内容简介
     《图解实用电子技术丛书:电子元器件的选择与应用(电阻器与电容器的种类、结构及性能)》主要介绍有关电阻器和电容器的基本知识以及实际应用,内容包括各种类型的固定电阻器的基本知识,可变电阻器以及半固定电阻器的结构和性能,排电阻的结构和性能,以及各种类型的固定电容器的知识,可变电容器及半固定电容器的结构和性能,电阻器和电容器的选材与应用等。为了能够让读者进一步了解选择元件的重要性,作者以切身体会和经历过的失败例子,详细地介绍了失败的原因,在出现故障时所采取的措施以及解决的方法。     
内页插图
          目录
   绪论
0.1 电路图和元件知识
0.2 振荡激光驱动器
0.2.1 APC电路的功能和动作
0.2.2 故障发生
0.2.3 意外原因
0.2.4 水泥电阻的电感成分
0.3 技术人员所需的元件知识
第1章 固定电阻器的知识
1.1 表示固定电阻器性能的11种参数
1.1.1 电阻值和精度
(专栏)整数值电阻
1.1.2 最大额定和破坏方法
1.1.3 与理想电阻的差别
1.1.4 其他原因
1.2 固定电阻器的结构和参数
1.2.1 电阻器的材质
1.2.2 电阻器的结构
1.2.3 包装处理
1.3 了解碳膜电阻的实际作用
1.3.1 什么是碳膜电阻
1.3.2 在碳膜电阻作用不足时
(专栏)关于电阻值的表示
(专栏)什么是正确的电阻破坏方法
第2章 可变电阻器及半固定电阻器的结构和性能
2.1 可变电阻器和半阿定电阻器性能的15个选择点
2.1.1 固定电阻器和类似参数
(专栏)可变电阻和半固定电阻的端子号
2.1.2 可变电阻器及半固定电阻器的特有参数
2.2 可变电阻器及半固定电阻器的分类和特点
2.2.1 电阻的分类
2.2.2 单旋转或多旋转
附录 电阻比方式与绝对值方式
第3章 排电阻的结构和性能
3.1 节省面积,节省人力的排电阻
3.1.1 厚膜排电阻概况:最普通的排电阻
3.1.2 厚膜排电阻电路和组件
3.2 用于提高精度的排电阻
3.2.1 薄膜排电阻概要:双子电阻
3.2.2 薄膜排电阻的电路和组件
(专栏)基板内的终端
第4章 固定电容器的知识
4.1 表示固定电容器性能的14种参数
4.1.1 静电容量和精度
4.1.2 最大额定和极性
4.1.3 与理想电容器之间的差别
4.1.4 其他
4.2 固定电容器的结构和参数
4.2.1 基于电介质种类的电容器的分类及其特点
(专栏)关于静电容量的表示
4.2.2 基于电容器结构的分类和特点
第5章 可变电容器及半固定电容器的结构和性能
5.1 可变电容器及半固定电容器的特有参数
5.1.1 最大容量和最小容量
5.1.2 静电容量比
5.1.3 极性
5.1.4 静电容量曲线
5.2 可变电容器及半固定电容器的种类和特点
5.2.1 可变电容器
5.2.2 半固定电容器(微调电容器)
第6章 电阻器的选材与应用
6.1 LED的限流电阻
6.1.1 用+5V直流电源使LED灯亮
6.1.2 LED的特性与限流电阻
6.1.3 电阻值的权衡
6.1.4 误差不严格
6.1.5 碳膜电阻是否可以
6.1.6 小结
6.2 数字电路的上拉电阻
6.2.1 上拉电阻的作用
6.2.2 电阻值的适当度
6.2.3 认真考虑公差
6.2.4 可以对接的排电阻
6.3 8比特±1LSB精度的5倍放大器
6.3.1 电阻值是否多大都可以
(专栏)超小型电阻
6.3.2 考虑R1和R2的组合
(专栏)为什么是lokfl?
