常用电子元件

在电子制作中，要使用到许多不同的电子元件。在这一节中，将简单地介绍常用的电子元件。同学们应认识它们，了解它们的作用，记住它们的符号，以便于今后应用这些元件组装出各种实用的、有趣的电子制品。 　　一、电阻器和电容器 　　（一）电阻器 　　我们将电池、开关和灯泡用导线连接成图3-1电路。开关闭合后，电流由电池正极流出，经开关和小灯泡流入电池负极，小灯泡发光。导线和小灯泡都能导电，它们称为导体。在一般情况下金属都是导体。导体在电流通过时，对电流有一定的阻碍作用，这种阻碍作用称为电阻。电阻的文字符号是R。电阻大小的基本单位是欧姆（符号Ω），还有较大的单位千欧（KΩ），和兆欧（MΩ）。它们的换算关系是： 　　1MΩ＝103KΩ　　1KΩ＝103Ω

图3-1　照明灯电路

常用的电阻分两大类。阻值固定的电阻器称为固定电阻器。阻值连续可变的电阻器称为可变电阻器（包括徽调电阻器和电位器）。它们的外形和图形符号见表3一1。 由于制作的材料不同，电阻器也可分为碳膜电阻、金属膜电阻或线绕电阻等等。 电阻器在电路中起什么作用呢？ 　　表一　　　　常用电阻器 固定电阻器 微调电阻器 电位器 R R R

我们将图3-1电路中的开关换为1个470欧姆的电位器（如图3一2（A））。旋转电位器的转柄，小灯泡的亮度要随着电阻值的大小而改变。电阻值越大，小灯泡越暗。这说明电阻器在电路中可以控制电流的强弱。我们可以参考这个电路制成一个可以调光的玩具小台灯。

图3-2　电阻器和电容器在电路中的作用

电阻器的主要参数有两个： 　　1．标称阻值和允许误差。 　　在电阻上标注的电阻数值叫作标称阻值。如1.5K，5.1Ω……。它的实际阻值允许有一定的误差，叫允许误差，分为Ⅰ级（±5％），Ⅱ级（±10％），Ⅲ级（±20％）。如电阻器上标“3KΩⅠ”，则表示这个电阻的阻值是3KΩ，误差为士5％。 　　电阻的标称值和误差也可以用色环来表示。在电阻上印有四条色彩鲜艳的园环，紧靠电阻左端的三条色环表示电阻值，最后一条色环表示允许误差。识别方法见表3一2。 　　微调电阻器和电位器的标称值是它的最大电阻值。如100K电位器，表示它的阻值可在零至100千欧内连续变化。 　　2．额定功率。 　　指电阻器正常工作时允许的最大功率。超过这个值，电阻器将过分发热而烧毁。在本章所涉及的电子制作中，如无特殊要求，电阻器均采用1/8w的碳膜电阻。 　　（二）电容器 　　两个彼此绝缘、互相靠近的导体就构成了一个电容器。两个导体叫作电容器的两个极，分别用导线引出。电容器的文字符号是C。它的大小用电容量来衡量。电容量的基本单位是法拉（用F表示），还有较小的单位微法（μF）和皮法（PF），这三个单位的换算关系是： 　　1F＝106μF　　1μF＝106PF 表二　　色环表示法 　　　 颜色 第一色环 第二色环 第三色环 第四色环 十位数字 个位数字 倍乘数 允许误差 棕 1 1 ×101 　 红 2 2 ×102 　 橙 3 3 ×103 　 黄 4 4 ×104 　 绿 5 5 ×105 　　 蓝 6 6 ×106 　　 紫 7 7 ×107 　　 灰 8 8 ×108 　 白 9 9 ×109 　　 黑 0 0 ×（100） 　 金 　 　 ×0.1 ±5% 银 　 　 ×0.01 ±10% 本色 　 　 　　 ±20 　　电容器也可以按其电容量是否可以改变分为固定电容器和可变电容器。（包括微调电容器和可变电容器）若按制作材料划分也可分为瓷介电容器、电解电容器、空气电容器等等。电容器的外形和出形符号如表3-3。 固定电容器 微调电容 可变电容 　C　 　C　 C　　 　C

