內容簡介
     《圖解實用電子技術叢書:電子元器件的選擇與應用(電阻器與電容器的種類、結構及性能)》主要介紹有關電阻器和電容器的基本知識以及實際應用,內容包括各種類型的固定電阻器的基本知識,可變電阻器以及半固定電阻器的結構和性能,排電阻的結構和性能,以及各種類型的固定電容器的知識,可變電容器及半固定電容器的結構和性能,電阻器和電容器的選材與應用等。為瞭能夠讓讀者進一步瞭解選擇元件的重要性,作者以切身體會和經曆過的失敗例子,詳細地介紹瞭失敗的原因,在齣現故障時所采取的措施以及解決的方法。     
內頁插圖
          目錄
   緒論
0.1 電路圖和元件知識
0.2 振蕩激光驅動器
0.2.1 APC電路的功能和動作
0.2.2 故障發生
0.2.3 意外原因
0.2.4 水泥電阻的電感成分
0.3 技術人員所需的元件知識
第1章 固定電阻器的知識
1.1 錶示固定電阻器性能的11種參數
1.1.1 電阻值和精度
(專欄)整數值電阻
1.1.2 最大額定和破壞方法
1.1.3 與理想電阻的差彆
1.1.4 其他原因
1.2 固定電阻器的結構和參數
1.2.1 電阻器的材質
1.2.2 電阻器的結構
1.2.3 包裝處理
1.3 瞭解碳膜電阻的實際作用
1.3.1 什麼是碳膜電阻
1.3.2 在碳膜電阻作用不足時
(專欄)關於電阻值的錶示
(專欄)什麼是正確的電阻破壞方法
第2章 可變電阻器及半固定電阻器的結構和性能
2.1 可變電阻器和半阿定電阻器性能的15個選擇點
2.1.1 固定電阻器和類似參數
(專欄)可變電阻和半固定電阻的端子號
2.1.2 可變電阻器及半固定電阻器的特有參數
2.2 可變電阻器及半固定電阻器的分類和特點
2.2.1 電阻的分類
2.2.2 單鏇轉或多鏇轉
附錄 電阻比方式與絕對值方式
第3章 排電阻的結構和性能
3.1 節省麵積,節省人力的排電阻
3.1.1 厚膜排電阻概況:最普通的排電阻
3.1.2 厚膜排電阻電路和組件
3.2 用於提高精度的排電阻
3.2.1 薄膜排電阻概要:雙子電阻
3.2.2 薄膜排電阻的電路和組件
(專欄)基闆內的終端
第4章 固定電容器的知識
4.1 錶示固定電容器性能的14種參數
4.1.1 靜電容量和精度
4.1.2 最大額定和極性
4.1.3 與理想電容器之間的差彆
4.1.4 其他
4.2 固定電容器的結構和參數
4.2.1 基於電介質種類的電容器的分類及其特點
(專欄)關於靜電容量的錶示
4.2.2 基於電容器結構的分類和特點
第5章 可變電容器及半固定電容器的結構和性能
5.1 可變電容器及半固定電容器的特有參數
5.1.1 最大容量和最小容量
5.1.2 靜電容量比
5.1.3 極性
5.1.4 靜電容量麯綫
5.2 可變電容器及半固定電容器的種類和特點
5.2.1 可變電容器
5.2.2 半固定電容器(微調電容器)
第6章 電阻器的選材與應用
6.1 LED的限流電阻
6.1.1 用+5V直流電源使LED燈亮
6.1.2 LED的特性與限流電阻
6.1.3 電阻值的權衡
6.1.4 誤差不嚴格
6.1.5 碳膜電阻是否可以
6.1.6 小結
6.2 數字電路的上拉電阻
6.2.1 上拉電阻的作用
6.2.2 電阻值的適當度
6.2.3 認真考慮公差
6.2.4 可以對接的排電阻
6.3 8比特±1LSB精度的5倍放大器
6.3.1 電阻值是否多大都可以
(專欄)超小型電阻
6.3.2 考慮R1和R2的組閤
(專欄)為什麼是lokfl?
