第2章 常用元器件的选用

本章导读

电子元器件是电子制作中最基本的单元，通常它们可以分为无源元件（习惯上称为元件）和有源元件（习惯上称为器件）两类。前者包括电阻器、电容器、电感器等，后者包括晶体二极管、晶体三极管、集成电路等。本章从初学者及电子制作的实际情况出发，介绍一些常用电子元器件的主要参数及其选用。

2.1 电阻器的主要参数与选用

要点

电阻器简称电阻，是电子制作中应用较多的元件之一。电阻器在电路中的主要作用是降压、限流和分压、分流，还可与电容器组合成RC滤波电路等。选用电阻器主要是根据电路原理来考虑电阻器的一些主要参数是否符合电子制作的需要。

2.1.1 电阻器的主要参数

电阻器的主要参数有标称阻值、允许误差、额定功率、最高工作温度、极限工作电压、温度系数等，在简单的电子制作中，主要考虑标称阻值、允许误差和额定功率三项。

1. 标称阻值与允许偏差

电阻值简称阻值，基本单位是欧姆，简称欧（Ω）。常用单位还有千欧（kΩ）和兆欧（MΩ），它们之间的换算关系是1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω。

标注在电阻器上的阻值称为标称阻值，这种阻值与电阻器的实际阻值往往有一定的误差，这个误差称为允许偏差。

国家对电阻器的标称值制定了标准，如表2-1所示，在使用中应选择某标准系列的阻值，再乘以10、100等倍率，可得到更多的标准阻值。

电阻器的实际阻值在允许偏差范围之内的电阻器均为合格电阻器。在国外，电阻器的允许偏差用字母表示，如表2-2所示。

电阻器的标称阻值和允许偏差主要以色环与直标等方法标出。

1）色环法

色环法是指在电阻器上印有4或5道不同颜色圆环来表示标称阻值和允许偏差。对于4环电阻器，第1、2环表示两位有效数字，第3环表示倍乘数，第4环表示允许偏差，对于5环电阻器，第1、2、3环表示三位有效数字，第4环表示倍乘数，第5环表示允许偏差，如图2-1所示。

色环一般采用黑、棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、灰、白、金、银12种，它们的意义见表2-3。

例如，有一电阻器的色环为棕、黑、黄、金，棕色表示1、黑色表示0、黄色表示要乘10000，金色代表±5%，该电阻器的阻值为100000Ω，即100kΩ，误差±5%。

知识点拨

在实际观察电阻器的色环时，只要记住色环颜色的意义编成的顺口溜，就很方便。这个顺口溜如下：一头大棕熊，瞪着两只红眼睛，吃了三只橙子，还有四只黄鼠狼，撞倒了五棵大绿树；踩死了六朵蓝色的花，蹭了一身紫色的漆（七），一挥（灰）巴（八）掌，打翻了一瓶白酒（九），黑夜里什么也看不见（零）。

还有一口诀也容易记，这个口诀如下：棕一红二橙是三，四黄五绿六是蓝，七紫八灰九雪白，黑是圆圈大鸡蛋。金银误差五和十，误差二十无色环。

2）直标法

直标法是在电阻上用数字或字母标出电阻值，如5.1Ω所示的电阻器上印有“5R1J”字样，如图2-2所示。4.7kΩ的电阻器上印有“4.7k”或“4k7”字样。

2. 额定功率

当电流通过电阻器时，电阻器就要消耗功率并散发出热量。电阻器的额定功率是指在正常条件下，电阻器在交流或直流电路中长期连续工作所允许消耗的最大功率。常用电阻器的功率有1/8W、1/4W、1/2W、1W、2W、5W等，大于5W的电阻器直接用数字注明，如图2-3所示。一般电阻器通过电流所产生的热量和该电阻器的散热情况有关，体积大的电阻器容易散热。所以，对于同一类型的电阻器，体积小的电阻器允许消耗的功率小，体积大的电阻器允许消耗的功率大，如图2-4所示。使用中应选用额定功率等于或大于电路要求的电阻器，一般小电流电路采用1/8～1/4W小功率电阻器，而大电流电路采用1W以上的电阻器。

电阻器消耗的功率可由以下公式计算出来：

P=IU=I2R=U2/R

式中，P为电阻器消耗的功率（W），I为通过电阻器的电流（A），U为电阻两端的电压，R为电阻器的阻值（Ω）。

例如，有一电阻器的阻值为100Ω，流过电阻器的电流为0.5A，则该电阻器消耗的功率为

P=I2R=25W

又如40W灯泡在220V交流电路中的电阻为

R=U2/P=1210Ω

知识链接

电阻器的主要技术参数的数值一般都标注在它的外表面上，当其参数由于某种原因脱落或想知道该电阻器的精确阻值时，就需要进行检测。

知识链接

电阻元件应用多，符号、单位要掌握，

阻值、功率与误差，主要参数莫记错，

标称阻值有系列，色环表示直标妥，

允许误差分等级，色环颜色标在末。

2.1.2 固定电阻器的选用

电阻器按制作材料不同，通常分为薄膜电阻器、实心电阻器、绕线电阻器和水泥电阻器等。其中薄膜电阻器包括碳膜电阻器、合成碳膜电阻器、金属膜电阻器、金属氧化膜电阻器、化学沉积膜电阻器、玻璃釉膜电阻器等；实心电阻器包括有机合成实心碳质电阻器、无机合成实心碳质电阻器等；绕线电阻器包括通用绕线电阻器、精密绕线电阻器、高频绕线电阻器和大功率绕线电阻器等；水泥电阻器包括普通水泥电阻器和水泥型绕线电阻器两类。部分电阻器的外形如图2-5所示。

选用电阻器首先应按照电路图上标出的阻值与功率要求进行选择。应优先选用标准系列的电阻器，见表2-1。一般电路使用的电阻器允许误差为±5%～±10%。精密仪器及特殊电路中使用的电阻器，应选用精密电阻器。

所选电阻器的额定功率要符合应用电路中对电阻器功率容量的要求，一般不应随意加大或减小电阻器的功率。若电路要求是功率型电阻器，则其额定功率可高于实际应用电路要求功率的1.5～2倍，否则就很难保证电路正常安全工作。对于家用电器或其他电子产品维修时更换电阻器的功率，原则上就按电路图纸上所标注的数据选用就可以了。因为原先电路对要选用的电阻器的功率数据一般都经过细致考虑，不要再重新加大其余量了。

电阻器有多种类型，选择哪一种材料和结构的电阻器，应根据应用电路的具体要求而定。对于一般稳定性能要求不高的电子电路，如晶体管或场效应管的偏置电路等，可选用碳膜电阻器，以降低成本；对于稳定性、耐热性、可靠性及噪声要求高的电路，宜选用金属膜电阻器；对于工作频率低、功率大，且对耐热性能要求较高的电路，可选用线绕电阻器；对于高频电路应选用分布电感和分布电容小的非线绕电阻器，如碳膜电阻器、金属膜电阻器和金属氧化膜电阻器等；对于高增益小信号放大电路应选用低噪声电阻器，如金属膜电阻器、碳膜电阻器和线绕电阻器，而不能使用噪声较大的合成碳膜电阻器和有机实心电阻器。

知识点拨

在电子制作过程中，如果遇到所选择的电阻器无法与要求一致，可采用以下方法解决：

（1）若无法找到某个阻值的电阻器，可采用多个电阻器并联或串联的方式来解决。电阻器串联时阻值增大，并联时阻值减小。

（2）若某个电阻器功率不够，可采用多个大阻值的小功率电阻器并联，或采用多个小阻值小功率的电阻器串联，不管是并联还是串联，每个电阻器承受的功率都会变小。

2.1.3 电阻器的串联和并联

利用电阻器的串联与并联的方法，可代替暂时找不到的电阻器。如当一个电阻器的阻值不能满足需要时，可采用串联的方法予以解决；当一个电阻器的功率不能满足需要时，可采用并联的方法予以解决。

电阻器串联后总电阻增大，总电阻RP等于各串联电阻之和。如3个电阻器串联时，总电阻RP=R1+R2+R3，电阻越串联总阻值越大；流过各电阻器的电流相等；各串联电阻器上的电压之和等于加在串联电路两端的电源电压，阻值大的电阻器电压降大，所消耗的功率也大，如图2-6（a）所示。例如，需要一个22kΩ的电阻器，而手上没有这一阻值的电阻器，但有10kΩ和2kΩ的电阻器，将这两个10kΩ电阻器和一个2kΩ的电阻器串联后就能得到所需要的22kΩ电阻器。其中10kΩ电阻器的电压降和消耗功率是2kΩ电阻器的5倍。

