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电子元器件从入门到精通（全2册） by 韩雪涛
第1章 电子基础知识
欧姆定律
欧姆定律规定了电压（U）、电流（I）和电阻（R）之间的关系。在电路中，流过电阻器的电流与电阻器两端的电压成正比，与电阻成反比，即I=U/R，这就是欧姆定律的基本概念。欧姆定律是电路中最基本的定律之一。
在电路中电阻阻值不变的情况下，电阻两端的电压升高，流经电阻的电流也成比例增加；电压降低，流经电阻的电流也成比例减小。
在电路中电阻两端电压值不变的情况下，电阻阻值升高，流经电阻的电流成比例减小；电阻阻值降低，流经电阻的电流则成比例增加。
电功率和焦耳定律
电功
能量被定义为做功的能力。它以各种形式存在，包括电能、热能、 光能、机械能、化学能以及声能等。电能是指电荷移动所承载的能量。 电能的转换是在电流做功的过程中进行的。因此，电流做功所消耗 电能的多少可以用电功来度量。电功的计算公式为
W = UIt
式中，U为电压，V；I为电流，A；W为电功，J（焦耳）。
电功率
功率是指做功的速率或者是利用能量的速率。电功率是指电流在电 位时间内（秒）所做的功，以字母“P”标识，即
P = W/t = UIt/t = UI
式中，U的单位为V；I的单位为A；P的单位为W（瓦特）。
电功率也常用千瓦（kW）、毫瓦（mW）来表示。例如某电极的功率标识为2kW，表示其耗电功率为2kW。也有用马力来表示的（非标准 单位），它们之间的关系是
1kW = 10^3W
1mW = 10^-3W
1马力= 0.735kW
根据欧姆定律，电功率的表达式还可转化为： 由P = W/t = UIt/t = UI，U=I R，因此可得 P = I^2 R
由P = W/t = UIt/t = UI，I =U/R，因此可得 P= U^2/ R 由以上公式可看出： ① 当流过负载电阻的电流一定时，电功率与电阻值成正比； ② 当加在负载电阻两端的电压一定时，电功率与电阻值成反比。
大多数电力设备都标有电瓦数或额定功率。如电烤箱上标有220V 1200W字样，则1200W为其额定电功率。额定电功率即电气设备安全正常工作的最大电功率。电气设备正常工作时的最大电压叫额定电压，例如AC 220V，即交流220V供电的条件。在额定电压下的电功率叫额定功率。实际加在电气设备两端的电压叫实际电压，在实际电压下的电功率叫实际功率。只有在实际电压与额定电压相等时，实际功率才等于额定功率。
在一个电路中，额定功率大的设备实际消耗功率不一定大，应由设 备两端实际电压和流过设备的实际电流决定。
焦耳定律
导体中有电流通过时，导体就会发热，这种现象叫做电流的热效应。
英国物理学家焦耳做了大量的实验后于1840年最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比，与导体电阻成正比，与通电时间成正比。这个规律叫焦耳定律。
用I表示电流，R表示电阻，t为通电时间，Q表示热量，则焦耳定律可以表示为 Q = I^2Rt
电子电路的连接关系——串并联，混联
串联电路
如果电路中多个负载首尾相连，那么就称它们的连接状态是串联的，该电路即称为串联电路。 串联电路可以分为电阻器的串联、电容器的串联、电感器的串联。
并联电路
两个或两个以上负载的两端都与电源两极相连，则称这种连接状态是并联的，该电路即为并联电路。 根据电路元器件的类型不同，并联电路又可以分为电阻器的并联、电容器的并联、电感器的并联等几种。
由图可见，假定将并联电路接到电源上，由于并联电路各并联电阻器两端的电压相同，因而根据欧姆定律有I1=U/R1，I2=U/R2，…，In=U/Rn，而I=I1+I2+…+In，所以有
电路的总电阻（R）与电压（U）和总电流（I）也应满足欧姆定 律，即I=U/R，因而可得
说明并联电路总电阻的倒数等于各并联支路电阻的倒数之和。
混联电路
在一个电路中，把既有电阻器串联又有电阻器并联的电路称为混联电路。分析混联电路可采用下面的两种方法。
- 利用电流的流向及电流的分合将电路分解成局部串联和并联的方法
- 利用电路中等电位点分析混联电路
直流电和交流电
直流电与直流电路
分为脉动直流、恒定直流
一般将可提供直流电的装置称为直流电源，例如干电池、蓄电池、直流发电机等
直流电源有正、负两极。当直流电源为电路供电时，直流电源能够使电路两端之间保持恒定的电位差，从而在外电路中形成由电源正极到负极的电流，如图1-15所示。
由直流电源作用的电路称为直流电路，它主要是由直流电源、负载构成的闭合电路。
如图1-17所示，由图可知，交流220V电压经变压器T，先变成交流低压（12V）。再经整流二极管VD整流后变成脉动直流，脉动直流经LC滤波后变成稳定的直流电压。
交流电与交流电路
交流电（Alternating Current，简称AC）是指大小和方向会随时间作周期性变化的电压或电流。在日常生活中所有的电器产品都需要有供电电源才能正常工作，大多数的电气设备都是由市电交流220V、50Hz作为供电电源，这是我国公共用电的统一标准，交流220V电压是指相线即火线对零线的电压。
如图1-18所示，交流电是由交流发电机产生的，交流发电机通常有产生单相交流电的机型和产生三相交流电的机型。
交流电通过的电路称为交流电路。