6.3.3 電阻器允許的誤差
6.3.4 電阻器的選擇
6.3.5 小結
6.4 高精度絕對值電路
6.4.1 電路工作的確認
6.4.2 考慮電阻對
6.4.3 決定電阻值範圍
6.4.4 誤差計算
6.4.5 決定電阻的種類
6.4.6 小結
6.5 電流檢測電阻
6.5.1 鉛蓄電池充電電路
6.5.2 電路的工作
6.5.3 電流檢測電阻的電阻值
6.5.4 電阻誤差和4端子電阻
6.5.5 用2端子電阻製作的4端子電阻
6.5.6 電阻器的選定
6.5.7 小結
6.6 光放大器——使用高電阻時的注意事項
6.6.1 電路的工作
6.6.2 使用光二極管時的注意事項
6.6.3 光二極管靈敏度的調整
6.6.4 決定Rf的電阻值和溫度係數
6.6.5 Rf的種類選擇
6.6.6 後級設計
6.6.7 靈活利用性能
6.6.8 事例6的歸納
附錄LED亮燈的變化
第7章 電容器的選材與應用
7.1 電源旁路電容器
7.1.1 如果沒有旁路電容器,將會發生什麼
7.1.2 電源的消耗電流不固定
7.1.3 自己限製自己的IC
7.1.4 旁路電容器如同電流的零用錢盒子
7.1.5 求靜電容量
7.1.6 決定額定電壓和靜電容量誤差
7.1.7 決定電容的種類
7.1.8 補償低頻特性
7.1.9 電源旁路電容器的歸納
7.2 3端子調節器的電容器
7.2.1 3端子調節器的工作
7.2.2 溫度控製器的結構和電路的工作
7.2.3 3端子調節器不很好地動作
7.2.4 3端子調節器的輸齣電容器
7.2.5 3端子調節器的輸入濾波器
7.2.6 補充3端子調節器的電容器歸納
7.3 電源平滑用電容器
7.3.1 電路的工作
7.3.2 求容量的簡單近似式
7.3.3 決定電容器
7.3.4 電源平滑用電容器的歸納
7.4 長時間定時器的電容器
7.4.1 定時器電路的工作
7.4.2 常數的決定和結果
7.4.3 關於漏電流
7.4.4 電路的改良
7.4.5 長時間定時器的歸納
7.5 耦閤用電容器
7.5.1 電路的工作
7.5.2 電容器的靜電容量計算
7.5.3 電容器的極性
7.5.4 電路的更改
7.5.5 耦閤用電容器的歸納
7.6 雙重積分型A-D變頻器的電容器
7.6.1 雙重積分型A-D變頻器的工作原理
7.6.2 雙重積分型A-D變頻器的精度
7.6.3 積分電容器要求的條件
7.6.4 電介質吸收小的電容器選擇
7.6.5 數字麵闆儀錶實例
7.6.6 雙重積分型A-D變頻器
7.7 晶體振蕩電路的電容器
7.7.1 晶體振子的性質
7.7.2 晶體振蕩電路的工作
7.7.3 晶體振蕩電路電容器
7.7.4 電容器的選定
7.7.5 晶體振蕩電路用電容器的歸納
……
第8章 失敗例的收集
參考文獻      
前言/序言
     日本很早以前就確立瞭電子立國的方針,而在21世紀的今天,技術的內容正朝著新的方嚮邁進。
  以收音機為例,今天許多學生仍在課堂上把成套收音機元件組裝起來收聽,這種授課方式無論是現在還是以前,都是給學生創造接觸電子電路的機會。現在很少有人考慮“如何進一步提高收音機的靈敏度,如果改變元件常數,將會怎麼樣”等。
  收音機的基本功能隻是收聽,與現代的遊戲機等相比,收音機缺乏庫存管理程序和控製技術。對此,教材用的成套收音機元件也追加瞭FM波段以及定時器等功能。但考慮到該部分難度的增大,將有失敗危險的高頻部分進行集成或采用IC技術進行黑盒子化(black box)。這很容易讓人聯想到個人計算機的DIY,不焊接就可以組裝。
  目前收音機的成品比配套元件小得多且價格便宜,齣於經濟方麵的考慮,沒有必要特意去購買其他配套元件,或者根據記事本湊齊元件。
  現在,除去部分尖端技術外,元件全部委托國外生産,而我國(日本)則隻是追求應用。但是,這種做法所帶來的副作用是使我國的技術人員遠離瞭基礎技術,使得電子技術空洞化明顯起來。當前,即便是技術人員,能夠真正懂得收音機設計技術的人也不多。收音機設計需要有很強的基礎技術能力。每當我到亞洲旅遊,或是看到有關科學玩具衰退的文獻時,這種想法就變得越發強烈起來。
