电子元器件选型标准

电子元器件选型标准（共5篇）

篇1：电子元器件选型标准

电子电路设计规范与元器件选型培训

课程目的：

电子类产品制造企业的日常研发管理中，资深技术人员的缺乏、年轻工程师设计经验的欠缺是个共同的难题，年轻工程师大都集中于产品功能的实现，醉心于新工具新器件新方法的应用，却没深入研究电子器件的深层次指标、未能将影响产品性能质量的器件选型、器件应用降额、容错性、抗干扰、安全性等设计经验一并应用于电路设计中，没能充分考虑后续的采购备料、焊接加工、组装调试、用户环境等可能引入的问题并在设计上提早防护，导致产品供货后问题迭出，蚕食产品利润。

基于解决上述问题的需要，本公司特推出《电子电路设计规范与元器件选型》的培训课程，将多位资深电子技术设计和测试专家的设计经验汇总起来，使年轻工程师短平快的吸收前人的智慧，并应用于日常设计中，快速提升工程师个人技能与企业整体开发水平。

课程简介：

本课程预计讲授2天，包括原理电路设计规范、PCB布线设计规范、电路系统设计规范、制造过程技术规范、电路板测试规范五部分内容。

本课程 “从实践中来，到实践中去，用实践所检验”。

授课方式为模板演示讲解、案例讨论、反串教学相结合。

【主办单位】中国电子标准协会【协办单位】深圳市威硕企业管理咨询有限公司 课程培训大纲：

1.原理电路设计规范

1.1器件基础特性及在电路设计中的注意事项

不同规格、不同材质电阻的特性和在不同电路中的选型方法；

不同规格、不同材质电容的特性和在不同电路中的选型方法；

不同规格、不同材质电感的特性和在不同电路中的选型方法；

各种二极管的特性和在不同电路中的选型方法

半导体三极管和场效应管的特性和应用选型方法

电阻、电容、电感、二极管、三级管、IC、继电器、变压器、电源模块、插头插座、开关在设计应用中的降额

1.2电路分析

1.2.1信号放大电路

放大电路中的器件特性对放大电路的性能影响与器件选型注意事项放大电路中的反馈

频响、放大倍数、反馈分析

运放的特性

功率放大电路分析

1.2.2滤波电路分析

有源滤波电路工程计算、特性分析、器件特性影响

无源滤波电路工程计算、特性分析、器件特性影响

软件滤波器设计

硬件滤波与软件滤波性能对比分析

1.2.3振荡源电路分析

晶振电路特性分析及设计中注意事项

1.2.4电源模块

线性电源设计

开关电源设计

电源模块的应用设计外围电路

电压调整器应用注意事项

1.2.5单片机I/O口设计注意事项

上拉/下拉电阻的设计

输入输出的信号完整性电路设计与分析

1.2.6分立数字电路

半导体器件的开关特性

逻辑函数

时序分析

TTL与MOS器件区别及设计应用注意事项

1.2.7存储器件特性与设计应用注意事项

RAM、EEPROM、EPROM 的抗环境干扰特性

接口设计

1.2.8A/D、D/A转换电路

ADC、DAC器件特性选型方法和技术指标注意事项

基准源的设计与选取

频率的选取

外围电路的器件选型和设计注意事项

1.2.9驱动电路

电机驱动电路分析

继电器驱动电路分析

驱动隔离设计电路

2.PCB布线设计规范

电路基板设计规范：PCB尺寸及形状确定准则、工艺拼板方法、PCB金手准则、大面积开孔设计规则、板材的确定、PCB加工技术要求；

PCB布局设计规范

PCB布局设计，优选合理加工工序规则

5项基本操作原则

确定传送方向的规则

PCB基本布局设计，元器件重量限制规则

可调可插拔元器件布局规则

边缘空间布局规则

陶瓷电容的布局规则

BGA封装器件布局规则

插装焊接面元件排列走向规则

回流焊接面贴片元件之间的最小间距确定规则

波峰焊接面表贴元器件，不形成阴影效应的安全距离设计原则

同类型、同极性元器件排列规则

信号层数的确定规则

引脚密度确定规则

五五确定规则

3.系统设计规范

3.1系统设计基本原则

3.2电路气候环境防护设计规范

3.3电路板级热设计规范

器件布局、功率器件热计算、通风设计规范

3.4电路板级EMC/EMI设计

接口电路设计、电缆防护、EMI防护布局、电路板屏蔽、接地

3.5降额设计

各种器件的降额参数和降额因子、结温降额的计算

3.6可使用性设计

视觉显示、照明、控制、控制面板布局、控制与显示关系

3.7安全性设计方法

防电力危害、防机测危害、防辐射危害、防止火灾危害、防静电

3.8可维修性要求及设计方法

测试与调整、标识、接插件、紧固件、报警

3.9元器件的应用可靠性

防浪涌应用：集成电路开关工作产生的浪涌防护、接通电容性负载时产生的浪涌防护、断开电感性负载时产生的浪涌、驱动白炽灯时产生的浪涌、供电电源引起的浪涌干扰、接地不当导致器件损坏、TTL电路防浪涌干扰

防静电应用：器件使用环境的防静电措施、器件使用者的防静电措施、器件包装、运送和储存过程中的防静电措施、器件使用时的防静电管理、防噪声应用：接地不良引人噪声、静电耦合和电磁耦合噪声、串扰引人噪声、反射引起的噪声

抗辐射应用：抗辐射加固电子系统的器件选择、系统设计中的抗辐射措施防护元件：瞬变电压抑制二极管、压敏电阻、铁氧体磁珠、热敏电阻、电花隙防护器

4.制造过程技术规范

制造过程静电防护

工作环境静电监测与防护

现场温湿度、洁净度对静电干扰的影响

工作间静电控制

人体静电的消除

操作工位的静电控制方法

静电防护的误区

电子元器件的可靠性安装：引线成形与切断、印制电路板上安装器件、焊接

元器件的运输、储存和测量

电子仪器包装

适用对象：本课程适于开发项目经理、电子工程师、系统工程师、测试工程师、工艺工程师、质量工程师等岗位。讲师介绍：

武老师

电子工程硕士，研究领域：电子电路系统可靠性设计培训与测试

曾在航天二院总体设计所、卫星通信设备企业、危重治疗医疗设备制造企业从事设计和研发管理工作多年，任航天主任设计师、项目经理，研发运营总监、事业部总监，北京市级优秀青年工程师，科协委员。

对电子产品系统设计、电路可靠性设计有较深入研究，曾在学术会议、专业学术期刊发表多篇专业技术文章。

曾为航天二院、航天五院、松下电工、广东华达电子、科立安防电子、伯特利阀门集团、北控高科、中日合资航天高科、数字通信杂志、金立石仪表、比亚迪微电子、易世恒电子、北京华峰测控、普博电子等企业提供专业技术辅导、培训和咨询。

篇2：电子元器件选型标准

教学目的与要求：

通过本课程的教学使学生了解电阻器的分类，掌握电阻器的识别方法。

主要教学内容

电阻器

教学重点与难点

重点：电阻的主要特性参数与标注方法 难点：电阻的色环标识法识别电阻值

教学设计：

1.1 电阻器

1.1.1 电阻器的分类

由于新材料、新工艺的不断发展，电阻器的品种不断增多。电阻器通常分为三类：固定电阻器、可调电阻器及特殊电阻器。电阻器的具体分类 1.1.2 电阻器的型号命名方法

根据国家标准GB2470-81《电子设备用电阻器，电容器型号命名方法》的规定，电阻器的型号由4部分组成：第一部分用字母表示电阻器的主称，第二部分用字母表示电阻器的主要材料，见表1-1；第三部分用数字或字母表示产品的主要特征，第四部分用数字表示序号，以区别电阻器的外形尺寸和性能指标，1.1.3 电阻器的主要特性参数 1．额定功率

电阻器的额定功率是指电阻器在交、直流电路中长时间连续工作不损坏，或不显著改变其性能所允许消耗的最大功率。它并不是电阻器在电路中工作时一定要消耗的功率，而是电阻器在电路工作中所允许消耗的最大功率。不同类型的电阻器具有不同系列的额定功率.2．标称阻值

阻值是电阻的主要参数之一，不同类型的电阻器，阻值范围不同，不同精度的电阻器其阻值系列亦不同。根据国家标准，常用的标称电阻值有E6、E12、E24系列，如表1-3所示。实际阻值与标称阻值的相对误差称为允许偏差。常用的精度有5%、10%、20%，精密电阻精度要求更高，如2%、1%和0.5%~0.001%等。3．允许精度等级

由于生产电阻器工艺水平的差别，产品的实际阻值与标称阻值之间有一定的误差。实际阻值与标称阻值的相对误差为电阻精度。允许相对误差的范围叫做允许偏差，也称为精度等级。一般说来，精度等级高的电阻，价格也高。在电子产品设计中，应该根据电路的不同要求，选用不用精度的电阻。（4）温度系数

电阻的温度系数指的是温度每变化1℃，电阻器阻值的变化量与原来的阻值之比。它有两种类型：一种是正温度系数型，另一种是负温度系数型。温度系数越小，说明电阻越稳定。在实际运用中，应根据不同要求来选用不同温度系数的电阻器。1.1.4 电阻器的标注方法

电阻器标称阻值和允许误差一般都标在电阻体上，常用的标注方法有直标法、文字符号法和色环标志法三种。1．直标法

直标法是在电阻器出厂前，将电阻器的主要参数直接印制在电阻器的表面上的标注方法。这种方法简单明了、读数方便，主要用于功率和体积较大的电阻器。电阻的直接标志法如图1-3(a)所示。

2．文字符号法

文字符号法就是用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值，额定功率、允许 1 误差等级等。符号前面的数字表示整数阻值，后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二位小数阻值，其文字符号所表示的单位如表1-5所示。如1R5表示1.5，2K7表示2.7k。

文字符号法中的误差也是用字母表示的，其字母代表的意义如表1-5所示。如图1-3（b）所示电阻器为金属膜电阻器，额定功率为0.5W，标称阻值为5.1，允许误差为5%。3．色环标志法

色环标志法是将电阻器的类别及主要技术参数的数值用颜色（色环或色点）标注在它的外表面上。色环标志法主要用于小型电阻。普通电阻用四色环表示其阻值和允许误差。第一、第二环表示有效数字，第三环表示倍率，与前三环距离较大的第四环表示精度。精密电阻采用五个色环，第一、二、三环表示有效数字，第四环表示倍率，与前四环距离较大的第五环表示精度。有关色环标注的含义如图1-4和图1-5所示。1.1.5 常用电阻器的结构和特点

几种常用的电阻器的结构和特点如表1-6所示。1.2.1 电位器的主要特性参数

表征电位器性能的参数很多，如标称阻值、额定功率、阻值变化规律、动噪声、零位电阻、接触电阻、湿度系数、绝缘电阻、耐磨寿命、最大工作电压、精度等级等。下面介绍几个常用参数：

1．额定功率

电位器的额定功率是指一定的大气压及规定湿度下，电位器能连续正常工作时所消耗的最大允许功率。电位器的额定功率也是按照标称系列进行标注的，而且线绕与非线绕有所不同。2．标称阻值

标在电位器上的阻值叫作标称阻值，其值等于电位器两固定引脚之间的阻值。其系列与电阻的系列类似。

1.2 电位器

3．允许误差等级

实测阻值与标称阻值误差范围根据不同精度等级可允许20%、10%、5%、2%、1%的误差。精密电位器的精度可达0.1%。4．阻值变化规律

阻值变化规律是指电位器的阻值随滑动片触点旋转角度（或滑动行程）而变化的关系，这种变化关系可以是任何函数形式，常用的有直线式、对数式和反转对数式（指数式）。

在使用中，直线式电位器适合于作分压器；反转对数式（指数式）电位器适合于作收音机、录音机、电唱机、电视机中的音量控制器。维修时若找不到同类品，可用直线式代替，但不宜用对数式代替。对数式电位器只适合于作音调控制等。1.2.2 几种常用电位器 1．有机实芯电位器

由内导电材料与有机填料、热固性树脂配制成电阻粉，经过热压，在基座上形成实心电阻体。该电位器的特点是结构简单、耐高温、体积小、寿命长、可靠性高，焊接在电路板上作微调使用；其缺点是耐压低、噪声大。

用合金电阻丝在绝缘骨架上统制成电阻体，中心抽头的簧片在电阻丝上滑动。线绕电位器用途广泛，可制成普通型、精密型和微调型电位器，且额定功率比较大、电阻的温度系数小、噪声低、耐压高。3．合成膜电位器

在绝缘基体上涂敷一层合成炭膜，经加温聚合后形成炭膜片，再与其他零件组合而成。这类电位器的阻值变化连续、分辨率高、阻值范围宽(从几百到几M)、成本低。但对温度和湿度的适应性差，使用寿命短、滑动噪声大，随着使用时间的增长，其噪声也在不断地增大。1.3 电阻器与电位器的检测

电阻器的主要故障是：过流烧毁，变值，断裂，引脚脱焊等。电位器还经常发生滑动 触头与电阻片接触不良等情况。

1．外观检查

对于电阻器，通过目测可以看出引线是否松动、折断或电阻体烧坏等外观故障。

对于电位器，应检查引出端子是否松动，接触是否良好，转动转轴时应感觉平滑，不应有过松过紧等情况。2．阻值测量

用万用表欧姆档对电阻器进行测量。值得注意的是，测量时不能用双手同时捏住电阻或测试笔，否则，人体电阻与被测电阻器并联，影响测量精度。

电位器也可先用万用表欧姆档测量总阻值，然后将表笔接于活动端子和引出端子，反复慢慢旋转电位器轴，看万用表指针是否连续均匀变化，如指针平稳移动而无跳跃、抖动现象，则说明电位器正常。

