电子元器件基础知识简介

　　电子元器件是元件和器件的总称。是电子元件和小型机器、仪器的组成部分，其本身常由若干零件构成，可以在同类产品中通用。常指电器、无线电、仪表等工业的某些零件，如电容、晶体管、游丝、发条等子器件的总称。

　　电子元器件组成

　　电子元器件由两大部分构成：电子器件和电子元件。

　　电子器件

　　指在工厂生产加工时不改变分子成分的成品。如电阻器、电容器、电感器。因为它本身不产生电子，它对电压、电流无控制和变换作用，所以又称无源器件。

　　电子元件

　　指在工厂生产加工时改变了分子结构的成品。例如晶体管、电子管、集成电路。因为它本身能产生电子，对电压、电流有控制、变换作用（放大、开关、整流、检波、振荡和调制等），所以又称有源器件。按分类标准，电子器件可分为12个大类，可归纳为真空电子器件和半导体器件两大块。

　　常用电子元器件介绍

　　常用的电子元器件有：电阻、电容、电感、电位器、变压器、二极管、三极管、mos管、集成电路等等。

　　下面就来介绍几个常用的元器件。

　　电阻

　　导体对电流的阻碍作用就叫该导体的电阻。

　　电阻小的物质称为电导体，简称导体。

　　电阻大的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。

　　在物理学中，用电阻（resistance）来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体，电阻一般不同，电阻是导体本身的一种性质。

　　导体的电阻通常用字母R表示，电阻的单位是欧姆（ohm），简称欧，符号是Ω。比较大的单位有千欧（kΩ）、兆欧（MΩ）（兆=百万，即100万）。

　　电容

　　电容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。

　　我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。

　　电容器从物理学上讲，它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流等电路中，电容的符号是C。

　　C=εS/4πkd=Q/U

　　在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称“法”，符号是F，常用的电容单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）（皮法又称微微法）等，换算关系是：

　　1法拉（F）=1000毫法（mF）=1000000微法（μF）

　　1微法（μF）=1000纳法（nF）=1000000皮法（pF）

　　电感

　　电感（Inductor）是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。

　　电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。

　　电感器具有一定的电感，它只阻止电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻止电流流过它。如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。

　　电位器

　　电位器是具有三个引出端、阻值可按某种变化规律调节的电阻元件。

　　电位器通常由电阻体和可移动的电刷组成。当电刷沿电阻体移动时，在输出端即获得与位移量成一定关系的电阻值或电压。

　　电位器既可作三端元件使用也可作二端元件使用。后者可视作一可变电阻器。

　　电位器是一种可调的电子元件。它是由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成。当电阻体的两个固定触点之间外加一个电压时，通过转动或滑动系统改变触点在电阻体上的位置，在动触点与固定触点之间便可得到一个与动触点位置成一定关系的电压。它大多是用作分压器，这时电位器是一个四端元件。电位器基本上就是滑动变阻器，有几种样式，一般用在音箱音量开关和激光头功率大小调节。

　　变压器

　　变压器（Transformer）是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。

　　主要功能有：电压变换、电流变换、阻抗变换、隔离、稳压（磁饱和变压器）等。

　　变压器常用作升降电压、匹配阻抗、安全隔离等。

　　二极管

　　二极管（Diode）是一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过的电子元件。许多的使用是应用其整流的功能。

　　而变容二极管（VaricapDiode）则用来当作电子式的可调电容器。

　　大部分二极管所具备的电流方向性我们通常称之为“整流（Rectifying）”功能。二极管最普遍的功能就是只允许电流由单一方向通过（称为顺向偏压），反向时阻断（称为逆向偏压）。

　　因此，二极管可以想成电子版的逆止阀。然而实际上二极管并不会表现出如此完美的开与关的方向性，而是较为复杂的非线性电子特征——这是由特定类型的二极管技术决定的。二极管使用上除了用做开关的方式之外还有很多其他的功能。

　　三极管

　　三极管，全称应为半导体三极管，也称双极型晶体管、晶体三极管。是一种电流控制电流的半导体器件。其作用是把微弱信号放大成辐值较大的电信号，也用作无触点开关。

　　晶体三极管，是半导体基本元器件之一，具有电流放大作用，是电子电路的核心元件。

　　三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的PN结，两个PN结把整块半导体分成三部分，中间部分是基区，两侧部分是发射区和集电区，排列方式有PNP和NPN两种。

　　mos管

　　mos管是金属（metal）—氧化物（oxid）—半导体（semiconductor）场效应晶体管，或者称是金属—绝缘体（insulator）—半导体。

　　MOS管的source和drain是可以对调的，他们都是在P型backgate中形成的N型区。

　　在多数情况下，这个两个区是一样的，即使两端对调也不会影响器件的性能。这样的器件被认为是对称的。

　　MOS管最显著的特性是开关特性好，所以被广泛应用在需要电子开关的电路中，常见的如开关电源和马达驱动，也有照明调光。

　　集成电路

　　集成电路（integratedcircuit）是一种微型电子器件或部件。采用一定的工艺，把一个电路中所需的晶体管、二极管、电阻、电容和电感等元件及布线互连一起，制作在一小块或几小块半导体晶片或介质基片上，然后封装在一个管壳内，成为具有所需电路功能的微型结构；其中所有元件在结构上已组成一个整体，使电子元件向着微小型化、低功耗、智能化和和高可靠性方面迈进了一大步。它在电路中用字母“IC”表示。