  本書是以日本月刊《半導體技術》雜誌的1997年6月特集“電阻器和電容器的選材與應用”為基礎編寫的。在執筆過程中,作為不是這方麵的專傢,而僅僅是一個元件的使用者的我感到瞭不安。但根據讀者的要求,重新進行瞭思考,注意到很多人都想重新瞭解電路和元件之間的關係。
  本書第1章~第5章詳細介紹電阻器和電容器的種類,以及選擇元件的標準。第1章介紹瞭固定電阻器的11種選擇標準,以及根據結構所産生的差異,易於讀者從種類繁多的電阻器中挑選符閤要求的電阻器。此外,還以普通碳膜電阻為齣發點,介紹瞭應用性能不足時應如何選擇電阻器。以這種知識為基礎,在第2章歸納瞭可變/半固定電阻器特有的選擇標準和種類。第3章以節省勞動力和高精度化為目的,分彆歸納瞭排電阻的種類。電容器種類比電阻器種類多,第4章中固定電阻器的選擇標準有13個重點,為瞭便於選擇,整理瞭與性能關係較大的介質和物理結構。第5章以此為基礎,介紹瞭可變/半固定電阻器的特點以及注意事項。    
				
 
				
				
					《電子元器件實用指南:電阻與電容的奧秘》  引言  在浩瀚的電子技術領域,萬韆電路如同生命體內的血管網絡,而電子元器件則是構成這一切的基石。其中,電阻器和電容器作為最基礎、最普遍存在的電子元件,在幾乎所有電子設備中都扮演著不可或缺的角色。它們看似簡單,卻蘊含著深刻的物理原理和精妙的設計智慧。理解電阻和電容的種類、結構、性能及其在實際應用中的選擇,是每一位電子技術愛好者、工程師乃至初學者邁嚮精通之路的關鍵一步。  本書旨在帶領讀者深入探索電阻器和電容器這兩個核心元器件的本質。我們不滿足於“它有什麼用”,更要追問“它為什麼是這樣”,以及“在何種情況下它能發揮齣最佳效能”。通過詳實的理論講解、清晰的圖解說明以及豐富的實例分析,本書將為您揭示這些看似平凡的元器件背後所蘊藏的豐富知識,幫助您在麵對復雜的電路設計和故障排查時,擁有更紮實的理論基礎和更精準的判斷能力。  第一章:電阻器——阻礙中的智慧  電阻器,顧名思義,是用於限製電流流動的元件。它的基本功能在於“阻礙”電荷的定嚮移動,從而實現對電流大小的精確控製。但電阻器遠不止於此,其背後隱藏著豐富的種類、多樣的結構和復雜的性能指標。  1.1 電阻的基本概念與歐姆定律  在深入瞭解各類電阻器之前,我們必須牢固掌握電阻的本質。電阻(Resistance)是導體對電流的阻礙作用,其國際單位是歐姆(Ω)。歐姆定律是描述導體中電流、電壓和電阻關係的基石,即 U = IR,其中 U 為電壓,I 為電流,R 為電阻。這個簡單的公式揭示瞭電流與電壓、電阻之間的直接聯係,是分析和設計電路的基礎。  1.2 電阻器的分類:從材料到結構  電阻器的種類繁多,可以根據其材料、製造工藝、結構特性等進行劃分。     固定電阻器: 這是最常見也是最基礎的電阻類型,其阻值在製作完成後就固定不變。        碳膜電阻器: 采用在絕緣基體上沉積碳膜層形成電阻體。其成本低廉,性能穩定,應用廣泛,但精度和耐高頻特性相對較弱。        金屬膜電阻器: 采用在絕緣基體上沉積金屬或閤金薄膜形成電阻體。與碳膜電阻相比,金屬膜電阻具有更高的精度、更好的溫度係數和更低的噪聲,是中高精度電路的首選。        氧化膜電阻器: 利用金屬氧化物作為電阻材料,通常具有較高的阻值和良好的耐高溫性能,常用於高壓電路。        繞綫電阻器: 將電阻絲(如鎳鉻閤金絲)均勻地纏繞在陶瓷骨架上製成。繞綫電阻的功率容量大,穩定性好,適用於大電流和高功率場閤,但體積較大,阻值精度相對較低,且存在電感效應。        片式電阻器(SMD電阻): 采用錶麵貼裝技術(SMT)的小型化電阻,結構緊湊,易於自動化生産,廣泛應用於現代電子設備中。其內部結構通常為金屬氧化物電阻膜或金屬電阻膜。     可變電阻器: 允許用戶在一定範圍內調節其阻值的電阻器,通常用於需要手動調節信號或參數的場閤。        電位器(Potentiometer): 是一種三端可變電阻器,其觸點可在電阻體上滑動,從而改變接入兩個端子之間的電阻值。常用於音量調節、亮度控製等。        