第一章常用電子元器件任何一個電子產(chǎn)品總是由若干個電子元件所組成。各種集成電路和微控制器在產(chǎn)品中固然起著核心和關(guān)鍵作用，但其他的電子元器件對系統(tǒng)的功能、精度、穩(wěn)定性、可靠性也同樣扮演著不容忽視的角色。因此電子技術(shù)設(shè)計人員對這些元器件的功能、參數(shù)和使用方法也必須深入了解和熟練掌握。本章對常用的一些有源和無源的電子元器件的有關(guān)使用常識和知識加以介紹。通過學(xué)習(xí)可以簡單的掌握這些元件的基本使用規(guī)則。1.1電阻器電阻器的性能指標1標稱阻值標稱阻值是指標注于電阻體上的名義阻值。其單位為歐（Ω）、千歐（KΩ）、兆歐（MΩ）。1.1-1優(yōu)先數(shù)系和允許偏差為了便于組織元器件的生產(chǎn)，并能滿足使用要求，就需要產(chǎn)品按一定的規(guī)律進行生產(chǎn)。就是產(chǎn)品的規(guī)格化。例如，電阻的阻值、電容的容值是一個連續(xù)數(shù)列，此類產(chǎn)品必須在數(shù)值上按一定的規(guī)律排列才可能進行有效生產(chǎn)。這樣就需要有各合理的數(shù)系來減少產(chǎn)品的種類。目前，我國廣泛采用的是R數(shù)系和E數(shù)系。一般情況下電阻器、電位器的阻值和電容器的容值常常采用E系列優(yōu)先數(shù)系，而電容的電壓系列、產(chǎn)品的外形尺寸則采用R數(shù)系。E系列優(yōu)先數(shù)系包括E6、E12、E24、E48、E96、E192等。E6表示將1.0~10按規(guī)則分成6個基值作為電阻的取值標準。按E6數(shù)系取值的電阻，其阻值兩檔之間的偏差不超過±20%。1.1-2數(shù)系的選擇主要依據(jù)是優(yōu)先所采用最疏系列，即能選用E6系列阻值就不要采用E12系列阻值，這樣產(chǎn)品所需的元器件的規(guī)格較少，方便管理和生產(chǎn)，比較經(jīng)濟。當(dāng)然如果E6數(shù)系不能滿足技術(shù)上的要求，則應(yīng)以保證性能為最重要的依據(jù)，選擇其他系列。優(yōu)先數(shù)系具體使用時，應(yīng)查找數(shù)系中的系數(shù)值，將所得的系數(shù)乘以所需冪數(shù)即可得到系列電阻值。例如，計算電阻取值為2.3KΩ，在E6數(shù)系中查找相近的系數(shù)為2.2，乘以103即可得到符合數(shù)系要求的電阻值2.2KΩ，即實際生產(chǎn)時應(yīng)采用2.2KΩ電阻器。選用電阻后應(yīng)校驗電路精度是否滿足要求。典型的電阻器優(yōu)先數(shù)系系列E241.0,1.1,1.2,1.3,1.5,1.6,1.8,2.0,2.2,2.4,2.7,3.0,3.3,3.6,3.9,4.3,4.7,5.1,5.6,6.2,6.8,7.5,8.2,9.11.1-3其他參數(shù)包括；額定功率：與電阻的封裝有關(guān)，通常弱電電路中采用1/8W，1/4W電阻封裝為axial0.4最高工作電壓噪聲電動勢:電阻器的噪聲電動勢是由熱噪聲和電流噪聲兩部分組成的。通常稱為固有噪聲電動勢。溫度系數(shù)1.2電阻器的色環(huán)標志法大功率電阻常常采用文字符號標志法，而小功率電阻由于體積較小難以使用上述表示方法，因此小功率電阻常常采用色環(huán)標志法，即使用不同的顏色表示不同的數(shù)值，通過在電阻體上印刷色環(huán)表示電阻元件的阻值等參數(shù)。色標法不但可以用于電阻而且可以用于電容和電感等其他元件，不同顏色所代表的數(shù)字在國際上通用。色環(huán)表顏色有效數(shù)字乘數(shù)允許偏差%工作電壓*銀色-10-2±10-金色-10-1±5-黑色0100-4棕色1101±16.3紅色2102±210橙色3103-16黃色4104-25綠色5105±0.532藍色6106±0.240紫色7107±0.150灰色8108-63白色9109+5/-20無色--±20固定電阻器的色標舉例標稱阻值27KΩ，允許偏差±5%的電阻使用四色環(huán)表示法；標稱阻值17.5Ω，允許偏差±1%的電阻使用五色環(huán)表示法。