　　集成电路具有体积小、重量轻、引出线和焊接点少、寿命长、可靠性、性能好等优点，同时成本低，便于大规模生产。它不仅在工、民用电子设备如收录机、电视机、计算机等方面得到广泛的应用，同时在军事、通讯、遥控等方面也得到广泛的应用。

　　用集成电路来装配电子设备，其装配密度比晶体管可提高几十倍至几千倍，设备的稳定工作时间也可大大提高。

　　电路及电路图

　　上面说到集成电路就不得不说起电子元器件的另一部分重要知识：电路和相关电路图

　　电路与电路板是所有电源设备的基础，经过工程师的设计成为方便人们生活的电源产品。

　　电路

　　由金属导线和电气、电子部件组成的导电回路，称为电路。在电路输入端加上电源使输入端产生电势差，电路即可工作。电路由电源、负载和中间环节组成。电源是可将其他形式的能量转换成电能、向电路提供电能的装置。负载是可将电能转换成其它形式的能量、在电路中接受电能的设备。中间环节是电源和负载之间不可缺少的连接、控制和保护部件统称为中间环节，如导线、开关及各种继电器等。

一个简单电路图

　　电路图

　　是通过电路元件符号绘制的电子元件连线走向图，它详细的描绘了各个元件的连线和走向，各个引脚的说明，和一些检测数据。用图形符号表示并按工作顺序排列，详细表示电路、设备或成套装置的全部基本组成和连接关系，而不考虑其实际位置的一种简图。目的是便于详细理解电路的作用原理，分析和计算电路特性。

　　电流与电阻

　　电流指某段时间内通过导体某横截面的电荷量与时间的比值叫电流，通常用I代表电流，表达式电磁感应现象，单位是“安培”，简称“安”，符号“A”。

　　电流的单位及换算：安培（A）=库仑（C）/秒（s）1A=103mA=106μA=109nA

　　电流是一个有方向的物理量，仅指出大小是不够的，规定以正电荷移动的方向为电流的真实方向。列写电路方程时，电压、电流的正、负是以电流图上预先假定的参考方向为依据的，若计算结果为正值，说明电压、电流的真实方向与参考方向相符，否则相反。

　　导体对电流的阻碍作用就叫导体的电阻。电阻是所有电子电路中使用最多的元件。电阻的主要物理特征是变电能为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生热能。电阻在电路中通常起分压分流的作用，对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻。

　　电阻都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动阻挡力的大小。电阻的单位是欧姆，用符号“Ω”表示。欧姆是这样定义的：当在一个电阻器的两端加上1伏特的电压时，如果在这个电阻器中有1安培的电流通过，则这个电阻器的阻值为1欧姆。除了欧姆外，电阻的单位还有千欧KΩ，兆欧（MΩ）等。

　　电压、电位、电动势

　　电压U：反应电场力做功本领的物理量，是产生电流的根本原因，电压的正方向规定由“高”电位指向“低”电位。

　　电位V：相对于参考点的电压，参考点的电位。

　　电动势E：只存在于电源内部，其大小反映了电源力做功的本领，其方向规定由电源“负极”指向电源“正极”，即电位升高的方向。

　　电路中的基本定律

　　电路中的基本定律主要分为两大类，基尔霍夫电流定律和基尔霍夫电压定律。

　　在正式介绍之前，先熟悉几个电路名词，以便大家理解。

　　支路 ：电路中流过同一电流的几个元件串联的分支。

　　结点：三条或三条以上支路的汇集点（连接点）。

　　回路：由支路构成的、电路中的任意闭合路径。

　　网孔：指不包括任何支路的单一回路。网孔是回路，回路不一定是网孔。平面电路的每个网眼都是一个网孔。

　　基尔霍夫电流定律（KCL）

　　也称为结点电流定律，是用来确定联结在同一结点上的各支路电流之间的关系。根据电流连续性原理，电荷在任何一点均不能堆积（包括结点）。故有：在任一瞬间，流向某一节点电流的代数和恒等于零。

　　基尔霍夫电压定律（KVL）

　　也称为回路电压定律（KVL），是用来确定回路中各段电压之间关系的电路定律。根据电位的单值性原理，绕回路一周，电位升高的数值必定等于电位降低的数值。故有：任一瞬间，沿任一回路参考绕行方向，回路中各段电压的代数和恒等于零。