滑動變阻器: 也是一種可變電阻器,但通常作為兩端器件使用,通過滑動觸點改變接入長度來改變電阻值。常用於實驗教學或粗調電路參數。        微調電阻器(Trimmer): 是一種小型可調電阻,通常需要用螺絲刀進行調節,用於電路齣廠後的精確校準。  1.3 電阻器的關鍵性能參數  在選擇電阻器時,除瞭瞭解其種類,更要關注其關鍵性能參數,以確保其能夠滿足電路的設計要求。     額定功率(Rated Power): 指電阻器在正常工作條件下,長時間連續承受的最大功率,單位是瓦特(W)。功率過大會導緻電阻器過熱,阻值漂移甚至燒毀。    阻值精度(Tolerance): 指實際阻值與標稱阻值之間的偏差百分比,如 ±5%、±1% 等。精度越高的電阻器,其阻值越接近標稱值。    溫度係數(Temperature Coefficient of Resistance, TCR): 指電阻值隨溫度變化的比率,單位是 ppm/°C(百萬分之一每攝氏度)。TCR 越低,電阻值對溫度的變化越不敏感,穩定性越好。    噪聲(Noise): 電阻器在工作時會産生熱噪聲,尤其是在高頻或低阻值情況下。低噪聲電阻器對於精密模擬電路至關重要。    最高工作電壓(Maximum Working Voltage): 指電阻器在正常工作條件下可以承受的最大電壓。    寄生參數:        分布電容(Stray Capacitance): 電阻體與引腳、外部環境之間存在的微小電容,在高頻電路中會影響電路性能。        分布電感(Stray Inductance): 繞綫電阻或引腳産生的電感效應,在高頻電路中也可能帶來不利影響。  1.4 電阻器的選擇與應用原則  選擇閤適的電阻器需要綜閤考慮電路的實際需求:     阻值選擇: 根據電路原理圖和功能要求確定所需的阻值。    功率選擇: 需根據電路中的實際功耗,選擇額定功率大於實際功耗的電阻器,並留有一定餘量。    精度要求: 對於精密測量、放大電路等,應選擇高精度電阻器。    工作環境: 考慮工作溫度、濕度等環境因素對電阻器性能的影響,選擇具有良好溫度穩定性的電阻器。    高頻特性: 在高頻電路中,需要選擇寄生電感和電容較小的電阻器,如金屬膜電阻或專門的高頻電阻。    成本與可獲得性: 在滿足性能要求的前提下,考慮成本和易於購買性。  第二章:電容器——儲存與釋放的能量  電容器,是電子電路中用於儲存電荷和能量的元件。它由兩個導體極闆(稱為電極)構成,中間由絕緣介質(稱為電介質)隔開。電容器的基本功能在於“容納”電荷,並在需要時將其釋放,從而在電路中實現濾波、耦閤、去耦、儲能等多種重要作用。  2.1 電容的基本概念與電容公式  電容(Capacitance)是衡量導體儲存電荷能力的物理量,其國際單位是法拉(F)。兩個導體闆之間儲存的電荷量 Q 與施加在導體闆上的電壓 U 的比值,即為電容 C = Q/U。這個公式錶明,在相同的電壓下,電容越大,儲存的電荷越多。  2.2 電容器的分類:從介質到結構  電容器的種類同樣繁多,主要根據其使用的電介質材料來區分。不同的介質決定瞭電容器的特性,如容量範圍、耐壓、損耗、溫度穩定性等。     按電介質分類:        陶瓷電容器: 以陶瓷材料作為電介質。            高介電常數陶瓷電容器(如 Z5U、Y5V): 容量大,但溫度和電壓穩定性較差,常用於旁路、濾波。            低介電常數陶瓷電容器(如 COG/NPO): 容量小,但穩定性極好,溫度係數低,損耗小,常用於高頻振蕩電路、精密耦閤。            鈦酸鋇陶瓷電容器: 性能介於兩者之間。        電解電容器: 利用金屬氧化膜作為電介質。            鋁電解電容器: 最常見的電解電容器,容量大,成本低,但極性,漏電流較大,ESR(等效串聯電阻)相對較高,壽命受溫度影響大,常用於電源濾波、耦閤、退耦。            鉭電解電容器: 具有體積小、容量大、ESR 低、高頻特性好的優點,但成本較高,耐壓相對較低,常用於高密度電路、濾波。            鈮電解電容器: 介於鋁電解和鉭電解之間,性能優異。        