電阻器的應(yīng)用電阻器的主要用途包括以下幾種：限流分壓定時電流電壓變換阻抗匹配能量吸收1.2電容器電容器是集總電容特性的電子元件。簡單地講電容器就是存儲電荷的容器。兩個彼此絕緣的金屬極板就能構(gòu)成一個最簡單的電容器。電容器在電路中可以用于隔直、濾波、交流旁路或與電感組成振蕩回路等。適用范圍很廣，在電路中是使用數(shù)量僅次于電阻的基本元件之一。1.2.1電容器的主要參數(shù)標稱容量與允許誤差實際的電容器的容量不可能和標稱值完全一致，而會由于生產(chǎn)過程的不一致性導(dǎo)致一定的誤差，即允許誤差。由于電容的生產(chǎn)工藝難以控制，因此電容器的精度比電阻器差一至二個精度等級。常見的允許誤差為±10%、±5%、±2%。根據(jù)這個允許偏差，電容的容量系列通常選用E6、E12優(yōu)先數(shù)系。電容器容量的單位是法拉，但由于法拉這個單位太大，不便使用，工程上常用其他導(dǎo)出單位。導(dǎo)出單位與符號如下：1法拉（F）=103毫法（mF） =106微法（μF） =109納法（nF） =1012皮法（pF）額定電壓額定電壓是指最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度之間的任意溫度下，可以連續(xù)加在電容器上的最高的直流或交流電壓的有效值。額定電壓的大小同電容器所采用的介質(zhì)有關(guān)。此外，環(huán)境溫度不同，電容器能承受的工作電壓也不同，使用中應(yīng)根據(jù)具體情況選擇合適的電容品種和規(guī)格。CC1型陶瓷電容的額定直流電壓系列為63V、160V、250V、500V，而CC4L型獨石電容為50V、100V、200V。絕緣耐壓絕緣耐壓是描述一個電容器的兩個引出端之間、連接起來的引出端與外殼之間所能承受的最大的電壓值。該電壓一般是直流工作電壓的1.5~2倍。絕緣耐壓實際上反映了電容器引出端之間或引出端與外殼之間的絕緣能力及電容器結(jié)構(gòu)設(shè)計是否合理。損耗理想的電容器不應(yīng)消耗電路中的能量。但是，實際使用的電容器必定要消耗能量，即電容損耗。損耗的大小通常用損耗角正切值tgδ表示。電容的損耗主要由介質(zhì)損耗、金屬損耗兩部分組成。介質(zhì)損耗包括三種形式：電導(dǎo)損耗：由介質(zhì)的漏電流產(chǎn)生。通常材料越薄、工作頻率越高、環(huán)境溫度越高，電導(dǎo)損耗越大；極化損耗：這種損耗一般由于電介質(zhì)的極化現(xiàn)象造成。在高頻交流的作用下，反復(fù)極化的電介質(zhì)會由于將極化能量轉(zhuǎn)為分子振蕩而發(fā)熱，進而產(chǎn)生損耗。極化損耗通常有三種形式，離子式、電子式、偶極子極化。其中偶極子極化是由分子的不對稱結(jié)構(gòu)造成的，極化速度較慢，是產(chǎn)生損耗的主要因素。偶極子極化損耗與溫度和工作頻率有關(guān)。電離損耗：電容所加的電壓超過介質(zhì)或介質(zhì)間氣隙的電離電壓時，由電離作用產(chǎn)生能量損耗。此時損耗值同加在電容器上的電壓有關(guān)，當(dāng)外加電壓低于電離電壓時，tgδ值幾乎不變，一旦超過電離電壓，tgδ就急劇上升。金屬損耗簡單的說就是由電容的金屬極板和極板引出線的電阻造成的。由于大多數(shù)導(dǎo)電材料電阻的溫度系數(shù)為正值，這種損耗會隨溫度上升而增大。同時金屬極板在高頻交流的作用下會產(chǎn)生渦流，因此高頻工作時金屬損耗會增大。選用電容器時，應(yīng)充分考慮到電路的工作場合和電氣要求，以確定電容器的品種和結(jié)構(gòu)，保證電路的正常工作。一般在振蕩回路、濾波器及其它高頻回路應(yīng)選用tgδ小的電容器。