万用表的特点与使用
指针万用表、数字万用表
红对+，黑对-。
将红黑表笔接触，进行归零调节
第2章 电阻器的功能特点与识别检测
电阻器的种类特点
电阻器简称电阻，是利用物质对所通过的电流产生阻碍作用这一特性制成的电子元件，是电子产品中最基本、最常用的电子元件之一。图2-1为电路板上的电阻器。
在实际的电子产品电路板中基本都有电阻器，通常起限流、滤波或分压等作用。
电阻器的种类很多，根据其功能和应用领域的不同，主要可分为普通电阻器、敏感电阻器、可调电阻器三大类
普通电阻器
- 碳膜电阻器是将炭在真空高温条件下分解的结晶炭蒸镀沉积在陶瓷骨架上制成的。这种电阻器的电压稳定性好，造价低，在普通电子产品中应用非常广泛。
- 金属膜电阻器是将金属或合金材料在真空高温的条件下加热蒸发沉积在陶瓷骨架上制成的。该类电阻器的阻值也采用色环标注的方法，具有较高的耐高温性能、温度系数小、热稳定性好、噪声小等优点。与碳膜电阻器相比，金属膜电阻器的体积小，但价格也较高。
- 金属氧化膜电阻器就是将锡和锑的金属盐溶液经过高温喷雾沉积在陶瓷骨架上制成的。这种电阻器比金属膜电阻器更为优越，具有抗氧化、耐酸、抗高温等特点。
- 合成碳膜电阻器是将碳黑、填料还有一些有机黏合剂调配成悬浮液，喷涂在绝缘骨架上，再进行加热聚合而成的，如图2-5所示。合成碳膜电阻器是一种高压、高阻的电阻器，通常它的外层被玻璃壳封死。
- 玻璃釉电阻器是将银、铑、钌等金属氧化物和玻璃釉黏合剂调配成浆料，喷涂在绝缘骨架上，再经过高温聚合而成的，如图2-6所示。这种电阻器具有耐高温、耐潮湿、稳定、噪声小、阻值范围大等特点，通常采用直标法标注阻值。
- 水泥电阻器是采用陶瓷、矿质材料封装的电阻器件，如图2-7所示。其特点是功率大、阻值小，具有良好的阻燃、防爆特性。
- 排电阻器简称排阻。这种电阻器是将多个分立的电阻器按照一定的规律排列集成为一个组合型电阻器，也称为集成电阻器电阻阵列或电阻器网络。
- 贴片式电阻器是指采用表面贴装技术安装的一种固定电阻器，该类电阻器一般体积较小，多应用于集成度较高的电子产品中。为适应表面安装工艺的要求，贴片式电阻器是一种无引脚电阻器，如图2-9所示。
敏感电阻器：敏感电阻器是指可以通过外界环境的变化（如温度、湿度、光亮、电压等）改变自身阻值的大小，因此常用于一些传感器中。常用的主要有热敏电阻器、光敏电阻器、压敏电阻器、气敏电阻器、湿敏电阻器等。
热敏电阻器是一种阻值会随温度的变化而自动发生变化的电阻器，大多是由单晶、多晶半导体材料制成的，有正温度系数热敏电阻器（PTC）和负温度系数热敏电阻器（NTC）两种。图2-10为典型热敏电阻器的实物外形。
光敏电阻器是一种由具有光导电特性的半导体材料制成的电阻器，如图2-11所示。光敏电阻器的特点是当外界光照强度变化时，光敏电阻器的阻值也会随之发生变化。
光敏电阻器利用半导体的光导电特性，使电阻器的电阻值随入射光线的强弱发生变化，即：当入射光线增强时，阻值会明显减小；当入射光线减弱时，阻值会显著增大。
湿敏电阻器的阻值会随周围环境湿度的变化而发生变化，常用作传感器，用来检测环境湿度。湿敏电阻器是由感湿片（或湿敏膜）、电极引线和具有一定强度的绝缘基体组成的
压敏电阻器是利用半导体材料的非线性特性原理制成的电阻器，如图2-13所示。压敏电阻器的特点是当外加电压施加到某一临界值时，阻值会急剧变小，常作为过压保护器件，应用在过压保护电路中。
气敏电阻器是利用金属氧化物半导体表面吸收某种气体分子时，会发生氧化反应或还原反应而使电阻值发生改变而制成的电阻器。
可调电阻器
电阻器的识别
固定电阻器直标标识的识别
固定电阻器色环标识的识别
贴片电阻器标识的识别
表2-6 贴片电阻器数字+数字+字母直标法中不同数字代表的有效值对照
热敏电阻器标识的识别
光敏电阻器标识的识别
湿敏电阻器标识的识别
压敏电阻器标识的识别
气敏电阻器标识的识别
可调电阻器标识的识别
电阻器的功能应用
- 限流
- 降压
- 分压
- 热敏
- 光敏
- 湿敏
- 压敏
- 气敏
- 可变
在实际应用中，虽然可变电阻器的阻值可调，但一般在调整至设计要求的阻值后，便不再经常调整（一般可用胶固化，避免阻值发生变化引起电路参数变化）。而需要经常调整的可变电阻器又可称为电位器，适用于阻值经常调整且要求阻值稳定可靠的场合，例如作为电视机的亮度调谐器件、收音机的音量调节器件、VCD/DVD操作面板上的调节器件等。
电阻器的检测方法
第3章 电容器的功能特点与识别检测
电容器的种类特点
电容器可分为普通电容器、电解电容器和可变电容器。
- 普通电容器：常见的普通电容器主要有色环电容器、纸介电容器、瓷介电容器、云母电容器、涤纶电容器、玻璃釉电容器、聚苯乙烯电容器等。
普通电容器也称为无极性电容器，是指电容器的两引脚没有正、负极性之分，使用时，两引脚可以交换连接。在大多情况下，普通电容器由于材料和制作工艺的特点，在生产时电容量已经被固定，因此也属于电容量固定的电容器。
在实际应用中，有一种金属化纸介电容器，在涂有醋酸纤维漆的电容器纸上再蒸镀一层厚度为0.1μm的金属膜作为电极，然后将这种金属化的纸卷绕成芯子，装上引线并放入外壳内封装而成，如图3-4所示。该电容器比普通纸介电容器体积小，但其容量较大，且受高压击穿后具有自恢复能力，广泛应用于自动化仪表、自动控制装置及各种家用电器中，不适于高频电路。
