常用电子元器件的应用课件.ppt

1、第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用 第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用 v2.1 2.1 电阻器电阻器v2.2 2.2 电容器电容器 v2.3 2.3 晶体管晶体管v2.4 2.4 表面贴装元器件表面贴装元器件v2.5 2.5 光电耦合器光电耦合器v2.6 2.6 继电器继电器v2.7 2.7 功率驱动功率驱动v2.8 2.8 显示器件显示器件第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电

2、子元器件的应用 v本章从设计的角度出发，扼要介绍几种常本章从设计的角度出发，扼要介绍几种常用电子元器件的原理与特性。设计时选用用电子元器件的原理与特性。设计时选用各种电子元器件通常遵循以下三条原则：各种电子元器件通常遵循以下三条原则：1 1、元器件的技术参数必须完全满足系统的要、元器件的技术参数必须完全满足系统的要求，并留有合理的余地；求，并留有合理的余地；2 2、最高性能、最高性能/价格比；价格比；3 3、满足系统的结构要示（如体积、封装形式、满足系统的结构要示（如体积、封装形式等）。等）。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1 2.1 电阻器电阻器 v电阻器是一种无

3、源电子元件，是构成电路电阻器是一种无源电子元件，是构成电路不可或缺、也是使用最多的基本元件之一。不可或缺、也是使用最多的基本元件之一。v据统计，在典型电子系统的诸多电子元器据统计，在典型电子系统的诸多电子元器件中，电阻器占元器件总数的件中，电阻器占元器件总数的40%40%以上，虽以上，虽不起眼，但十分重要。不起眼，但十分重要。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.1 2.1.1 主要技术参数主要技术参数 v1 1、标称阻值、标称阻值标注于电阻体上的名义阻值。标注于电阻体上的名义阻值。阻值的单位为：阻值的单位为：=10=10-3-3=10=10-6-6M=10M=10-

4、9-9G G1/4W1/4W以上的金属膜电阻采用直接标注法。以上的金属膜电阻采用直接标注法。1/4W1/4W及及1/4W1/4W以下的金属膜电阻采用四色以下的金属膜电阻采用四色或五色环标注。或五色环标注。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2 2、允许误差、允许误差v其中：其中：R R标标为标称阻值，为标称阻值，R R实实为实际阻值。表为实际阻值。表2.1.22.1.2表示了几种允许误差值。其中市场上金属膜电阻表示了几种允许误差值。其中市场上金属膜电阻中最常见的为中最常见的为5%5%。1%1%属精密电阻范畴。目前精属精密电阻范畴。目前精密电阻的允许误差可达密电阻的允许误差可

5、达0.001%.0.001%.v电阻生产厂家，根据电阻的种类和允许误差，按电阻生产厂家，根据电阻的种类和允许误差，按表表2.1.22.1.2系列标称值生产普通固定电阻器。它覆盖系列标称值生产普通固定电阻器。它覆盖了一定允许误差下的数个阻值范围。了一定允许误差下的数个阻值范围。%100标实标允许误差RRR第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用表表2.1.2 2.1.2 普通固定电阻标称值系列普通固定电阻标称值系列 允许误差50%1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.110%1

6、.01.21.51.82.22.73.33.94.75.66.88.220%1.01.52.23.34.76.8第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用3 3、额定功率、额定功率v在正常的大气压力在正常的大气压力9090106.6kP106.6kPa a及环境温度为及环境温度为 -55-55+70+70的条件下的条件下,电阻长期工作所允许耗散的电阻长期工作所允许耗散的最大功率。最大功率。v表表2.1.32.1.3为各种电阻额定功率的标称系列值为各种电阻额定功率的标称系列值.通常通常额定功率与电阻的体积直接相关额定功率与电阻的体积直接相关,即体积愈大额定即体积愈大额定功率愈高。功

7、率愈高。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用表表2.1.3 2.1.3 电阻器额定功率标称系列值电阻器额定功率标称系列值 类型标称值额定功率(w)线绕固定电阻器0.050.1250.250.512481016254075100150250500电位器0.250.1250.250.5125102550100非线绕固定电阻器0.050.1250.250.5125102550100电位器0.0250.050.10.250.5123第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用4 4、最高工作电压、最高工作电压v定义：允许的最大连续工作电压。定义：允许的最大连续工作电压。

