常用电子元器件基本知识

(1)电感量及精度

线圈电感量的大小，主要决定于线圈的直径、匝数及有无铁芯等。电感线圈的用途不同，所需的电感量也不同。例如，在高频电路中，线圈的电感量一般为0.1uH—100H

电感量的精度，即实际电感量与要求电感量间的误差，对它的要求视用途而定。对振荡线圈要求较高，为0.2-0.5％。对耦合线圈和高频扼流圈要求较低，允许10—15％。对于某些要求电感量精度很高的场合，一般只能在绕制后用仪器测试，通过调节靠近边沿的线匝间距离或线圈中的磁芯位置来实现

(2)线圈的品质因数

品质因数Q用来表示线圈损耗的大小，高频线圈通常为50—300。对调谐回路线圈的Q值要求较高，用高Q值的线圈与电容组成的谐振电路有更好的谐振特性；用低Q值线圈与电容组成的谐振电路，其谐振特性不明显。对耦合线圈，要求可低一些，对高频扼流圈和低频扼流圈，则无要求。Q值的大小，影响回路的选择性、效率、滤波特性以及频率的稳定性。一般均希望Q值大，但提高线圈的Q值并不是一件容易的事，因此应根据实际使用场合、对线圈Q值提出适当的要求。

线圈的品质因数为： Q=ωL/R 式中：

ω——工作角频； L——线圈的电感量；

R——线圈的总损耗电阻线圈的总损耗电阻，它是由直流电阻、高频电阻(由集肤效应和邻近效应引起)介质损耗等所组成。\

为了提高线圈的品质因数Q，可以采用镀银铜线，以减小高频电阻；用多股的绝缘线代替具有同样总裁面的单股线，以减少集肤效应；采用介质损耗小的高频瓷为骨架，以减小介质损耗。采用磁芯虽增加了磁芯损耗，但可以大大减小线圈匝数，从而减小导线直流电阻，对提高线圈Q值有利

? (3)固有电容

线圈绕组的匝与匝之间存在着分布电容，多层绕组层与层之间，也都存在着分布电容。这些分布电容可以等效成一个与线圈并联的电容Co，如图示。

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这个电容的存在，使线圈的工作频率受到限制，Q值也下降。图示的等效电路，实际为一由L、R、和Co组成的并联谐振电路，其谐振频率称为线圈的固有频率。为了保证线圈有效电感量的稳定，使用电感线圈时，都使其工作频率远低于线圈的固有频率。为了减小线圈的固有电容，可以减少线圈骨架的直径，用细导线绕制线圈，或采用间绕法、蜂房式绕法。

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(4)线圈的稳定性

电感量相对于温度的稳定性，用电感的温度系数αL表示

式中：L2和L1分别是温度为t2和t1时的电感量。

对于经过温度循环变化后，电感量不再能恢复到原来值的这种不可逆变化，用电感的不稳定系数表示

式中：L和L1，分别为原来和温度循环变化后的电感量。

温度对电感量的影响，主要是因为导线受热膨胀，使线圈产生几何变形而引起的。减小这一影响的方法．可采用热法(绕制时将导线加热，冷却后导线收缩，以保证导线紧紧贴合在骨架上)温度增大时，线圈的固有电容和漏电损耗增加，也会降低线圈的稳定性。改进的方法是，将线圈用防潮物质浸渍或用环氧树脂密封，浸渍后由于浸渍材料的介电常数比空气大，其线匝间的分布电容增大。同时，还引入介质损耗，影响Q值。