1.4 电阻器与电位器的正确选用 1.4.1 电阻器的选用 1．类型选择

对于一般的电子线路，若没有特殊要求，可选用普通的碳膜电阻器，以降低成本；对于高品质的收录机和电视机等，应选用较好的碳膜电阻器、金属膜电阻器或线绕电阻器；对于测量电路或仪表、仪器电路，应选用精密电阻器；在高频电路中，应选用表面型电阻器或无感电阻器，不宜使用合成电阻器或普通的线绕电阻器；对于工作频率低，功率大，且对耐热性能要求较高的电路，可选用线绕电阻器。2．阻值及误差选择

阻值应按标称系列选取。有时需要的阻值不在标称系列，此时可以选择最接近这个阻值的标称值电阻，当然我们也可以用两个或两个以上的电阻器的串并联来代替所需的电阻器。误差选择应根据电阻器在电路中所起的作用，除一些对精度特别要求的电路（如仪器仪表，测量电路等）外，一般电子线路中所需电阻器的误差可选用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ级误差即可。3．额定功率的选取

电阻器在电路中实际消耗的功率不得超过其额定功率。为了保证电阻器长期使用不会损坏，通常要求选用的电阻器的额定功率高于实际消耗功率的两倍以上。1.4.2 电位器的选用

1．电位器结构和尺寸的选择

选用电位器时应注意尺寸大小和旋转轴柄的长短，轴端式样和轴上是否需要紧锁装臵等。经常调节的电位器，应选用轴端铣成平面的，以便安装旋钮，不经常调整的，可选用轴端带刻槽的；一经调好就不在变动的，可选择带紧锁装臵的电位器。2．阻值变化规律的选择

用作分压器时或示波器的聚焦电位器和万用表的调零电位器时，应选用直线式；收音机的音量调节电位器应选用反转对数式，也可以用直线式代替；音调调节电位器和电视机的黑白对比度调节电位器应选用对数式。

第2章 电容器

教学目的与要求：

通过本课程的教学使学生了解电容器的分类，掌握电容器的识别方法。

主要教学内容

电容器

教学重点与难点

重点：电容的主要特性参数与标注方法 难点：电容的标识法及识别电容值

教学设计：

2.1 电容器的分类

电容器的种类很多，性能各不相同，常见的有以下几种分类。1．按电容器结构分

按电容器的结构分有固定电容器、半可变电容器、可变电容器三大类。

固定电容器的电容量不能改变，大多数电容都是固定电容器，如纸介电容器、云母电容器、电解电容器等。

半可变电容器又称微调电容器，其特点是容量可以在较小范围内变化（通常在几皮法至十几或几十皮法之间）。适用于整机调整后电容量不需经常改变的场合。可变电容器是电容量在一定范围内调节的电容器，常有“单联”、“双联”等。适用于一些需要经常调整的电路中，如接收机的调谐回路等。2.1 电容器的分类

2．按电容器介质材料分

按电容器介质材料分有电解电容器、有机介质电容器、无机介质电容器三大类。电解电容器包括铝电解电容器、钽电解电容器、铌电解电容器、钛电解电容器等。

有机介质电容器包括纸介电容器、塑料薄膜电容器等。其中塑料薄膜电容器包括聚苯乙烯薄膜电容器、聚四氟乙烯电容器等。

无机介质电容器包括瓷介电容器、云母电容器、玻璃釉电容器等。2.2 电容器的型号命名方法

根据国家标准 GB2470—81《电子设备用电阻器，电容器型号命名方法》的规定，电容

器的产品型号一般由四部分组成。第一个字母C表示电容器，第二部分表示介质材料，第三部分表示结构类型的特征，第四部分为序号，如表2-1所示。例如：

（1）铝电解电容器

2.2 电容器的型号命名方法（2）圆片形瓷介电容器（3）纸介金属膜电容器 2.3 电容器的主要特性参数 1．电容器的额定工作电压

电容器的额定工作电压是指电容器在规定的工作温度范围内，长期可靠地工作所能承受的最高直流电压，又称耐压值。其值通常为击穿电压的一半。常用固定式电容的直流工作电压系列为：6.3V，10V，16V，25V，40V，63V，100V，160V，250V，400V。2．电容器的容许误差等级

电容器的允许误差是实际电容量对于标称电容量的最大允许偏差范围。常见的有七个等级如表2-2所示。3．标称电容量

标称容量是标志在电容器的外壳表面上的“名义”电容量，其数值也有标称系列，同电阻器阻值标称系列相似，如表2-3表示.2.3 电容器的主要特性参数 4．电容器的绝缘电阻

电容器的绝缘电阻表示电容器的漏电性能，在数值上等于加在电容器两端的电压与通过电容器的漏电流的比值。绝缘电阻越大，漏电流越小，电容器质量越好。电容器的绝缘电阻与电容器的介质材料和面积、引线的材料和长短、制造工艺、温度和湿度等因素有关。品质优良的电容器具有较高的绝缘电阻，一般在MΩ级以上。电解电容器的绝缘电阻一般较低，漏电流较大。

电容器绝缘电阻的大小和变化会影响电子设备的工作性能，对于一般的电子设备，选用绝缘电阻越大越好。

2.4 电容器的标注方法

电容器的容量、允许误差和工作电压都标注在电容器的外壳上，其标注方法有直标法、文字符 4 号法、数码法和色码表示法。电容器的容量单位F（法拉）、F（微法）、nF（纳法）、pF（皮法或微微法）之间的换算关系为： 1F=106F=109F=1012pF 1．直标法

直标法是将电容器的标称容量、允许误差、耐压等参数直接标注在电容器的外壳表面上，常用于于电解电容器参数的标注。如图2-2所示。2.4 电容器的标注方法 2．文字符号法

文字符号法将电容量的整数部分写在容量单位符号的前面，容量的小数部分写在容量单位符号的后面。其中容量单位符号有以下五种： 皮法（10-12F），用p表示； 纳法（10-9F），用n表示； 微法（10-6F），用μ表示； 毫法（10-3F），用m表示； 法拉（100F），用F表示。

例如：3n9表示3.9nF，22表示2.2F。有时用大于1的两位以上的数字表示单位为pF的电容，例如100表示100pF；用小于1的数字表示单位为F的电容，例如0.01表示0.01F，2.4 电容器的标注方法 3．数码法

数码法一般用三位数字来表示容量的大小，单位为pF。三位数字中，前两位表示标称值的有效数字，第三位表示倍率，即乘以10i，i为第三位数字，若第三位数字为9，则乘10-1。例如103代表10103pF＝20000pF＝0.1F；229代表2210-1pF，如图2-4所示。这种表示方法最为常见。

4．色码表示法

这种表示法与电阻器的色环表示法类似。标志的颜色符号级与电阻器采用的相同，其单位为pF。电解电容器的耐压有时也采用颜色表示。2.5 几种常用电容器

电容器是电子设备中常用的电子元件，下面对几种常用电容器的结构和特点作以简要介绍。1．瓷介电容器（CC）

瓷介电容器以高介电常数、低损耗的陶瓷为介质，并在陶瓷基体两面喷涂银层，然后烧成银质薄膜作极板制成。其特点是：体积小、温度系数小、损耗小、绝缘电阻高，工作在超高频范围，适合作温度补偿电容，但机械强度低、容量小（一般为几pF到几百pF）、稳定性较差、耐压一般也不高。适用于高频电路，主要用于旁路电容、电源滤波等场合。瓷介电容器的外形如图2-5所示。

2.5 几种常用电容器 2．纸介电容器（CZ）

纸介电容器是用两片铅箔或锡箔做电极，夹在极薄的电容纸中，卷成圆柱形或者扁柱形芯子，然后密封在金属壳或者绝缘材料壳中制成。它的特点是体积较小，容量可以做得较大（容量可达1~20μF），但是其化学稳定性差、易老化、吸湿性大。工作温度一般在85~100℃以下，主要用于低频电路的旁路和隔直。纸介电容器的外形如图2-6所示。2.5 几种常用电容器 3．云母电容器（CY）

云母电容器是用金属箔或在云母片上喷涂银层做电极板，极板和云母一层一层叠合后，再压铸在胶木粉或封固在环氧树脂中制成的。其特点是：高频性能稳定、介质损耗小、漏电电流小、耐压高（50~5000V）、容量小（1~30000pF）、绝缘电阻大（1000~7500MΩ）、温度系数小，适用于高频高压电路。云母电容器的外形如2-7所示。2.5 几种常用电容器

4．有机薄膜电容器

有机薄膜电容器的结构相同于纸介电容器，是用聚苯乙烯（CB型）、聚四氟乙烯或涤纶（CL型）等有机薄膜代替纸介质构成的电容器。涤纶薄膜电容，介质常数较高，体积小、容量大、稳定性较好，适宜做旁路电容。聚苯乙烯薄膜电容器，介质损耗小、绝缘电阻高，但温度系数大，可用于高频电路。2.5 几种常用电容器 5．电解电容器

电解电容器有正（+）、负极（-）之分，以铝（CD型）、钽（CA型）、铌、钛等附着有氧化膜的金属极片为阳极（正极），阴极（负极）则是液体、半液体或胶状的电解液。一般在电容器的外壳上都有标记，若无标记时，则长引线为“+”端，短引线为“-”端。

电解电容器的损耗比较大，性能受温度影响比较大，漏电流随温度升高而急剧增大，高频性能差。电解电容器主要有铝电解电容器、钽电解电容器和铌电解电容器。铝电解电容器价格便宜．容量比较大，但性能较差，寿命短(存储寿命小于5年)。一般用在要求不高的去耦、耦合和电源滤波电路。后两者的性能要优于铝电解电容器，主要用于温度变化范围大，对频率特性要求高，对产品稳定性、可靠性要求严格的电路中，但这两种电容器的价格较高。2.5 几种常用电容器

也有无极性电解电容器，该种电解电容器可用于交流电路。电解电容器的外形如图2-9所示。6．可变电容器

可变电容器的容量可在一定范围内连续变化，它由若干片形状相同的金属片并接成一组（或几组）定片和一组（或几组）动片。动片可以通过转轴转动，以改变动片插人定片的面积，从而改变电容量。其介质有空气、有机薄膜等。可变电容器有“单联”、“双联”和“三联”之分，外形及电路符号如图2-10所示。2.5 几种常用电容器 7．微调电容器

微调电容器又称半可变电容器或补偿电容器。其特点是容量可在小范围内变化，可变容量通常在几pF或几十pF之间，最高可达100pF（陶瓷介质时）。微调电容器的种类很多，常见的有云母微调电容器、薄膜介质微调电容器、捡线微调电容器、瓷介微调电容器、筒形微调电容器、短波专用微调电容器等。微调电容器的外形如图2-11所示。2.6 电容器的检测

电容器的主要故障是：击穿、短路、漏电、容量减小、变质及破损等。1．外观检查

观察电容器外表应完好无损，表面无裂口、污垢和腐蚀，标志应清晰，引出电极无折伤；对可调电容器应转动灵活，动定片间无碰、擦现象，各联间转动应同步等。2．测试绝缘电阻

用万用表欧姆档，将表笔接触电容的两引线。刚搭上时，表头指针将发生摆动，然后再逐渐返回趋向R＝∞处，这就是电容的充放电现象（对0.1μF以下的电容器观察不到此现象）。2.6 电容器的检测

电容器的容量越大指针的摆动越大，指针稳定后所指示的值就是绝缘电阻值。其值一般为几百到几千兆欧，阻值越大，电容器的绝缘性能越好。检测时，如果表头指针指到或靠近欧姆零点，说明电容器内部短路，若指针不动，始终指向R＝∞处，则说明电容器内部开路或失效。5000pF以上的电容器可用万用表电阻最高档判别，5000pF以下的小容量电容器应另采用专门测量仪器判别。

2.7 电容器的选用

电容器的种类繁多，性能各异，合理选用电容器对于产品设计十分重要。在具体选用电容器时，应注意如下问题： 1．电容器类型的选择

根据电路要求选择合适的电容器类型。一般的耦合、旁路，可选用纸介电容器；在高频电路中，6 应选用云母和瓷介电容器；在电源滤波和去耦电路中，应选用电解电容器。在设计电子电路中选用电容器时，应根据产品手册在电容器标称值系列中选用。2.7 电容器的选用

2．电容器额定电压的选择

选用电容器应符合标准系列，电容器的额定电压应高于电容器两端实际电压的1~2倍。尤其对于电解电容器，一般应使线路的实际电压相当于所选电容器额定电压的50％~70％，这样才能充分发挥电解电容器的作用。3．电容器容量和误差等级的选择

电容器容量的数值，必须按规定的标称值来选择。

电容器的误差等级有多种，在低频耦合、去耦、电源滤波等电路中，电容器可以选±5%、±10%、±20%等误差等级，但在振荡回路、延时电路、音调控制电路中，电容器的精度要稍高一些；在各种滤波器和各种网络中，要求选用高精度的电容器。

第3章 电感器

教学目的与要求：

通过本课程的教学使学生了解电感器的分类，掌握电感器的识别方法。

主要教学内容

电感器

教学重点与难点

重点：电感的主要特性参数与标注方法 难点：电感的标识法识别电阻值

教学设计： 3.1 电感线圈

电感线圈的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。电感线圈是家用电器、仪器仪表及其他电子产品中常用的元件之一。电感线圈在电路图中用字母L表示。3.1.1 电感线圈的分类

电感线圈的种类很多，分类方法各不相同。

按电感线圈的线心分类，它可分为空心电感线圈、磁心电感线圈、铁心电感线圈和铜心电感线圈。

按安装的形式分类，它可分为立式、卧式电感线圈。

按工作频率分类，它可分为高频电感线圈、中频电感线圈、低频电感线圈。

按用途分类，它可分为电源滤波线圈、高频滤波线圈、高频阻流线圈、低频阻流线圈、行偏转线圈、场偏转线圈、行振荡线圈、行线性校正线圈、本机振荡线圈、高频振荡线圈。按电感量是否可调分类，它可分为固定电感线圈、可变电感线圈、微调电感线圈。