图3-4 金属化纸介电容器的实物外形
云母电容器的电容量较小，只有几皮法（pF）至几千皮法，具有可靠性高、频率特性好等特点，适用于高频电路。
涤纶电容器的成本较低，耐热、耐压和耐潮湿的性能都很好，但稳定性较差，通常适用于稳定性要求不高的电路中，例如，在彩色电视机或收音机的耦合、隔直流等电路中常有应用。
玻璃釉电容器是一种使用玻璃釉粉压制的薄片为介质的电容器，如图3-8所示。这种电容器的电容量一般为10～3300pF，耐压值有40V和100V两种，具有介电系数大、耐高温、抗潮湿性强、损耗低等特点。
聚苯乙烯电容器是以非极性的聚苯乙烯薄膜为介质制成的电容器，内部通常采用两层或三层薄膜与金属电极交叠绕制，如图3-9所示。这种电容器的成本低、损耗小、绝缘电阻高、电容量稳定，多应用于对电容量要求精确的电路中。
- 电解电容器：常见电解电容器与上述几种普通电容器不同，引脚有明确的正、负极之分，因此也称为有极性电容器。在使用该类电容器时，两引脚的极性不可接反。常见电解电容器按电极材料的不同，主要有铝电解电容器和钽电解电容器两种。
铝电解电容器是一种液体电解质电容器，根据介电材料的状态不同，分为普通铝电解电容器（液态铝质电解电容器）和固态铝电解电容器（简称固态电容器）两种，如图3-10所示，是目前应用最广泛的电容器。
钽电解电容器是采用金属钽作为正极材料制成的电容器，主要有固体钽电解电容器和液体钽电解电容器两种。其中，固体钽电解电容器根据安装的形式不同，又分为分立式钽电解电容器和贴片式钽电解电容器，如图3-12所示。
钽电解电容器的温度特性、频率特性和可靠性都比铝电解电容器好，特别是漏电流极小、电荷储存能力好、寿命长、误差小，但价格较高，通常用于高精密的电子电路中。
关于电容器的漏电电流： 当电容器加上直流电压时，由于电容介质不是完全的绝缘体，因此电容器就会有漏电电流产生，若漏电电流过大，电容器就会发热烧坏。通常，电解电容器的漏电电流会比其他类型的电容器大。因此，常用漏电电流表示电解电容器的绝缘性能。
关于电容器的漏电电阻： 由于电容两极之间的介质不是绝对的绝缘体，电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般很精确，如534kΩ、652kΩ。电容两极之间的电阻叫做绝缘电阻，也叫漏电电阻，大小是额定工作电压下的直流电压与通过电容的漏电电流的比值。漏电电阻越小，漏电越严重。电容漏电会引起能量损耗，这种损耗不仅影响电容的寿命，而且会影响电路的工作。因此，电容器的漏电电阻越大越好。
- 可变电容器
可变电容器是指电容量在一定范围内可调节的电容器。一般由相互绝缘的两组极片组成。其中，固定不动的一组极片称为定片，可动的一组极片称为动片。通过改变极片间的相对有效面积或片间距离使电容量相应地变化。可变电容器主要用在无线电接收电路中选择信号（调谐）。
可变电容器按照结构的不同又可分为微调可变电容器、单联可变电容器、双联可变电容器和四联可变电容器。
电容器的识别
电容器在电路中用字母“C”表示。电容量的单位是“法拉”，简称“法”，用字母“F”表示。实际中使用更多的是“微法”（用“μF”表示）、“纳法”（用“nF”表示）或皮法（用“pF”表示）。它们之间的换算关系是：1F=10^6μF=10^9nF =10^12pF 。
电容器电路标识的识别
电容器直标标识的识别
电容器数字标识的识别
电容器色环标识的识别
电容器的主要参数有标称容量（电容量）、允许偏差、额定工作电压、绝缘电阻、温度系数及频率特性。
- 电容器的标称容量是指加上电压后储存电荷能力的大小，在相同电压下，储存电荷越多，则电容器的容量越大。
- 电容器的实际容量与标称容量存在一定偏差。电容器的标称容量与实际容量的允许最大偏差范围称为电容量的允许偏差。电容器的允许偏差可以分为3个等级：Ⅰ级±5%；Ⅱ级±10%；Ⅲ级±20%。
- 额定电压指电容器在规定的温度范围内，能够连续可靠工作的最高电压，有时又分为额定直流工作电压和额定交流工作电压（有效值）。额定电压是一个参考数值，在实际使用中，如果工作电压大于电容器的额定电压，电容器就易损坏，呈被击穿状态。
- 电容器的绝缘电阻等于加在电容器两端的电压与通过电容器漏电流的比值。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。对于同一种介质的电容器，电容量越大，绝缘电阻越小。如果是电解电容器，则常通过介电系数来表示电容器的绝缘能力特性。
- 温度系数是指在一定温度范围内，温度每变化1℃电容量的相对变化值。电容器的温度系数用字母αC表示，主要与电容器的结构和介质材料的温度特性等因素有关。温度系数有正、负之分，正温度系数表明电容量随温度升高而增大；负温度系数则是电容量随温度升高而下降。在使用中，无论是正温度系数还是负温度系数，都是越小越好。
- 频率特性是指电容器在交流电路或高频电路的工作状态下，其电容量等参数随电场频率的变化而变化的性质。
电容器引脚极性的识别
区分电解电容器的引脚极性一般可以从三个方面入手：一种是根据外壳上的颜色或符号标识识别；另一种是根据电容器引脚长短或外部明显标识识别；第三种是根据电路板符号或电路图形符号识别。
电容器的功能应用
电容器的工作特性
电容器的两个重要特性，如图3-29所示。
电容器的滤波功能