絕緣電阻電容器的絕緣電阻在數(shù)值上等于電容的工作電壓除以漏電流。電容器的絕緣電阻通常很高，一般可以達到幾百兆~幾千兆。通過絕緣電阻可以求出電容器的時間常數(shù)τ，根據(jù)其大小衡量電容的好壞。一般紙介電容器的時間常數(shù)為100~500秒。優(yōu)質(zhì)聚苯乙烯電容器的時間常數(shù)為50000秒以上。溫度系數(shù)在一般情況下，電容器的容量隨溫度變化而變化，工程上用溫度系數(shù)αc表示。αc=△C/(C·△T)100%。電容器的溫度系數(shù)與介質(zhì)材料的溫度特性和電容器的結(jié)構(gòu)有關(guān)1.2.2常用電容器的及其性能簡介

紙介電容器和金屬化紙介電容器紙介電容器使用電工絕緣紙作為介質(zhì)，鋁箔作為電極，卷繞成圓柱形后浸漬封裝材料制成。特點是容量大、體積小，其容量可達1μF~20μF。主要缺點是tgδ大，當(dāng)頻率為50Hz、溫度為20攝氏度時tgδ約60~7010-4。同時紙介電容器的穩(wěn)定性較差，容易老化，溫度系數(shù)大，吸濕性差。金屬化紙介電容器是在涂有醋酸纖維漆的紙上直接蒸發(fā)上一層金屬薄膜作為電極，卷繞成圓柱后壓扁封裝而成的電容器。在相同體積的條件下，金屬化紙介電容器容量可以增大20-30%。同時由于引線較短tgδ在音頻范圍內(nèi)都較小，1000Hz、20℃時tgδ為0.01~0.012。時間常數(shù)一般為1000秒左右。金屬化紙介的最大優(yōu)點是具有自愈特性。當(dāng)電容的工作電壓過高電容擊穿后，由于擊穿區(qū)的導(dǎo)電薄膜隨即會蒸發(fā)掉，避免了極片短路的危險，因此電容可以繼續(xù)使用。金屬化紙介電容的高頻損耗較大，一般工作頻率不應(yīng)超過幾十千赫。另外，由于主要介質(zhì)仍采用紙介，老化現(xiàn)象嚴重，穩(wěn)定性較差。有機薄膜電容器有機薄膜電容器是近三十年發(fā)展起來的較新型的電容器。目前我國生產(chǎn)的品種有聚苯乙烯薄膜電容器、聚碳酸脂電容器、聚四氟乙烯電容器等。有機薄膜電容器同紙介電容器一樣有鋁箔電極和金屬化電極兩種結(jié)構(gòu)形式，目前生產(chǎn)中多采用金屬化有機薄膜電容器。此類電容的一般特性：容量范圍為100PF~100μF；允許偏差可達0.25~10%，在1KHz時的tgδ為2~1010-4；使用溫度范圍為-65~+125℃，額定直流工作電在30V~15KV范圍內(nèi)，絕緣電阻1~5105MΩ。聚苯乙烯電容器/滌綸電容器/金屬化聚酯電容器瓷介電容器瓷介電容器是以高頻無線電陶瓷為電介質(zhì)的電容器，它的電氣性能優(yōu)良，價格低廉，品種繁多，應(yīng)用廣泛。常見的瓷片電容包括CC1型圓片形瓷介電容器、CC2型管形瓷介電容器、CC3型迭片瓷介電容器，適用于要求容量穩(wěn)定、損耗較小的交直流電路和脈沖電路，同時可以用于溫度補償；CC81型圓片高壓低頻電容器適用于功率不大但要求損耗較小、電壓較高的場合；CT3迭片低頻瓷介、CT1圓片低壓瓷介、CT5穿心式低頻瓷介等幾種瓷介電容器采用低頻陶瓷作為介質(zhì)，其損耗較大穩(wěn)定性差，適合用于旁路、耦合等對損耗及容量的穩(wěn)定性等性能要求不高的電路。瓷介電容器中，多層瓷介電容器又稱獨石電容。I類獨石電容包括CC4系列、C042、C037、CC4201等型號。其特點是電容量溫度系數(shù)呈線性，并且是可逆的，電容量穩(wěn)定、損耗小。主要在諧振電路中作溫度補償和其他要求高穩(wěn)定、低損耗的電路中。II類獨石電容器采用高介電常數(shù)陶瓷作為介質(zhì)，因此體積小、容量大，但II類獨石電容的電氣特性一般，故主要用于耦合、旁路和電源濾波。此類電容的用量極大，獨石電容常用來專指此類電容，常用的型號有CT4系列、C507等。云母電容器云母電容器是以云母作為絕緣介質(zhì)，在云母表面上噴銀構(gòu)成電極制成。云母是一種較理想的介質(zhì)材料。