8、v部分碳膜、金属膜电阻的最高工作电压如表部分碳膜、金属膜电阻的最高工作电压如表2.1.42.1.4和表和表2.1.52.1.5所示。所示。该电压与气压有关该电压与气压有关,气压愈低、最高工作电压也愈低。气压愈低、最高工作电压也愈低。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用表2.1.4 部份碳膜电阻器的最大工作电压数规格型 号额定功率(W)标称电阻范围最高工作电压(V)RT-0.1250.1255.1-1M100RT-0.250.2510-5.1M350RT-0.50.510-10M400RT-1127-10M500RT-2247-10M750RT-5547-10M800RT-1

9、0101000第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用表2.1.5部份碳膜电阻器的最大工作电压数规格型号额定功率(W)标称电阻范围最高工作电压(V)RT-0.1250.12530-510M150RT-0.250.2530-1M200RT-0.50.510-1M250RT-1130-10M300RT-2230-10M350第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用v5 5、温度系数、温度系数温度系数为温度每变化温度系数为温度每变化11，所引起的阻值相对变，所引起的阻值相对变化的百分主率：化的百分主率：温度系数温度系数=式中：实际阻值的变化量，式中：实际阻值的变化量，

10、R R实实 为实际阻值。为实际阻值。v6 6、噪声、噪声产生于电阻体内的一种不规则电压变化，热噪声是产生于电阻体内的一种不规则电压变化，热噪声是由导体内部不规则的电子自由运力所形成。此外还由导体内部不规则的电子自由运力所形成。此外还有电流噪声。有电流噪声。CtRR1%100实第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.2 2.1.2 分类、特性与应用场合分类、特性与应用场合 v 1 1、普通电阻器与电位器的特性、普通电阻器与电位器的特性 碳膜电阻是用结晶碳沉积在瓷棒上制成。改变碳膜厚度和用刻槽的方碳膜电阻是用结晶碳沉积在瓷棒上制成。改变碳膜厚度和用刻槽的方法变更电阻体的有效

11、长度可精确控制其阻值。其高频特性与阻值稳定法变更电阻体的有效长度可精确控制其阻值。其高频特性与阻值稳定性较好，价格低廉，是民用电子产中的首选品种。性较好，价格低廉，是民用电子产中的首选品种。金属膜电阻的导电体是用真空蒸发等方法沉积在瓷棒上形成的。其导金属膜电阻的导电体是用真空蒸发等方法沉积在瓷棒上形成的。其导电体分别可以是合金膜、金属氧化膜、金属箔导。其阻值范围宽，电电体分别可以是合金膜、金属氧化膜、金属箔导。其阻值范围宽，电性能优于碳膜电阻，最高工作温度可达性能优于碳膜电阻，最高工作温度可达155,155,价格适中，是目前市场价格适中，是目前市场中最常见的品种。常用于要求较高的电子系统中。中

12、最常见的品种。常用于要求较高的电子系统中。线绕电阻和电位器是用电阻率大的镍铬、锰铜导电阻线绕制而成。耐线绕电阻和电位器是用电阻率大的镍铬、锰铜导电阻线绕制而成。耐高温（能在高温（能在300300高温下稳定工作），噪声较少，精度易做高，额定功高温下稳定工作），噪声较少，精度易做高，额定功率可以达率可以达300W300W，常用于制作精密电阻或应用于功率要求较大的低频或，常用于制作精密电阻或应用于功率要求较大的低频或电源电路中。由于分布电感大，不宜用于较高频率的电路。电源电路中。由于分布电感大，不宜用于较高频率的电路。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2 2、几种常用的特殊电阻

13、、几种常用的特殊电阻 v（1 1）敏感电阻）敏感电阻敏感电阻是指器件特性对温度、电压、光照、温度、敏感电阻是指器件特性对温度、电压、光照、温度、气体、压力、磁场等作用敏感的电阻。气体、压力、磁场等作用敏感的电阻。P Pt t热敏电阻是一种以金属材料铂（热敏电阻是一种以金属材料铂（P Pt t）为敏感体的薄膜）为敏感体的薄膜型热敏电阻。这是一种性能、精度最优越，线性度良型热敏电阻。这是一种性能、精度最优越，线性度良好，价格昂贵的热敏电阻，主要用于精确的温度测量。好，价格昂贵的热敏电阻，主要用于精确的温度测量。例如例如P Pt t100,100,是是00时阻值为时阻值为100100的的P Pt t