电容器的充电和放电需要一个过程，电压不能突变。根据这个特性，电容器在电路中可以起到滤波或信号传输的作用。电容器的滤波功能是指能够消除脉冲和噪波功能，是电容器最基本、最突出的功能。
电容器的耦合功能
电容器对交流信号的阻抗较小，易于通过，而对直流信号的阻抗很大，可视为断路。在放大器中，无极性电容器常作为交流信号输入和输出传输的耦合器件，即将前级电路的交流信号耦合至后级电路。如图3-31所示。
可变电容器的功能应用
如图3-32所示，由于可变电容器电容量可调的特性，其主要应用于需要调整电容量电路中，如收音机调谐电路、选频电路等。
电容器的检测方法
检测普通电容器时，可先根据普通电容器的标识信息识读出待测普通电容器的标称电容量，然后使用万用表检测待测普通电容器的实际电容量，最后将实际测量值与标称值比较，从而判别出普通电容器的好坏。
检测电解电容器是否正常有两种方法：一种为电容量的检测；另一种为直流电阻的检测（即检测充、放电状态）。
第4章 电感器的功能特点与识别检测
电感器的种类特点
比较常见的电感器主要有色环电感器、色码电感器、电感线圈、贴片电感器和微调电感器几种。
- 色环电感器是一种具有磁芯的线圈。它是将线圈绕制在软磁性铁氧体的基体上，再用环氧树脂或塑料封装而成的，在色环外壳上标以色环表明电感量的数值
- 色码电感器是指通过色码标识电感器电感量参数信息的一类电感器。它与色环电感器相同，都属于小型电感器，如图4-3所示。通常，色码电感器的体积小巧，性能比较稳定，广泛应用于电视机、收录机等电子设备中。
- 电感线圈是一种常见的电感器，因其能够直接看到线圈的圈数和紧密程度而得名。目前，常见的电感线圈主要有空心电感线圈、磁棒电感线圈、磁环电感线圈、扼流圈等。
- 贴片电感器是指采用表面贴装方式安装在电路板上的一类电感器。其内部的电感量不能调整，因此属于固定电感器。
- 微调电感器就是可以对电感量进行细微调整的电感器。该类电感器一般设有屏蔽外壳，磁芯上设有条形槽口以便调整。图4-9为微调电感器的实物外形。
电感器的识别
电感器电路标识的识别
电感器在电路中的标识通常分为两部分：一部分是电路图形符号，表示电感器的类型；一部分是字母+数字，表示该电感器在电路中的序号及主要参数。 电路图形符号可以体现出电感器的基本类型，引线由电路图形符号两端伸出，与电路图中的电路线连通，文字标识常提供电感器的名称、序号及电感量、型号等参数信息，如图4-10所示。
电感器色环标识的识别
电感器色码标识的识别
电感器直标标识的识别
直标标识是指通过一些代码符号将电感器的电感量等参数标注在电感器上。通常，电感器直标法采用的是简略方式，也就是说，只标注出重要的信息，而不是将所有的信息都标注出来。
电感器的直标标识中，不同的字母在产品名称、允许偏差中所表示的含义：
电感器的功能应用
电感器的工作特性
电感器就是将导线绕制成线圈形状，当电流流过时，在线圈（电感）两端就会形成较强的磁场。由于电磁感应的作用，会对电流的变化起阻碍作用。因此，电感器对直流呈现很小的电阻（近似于短路），对交流呈现的阻抗较高，其阻值的大小与所通过交流信号的频率有关。同一电感元件，通过交流电流的频率越高，呈现的阻值越大。
电感器的两个重要特性： ① 电感器对直流呈现很小的电阻（近似于短路），对交流呈现的阻抗与信号频率成正比，交流信号频率越高，电感器呈现的阻抗越大；电感器的电感量越大，对交流信号的阻抗越大。 ② 电感器具有阻止电流变化的特性，流过电感器的电流不会发生突变，根据电感器的特性，在电子产品中常作为滤波线圈、谐振线圈等。
电感器的滤波功能
由于电感器可对脉动电流产生反电动势，对交流电流阻抗很大，对直流阻抗很小，如果将较大的电感器串接在整流电路中，就可使电路中的交流电压阻隔在电感上，滞留部分则从电感线圈流到电容器上，起到滤除交流的作用。
电感器与电容器构成LC滤波电路，由电感器阻隔交流，电容器则将直流脉动电压阻隔在电容器外，继而使LC电路起到平滑滤波的作用。
电感器的谐振功能
电感器通常可与电容器并联构成LC谐振电路，主要用来阻止一定频率的信号干扰。
LC串联、并联谐振电路
电感器对交流信号的阻抗随频率的升高而变大。电容器的阻抗随频率的升高而变小。电感器和电容器并联构成的LC并联谐振电路有一个固有谐振频率，即共谐频率。在该频率下，LC并联谐振电路呈现的阻抗最大。利用这种特性可以制成阻波电路，也可制成选频电路。图4-22为LC并联谐振电路示意图。
电感器与电容器并联能起到谐振作用，阻止谐振频率信号输入，若将电感器与电容器串联，则可构成串联谐振电路，如图4-23所示。该电路可简单理解为与LC并联电路相反。LC串联电路对谐振频率信号的阻抗几乎为0，阻抗最小，可实现选频功能。电感器和电容器的参数值不同，可选择的频率也不同。
电感器的检测方法
色环电感器的检测方法
色码电感器的检测方法
电感线圈的检测方法
贴片电感器的检测方法
微调电感器的检测方法
第5章 二极管的功能特点与识别检测
二极管的种类特点
二极管的种类较多，按功能可以分为整流二极管、稳压二极管、发光二极管、光敏二极管、检波二极管、变容二极管、双向触发二极管等。
整流二极管是一种对电压具有整流作用的二极管，即可将交流电整流成直流电，常应用于整流电路中。整流二极管多为面结合型二极管，结面积大，结电容大，但工作频率低，多采用硅半导体材料制成。