其特點是絕緣性能好、耐高溫、介質(zhì)損耗小、頻率穩(wěn)定性好，因此云母電容器具有很好的電氣性能，特別適合高頻、高壓、大功率的應(yīng)用場合。云母電容器的主要缺點是抗?jié)裥暂^差。同時有資料顯示，云母電容的直流漏電失效率較高，因此云母電容其主要用于交流和脈沖電路。常用產(chǎn)品有CY2、CY31、CY32、CYZ等型號云母電容器。電解電容器電解電容的比率電容量特別大，例如工作電壓為150V時，紙介電容器的比率電容為0.1μF/cm3，電解電容為2.4μF/cm3。故電解電容的主要特點就是大容量、小體積。通常的電解電容的容量范圍為1μF~10000μF。由于在電解電容上加反向電壓時會導(dǎo)致氧化介質(zhì)膜還原、消失，因此電解電容的外部特性呈現(xiàn)單向?qū)щ娦?。還原現(xiàn)象會導(dǎo)致電容因漏電增加而發(fā)熱，直至電解液氣化，加之還原過程會產(chǎn)生大量氣體，因此反向電壓會導(dǎo)致電解電容的損壞甚至爆炸。氧化膜介質(zhì)的電氣性能并不理想，同時作為電容陰極的電解液的電阻率較高，所以電解電容的損耗角正切值較高，當(dāng)工作頻率為50Hz時tgδ約0.03~0.05。電解液的電阻率和氧化膜的厚度隨溫度變化較大，因此tgδ和電容量都會受到溫度的影響。高溫時還會導(dǎo)致陽極腐蝕加劇，影響元件的壽命，所以大多數(shù)的電解電容只能在-20~+85℃溫度范圍工作。電解電容的性能受到材料、制造工藝等諸多因素的影響，不同的電解電容性能差異較大，下面就常用的電解電容作以簡單介紹：鋁電解電容

鋁電解電容是采用鋁箔作為陽極材料的電解電容。這種電容具有價格低廉、材料豐富的優(yōu)點，是目前用量最大的電解電容類型。這種電容的電氣特性較差，其電容量和損耗隨溫度變化顯著，特別是當(dāng)溫度低于-20℃時，電容量將隨溫度下降急劇下降而損耗急劇上升。溫度超過40℃時，電容的漏電流將很快上升。因此鋁電解能夠穩(wěn)定工作的溫度，一般在-20~+50℃范圍內(nèi)。由于鋁電解電容的損耗較大，容量偏差較大，溫度系數(shù)大，高頻性能差，所以鋁電解電容只能使用在要求不高的去耦、耦合、電源濾波電路中。由于鋁電解電容的性能的特殊性，使用時主要關(guān)注的性能指標也同其他電容不同，其中最重要的性能指標有等效串聯(lián)電阻、最大脈沖電流、漏電流和壽命。等效串聯(lián)電阻、最大脈沖電流主要通過查找生產(chǎn)廠家的手冊獲得，漏電流和壽命則通過計算獲得。標稱容量范圍在10~6800μF的鋁電解電容的漏電流I按下式計算：I≤KCV(C標稱容量、V額定工作電壓、K漏電系數(shù))漏電系數(shù)K在20±5℃時，K=0.03。電容器的壽命一般通過經(jīng)驗推算。鋁電解電容的壽命受溫度影響的規(guī)律為溫度每上升10℃電容的使用壽命將減少一半。假設(shè)電容的工作溫度范圍為-40~+85℃，85℃時電容的壽命為1000小時，則電容工作溫度為75℃時壽命為2000小時。電解電容的實際使用壽命往往受各種因素影響，因此上述規(guī)則一般只能作設(shè)計壽命的近似推斷。國外目前通過改進工藝，已經(jīng)使鋁電解電容器的使用溫度范圍擴大到-40~+105℃，此類型電容的平均無故障工作時間為傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的電解電容器的4倍。我國主要的鋁電解電容器的型號有CD11系列和CD117系列產(chǎn)品。鉭電解電容