6.3.3 电阻器允许的误差
6.3.4 电阻器的选择
6.3.5 小结
6.4 高精度绝对值电路
6.4.1 电路工作的确认
6.4.2 考虑电阻对
6.4.3 决定电阻值范围
6.4.4 误差计算
6.4.5 决定电阻的种类
6.4.6 小结
6.5 电流检测电阻
6.5.1 铅蓄电池充电电路
6.5.2 电路的工作
6.5.3 电流检测电阻的电阻值
6.5.4 电阻误差和4端子电阻
6.5.5 用2端子电阻制作的4端子电阻
6.5.6 电阻器的选定
6.5.7 小结
6.6 光放大器——使用高电阻时的注意事项
6.6.1 电路的工作
6.6.2 使用光二极管时的注意事项
6.6.3 光二极管灵敏度的调整
6.6.4 决定Rf的电阻值和温度系数
6.6.5 Rf的种类选择
6.6.6 后级设计
6.6.7 灵活利用性能
6.6.8 事例6的归纳
附录LED亮灯的变化
第7章 电容器的选材与应用
7.1 电源旁路电容器
7.1.1 如果没有旁路电容器,将会发生什么
7.1.2 电源的消耗电流不固定
7.1.3 自己限制自己的IC
7.1.4 旁路电容器如同电流的零用钱盒子
7.1.5 求静电容量
7.1.6 决定额定电压和静电容量误差
7.1.7 决定电容的种类
7.1.8 补偿低频特性
7.1.9 电源旁路电容器的归纳
7.2 3端子调节器的电容器
7.2.1 3端子调节器的工作
7.2.2 温度控制器的结构和电路的工作
7.2.3 3端子调节器不很好地动作
7.2.4 3端子调节器的输出电容器
7.2.5 3端子调节器的输入滤波器
7.2.6 补充3端子调节器的电容器归纳
7.3 电源平滑用电容器
7.3.1 电路的工作
7.3.2 求容量的简单近似式
7.3.3 决定电容器
7.3.4 电源平滑用电容器的归纳
7.4 长时间定时器的电容器
7.4.1 定时器电路的工作
7.4.2 常数的决定和结果
7.4.3 关于漏电流
7.4.4 电路的改良
7.4.5 长时间定时器的归纳
7.5 耦合用电容器
7.5.1 电路的工作
7.5.2 电容器的静电容量计算
7.5.3 电容器的极性
7.5.4 电路的更改
7.5.5 耦合用电容器的归纳
7.6 双重积分型A-D变频器的电容器
7.6.1 双重积分型A-D变频器的工作原理
7.6.2 双重积分型A-D变频器的精度
7.6.3 积分电容器要求的条件
7.6.4 电介质吸收小的电容器选择
7.6.5 数字面板仪表实例
7.6.6 双重积分型A-D变频器
7.7 晶体振荡电路的电容器
7.7.1 晶体振子的性质
7.7.2 晶体振荡电路的工作
7.7.3 晶体振荡电路电容器
7.7.4 电容器的选定
7.7.5 晶体振荡电路用电容器的归纳
……
第8章 失败例的收集
参考文献      
前言/序言
     日本很早以前就确立了电子立国的方针,而在21世纪的今天,技术的内容正朝着新的方向迈进。
  以收音机为例,今天许多学生仍在课堂上把成套收音机元件组装起来收听,这种授课方式无论是现在还是以前,都是给学生创造接触电子电路的机会。现在很少有人考虑“如何进一步提高收音机的灵敏度,如果改变元件常数,将会怎么样”等。
  收音机的基本功能只是收听,与现代的游戏机等相比,收音机缺乏库存管理程序和控制技术。对此,教材用的成套收音机元件也追加了FM波段以及定时器等功能。但考虑到该部分难度的增大,将有失败危险的高频部分进行集成或采用IC技术进行黑盒子化(black box)。这很容易让人联想到个人计算机的DIY,不焊接就可以组装。
  目前收音机的成品比配套元件小得多且价格便宜,出于经济方面的考虑,没有必要特意去购买其他配套元件,或者根据记事本凑齐元件。
  现在,除去部分尖端技术外,元件全部委托国外生产,而我国(日本)则只是追求应用。但是,这种做法所带来的副作用是使我国的技术人员远离了基础技术,使得电子技术空洞化明显起来。当前,即便是技术人员,能够真正懂得收音机设计技术的人也不多。收音机设计需要有很强的基础技术能力。每当我到亚洲旅游,或是看到有关科学玩具衰退的文献时,这种想法就变得越发强烈起来。