电阻器并联后总电阻变小，总电阻RP的倒数等于各并联电阻的倒数之和。如2个电阻器并联时，总电阻1/RP=l/R1+l/R2；各电阻支路电流之和等于并联回路的总电流，即总电流I=I1+I2；并联电阻两端的电压相等；并联电路中，哪个支路的电阻值大，流过它的电流就小，反之则大，由此可判断电阻并联电路中各支路电流的大小，如图2-6（b）所示。

如果是阻值不同的电阻器串、并联，不同阻值的电阻器分担的功率是不同的。串联电路中阻值越大，其功率就越大；并联电路中，阻值越小，其功率越大。

知识要诀

电阻串联与并联，代用电阻很方便，

串联电阻分阻和，各处电流都不变，

分压之和为总压，值大多分电压源，

并联电阻值倒数，支路电阻倒数和，

各路电压均相同，值小分流大一点。

2.2 电位器的主要参数与选用

要点

电位器是一种连续可调的电阻器，它由一个电阻体和一个转动或滑动系统组成，其活动臂的接触刷在电阻体上滑动，即可连续改变活动臂与两端间的阻值。选用电位器主要是根据电路原理来考虑电位器的种类、阻值变化规律和主要参数。

2.2.1 电位器的主要参数

电位器的种类很多，根据滑片的运动方式来分，可分为直滑式和旋转式两种。用滑柄使滑片作直线运动的电位器称为直滑式电位器；用转轴使滑片作旋转运动的电位器称为旋转式电位器。按结构特点来分，可分为单联电位器、多联电位器、带开关电位器、锁紧电位器、抽头电位器等。按用途来分，可分为普通电位器、精密电位器、微调电位器、功率电位器及专用电位器等。部分电位器的外形如图2-7所示。

X型电位器的阻值变化与转角成直线关系。也就是电阻体上导电物质的分布是均匀的，所以单位长度的阻值相等。它适用于一些要求均匀调节的场合，如分压器、偏流调整等电路；Z型电位器在开始转动时，阻值变化较小，而在转角接近最大转角一端时，阻值变化比较明显。因为人耳对微小的声音稍有增加时，感觉很灵敏，但声音大到某一值后，即使声音功率有了较大的增加，人耳的感觉却变化不大，这种电位器适合于音量控制电路，因为采用这种电位器进行音量控制，可获得音量与电位器转角近似于线性的关系；D型电位器的阻值变化与Z型正好相反，它在开始转动时阻值变化很大，而在转角接近最大值附近时，阻值变化就比较缓慢，D型电位器适用于音调控制等电路。电位器的阻值变化特性曲线如图2-8所示。

知识要诀

电位器是变阻器，常见旋转、直滑式，

文字符号为RP，主要参数要牢记，

标称阻值与功率，阻值变化有规律，

指数、对数与直线，应用电路要合适。

2.2.2 电位器的选用

电位器的选用应注意以下几点：

1. 合理选择电位器的电参数

根据设备和电路的要求选好电位器的类型和规格后，还要根据电路的要求合理选择电位器的电参数。首先考虑电位器的标称阻值是否符合电路要求，如小型收音机的音量调节兼电源开关的碳膜电位器，其阻值范围为几千欧到几十千欧；其次考虑电位器的额定功率、允许偏差、分辨率、最高工作电压、动噪声等技术参数。

2. 根据电路要求选用电位器的型号

不同的应用电路对电位器的要求有所不同，选用电位器时，应根据应用电路的具体要求来选择电位器的电阻体材料、结构、类型、规格、调节方式。

例如，在一般要求不高的电路中，均可使用碳膜电位器，其主要优点是种类型号多，阻值范围宽，价格便宜；在大功率电路中，宜选用功率型线绕电位器，其主要优点是接触电阻小，精度高，功率范围宽，而且耐热性能好；在精密仪器等电路中，应选用高精度线绕电位器、精密多圈电位器或金属玻璃釉电位器，金属玻璃釉电位器的主要优点是阻值范围宽，可靠性高，高频特性好；半导体收音机的音量调节兼电源开关可选用小型带旋转式开关的碳膜电位器；立体声音频放大器的音量控制可选用双连同轴电位器；音响系统的音调控制可选用直滑式电位器；电源电路的基准电压调节应选用微调电位器；通信设备和计算机中的电位器可选用贴片式多圈电位器或单圈电位器。

3. 根据阻值变化规律选用电位器

直线式电位器的阻值随旋转角度作均匀变化，如在各种电源电路中的电压调节、放大电路的工作点调节、副亮度调节及行、场扫描信号调节用的电位器，均应使用直线式电位器。

音响器材中的音调控制用电位器应选用反转对数式（又称指数式）电位器，使调节者首先能初步找到适合的音调，然后可进一步左右细调节，找到最佳点。

音量控制用电位器可选用对数式电位器，正好和人耳的听觉特性相互补偿，使人们对音量的增加有均匀的感觉。

知识要诀

选电位器要注意，参数、型号、阻变律（阻值变化规律），

功率允许大代小，阻值莫超规定值，

结构、类型要考虑，还看规格、调方式，

阻值变化有三种，具体应用要合适。

2.3 电容器的主要参数与选用

要点

电容器简称电容，也是电子电路中最常用的基本元件之一。电容器的主要功能是只能通过交流电而不能通过直流电，因此在电路中起耦合、滤波、旁路与延时作用，与电感等元件组成振荡电路与调谐电路等。选用电容器主要是根据电路原理来考虑电容器的种类和主要参数。

2.3.1 电容器的主要参数

1. 标称容量

电容器的主要参数有标称容量、允许误差和额定工作电压（又称耐压）、绝缘电阻和频率特性等。电容器储存电荷的能力叫做电容量，简称容量，基本单位是法拉，简称法（F）。在实际运用中常用微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）作为单位。它们之间的换算关系是1F=106μF，1μF=1000nF，1nF=1000pF。国家对电容器的标称值制定了标准，如表2-4所示。

2. 允许偏差

电容器的实际电容量与标称容量不可能完全一致，两者会有一定偏差。电容器的允许偏差是其电容器的实际容量对于标称容量的允许最大偏差范围。

电容器常用允许偏差为±5%、±10%、±20%。标称容量小于10pF的无机介质电容器，所用允许偏差一般为±0.1pF、±0.25pF、±0.5pF。

电容器的容量允许偏差的字母表示意义如表2-5所示。

3. 额定工作电压

额定工作电压也称电容器的耐压值，是指电容器在规定的温度范围内，能够连续正常工作时所能承受的最高电压。额定工作电压值一般直接标注在电容器上。在使用时，加在电容器上的实际工作电压应低于电容器上所标注的额定工作电压，否则会造成电容器因过压而击穿损坏。此外还应注意，电容器上标明的额定工作电压，一般都是指电容器的直流工作电压，当将电容器用在交流电路中时，则应使所加的交流电压的最大值（峰值）不能超过电容器上所标明的电压值。

固定式电容器的额定工作电压规定的系列值有1.6V、4V、6.3V、10V、16V、25V、32V、35V、40V、50V、63V、100V、125V、160V、250V、300V、400V、450V、500V、630V、1000V等。

4. 绝缘电阻（漏电电阻）

电容器两极之间的介质不是绝对的绝缘体，它的电阻不是无限大，而是一个有限的数值，一般在1000MΩ以上。电容器两极之间的电阻叫做绝缘电阻，或者叫做漏电电阻，其大小是额定工作电压下的直流电压与通过电容器的漏电流的比值。

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器的寿命，而且会影响电路的工作，因此，漏电电阻越大越好。小容量的电容器，绝缘电阻很大，为几百兆欧姆或几千兆欧姆。电解电容器的绝缘电阻一般较小。

5. 频率特性

电容器的频率特性是指电容器工作在交流（尤其在高频电路中）时，其电容量等参数随着频率的变化而变化的特性。电容器在高频电路工作时，构成电容器材料的介电常数将随着工作电路频率的升高而减小。不同介质材料的电容器，其最高工作频率也有所不同。例如，高频电路中只能使用容量较小的高频瓷介电容器或云母电容器，而容量较大的电容器（如电解电容器）只适合用于低频电路中。

表2-6列出了常用电容器的主要参数，供读者参考。

知识要诀

电容参数有五点，容量、耐压系列见，

允许偏差有范围，绝缘电阻大的善，

频率特性也重要，高频、低频莫乱换，

主要参数熟悉后，电路应用随便选。

2.3.2 电容器的选用

1. 根据电路要求选择电容器的类型

电容器按其结构不同分为固定电容器、可变电容器和半可变电容器，目前使用最多的是固定容量的电容器。固定电容器又可分为有极性的电解电容和无极性的普通电容，部分电容器的外形如图2-9所示。