? 直流可通过线圈，直流电阻就是导线本身的电阻，压降很小；当交流信号通过线圈时，线圈两端将

会产生自感电动势，自感电动势的方向与外加电压的方向相反，阻碍交流的通过，所以电感的特性是通直流阻交流，频率越高，线圈阻抗越大。电感在电路中可与电容组成振荡电路。

变压器 ? 变压器是变换交流电压、电流和阻抗的器件，当初级线圈中通有交流电流时，铁芯（或磁芯）中便

产生交流磁通，使次级线圈感应出电压（或电流）。变压器有铁芯（或磁芯）和线圈组成，线圈有两个或两个以上的绕组，其中接电源的绕组叫初级线圈，其余的绕组叫次级线圈。

分类

? 按冷却方式分类：干式（自冷）变压器、油浸（自冷）变压器、氟化物（蒸发冷却）变压器 ? 按防潮方式分类：开放式变压器、灌封式变压器、密封式变压器

? 按铁芯或线圈结构分类：芯式变压器（插片铁芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、壳式变压器（插片铁

芯、C型铁芯、铁氧体铁芯）、环形变压器、金属箔变压器 ? 按电源相数分类：单相变压器、三相变压器、多相变压器

? 按用途分类：电源变压器、调压变压器、音频变压器、中频变压器、高频变压器、脉冲变压器 电源变压器的特性参数

? 工作频率：变压器铁芯损耗与频率关系很大，故应根据使用频率来设计和使用，这种频率称工作频

率

? 额定功率：在规定的频率和电压下，变压器能长期工作，而不超过规定温升的输出功率 ? 额定电压：指在变压器的线圈上所允许施加的电压，工作时不得大于规格值

? 电压比：指变压器初级电压与次级电压的比值，有空载电压比与负载电压比的区别

? 空载电流：变压器次级开路时，初级仍有一定的电流，这部分电流称为空载电流。空载电流由磁化

电流（产生磁通）和铁损电流（铁芯损耗）组成。对于50Hz电源变压器而言，空载电流基本上等于磁化电流

? 效率：指次级功率P1与初级功率P2比值的百分比。通常变压器的额定功率越大，效率就越高 ? 绝缘电阻：表示变压器各线圈之间、各线圈与铁芯之间的绝缘性能。绝缘电阻的性能与所使用的绝

缘材料的性能、温度高低与潮湿程度有关

音频变压器与高频变压器的特性参数

? 频率响应：指变压器次级输出电压随工作频率变化的特性

通频带：如果变压器在中间频率的输出电压为Uo，当输出电压（输入电压保持不变）下降到0.707Uo时的频率范围，称为变压器的通频带B

? 初、次级阻抗比：变压器初、次级接入适当的阻抗Ro和Ri，使变压器初、次级阻抗匹配，则Ro

和Ri的比值称为初、次级阻抗比。在阻抗匹配的情况下，变压器工作在最佳状态，传输效率最高

四、晶体二极管 晶体二极管（简称二极管）是晶体管的主要种类之一，应用十分广泛。它是采用半导体材料（如硅、锗、砷化镓等）制成的。

晶体二极管是由一个PN结加上引线和管壳构成的半导体器件。 按制造材料分：硅二极管和锗二极管

按管芯结构分：点接触型二极管和面接触型二极管

按不同用途分：检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管等 字母符号：D

电路符号：正极 负极 二极管的结构

? 结构：PN结构成二极管，何为PN结？

? P性半导体和N型半导体----在纯净的半导体中加入一定类型的微量杂质，能使半导体的导电能力

成百万倍的增加。加入了杂质的半导体可以分为两种类型：一种杂质加到半导体中去后，在半导体中会产生大量的带负电荷的自由电子，这种半导体叫做“N型半导体”（也叫“电子型半导体”）；另一种杂质加到半导体中后，会产生大量带正电荷的“空穴”，这种半导体叫“P型半导体”（也叫“空穴型半导体”）。例如，在纯净的半导体锗中，加入微量的杂质锑，就能形成N型半导体。同样，如果在纯净的锗中，加入微量的杂质铟，就形成P型半导体。

? 我们通过现代工艺，把P型半导体（有大量的带正电荷的空穴）和N型半导体（有大量的带负电荷

的自由电子）结合在一起 ，在P型半导体的N型半导体相结合的地方，就会形成一个特殊的薄层，这个特殊的薄层就叫“PN结”