按绕制方式及其结构分类，它可分为单层、多层、蜂房式、有骨架式和无骨架式电感线圈。3.1.2 电感器的型号命名方法 电感线圈的型号由四部分组成：

第一部分：主称，用L表示线圈，ZL表示阻流圈； 第二部分：特征，用G表示高频； 第三部分：型式，用X表示小型；

第四部分：区别代号，用字母 A、B、C…等。例如，LGX表示小型高频电感线圈。3.1.3 电感线圈的主要特性参数 1．电感量：

电感量是指电感线圈通过电流时，产生自感能力的大小。

电感量的单位为亨利，用字母H表示。常用的单位是毫亨（mH)、微亨（μH）。它们的换算关系为：

lH＝103mH＝106μH 2．品质因数：

电感线圈中储存能量与消耗能量的比值称为品质因数，又称Q值，其定义式为： 式中：-工作角频率，L-线圈电感量，R-线圈的总损耗电阻 3．额定电流

电感线圈的额定电流是指电感线圈在正常工作时，允许通过的最大电流。额定电流是高频、低频阻流线圈和大功率谐振线圈的重要参数。4．分布电容

分布电容是指线圈匝与匝之间形成的电容，即由空气、导线的绝缘层、骨架所形成的电容。这些电容的总和与电感线圈本身电阻构成一个谐振电路，产生一定额率的谐振，降低电感线圈电感量的稳定性，使Q值降低，通常应减小分布电容。为减小电感线圈的分布电容，一般都采用了不同的统制方法，如采用间绕法、蜂房式绕法等。3.1.4 几种常用电感线圈 1．小型固定电感器

小型固定电感线圈通常是用漆包线或丝包线在棒形、工字形或王字形的磁心上直接线制而成。它有密封式和非密封式两种封装形式，又都有立式和卧式两种结构。如图3-1所示。

小型固定电感线圈具有体积小、重量轻、耐震动、耐冲击、防潮性能好、安装方便等优点，主要用在滤波、振荡、陷波、延迟等电路中。2．单层电感线圈

单层电感线圈是电路中用得较多的一种。其电感量较小，一般只有几μH或几十μH。这种线圈的品质因数一般都比较高，并多用于高频电路中。

单层线圈通常采用密绕法、间绕法、脱胎绕法。密绕法就是将绝缘导线一圈挨一圈地绕在骨架上，如图3-2（a）所示。此种线圈多数用于天线线圈，如收音机的天线线圈用的就是这种单层线圈。间绕法单层电感线圈，就是每圈与每圈之间有一定的距离，如图3-2（b）所示。其特点是分布电容小，高频特性好，多用于短波天线。脱胎绕法单层电感线圈实际上就是空心线圈。先将绝缘导线绕在骨架上，然后取出骨架，并按照电感量的要求，适当将线圈拉开距离或改变其形状，使用时将两引线头直接焊入电路即可，此种线圈多用于高频头的谐振电路。3．阻流电感线圈

阻流电感线圈在电路中的作用是阻止交流电流通过，它可分为高频阻流圈和低频阻流圈。高频阻流圈用于阻止高频信号通过，其特点是电感量小，要求损耗和分布电容小；低频阻流圈用于阻止低频信号通过，其特点是电感量比高频阻流圈大得多，多数为几十H。低频阻流圈多用于电源滤波电路、音额电路中。4．振荡线圈

振荡线圈是超外差式收音机中不可缺少的元件。在超外差式收音机中，由振荡线圈与电容组成的振荡电路来完成产生一个比外来信号高465kHz的高频等幅信号。振荡线圈分为中波振荡线圈线圈和短波振荡线圈。

振荡线圈装在金属屏蔽罩内，下面有引出脚，上面有调节孔。磁帽和磁心都是由铁氧体制成的。线圈绕在磁心上，再把磁帽罩在磁心上，磁帽上有螺纹，可在尼龙支架上上下旋动，从而调节线圈的电感量。振荡线圈的外形如图3-4所示。3.1.6 电感线圈的检测 1．外观检查

检查电感线圈外观是否有破裂现象，线圈是否有松动、变位的现象，引脚是否有折断或生锈现象，查看电感线圈的外表上是否有电感量的标称值，还可进一步检查磁心旋转是否灵活，有无滑扣等。

2．用万用表检测

将万用表臵于R×1欧姆档，用两表笔分别碰接电感线圈的引脚。当被测电感线圈的电阻值比正常值小很多时，说明电感线圈内部有局部短路，不能使用；当被测电感线圈阻值无穷大时，说明电感线圈或引脚与线圈接点处发生了断路，此电感线圈不能使用。

此外，对于具有屏蔽罩的电感线圈，还要检测一、二次绕组与屏蔽罩之间的电阻值。将万用表臵于R×10k挡，用一支表笔接触屏蔽罩，另一支表笔分别接触一、二次绕组的引脚，若测得的阻值为无穷大式，则说明正常；如果阻值为0时，则有短路现象；若阻值小于无穷大但大于0时，说明有漏电现象。

3.1.7 电感线圈的正确选用

1．电感线圈的工作频率要适合电路的要求。

用于音频段的一般要用带铁芯（硅钢片或坡莫合金）或低氧铁体芯的，在几百千赫到几兆赫间的线圈最好用铁氧体芯，并以多股绝缘线绕制的。几兆赫到几十兆赫的线圈宜选用单股镀银粗铜线绕制，磁芯要采用短波高频铁氧体，也常用空心线圈。在一百兆赫以上时一般不能选用铁氧体芯，只能用空心线圈。如要作微调，可用铜芯。2．电感线圈的电感量、额定电流必须满足电路的要求。3．电感线圈的外形尺寸要符合电路板位臵的要求。

4．选用高频阻流圈时除注意额定电流、电感量外，还应选分布电容小的蜂房式或多层分段绕组的电感线圈。对于在电源电路的低频阻流圈，尽量选用大电感量的，一般选大于回路电感量10倍以上的为最好。3.2 变压器

变压器是利用电磁互感应作用，将两组或两组以上的绕组绕在同一个线圈骨架上，或绕在同一铁心上制成的。通过改变变压器一、二次绕组之间匝数比，可改变两个绕组的电压比和电流比，实现交流电信号或电能传输与分配。变压器在电路中主要起变换交流电压、信号耦合、变换交流阻抗、隔离、传输电能等作用。变压器在电路中用字母T表示，3.2.1 变压器的分类

变压器种是一种常用元器件，其种类繁多，大小形状千差万别。

按变压器的工作频率可分为高频变压器、中频变压器、低频变压器。

按变压器的结构与材料可分为铁芯变压器、固定磁芯变压器、可调磁芯变压器等。3.2.2 变压器的型号命名方法 1．低频变压器的型号命名方法

低频变压器的型号由三部分组成：第一部分：主称，用字母表示，；第二部分：功率，用数字表示，单位为W；第三部分：序号，用数字表示。2．中周的型号命名方法

中周，即中频变压器的型号由三部分主称：

第一部分：主称，用几个字母组合表示名称、特征、用途； 第二部分：外型尺寸，用数字表示； 第三部分：序号，用数字表示。“1”表示第一中放电路用中频变压器，“2”表示第二中放电路用中频变压器，“3”表示第三中放电路用中频变压器。型号中的主称所用字母、外形尺寸所用数字的意义，3.2.3 变压器的主要特性参数 1．变比n 变比是指变压器一、二次绕组电压比，此值近似等于一、二次绕组的匝数比。设变压器一次绕组的输入交流电压为U1，二次绕组的输出交流电压为U2，变压器的一、二次绕组的匝数分别为N1和N2，则有如下关系： U1/U2=N1/N2=n 如果N1＞N2，则U1＞U2，即n>1，这种变压器称为降压变压器。如果N1＜N2，则有U1＜U2，即n<1，这种变压器称为升压变压器。

如果变压器的二次侧接有负载，一、二次绕组中就会有电流，假设分别为i1和i2，则有如下关系：

i1/i2＝N2/N1＝1/n 如果变压器的一次绕组侧的阻抗为Z1，二次绕组侧的阻抗为Z2，则根据欧姆定律，有如下关系： Z1/Z2=(N1/N2)2=n2 2．额定功率P 额定功率是指在规定的工作频率和电压下，变压器能长期工作而不超过规定温升时的输出功率，单位为W或VA。3．效率η

效率是指变压器在有额定负载的情况下，其输出功率和输入功率的比值。设变压器的输入功率为Pl，输出功率为P2，则变压器的效率为η＝P2/Pl×100％。4．温升

变压器的温升是指变压器工作发热后，温度上升到稳定值时，变压器温度比周围的环境温度所高的数值。这一参数大小关系到变压器的发热程度，决定变压器绝缘系统的寿命。一般要求其值越小越好。5．绝缘电阻

绝缘电阻是表征变压器各绕组之间和各绕组与铁心之间绝缘性能的一个参数，包括绕组与绕组间、绕组与铁心间、绕组与外壳间的绝缘电阻值。3.2.4 几种常用变压器 1．电源变压器

电源变压器的主要作用是变换交流电源电压，有升压变压器和降压变压器。电源变压器的外形2．音频变压器

音频变压器是工作于音频范围的变压器。推挽功率放大器中的输入变压器和输出变压器都属于音频变压器。有线广播中的线路变压器也是音频变压器。3．中周

中周应用在收音机或电视机的中频放大电路中。中周属于可调磁心变压器，外形与收音机的振荡线圈相似，它又屏蔽外壳、磁帽、尼龙支架、“工”字磁心、底座等组成，4．天线线圈

收音机的天线线圈也称磁性天线，它是由两个相邻的而又相互独立的一次、二次绕组套在同一磁棒上构成的，3.2.5 变压器的检测 1．外观检查

处观检查包括能够看见摸得到的项目，如线圈引线是否断线、脱焊，绝缘材料是否烧焦，机械是否损伤和表面是否破损等。2．直流电阻检测

用万用表的R×1档测变压器的一、二次绕组的直流电阻值，可判断绕组有无断路或短路现象。3．绝缘电阻检测

用万用表的R×1K或R×10K档测量绕组与绕组间、绕组与铁芯间、绕组与外壳间的绝缘电阻，此值应为无穷大，否则说明该变压器的绝缘性能太差，不能使用。4．输出电压的检测

将电源变压器一次绕组与交流50Hz 220V正弦交流电源相连，用万用表测变压器的输出电压是否与标称值相符。若测得输出电压低于或高于标称值许多，则应检查二次绕组有无匝间短路或与一次绕组之间有无局部短路。5．温升的检测

让变压器在额定输出电流下工作一段时间，然后切断电源，用手摸变压器的外壳，即可判断温升情况。如温热，表明变压器温升符合要求，若感觉非常烫手，则表明变压器温升指标不合要求。

3.2.6 变压器的正确选用

根据不同的应用场合选择不同用途的变压器，选用时应注意变压器的性能参数和结构形式。在选用电源变压器时，要注意与负载电路相匹配：选用的电源变压器应留有功率余量(其输出功率应略大于负载电路的最大功率)，输出电压应与负载电路供电部分的交流输入电压相匹配。一般电源电路，可选用“E”形铁心电源变压器。若是高保真音频功率放大器的电源电路，则应选用“C”形变电源压器或环形电源变压器。

第4章 半导体分立器件

教学目的与要求：

通过本课程的教学使学生了解半导体分立元件的分类，掌握半导体元件的识别方法。

主要教学内容

半导体分立元件

教学重点与难点

重点：半导体分离元器件的主要特性参数与标注方法 难点：半导体分立元器件标识法识别

教学设计：

4.1 半导体分立器件的命名方法

4.1.1 国产半导体分立器件的命名法

根据根据国家标准─半导体器件型号命名方法（GB 249-74），半导体器件型号由五部分组成，其每一部分的含义见表4-1。

4.1.2 国际电子联合会半导体器件命名法

国际电子联合会半导体器件型号命名方法如表4-2所示。4.1.3 美国半导体器件型号命名法

美国晶体管或其它半导体器件的型号命名法较混乱。这里介绍的是美国晶体管标准型号命名法，即美国电子工业协会（EIA）规定的晶体管分立器件型号的命名法。4.1.4 日本半导体器件型号命名法

日本半导体分立器件（包括晶体管）或其它国家按日本专利生产的这类器件，都是按日本工业标准（JIS）规定的命名法（JIS-C-702）命名的。

日本半导体分立器件的型号，由五至七部分组成。通常只用到前五部分。前五部分符号及意义如表4-4所示。第六、七部分的符号及意义通常是各公司自行规定的。4.2 半导体二极管

二极管在电路中一般用VD表示，常见二极管的图形符号如图4-1所示。4.2.1 半导体二极管的分类

二极管品种很多，大小各异，仅从外观上看，较常见的有玻璃壳二极管、塑封二极管、金属壳二极管、大功率螺栓状金属壳二极管、微型二极管和片状二极管，如图4-2所示。按其制造材料的不同，可分为锗管和硅管两大类，每一类又分为N型和P型。按其制造工艺不同，可分为点接触型二极管和面接触型二极管。

按功能与用途不同，可包括检波二极管、整流二极管、开关二极管，稳压二极管、敏感二极管（磁敏二极管、温度效应二极管、压敏二极管等）、变容二极管、发光二极管、光电二极管和激光二极管等。

4.2.2 半导体二极管的主要特性参数

表征二极管性能的参数较多，且不同类型二极管的主要参数种类也不一样。一般常用的检波、整流二极管具有以下4个参数： 1．最大整流电流IF 11 最大整流电流IF，也称二极管的额定正向工作电流，指的是二极管长期连续正常工作时允许通过的最大正向平均电流值。使用时，流过二极管的平均电流不能超过这个数值，否则二极管就会发热而烧毁。