选用哪种类型的电容器，应根据应用电路的具体要求而定。在谐振电路中，可选用介质损耗小的电容器，如云母电容器、陶瓷电容器、有机薄膜电容器；在调谐电路中，可选用固体介质密封可变电容器、空气介质电容器和微调电容器。如外差式收音机的调谐电路可选用双联可变电容器；在高频和高压电路中使用的电容器，应选用云母电容器、玻璃釉电容器或高频瓷介电容器（如CC10型或CC11型）；在电源滤波和退耦电路中使用的电容器，应选用铝电解电容器（如CD03型或CD15型）；在要求不高的低频电路和直流电路中，通常可用价格较低的纸介和金属化纸介电容器，也可选用低频瓷介电容器（如CT型）；钽（铌）电解电容器的性能稳定可靠，但价格高，通常仅用于要求较高的定时、延时电路中；为满足从低频到高频滤波旁路的要求，在实际电路中，常将一个大容量的电解电容器与一个小容量的、适合于高频的电容器并联使用。在电风扇等交流电路中，通常应选用专用交流电容器。

2. 根据电路要求选择电容器的主要参数

所选电容器的主要参数（包括标称容量、允许偏差、额定工作电压、绝缘电阻等）也要符合应用电路的要求，如对一些对容量大小有严格要求的定时电路、振荡电路、延时电路等，选用电容器的容量与电路要求相同，对一些对容量大小要求不高的耦合电路、旁路电路、电源滤波电路、退耦电路等，选用电容器的容量与电路要求相近即可。为保证电容器在电路中长时间正常工作，一般可选耐压值为实际工作电压的2倍以上。但在业余制作电路时，不宜过高地提高电容器的耐压等级，因电容器耐压等级的提高对制作成本影响极大，如将电容器的耐压从25V提高到35V时，成本将增加一倍，通常应大于电路中最高电压的30%。

3. 根据电容器工作环境与安装条件选择电容器

还应根据电容器工作环境与安装条件选择电容器。如在高温条件下使用的电容器，一定要选用工作温度高的电容器；在潮湿条件下使用的电容器，应选用抗湿性好的密封电容器；在低温条件下使用的电容器，应选用耐寒的电容器，这对电解电容器尤为重要，因为普通电解电容器在低温条件下会因电解液结冰而失效。

另外电容器的外形有很多种，应根据实际允许的情况来选择电容器的外形及引脚尺寸。

知识要诀

选用电容有要点，电路要求记心间，

类型根据电路定，高频、低频介质换，

容量、耐压等参数，也随电路要求变，

安装环境要考虑，外形、尺寸也要选。

2.3.3 电容器的串联和并联

利用电容器的串联、并联及串/并联混合等多种方法，可代替暂时找不到合适的电容器。如当一只电容器的耐压不能满足需要时，可采用串联的方法，以提高耐压；当一只电容器的电容量不能满足需要时，可采用并联的方法，以增大电容量；当耐压与电容量都需提高时，可采用串并联混合的方法予以解决，如图2-10所示。

当两个电容器串联或并联使用时，其串联总电容量Cs并联总电容量CP可按下式进行计算Cs=C1C2/（C1+C2），CP=C1+C2。当电容器串联使用时，如果它们的电容量不相同，则电容量小的电容器分得的电压高。所以，在串联使用时，最好选用电容量与耐压均相同的电容器，否则电容量小的电容器有可能由于分得的电压过高而被击穿。当电容器并联使用时，每只电容器的耐压均应高于电路中的电压。目前，电容器的规格很多，为了使电路简捷，一般情况下，应尽量使用单个电容器，而不采用串联、并联或串并联混合使用的方法。

无极性电解电容应该用无极性电解电容来代替，无法办到时可用两只容量大一倍的有极性电容逆串联后代替。例如，需要一只0.5μF的无极性电解电容，可以用两只1μF的有极性电解电容进行逆串联，如图2-11所示，得到0.5μF的无极性电解电容。

图2-12所示是有极性电解电容顺串联电路，电路中的C1和C2都是有极性电解电容，两电容连接方式如图中所示，这样的连接称为有极性电解电容顺串联。顺串联的结果仍然为一只有极性电容器，C1正极为串联电容正极，C2负极为串联电容负极。顺串联后的总电容量减小，耐压提高。

知识要诀

电容串联与并联，可用电容器代换，

电容串联提耐压，容量串后也会减，

电容并联容量增，耐压并联不改变，

若代无极电容器，有极电容逆串联。

2.4 电感器的主要参数与选用

要点

电感器又称电感线圈，通常简称为电感。电感器与电容器一样，是一种储能元件，也是常用的基本电子元件之一。电感具有通直流、阻交流的特点，在电路中的作用有阻流、调谐与选频、滤波和耦合。因为电感器少数为通用元件，大多数为专用元件，因此选用电感器要根据电路原理，分清是选通用电感器还是选择专用电感器。

2.4.1 电感器的主要参数

电感器的主要参数是电感量、允许偏差、额定电流和品质因数（Q），高频电感还要考虑分布电容等。

1. 电感量

电感量是表示电感器产生自感应能力大小的一个物理量，也称自感系数。电感量的大小与线圈的匝数、导线的直径、有无磁及磁芯的材料、绕制线圈的方式、线圈的形状大小等有关。通常，线圈匝数越多、匝间越密则电感量越大。带有磁芯的线圈比无磁芯线圈的电感量要大。电感器所带磁芯的磁导率越大，其电感量也越大。

电感量的基本单位是亨利，简称亨，用字母“H”表示。在实际应用中，一般用毫亨（mH）或微亨（μH）作为单位。它们之间的相互关系是1H=1000mH，1mH=1000μH。

用于不同电路中的电感器，对其电感量的要求也是不同的。例如，用于短波谐振回路中的电感器，其电感量一般为几微亨；用于中波电路中的电感器，其电感量为几百微亨；用于稳压电源电路中的电感器，其电感量为几亨到几十亨。

2. 允许偏差

允许偏差是指电感器上标称的电感量与其实际电感量的允许误差值。不同用途的电感器，对其电感量的允许偏差也是有所不同的。一般用于振荡器谐振回路或滤波电路中的电感器，其电感量的允许偏差为±0.2%～±0.5%，可见，这种电路对电感量的精度要求较高。而在电路中起高频阻流及耦合作用的电感器，其电感量允许偏差为±10%～±15%，显然，这种电路对电感量允许偏差的要求是比较低的。

3. 额定电流

电感器在正常工作时允许通过的最大电流就是其额定工作电流。在应用电路中，若流过电感器的实际工作电流大于其额定电流，会导致电感器发热，使性能参数发生改变，甚至还可能因过流而烧毁。因此使用时，电感器的实际工作电流必须小于额定电流。固定电感器的额定电流常用字母标注，如表2-7所示。

4. 品质因数

品质因数也称Q值，是衡量电感器质量高低的主要参数，它是指电感器在某一频率的交流电压下工作时，所呈现出的感抗与本身直流电阻的比值。用公式表示为Q=ωL/R，式中，ω为工作频率；L为线圈电感量；R为线圈的总损耗电阻。

电感器Q值的大小，与所用导线的直流电阻、线圈骨架的介质损耗以及铁芯引起的损耗等因素有关。电感器的Q值越大，表明电感器的损耗越小，越接近理想的电感，当然其效率就越高，质量就越好。反之，Q值越小，其损耗越大，效率则越低。实际上，电感器的Q值是无法做得很高的，一般是几十到几百。如中波收音机中使用的振荡线圈的Q值一般在55～75之间。在实际应用电路中，用于谐振回路的电感器的Q值要求比较高，损耗比较小，可提高工作性能。在电路中起耦合作用的电感器，其Q值可低一些。而在电路中起高频或低频阻流作用的电感器，对其Q值基本上没有要求。

对于品质因数Q值的测量，可根据以下几种情况推断其大小。线圈的电感量相同时，其直流电阻越小，Q值越高。也就是说，所用导线的直径越粗，Q值越高。若采用多股线绕制时，导线的股数越多（一般不超过13股），Q值越高；线圈骨架（或铁芯）所用材料的损耗越小，其Q值越高。例如，高硅钢片做铁芯时，其Q值比用普通硅钢片做铁芯时高；线圈的分布电容和漏磁越小，其Q值越高。例如，蜂房式绕法的线圈，其Q值较平绕时高，比乱绕时更高；线圈无屏蔽罩，安装位置周围无金属构件时，其Q值较高。与此相反，则Q值较低。屏蔽罩或金属构件离线圈越近，其Q值降低越厉害；对有磁芯的高频线圈，其Q值较无磁芯时高。磁芯的损耗越小，其Q值也越高。

5. 分布电容

电感器的分布电容是指线圈的匝与匝之间、线圈与磁芯之间、线圈与屏蔽层之间所存在的固有电容，这些电容实际上是一些寄生电容，它们降低了电感器的稳定性。电感器的分布电容越小，其稳定性越好。减小分布电容的方法通常有：用细导线绕制线圈、减小线圈骨架的直径、采用间绕法或蜂房式绕法。