14、电阻。电阻。NTCNTC是一种采用过度金属氧化物混合压制而成的热敏电是一种采用过度金属氧化物混合压制而成的热敏电阻，其温度系数一般为阻，其温度系数一般为-2%-2%6%/6%/。可用于测温或电。可用于测温或电路的温度补偿。路的温度补偿。压敏电阻是一种以氧化锌为材料的对电压敏感的片状压敏电阻是一种以氧化锌为材料的对电压敏感的片状电阻。当电阻两端的电压到达某压敏电压值时，电阻电阻。当电阻两端的电压到达某压敏电压值时，电阻迅速导通。常用于防雷击电路和晶闸管过压保护等。迅速导通。常用于防雷击电路和晶闸管过压保护等。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2 2、几种常用的特殊电阻、几种

15、常用的特殊电阻 湿敏电阻是由感湿层，电极，绝缘体组成，湿敏电阻主要包括氯化锂湿湿敏电阻是由感湿层，电极，绝缘体组成，湿敏电阻主要包括氯化锂湿敏电阻，碳湿敏电阻，氧化物湿敏电阻几种。氧化锂湿敏电阻随湿度上敏电阻，碳湿敏电阻，氧化物湿敏电阻几种。氧化锂湿敏电阻随湿度上升而电阻减小，缺点是测湿范围小，特性不好，受温度影响大。碳湿敏升而电阻减小，缺点是测湿范围小，特性不好，受温度影响大。碳湿敏电阻缺点为低温灵敏度低，阻值受温度影响大。氧化物湿敏电阻性能较电阻缺点为低温灵敏度低，阻值受温度影响大。氧化物湿敏电阻性能较优越，可长期使用，温度影响小，阻值与温度变化呈线性关系。优越，可长期使用，温度影响小，阻

16、值与温度变化呈线性关系。光敏电阻是电导率随着光照度的变化而变化的电子元件，当某种物质受光敏电阻是电导率随着光照度的变化而变化的电子元件，当某种物质受到光照时，载流子的浓度增加从而增加了电导率，这是光电导效应。常到光照时，载流子的浓度增加从而增加了电导率，这是光电导效应。常于来进行照度测量。于来进行照度测量。力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻，国外称为压电电阻器。力敏电阻是一种阻值随压力变化而变化的电阻，国外称为压电电阻器。所谓压力电阻效应即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效所谓压力电阻效应即半导体材料的电阻率随机械应力的变化而变化的效应。可制成各种力矩计，半导体话筒，压力传感器

17、等。主要品种有硅力应。可制成各种力矩计，半导体话筒，压力传感器等。主要品种有硅力敏电阻器，硒碲合金力敏电阻器，相对而言，合金电阻器具有更高的灵敏电阻器，硒碲合金力敏电阻器，相对而言，合金电阻器具有更高的灵敏度。敏度。气敏电阻是利用某些半导体吸收某种气体发生氧化还原反应的原理而制气敏电阻是利用某些半导体吸收某种气体发生氧化还原反应的原理而制成，主要成分是金属氧化物。主要品种有：金属氧化物气敏电阻、复合成，主要成分是金属氧化物。主要品种有：金属氧化物气敏电阻、复合氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。常用于气体检测。氧化物气敏电阻、陶瓷气敏电阻等。常用于气体检测。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用

18、电子元器件的应用（2 2）电阻网络）电阻网络v俗称俗称“电阻排电阻排”。它是以高铝瓷做基体，采用高稳定性、高可靠它是以高铝瓷做基体，采用高稳定性、高可靠性的饧系玻璃釉电阻材料，在高温下烧结而成。性的饧系玻璃釉电阻材料，在高温下烧结而成。电阻网络承受功率大（单个电阻电阻网络承受功率大（单个电阻1/81/8或或1/4W1/4W），），温度系数小（温度系数小（300ppm/300ppm/）,阻值范围宽阻值范围宽（10101M1M）,特别是体积小，适用小型化电子特别是体积小，适用小型化电子系统。系统。图图2.1.22.1.2中所示各种电阻网络中以中所示各种电阻网络中以4 41010个电阻个电阻组成的边

19、侧并联单列直插型式的最为常见。组成的边侧并联单列直插型式的最为常见。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用v 图图2.1.2 2.1.2 电阻网络电阻网络v(a)(a)阻值相同的标准型电阻网络；阻值相同的标准型电阻网络；(b)(b)分压电阻网张；（分压电阻网张；（c c）混合电阻网络；）混合电阻网络；v(d)R/2R(d)R/2R电阻网张；（电阻网张；（e e）一种）一种8 81010边侧并联单直插式电阻网络外形边侧并联单直插式电阻网络外形第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用（3 3）3296W3296W型玻璃釉予调电位器型玻璃釉予调电位器v图图2.1.3