稳压二极管是由硅材料制成的面接触型二极管。它利用PN结反向击穿时，其两端电压固定在某一数值上，电压值不随电流的大小变化，因此可达到稳压的目的。
在半导体器件中，PN结具有正向导通、反向截止的特性。若反向施加的电压过高，则该电压足以使其内部的PN结反方向导通，这个电压被称为击穿电压。 在实际应用中，当加在稳压二极管上的反向电压临近击穿电压时，二极管反向电流急剧增大，发生击穿（并非损坏）。这时电流可在较大的范围内改变，管子两端的电压基本保持不变，起到稳定电压的作用，其特性与普通二极管不同。
光敏二极管又称光电二极管。当受到光照射时，反向阻抗会随之变化（随着光照的增强，反向阻抗由大到小），利用这一特性，光敏二极管常作为光电传感器件使用。
发光二极管是指在工作时能够发出亮光的二极管，简称LED，常作为显示器件或光电控制电路中的光源。发光二极管具有工作电压低、工作电流很小、抗冲击和抗振性能好、可靠性高、寿命长的特点。图5-5为发光二极管的外形特点。
检波二极管是利用二极管的单向导电性，再与滤波电容配合，可以把叠加在高频载波上的低频包络信号检出来的器件。
变容二极管是利用PN结的电容随外加偏压而变化这一特性制成的非线性半导体元件，在电路中起电容器的作用，广泛用在参量放大器、电子调谐及倍频器等高频和微波电路中。
双向触发二极管又称为二端交流器件（简称DIAC），是一种具有三层结构的对称两端半导体器件，常用来触发晶闸管或用于过压保护、定时、移相电路。
开关二极管是利用二极管的单向导电性对电路进行“开通”或“关断”的控制。导通/截止速度非常快，能满足高频和超高频电路的需要，广泛应用于开关和自动控制等电路中。
快恢复二极管（简称FRD）也是一种高速开关二极管。这种二极管的开关特性好，反向恢复时间很短，正向压降低，反向击穿电压较高（耐压值较高）。
二极管的识别
二极管电路标识的识别
二极管在电路中的标识通常分为两部分：一部分是电路图形符号，表示二极管的类型；一部分是字母+数字，表示该二极管在电路中的序号及型号。
二极管参数的识别
国产二极管的命名方式是将二极管的类别、材料及其他主要参数标注在二极管表面上。根据国家标注规定，二极管的型号命名由五个部分构成。
美国生产的二极管命名方式一般也由五个部分构成，但实际标注中只标出有效极数、代号、顺序号三部分，
日本生产的二极管命名方式由五个部分构成，包括有效极数、代号、材料/类型、顺序号和规格号
国际电子联合会二极管的命名方式一般由四个部分构成，包括材料、类别、序号和规格号
对于没有任何表示信息的二极管，可以从四个方面来识别类型或材料。
① 根据不同类型二极管的外形特征来识别，例如，稳压二极管外观多为红色玻璃外壳、整流二极管多为黑色柱形、快恢复二极管多为圆形黑白相间且引脚较粗等，对于一般维修人员能够根据这些特点，大体识别出二极管的类型就能够满足一般维修要求了。 ② 根据二极管的应用环境来识别。例如，在电子产品的电源电路中，次级输出部分一般设有多个整流二极管，用于将变压器输出的交流电压整流为直流电压，因此，在电路板中，位于该电路范围内的二极管多为整流二极管。 ③ 根据二极管应用电路原理图或电路板附近的标识来识别。大多数电子产品都配有其维修电路原理图，在电路原理图中通常会标有各种元器件的型号、主要参数等信息，根据该信息很容易进行识别。而且，有些电子产品电路板中在二极管附近会印有其型号标识，也很容易进行识别。 ④ 通过简单的测试来识别。根据硅二极管和锗二极管的特点，可使用万用表检测其导通电压的方法来判别其材料。例如，若实测二极管的导通电压在0.2～0.3V内，则说明该二极管为锗二极管；若实测在0.6～0.7V范围内，则说明所测二极管为硅二极管。
二极管引脚极性的识别
大部分二极管会在外壳上标注极性，有些通过电路图形符号表示，有些通过色环或引脚长短特征标注。
识别安装在电路板上二极管的引脚极性时，可观察二极管附近或背面焊点周围有无标注信息，根据标注信息很容易识别引脚的极性。此外，也可根据二极管所在的电路，找到对应的电路图纸，根据图纸中的电路图形符号识别引脚极性。
二极管的功能应用
二极管的单向导电特性
二极管的内部是由一个PN结构成的
PN结是指用特殊工艺把P型半导体和N型半导体结合在一起后，在两者的交界面上形成的特殊带电薄层。P型半导体和N型半导体通常被称为P区和N区。PN结的形成是由于P区存在大量正空穴而N区存在大量自由电子，因而出现载流子浓度上的差别，于是产生扩散运动。P区的正空穴向N区扩散，N区的自由电子向P区扩散，正空穴与自由电子运动的方向相反。 根据二极管的内部结构，在一般情况下，只允许电流从正极流向负极，而不允许电流从负极流向正极，这就是二极管的单向导电性。
二极管的伏安特性
二极管的伏安特性是指加在二极管两端电压和流过二极管电流之间的关系曲线。二极管的伏安特性通常用来描述二极管的性能
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很小时，二极管仍然不能导通，流过二极管的正向电流十分微弱。只有当正向电压达到某一数值（这一数值称为“门槛电压”，锗管为0.2～0.3V，硅管为0.6～0.7V）以后，二极管才能真正导通。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，二极管处于截止状态，这种连接方式称为反向偏置。二极管处于反向偏置时，仍然会有微弱的反向电流流过二极管，称为漏电电流。反向电流（漏电电流）有两个显著特点：一是受温度影响很大；二是反向电压不超过一定范围时，其电流大小基本不变，即与反向电压大小无关，因此反向电流又称为反向饱和电流。