知识要诀

电感器是存磁件，通直阻交是特点，

主要参数要熟悉，电感大小记心间，

误差、电流有规定，品质因数有频点，

分布电容要减小，几种方法任挑选。

2.4.2 电感器的选用

电感器种类繁多，形状各异，较常见的有阻流圈、单层平绕空心电感线圈、间绕空心电感线圈、脱胎空心电感线圈、多层空心电感线圈、蜂房式电感线圈、带磁芯电感线圈、磁罐电感线圈、高频阻流圈、低频阻流圈、固定电感器等。固定电感器是一种电感量小的小型电感器，线圈（往往含有磁芯）被密封在外壳内，常用色带表示电感量的数值，常称色码电感器。它具有体积小、质量轻、结构牢固、电感量稳定和使用安装方便的特点。部分电感线圈的外形如图2-13所示，安装在收音机中的天线线圈与电感如图2-14所示，安装在电视机中的偏转线圈如图2-15所示。

电感器的用途很广，除小型固定电感器为通用元件外，大多数电感为电视机或收音机等专用元件。专用元件一般都是一个型号对应一种机型（代用除外），选购时应以元件型号为主要依据。

色码电感器是一种固定电感器。选用该电感器时，主要考虑其电感量、额定电流及外形尺寸是否符合使用要求。

对于高频电路宜选用高频铁氧体磁芯电感器或空心电感器，对于低频电路一般宜选用硅钢片铁芯或铁氧体磁芯电感器。

在更换线圈时应注意保持原线圈的电感量，勿随意改变其线圈形状、大小和线圈间距离；两线圈同时使用时应避免相互耦合的影响，一般互相靠近电感线圈的轴线应互相垂直，必要时可在电感线圈上加装屏蔽罩。

知识要诀

平时选用电感器，不同种类应注意，

固定电感体积小，颜色表示电感值，

专用电感型号多，选用、代换要心细，

更换线圈勿改变，形状、大小和距离。

2.5 二极管的主要参数与选用

要点

二极管的管芯是一个PN结，由P区接出的引线为二极管的正极，由N区接出的引线为二极管的负极，用管壳封装后就制成二极管。二极管具有单向导电特性，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。二极管在电路中的作用主要有整流、检波、开关、稳压等，选用时除注意二极管的类型与型号外，还要注意其技术参数。

2.5.1 二极管的主要参数

二极管的伏安特性是在外加电压的作用下，二极管电流变化规律的曲线，图2-16画出了较为典型的硅与锗二极管的伏安特性曲线，由图2-16可见，它有正向特性和反向特性两部分。

当二极管加正向电压时，有一死区电压，或称开启电压UT，其大小与材料及环境温度有关。一般来说，硅管的死区电压约为0.5V，锗管的死区电压约为0.1V。当二极管正向电压超过死区电压后，正向电流变化很大，而电压的变化极小，曲线几乎接近于直线。为了计算的方便，通常认为，硅管的导通电压约为0.6～0.7V，锗管的导通电压约为0.2～0.3V。

二极管的主要参数如下所述。

1. 额定正向工作电流

额定正向工作电流是指二极管长期连续工作时允许通过的最大正向电流值。因为电流通过管子时会使管芯发热，温度上升，温度超过容许限度（硅管为140℃左右，锗管为90℃左右）时，就会使管芯过热而损坏，所以，二极管使用中不要超过其额定正向工作电流值。例如，1N4001型硅二极管的额定正向工作电流为1A，1N5401型硅二极管的额定正向工作电流为3A。

2. 最高反向工作电压

加在二极管两端的反向电压高到一定值时，管子将会击穿，失去单向导电能力。为了保证使用安全，规定了最高反向工作电压值。例如，1N4001、1N5400型二极管反向耐压为50V，1N5406的反向耐压为600V，1N4007的反向耐压为1000V。

3. 最大反向电流

反向电流是指二极管在规定的温度和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电流。反向电流越小，二极管的单方向导电性能越好。值得注意的是，反向电流与温度有着密切的关系，大约温度每升高10℃，反向电流增大一倍。例如，2AP系列锗二极管，在25℃时，反向电流为150～250μA，温度升高到35℃，反向电流上升到350～500μA，在75℃时，它的反向电流已达5～8mA，不仅失去了单向导电特性，还会使管子过热而损坏。硅二极管比锗二极管在高温下具有更好的稳定性。

4. 最高工作频率

最高工作频率也称截止频率。由于PN结极间电容的影响，当二极管用做检波时有一个上限工作频率，即二极管能正常工作的最高频率。一般应选用最高工作频率是电路实际工作频率2倍的二极管，否则不能正常工作。

以上参数为普通二极管的主要直流参数，对于一些特殊二极管（如稳压二极管）还会有一些其他参数。

稳压二极管的主要参数为稳压值UZ、稳定电流IZ、最大稳定电流IZM、动态电阻rZ及最大允许耗散功率PZM。稳压值UZ一般取反向击穿电压。稳压二极管使用时一般需串联限流电阻，以确保工作电流不超过最大稳定电流IZM。

常用二极管的主要参数见附录A。

知识要诀

二极管有PN结，P为正极N负极，

单向导电是特性，主要参数要熟悉，

正向电流、反电压，不要超过规定值，

反向电流应越小，工频2倍较合适。

2.5.2 二极管的选用

1. 根据具体电路选用不同类型和型号的二极管

二极管种类很多。按材料不同可分为锗二极管、硅二极管等，按结构不同可分为点接触型和面接触型二极管，按用途不同分为整流二极管、检波二极管、变容二极管、稳压二极管、开关二极管、发光二极管等。部分二极管的外形如图2-17所示。

在电子电路中检波就要选用点接触型锗二极管，如2AP系列，并且要注意不同型号管子的主要参数和特性差异；在电路中整流就要选用面接触型二极管，并且要注意整流二极管的最大整流电流，电路的工作频率和最高反向工作电压；在电路中电子调谐可选用变容二极管和开关二极管。选用变容二极管要特别注意零偏压结电容和电容变化范围等参数，并且根据不同的频率覆盖范围，选用不同特性的变容二极管；在电子调谐电路中选用开关管时，只要最高反向工作电压高于电子调谐器的开关电压，最大平均整流电流大于工作电流就可以，而对反向恢复时间要求并不严格；稳压电路就要选用稳压管，并注意稳压值的选用。另外，在一些特殊电路中，还要选用发光二极管、光电二极管、磁敏二极管等。

2. 根据技术参数选用不同类型和型号的二极管

在选好二极管类型的基础上，要选好二极管的各项主要技术参数。选用整流二极管时，主要考虑二极管的最大整流电流与最高反向电压，如1N4001型二极管的最大整流电流为1A，最高反向电压为50V；1N4007型二极管的最大整流电流为1A，最高反向电压为1000V；1N5401型二极管的最大整流电流为3A，最高反向电压为100V。使用时注意通过二极管的工作电流与反向电压不能超过这个数值。

在选用稳压管时，除了要注意稳定电压、最大工作电流等参数外，还要注意选用动态电阻较小的稳压管，因动态电阻越小，稳压管性能越好。例如，2CW52（旧型号为2CWl1）型稳压管的动态电阻rz≤90Ω；2CW54型稳压管的动态电阻rz≤30Ω；1N6018B型稳压管的动态电阻rz≤110Ω。

在选用开关二极管时，开关时间很重要，这主要由反向恢复时间这个参数决定。选用时，要注意此参数的对比，选用更符合要求的开关二极管。比如2CK9～2CK19型开关二极管的反向恢复时间小于5ns；CAK6型开关二极管的反向恢复时间为150ns；1N4148、1N4448型开关二极管的反向恢复时间为4ns。

在选用二极管的各项主要参数时，从有关的资料和《晶体管手册》查出满足电路要求的相应参数值后，最好用万用表及其他仪器复测一次，使选用的二极管参数符合要求，并留有一定的余量。

知识要诀

平时选用二极管，种类、型号记心间，

检波选用点接触，整流要选面接触，

调谐电路选变容，电源可用稳压管，

技术参数要注意，查找资料测完善。

2.5.3 二极管的代换

二极管损坏后最好是使用原型号的二极管更换。若没有原型号二极管，所代换的管子其制作材料、类型和导电极性应与原管相同，所换二极管的主要参数（如最高反向电压、最大工作电流和散耗功率）应与原管相同或大于原管。另外，代换时应考虑管子的外部结构、尺寸与原管相同或大致相同，以便于安装。不同的二极管进行代换时还应注意以下几点：

1. 检波二极管的代换

检波二极管可以用损坏了一个PN结的锗材料高频晶体三极管进行代换。

2. 整流二极管的代换

代换整流二极管时高耐压值（反向电压）的整流二极管可以代换低耐压值的整流二极管，而低耐压值的整流二极管不能代换高耐压值的整流二极管，整流电流值高的二极管可以代换整流电流值低的二极管，而整流电流值低的二极管则不能代换整流电流值高的二极管。也可以用损坏了一个PN结的硅材料低频功率三极管进行代换。