20、2.1.3为该电位器的外形图。为该电位器的外形图。这种电位器阻值范围为这种电位器阻值范围为1001001M1M，阻值允许误差为，阻值允许误差为10%,10%,接触电阻变化为接触电阻变化为3%3%R R或或5,5,耐压耐压640V640Vacac,极根触点极根触点电流电流100mA,100mA,额定功率为额定功率为0.5W70,0.5W70,温度系数为温度系数为250ppm/(ppm=10250ppm/(ppm=10-6-6),),总机械行程为总机械行程为28282 2圈。其标称阻圈。其标称阻值如表值如表2.1.72.1.7所示。所示。由于允许使用者调节由于允许使用者调节2828圈，故广泛用于电

21、路里需要精细调圈，故广泛用于电路里需要精细调整的场合。但由于结构的限制，只能应用在频率较低的电整的场合。但由于结构的限制，只能应用在频率较低的电路里。路里。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.3 2.1.3 电阻器的应用电阻器的应用 v1 1、根据电路对电阻的要求，选取相应种类、根据电路对电阻的要求，选取相应种类的电阻的电阻当完成电路设计时，首先需要根据电路对电阻当完成电路设计时，首先需要根据电路对电阻工作频率、功率、精度确定电阻的种类。例如工作频率、功率、精度确定电阻的种类。例如阻值在阻值在303010M10M之间，噪声要求较小，功率不之间，噪声要求较小，功率不大

22、于大于2W2W，工作频率在，工作频率在10MHz10MHz以下以下,应优先选用金应优先选用金属膜电阻；如对电性能要求一般，便价格要低，属膜电阻；如对电性能要求一般，便价格要低，则应选碳膜电阻；若实际电功率大于则应选碳膜电阻；若实际电功率大于1W1W，且在，且在低频电路中使用，则可选线绕电阻；若工作频低频电路中使用，则可选线绕电阻；若工作频率高于率高于10MHz,10MHz,则建议选用小型表贴电阻（见则建议选用小型表贴电阻（见2.42.4节）。节）。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.3 2.1.3 电阻器的应用电阻器的应用v2 2、根据误差要求，按表、根据误差要求，

23、按表2.1.22.1.2选系列标称值选系列标称值 例例1 LED1 LED限流电阻的选用限流电阻的选用图图2.1.4 LED2.1.4 LED限流电路限流电路图图2.1.42.1.4是一种利用发光二极管是一种利用发光二极管LEDLED指示电压指示电压V V的的电路。有关电路。有关LEDLED的特性见的特性见2.8.22.8.2节。节。LEDLED导通发光导通发光时的正向压降时的正向压降V V=1.2=1.21.7V,1.7V,高亮高亮LDELDE正常亮度对正常亮度对应的电流应的电流I If f=1=13mA.3mA.现取现取I If f=2mA,V=2mA,Vf f=1.6V=1.6V，则，则

24、相应的限流电阻为相应的限流电阻为 k7.1/)(ffIVVR第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用 例例1 LED1 LED限流电阻的选用限流电阻的选用 v显然限流电阻显然限流电阻R R的取值的取值直接影响直接影响LEDLED的亮度。的亮度。v因因LEDLED仅做为电压有无仅做为电压有无的指示，故对亮度，也的指示，故对亮度，也就是对就是对R R的误差无要求。的误差无要求。v考虑到市场最常见的是考虑到市场最常见的是5%5%的电阻，故根据表的电阻，故根据表2.1.22.1.2可选可选1.6k1.6k或或1.81.8的的电阻均可。电阻均可。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电

25、子元器件的应用 例例2 DVM2 DVM量程扩展电路量程扩展电路v 例例2 DVM2 DVM量程扩展电路量程扩展电路图图2.1.5 DVM2.1.5 DVM量程扩展电路量程扩展电路图图2.1.52.1.5是一个利用电阻衰是一个利用电阻衰减器进行数字电压表减器进行数字电压表(DVM)(DVM)量程扩展地电路。量程扩展地电路。设设DVMDVM的输入电阻的输入电阻R Ri i=，R R2 2=1K=1K，R R1 1=9K=9K，则可将，则可将DVMDVM基本量程扩展为基本量程扩展为V Vi i=10V=10Vx x。设设DVMDVM量程扩展的换档允许误量程扩展的换档允许误差为差为1%,1%,则则R