在鋁電解電容器中，由于介質(zhì)氧化膜容易被腐蝕，壽命和可靠性都受到影響。因此在高可靠性場合常常使用鉭電解電容器取代鋁電解電容器。由于鉭的氧化膜Ta2O5具有特別高的化學(xué)穩(wěn)定性，因此可以采用比電阻小的硫酸作為電解液，從而使電容器的損耗降低，同時提高電容器的頻率穩(wěn)定性和耐寒性。鉭的氧化膜Ta2O5的介電常數(shù)ε為26，而氧化鋁Al2O3的介電常數(shù)ε為9，所以鉭電解的比容量遠遠大于鋁電解。鉭電解的另一優(yōu)點是漏電流較小，工作溫度上限可達200℃，壽命遠遠大于鋁電解。但由于鉭材料比較昂貴，因此鉭電解電容器一般用于要求較高的場合，同時鉭電解的電容量通常不會太大，限制了鉭電解的應(yīng)用。目前，我國生產(chǎn)的鉭電解有CA系列固體電解質(zhì)燒結(jié)鉭電容器、CA8系列無極性燒結(jié)固體鉭電解電容器和CA30液體鉭電解電容器等型號。1.2.3電容器的使用電容器在電路中常用作交流旁路、耦合、去耦、電源濾波、儲能、波形變換、諧振、定時、移相等用途。電容的封裝形式主要有RAD、AXIAL、RB等類型例如：RAD0.2、AXIAL1.0、RB.2/.4等1.3電感器1.3.1電感器的性能指標標稱電感量：標注于電感體上的名義電感量。常用單位有毫亨（mH）、微亨（μH）等。允許偏差：標稱電感量與實際電感量的允許相對誤差。常見允許偏差為±5%、±10%、±20%。額定工作電流：電感器在規(guī)定環(huán)境溫度下長期穩(wěn)定工作所允許通過的電流，電位為毫安（mA）。直流電阻：電感器所具有的直流電阻阻值，單位為歐姆（Ω）。品質(zhì)因數(shù)：實際電感器可等效為理想電感器L同等效損耗電阻R串聯(lián)的形式。品質(zhì)因數(shù)Q=ωL/R代表了電感能量損耗情況。分布電容：電感器通常由絕緣導(dǎo)線繞制而成，彼此絕緣的導(dǎo)線之間會形成分布電容。分布電容會影響電路的正常工作。溫度系數(shù)：單位溫度所引起的電感量的相對變化。

1.4晶體管1.4.1晶體管器件的命名晶體管器件也稱作半導(dǎo)體器件，目前國際上較為流行的半導(dǎo)體器件的命名方法主要有三種類型：1、國際電子聯(lián)合會半導(dǎo)體器件型號命名法；美國半導(dǎo)體器件型號命名法；日本半導(dǎo)體器件型號命名法。我國根據(jù)國情也相應(yīng)的制定了中國半導(dǎo)體器件型號命名法，具體內(nèi)容參考《模擬電子技術(shù)》。下面重點介紹國際較為流行的歐洲和日本的半導(dǎo)體器件的命名方法。國際電子聯(lián)合會半導(dǎo)體器件型號命名法德國、法國、意大利、荷蘭、比利時等歐共體國家以及匈牙利、南斯拉夫、羅馬尼亞、波蘭等東歐國家大都采用國際電子聯(lián)合會半導(dǎo)體器件型號命名法。其主要組成部分的符號和意義參見下表：表第一部分第二部分第三部分第四部分用字母表示使用的材料用字母表示類型及主要特性用數(shù)字或字母加數(shù)字表示登記號用字母對同型號者分檔符號意義符號意義符號意義符號意義符號意義A鍺材料A檢波、開關(guān)和混頻二極管M封閉磁路中的霍爾元件三位數(shù)字通用半導(dǎo)體器件的登記序號（同一類型器件使用同一登記號）ABCDE…同一型號器件按某一參數(shù)進行分檔B變?nèi)荻O管P光敏元件B硅材料C低頻小功率三極管Q發(fā)光元件D低頻大功率三極管R小功率可控硅C砷化鎵E隧道二極管S小功率開關(guān)管F高頻小功率三極管T大功率可控硅一個字母加兩位數(shù)字專用半導(dǎo)體器件的登記號（同一類型器件使用同一登記號）D銻化銦G復(fù)合器件及其它器件U大功率開關(guān)管H磁敏二極管X倍增二極管R復(fù)合材料K開放磁路中的霍爾元件Y整流二極管L高頻大功率三極管Z穩(wěn)壓二極管國際電子聯(lián)合會半導(dǎo)體器件型號命名法的主要特點1）此種命名方法歐洲國家采用較多。因此凡型號以兩個字母開頭，并且第一個字母是A、B、C、D或R的晶體管，大都是歐洲制造的產(chǎn)品，或是按歐洲某一廠家專利生產(chǎn)的產(chǎn)品。2）第一各字母表示材料（A表示鍺管，B表示硅管），但不表示極性（PNP,NPN）。3）第二個字母表示器件的類別和主要特點。如C表示低頻小功率，D表示低頻大功率，F(xiàn)表示高頻小功率，L表示高頻大功率等等。4）第三部分表示登記順序號，用三位數(shù)字表示的器件為通用品，一個字母加兩個數(shù)字者表示為專用品。