3. 开关二极管的代换

代换开关二极管时，高速开关二极管可以代换普通开关二极管，反向击穿电压高的开关二极管可以代换反向击穿电压低的开关二极管，反向恢复时间应等于或小于原开关二极管。

4. 稳压二极管的代换

代换稳压二极管时，可以用具有相同稳定电压值的高耗散功率稳压二极管代换耗散功率低的稳压二极管，但不能用耗散功率低的稳压二极管代换耗散功率高的稳压二极管。例如，0.5W、6.2V的稳压二极管可以用1W、6.2V的稳压二极管代换。如果一时找不到相同稳定电压值的稳压二极管，也可用两只稳压二极管串联或一只稳压二极管与一只普通整流二极管串联代用，普通整流二极管的稳定电压约为0.7V。串联时用稳压二极管的正极连接普通整流二极管的正极，普通整流二极管的负极接地。两只稳压二极管串联时用一只稳压二极管的正极连接另一只稳压二极管的负极，这只稳压二极管的正极接地。

5. 变容二极管的代换

代换变容二极管时，应代换与原型号相同的变容二极管或用其主要参数相同（尤其是结电容范围应相同或相近）的其他型号的变容二极管来代换。

6. 阻尼二极管的代换

代换阻尼二极管时，要求代换管的反向工作电压、正向工作电流不低于原来的阻尼二极管，且正向压降越小越好。

知识要诀

代换损坏二极管，最好型号不要变，

如果难找同型号，同材、同型可代换，

主要参数要相同，结构、尺寸考虑全，

不同二极管代换，记住书中的六点。

2.6 三极管的主要参数与选用

要点

三极管又称晶体管，它是由两个PN结构成，这两个PN结分别称为发射结和集电结。三极管分为NPN型与PNP型两大类，无论NPN型还是PNP型三极管，都有三个电极，分别叫做集电极c、基极b、发射极e。三极管在电路中主要起放大与开关作用，选用三极管是一个很复杂的问题，它要根据电路的特点、三极管在电路中的作用、工作环境与周围元器件的关系等多种因素进行选取。

2.6.1 三极管的主要参数

三极管具有放大作用的外部条件是：发射结加正向偏置电压，集电结加反向偏置电压。

晶体三极管共发射极的输出特性曲线簇如图2-18所示。在应用中，常把输出特性曲线簇分为三个工作区，即截止区、饱和区和放大区，它们分别对应于三极管的三种工作状态。

当用来放大信号时，三极管工作在放大状态，输入三极管的信号进放大区，这时的三极管是线性的，信号不会出现非线性失真。如果三极管的基极电流偏小或偏大，三极管容易进入截止区或饱和区，会产生非线性失真。所谓非线性失真可以这样理解，给三极管输入一个标准的正弦信号，从三极管输出信号已不是一个标准的正弦信号，输出信号与输入信号不同就是失真，如图2-19所示，产生这一失真的原因是三极管截止区的非线性。

当用于开关电路中时，三极管的一个工作状态就是截止状态，另一个工作状态是饱和状态。

三极管的主要参数有电流放大系数、频率特性参数与极限参数，极限参数包括集电极最大电流、最大反向电压、反向电流、耗散功率等。

1. 电流放大系数

三极管的电流放大系数也称放大倍数，用来表示三极管的放大能力。它是三极管主要参数之一，实际上是指集电极电流的变化量与基极电流的变化量之比。根据三极管工作状态的不同，电流放大系数又分为直流电流放大系数和交流电流放大系数。

直流电流放大系数是指在静态无变化信号输入时，三极管集电极电流Ic与基极电流Ib的比值，一般用直流电流放大倍数hFE或交流电流放大倍数β表示；交流电流放大系数是指在交流状态下，三极管集电极电流变化量ΔIC，与基极电流变化量ΔIB的比值，一般用β表示。hFE与β既有区别又关系密切，这两个参数值在低频时较接近，在高频时有一些差异。

β值的表示方法通常有色标法和字母法两种。色标法即在三极管的顶面点上不同的色点表示不同的β值。不同色点所代表的含义如表2-8所示。字母法即是在三极管的型号后缀上不同的字母表示不同的β值，由于篇幅所限，在此就不再介绍这部分的内容。

2. 频率特性参数

三极管的电流放大系数与工作频率有关，若超过了其工作频率范围，则会出现放大能力减弱甚至失去放大作用。三极管的频率特性参数主要包括共发射极截止频率fβ、特征频率fT和最高振荡频率fM等。

共发射极截止频率fβ：又称β截止频率，三极管共发射极工作时，信号频率增高，电流放大系数β值将随着频率的升高而下降，当β值下降到最大值的0.707倍时，所对应的频率即为截止频率。

特征频率fT：三极管的工作频率超过截止频率fβ或fα（共基极截止频率）时，其电流放大系数β值降为1时三极管的工作频率。

最高振荡频率fM：指三极管的功率增益降为1时所对应的频率。通常，高频三极管的最高振荡频率低于共基极截止频率fα，而特征频率fT则高于共基极截止频率fα低于共发射极截止频率fβ。

3. 极限参数

三极管的极限参数包括集电极最大电流ICM、最大反向电压、反向电流和耗散功率。

集电极最大电流ICM是指三极管集电极所允许通过的最大电流。当三极管的集电极电流IC超过ICM时，三极管的β值等参数将发生明显变化，影响其正常工作，甚至还会损坏。因此，在实际使用中必须使IC＜ICM。

最大反向电压是指晶体管在工作时所允许施加的最高工作电压，它包括集电极-发射极反向击穿电压、集电极-基极反向击穿电压和发射极-基极反向击穿电压。集电极-发射极反向击穿电压是指当晶体管基极开路时，其集电极与发射极之间的最大允许反向电压，一般用VCEO或BVCEO表示；集电极-基极反向击穿电压是指当晶体管发射极开路时，其集电极与基极之间的最大允许反向电压，用VCBO或BVCBO表示；发射极-基极反向击穿电压是指当晶体管的集电极开路时，其发射极与基极之间的最大允许反向电压，用VEBO或BVEBO表示。

三极管的反向电流包括其集电极-基极之间的反向电流ICBO和集电极-发射极之间的反向击穿电流ICEO。集电极-基极之间的反向电流ICBO也称集电极反向漏电电流，是指当晶体管的发射极开路时集电极与基极之间的反向电流。ICBO对温度较敏感，该值越小，说明晶体管的温度特性越好；集电极-发射极之间的反向击穿电流ICEO是指当三极管的基极开路时，其集电极与发射极之间的反向漏电电流，也称穿透电流。此电流值越小，说明晶体管的性能越好。

耗散功率也称集电极最大允许耗散功率PCM，是指三极管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率。耗散功率与三极管的最高允许结温和集电极最大电流有密切关系。三极管在使用时，其实际功耗不允许超过PCM值，否则会造成晶体管因过载而损坏。通常将耗散功率 PCM小于1W的晶体管称为小功率晶体管，将 PCM等于或大于1W、小于5W的晶体管称为中功率晶体管，将PCM等于或大于5W的晶体管称为大功率晶体管。

常用三极管的主要参数见附录B。

知识要诀

三极管有两个结，c集e发b基极，

主要参数有八个，放大系数为其一，

系数又分交、直流，频率特性三频率，

截止频率与特征，加最高振荡频率，

极限参数有四项，反压、反流与功率，

c极最大电流值，应用值小更合适。

2.6.2 三极管的选用

选用三极管是一个很复杂的问题，它要根据电路的特点，三极管在电路中的作用，工作环境与周围元器件的关系等多种因素进行选取，一般应注意以下几点。

1. 三极管类型的选择

应根据电路的实际需要选择三极管的类型，即三极管在电路中的作用应与所选三极管的功能相吻合。三极管的种类很多，分类的方法也不同，一般按半导体导电特性分为NPN型与PNP型两大类，按在电路中的作用分为放大管和开关管等，部分三极管的外形如图2-20所示。各种三极管在电路中的作用如下：低频小功率三极管一般工作在小信号状态，主要用于各种电子设备的低频放大，输出功率小于1W的功率放大器；高频小功率三极管主要用于工作频率大于3MHz、功率小于1W的高频振荡及放大电路；低频大功率三极管主要用于特征频率fT在3MHz以下、功率大于1W的低频功率放大电路，也可用于大电流输出稳压电源中做调整管，有时在低速大功率开关电路也用到它；高频大功率三极管主要用于特征频率fT大于3MHz、功率大于1W的电路，可用做功率驱动、放大，也可用于低频功率放大或开关稳压电路。