26、 R1 1、R R2 2的允许误的允许误码差应为码差应为0.5%,0.5%,即即R R1 1、R R2 2必必须选精密电阻。须选精密电阻。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用3 3、减额设计、减额设计v 从电子系统可靠性设计有从电子系统可靠性设计有 式中：式中：A A为元器件失效率的加速度系数为元器件失效率的加速度系数,常数，通常常数，通常=5,=5,而减额因子而减额因子S S 式中应力在电子系统中为一些常规物理量，如电压、电流、功率、式中应力在电子系统中为一些常规物理量，如电压、电流、功率、频率、扇出等。频率、扇出等。v（1 1）功率减额设计）功率减额设计 当应力为功率时

27、，则当应力为功率时，则 对于薄膜电阻而言，通常对于薄膜电阻而言，通常S0.5S0.5，即，即P P实际实际2P2P额定额定。对对 例例11中的中的R R而言，其实际消耗功率为而言，其实际消耗功率为v 故故P P额定额定13.6mW,13.6mW,根据表根据表2.1.32.1.3即即P P额定额定可选可选 为为0.05W0.05W或或0.125W0.125W。显然实际的显然实际的S S将远小于将远小于0.5,0.5,这将对统统的可靠性十分有利。这将对统统的可靠性十分有利。SA额定应力实际应力S 1PPS额定实际mW8.6)(ffVVIP实际第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用

28、（2 2）电压减额设计）电压减额设计v当电应力指电压时，则当电应力指电压时，则v若若 例例22的的V Vx x为为20V,20V,则扩展量程后，则扩展量程后，R R1 1承受的最承受的最大电压大电压V V实际（实际（maxmax）=180V=180V。考虑到器件发热及温。考虑到器件发热及温度系数的影响，最好根据表度系数的影响，最好根据表2.1.62.1.6选用额定功率选用额定功率2W2W的金属膜电阻，电压减额因子常为的金属膜电阻，电压减额因子常为S=0.5S=0.5。v当电阻应用于电压超过当电阻应用于电压超过100V100V的电路，选用时必的电路，选用时必须考虑电压减额。须考虑电压减额。额定最

29、高电压实际PVS(max)第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用4 4、精确电阻的获得、精确电阻的获得v 在模拟电子电路中，许多场合都需要十分在模拟电子电路中，许多场合都需要十分准确的电阻，如桥式传感器、有源滤波器、准确的电阻，如桥式传感器、有源滤波器、精密电阻衰减器、电流一电压变换器等等。精密电阻衰减器、电流一电压变换器等等。v 精密电阻难以从市场上直接购得，往往必精密电阻难以从市场上直接购得，往往必须向电阻生产厂家直接订制。这种办法供须向电阻生产厂家直接订制。这种办法供货周期长、价格昂贵。货周期长、价格昂贵。直接用一只大于所需阻值的直接用一只大于所需阻值的3296W329

30、6W型予调电型予调电阻可替代精密电阻。阻可替代精密电阻。如果用图如果用图2.1.62.1.6的办法，使的办法，使 R R 1 10.90.9R R,予予调电阻调电阻W0.3W0.3R R则可以更好地取代则可以更好地取代R R，并且，并且W W很容易可调到很容易可调到1/10001/1000的精度。的精度。例如例如9 k9 k0.5%0.5%的电阻可用一只的电阻可用一只8.2 8.2 k(k(5%)5%)的固定电阻和一只的固定电阻和一只2 k2 k的的3296W3296W予调电阻代替。予调电阻代替。图2.1.6 精密电阻的替代第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用5 5、注意噪

31、声和频率特性的要求、注意噪声和频率特性的要求 v（1 1）一般线绕电阻（无感线绕电阻除外）一般线绕电阻（无感线绕电阻除外）,具有具有较大的分布电感，高频特性差。且在交流电通过较大的分布电感，高频特性差。且在交流电通过时，周围产生交变磁场，易产生磁干扰。时，周围产生交变磁场，易产生磁干扰。v（2 2）在低噪声（如前置放大电路）和高频电路中，）在低噪声（如前置放大电路）和高频电路中，优先考虑选用片状表贴电阻，其次为金属膜电阻，优先考虑选用片状表贴电阻，其次为金属膜电阻，而且功率减额应更充分一些，以降低热噪声。而且功率减额应更充分一些，以降低热噪声。v（3 3）同类电阻器在阻值相同时，功率大，高频特