例如BLY49為硅高頻大功率專用三極管。5）第四部分字母表示同一型號器件的某一參數(shù)的分檔。6）型號中的符號均不反映器件的極性。日本半導(dǎo)體器件型號命名法日本半導(dǎo)體分立器件或其他國家按日本專利生產(chǎn)的這類器件，都是按日本工業(yè)標準（JIS）規(guī)定的命名法（JIS-C-702）命名的。日本半導(dǎo)體分立器件的型號由5至7部分組成。常規(guī)器件通常只規(guī)定前5部分。第六、第七部分的符號及意義通常由各公司自行規(guī)定。五部分符號及其意義見下表：

第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分用數(shù)字表示類型或有效電極數(shù)S表示日本電子工業(yè)協(xié)會注冊產(chǎn)品用字母表示器件的極性及類型用數(shù)字表示在日本電子工業(yè)協(xié)會登記的順序號用字母表示對原來型號的改進產(chǎn)品符號意義符號意義符號意義符號意義符號意義0光電二極管、晶體管及其組合管SS表示日本電子工業(yè)協(xié)會（EIAJ）注冊登記的半導(dǎo)體分立器件ABCDFGHJKMPNP型高頻管PNP型低頻管NPN型高頻管NPN型低頻管P控制極可控硅N控制極可控硅N基極單結(jié)晶體管P溝道場效應(yīng)管N溝道場效應(yīng)管雙向可控硅兩位以上的整數(shù)從11開始，表示在日本電子工業(yè)協(xié)會注冊的登記順序號。不同公司相同性能的產(chǎn)品可以使用同一序號ABCDEF用字母表示對原來型號的改進產(chǎn)品1二極管2三極管、具有兩個PN接的其他晶體管3具有三個PN結(jié)或具有4個有效電極的晶體管N具有N個PN結(jié)或具有N+1個有效電極的晶體管日本半導(dǎo)體器件型號命名法有如下特點

1）型號中的第一部分是數(shù)字，表示器件的類型和有效電極數(shù)。例如，“1”表示二極管，“2”表示三極管。而屏蔽用的接地電極不是有效電極。2）第二部分均為字母S，表示為日本電子工業(yè)協(xié)會注冊產(chǎn)品。3）第三部分表示器件的極性和類型。例如，用A表示PNP型高頻管。但是，第三部分既不表示材料也不表示功率的大小。4）第四部分表示元器件在日本電子工業(yè)協(xié)會注冊登記的順序號。登記順序號能反映產(chǎn)品時間的先后，數(shù)字越大越是近期產(chǎn)品。應(yīng)當(dāng)注意，順序號相近的產(chǎn)品的性能可能相差很遠，因此元件的性能參數(shù)必須通過查找手冊確定。5）部分分立器件的外殼上標記的型號采用簡化標記的方法，即常將2S省略。例如，2SD764簡化為D764。6）在低頻類型產(chǎn)品中，也有工作頻率很高的元件。例如，2SD355的特征頻率fT為100MHz。因此，部分2SD和2SB型元件也可以在高頻電路使用。7）日本通常習(xí)慣把PCM等于或大于1W的管子稱作大功率管。1.4.2二極管的分類使用二極管是最簡單的有源器件，但很多設(shè)計人員對于看似簡單的二極管的特性并不真正了解。常用的二極管包括以下幾個類型：整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管、光敏二極管等。下面將對這幾種基本類型的二極管的分類和使用作以簡單介紹，深入使用時應(yīng)參看相關(guān)的參考書籍整流二極管整流二極管根據(jù)其工作頻率的高低可以分為普通整流二極管和高頻整流二極管兩種。下面分別加以介紹。普通整流二極管普通整流二極管包括硅整流二極管（單體）和硅整流橋兩種結(jié)構(gòu)形式。對于低頻應(yīng)用的二極管。主要關(guān)心的電氣特性主要有以下幾個：VR反向工作電壓：二極管所能承受的最大反向工作電壓峰值。一般小于反向擊穿電壓的80%。IO平均正向電流：正常環(huán)境工作時的二極管最大承受的正向電流的平均值。