2. 三极管主要参数的选择

三极管主要参数的选择一般是指特征频率fT、β值（hFE）、噪声和输出功率的选择。

（1）特征频率fT的选择

在高频放大电路、高频振荡电路中，主要考虑特征频率fT。在设计制作电子电路时，对高频放大、中频放大、振荡器等电路中的三极管，宜选用极间电容较小的三极管，并应使其特征频率fT为工作频率的3～10倍。如制作无线话筒就应选特征频率大于600MHz的三极管（如9018等）。

（2）β值（hFE）的选择

在选用三极管时，一般希望β值选大一点，但也并不是越大越好。β值太大，容易引起自激振荡（自生干扰信号），此外一般β值高的管子工作都不稳定，受温度影响大。通常，硅管β值选在40～150之间，锗管β值选在40～80为合适。对整个电子产品的电路而言，还应该从各级的配合来选择β值。例如，在音频放大电路中，如果前级用β值较高的管子，那么后级就可以用β值较低的管子。反之，若前极的管子β值低，那么后级则用β值高的管子。对称电路，如末级乙类推挽功率放大电路及双稳态、无稳态等开关电路，需要选用两只三极管的β值和ICEO值尽可能相同，否则就会出现信号失真。

（3）噪声和输出功率的选择

在制作低频放大器时，主要考虑三极管的噪声和输出功率等参数。宜选用穿透电流ICEO较小的管子，因ICEO越小放大器的温度稳定性越好。在低频电路中如采用中、小功率互补推挽对管，其耗散功率宜小于或等于1W，最大集电极电流宜小于或等于1.5A，最高反向电压为50～300V。常见的有2SC945/2SA733、2SCl815/2SA1015、2N5401/2N5551、S8050/S8550等型号。选用时应根据应用电路的具体要求而定，后级功率放大电路中使用的互补推挽对管，应选用大电流、大功率、低噪声晶体管，其耗散功率为100～200W，集电极最大电流为10～30A，最高反向电压为120～200V。常用的大功率互补对管有2SC2922/2SAl216、2SC3280/2SAl301、2SC3281/2SAl302、2N3055/MJ2955等型号。

知识要诀

选用晶体三极管，确定类型第一关，

种类、型号有很多，功能吻合为首选，

选好类型看参数，高频、低频分清点，

放大倍数要适当，噪声、功率考虑全。

2.6.3 三极管的代换

三极管损坏后，应选用原型号的三极管进行更换，在无同型号三极管的前提下，也可选用参数相近的管子进行更换。

不同的三极管代换时还应注意以下几点：

1. 极限参数高的三极管可以代替权限参数较低的三极管

原则上讲，高频管可以代换低频管，但是高频管的功率一般都比较小，动态范围窄。在代换时不仅要考虑频率，还要考虑功率。功率较大的三极管可以代换功率较小的三极管，等等。

2. 性能好的三极管可以代替性能差的三极管

例如，β高的三极管可以代替β低的三极管（但β过高的三极管往往稳定性差，故也不宜选用β过高的三极管），穿透电流小的三极管可以代替穿透电流大的三极管，等等。

3. 高频、开关三极管可以代替普通低频三极管

在三极管的其他参数满足要求时，高频管与开关管之间一般也可以相互取代，但对开关特性要求高的电路，一般高频三极管不能取代开关管。

4. 硅管与锗管的相互代换

两种材料的管子相互代换时，首先要导电类型相同（PNP型代换PNP型，NPN型代换NPN型）；其次，要注意管子参数是否相似；第三，更换后由于偏置不同，需重新调整偏流电阻。

知识要诀

代换损坏三极管，原有型号不改变，

如果难找同型号，参数相近可代换，

参数高的可代低，性能好的代差善，

材料不同型要同，高频可代开关管。

2.7 场效应管的主要参数与选用

要点

场效应晶体管通常简称为场效应管，是一种受电压控制的半导体器件，而普通晶体管的工作是受电流控制。场效应管按其结构不同分为两大类，即绝缘栅型场效应管和结型场效应管。每种类型按其导电沟道不同又分为N沟道和P沟道两种。选用场效应管时，应根据电路的需要选择合适的管型和技术参数。

2.7.1 场效应管的主要参数

场效应管一般具有3个极（双栅管有4个极）：栅极G、源极S和漏极D，它们的功能分别对应于双极型晶体管的基极b、发射极e和集电极c。由于场效应管的源极S和漏极D是对称的，实际使用中可以互换。

场效应管是电压控制器件，它是通过改变栅源之间的电压UGD来控制漏极电流ID，从而实现放大作用。场效应管的伏安特性曲线有转移特性曲线和输出特性曲线两种。转移特性曲线反映栅极、源极之间的电压UGD与漏极电流ID之间关系的曲线；输出特性曲线反映在一定的栅源电压UGD的作用下，漏源电压UDS与漏极电流ID之间的关系曲线。图2-21是场效应管的输出特性曲线，图2-22是场效应管的转移特性曲线。

场效应管的主要参数如下所述。

（1）跨导gm。跨导gm反映了栅源电压Vgs对漏极电流ID的控制作用（相当于普通晶体管的hFE），单位是mS（毫/西门子）。

（2）开启电压UT。UT是MOS增强型场效应管的主要参数，当栅源电压Vgs小于开启电压的绝对值时，场效应管不能导通。

（3）夹断电压UP。UP是MOS耗尽型和结型场效应管的主要参数，当栅源电压Vgs=UP时，漏极电流为零。

（4）饱和漏极电流IDSS。IDSS是MOS耗尽型和结型场效应管在栅源电压Vgs=0时所对应的漏极电流。

（5）直流输入电阻RGS。直流输入电阻RGS是栅源极之间的等效电阻。结型场效应管的RGS大于107Ω，由于MOS管栅源间有SiO2绝缘层，所以MOS场效应管的RGS可达109～1015Ω。

（6）最大漏极功耗PDM。最大漏极功耗PDM=UDS×ID，相当于普通三极管的PCM。

（7）极限漏极电流ID。极限漏极电流ID是漏极能够输出的最大电流，相当于普通三极管的IC，其值与温度有关，通常手册上标注的是温度为25℃时的值。一般指的是连续工作电流，若为瞬时工作电流，则标注为IDM，这个值通常大于ID。

（8）导通电阻RDS（ON）。导通电阻RDS（ON）是一个静态参数，指管子导通时，D、S极间的电阻值，这个电阻值越小，其开关损耗越小。

（9）最大漏源电压VDSS。最大漏源电压VDSS是场效应管漏源极之间可以承受的最大电压（相当于普通晶体管的最大反向工作电VCEO），有时也用VDS表示。

VMOS场效应管即V形槽MOS场效应管，是一种功率型场效应管，其主要特点是具有V形槽结构和垂直导电性能，漏极D是从芯片的背面引出，工作时漏极电流在栅极电压的控制下垂直地到达漏极而不是沿表面水平流动。VMOS场效应管不仅具有MOS场效应管的输入阻抗高、驱动电流小的优点，而且还具有耐压高、工作电流大、输出功率大、跨导线性好、开关速度快等特点，不仅用做高效功率开关器件，而且用做大功率线性放大器件，在各类电子线路中的应用都十分广泛。

常用场效应管的主要参数见附录C。

知识要诀

场效应管三电极，栅G源S漏极D，

主要参数有九项，交流、直流两大类，

开启电压、夹断压，饱和电流指漏极，

漏极电压、输入阻，功耗、极流看漏极，

导通电阻与跨导，也要了解和熟悉。

2.7.2 场效应管的选用

场效应管按其结构不同分为两大类，即结型场效应管和绝缘栅型场效应管，二者的不同之处在于它们的工作原理不同。结型场效应管是利用导电沟道之间耗尽区的大小来控制漏极电流的，而绝缘栅型场效应管则是利用感应电荷的多少来改变导电沟道性质的。绝缘栅型场效应管又分为增强型场效应管和耗尽型场效应管，而结型场效应管均为耗尽型场效应管，部分场效应管外形如图2-23所示。

因此，在选用时，应注意不同类型管的栅、源、漏各极电压的极性，其电压和电流不得超过最大允许值。其中小功率场效应管应注意其输入阻抗、低频跨导、夹断电压（或开启电压）、击穿电压等参数是否符合电路要求；大功率场效应晶体管还应注意其击穿电压、耗散功率、漏极电流等参数是否符合电路要求。

选用场效应管时，还应根据应用电路的需要选择合适的管型。例如，彩色电视机的高频调谐器、半导体收音机的变频器等高频电路，应使用双栅场效应管。

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，可选用结型场效应管。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，可选用功率MOS场效应管。

选用音频功率放大器推挽输出VMOS大功率场效应管时，要求两管的各项参数要一致（配对），要有一定的功率余量。所选大功率管的最大耗散功率应为放大器输出功率的0.5～1倍，漏源击穿电压应为功放工作电压的2倍以上。