32、）同类电阻器在阻值相同时，功率大，高频特性越差；在功率相同时，阻值越小，高频性能越性越差；在功率相同时，阻值越小，高频性能越好。好。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用6 6、上拉和下拉电阻的选用上拉和下拉电阻的选用ii第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用6 6、上拉和下拉电阻的选用上拉和下拉电阻的选用v对于对于TTLTTL或或LSTTLLSTTL数字逻辑器件，图数字逻辑器件，图2.1.7(a)2.1.7(a)中的中的上拉电阻应满足上拉电阻应满足 IHIHCCminIVVR 式中式中V VIHIH3.4V,3.4V,I IIHIH4040A,A,若若V

33、Vcc=5Vcc=5V，考虑到集成芯片参，考虑到集成芯片参数的离散性，则数的离散性，则R R40 k40 k，通常取，通常取10 k10 k。若为若为HCMOSHCMOS芯片，则芯片，则R R可以大得多。图可以大得多。图2.1.6(b)2.1.6(b)为为8421BCD8421BCD码码拨盘开关与拨盘开关与MCU(MCU(微控制器微控制器单片机单片机)的数码输入接口电路。由的数码输入接口电路。由于当今的于当今的MCUMCU均为均为HCMOSHCMOS型，故由电阻网络构成的上拉电阻可以型，故由电阻网络构成的上拉电阻可以选得相当大，通常在选得相当大，通常在10 k10 k100 k100 k之间。

34、之间。（c c）图中）图中TTL/LSTTLTTL/LSTTL集成电极开路门驱动同类逻辑门的上集成电极开路门驱动同类逻辑门的上拉电阻（拉电阻（n n个个OCOC门中仅一个导通）门中仅一个导通）第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用上拉和下拉电阻的选用上拉和下拉电阻的选用式中：式中：V VOLOL、V VOHOH分别为门的输出低分别为门的输出低/高平；高平；I IIMIM为流入为流入OCOC门的最大允许电流，门的最大允许电流，m m为负载门的个数；为负载门的个数；I IILIL、I IIHIH分别为分别为负载门输入低高电平的电流；负载门输入低高电平的电流；n n为为OCOC门数

35、；门数；I IOHOH为每个为每个OCOC门输出管截止时的漏电流。门输出管截止时的漏电流。（d d）图若为）图若为TTL/LSTTLTTL/LSTTL逻辑门，为保证下拉时的低电逻辑门，为保证下拉时的低电平，平，R R必须小于或等于必须小于或等于1 1。若为。若为CMOS/HCMOSCMOS/HCMOS器件，器件，R R则可则可大到大到100100。ILIMoLccminmIIVVRIHOHoHccmaxnmIIVVR第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.4 2.1.4 数字电位器数字电位器v1 1、基本原理、基本原理数字电位器（数字电位器（DCPDCP）是一种可以由数

36、字信号控制其阻值的电）是一种可以由数字信号控制其阻值的电位器，其中一种的内部结构可由图位器，其中一种的内部结构可由图2.1.82.1.8表示。表示。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.4 2.1.4 数字电位器数字电位器v 现以美国现以美国Xicor(Intersil)Xicor(Intersil)公司的公司的X9C102/103/104/105X9C102/103/104/105为例为例说明其基本特性。说明其基本特性。(1)(1)三线串行接口（、三线串行接口（、U/U/、）、）(2)99(2)99个电阻阵列，个电阻阵列，100100个可控点个可控点,调整端接入电阻

37、约为调整端接入电阻约为4040(3)(3)总电阻误差总电阻误差20%20%(4)(4)端点电压端点电压5V5V(5)(5)低功耗低功耗CMOSCMOS器件，器件，V VCCCC=5V,=5V,工作电流工作电流3mA3mA，待机电流，待机电流750750AA(6)(6)高可靠性，每位允许高可靠性，每位允许100,000100,000次数据擦写，数据保存期次数据擦写，数据保存期1010年年(7)(7)总阻值总阻值 X9C102=1 k,X9C103=10 kX9C102=1 k,X9C103=10 k，X9C506=50 kX9C506=50 k，X9C104=kX9C104=k(8)(8)封装：

38、封装：SOICSOIC和和DIPDIPv 其它各种数字电位器特性可参看光盘附录。其它各种数字电位器特性可参看光盘附录。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2 2、应用要点、应用要点v(1)(1)由于调整端由模拟开关接至电阻阵列节由于调整端由模拟开关接至电阻阵列节点，故应用时点，故应用时V VH H、V VHLHL必须与系统电源相关。必须与系统电源相关。最简单的做法是最简单的做法是V VL L接地（如果电路允许的接地（如果电路允许的话）；话）；v(2)(2)数字电位器当电压衰减器使用时，有数字电位器当电压衰减器使用时，有 HLmaxiWLVNNV式中：式中：N Ni i为输入