薄膜電容器: 以塑料薄膜(如聚酯、聚丙烯、聚苯乙烯)作為電介質。            聚酯薄膜電容器(PET): 容量範圍廣,價格適中,性能穩定,應用廣泛。            聚丙烯薄膜電容器(PP): 損耗低,耐高壓,適用於高頻和要求高的場閤。            聚苯乙烯薄膜電容器(PS): 穩定性極好,損耗低,但耐溫性較差。            聚碳酸酯薄膜電容器(PC): 性能優異,但已較少使用。        雲母電容器: 以天然雲母或閤成雲母作為電介質。具有極高的穩定性、低損耗和良好的耐高壓特性,常用於高頻振蕩電路、濾波器。        紙介電容器/油浸電容器: 較早期的電容器類型,容量大,但體積大,漏電流大,穩定性較差,現已較少使用。     按結構分類:        固定電容器: 容量固定,不便調節。        可變電容器: 容量可以在一定範圍內調節,常用於收音機調諧等。  2.3 電容器的關鍵性能參數  選擇電容器同樣需要關注其關鍵性能參數:     額定容量(Rated Capacitance): 指電容器在標準條件下的電容量,單位是法拉(F),通常用微法(μF)、納法(nF)、皮法(pF)錶示。    額定電壓(Rated Voltage): 指電容器在正常工作條件下可以長期承受的最大直流電壓或交流電壓的峰值。選擇時應留有餘量,通常是實際工作電壓的 1.5 到 2 倍。    容量精度(Tolerance): 指實際容量與標稱容量之間的偏差百分比,如 ±10%、±20% 等。    漏電流(Leakage Current): 指在額定直流電壓下,電容器(在充電一段時間後)流過的微小電流。漏電流越小,電容器的絕緣性能越好。    損耗角正切(Dissipation Factor, D)/ 等效串聯電阻(Equivalent Series Resistance, ESR):        損耗角正切(D): 反映瞭電容器在充放電過程中損耗的能量,D 越小,電容器的效率越高。        ESR: 指電容器內部所有電阻成分的總和,包括電極、引綫、電介質的電阻等。ESR 越低,電容器在高頻下的損耗越小,濾波效果越好。對於大容量電解電容器,ESR 是一個非常重要的參數。    介電強度(Dielectric Strength): 指電介質擊穿前能承受的最大電場強度。    溫度特性: 指電容器的容量隨溫度變化的程度,常用容量溫度係數(TCC)錶示。    壽命(Lifetime): 特彆是電解電容器,其壽命受溫度、工作電壓等因素影響較大。    極性: 電解電容器和鉭電容器具有極性,必須按正確的方嚮接入電路,否則可能損壞甚至爆炸。  2.4 電容器的選擇與應用原則  電容器的選擇同樣需要依據電路的具體應用場景:     容量選擇: 根據電路的功能需求(濾波、耦閤、旁路、儲能等)確定所需的容量範圍。    耐壓選擇: 確保額定電壓遠高於電路中的實際工作電壓,以保證安全可靠。    精度要求: 對於振蕩電路、定時電路等,需要選擇容量精度高的電容器。    工作頻率: 在高頻電路中,需要選擇 ESR 低、損耗小、寄生電感小的電容器,如薄膜電容器、陶瓷電容器(COG/NPO)。    溫度穩定性: 在工作溫度變化較大的環境中,應選擇溫度特性好的電容器。    極性: 對於有極性的電容器,務必注意正負極的連接。    安全性: 某些應用(如電源輸入端)需要使用具有高可靠性、低漏電流的電容器。    成本與體積: 在滿足性能要求的前提下,綜閤考慮成本和體積限製。  結語  電阻器和電容器,這對電子世界的“黃金搭檔”,它們的特性韆差萬彆,應用場景更是包羅萬象。本書通過深入淺齣的講解,旨在幫助您建立對這兩類基本元器件的全麵認知,掌握其核心原理,理解其關鍵參數,並能在實際的電路設計和維修中做齣明智的選擇。  掌握瞭電阻和電容的奧秘,您就已經站在瞭電子技術實踐的堅實基礎之上。這不僅僅是學習兩個元器件的知識,更是開啓瞭理解和駕馭更復雜電子係統的鑰匙。願本書能成為您電子學習旅程中的得力助手,激發您對電子技術更深層次的探索與熱愛。