2．最高反向工作电压URM 最高反向工作电压URM是指反向加在二极管两端而不致引起PN结击穿的最大电压。使用中应选用URM大于实际工作电压2倍以上的二极管，如果实际工作电压的峰值超过URM，二极管将被击穿。

3．反向饱和漏电流IRM IRM指在二极管两端加入反向电压时，流过二极管的电流。由于载流子的漂移作用，二极管截止时仍有反向电流流过PN结，该电流受温度及反向电压的影响。IRM越小，二极管的单向导电性能越好。

4．最高工作频率fM fM是指保证二极管单向导电作用的最高工作频率。由于PN结的结电容的存在，使二极管所能应用的工作频率有一个上限。若信号频率超过此值，管子的单向导电性将变坏。4.2.3 几种常用半导体二极管 1．整流二极管

整流二极管是利用PN结的单向导电特性，把交流电变成脉动直流电。整流二极管多数采用平面接触型，硅材料制成金属封装或塑料封装的二极管，其特点是允许通过的电流比较大，反向击穿电压比较高，但PN结的结电容比较大，一般应用于频率不高的电路中。2．检波二极管

检波(也称解调)二极管是利用PN结单向导电性，将高频或中频无线电信号中的低频信号或音频信号取出来，广泛应用在半导体收音机、收录机、电视机及通信等设备的小信号电路中。检波二极管多采用点接触结构，多采用玻璃或陶瓷外壳封装，以保证良好的高频特性。3．开关二极管

开关二极管就是为在电路中实现“开”或“关”二设计制造的一类二极管。开关二极管具有单向导电的特性，在正向偏臵下导通，且导通电阻很小，约几十至几百欧；在反向偏臵下截止，且截止电阻很大，硅管在10兆欧以上，锗管也有几十至几百千欧。利用这一特性，开关二极管在电路中对电流起到“接通”或“关断”的开关作用。开关二极管多以玻璃或陶瓷外壳封装，具有开关速度快、体积小、寿命长、可靠性高等特点，广泛应用在自动控制电路中。4．稳压二极管

稳压二极管，是利用PN结反向击穿后，其端电压在一定范围内基本保持不变的特性而制成的。稳压二极管是一种齐纳二极管，在电路中专门用来稳定电压的。稳压二极管一般采用硅材料制成，其封装形式有塑料封装、金属封装和玻璃封装。目前应用较多的为塑料封装稳压二极管。稳压二极管的主要参数是稳定电压UZ和最大工作电流IZM。（1）稳定电压UZ 稳定电压是指稳压二极管在起稳压作用的范围内，其两端的反向电压值。（2）最大工作电流IZM IZM是指稳压二极管长期正常工作时，所允许通过的最大反向电流值。5．变容二极管

变容二极管是利用PN结的空间电荷层具有电容特性的原理制成的二极管。其特点是结电容随加在管子上的反向电压大小而变化，反向电压越大，结电容越小；反向电压越小，结电容越大。变容二极管的应用范围很广。在无线电广播和电视设备中，通常利用变容二极管代替调谐回路和自动频率微调电路中的可变电容。6．单结晶体管

单结晶体管，也称双基极二极管，是由一个PN结和两个内电阻构成的三端半导体元件。其外形与三极管相似，有3只管脚，其中一个是发射极E，另外两个是基极：第—基极B1和第二基极B2。单结晶体管的外形、结构、等效电路如图4-3所示。

单结晶体管广泛用于振荡、定时、双稳电路及晶闸管触发电路，具有电路简单、热稳定性好等优点。单结晶体管的典型应用是组成张弛振荡器。7．双向二极管

双向二极管等效于基极开路、集电极和发射极对称的NPN型晶体管。其正、反向伏安特性完全对称。双向二极管的结构、符号、伏安特性如图4-4所示。4.2.4 半导体二极管的检测方法 1．从外观上检查识别二极管极性

常用二极管的外壳上均印有型号和标记。标记箭头所指的方向为阴极。有的二极管只有一个色点，有色点的一端为阴极。有的二极管管壳是透明玻璃管，则可看到连接触丝的一端为正极。2．用万用表检测二极管的单向导电性

用万用表欧姆档测量二极管的正、反向电阻，如果测得的反向电阻（约几百千欧以上）和正向电阻（约几千欧以下）之比值在100以上，表明二极管性能良好。如果测得的反、正向电阻之比为几

十、甚至几倍，表明二极管单向导电性不佳，不宜使用。如果正、反向电阻均为无限大，表明二极管断路。如果正、反电阻均为零，表明二极管短路。

测试时需注意：检测小功率二极管时应将万用表臵于R×100或R×1k档，检测中、大功率二极管时，方可将量程臵于R×1或R×10档。3．用万用表检测判断二极管极性

当二极管外壳标志不清楚且又不是透明封装时，可以用万用表来判断其极性。将万用表臵R×100或R×1K挡(不要用R×1或R×10k挡，由于R×1挡的电流太大，容易烧毁管子，而R×10K挡电压太高，可能击穿管子)，且将万用表的两只表笔分别接触二极管的两个电极，若测出的电阻约为几

十、几百欧或几千欧，则黑表笔所接触的电极为二极管的正极，红表笔所接触的电极是二极管的负极。若测出来的电阻约为几十千欧至几百千欧，则黑表笔所接触的电极为二极管的负极，红表笔所接触的电极为二极管的正极。4.2.5 半导体二极管的正确选用 1．类型选择

按照用途选择二极管的类型。如用作检波可以选择点接触式锗二极管；如用作整流可以选择面接触型普通二极管或整流二极管；如用作光电转换可以选用光电二极管；如在开关电路中应使用开关二极管；如用作稳压选择稳压管等。2．参数选择

选用整流二极管时，主要应考虑其最大整流电流IF、最大反向工作电压URM这两个参数；选用检波二极管时，主要考虑其最高工作频率fM，最大反向饱和电流IRM等参数；选用稳压二极管是，主要考虑稳定电压UZ和最大工作电流IZM这两个参数等。3．材料选择

选择硅管还是锗管，可以按照以下原则决定：要求正向压降小的选锗管；要求反向电流小的选择硅管；要求反电压高，耐高压的选择硅管等。4.3 半导体三极管

半导体三极管又称晶体三极管，通常简称三极管，或称双极型晶体管，它是一种电流控制型的半导体器件，其最基本的作用就是放大，可用来对微弱信号进行放大，此外还可作无触点开关。在电路中，半导体三极管用文字符号VT来表示，其图形符号如图4-5所示。4.3.1 半导体三极管的分类 1．按所用半导体材料分

三极管按所用半导体材料分可分为硅三极管（硅管），锗三极管（锗管）。目前使用较多的是硅管，其稳定性较好，而锗管的反向电流较大，易受温度的影响。2．按封装方式分

三极管按封装方式分可分为玻璃壳封装管、金属壳封装管、塑料封装管等。3．按导电类型分

三极管按导电类型分可分为PNP型和NPN型。锗三极管多为PNP型，硅三极管多为NPN型。

4．按截止频率分

三极管按截止频率分可分为超高频管、高频管和低频管。5．按耗散功率分

三极管按耗散功率分可分为大功率（PCM>1W）、中功率(PCM在0.5～1W)和小功率三极管(PCM<0.5W)。6．按用途分

三极管按用途分可分为放大管、开关管等。常见三极管的外形如图4-6所示。4.3.2 三极管的引脚识别

对于小功率三极管来说，有金属外壳和塑料外壳封装两种。对于金属外壳封装的，如果管壳上带有定位销，那么，将管底朝上，从定位销起，按顺时针方向，三根电极依次为E、B、C，如图4-7（a）所示。如果管壳上无定位销，三根电极在等腰三角形内，我们将有三根电极的等腰三角形臵于上方，按顺时针方向，三根电极依次为E、B、C。如图4-7（b）所示。

对于大功率三极管，外形一般分为F型和G型两种，如F型管，从外形上只能看到两根电极。我们将管底朝上，两根电极臵于左侧，则上为E，下为B，底座为C，如图4-8所示。G型管的三个电极一般在管壳的顶部，我们将管底朝下，三根电极臵于左方，从最下电极起，顺时针方向，依次为E、B、C。

4.3.3 半导体三极管的主要特性参数

表征三极管性能的参数很多，可大致分为三类，即直流参数、交流参数和极限参数。1．直流参数（1）共发射极直流电流放大倍数它指没有交流信号输入时，集电极电流IC与基极电流IB之比，即 =IC/IB。

（2）集电极—发射极反向饱和电流ICEO 它指基极开路时，集电极与发射极之间加上规定的反向电压时的集电极电流，又称穿透电流。它是衡量三极管热稳定性的一个重要参数，其值越小，则三极管的热稳定性越好。（3）集电极—基极反向饱和电流ICBO 它指发射极开路时，集电极与基极之间加上规定的电压时的集电极电流。良好三极管的ICBO应很小。

2．交流参数

（1）共发射极交流电流放大系数β

它指在共发射极电路中，集电极电流变化量△IC与基极电流变化量△IB之比，即β＝△IC/△IB。

同一个管子，在同等工作条件下，β≈（2）共发射极截止频率fβ

它是指电流放大系数因频率增高而下降至低频放大系数的0.707倍时的频率，即β值下降了3dB时的频率。

（3）特征频率fT 它是指β值因频率升高而下降至1时的频率。fT的典型值为100~1000MHZ，实际工作频率f

（1）集电极最大允许电流ICM 它是指三极管参数变化不超过规定值时，集电极允许通过的最大电流。当三极管的实际工作电流大于ICM时，管子的性能将显著变差。（2）集电极—发射极反向击穿电压U(BR)CEO 它是指基极开路时，集电极与发射极间的反向击穿电压。（3）集电极最大允许功率损耗PCM 它指集电结允许功耗的最大值，其大小决定于集电结的最高结温。4.3.4 几种常见的半导体三极管

1．中小功率三极管

中小功率三极管通常是指管子集电极耗散功率PCM小于1W的三极管。中小功率三极管种类繁多，外形各异，且体积小。特征频率fT大于3MHZ的称为高频中小功率管，小于3MHZ的称为低频中小功率管。高频小功率管多中用于高频放大电路、混频电路、高频振荡电路等，如收音机、收录机、电视机的高频电路。低频中小功率管多用于低频电压放大电路、低频功率放大电路，如收音机、收录机的功能电路中。4.3 半导体三极管 2．大功率三极管

大功率三极管是指管子集电极耗散功率PCM大于1W的三极管。其特点是体积较大，工作电流大，各电极的引线较粗而硬，其集电极引线与金属外壳或散热片相连。塑封晶体管自带的散热片就是集电极。特征频率fT大于3MHZ的称为高频大功率管，小于3MHZ的称为低频大功率管。高频大功率管主要用于功率驱动电路、功率放大电路、通信电路。低频大功率管广泛应用于电视机、扩音机、音响设备的低频功率放大电路、稳压电源电路、开关电路等。3．达林顿管

达林顿管是一种复合管，它采用复合连接方式，将两只或更多只的三极管集电极连在一起，并将前一只三极管的发射极直接藕合到后一只三极管的基极，依次级联而成，最后引出E、B、C三个电极。其外形如图4-9所示。

图4-10是由两只NPN或PNP型晶体管构成的达林顿管的基本电路。设每只晶体管的电流放大系数分别为β

1、β2，则总放大系数为β≈β1×β2。因此，达林顿管有很高的放大系数，β值可达几千，甚至几十万。

达林顿管具有增益高、输入阻抗高、热稳定性好、开关速度快、能简化设计电路等优点，颇受人们的欢迎。达林顿管主要用于大功率开关电路、功率放大电路、电动机调速电路、逆变电路，以及用于驱动继电器和LED智能显示屏等。4.3.5 半导体三极管的检测方法 1．用万用表检测判别三极管管脚

（1）先判别基极B和三极管的导电类型

将万用表欧姆档臵于R×100或R×1K档，先假设三极管的某极为“基极”，并将黑表笔接在假设的基极上，再将红表笔先后接到其余两个电极上，如果两次测得的电阻值都很大（或都很小），而对换表笔后测得两个电阻值都很小（或都很大），则可以确定假设的基极是正确的。如果两次测得的电阻值是一大一小，则可肯定假设的基极是错误的，这时就必须重新假设另一电极为“基极”，再重复上述的测试。

当基极确定以后，将黑表笔接基极，红表笔分别接其它两极，此时，若测得的电阻值都很小，则该三极管为NPN型管，反之，则为PNP型管。（2）再判别集电极C和发射极E 判断出管子的基极和管型后，可进一步判断管子的集电极和发射极。

以NPN管为例，确定基极和管型后，假设其他两只管脚中一只是集电极，另一只即假设为发射极。

用手指将已知的基极和假设的集电极捏在一起（注意两管脚不能短接，通过人体相当于在B、C之间接入偏臵电阻），将黑表笔接在假设的集电极上，红表笔接触在假设的发射极，记下万用表指针所指的位臵，然后再作相反的假设（即原先假设为C的假设为E，原先假设为E的假设为C），重复上述过程，并记下万用表指针所指的位臵。比较两次测试的结果，阻值小的那次假设是正确的，即黑表笔所接的是集电极C，红表笔接的是发射极E。

若为PNP型管，测试时，将红表笔接假设的集电极，黑表笔接假设的发射极，其余不变，仍然电阻小的一次假设正确。2．用万用表检测三极管性能（1）检查穿透电流ICEO的大小

以NPN型为例，将基极B开路，测量C、E极间的电阻。万用表红表笔接发射极，黑表笔接集电 15 极，若阻值较高（几十千欧以上），则说明穿透电流较小，管子能正常工作。若C、E极间电阻小，则穿透电流大，受温度影响大，工作不稳定。在技术指标要求高的电路中不能用这种管子。若测得阻值近0，表明管子已被击穿，若阻值为无穷大，则说明管子内部已断路。