  本书是以日本月刊《半导体技术》杂志的1997年6月特集“电阻器和电容器的选材与应用”为基础编写的。在执笔过程中,作为不是这方面的专家,而仅仅是一个元件的使用者的我感到了不安。但根据读者的要求,重新进行了思考,注意到很多人都想重新了解电路和元件之间的关系。
  本书第1章~第5章详细介绍电阻器和电容器的种类,以及选择元件的标准。第1章介绍了固定电阻器的11种选择标准,以及根据结构所产生的差异,易于读者从种类繁多的电阻器中挑选符合要求的电阻器。此外,还以普通碳膜电阻为出发点,介绍了应用性能不足时应如何选择电阻器。以这种知识为基础,在第2章归纳了可变/半固定电阻器特有的选择标准和种类。第3章以节省劳动力和高精度化为目的,分别归纳了排电阻的种类。电容器种类比电阻器种类多,第4章中固定电阻器的选择标准有13个重点,为了便于选择,整理了与性能关系较大的介质和物理结构。第5章以此为基础,介绍了可变/半固定电阻器的特点以及注意事项。    
				
 
				
				
					《电子元器件实用指南:电阻与电容的奥秘》  引言  在浩瀚的电子技术领域,万千电路如同生命体内的血管网络,而电子元器件则是构成这一切的基石。其中,电阻器和电容器作为最基础、最普遍存在的电子元件,在几乎所有电子设备中都扮演着不可或缺的角色。它们看似简单,却蕴含着深刻的物理原理和精妙的设计智慧。理解电阻和电容的种类、结构、性能及其在实际应用中的选择,是每一位电子技术爱好者、工程师乃至初学者迈向精通之路的关键一步。  本书旨在带领读者深入探索电阻器和电容器这两个核心元器件的本质。我们不满足于“它有什么用”,更要追问“它为什么是这样”,以及“在何种情况下它能发挥出最佳效能”。通过详实的理论讲解、清晰的图解说明以及丰富的实例分析,本书将为您揭示这些看似平凡的元器件背后所蕴藏的丰富知识,帮助您在面对复杂的电路设计和故障排查时,拥有更扎实的理论基础和更精准的判断能力。  第一章:电阻器——阻碍中的智慧  电阻器,顾名思义,是用于限制电流流动的元件。它的基本功能在于“阻碍”电荷的定向移动,从而实现对电流大小的精确控制。但电阻器远不止于此,其背后隐藏着丰富的种类、多样的结构和复杂的性能指标。  1.1 电阻的基本概念与欧姆定律  在深入了解各类电阻器之前,我们必须牢固掌握电阻的本质。电阻(Resistance)是导体对电流的阻碍作用,其国际单位是欧姆(Ω)。欧姆定律是描述导体中电流、电压和电阻关系的基石,即 U = IR,其中 U 为电压,I 为电流,R 为电阻。这个简单的公式揭示了电流与电压、电阻之间的直接联系,是分析和设计电路的基础。  1.2 电阻器的分类:从材料到结构  电阻器的种类繁多,可以根据其材料、制造工艺、结构特性等进行划分。     固定电阻器: 这是最常见也是最基础的电阻类型,其阻值在制作完成后就固定不变。        碳膜电阻器: 采用在绝缘基体上沉积碳膜层形成电阻体。其成本低廉,性能稳定,应用广泛,但精度和耐高频特性相对较弱。        金属膜电阻器: 采用在绝缘基体上沉积金属或合金薄膜形成电阻体。与碳膜电阻相比,金属膜电阻具有更高的精度、更好的温度系数和更低的噪声,是中高精度电路的首选。        氧化膜电阻器: 利用金属氧化物作为电阻材料,通常具有较高的阻值和良好的耐高温性能,常用于高压电路。        绕线电阻器: 将电阻丝(如镍铬合金丝)均匀地缠绕在陶瓷骨架上制成。绕线电阻的功率容量大,稳定性好,适用于大电流和高功率场合,但体积较大,阻值精度相对较低,且存在电感效应。        片式电阻器(SMD电阻): 采用表面贴装技术(SMT)的小型化电阻,结构紧凑,易于自动化生产,广泛应用于现代电子设备中。其内部结构通常为金属氧化物电阻膜或金属电阻膜。     可变电阻器: 允许用户在一定范围内调节其阻值的电阻器,通常用于需要手动调节信号或参数的场合。        电位器(Potentiometer): 是一种三端可变电阻器,其触点可在电阻体上滑动,从而改变接入两个端子之间的电阻值。常用于音量调节、亮度控制等。        