知识要诀

场效应管的选用，两大类型要分清，

各极电压与电流，不准超规向上升，

功率不同参数异，应用电路定管型，

推挽输出功放管，参数一致配对行。

2.7.3 场效应管的代换

场效应管在代换时与晶体三极管一样，也应遵循代换管与原管“类型相同、特性相近、外形相似”的基本原则。对于音频功率放大器所用的推挽功率配对管，也可以用耗散功率和漏源击穿电压略高一些的同类管代换。代换时应将两只管同时更换，保证代换推挽管的主要参数配对。另外结型场效应管应用的电路可以使用绝缘栅型场效应管，但绝缘栅增强型场效应管应用的电路不能用结型场效应管代换。

知识要诀

场效应管的代换，基本原则不改变，

类型相同、特性近，外形相似安装便，

推挽功率配对管，参数略高同类换，

结型可用绝缘栅，绝缘结型不互换。

2.8 晶闸管的主要参数与选用

要点

晶闸管原称可控硅，它是一种在弱电流的作用下控制大电流的流通，即“以小控大”的大功率半导体器件。晶闸管可分为：单向晶闸管、双向晶闸管、可关断晶闸管等多种。晶闸管具有可控的单向导电性，即不但具有一般二极管单向导电的整流作用，而且可以对导通电流进行控制。选用时，应根据电路的需要选择合适的管型和主要技术参数。

2.8.1 晶闸管的主要参数

1. 晶闸管伏安特性曲线

1）单向晶闸管

单向晶闸管是PNPN四层结构，形成三个PN结，具有三个外电极A、K和G，可等效为PNP、NPN两晶体管组成的复合管。在A、K间加上正向电压后，管子并不导通。此时在控制极G加上正电压时，VT1、VT2相继迅速导通，此时即使去掉控制极电压，管子仍维持导通状态。单向晶闸管的伏安特性曲线如图2-24所示。

由晶闸管的伏安特性曲线可知，晶闸管伏安特性包括正向特性、导通特性与反向特性三部分。正向特性是指在无控制极信号时，晶闸管阳极加正向电压，但不导通。如图2-24曲线I所示。当阳极电压达到一定值时，晶闸管会突然由关断状态转为导通状态，该电压称为正向转折电压；导通特性是指晶闸管导通后，控制极将失去作用，如图2-24曲线Ⅱ所示；反向阻断特性是指当晶闸管加以反向电压时，管子不会导通，处于反向阻断状态，如图2-24曲线Ⅲ所示。

利用晶闸管的伏安特性，可将其用作可控制的整流元件，只要控制极中通以几毫安至几十毫安的电流，就可以触发器件导通，控制大功率的整流。利用这种特性可用于整流、开关、变频、交直流变换、电动机调速、调温、调光及其他自动控制电路中。

2）双向晶闸管

双向晶闸管由NPNPN五层硅组成，其正向或反向都具有触发导通的特性，因此，没有阳极和阴极之分。它的触发极仍称为栅极，用G表示，另外两个电极统称为主电极，用T1、T2表示，经常将靠近G极的主电极称为T1极，远离G极的主电极称为T2极。

双向晶闸管的导电特点是，在G极和T1极之间加上正或负的触发电压，T1到T2或T2到T1均应导通。当T1、T2之间导通后，即使拆掉G极电压，T1和T2之间仍能导通。根据这一特点，可检测双向晶闸管的好坏。双向晶闸管的伏安特性曲线如图2-25所示。

2. 晶闸管的主要参数

晶闸管的主要参数有额定通态平均电流IT、维持电流IH、正向转折电压UBO、断态重复峰值电压UDRM、反向重复峰值电压URRM、门极触发电压UGT、控制极触发电流IGT、反向击穿电压UBR等。

1）额定通态平均电流IT

额定通态平均电流IT是指在规定环境温度和标准散热条件下，晶闸管正常工作时，A、K（或T1、T2）极之间所允许通过电流的平均值，使用时应按实际电流与通态平均电流有效值相等的原则来选取晶闸管，通态平均电流应留一定的余量，一般取1.5～2倍。常用的通态平均电流 IT有1A、5A、10A、20A、30A、50A、100A、200A、300A、400A、500A、600A、800A、1000A 14种规格。

2）维持电流IH

维持电流IH是指维持晶闸管导通的最小电流，一般为几十毫安到几百毫安，与结温有关，结温越高，则维持电流IH越小。当正向电流小于维持电流IH时，导通的晶闸管会自动关断。

3）正向转折电压UBO

正向转折电压UBO又称断态不重复峰值电压，是指在额定结温为100℃且门极（G）开路的条件下，在其阳极（A）与阴极（K）之间加正弦半波正向电压、使其由关断状态转变为导通状态时所对应的峰值电压。

4）断态重复峰值电压UDRM

断态重复峰值电压UDRM是指晶闸管在正向阻断时，允许加在A、K（或T1、T2）极间最大的峰值电压，此电压约为正向转折电压减去100V后的电压值。

5）反向重复峰值电压URRM

反向重复峰值电压URRM是指晶闸管在门极G断路时，允许加在A、K极间的最大反向峰值电压，此电压约为反向击穿电压减去100V后的电压值。

6）反向击穿电压UBR

反向击穿电压UBR又称反向不重复峰值电压，是指在额定结温下，晶闸管阳极与阴极之间施加正弦半波反向电压，当其反向漏电电流急剧增加时所对应的峰值电压。

7）门极触发电压UGT

门极触发电压UGT是指在规定的环境温度和晶闸管阳极与阴极之间正向电压为一定值的条件下，使晶闸管从关断状态转变为导通状态所需要的最小门极直流电压，一般为1.5V左右。

8）门极触发电流IGT

门极触发电流IGT是指在规定环境温度和晶闸管阳极与阴极之间电压为一定值的条件下，使晶闸管从关断状态转为导通状态所需要的最小门极直流电流。

这些参数表明了晶闸管的各项电性能，在使用时可根据所选用的晶闸管型号，查阅半导体器件手册，弄清楚各项参数的具体规定。常用晶闸管的主要参数见附录D。

知识要诀

可控硅称晶闸管，单向、双向记心间，

伏安特性分两种，记住参数好挑选。

平均电流、维持流，触发压、流控制端，

断态重复峰值压，反向重复峰压连，

正向转折不重复，反向击穿参数完。

2.8.2 晶闸管的选用

晶闸管的选用应注意以下两点：

1. 根据应用电路的具体要求选择晶闸管的类型

晶闸管有多种类型，应根据应用电路的具体要求合理选用。例如，用于交直流电压控制、可控整流、交流调压、逆变电源、开关电源保护电路等，可选用普通晶闸管；如果用于交流开关、交流调压、交流电动机线性调速、灯具线性调光及固态继电器、固态接触器等电路，应选用双向晶闸管；如果用于交流电动机变频调速、斩波器、逆变电源及各种电子开关电路等，可选用门极关断晶闸管；如果用于锯齿波发生器、长时间延时器、过电压保护器及大功率晶体管触发电路等，可选用BTG晶闸管；如果用于电磁灶、电子镇流器、超声波电路、超导磁能储存系统及开关电源等电路，可选用逆导晶闸管；如果用于光电耦合器、光探测器、光报警器、光计数器、光电逻辑电路及自动生产线的运行监控电路，可选用光控晶闸管。

2. 根据应用电路的具体要求选择晶闸管的主要参数

晶闸管的主要参数应根据应用电路的具体要求而定，所选用的晶闸管应留有一定功率余量，其额定峰值电压和额定电流（通态平均电流）均应高于受控电路的最大工作电压和最大工作电流1.5～2倍；晶闸管的正向压降、门极触发电流及触发电压等参数应符合应用电路（指门极的控制电路）的各项要求，不能偏高或偏低，否则会影响晶闸管的正常工作。

使用晶闸管时应注意晶闸管的散热，在晶闸管上要配用具有规定散热面积的散热器，并使元件和散热器之间有良好接触。对于大功率的晶闸管，要按规定进行风冷或水冷；采用适当的保护措施，限制电压、电流的变化率；要防止控制极的正向过载和反向击穿。

知识要诀

选晶闸管应注意，各种类型要熟悉，

单向、双向有不同，其他类型用合理，

主要参数电路定，功率选择留余地，

额定压、流高两倍，触发电压不能低。

2.8.3 晶闸管的代换

晶闸管一旦损坏后就不能修复，只能更换或代换。若无同型号的晶闸管更换，可以选用与其性能参数相近的其他型号晶闸管代换。

在更换晶闸管时，一般只要注意其额定峰值电压（重复峰值电压）、额定电流（通态平均电流）、门极触发电压和门极触发电流即可，尤其是额定峰值电压与额定电流这两个指标。

代换晶闸管应与损坏晶闸管的开关速度一致。例如，在脉冲电路、高速逆变电路中使用的高速晶闸管损坏后，只能选用同类型的快速晶闸管，而不能用普通晶闸管代换。

选代换晶闸管时，首先要注意两个晶闸管的外形是否相同，外形不同就无法安装；其次看其参数是否符合电路要求。应尽可能与被代换晶闸管的主要参数相近，因为过大的余量不仅是一种浪费，而且有时还会起副作用，出现不触发或触发不灵敏等现象。