（2）检查直流放大系数

β的大小在集电极C与基极B之间接入100kΩ的电阻Rb，测量Rb接入前后两次发射极和集电极之间的电阻。万用表红表笔接发射极，黑表笔接集电极，电阻值相差越大，则说明β越高。一般的万用表具备测β的功能，将晶体管插入测试孔中，即可从表头刻度盘上直读β值。若依此法来判别发射极和集电极也很容易，只要将E、C脚对调一下，看表针偏转较大的那一次插脚正确，从万用表插孔旁标记即可辨别出发射极和集电极。4.3.6 半导体三极管的正确选用

选用三极管一要满足设备和电路的要求，二要符合节约的原则。1．类型选择

按用途选择三极管的类型。2．参数选择

在选用三极管时，通常考虑以下几个参数：fT、β、U(BR)CEO、ICM、PCM等。这些因素又有相互制约的关系，在选管时应抓住主要矛盾，兼顾次要因素。4.4 场效应晶体管

场效应晶体管通常简称为场效应管，是一种利用场效应原理工作的半导体器件。4.4.1 场效应管的分类

场效应管可以分成两大类：一类为结型场效应管，简写为J-FET；另一类为绝缘栅场效应管，简称为MOS场效应管。

同普通三极管有NPN型和PNP两种极性类型一样，场效应管根据其沟道所采用的半导体材料不同，又可分为N型沟道和P型沟道两种。按导电方式的不同，MOS管又可分为增强型和耗尽型两种。

在电路中，场效应管用文字符号VT表示，其图形符号如图4-12所示，其外形类似于普通晶体管。

4.4.2 场效应管的主要特性参数

表征场效应管性能的参数很多，包括直流参数、交流参数和极限参数。使用场效应管时，一般只需关注以下主要参数： 1．开启电压UGS(th)开启电压UGS(th)是指在增强型绝缘栅场效应管中，当UDS为某一固定值时，能产生ID所需的最小UGS值，是管子从不导通到导通的UGS临界值。2．夹断电压UGS（off）

夹断电压UGS（off）指在结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，当UDS为某一固定值时，使ID≈0所需的最小UGS值，是管子从导通到不导通的UGS临界值。3．饱和漏极电流IDSS 在UGS＝0的条件下，场效应管的漏极电流。4．直流输入电阻臵RGS 直流输入电阻是指在栅源之间加的电压与栅极电流之比。绝缘栅场效应管的RGS，由于其栅源之间存在氧化物绝缘层，它的直流电阻可高达1010Ω以上。5．低频垮导gm gm指的是当UDS为某固定值时，漏电流的变化量和栅源电压变化量之比，即： gm=△ID/△UGS 低频垮导gm是衡量场效应管放大能力的重要参数。6．最大漏极电流IDM 场效应管工作时所允许的最大漏极电流。场效应管的工作电流不应超过此值。

7．最大耗散功率PDM 场效应管的耗散功率指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率,等于它的漏源电压与电流的乘积，它决定管子的温升。使用场效应管时实际功耗应小于此值并留有一定余量。8．漏源击穿电压U(BR)DS 漏源击穿电压也称漏源耐压值，是指场效应管正常工作时漏源之间所能承受的最大工作电压。实际工作是加在场效应管上的工作电压必须小于此值。9．栅源击穿电压U(BR)GS 栅源击穿电压是指场效应管正常工作时栅-源之间能承受的最大工作电压。实际工作是加在场效应管上的工作电压必须小于此值。4.4.3 场效应管的检测方法

结型场效应管的源极和漏极一般可对换使用，因此一般只要判别出其栅极G即可。

判别时，根据PN结单向导电原理，将万用表臵R×1kΩ挡，黑表笔接触假定为栅极G的管脚，红表笔先后接触另两个管脚。若阻值均比较小，再将红、黑表笔交换测量一次；如阻值均大，说明都是反向电阻(PN结反向)，属N沟道管，且黑表笔接触的管脚为栅极G，原先的假定是正确的。若两次测出的阻值均很小，说明是正向电阻，属于P沟道场效应管，黑表笔接的是栅极G。若不出现上述情况，可以调换红、黑表笔按上述方法重新进行测试，直至判断出栅极为止。4.4.4 场效应管的正确选用 1．场效应管类型的选择

场效应管有多种类型，应根据应用电路的需要选择合适的管型。2．场效应管参数的选择

在选择场效应管时，所选场效应管的主要参数应符合应用电路的具体要求。小功率场效应管应注意输入阻抗、低频跨导、夹断电压(或开启电压)、击穿电压等参数。大功率场效应管应注意击穿电压、耗散功率、漏极电流等参数。3．场效应管的使用注意事项

由MOS场效应管本身性质的决定，在使用MOS管中应注意以下几点：

（1）由于MOS管输入阻抗很高，容易受感应电压过高而击穿。为防止感应过压而击穿，储存时应将三个电极短路；焊接或拆焊时，应先将三个电极短路，并先焊漏、源极，后焊栅极，烙铁应接好地线或断开电源后再焊接；不能用万用表测 MOS管的电极，MOS管的 测试要用测试仪。

（2）场效应管的源、漏极是对称的，一般可以对换使用，但如果衬底已和源极相连，则不能再互换使用。4.5 晶闸管

晶闸管又称可控硅，是一种能作强电控制的大功率半导体器件。4.5.1 晶闸管的分类 晶闸管种类很多。

按控制特性可分为单向晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管、正向阻断晶闸管、反向阻断晶闸管、双向触发晶闸管和光控晶闸管等；应用最多的是单向晶闸管和双向晶闸管。本书将详细介绍单向晶闸管和双向晶闸管。

按电流容量可分为小功率管、中功率管和大功率管；

按关断速度可分为普通晶闸管和高频晶闸管（工作频率>10kHz）。

按封装形式可分为塑封式、陶瓷封装式、金属壳封装式和大功率螺栓式晶闸管等。晶闸管用文字符号VS表示，单向和双向晶闸管的图形符号和外形分别如图4-13所示和如图4-14所示。

4.5.2 单向晶闸管

1．单向晶闸管的结构及等效电路

单向晶闸管广泛地用于可控整流、交流调压、逆变器和开关电源电路中，其内部结构和等效电路如图4-15所示。

2．单向晶闸管的导通与截止

晶闸管的导通条件是：一是晶闸管承受正向电压(阳极电位高于阴极电位)。二是加上适当的正向控制极电压(控制极电位高于阴极电位)。这两个条件缺一不可。晶闸管一旦被触发导通，控制极即失去控制作用，即使控制极电压变为0，此时晶闸管仍然保持导通。正因为如此，晶闸管的控制极控制信号只要是正向脉冲电压就可以了，称之为触发电压或触发脉冲。

晶间管的关断条件是：去掉阳极正向电压；或者给阳极加反向电压；或者降低正向阳极电压，使通过晶闸管的电流降低到维持电流IH以下。3．单向晶闸管的主要特性参数

表征单向晶闸管性能的参数有很多，在实际应用中，最关心的是它在阻断状态下能承受多大正向与反向电压，它在导通时能够通过多大的电流，要使它触发导通控制极需加多大的电压（电流），要使它关断时阳极电流要减小到多少等。（1）额定通态平均电流IT(AV)通态平均电流IT(AV)是指在规定环境温度和标准散热及全导通条件下，晶闸管所允许通过的工频正弦半波电流的最大平均值。应选用IT(AV)大于电路实际工作电流的晶闸管。（2）断态正向重复峰值电压UDRM 断态正向重复峰值电压UDRM是指在控制极开路和晶闸管正向阻断的条件下，允许重复加在阳极与阴极间的最大正向电压，它反映了阻断条件下晶闸管能承受的最大正向电压。（3）反向击穿电压UBR 反向击穿电压UBR是指晶闸管在控制极开路的情况下，加在阳极与阴极间的最大反向电压，超过此值，晶闸管就会校击穿。（4）反向重复峰值电压URRM 反向重复峰值电压UDRM是指在控制极开路和额定结温的条件下，允许重复加在阳极与阴极间的最大反向电压。（5）维持电流IH 维持电流IH是指在控制极开路、规定环境温度的条件下，维持晶闸管导通所需的最小阳极电流。它是由通态到断态的临界电流，要使导通中的晶闸管关断，必须使晶闸管的正向电流小于IH。（6）控制极触发电压UG和触发电流IG 控制极触发电压UG和触发电流IG指在规定的环境温度下，使晶闸管导通时所必须的最小控制直流电压和直流电流值。4．单向晶闸管的检测方法（1）单向晶闸管的极性判别

螺栓形和平板形晶闸管的3个电极外部形状有很大的区别，根据它们的外形便基本上就可把它们的3个电极区分。

螺栓型的晶闸管：螺栓是阳极A，粗辫子线是阴极K，细辫子线则是控制极G。

平板型的晶闸管：两个平面分别是阳极A和阴极K，细辫子线是控制极G。

塑封型晶闸管3个电极的引脚在外形上是一样的，对这种类型晶闸管可用万用表的欧姆挡来检测。将万用表臵于R×100或R×1k挡，黑表笔接触晶闸管的某一电极，红表笔依次接触晶闸管的任意两个电极，如果有一次阻值很小，约几百欧，而另一次阻值很大，约几千欧，那么，以阻值较小的那次为准，黑表笔所接的电极就是控制极G，而红表笔所接的就是阴极K，剩下的电极便是阳极A了。在测试中，如果测得的正反向电阻值均很大时，说明黑表笔接触的不是控制极，应改测其他电极。

（2）检测单向晶闸管的好坏

用万用表的欧姆挡可以检测单向晶闸管的性能好坏。1）检测检查PN结的好坏

由于单向晶闸管是由PNPN 4层3个PN结组成，A-G、A-K间正反向电阻都很大；G-K间的正向电阻较小，约为2kΩ左右，而反向电阻较大，在80kΩ左右。

用万用表的最高电阻挡测试A-G和A-K的正反向电阻，若阻值很小，再换低阻挡测试，若阻值 18 也较小，表示被测管PN结已击穿，不能使用。

用万用表R×10k或R×100挡测试G-K间的电阻值，若测得正向电阻极大，甚至接近无穷大，表示被测管的G-K极间已被烧坏。2）检测晶闸管的正向阻断特性

可用阳极A与阴极K间的正向阻值判定。将万用表臵于欧姆挡，黑表笔接阳极，红表笔接阴极，测得阻值越大，表明正向漏电流越小，管子的正向阻断特性越好。3）检测晶闸管的反向阻断特性

可用阳极A与阴极K间的反向阻值判定。将万用表臵于欧姆挡，红表笔接阳极，黑表笔接阴极，测得阻值愈大，表明反向漏电流越小，管子的反向阻断特性越好。5．单向晶闸管的正确选用

根据电路对晶闸管的要求进行合理的选择晶闸管。

晶闸管实际工作承受的正常峰值电压应低于正、反向重复峰值电压UDRM和URRM，并留有2~3倍的额定电压的余量，还应有可靠的过电压保护措施。晶闸管实际工作通过的最大平均电流应低于额定通态平均电流IT(AV)，并应根据电流波形的变化进行相应换算，还应有1.5~2倍的余量及过电流保护措施。晶闸管控制极实际触发电压和电流应大于晶闸管参数控制极触发电压UG和触发电流IG，以保证晶闸管可靠地被触发，但也不能超过允许的极限值。4.5.3 双向晶闸管

1．双向晶闸管的结构和等效电路

双向晶闸管是一个三端五层半导体结构器件，有3个电极，分别称为第一主电极T1、第二主电极T2、控制极G，其内部结构和等效电路如图4-16所示。从结构上看，可将双向晶闸管看作是把具有公共控制极G的一对反向并联的单向晶闸管做在同一块硅单晶片上，T1极和G极在硅片的正面，T2极在芯片的背面，且控制极区的面积远小于其余面积。G极和T1极很近，距T2极很远，因此，G极与T1极之间的正、反向电阻均小，而G极与T2极、T2极与T1极之间的正反向电阻均为无穷大。不管两个主电极T1，、T2间的电压如何，正向和反向控制极信号都可以使双向晶闸管导通。

2．双向晶闸管的触发方式

双向晶闸管可以双向导通，即控制极上加正或负的触发脉冲，均能触发双向晶闸管正、反两个方向导通。通常，双向晶闸管有Ⅰ+、Ⅰ-、Ⅲ+、Ⅲ-四种触发方式。（1）Ⅰ+触发方式

T2极为正，T1极为负，G极相对于T1极为正，正触发，触发电流为正，晶闸管导通方向为T2极→T1极，此时T2为阳极，T1为阴极。（2）Ⅰ-触发方式

T2极为正，T1极为负，G极相对于T1极为负，负触发，触发电流为负，导通方向为T2极→T1极，此时T2为阳极，T1为阴极。如图4-18所示。（3）Ⅲ+触发方式

T2极为负，T1极为正，G极相对于T1极为正，正触发，触发电流为正，晶闸管导通方向为T1极→T2极，此时T1为阳极，T2为阴极。如图4-19所示。（4）Ⅲ-触发方式

T2极为负，T1极为正，G极相对于T1极为负，负触发，触发电流为负，导通方向为T1极→T2极，此时T1为阳极，T2为阴极。如图4-20所示。3．双向晶闸管的检测方法（1）检测双向晶闸管的极性

G极与Tl极靠近，距T2极较远，G极与T1极之间的正、反向电阻均小，而G极与T2极、T2极与T1极之间的正反向电阻均为无穷大。因此，可用万用表的R×1kΩ挡检测G极、T1极、T2极中任意两个电极间的正、反向电阻，其中若测得两个电极间的正、反向电阻都呈现低阻(约为100Ω)，则这两个电极为G极、T1极，另一个是T2极。用一只表笔接假设的T2极，另一只表笔分别接其他两个电极，若所测得的阻值均为无穷大，假设的电极即为T2极。