滑动变阻器: 也是一种可变电阻器,但通常作为两端器件使用,通过滑动触点改变接入长度来改变电阻值。常用于实验教学或粗调电路参数。        微调电阻器(Trimmer): 是一种小型可调电阻,通常需要用螺丝刀进行调节,用于电路出厂后的精确校准。  1.3 电阻器的关键性能参数  在选择电阻器时,除了了解其种类,更要关注其关键性能参数,以确保其能够满足电路的设计要求。     额定功率(Rated Power): 指电阻器在正常工作条件下,长时间连续承受的最大功率,单位是瓦特(W)。功率过大会导致电阻器过热,阻值漂移甚至烧毁。    阻值精度(Tolerance): 指实际阻值与标称阻值之间的偏差百分比,如 ±5%、±1% 等。精度越高的电阻器,其阻值越接近标称值。    温度系数(Temperature Coefficient of Resistance, TCR): 指电阻值随温度变化的比率,单位是 ppm/°C(百万分之一每摄氏度)。TCR 越低,电阻值对温度的变化越不敏感,稳定性越好。    噪声(Noise): 电阻器在工作时会产生热噪声,尤其是在高频或低阻值情况下。低噪声电阻器对于精密模拟电路至关重要。    最高工作电压(Maximum Working Voltage): 指电阻器在正常工作条件下可以承受的最大电压。    寄生参数:        分布电容(Stray Capacitance): 电阻体与引脚、外部环境之间存在的微小电容,在高频电路中会影响电路性能。        分布电感(Stray Inductance): 绕线电阻或引脚产生的电感效应,在高频电路中也可能带来不利影响。  1.4 电阻器的选择与应用原则  选择合适的电阻器需要综合考虑电路的实际需求:     阻值选择: 根据电路原理图和功能要求确定所需的阻值。    功率选择: 需根据电路中的实际功耗,选择额定功率大于实际功耗的电阻器,并留有一定余量。    精度要求: 对于精密测量、放大电路等,应选择高精度电阻器。    工作环境: 考虑工作温度、湿度等环境因素对电阻器性能的影响,选择具有良好温度稳定性的电阻器。    高频特性: 在高频电路中,需要选择寄生电感和电容较小的电阻器,如金属膜电阻或专门的高频电阻。    成本与可获得性: 在满足性能要求的前提下,考虑成本和易于购买性。  第二章:电容器——储存与释放的能量  电容器,是电子电路中用于储存电荷和能量的元件。它由两个导体极板(称为电极)构成,中间由绝缘介质(称为电介质)隔开。电容器的基本功能在于“容纳”电荷,并在需要时将其释放,从而在电路中实现滤波、耦合、去耦、储能等多种重要作用。  2.1 电容的基本概念与电容公式  电容(Capacitance)是衡量导体储存电荷能力的物理量,其国际单位是法拉(F)。两个导体板之间储存的电荷量 Q 与施加在导体板上的电压 U 的比值,即为电容 C = Q/U。这个公式表明,在相同的电压下,电容越大,储存的电荷越多。  2.2 电容器的分类:从介质到结构  电容器的种类同样繁多,主要根据其使用的电介质材料来区分。不同的介质决定了电容器的特性,如容量范围、耐压、损耗、温度稳定性等。     按电介质分类:        陶瓷电容器: 以陶瓷材料作为电介质。            高介电常数陶瓷电容器(如 Z5U、Y5V): 容量大,但温度和电压稳定性较差,常用于旁路、滤波。            低介电常数陶瓷电容器(如 COG/NPO): 容量小,但稳定性极好,温度系数低,损耗小,常用于高频振荡电路、精密耦合。            钛酸钡陶瓷电容器: 性能介于两者之间。        电解电容器: 利用金属氧化膜作为电介质。            铝电解电容器: 最常见的电解电容器,容量大,成本低,但极性,漏电流较大,ESR(等效串联电阻)相对较高,寿命受温度影响大,常用于电源滤波、耦合、退耦。            钽电解电容器: 具有体积小、容量大、ESR 低、高频特性好的优点,但成本较高,耐压相对较低,常用于高密度电路、滤波。            铌电解电容器: 介于铝电解和钽电解之间,性能优异。        