（或2k2），100 k，1M，等等。

电阻器标称电阻值的间接表示法。数字表示法和环表示法。

数字表示法使用E数列数字乘10与其后“0”的个数来表示电阻器的电阻值，单位为Ω。以E24数列为例。例如，511，表示51后面加1个0，标称电阻值为510Ω；512，表示51后面加2个0，标称电阻值为5100Ω，即5.1kΩ；103，表示10后面加3个0，标称电阻值为10000Ω，即10kΩ。实验中用的多圈可变电阻和贴片电阻器就是用这种方式表示的。

表2 标称电阻值数值的环表示

颜	黑	棕	红	麦饭石杯橙	黄	绿	蓝	紫	灰	白
对应数字	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9

表3 实际电阻值允许误差的环表示和字母表示

四头精雕机

颜	绿	棕	红	金	银	无
允许误差	±0.5%	±1%	±2%	±5%	±10%	±20%
代用字母	D	F	G	J	K	M

电阻器标称电阻值的环表示法在电阻上用一组按顺序

排列的环表示电阻器的电阻值和允许的相对误差值的方法称

为电阻器标称电阻值的环表示法。以E24数列的电阻标称值

为例，如图1，第一环A表示标称电阻值的第一位数字，第

二环B表示标称电阻值的第二位数字，第三环C表示在前

两位数字后加“0”的个数，第四环D表示允许实际电阻值偏离标称电阻值的百分数。不同颜的环对应的数字如表1。例如，有一个电阻上的环第一圈A为绿，第二圈B为棕，第三圈C为橙，第四圈D为金，则由表1可知，该电阻器的标称电阻值的最高位为5，第二位为1，在51后面加3个“0”，标称电阻值为51000Ω，即51kΩ，由第四位为金，由表3可知，该电阻器的实际电阻值相对于标称电阻值允许偏差±5%。

对于高精度电阻器，例如，允许偏差为±1%的电阻，其E96数列中的数值有三位数，相应地，其电阻上有五条环。前三条分别为标称电阻值由高到低的三为数字，后两条的含义同上。

3. 电阻器的额定功率

就能量而言，电阻器是将电能转换为热能的能量转换器件。电阻器的额定功率是在规定的环境下，假定周围空气不流通，在长期连续工作中基本不改变性能，在电阻器上允许消耗的最大功率。当超过额功率时，电阻器的阻值会发生变化，严重是会烧毁电阻器。通常，应使电阻器的额定功率高于电阻器在电路中实际负载功率的1.5～2倍。

普通电阻器的额定功率随电阻器几何尺寸的增大而增大。通常，额定功率为0.125W—2W的不标出，大功率电阻器的额定功率往往直接标示在电阻器的表面。

在电路原理图中，电阻器的额定功率有如图2的表示方法，在许多电路原理图中，并不标示出电阻器的额定功率，而在元件表中表示出来。

4. 电阻器的最大工作电压

电阻器两端所能承受的最大电压是有限的。对阻值较大的电阻器，当电压过高时，虽然未超过额定功率，但电阻器内部还是会产生电弧火花放电，从而损坏电阻器。电阻的额定功率越大，其最大工作电压也越高。例如，通常，额定功率为0.25W的电阻，其最大工作电压为250V，而0.5W的为500V，1～2W的为750V。

5. 电阻器的电阻值稳定性

电阻器的电阻值在存放和工作中都会发生变化。描述这种变化的主要指标有：温度系数和阻值老化效应。αr为温度系数（单位为1/°C）

（1）

其中，R1、R2分别为温度为t1、t2时的电阻值，单位为Ω。

（2）

在精密电路中应使用高稳定性的电阻器。

6. 电阻器的电阻值非线性

称流过电阻器的电流与加在电阻器两端的电压不成正比例变化为电阻器电阻值的非线性。电阻值的非线性用K表示

（3）

其中，U2为额定电压，U1测试电压，R1、R2分别为在U1、U2条件下所测到的电阻值。K的含义是：在规定的电压范围内，电压每改变1V，电阻值的平均相对变化率。

7. 电阻器的噪声特性

电阻器的噪声来源可分为两种。一种是热噪声，它是由电子的热运动引起的，降低电阻的温度，可减小由此产生的噪声。另一种是电流噪声，它与电阻内的微观结构有关。金属膜电阻器和绕线电阻器的电流噪声较小，碳膜电阻器的电流噪声较大。可变电阻器有活动端，因而还产生附加噪声。