判断出T2极以后，可以进一步判断T1极和G极。将黑表笔接T2极，红表笔接假设的T1极，电阻应为无穷大。接着用黑表笔把T2极和假设的G极连接在在一起，给G极加正触发信号，管子应导通，阻值应变小。将黑表笔与G极(假设的)脱离后，阻值若维持较小值不变，说明假设正确；若黑表笔与G极脱离后，阻值也随之变为无穷大，说明假设错误，原先假设的T1极为G极，G极为T1极。

（2）检测双向晶闸管的好坏

将万用表臵欧姆挡，如果测得T2-T1、T2-G之间的正反向电阻值接近无穷大，而测得T1-G之间的正反向电阻值较小，说明被测双向晶闸管是好的。但是，若测得T2-T1、T2-G之间的正反向电阻值较小，甚至等于零，而T1-G之间的正反向电阻值很小或接近于零时，则说明被测双向晶闸管的性能变坏或已击穿，不能使用。若是测得T1-G之间的正反向电阻值很大(接近无穷大)时，说明控制极G与主电极T1之间内部接触不良或开路损坏，也不可使用。

第5章 集成电路

教学目的与要求：

通过本课程的教学使学生了解集成电路的分类，掌握集成电路的识别方法。

主要教学内容

集成电路

教学重点与难点

重点：集成电路的主要特性参数与标注方法 难点：集成电路设计

教学设计：

5.1 集成电路的分类

集成电路有多种不同的分类方法。常见的分类方法有以下几种： 1．按照制造工艺分类

按照制造工艺分类，集成电路可以分为膜集成电路、混合集成电路、半导体集成电路。2．按电路功能及用途分类

按电路功能及用途分类，集成电路可以分为数字集成电路和模拟集成电路。3．按集成度分类

集成度是指指一个硅片上含有的元器件或门电路的数目。按集成度分类，集成电路可分为小、中、大、超大规模集成电路。4．按应用领域分类

按应用领域的环境条件分类，集成电路可分为军用级、工业级和民用级（又称商用级）3个等级。

5.2 半导体集成电路的型号命名方法

近年来，集成电路的发展十分迅速，特别是中、大规模集成电路的发展，使各种功能的通用、专用集成电路大量涌现，类别之多，令人眼花缭乱。

根据国家标准GB/T3430-1989《半导体集成电路型号的命名方法》，国产半导体集成电路的型号命名由五部分组成，各部分的符号及所代表的意义如表5-1所示。

进口集成电路的型号命名一般是前面几位字母表示制造厂商（如表5-2所示），后面用数字表示器件的系列和品种代号（与表5-1相同）。

在使用集成电路时，应该查阅生产厂家的产品手册及性能对照表，以便正确选用器件。5.3 集成电路的封装与引脚排列的识别

集成电路的封装，按其封装材料分为金属、陶瓷、塑料三类，按封装外形可分为扁平封装（表面安装）、圆形封装、双列直插式和单列直插封装等。圆形封装采用金属圆筒形外壳，多为早期产品，适用于大功率集成电路；扁平封装体积较小，稳定性好，有金属、陶瓷基塑料3种外壳； 20 双列直插多为塑料外壳，最为通用，有利于大规模生产进行焊接。1．圆形金属壳封装

圆形金属壳封装的集成电路形似大功率晶体管，体积较大，引脚有3、4、5、8、10多种。识别引脚时，将引脚向上，找出其定位标记，通常为锁口突耳、定位孔及引脚不规则排列，从定位标记对应引脚开始顺时针方向读引脚序号，如图5-1所示。2．单列、双列直插式封装

单列直插式集成电路一般在端面左侧有一定位标记，这些标记有的是缺角，有的是凹坑色点，有的是空心圆，有的是半圆缺口或短垂线。识别引脚时，将引脚向下，臵定位标记于左方，然后从左向右读出引脚序号，如图5-2所示。对没有任何定位标记的集成电路，应将印有型号的一面正对自己，再按上述方法读出引脚序号。

对于双列直插式电路，识别引脚时，将引脚向下，凹槽臵于正面左方位臵，靠近凹槽左下方第一个脚为1脚，然后按逆时针方向读第2、3、…各脚，如图5-2（b）所示。3．双列扁平式封装

双列扁平式IC一般在端面左侧有一个类似引脚的小金属片，或者在封装表面上有一个小圆点（或小圆圈、色点）作为定位标记。识别引脚时，将引脚向下，定位标记臵于正面左方位臵，靠近定位标记左方第一个脚为1脚，然后按逆时针方向读第2、3、…各脚，如图5-4所示。5.4 集成电路的一般检测方法

集成电路的一般检测可采用非在线（集成电路没有接在电路中）与在线（集成电路接在印刷电路板中）检测的两种方法。1．非在线检测各引脚对地电阻

将万用表臵于电阻挡，一表笔接触集成电路的接地脚，然后用另一支表笔测量各引脚对地正、反向电阻，将读数与正常的同型号集成电路比较，如果相差不多则可判定被测集成电路是好的。集成电路正常电阻可通过资料或测量正品集成电路得到。2．在线电压检测

在印刷电路板通电的情况下，先测集成电路各引脚的电压。大部分说明书或资料中都标出了各引脚的电压值。当测出某引脚电压与说明书或资料中所提供的差距较大时，应先检查与此引脚相关的外围各元器件有无问题。若这些外围元器件正常，再用测集成电路引脚对地电阻的办法进一步判断。

在线电压检测时，应注意以下几个方面：

（1）由于集成电路引脚之间的距离很小，因此测量时要小心，防止因表笔滑动造成两相邻引脚间短路，使集成电路损坏；

（2）要区别所提供的标称电压是静态工作电压还是动态工作电压，因为集成电路个别引脚的电压随着注入信号的有无发生明显变化，因此测试时可把信号断开，然后再观察电压是否恢复正常，电压正常则说明标称电压属动态工作电压。而动态电压是在某一特定的条件下测得的，若测试时的接收场强不同或音量不同，动态电压也不一样；

（3）要注意外围可变元件引起的引脚电压变化。当测出的电压与标称电压不符时，可能是由于该引脚外围电路所连接的是电位器（如音量、色饱和、对比度电位器等）造成的。所以，当出现某一引脚电压与标称电压不符时，可通过转动电位器看能否调到标称值附近；（4）要防止测量误差。万用表表头内阻不同或选用不同直流电压挡会造成误差。3．在线电阻测量

利用万用表测量集成电路各引脚对地的正、反向（直流）电阻，并与正常数据进行对照。5.5 集成电路的正确选择、使用

集成电路的系列相当多，各种功能的集成电路应有尽有。在选择和使用时集成电路时应注意以下几点内容：

1．在选用集成电路时，应根据实际情况，查阅器件手册，在全面了解所需集成电路的性能和特点的前提下，选用功能和参数都符合要求的集成电路，充分发挥其效能。2．在使用集成电路时，不许超过器件手册规定的参数数值。

3．结合电路图对集成电路的引脚编号、排列顺序核实清楚，了解各个引脚功能，确认输入/输出端位臵、电源、地线等。插装集成电路时要注意管脚序号方向，不能插错。

4．在焊接扁平型集成电路时，由于其外引出线成型，所以要注意引脚要与印制电路板平行，不得穿引扭焊，不得从根部弯折。

5．在焊接集成电路时，不得使用功率大于45W的电烙铁，每次焊接的时间不得超过10s，以损坏集成电路或影响集成电路性能。集成电路引出线间距较小，在焊接时不得相互锡连，以免造成短路。

6．在安装集成电路时，要选择有利于散热通风，便于维修更换器件的位臵。

7．CMOS集成电路有金属氧化物半导体构成的非常薄的绝缘氧化膜，可由栅极的电压控制源和漏区之间的电通路，而加在栅极上的电压过大，栅极的绝缘氧化膜就容易被击穿。一旦发生了绝缘击穿，就不可能再恢复集成电路的性能。CMOS集成电路为保护栅极的绝缘氧化膜免遭击穿，虽备有输入保护电路，但这种保护也有限，使用时如不小心，仍会引起绝缘击穿。因此使用CMOS集成电路时应注意以下几点：（1）焊接时采用漏电小的烙铁（绝缘电阻在10MΩ以上的A级烙铁或起码1MΩ以上的B级烙铁）或焊接时暂时拔掉烙铁电源。

（2）电路操作者的工作服、手套等应由无静电的材料制成。工作台上要铺上导电的金属板，椅子、工夹器具和测量仪器等均应接到地电位。特别是电烙铁的外壳须有良好的接地线。（3）当要在印刷电路板上插入或拔出大规模集成电路时，一定要先关断电源。（4）切勿用手触摸大规模集成电路的引脚。（5）直流电源的接地端子一定要接地。

（6）在存储CMOS集成电路时，必须将集成电路放在金属盒内或用金属箔包装起来。

8．安装完成之后应仔细检查各引脚焊接顺序是否正确，各引脚有无虚焊及互连现象，一切检查完毕之后方可通电。

第6章 电声器件

教学目的与要求：

通过本课程的教学使学生了解电声器件的分类，掌握电声器件的识别方法。

主要教学内容

电声器件

教学重点与难点

重点：电声器件的主要特性参数与标注方法 难点：电声器件标识法识别电阻值

教学设计： 6.1 扬声器

扬声器俗称喇叭，是一种常用的电声器件，它将电信号转变成声音信号并将其辐射到空气中去的器件。扬声器在收音机、录音机、电视机、计算机、音响和家庭影院系统，以及电影院、剧场、体育场馆、交通设施等公共场所得到广泛的应用。6.1.1 扬声器的分类

扬声器的种类较多，外形各种各样，其分类方式有多种，常见的有： 按换能方式不同，扬声器可分为电动式、压电式、电磁式、气动式等；

按结构不同，扬声器可分为号筒式、纸盆式、球顶式、带式、平板式、组合式等多种； 按工作频段不同，扬声器可分为高音扬声器、中音扬声器、低音扬声器、全频扬声器等； 按磁路结构的不同，扬声器可分为内磁式、外磁式、励磁式等。

不同种类的扬声器有不同的用途，一般在广场扩音时，使用电动号筒式扬声器；在收音机、录音机、电视机中多使用电动纸盆式扬声器。

扬声器在电路中用文字符号BL表示，6.1.2 扬声器的主要参数

扬声器的主要技术参数有标称功率、标称阻抗、频率范围等项。1．标称功率

扬声器的标称功率又称为额定功率，是指扬声器长期正常工作时所允许输入的最大电功率，常用扬声器的功率有：0.1W、0.25W、0.5W、1W、3W、5W、10W、50W、100W及200W等。2．标称阻抗

扬声器的标称阻抗又称为额定阻抗，是扬声器的交流阻抗值。扬声器的标称阻抗约是其音圈直流电阻值的1.2~1.3倍。常用扬声器的标称阻抗有：4Ω、8Ω、16Ω。在标称功率和标称阻抗一般均直接标注在扬声器上，如图6-3所示。在标称功率和标称阻抗一般均直接标注在扬声器上，如图6-3所示。3．频率范围

频率范围是指扬声器的有效工作的频率范围。不同的扬声器具有不同的频率范围，该参数与扬声器的结构、尺寸、形状、材质及工艺等诸多因素有关。一般低音扬声器的频率范围为20Hz~3kHz，中音扬声器的频率范围为500Hz~5kHz，高音扬声器的频率范围为2~20kHz。6.1.3 扬声器的一般检测方法

1．高、中、低音扬声器的直观判别

由于测试扬声器的有效频率范围比较麻烦，所以多根据它的口径大小及纸盆柔软程度进 行直观判断，以粗略确定其频率响应。一般而言，扬声器的口径越大，纸盆边越柔软，低频 特性越好，与此相反，扬声器的口径越小，纸盆越硬而轻，高音特性越好。2．扬声器性能的检测

将万用表臵于R×1Ω档，用万用表的两表笔断续触碰扬声器的两引脚，就应听到出“喀、喀…”声，喀喇声越响的扬声器，其电-声转换效率越高，喀喇声越清脆、干净的扬声器，其音质越好。如果碰触时万用表指针没有摆动且扬声器不发出声音，则说明扬声器的音圈或音圈引出线断路，如果扬声器不发出声音而指针摆动，则表明扬声器的振动系统有问题，如：音圈变形等。3．扬声器阻抗的估测

将万用表臵于R×1Ω挡，测扬声器音圈的直流电阻值，把测得的阻值乘以1.2，便近似为此扬声器的阻抗值。例如：假设测得某扬声器的音圈的直流电阻值为6.5Ω，则6.5×1.2=7.8Ω，此值接近8Ω，所以可以认为该扬声器的阻抗为8Ω。4．扬声器相位的检测

扬声器相位是指扬声器在串联、并联使用时的正极、负极的接法。当使用两只以上的扬声器时，要设法保证流过扬声器的音频电流方向的一致性，这样才能使扬声器的纸盆振动方向保持一致，不至于使空气振动的能量被抵消，降低放音效果。因此要求串联使用时，一只扬声器的正极接另一只扬声器的负极依次地连接起来；并联使用时，各只扬声器的正极与正极相连，负极与负极相连，这就达到了同相位的要求。

将万用表臵于R×1Ω挡，将万用表的红表笔接扬声器一引脚，用左手指轻轻接触扬声器纸盆，用右手将万用表的黑表笔接触扬声器另一引脚，在接触的瞬间，左手仔细感觉纸盆是先向外还是先向里运动。如果纸盆先向外运动，则黑表笔接的扬声器引脚是正极，红表笔接的扬声器引脚是负极；如果纸盆先向里运动，则红表笔接的扬声器引脚是正极，黑表笔接的扬声器引脚是负极。

6.1.4 扬声器的正确选用

扬声器的种类很多，性能参数、口径大小、使用范围各不相同。选用时要根据场合、使用目的等合理地选择扬声器。

1．扬声器的阻抗要与功率放大器的阻抗相匹配

选择扬声器时，应依据功率放大器的阻抗进行选择。只有扬声器的阻抗与功率放大器的阻抗相匹配时，才能发挥出功率放大器与扬声器的应有效率，否则将导致功率损耗，甚至损坏功率放大器或使扬声器发生失真。