薄膜电容器: 以塑料薄膜(如聚酯、聚丙烯、聚苯乙烯)作为电介质。            聚酯薄膜电容器(PET): 容量范围广,价格适中,性能稳定,应用广泛。            聚丙烯薄膜电容器(PP): 损耗低,耐高压,适用于高频和要求高的场合。            聚苯乙烯薄膜电容器(PS): 稳定性极好,损耗低,但耐温性较差。            聚碳酸酯薄膜电容器(PC): 性能优异,但已较少使用。        云母电容器: 以天然云母或合成云母作为电介质。具有极高的稳定性、低损耗和良好的耐高压特性,常用于高频振荡电路、滤波器。        纸介电容器/油浸电容器: 较早期的电容器类型,容量大,但体积大,漏电流大,稳定性较差,现已较少使用。     按结构分类:        固定电容器: 容量固定,不便调节。        可变电容器: 容量可以在一定范围内调节,常用于收音机调谐等。  2.3 电容器的关键性能参数  选择电容器同样需要关注其关键性能参数:     额定容量(Rated Capacitance): 指电容器在标准条件下的电容量,单位是法拉(F),通常用微法(μF)、纳法(nF)、皮法(pF)表示。    额定电压(Rated Voltage): 指电容器在正常工作条件下可以长期承受的最大直流电压或交流电压的峰值。选择时应留有余量,通常是实际工作电压的 1.5 到 2 倍。    容量精度(Tolerance): 指实际容量与标称容量之间的偏差百分比,如 ±10%、±20% 等。    漏电流(Leakage Current): 指在额定直流电压下,电容器(在充电一段时间后)流过的微小电流。漏电流越小,电容器的绝缘性能越好。    损耗角正切(Dissipation Factor, D)/ 等效串联电阻(Equivalent Series Resistance, ESR):        损耗角正切(D): 反映了电容器在充放电过程中损耗的能量,D 越小,电容器的效率越高。        ESR: 指电容器内部所有电阻成分的总和,包括电极、引线、电介质的电阻等。ESR 越低,电容器在高频下的损耗越小,滤波效果越好。对于大容量电解电容器,ESR 是一个非常重要的参数。    介电强度(Dielectric Strength): 指电介质击穿前能承受的最大电场强度。    温度特性: 指电容器的容量随温度变化的程度,常用容量温度系数(TCC)表示。    寿命(Lifetime): 特别是电解电容器,其寿命受温度、工作电压等因素影响较大。    极性: 电解电容器和钽电容器具有极性,必须按正确的方向接入电路,否则可能损坏甚至爆炸。  2.4 电容器的选择与应用原则  电容器的选择同样需要依据电路的具体应用场景:     容量选择: 根据电路的功能需求(滤波、耦合、旁路、储能等)确定所需的容量范围。    耐压选择: 确保额定电压远高于电路中的实际工作电压,以保证安全可靠。    精度要求: 对于振荡电路、定时电路等,需要选择容量精度高的电容器。    工作频率: 在高频电路中,需要选择 ESR 低、损耗小、寄生电感小的电容器,如薄膜电容器、陶瓷电容器(COG/NPO)。    温度稳定性: 在工作温度变化较大的环境中,应选择温度特性好的电容器。    极性: 对于有极性的电容器,务必注意正负极的连接。    安全性: 某些应用(如电源输入端)需要使用具有高可靠性、低漏电流的电容器。    成本与体积: 在满足性能要求的前提下,综合考虑成本和体积限制。  结语  电阻器和电容器,这对电子世界的“黄金搭档”,它们的特性千差万别,应用场景更是包罗万象。本书通过深入浅出的讲解,旨在帮助您建立对这两类基本元器件的全面认知,掌握其核心原理,理解其关键参数,并能在实际的电路设计和维修中做出明智的选择。  掌握了电阻和电容的奥秘,您就已经站在了电子技术实践的坚实基础之上。这不仅仅是学习两个元器件的知识,更是开启了理解和驾驭更复杂电子系统的钥匙。愿本书能成为您电子学习旅程中的得力助手,激发您对电子技术更深层次的探索与热爱。