电容器在电路中有什么作用呢？ 　　我们用电容器代替图3-1电路中的开关（如图3-2（B））。接通电路时，我们看到小灯泡闪亮一下后就不再亮了。这是因为电容器在充电的瞬间，电路中有电流。而充电过程很快结束了，电容器充满电荷后，电流消失了。电容器容量越小，充电所用时间越短暂，可见直流电是不能通过电容器的。若将电源改为交流电源，小灯泡将持续发光，若交流电频率可以变化，那么在相同的电压下，高频率交流电较低频率交流电更易于通过同一个电容器而使小灯泡更亮些。这些实验可以说明电容器在电路中，可以起“隔直流，通交流”，“通高频、阻低频”的作用。 　　电容器的主要参数也有两个： 　　1．标称电容量和允许误差。标称电容量指电容器上标注的电容量。允许误差分三级，同于电阻器误差的表示方法。微调电容器和可变电容器标出了它的电容量的最小值和最大值，如7／270P 　　2．耐压。指电容器正常工作时，允许加在电容器上的最高电压值。不能超过，否则将损坏电容器。特别需要指出的是电解电容器两极有正负之分，是有极性电容器，使用时必须按电路要求接入，不能将两根引脚接反。 　　技能训练　认识电阻器和电容器 　　　　目的　认识电阻器和电容器，学会识别色环电阻的阻值和误差。 　　　　器材　不同规格和种类的电阻器和电容器。10只不同的色环电阻。 　　步骤 　　1．认识不同规格和种类的电阻器，读出电阻器的标称阻值和误差。 　　2．认识不同规格和种类的电容器，读出电容器的标称电容量和误差。 　　3．将10只色环电阻插在硬纸板上，观察色环颜色（参考表3-2），写出各电阻的标称值和误差。 　　4．同学问相互检查，10只色环电阻，你识别正确的有几只？ 　　二、晶体管和集成电路 　　在电子制作中要经常使用晶体管和集成电路。晶体管分为晶体二极管和晶体三极管，它们是用半导体材料制成的，所以也叫半导体管。 　　（一）晶体二极管 　　晶体二极管的文字符号是VD，它的外形和图形符号见表3-4。 表四　　常用二极管 检波二极管 整流二极管 发光二极管 光电二极管 　　晶体二极管在电路中有什么作用呢？ 　　我们将晶体二极管接在图3-1电路中的开关位置上（如图3-3（A））。灯泡发光，说明这时二极管导通，二极管的电阻（称为正向电阻）很小。若将二极管两极引脚对调（如图3-3（B）），这时小灯泡就不亮了。这时二极管的电阻（称为反向电阻）很大，电路中几乎没有电流。这个现象说明二极管有单向导电的特性。利用二极管的这个特性，可使用二极管进行检波和整流。

图3　　晶体二极管的单向导电性

晶体二极管的参数有两个： 　　1.最大正向电流：二极管导通时允许通过的最大电流。 　　2.最高反向电压：二极管截止时加在二极管上的最高电压。 　　以上两项参数在使用中都不能超过，否则二极管将损坏。 　　还有一些特殊用途的二极管，如光电二极管、发光二极管等，也在电子制作中经常用到。 　　（二）晶体三极管 　　晶体三极管也是用半导体材料制成的，由于结构不同分为PNP型和NPN型两大类。三极管的文字符号是V。常用的三极管的外形和图形符号如表3-5。 　表3-5　　常用三极管 PNP型 NPN型 　　晶体三极管的三个极，分别称为基极（b)、集电极（c）和发射极（e）。发射极上的箭头表示流过三极管的电流方向。可见两类三极管中电流的流向是相反的。 　　晶体三极管在电路中具有放大作用和开关作用。我们使用晶体三极管在电路中放大微弱的信号电流或制成自动开关，控制用电器的通断。 　　晶体三极管工作原理较复杂，在这里不作介绍。三极管的主要参数是穿透电流和放大倍数。穿透电流Iceo越小，三极管稳定性越好。放大倍数β一般从几十到几百，应根据电路需要选择。 　　（三）集成电路 　　集成电路是将二极管、三极管和电阻电容等元件按照电路结构的要求，制作在一小块半导体材料上，形成一个完整的具有一定功能的电路，然后封装而成。它的文字符号是IC，常用集成电路的外形和图形符号见表3-6。 　　表　3-6　　常用集成电路 　　集成电路是60年代后期，随着电子技术的发展而迅速发展起来的。使用集成电路和使用分立元件组装的电路相比，具有元件少、重量轻、体积小、性能好和省电等多项优点。所以电子产品的集成化已成为电子技术发展的必然趋向。本章的电子制作中将使用到集成电路，同学们可以在实践中体会到它的优越性。 　　技能训练　认识晶体管和集成电路 　　　　目的　认识晶体管和集成电路 　　　　器材　晶体二极管　2AP9　2CPI0　1N4001 　　　　　　　晶体三极管　3DG6　3A×31　9013 　　　　　　　集成电路　LM386　KD-9300等 　　步骤 　　1．认真观察晶体管和集成电路的外观形状，型号和引脚的分布。 　　2．观察晶体三极管管脚排列，辨别b、c、e三个极并弄清判别方法。 　　思考与实践 　　通过本节的学习，你初步认识了哪些电子元件？ 　　找一个小型半导体收音机，打开机壳后盖观察收音机电路板上的各种电子元件。指出各元件的名称，你还有哪些元件不认识，问问老师和同学。