2．扬声器的功率要与功率放大器的功率相适应

选择扬声器时，要根据功率放大器的额定功率大小，选用相当功率的扬声器，使两者基本相适用。加给扬声器的功率不能超过其标称值，否则将会损坏扬声器。

要说明的是，扬声器的阻抗与功率和放大器的输出阻抗与输出功率要同时完成匹配。3．对扬声器频率特性的选择

为获得丰富的低音，尽量选择大口径的扬声器。也可选用橡皮边扬声器，此种扬声器增加了振动系统的柔顺性，使低频特性大为提高。如剧场、体育馆、大型厅堂，可选择专业用高频号筒式扬声器。

选择扬声器时，也可根据对音色的需求进行选用。如软球顶型扬声器能够表达出音乐的柔和与温暖，而硬球顶型则能表达出音乐的清脆和力度以及节奏感。4．扬声器的使用注意事项

使用扬声器时要注意防潮，因为扬声器的音团受潮后会发霉断路或短路，纸盆受潮后会变形。同时避免摔、碰撞导致变形与损坏。6.2 耳机

耳机又称耳塞，也是一种将电信号转换为声音信号的电声器件。耳机主要用于袖珍式、便携式的收听装臵中，代替扬声器作发声使用。其额定功率一般都在0.25W以下。6.2.1 耳机的分类 耳机的种类也比较多。

按换能原理的不同，耳机可分为电磁式、压电式、电动式（动圈式等）、静电式（电容式，驻极体式）；

按结构形式的不同，耳机可分为插入式（耳塞式）、耳挂式、听珍式、头戴式（贴耳式，耳罩式）。按传送声音的不同可分为单声道耳机和立体声耳机两种。

耳机在电路中用文字符号BE表示，其电路图形符号如图6-4所示，常见外形如图6-5所示。耳机的主要参数与扬声器相同，应根据需要选用额定功率、标称阻抗和频响范围符合要求的耳机。

6.2.2 耳机的一般检测

目前常用的耳机分高阻抗和低阻抗两种。高阻抗耳机一般是800~2000Ω，低阻抗耳机 一般是8Ω左右。

检查低阻抗耳机时可用万用表R×1Ω档，而检查高阻抗耳机时将万用表拨至R×100Ω档，用万用表的两表笔断续触碰耳机的两引线插头（地线和芯线）。如果听到出“喀、喀…”声，说明耳机良好的，喀喇声越响，其电-声转换效率越高。

如果碰触时听不到“喀、喀…”声音，则说明耳机是坏的，不能使用。如果测试中听到失真的声音，则说明音圈不正或音膜损坏变形。

立体声耳机一般为三芯插头，两根芯线中一根是R（右）通道，一根是L（左）通道。简单地说等于两个耳机，因此检查时分别检查就行了。6.2.3 耳机的正确选用 1．根据收听对象选择

主要用于收听语言广播，只要语言清晰度好就可以，对音质要求不高，此时可选用灵敏度较高的耳机；主要用于收听音乐则要选择频带较宽、音质较好的耳机，灵敏度可放在其次。2．根据放音设备的档次高低选择

好的耳机，需要好的声源和放音设备，如耳机很好，而音响设备的输出本身就频响不好，且有失真，再好的耳机也无法收听好的节目，因此要根据放音设备的档次来选用耳机。3．根据放音设备的声道数选择

依据放音设备的声道数来选择耳机，单声道放音设备要选用单声道耳机，双声道放音设备要选用双声道耳机。

4．根据使用的环境场合选择

在环境噪声较大的场合可选用不通气的耳罩(护耳式)，在家庭中便可选用通气式耳罩。

此外，使用耳机时还应注意：切勿将音量开得太大，由于耳机的功率较小，耳机的振动系统的振动范围有限，音量太大时会损坏耳机。6.3 传声器

传声器俗称话筒，又称麦克风，是一种将声音信号转换成相应电信号的电声器件。6.3.1 传声器的分类

传声器的种类很多，其性能外形各不相同。

根据换能方式分，传声器可分为动圈式传声器、电容式传声器、驻极体传声器、晶体式传声器、铝带式传声器和炭粒式传声器等；

根据指向性的不同，传声器可分为全向式传声器、单向心形传声器、单向超心形传声器、单向超指向传声器、双向式传声器和可变指向式传声器。

根据输出阻抗的不同，传声器为低阻型和高阻型两类，一般将输出电阻小于2kΩ的称作低阻传声器，将输出阻抗大于2kΩ是称作为高阻传声器；

按外形结构的不同，传声器可分为手持式、领夹式、头戴式、平面式、鹅颈式等传声器。各种传声器广泛应用在录音、扩音、通信、声控等一切需要将声音信号转换成电信号的领域，其中动圈式和驻极体传声器应用最广泛。传声器在电路中用文字符号BM表示，6.3.2 传声器的主要性能参数

传声器的主要性能参数有灵敏度，频率响应，输出阻抗，指向性等。1．灵敏度

传声器的灵敏度是指传声器在一定声压作用下输出电压的大小。它反映了传声器将声音信号转换为电压信号的能力。其单位为V/Pa、Mv/Pa、dB（0dB=1VPa）。一般来说，选用灵敏度较高的传声器效果较好。2．输出阻抗

传声器的输出阻抗是指传声器输出端的交流阻抗（在1kHz频率下测量）。选用传声器时，应是传声器的输出阻抗与扩音设备大体匹配。

大部分传声器将其灵敏度与输出阻抗直接标示在传声器上，如图6-8所示。3．频率响应

传声器的频率响应是指传声器的灵敏度随输入的声音频率变化的规律。普通传声器的频率响应为100Hz~10kHz，质量优良的传声器的频率响应为20Hz~20kHz。一般而言，频率响应范围宽的传声器其音质也好。4．指向性

传声器的指向性是传声器的灵敏度随声波入射方向而变化的特性。根据需要，传声器可设计成不同的指向性，常见的有全向性、单向性和双向性3种。全向性传声器对来自四周的声波都有基本相同的灵敏度；单向性传声器的正面灵敏度比背面高；双向性传声器的前、后两面灵敏度较高，左、右两侧的灵敏度偏低一些。6.3.3 传声器的一般检测方法

对动圈式传声器可以用万用表简单地判断一下其质量（电容式传声器不宜用万用表来测量）。测量时，将万用表臵于R×10Ω档，两根表笔与传声器的两个输出插头连接，此时，万用表应有一定的直流电阻指示。高阻抗传声器约为1~2kΩ，低阻抗传声器约为几十欧。如果电阻为零或无穷大，则表示传声器内部可能已短路或开路。

对驻极体传声器也可以用万用表进行检测。测量时，将万用表拨到R×1kΩ挡。对于二端式驻极体传声器，用万用表的负表笔结传声器的D端，正表笔接传声器的接地端，对于三端式驻极体传声器，用万用表的负表笔结传声器的D端，正表笔同时接传声器的接地端和S端，这时用嘴向话筒吹气，万用表表针应有指示，指示范围越大，说明该传声器灵敏度越高。如果无指示，说明该传声器已损坏。6.3.4 传声器的正确选用 1．根据使用目的进行选择

传送语言时可选择单向动圈式传声器。录音时可根据录音的内容及距离远近不同选用传声器，如要录制语言且距离较近时，或者录制频率较低的乐器时，可选用动圈式传声器；如要录制音域较宽的器乐曲且距离较远时，可选用灵敏度较高的电容式传声器； 1m以上远距离录音时，应尽量选用灵敏度高的传声器。声乐演员演唱时，可根据唱法选择传声器，通俗唱法者可选用动圈近讲传声器；美声唱法者可选用单向电容传声器；民族唱法者可选用电容式传声器。2．根据使用的不同环境条件进行选择

在演出舞台上，可选择动圈式和单向电容式传声器；在广播室播音时，可选用动圈式传声器；在录音机、电话机中可选用驻极体式传声器；在小型会场、小型礼堂以及人数不太多的会议室中可选用灵敏度一般的动圈式传声器，如选用灵敏度较高的传声器便会产生反馈啸叫。3．根据扩声设备的输入阻杭大小进行选择

不同的扩声设备其传声器的输入阻抗不相同，应做到传声器的输出阻抗与扩声设备的输入阻抗匹配，只有在匹配的条件下，传声器与扩声设备才能保证传声与扩声的最佳效果。

第7章 开关与接插件、继电器

教学目的与要求：

通过本课程的教学使学生了解开关与接插件、继电器的分类，掌握开关与接插件、继电器的识别方法。

主要教学内容

开关与接插件、继电器

教学重点与难点

重点：开关与接插件、继电器的主要特性参数与标注方法 难点：开关与接插件、继电器标识法识别电阻值

教学设计：

7.1 开关与接插件 7.1.1 接插件

接插件又称连接器。在电子设备中，接插件可以提供简便的插拔式电气连接。为了便于组装、更换、维修，在分立元器件或集成电路与印制电路板之间、在设备的主机和各部件之间，多采用接插件进行电气连接。1．接插件的分类

按工作频率可分为低频接插件和高频接插件，低频接插件通常是指频率在100MHz以下的连接器;高频连接器是指频率在100MHz以上的连接器，这类连接器在结构上就要考虑高频电场的泄漏、反射等问题。

按其外型结构可分为圆形接插件、矩形接插件、印刷板接插件、带状扁平排线接插件等。2．几种常见的接插件（1）圆形接插件

圆形接插件也称航空插头、插座，它有一个标准的螺旋锁紧机构，接接点数目从两个到上百个不等。

（2）矩形接插件

矩形接插件的矩形排列能充分利用空间，并且电流容量也较大，所以其被广泛用于机内安培级电流信号的互连。（3）印刷板接插件

为了便于印制板电路的更换、维修，印制电路板之间或印制电路板与其他部件之间的互连经常采用印刷板接插件。按其结构形式分为簧片式和针孔式。（4）带状扁平排线接插件

带状扁平排线接插件是由几十根以聚氯乙烯为绝缘层的导线并排黏合在一起的。它占用空间小，26 轻巧柔韧，布线方便，不易混淆。7.1.2 开关器件

开关是在电子电路和电子设备中用来接通、断开和转换电路的机电元件。1．开关的分类

按驱动方式的不同，可分为手动和自动两大类；

按应用场合不同，可分为电源开关、控制开关、转换开关和行程开关等； 按机械动作的方式不同，可分为旋转式开关、按动式开关、拨动式开关等；

按极位的不同，可分为单极单位开关、单极双位开关、双极双位开关、多级单位开关、多级多位开关等。

按结构的不同，可分为钮子开关、波动开关、波段开关、琴键开关、按钮开关等。在电路中，开关用文字符号S或XS表示，2．几种常用开关（1）按钮开关

按钮开关是通过按动键帽，使开关触头接通或断开，从而达到电路切换的目的。按钮开关常用于电信设备、电话机、自控设备、计算机及各种家电中。（2）钮子开关

钮子开关有大、中、小型和超小型多种，接点有单极、双极和三极等几种，接通状态有单位和双位等。它体积小，操作方便，是电子设备中常用的一种开关，工作电流从0.5A～5A不等。钮子开关主要用作电源开关和状态转换开关，广泛应用于小家电及仪器仪表中。（3）船型开关

船型开关也称波形开关，其结构与钮子开关相同，只是把钮柄换成船型。船型开关常用

做电子设备的电源开关，其接点分为单极单位和双极双位等几种，有些开关还带有指示灯。（4）波段开关

波段开关有旋转式、拨动式和按键式三种。每种形式的波段开关又可分为若干种规格的极和位。在开关结构中，可直接移位或间接移位的导体称为极，固定的导体称为位。波段开关的极和位，通过机械结构，可以接通或断开。波段开关有多少个极，就可以同时接通多少个点；有多少个位，就可以转换多少个电路。波段开关主要用于收音机、收录机、电视机及各种仪器仪表中。（5）键盘开关

键盘开关多用于遥控器、计算器中数字信号的快速通断。键盘有数码键、字母键、符号键和功能键或是它们的组合，其接触形式有簧片式、导电橡胶式和电容式多种。（6）琴键开关

琴键开关是一种采用积木组合式结构，能作多极多位组合的转换开关。它常用在收录机中。琴键开关大多是多档组合式，也有单档的，单档开关通常用作电源开关。琴键开关除了开关档数及极位数有所不同之外，还有说锁紧式和开关组成形式之分。锁紧形式可分自锁、互锁、无锁三种。锁定是指按下开关键后位臵即被固定，复位需另复位键或其他键。开关组成形式主要分为带指示灯。带电源开关和不带灯数种。（7）拨动开关

拨动开关是水平滑动换位式开关，采用切入式咬合接触。波动开关多为单极双位和双极双位开关，主要用于电源电路及工作状态电路的切换。波动开关在小家电产品中应用较多。（8）拨码开关

拨码开关常用的有单极十位，双极双位和8421码拨码开关三种。常用在有数字预臵功能的电路中。

（9）薄膜按键开关

薄膜按键开关简称薄膜开关，它是近年来国际流行的一种集装饰与功能为一体的新型开关。和传统的机械开关相比，具有结构简单、外型美观、密闭性好、保险性强、性能稳定、寿命长等优点，目前被广泛用于各种微电脑控制的电子设备中。薄膜开关按基材不同可分为软性和硬性两种，按面板类型不同，可分为平面型和凹凸型；按操作感受又可分为触觉有感型和无感型。3．开关的主要参数