知识要诀

代换损坏晶闸管，参数相近可代换，

额定峰压与电流，两项指标莫改变

开关速度要一致，快速、普通不能换，

参数余量不宜大，外形相同安装便。

2.9 继电器的主要参数与选用

要点

继电器是在自动控制电路中起控制和隔离作用的执行器件，它可以用低电压、小电流来控制大电流、高电压，用直流电来控制交流电等，并在遥控、保护电路等方面得到广泛应用。应根据继电器的不同种类，选择继电器的参数和带负荷的能力。

2.9.1 电磁式继电器的主要参数

继电器的种类很多，常用的继电器主要有电磁式继电器、干簧管继电器、时间继电器、步进继电器和固态继电器等，部分继电器的外形如图2-26所示。

电磁式继电器的主要技术参数如下所述。

1. 线圈额定工作电压或额定工作电流

额定工作电压或电流是指继电器能保持正常工作时，线圈所需电压值或电流值。同一种类型（或外形）的继电器，为适应不同的工作电路，可以有多种额定电压（或电流）。

2. 线圈电阻

线圈电阻是指线圈的直流电阻数值，它与线圈的匝数及线圈的额定电压成正比。不同电压继电器的线圈直流电阻各不相同，可以从几十欧姆至几千欧姆。

3. 吸合电压或电流

吸合电压或电流是指继电器能产生吸合动作的最小电压或电流。一般吸合电压为正常工作电压的75%左右。

4. 释放电压或电流

释放电压或电流是指当继电器线圈两端所加电压下降到一定数值时，继电器就要由吸合状态变为释放状态时的电压或电流。一般释放电压比吸合电压小得多。

5. 接点负荷

接点负荷是指继电器的接点负载能力，即接点能安全通过的最大电流和最高电压。当通过接点电流过大时，接点就可能烧毁。接点负荷还同接点工作电压有一定关系，电压高、电流大接点负荷承受不了就可能烧毁。所以接点电流负荷能力都是在一定电压下的数值，或是在一定电压下的继电器接点所承受的最大允许电流值。

其中线圈额定工作电压与接点负荷（接点额定工作电压、接点额定工作电流）这两项参数是最主要的，通常在继电器的外罩上标明，如图2-27所示。常见的小型电磁继电器的型号和主要参数通常由三部分组成，其中第一部分表示继电器的型号，如JQX―4F、JZC―22F、JRX―13F等型号；其中JQ表示大功率直流电磁继电器、JZ表示中功率直流电磁继电器、JR表示弱功率直流电磁继电器；X表示小型、C表示超小型；4F、22F、13F表示接点的组数；第二部分表示继电器触点的工作电压，包括电压的数值和性质（交流或直流），其中“A”或“AC”表示交流，“D”或“DC”表示直流（表示直流的字母有时也可省去不用），用阿拉伯数字表示电压的数值，如120VAC表示交流120V；第三部分表示继电器线圈的工作电压。常用小型电磁继电器绕组电压有直流3V、5V、6V、9V、12V、18V、24V、48V、60V、110（120）V及交流6V、12V、24V、48V、120V、220V等。

按照电磁继电器的接点额定工作电流大小，可以将其分成微功率继电器（接点额定工作电流小于0.5A）、弱功率继电器（接点额定工作电流为0.5～1A）、中功率继电器（接点额定工作电流为2～5A）及大功率继电器（接点额定工作电流大于10A）四类。

知识要诀

继电器是控制件，自动控制可实现，

分类方法有多种，电、干、固态为常见，

电磁参数有五项，额压、额流第一点，

线圈电阻有不同，吸合压、流宜少点，

释放压、流比吸少，触点负荷要挑选。

2.9.2 电磁式继电器的选用

选用电磁式继电器时，应根据电路的要求注意以下几点。

1. 选择合适的工作电压与工作电流

选用电磁式继电器时，首先应根据电路的要求选择继电器线圈的额定电压是交流还是直流。对于电磁式继电器线圈的额定电压值、额定电流值在使用时要给予满足，如果驱动电压、电流小于继电器额定电压、电流值，则不能保证继电器的正常工作。如大于额定电压值、电流值，就可能使继电器的线圈烧毁。继电器的额定工作电压一般应小于或等于其控制电路的工作电压。

用晶体管或集成电路驱动的直流电磁继电器，其线圈额定工作电流（一般为吸合电流的2倍）应在驱动电路的输出电流范围之内。

2. 选择合适的触点类型及触点负荷

根据继电器所需控制的电路数目来决定继电器触点组的数目。同一种型号的继电器通常有多种触点的形式可供选用（电磁继电器有单组触点、双组触点、多组触点及常开式触点、常闭式触点等），应选用适合应用电路的触点类型。

触点负荷主要指触点所能承受的电压、电流的数值。如果电路中的电压、电流超过触点所能承受的电压、电流，在触点断开时会产生火花，这会缩短触点的寿命，甚至烧毁触点。所选继电器的触点负荷应高于其触点所控制电路的最高电压和最大电流，否则会烧毁继电器触点。

3. 选择合适的体积

继电器体积的大小通常与继电器触点负荷的大小有关，选用多大体积的继电器，还应根据应用电路的要求而定。如果在制作的装置中有足够的安装位置，供给继电器线圈的功率又较大，对继电器的重量没有特殊要求时，则可选用一般的中型继电器。若供给继电器动作的功率较小，且设备又是便携式的，则可选用超小型或微型继电器。

4. 线圈规格

线圈规格的选择与继电器的吸合电流（或吸合电压）、释放电流和工作电流的数值有关。一般给予继电器的工作电流比吸合电流大，即为1.5～1.8倍，但又必须小于继电器线圈的额定电流，因为线圈有一定的电阻，有电流流过线圈时，会使继电器发热，温度上升，所以电流又不能太大。继电器线圈电阻与动作电压（或电流）的关系是成正比的。

知识要诀

选用电磁继电器，电路要求莫忘记，

线圈电压交、直流，数量满足额定值，

触点形式与负荷，应用电路要合适，

体积大小要考虑，还选线圈电阻值。

2.9.3 干簧管继电器的选用

选用干簧管继电器时，应根据电路的要求注意以下几点：

1. 选择干簧式继电器的触点形式

干簧式继电器的触点有常开型（只有1组常开触点）、常闭型（只有1组常闭触点）和转换型（常开触点和常闭触点各1组）。其簧片2与簧片3由既导磁又导电的材料组成，簧片1是用不导磁的材料制成的，常态下，簧片1与簧片3是闭合状态，当线圈通电后，簧片2与簧片3闭合，簧片1与簧片3断开。应根据应用电路的具体要求选择合适的触点形式。

2. 选择干簧管触点的电压形式及电流容量

根据应用电路的受控电源选择干簧管触点两端的电压与电流，确定它的触点电压（是交流电压还是直流电压，以及电压值）和触点电流（指触点闭合时所允许通过触点的最大电流）。

知识要诀

选用干簧继电器，触点形式要合适，

常开、常闭、转换型，应用电路来确立，

触点两端压与流，受控电源决定值。

2.9.4 固态继电器的选用

选用固态继电器时，应根据电路的要求注意以下几点：

1. 选用固态继电器的类型

选用固态继电器时，应根据受控电路的电源类型、电源电压和电源电流来确定固态继电器的电源类型和固态继电器的负载能力。当受控电路的电源为交流电源，就应选用交流固态继电器，当受控电路的电源为直流电源，就应选用直流固态继电器。

固态继电器的负载能力应根据受控电路的电压和电流来决定，一般情况下，继电器的输出功率应大于受控电路功率的1倍以上。

2. 选择固态继电器的带负载能力

应根据受控电路的电源电压和电流来选择固态继电器的输出电压和输出电流。一般交流固态继电器的输出电压为20～380V，电流为1～10A；直流固态继电器的输出电压为4～55V，电流为0.5～10A。若受控电路的电流较小，则可选用小功率固态继电器。反之，则应选用大功率固态继电器。

选用的继电器应有一定的功率余量，一般情况下，继电器的输出功率应大于受控电路功率的1倍以上。若受控电路为电感性负载，则继电器输出电压与输出电流应高于受控电路电源电压与电流的2倍以上。

知识要诀

选用固态继电器，类型考虑为第一，

直流、交流看电路，负载能力选功率。