IPSM浪涌電流：二極管承受一個周期電流沖擊負載而不損壞的極限值的保證值。普通二極管的浪涌承受能力一般為其正向工作電流的10~30倍。VF最大正向壓降：最大工作電流時二極管的最大正向壓降，即導(dǎo)通時二極管的正向電壓值。硅整流二極管的最大正向壓降一般為1.0V左右。IR反向漏電電流：在規(guī)定結(jié)溫下二極管的最大反向漏電電流。TJ工作結(jié)溫：正常使用時二極管PN結(jié)的最大工作范圍，硅二極管的工作結(jié)溫一般為-65~+175℃。常見二極管及其特性常見的普通整流二極管有1N400X、1N539X、1N540X等型號。型號中的X為二極管的耐壓值，用數(shù)字表示（在1N400X中1代表50V、2代表100V、3代表200V、4代表400V、5代表600V、6代表800V、7代表1000V）。型號中的1N代表具有一個PN結(jié)的美國器件。1N后的三位數(shù)字代表二極管的平均正向工作電流值，400代表1A、539代表1.5A、540代表3A。例如，1N4005是平均工作電流為1A，反向耐壓600V的二極管。由于普通整流二極管的結(jié)電容較大、反向恢復(fù)時間較長，因此只能工作在較低的頻率下，一般工作頻率不超過3KHz。在開關(guān)電源、電力電子設(shè)備中，整流二極管的工作頻率一般在20KHz以上。此時必須使用高速整流二極管高頻整流二極管

對于高速二極管的電氣參數(shù)，除上述普通二極管所考慮的幾種外，還要考慮二極管的速度參數(shù)：trr反向恢復(fù)時間。當(dāng)二極管正向?qū)〞r，二極管具有正向壓降VF，這時由于電荷的存儲效應(yīng)，二極管將在PN結(jié)中存儲電荷。當(dāng)外加電壓突然反向時，存儲在PN結(jié)中的電荷將釋放。這時PN結(jié)中形成反向恢復(fù)電流，PN結(jié)等效短路，時間為ts存儲時間。經(jīng)過下降時間td后，少數(shù)載流子形成的存儲電荷耗盡，這時二極管恢復(fù)截至。存儲時間和下降時間和稱反向恢復(fù)時間，trr=ts+td。反向恢復(fù)現(xiàn)象的存在，往往導(dǎo)致電路主開關(guān)元件的瞬時短路，加大電路開關(guān)時的損耗。因此在高速開關(guān)電路中必須選用trr時間較短的元件。具體使用中，除要求整流二極管的trr越短越好外，在td期間的di/dt也是一個重要指標，通常稱為二極管的軟度。di/dt大的二極管稱為硬恢復(fù)二極管，反之稱為軟恢復(fù)二極管。硬恢復(fù)二極管在恢復(fù)期間會形成二次振蕩，因此噪聲較大，不利于使用?？紤]到上述因素，普通二極管在高頻下近似短路，無法使用。這時，可以根據(jù)工作的頻率和電壓選用以下高速整流二極管：快恢復(fù)二極管（FastRecoveryDiode）快恢復(fù)二極管的制造工藝同普通二極管不同，它通過摻雜金、鉑等重金屬并精確控制擴散深度和外延層的厚度，減小反向恢復(fù)時間，trr時間通常為0.2~0.75μS。它主要使用在工作頻率為20KHz左右的開關(guān)電源中作為整流元件，一般簡寫為FRD。FRD的耐壓較高一般可達1000V。常見的典型元件包括1A工作電流的FR10X系列、1.5A的FR15X系列、3A的FR30X系列，其間的X是用數(shù)字表示的二極管耐壓值。類似產(chǎn)品有Motorola的MR81X、MR83X、MR85X系列。超快恢復(fù)二極管（UltraFastRecoveryDiode）電路的工作頻率高于50KHz時，F(xiàn)RD的反向恢復(fù)時間和開關(guān)噪聲都導(dǎo)致電路難以正常工作，因此必須使用UFR替代。UFR是超快恢復(fù)二極管的簡寫，它的反向恢復(fù)時間可達25~100nS，同時具有軟恢復(fù)特性，是高速電路的首選。但由于工藝等因素，UFR的耐壓較低一般只有200V左右，部分元件可達600V。