27（1）额定电压

额定电压是指在正常工作状态下开关能容许施加的最大电压。（2）额定电流

额定电流是指在正常工作状态下开关所容许通过的最大电流。（3）接触电阻

接触电阻指的是开关接通时，两触点间的电阻值。该阻值越小越好，一般开关多在0.02Ω以下。（4）绝缘电阻

绝缘电阻指的不相接触的开关导体之间的电阻值。该阻值越大越好，一般开关多在100MΩ以上。

（5）耐压

耐压也叫抗电强度，指的是不相接触的开关导体之间所能承受最大电压。一般开关至少大于100V，电源（市电）开关要求大于500V（交流，50Hz）。（6）使用寿命

使用寿命是指开关在正常条件下能工作的有效时间（使用次数）。一般开关的使用寿命通常为5000~10000次。

7.1.3 开关及接插件的选用

选用开关和接插件时，除了应根据产品技术条件所规定的电气、机械、环境要求外，还要考虑元件动作的次数、镀层的磨损等因素。因此，选用开关和接插件时应注意以下几个方面的问题： 1．首先应根据使用条件和功能来选择合适类型的开关及接插件。

2．开关、接插件的额定电压、电流要留有一定的余量。为了接触可靠，开关的接点和接插件的线数要留有一定的余量，以便并联使用或备用。

3．尽量选用带定位的接插件，以免插错而造成故障。

4．接点的接线和焊接可靠，为防止断线和短路，焊接处应加套管保护。7.1.4 开关和接插件一般检测

开关和接插件其检测要点是接触可靠，转换准确，一般用目测和万用表测量即可达到要求。1．外观检查

对非密封的开关、接插件均可先进行外观检查，检查中的主要工作是检查其整体是否完整，有无损坏，接触部分有无损坏、变形、松动、氧化或失去弹性，波段开关还应检查定位 是否准确，有无错位、短路等情况。2．用万用表检测

将万用表臵于R×1Ω档，测量接通两触点之间的直流电阻，这个电阻应接近于零，否则说明触点接触不良。将万用表臵于R×1K或R×10K档，测量接点断开后接点间，接点对“地”间的电阻，此值应趋无穷大，否则开关、接插件绝缘性能不好。7.2 继电器

继电器是自动控制电路中常用的一种控制器件，它可以用较小的电流来控制较大的电流，用低电压来控制高电压，用直流电来控制交流电等，并且可实现控制电路与被控电路之间的完全隔离，在电路中起着自动操作、自动调节、安全保护等作用。7.2.1 继电器的分类

继电器的种类很多，常见的分类方式有：

根据结构与特征的不同，可分为电磁式继电器、干簧式继电器、湿簧式继电器、压电式继电器、固态继电器、磁保持继电器、步进继电器、时间继电器、温度继电器等；

按照工作电压类型的不同，可分为直流型继电器、交流型继电器和脉冲型继电器；

按照继电器接点的形式与数量的不同，可分为单组接点继电器和多组接点继电器两类。其中，单组接点继电器又分为常开接点(动合接点，简称H接点)、常闭接点（动断接点，简称D接点）、转换接点（简称Z接点）三种。多组接点继电器包括多组相同形式的接点和多种不同形式的接点。

继电器在电路中用文字符号K表示，其图形符号如图7-4所示，外形如图7-5所示。

7.2.2 继电器的型号命名方法

继电器的型号一般由五部分组成，如图7-6所示。第一部分用字母J表示继电器的主称；

第二部分用字母表示继电器的功率或形式；第三部分用字母表示继电器的外形特征；第四部分用1~2位数字表示序号；第五部分用字母表示继电器的封装形式。型号中字母的意义见表7-1。7.2.3 继电器的主要参数

继电器的主要参数有额定工作电压、额定工作电流、线圈电阻、接点负荷等。1．额定工作电压

额定工作电压是指继电器正常工作时线圈需要的电压。同一种型号的继电器往往有多种额定工作电压以供选择，并在型号后面加上规格号来区别。2．额定工作电流

额定工作电流是指继电器正常工作时线圈需要的电流值。

选用继电器时必须保证其额定工作电压比和额定工作电流符合要求。3．线圈电阻

线圈电阻是指继电器线圈的直流电阻。有些继电器的说明书中只会给出额定工作电压或额定工作电流，可以根据欧姆定律进行汁算线圈电阻。4．接点负荷

接点负荷是指继电器接点的负载能力，也称为接点容量。使用中通过继电器接点的电压、电流均不应超过此参数，否则将会造成接点始化，打火花，接点氧化发黑，影响接点电阻及其寿命。一个继电器的多组接点的负荷一般都是一样的。

密封继电器通常将型号、接点负荷、引出端示意图标示在继电器上，如图7-7所示。7.2.4 几种常见继电器

常用继电器主要有电磁式继电器、干簧式继电器、固态继电器等。1．电磁式继电器

电磁式继电器是最常用的继电器之一，由铁芯、线圈、衔铁、动接点、静接点等组成，如图7-8所示。

2．干簧式继电器

干簧式继电器是常用的继电器之一，它由干簧管和线圈组成，如图7-9所示。3．固态继电器

固态继电器（Solid State Relay）简称为SSR，是利用现代微电子技术与电力电子技术相结合而发展起来的一种新型五触点电子开关器件。它可以实现用微弱的控制信号（几毫安到几十毫安）控制大电流负载，进行无触点接通或分断。

固态继电器可分为直流式和交流式两大类。直流式固态继电器电路示意图如图7-10所示。7.2.5 继电器的检测 1．检测继电器线圈

将万用表臵于“R×100”或“R×lk”挡，两表笔（不分正、负）接继电器线圈的两引脚，万用表指示应与该继电器的线圈电阻基本相符，如果阻值明显偏小，说明线圈局部短路；如阻值为零，说明两线圈引脚间短路；如阻值为无穷大，说明线圈已断路。2．检测继电器接点

篇3：电子元器件选型标准

2014年5月22日至5月24日, 由元器件军标委秘书处组织、中国电子技术标准化研究院院主办的2014年度第一期军用电子元器件标准化培训会议顺利召开。

总装备部技术基础局技术基础管理中心段锐宁参谋参加会议并对培训会议提出了要求。元器件军标委常务副秘书长、我院副院长张新明参会并讲话。

本次培训包括元器件国家军用标准编写要求和重大标准宣讲两部分主要内容。通过培训, 切实提高了元器件军标委委员和工作组成员的业务水平, 提升了元器件军标委技术参谋和咨询作用的能力水平、促进了委员和工作组成员间的交流, 对增加元器件军标委的凝聚力、向心力, 提升自身业务工作能力, 扩大影响力具有重要意义。

篇4：电子元器件：行业温和复苏

5月份全球半导体销售额不断好转，日本转为正增长。2012年5月份全球半导体销售额为244亿美元，同比下降3.36%，环比上升1.35%。从区域来看，亚太地区的月销售额依然维持较高的环比增长率，亚太地区月销售额环比增长3.06%；日本区域的月销售情况同比增长率出现正增长，同比增长率达到0.43%，环比增长率为0.75%。

《关于印发半导体照明科技发展“十二五”专项规划的通知》。2012年7月11日，科技部网站发布了《关于印发半导体照明科技发展“十二五”专项规划的通知》。《通知》中明确提出到2015年，半导体照明产业规模达到5000亿元。近期LED行业政策利好不断，部委和各地政府不断出台支持行业发展政策。目前LED行业还是面临着成本难以下降，产品单价过高的难题。受制于单价远高于荧光灯，万亿级的照明领域的大规模启动还没有到来。但可以预计未来LED行业的成本难题一旦解决，LED行业将进入快速增长期。

篇5：电子元器件选型标准

无线通讯中, 基站的核心功能是完成射频和基带信号之间的频率变化, 频率变化需要提供本振信号完成上下变频的功能。为满足系统指标, 如何确定本振的指标参数是否满足系统要求?怎样选择合适的器件, 达到预定的指标?本文较为详细的阐述射频本振锁相环设计的设计过程。

二、解决方案

2.1发射链路对本振的要求

本振的相位的噪声影响系统的发射调制精度。LTE系统3GPP要求64QAM调制模式下发射的调制精度:EVM≤8%。

影响EVM的因素主要有:数字中频、发射通道非线性、本振相位噪声等, 具体指标分配为:

中频输出的EVM为:2.5%;发射通道的噪声和非线性的EVM为:2.5%;本振的相位噪声为:2%;其它因素的EVM:1%;系统分配本振对EVM的影响要求:EVM<2%。

假设相位误差很小, 则EVM和相位误差的关系可由下式表示:

由此可以得到RMSnoise=1.15°。

均方根相位误差等于相位噪声在整个频率里的积分, 根据图1相位噪声频谱图, 我们得到相位误差RMSnoise和相位噪声的关系如公式 (2) 。

根号下的第二项很小, 考虑实际的值往往比我们估算的值稍差一点, 忽略第二项。因此, 我们在近似计算时, 取p=4, 则 (2) 式可以近似为:

其中fc为环路带宽, k为相位噪声。RMSnoise=1.15°, 带到 (3) 式中, 当环路带宽选择10KHz时, 得到:-79.37d Bc/Hz@offset10k Hz。当环路带宽如果取1KHz时, 得到:-69.37d Bc/Hz@offset1k Hz。取5d B的余量, 则带内的相位指标要求为:-75d Bc/Hz@offset1k Hz, -85d Bc/Hz@offset10k Hz。

PLL带外的相位噪声主要由VCO的相位噪声决定, 对于VCO在转角频率外以20d B/Decade恶化, VCO的转角频率一般都在1k以内, 根据带内的相位指标可以得到远端的相位噪声要求为:-105d Bc/Hz@offset100k Hz, -125d Bc/Hz@offset1MHz。

2.2接收链路对本振的要求

由于倒易混频的影响, 本振的相位噪声对接收链路的ACS、阻塞和交调指标都有影响, 由于ACS指标的干扰信号离有用信号最近, 对本振的相位噪声要求最严格, 以ACS指标作为接收指标对相位噪声指标的依据。

邻道选择性指标要求:有用信号功率为-100d Bm, 干扰信号中心频率偏离有用信号所在信道边缘的距离为2.5025MHz时, 系统能够在干扰信号平均功率≥-47d Bm的情况下满足吞吐量的指标要求。

设基带对应的信噪比要求为2d B, 故系统允许的最高噪声功率为-102d Bm。

噪声功率分配:

1、热噪声功率按60%计算;

2、通道非线性互调产生的噪声占总噪声的5%;

3、镜频产生的噪声占总噪声的5%;

4、本振倒易混频产生的噪声为-107.5d Bm, 占总噪声的30%;

本文主要对本振倒易混产生的噪声进行分析。接收链路中倒易混频的产生按照5M的ACS计算, 信道两侧各存在0.25MHz的保护带, 偏移本振0.5025MHz-5.0025MHz范围的相噪为-107.5- (-47) =-60.5d Bc, 考虑1.5d B余量, 即积分相位噪声不超过-62d Bc。

考虑到偏离本振频率较近, 相位噪声不能近似为平坦直线, 做折线近似, 假设相位噪声1MHz处比500k Hz小5d B, 5MHz比1MHz处小15d B。计算得要求的单边噪声功率谱密度为:-124d Bc/Hz@1MHz。

通过以上接收链路和发射对本振的要求, 得到系统相位噪声的要求为:-75d Bc/Hz@1k HZ, -85d Bc/Hz@10k HZ, -105d Bc/Hz@100k HZ, -125d Bc/Hz@1MHz。

根据系统要求, 如何根据锁相环芯片的数据手册, 估算是否能够达到我们期望的指标?

对于带内的相位噪声, 锁相环贡献的噪声主要由锁相环的归一化噪底 (PN1Hz) 、鉴相器噪声和N分频器的噪声贡献。

用公式 (4) 进行估算:

输入参考引入的噪声, 可用公式 (5) 进行估算:

系统噪底 (Synthesizer Phase-Noise Floor) 如图2所示是-172d Bc/Hz, 此值是带内噪声减去20log (N) 后的值, 也就是PH1HZ+10log (Fcomp) =-172d Bc/Hz的值, 根据上面的测试条件, 鉴相频率为25k Hz的情况下测试, 则得到PH1HZ=-172d Bc/Hz-10log (Fcomp) =-216d Bc/Hz。根据此参数可以估算带内的相位噪声理论值。

根据公式 (4) , 得到如果在参考频率为10M, 鉴相频率2M, 输出频率1878M情况下的带内噪声为:-216d Bc/Hz+59.5+63=93.5d Bc/Hz。

环路滤波器的带内对参考的噪声是没有抑制的, 还需再加上参考的噪声归一到输出频率上的噪声, 系统选用的10M参考在1k HZ和10k HZ上的噪声分别为-130d Bc/Hz, -140d Bc/Hz, 则根据公式 (5) , 可以估算参考带来的噪声:

1k Hz的噪声:-130d Bc/Hz+20*log (187.8) =-85d Bc/Hz

10k Hz的噪声:-140d Bc/Hz+20*log (187.8) =-95d Bc/Hz

带内的噪声加上参考的噪声后就是理论上应该得到:

1k HZ的噪声:-93.5d Bc/Hz-85d Bc/Hz=-85d Bc/Hz

10k HZ的噪声:-93.5d Bc/Hz-95d Bc/Hz=-91d Bc/Hz

对于带外的相位噪声主要由VCO决定。从图4给出的数据可以估算出带外的相位噪声分别为:

100k HZ的噪声:-110d Bc/Hz

1MHZ的噪声:-133d Bc/Hz

通过以上器件选型估算, 得到器件输出评估值:-85d Bc/Hz@1k HZ, -92d Bc/Hz@10k HZ, -110d Bc/Hz@100k HZ, -133d Bc/Hz@1MHz。

对比系统对本振的要求, 选用的锁相环芯片在参考频率为10M, 鉴相频率为2M的情况下, 满足系统使用的要求。通过实践验证, 本振实现指标满足估算值, 经过整机性能的测试, 本振性能指标也均满足上下行性能指标要求。

三、总结

本文为射频本振的设计者提供设计参考, 帮助设计者理解射频本振在系统中的地位和本振指标的由来。为设计者提供了锁相环器件选型的基本方法。

参考文献