击穿特性：当二极管两端的反向电压增大到某一数值时，反向电流急剧增大，二极管将失去单方向导电特性，这种状态称为二极管的击穿。
整流二极管的整流功能
整流二极管根据自身特性可构成整流电路，将原本交变的交流电压信号整流成同相脉动的直流电压信号，变换后的波形小于变换前的波形，如图5-22所示。
稳压二极管的稳压功能
稳压二极管的稳压功能是指能够将电路中某一点的电压稳定地维持在一个固定值的功能。
检波二极管的检波功能
检波二极管具有较高的检波效率和良好的频率特性，常用在收音机的检波电路中
二极管的检测方法
- 整流
- 稳压
- 光敏
- 发光
- 检波
- 双向触发
- 判断二极管引脚极性
- 判别二极管制作材料
三极管的功能特点与识别检测
三极管的种类特点
了解三极管的分类
三极管全称“晶体三极管”，又称“晶体管”，是一种具有放大功能的半导体器件，在电子电路中有着广泛的应用。
根据结构不同，三极管可分为NPN型三极管和PNP型三极管两种。 根据功率不同，三极管可分为小功率三极管、中功率三极管和大功率三极管。 根据工作频率不同，三极管可分为低频三极管和高频三极管。 根据封装形式不同，三极管的外形结构和尺寸有很多种，从封装材料上来说，可分为金属封装型和塑料封装型两种。 根据PN结材料的不同可分为锗三极管和硅三极管，除此之外，还有一些专用或特殊三极管。
NPN型和PNP型三极管
三极管实际上是在一块半导体基片上制作两个距离很近的PN结。这两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分为基极（b），两侧部分为集电极（c）和发射极（e），排列方式有NPN和PNP两种，如图6-2所示。
小功率、中功率和大功率三极管
图6-3为三种不同功率三极管的实物外形。小功率三极管的功率一般小于0.3W，中功率三极管的功率一般在0.3～1W，大功率三极管的功率一般在1W以上，通常需要安装在散热片上。
低频三极管和高频三极管
低频三极管的特征频率小于3MHz，多用于低频放大电路；高频三极管的特征频率大于3MHz，多用于高频放大电路、混频电路或高频振荡电路等。
塑料封装三极管和金属封装三极管
根据封装形式不同，三极管的外形结构和尺寸有很多种，从封装材料上来说，可分为金属封装型和塑料封装型两种。金属封装型三极管主要有B型、C型、D型、E型、F型和G型；塑料封装型三极管主要S-1型、S-2型、S-4型、S-5型、S-6A型、S-6B型、S-7型、S-8型、F3-04型和F3-04B型，如图6-5所示。
锗三极管和硅三极管
三极管是由两个PN结构成的，根据PN结材料的不同可分为锗三极管和硅三极管，如图6-6所示。从外形上看，这两种三极管并没有明显的区别。
不论是锗三极管还是硅三极管，工作原理完全相同，都有PNP和NPN两种结构类型，都有高频管和低频管、大功率管和小功率管，但由于制造材料的不同，因此电气性能有一定的差异。 ◇ 锗材料制作的PN结正向导通电压为0.2～0.3V，硅材料制作的PN结正向导通电压为0.6～0.7V，锗三极管发射极与基极之间的起始工作电压低于硅三极管。 ◇ 锗三极管比硅三极管具有较低的饱和压降。
其他类型的三极管
三极管除上述几种类型外，还可根据安装形式的不同分为分立式三极管和贴片式三极管，此外还有一些特殊的三极管，如达林顿管是一种复合三极管、光敏三极管是受光控制的三极管，如图6-7所示。
三极管的识别
三极管电路标识的识别
三极管在电路中的标识通常分为两部分：一部分是电路图形符号，表示三极管的类型；一部分是字母+数字，表示该三极管在电路中的序号及型号。 如图6-8所示，电路中的电路图形符号可以体现出三极管的类型，三根引线分别代表基极（b）、集电极（c）和发射极（e），文字标识通常提供三极管的名称、序号及型号等信息。
国产三极管型号标识的识别
图中标识为“3AD50C”。其中，“3”表示三极管；“A”表示该管为锗材料、PNP型；“D”表示该管为低频大功率管；“50”表示序号；“C”表示规格。因此，该三极管为低频大功率PNP型锗三极管。
日产三极管型号标识的识别
美产三极管型号标识的识别
三极管引脚极性的识别
三极管有三个电极，分别是基极b、集电极c和发射极e。三极管的引脚排列位置根据品种、型号及功能的不同而不同，识别三极管的引脚极性在测试、安装、调试等各个应用场合都十分重要。 图6-14为根据型号标识查阅引脚功能识别三极管引脚的方法。
S-1（S-1A、S-1B）型都有半圆形底面，识别时，将引脚朝下，切口面朝自己，此时三极管的引脚从左向右依次为e、b、c。 S-2型为顶面有切角的块状外形，识别时，将引脚朝下，切角朝向自己，此时三极管的引脚从左向右依次为e、b、c。 S-4型引脚识别较特殊，识别时，将引脚朝上，圆面朝向自己，此时三极管的引脚从左向右依次为e、b、c。 S-5型三极管的中间有一个三角形孔，识别时，将引脚朝下，印有型号的一面朝自己，此时从左向右依次为b、c、e。 S-6A型、S-6B型、S-7型、S-8型一般都有散热面，识别时，将引脚朝下，印有型号的一面朝自己，此时从左向右依次为b、c、e。