39、数字量，为输入数字量，N Nmaxmax为抽头点数，为抽头点数，V VHLHL为为输入待衰减的电压；输入待衰减的电压；第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用应用要点应用要点v(3)(3)数字电位可以串联、并联和混联使用，数字电位可以串联、并联和混联使用，如图如图2.1.192.1.19所示。所示。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用应用要点应用要点v(4)(4)调整端接入电阻的影响不容忽视。调整端接入电阻的影响不容忽视。v(5)(5)数字电位器可用程序和按钮两个控制方式。如数字电位器可用程序和按钮两个控制方式。如果采用程控，希望上电后控制在某一确定点。办果

40、采用程控，希望上电后控制在某一确定点。办法是：在上电初始化时，先减去其最大点数法是：在上电初始化时，先减去其最大点数N Nmaxmax。这样不论上电后，数字电位器由于失电记忆在哪这样不论上电后，数字电位器由于失电记忆在哪一个点，都可以回到一个点，都可以回到0 0点。点。v(6)(6)据据XicorXicor公司测定，在输入公司测定，在输入1kH1kHz z信号的情况下，信号的情况下，X9408X9408数字电位器噪声数字电位器噪声-110dB-110dB。在。在200kH200kHz z输入时，输入时，变化为变化为0.5dB0.5dB。总谐波失真。总谐波失真+噪声噪声-80dB-80dB。即数

41、。即数字电位器可以在字电位器可以在200kHz200kHz以下频率很好地工作。图以下频率很好地工作。图2.1.102.1.10为数字电位器的一些应用电路。为数字电位器的一些应用电路。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用应用应用v应应用用举举例例第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.1.5 2.1.5 电阻衰减器的设计电阻衰减器的设计 v1 1、简单直流电阻衰减器、简单直流电阻衰减器图图2.1.122.1.12的简单电阻衰减器的简单电阻衰减器(又称分压器又称分压器)是电是电子电路最常见的电路之一。子电路最常见的电路之一。第第2 2章章 常用电子元器件的应

42、用常用电子元器件的应用2 2、交流衰减器、交流衰减器 v当衰减器负载的容抗当衰减器负载的容抗(即负载电路的输入即负载电路的输入电容电容)不可忽略时，不可忽略时，衰减的高频特性变差，衰减的高频特性变差，如果传滤的是脉冲信如果传滤的是脉冲信号，则输出信号前沿号，则输出信号前沿明显失真。明显失真。v这时就必须使用图这时就必须使用图2.1.152.1.15的交流衰减器的交流衰减器了。了。i第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用交流衰减器交流衰减器v若在输入端输入一个如图若在输入端输入一个如图2.1.16(a)2.1.16(a)所示的所示的矩形脉冲，则当矩形脉冲，则当 (1)R(1)R

43、1 1C C1 1R R R2 2C C2 2时，出现如图时，出现如图(c)(c)所示的所示的“过补过补偿偿”,如图如图(c)(c)所示。所示。(3)R(3)R1 1C C1 1=R=R2 2C C2 2时，出现如图（时，出现如图（d d）所示的）所示的“最佳最佳补偿补偿”。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用图图 2.1.17 2.1.17 交流衰减器的应用交流衰减器的应用 第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用交流衰减器的应用交流衰减器的应用v交流衰减器的一个典型应用是示波器的交流衰减器的一个典型应用是示波器的10:110:1探极，如图探极，如图2.1

44、.16(a)2.1.16(a)所示。所示。图中探极内的图中探极内的C C1 1为微调电容，调整它可获最佳为微调电容，调整它可获最佳补偿。补偿。v图（图（b b）中的）中的T T1 1集电极向集电极向T T2 2管基极传送脉冲管基极传送脉冲信号，考虑到信号，考虑到T T2 2的发射结电容，以及使的发射结电容，以及使T T2 2由由截止能快速饱和，以及由饱和向截止态转截止能快速饱和，以及由饱和向截止态转换时，加快换时，加快I IbSbS的减少，都必须使用的减少，都必须使用C Cj j。C Cj j称称为为“加速电容加速电容”。显然它工作在过补偿状。显然它工作在过补偿状态。态。第第2 2章章 常用电