8. 电阻器的高频特性

当电阻器的工作频率很高时，不能简单地用电阻值

来表征电阻器。还应考虑其固有电感、固有电容、趋肤

效应、骨架与保护层介质的高频损耗等。其等效电路可

如图3所示。

9. 常用电阻器简介

名称全自动粉皮机	结构	阻值与功率	特点	应用
碳膜电阻（RT）	陶瓷管架上高温沉积碳氢化合物电阻材料膜，通过厚度和刻槽控制电阻值，表面涂保护漆。	1Ω～10MΩ 0.125W～10W	稳定，变电压和频率影响小，负湿度系数价廉。	民用中低档消费电子产品
金属膜电阻（RJ）	陶瓷管架上经真空蒸发或烧渗形成金属膜（镍铬合金）。	聚氨酯生产工艺1Ω～620MΩ 0.125～5W	耐热，稳定性及湿度系数均优于碳膜，体积小，精度可达0.05%。	要求较高的电子产品。
合成膜电阻（RH）	用碳黑、石墨、填料及黏合剂涂复在绝缘管架上经热聚合而成。	10Ω～106MΩ 0.25～5W	宽阻值范围，耐压可达35kV，抗湿性差，噪声大，稳定性差。	高压电器。
线绕电阻（RX）	合金丝（康铜、锰铜或镍铬合金）绕在瓷管架上，表面涂保护漆或玻璃釉。	0.1Ω～5MΩ 0.125～500W	低噪声，高线性度，温度系数小，稳定，精度可达0.01%，工作温度达315°C。	大功率、高稳定性、高温工作场合。
金属氧化膜（RY）	金属盐溶液（SnCl4和SbCl3）在陶瓷管架上水解沉积成膜。	1Ω～200kΩ 25W～50kW	抗氧化性和热稳定性优于金属膜，阻值范围小。	补充金属膜大功率部分。
玻璃釉电阻（RI）	由贵金属银、鈀、铑、钌等的氧化物和玻璃彩釉黏合剂涂复在陶瓷基体上经高温烧结而成。	5.1Ω～200MΩ 0.5～2W 大功率的 5W～500W	耐高温、宽阻值、温度系数小，耐湿性能好。	高阻、低温度系数的工作场合。
合成实芯电阻（RS）	用碳黑、石墨、填料及黏合剂混合热压而成的实芯体	470Ω～22MΩ 0.25～2W	机械强度高，过载能力强，噪声高、分布参数大、稳定性差。	电力、电子等高电压大电流的工作场合。
排阻 B-YW	采用高稳定金属膜在陶瓷基体上蒸发或溅射而成的高精度电阻网络。	51Ω～33kΩ	高精度、高稳定、低噪声、温度系数小、高频特性好。	计算机、仪器仪表以及AD/DA等

10. 电位器

电位器是一种调节的可变电阻器。

最常用的是接触式电位器。通常，它对外有三个引出端，其中中间一个是活动端，活动端在固定电阻器上滑动，可获得与转角或位移成某种关系的电阻值。根据实际使用的需要，接触式电位器被设计成多种结构形式，例如，按调节方式可分为：直滑式电位器，旋转式电位器（单圈式和多圈式）；按结构可分为：抽头式电位器，带开关的电位器（旋转开关和推拉开关），单联电位器，多联电位器（同步多联式和异步多联式）；等等。电位器的材料与固定电阻器相似。由于接触式电位器有可动触点，所以，接触式电位器除电阻噪声外，还有由电阻体电阻率分布不均匀和触点滑动引起的滑动噪声。

近年来还出现了数字式电位器。它是由数控模拟电子开关和一组电阻器组成的。还有非接触式电位器。它们通过光或磁的传感方式取代接触式电位器的机械结构，这使得电位器减小噪声，延长使用寿命。

通常电位器的额定功率是指电位器两个固定端之间的整个电阻器所能承受的最大功率，而

不是滑动端与固定端之间的部分电阻器所能承受的最大功率。所以在使用电位器时应特别注意。

11. 热敏电阻器

热敏电阻器的电阻值随温度而变，可分为负温度系数和正温度系数热敏电阻器。热敏电阻常用于电路的温度补偿、温度测量和温度控制电路中。热敏电阻器的主要参数有

（1）电阻，指20°C时的电阻值。

（2）电阻的温系数

（4）

其中，R为电阻值，T为温度。

（3）热惯性时间常数τ。

（4）最高允许温度Tmax。

（5）热容。热敏电阻器的温度上升1°C所需要的热量。