典型器件有MUR系列，例如MUR620、MUR820等為耐壓200V的UFR元件。肖特基二極管（SchottkyDiode）肖特基二極管元件簡稱為SBD。肖特基二極管的工作原理同其他二極管不同，SBD沒有PN結(jié)，而是利用肖特基勢壘作用整流。由于不存在PN結(jié)少數(shù)載流子的存儲效應(yīng)，所以理論上肖特基二極管的trr為0，實際應(yīng)用中由電容等其他因素造成的trr<10nS。同時SBD的正向壓降僅為0.5V左右，因此肖特基二極管的綜合損耗遠遠小于其他二極管，加上開關(guān)噪聲小，所以SBD是理想的整流二極管。但由于肖特基二極管的耐壓較低，通常只有45V左右，所以肖特基二極管主要用于高速低壓整流電路，如各種開關(guān)電源的低電壓整流。典型器件有1N5819、1N5820、MBR1045等。橋式整流電路整流電路中，二極管常組成橋式電路，用于全波、全橋整流。由單個二極管組成的橋式電路較為復(fù)雜、體積大、元件多。因此在實際應(yīng)用中，通常使用現(xiàn)成的橋式電路二極管，稱為硅整流橋。常用的硅整流橋有半橋、單相全橋、三相全橋等幾種類型。其中單相全橋在小功率工頻整流中應(yīng)用最為廣泛。半橋在高頻整流和開關(guān)電路中使用較多。單相全橋單相全橋通常簡稱全橋。其主要參數(shù)同普通整流二極管相同。在設(shè)計中除考慮其電氣參數(shù)外，主要考慮的是全橋的封裝形式。全橋的封裝主要有方橋、圓橋、扁橋、IC橋等形式。IC橋、圓橋體形較小主要用于小功率橋塊，一般不能加裝散熱片。扁橋主要用于中功率場合，可根據(jù)需要加裝散熱片。方橋的體積較大，引腳距離較寬，因此主要用于大功率場合。典型器件有國產(chǎn)的QL系列、Motorola的MDA系列全橋。半橋普通全橋的價格較低，工頻整流電路通常采用全橋整流方式，以減少變壓器重量和體積，因此工頻電路中半橋的應(yīng)用較少。大多數(shù)半橋為FRD、UFR、SBD型高頻整流管，以適應(yīng)高頻整流的要求。此類高頻器件的價格相對較高，因此電力電子設(shè)備設(shè)計時通常采用增加變壓器繞阻的方法減少整流元件的數(shù)量、提高整流效率，而較少采用全橋電路形式。其封裝形式多為TO-220、TO-247、TO-3P等形式，并需加裝散熱裝置。典型器件有MUR3020、MBR1045等。檢波、開關(guān)二極管檢波二極管和開關(guān)二極管多工作于小信號、高頻電路中。因為工作電流小，此類二極管多為點接觸形式，結(jié)電容小，工作頻率高。國產(chǎn)檢波二極管的典型器件有2AP9、2AP30等。進口產(chǎn)品有1N60等開關(guān)二極管雖然也工作在小電流，但其主要目的是利用二極管的單向?qū)щ娦赃x取單向電流，多工作在大信號狀態(tài)，因此并不關(guān)心二極管的正向壓降，而只是關(guān)心二極管的反向恢復(fù)時間和結(jié)電容。為減小反向漏電，開關(guān)二極管多采用Si材料制作。國產(chǎn)開關(guān)二極管的典型器件有2CK74等。對應(yīng)的進口產(chǎn)品主要有1N4148等。其反向恢復(fù)時間為4nS左右穩(wěn)壓二極管使用特種工藝可以制成利用二極管的反向擊穿特性工作的的穩(wěn)壓二極管。穩(wěn)壓二極管的主要參數(shù)包括：耗散功率Pw：在規(guī)定工作環(huán)境溫度范圍下穩(wěn)壓二極管允許消耗的最大功率。穩(wěn)定電壓Vz：穩(wěn)壓二極管的反向擊穿電壓稱作穩(wěn)定電壓。最小穩(wěn)定電流Iz：保證穩(wěn)壓二極管正常工作所需的最小反向電流值。動態(tài)電阻rz：反向擊穿電壓變化量同反向擊穿電流變化量的比稱作動態(tài)電阻，即rz=△Vz/△Iz。溫度系數(shù)k：單位溫度引起的穩(wěn)定電壓的變化量。發(fā)光二極管：發(fā)光二極管是一種主動發(fā)光器件，簡稱LED。它和普通二極管相同，也具有單向?qū)щ娦浴２煌巸H在