45、子元器件的应用常用电子元器件的应用2.2 2.2 电容器电容器 v2.2.1 2.2.1 电容器的主要技术参数电容器的主要技术参数1 1、标称电容量、标称电容量标注于电容上的名义电容量。标注于电容上的名义电容量。2 2、允许误差、允许误差标称容量与实际容量相对误差的百分比标称容量与实际容量相对误差的百分比 。3 3、额定工作电压、额定工作电压额定工作电压又称额定工作电压又称“耐压耐压”，是指在技术条件所规，是指在技术条件所规定的温度下，长期工作电容器所能承受的最大直流定的温度下，长期工作电容器所能承受的最大直流电压。电压。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用4 4、损耗、损

46、耗v 实际的电容器可以等效地看作是理想电容器的和介质绝缘电阻实际的电容器可以等效地看作是理想电容器的和介质绝缘电阻的并联，如图的并联，如图2.2.12.2.1（a a）所示。）所示。v 图（图（b b）为等效电路的矢量图。其中）为等效电路的矢量图。其中角称为角称为“电容器的损耗电容器的损耗角角”。电容器的损耗指的是损耗角的正切值。电容器的损耗指的是损耗角的正切值tgtg。v 一般电容器的损耗很少，只有电解电容器由于绝缘电阻较小而一般电容器的损耗很少，只有电解电容器由于绝缘电阻较小而损耗较大。实际的电容器也可以等效地看作是理想电容器和损损耗较大。实际的电容器也可以等效地看作是理想电容器和损耗电阻

47、（耗电阻（ESRESR）的串联。）的串联。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.2.1 2.2.1 电容器的主要技术参数电容器的主要技术参数v5 5、漏电流、漏电流理想电容器的介质绝缘电阻为无穷大，漏电流为零。理想电容器的介质绝缘电阻为无穷大，漏电流为零。一般电容器的漏电电流极小，电解电容器漏电流较大，一般电容器的漏电电流极小，电解电容器漏电流较大，对钽电解电容器而言，漏电流对钽电解电容器而言，漏电流I I (uA)(uA)KCVKCV式中式中K K=0.02=0.02，C C为标称容量，为标称容量，V V为所加直流电压。漏电为所加直流电压。漏电流和环境温度密切相关，环境

48、温度越高，漏电流愈大。流和环境温度密切相关，环境温度越高，漏电流愈大。绝缘电阻实际上是漏电电流另一种表述。一般电容的绝缘电阻实际上是漏电电流另一种表述。一般电容的绝缘电阻可达几百兆欧以上。绝缘电阻可达几百兆欧以上。v6 6、温度系数、温度系数v7 7、工作寿命、工作寿命 第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的应用2.2.2 2.2.2 分类与特性分类与特性 v表表2.2.3 2.2.3 几种常用固定电容器的特点几种常用固定电容器的特点 种类特点纸介电容器用两片金属箔作电极，用纸作介质制成。其体积较小，容量可做得大；温度系数大、稳定性差、损耗大、且有较大固定电感，适用于要求不高的低

49、频电路。油浸纸介电容器将纸介电容浸在特别处理的油中，可使其耐压增高。这种电容器容量大，但体积也较大。金属化纸介电容器在电容纸上覆上一层金属膜代替金属箔，其结构和性能类同纸介电容器，但体积和损耗较纸介电容器小，内部纸介质击穿后有自愈作用。有机薄膜介质电容器涤纶（极性介质）电容器介质常数较高，体积小，容量大，稳定性好，适宜作旁路电容。聚苯乙烯（非极性介质）电容介质损耗小，绝电阻高，稳定性好，温度性能较差，可用作高频电路和定时电路中RC时间常数电路。聚四氟乙稀（非极性介质）电容器耐高温（达250）和耐化学腐蚀，电参数和温度、频率特性好，但成本较高。第第2 2章章 常用电子元器件的应用常用电子元器件的

50、应用表表2.2.3 2.2.3 几种常用固定电容器的特点几种常用固定电容器的特点云母电容器用云母作介质，其介质损耗小，绝缘电阻大，精度高，稳定性好，适用于高频电路。陶瓷电容器用无线电陶瓷作介质，其损耗小，绝缘电阻大，稳定性、耍热性能好，适用于高频电路。铁电陶瓷电容器耐压高，损耗和温度系数较大，稳定性差，适用于低频电路。独石瓷介电容器（CT4/CC4）由多层陶瓷介质构成，电容值范围宽：1PF10F，电性能良好，体积小，价格较低，但温度系数较大，是目前市场上最常见的电容器。CT4为低频独石，CC4为高频独石。铝电解电容器容量大，可达几个法。成本较低，价格便宜，但漏电大，寿命短（存储寿命小于5年），