二极管的特性

? 二极管最主要的特性是单向导电性，在电路

中，电流只能从二极管的正极流入，负极流出，其伏安特性曲线如下图

正向特性：在电子电路中，将二极管的正极接在高电位端，负极接在低电位端，二极管就会导通，这种连接方式，称为正向偏置。必须说明，当加在二极管两端的正向电压（P为正、N为负）很小时（锗管小于0.1伏，硅管小于0.5伏），二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱，处于“截止”状态。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门槛电压”，锗管约为0.2V，硅管约为0.6V）以后，二极管才能直正导通。电压再稍微增大，电流急剧暗加（见曲线I段）。不同材料的二极管，起始电压不同，硅管为0.5-0.7伏左右，锗管为0.1-0.3左右，导通后二极管两端的电压基本上保持不变（锗管约为0.3V，硅管约为0.7V），称为二极管的“正向压降”。

? 反向特性：在电子电路中，二极管的正极接在低电位端，负极接在高电位端，此时二极管中几乎没

有电流流过，此时二极管处于截止状态，这种连接方式，称为反向偏置。当反向电压逐渐增加时，反向电流基本保持不变，这时的电流称为反向饱和电流（见曲线II段)。不同材料的二极管，反向电流大小不同，硅管约为1微安到几十微安，锗管则可高达数百微安，另外，反向电流受温度变化

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的影响很大，锗管的稳定性比硅管差。

? 当反向电压增加到某一数值时，反向电流急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种现象称为

反向击穿（见曲线III)。这时的反向电压称为反向击穿电压，不同结构、工艺和材料制成的管子，其反向击穿电压值差异很大，可由1伏到几百伏，甚至高达数千伏。

我们知道在二极管加上正向电压（P端接正极，N端接负极）时，二极管导通，其PN结有电流通过。这是因为在P型半导体端为正电压时，N型半导体内的负电子被吸引而涌向加有正电压的P型半导体端，而P型半导体端内的正电子则朝N型半导体端运动，从而形成导通电流。同理，当二极管加上反向电压（P端接负极，N端接正极）时，这时在P型半导体端为负电压，正电子被聚集在P型半导体端，负电子则聚集在N型半导体端，电子不移动，其PN结没有电流通过，二极管截止。

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PN结的极间电容----PN结的P型和N型两快半导体之间构成一个电容量很小的电容，叫做“极间电容”（如图所示）。由于电容抗随频率的增高而减小。所以，PN结工作于高频时，高频信号容易被极间电容或反馈而影响PN结的工作。但在直流或低频下工作时，极间电容对直流和低频的阻抗很大，故一般不会影响PN结的工作性能。PN结的面积越大，极间电容量越大，影响也约大，这就是面接触型二极管（如整流二极管）和低频三极管不能用于高频工作的原因

频率特性：由于结电容的存在，当频率高到某一程度时，容抗小到使PN结短路。导致二极管失去单向导电性，不能工作，PN结面积越大，结电容也越大，越不能在高频情况下工作。

温度特性：二极管对温度很敏感，在室温附近，温度每升高1度，正向压降减小2~2.5mV，温度每升高10度，反向电流约增加一倍。

二极管的主要参数

? 描述二极管特性的物理量称为二极管的参数，它是反映二极管电性能的质量指标，是合理选择和使

用二极管的主要依据。 ? 最大平均整流电流IF（AV）

IF（AV）是指二极管长期工作时，允许通过的最大正向平均电流。它与PN结的面积、材料及散热条件有关。实际应用时，工作电流应小于IF（AV），否则，可能导致结温过高而烧毁PN结。 ? 最高反向工作电压VRM

VRM是指二极管反向运用时，所允许加的最大反向电压。实际应用时，当反向电压增加到击穿电压VBR时，二极管可能被击穿损坏，因而，VRM通常取为（1/2 ～ 2/3）VBR 。 ? 反向电流IR

IR是指二极管未被反向击穿时的反向电流。理论上IR = IR（sat），但考虑表面漏电等因素，实际上IR稍大一些。IR愈小，表明二极管的单向导电性能愈好。另外，IR与温度密切相关，使用时应注意。

? 最高工作频率fM