B型三极管外壳上有一个突出的定位销，将引脚朝上，从定位销开始顺时针依次为e、b、c、d，其中d脚为外壳的引脚。 C型、D型三极管的三只引脚呈等腰三角形，将引脚朝上，三角形底边的两引脚分别为e、c，顶部为b。 F型三极管只有两只引脚，将引脚朝上，按图中方式放置，上面的引脚为e极，下面的引脚为b极，管壳为集电极。
三极管的功能应用
- 电流放大
- 开关
- 功能试验
三极管的电流放大作用
三极管基极（b）电流最小，且远小于另两个引脚的电流；发射极（e）电流最大（等于集电极电流和基极电流之和）；集电极（c）电流与基极（b）电流之比即为三极管的放大倍数。
三极管的放大作用可以理解为一个水闸。水闸上方储存有水，存在水压，相当于集电极上的电压。水闸侧面流入的水流称为基极电流Ib。当Ib有水流流过，冲击闸门时，闸门便会开启，这样水闸侧面很小的水流流量（相当于电流Ib）与水闸上方的大水流流量（相当于电流Ic）就汇集到一起流下（相当于发射极e的电流Ie），发射极便产生放大的电流。这就相当于三极管的放大作用，如图6-19所示。
基极与发射极之间的PN结称为发射结，基区与集电极之间的PN结称为集电结。PN结两边外加正向电压，即P区接外电源正极，N区接外电源负极，这种接法又称正向偏置，简称正偏。PN结两边外加反向电压，即P区接外电源负极，N区接外电源正极，这种接法又称反向偏置，简称反偏。 三极管具有放大功能的基本条件是保证基极和发射极之间加正向电压（发射结正偏），基极与集电极之间加反向电压（集电结反偏）。基极相对于发射极为正极性电压，基极相对于集电极为负极性电压。
三极管的开关功能
三极管的集电极电流在一定范围内随基极电流呈线性变化，这就是放大特性。当基极电流高过此范围时，三极管集电极电流会达到饱和值（导通），基极电流低于此范围时，三极管会进入截止状态（断路），这种导通或截止的特性在电路中还可起到开关作用，如图6-23所示。
三极管功能试验电路
图6-24（a）是用电池为灯泡供电，接通电路，电池电流流过灯泡，灯泡发光。 图6-24（b）是在灯泡供电电路中串入三极管。当三极管无控制电压时，接通开关。由于三极管处于截止状态，无电流，灯泡不亮。 图6-24（c）是在三极管的基极设置一个电池、一个开关和一个电阻器，当接通开关SWB时，电池经电阻Rb有电压加到晶体管的基极，基极有电流，三极管就会产生集电极电流Ic，并流过灯泡，灯泡发光。如果断开SWB，三极管基极失电，三极管截止，灯泡熄灭。这样就可以通过基极控制三极管的导通状态。
图6-24（d）是在灯泡的供电电路中串入可变电阻器，该电阻器会消耗一定的电能，并有限流作用，串入电阻器的值越大，电路中的电流越小，灯泡亮度会变暗。 图6-24（e）是在三极管的基极电路中串入可变电阻器，调整该电阻器可改变基极电流，基极电流变化会使三极管集电极电流Ic发生变化，因为集电极电流Ic=h FEIb，由此可理解三极管的放大功能。
三极管的检测方法
- NPN型三极管
- PNP型
- 光敏
- 检测三极管放大倍数
- 特性参数
- 交流小信号放大器波形
- 交流小信号三极管性能
- 直流电压放大器
- 驱动三极管
- 光控照明电路
场效应晶体管的功能特点与识别检测
场效应晶体管的种类特点
了解场效应晶体管的分类
场效应晶体管（Field-Effect Transistor）简称FET，是一种典型的电压控制型半导体器件。场效应晶体管是电压控制器件，具有输入阻抗高、噪声小、热稳定性好、便于集成等特点，容易被静电击穿。
场效应晶体管有三只引脚，分别为漏极（Drain）、源极（Source）、栅极（Gate）。根据结构的不同，场效应晶体管可分为两大类：结型场效应晶体管（JFET）和绝缘栅型场效应晶体管（MOSFET）。
结型场效应晶体管
绝缘栅型场效应晶体管
场效应晶体管的识别
场效应晶体管电路标识的识别
场效应晶体管型号标识的识别
场效应晶体管引脚极性的识别
场效应晶体管的功能应用
场效应晶体管是一种电压控制器件，栅极不需要控制电流，只需要有一个控制电压就可以控制漏极和源极之间的电流，在电路中常作为放大器件使用。
结型场效应晶体管一般用于音频放大器的差分输入电路及调制、放大、阻抗变换、稳流、限流、自动保护等电路中。
绝缘栅型场效应晶体管是利用PN结之间感应电荷的多少，改变沟道导电特性来控制漏极电流实现放大功能的
结型场效应晶体管是利用沟道两边的耗尽层宽窄，改变沟道导电特性来控制漏极电流实现放大功能的
绝缘栅型场效应晶体管常用于音频功率放大、开关电源、逆变器、电源转换器、镇流器、充电器、电动机驱动、继电器驱动等电路中。
场效应晶体管的检测方法
场效应晶体管是一种常见的电压控制器件，易被静电击穿损坏，原则上不能用万用表直接检测各引脚之间的正、反向阻值，可以在电路板上在路检测，或根据在电路中的功能搭建相应的电路，然后进行检测。
晶闸管的功能特点与识别检测
晶闸管的种类特点
了解晶闸管的分类
晶闸管是晶体闸流管的简称，是一种可控整流器件，也称为可控硅。晶闸管在一定的电压条件下，只要有一触发脉冲就可导通，触发脉冲消失，晶闸管仍然能维持导通状态。
晶闸管的类型较多，分类方式也多种多样。 ◇ 按关断、导通及控制方式可分为普通单向晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、可关断晶闸管、BTG晶闸管、温控晶闸管及光控晶闸管等多种。 ◇ 按引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。 ◇ 按封装形式可分为金属封装、塑封和陶瓷封装晶闸管三种类型。其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。 ◇ 按电流容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。 ◇ 按关断速度可分为普通晶闸管和快速晶闸管。
单向晶闸管（SCR）是指触发后只允许一个方向的电流流过的半导体器件，相当于一个可控的整流二极管。它是由P-N-P-N共4层3个PN结组成的，被广泛应用于可控整流、交流调压、逆变器和开关电源电路中。
双向晶闸管又称双向可控硅，属于N-P-N-P-N共5层半导体器件，有第一电极（T1）、第二电极（T2）、控制极（G）3个电极，在结构上相当于两个单向晶闸管反极性并联，常用在交流电路调节电压、电流或用作交流无触点开关。
单结晶闸管（UJT）也称双基极二极管。从结构功能上类似晶闸 管，是由一个PN结和两个内电阻构成的三端半导体器件，有一个PN结 和两个基极，广泛用于振荡、定时、双稳电路及晶闸管触发等电路中。
可关断晶闸管GTO（Gate Turn-Off Thyristor）俗称门控晶闸管，属 于P-N-P-N共4层的三端器件。其结构及等效电路与普通晶闸管相同。 可关断晶闸管的主要特点是当门极加负向触发信号时能自行关断，
快速晶闸管是一个P-N-P-N共4层的三端器件，符号与普通晶闸管一 样，主要用于较高频率的整流、斩波、逆变和变频电路。
螺栓型晶闸管与普通单向晶闸管相同，只是封装形式不同，便于安 装在散热片上，工作电流较大的晶闸管多采用这种结构形式
晶闸管的识别
晶闸管的功能应用
晶闸管是一种非常重要的功率器件，主要特点是通过小电流实现高电压、大电流的控制，在实际应用中主要作为可控整流器件和可控电子开关使用，可作为电动机驱动控制、电动机调速控制、电量通/断、调压、控温等的控制器件，广泛应用于电子电器产品、工业控制及自动化生产领域。
晶闸管的检测方法
集成电路的功能特点与识别检测
集成电路的种类特点
集成电路的种类繁多，分类方式也多种多样。根据外形和封装形式的不同可主要分为金属壳封装（CAN）集成电路、单列直插式封装（SIP）集成电路、双列直插式封装（DIP）集成电路、扁平封装（PFP、QPF）集成电路、插针网格阵列封装（PGA）集成电路、球栅阵列封装（BGA）集成电路、无引线塑料封装（PLCC）集成电路、超小型芯片级封装（CSP）集成电路、多芯片模块封装（MCM）集成电路等。
集成电路的识别
集成电路的功能应用
集成电路的功能多种多样，具体功能根据内部结构的不同而不同。在实际应用中，集成电路往往起着控制、放大、转换（D/A转换、A/D转换）、信号处理及振荡等作用。 常用的运算放大器和交流放大器是电子产品中应用较为广泛的一类集成电路。
集成电路的检测方法
三端稳压器的检测训练
三端稳压器的功能是将输入端的直流电压稳压后输出一定值的直流电压。不同型号三端稳压器输出端的稳压值不同。 一般来说，三端稳压器输入端的电压可能会发生偏高或偏低的变化，但都不影响输出侧的电压值，只要输入侧电压在三端稳压器的承受范围内，则输出侧均为稳定的数值，这也是三端稳压器最突出的功能特性。
标准运算放大器的内部电路从功能上来说是由3种放大器组成的，即差动放大器、电压放大器和推挽式放大器。三种放大器集成在一起并封装成集成电路形式
运算放大器的检测训练
运算放大器是具有很高放大倍数的电路单元，早期应用于模拟计算机中实现数字运算，故得名“运算放大器”。实际上，这种放大器可以应用在很多电子产品中。 从结构上看，运算放大器是一个具有放大功能的电路单元，将这个电路单元集成在一起独立封装，便构成常见的以集成电路结构形式出现的运算放大器。 图9-33为典型运算放大器的实物外形。
运算放大器简称集成运放，是一种集成化的、高增益的多级直接耦合放大器。运算放大器作为一种通用电子器件，由多种不同的基本电子元件和半导体器件按照一定的电路关系连接、集成后形成。
标准运算放大器的内部电路从功能上来说是由3种放大器组成的，即差动放大器、电压放大器和推挽式放大器。三种放大器集成在一起并封装成集成电路形式，如图9-35所示。
运算放大器与外部元器件配合可以制成交/直流放大器、高频/低频放大器、正弦波或方波振荡器、高通/低通/带通滤波器、限幅器和电压比较器等，在放大、振荡、电压比较、模拟运算、有源滤波等各种电子电路中得到越来越广泛的应用。
微处理器的检测训练
微处理器简称CPU，是将控制器、运算器、存储器、稳压电路、输入和输出通道、时钟信号产生电路等集成于一体的大规模集成电路，
常用电气部件的功能特点与识别检测
- 数码显示器（LED数码管）
- 扬声器
- 蜂鸣器
- 电位器
- 电池
- 开关
- 继电器
- 接触器
- 电动机
- 变压器
第1章 电路图的识读方法与技巧
电路图的特点与应用
常用的电路图主要有电路原理图、方框图、元器件分布图等几种类型。
元器件分布图
电路图的标识
电路图识读技巧
- 从元器件入手
- 从单元电路入手
- 整机