2.1　电子元器件概述

电子元器件是元件和器件的总称，广泛应用于各种电子电气设备上。任何一个实际的电子电路，都是由若干电子元器件组合而成的。各种电子电路由于用途不同，所用元器件的种类和数量也各不相同。电子元器件，按使用的对象和场合，一般分为军用级、工业级和民用级三大等级；按施加信号，一般分为无源元器件（习惯上称为元件）和有源元器件（习惯上称为器件）两类。

如果电子元器件工作时，其内部没有任何形式的电源，则这种器件叫作无源器件。无源器件用来进行信号传输，或者通过方向性进行“信号放大”，如电阻器、电容器、电感器，都是无源器件。

如果电子元器件工作时，其内部有电源存在，则这种器件叫作有源器件，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（放大、开关、整流、检波、振荡和调制等）作用，所以又称有源器件。有源器件和无源器件对电路的工作条件要求、工作方式完全不同，这在今后的学习过程中必须十分注意。

随着电子科学技术的发展，电子元器件品种规格日趋繁多，应用广泛，并逐渐向小型化、集成化发展，成为近代科学技术发展的一个重要标志。就装配焊接的方式来说，已经从传统的通孔插装方式全面转向表面安装方式。

2.1.1　电子元器件的命名与标注

1.电子元器件的命名

国家对国产电子元器件的种类命名都有统一的规定，可以从相关国家标准中查到。通常，电子元器件的名称应反映出它们的种类、材料、特征、生产序号及区别代号，并能够表示出主要的电气参数，电子元器件的名称由字母（汉语拼音或英文字母）和数字组成。对元器件来说，一般可用一个字母来表示，如R表示电阻器，C表示电容器，L表示电感器，W表示电位器等。对于进口的电子元器件在选用时必须查阅它们的技术资料，这里不再详述。

2.电子元器件的标注

电子元器件的型号及各种参数，有很多标注方法，常用的标注方法有直标法、文字符号法和色标法3种。

（1）直标法

如图2-1所示，把元器件的主要参数直接印在元器件的表面上。这种标注方法直观，方便识读，但只能用于体积较大的元器件。

（2）文字符号法

文字符号法是指用文字符号来表示元器件的种类及有关参数，常用于标注半导体器件和集成电路，文字符号应该符合国家标准或国际标准。如图2-2所示，2SC2246表示NPN型硅材料大功率晶体管；又如，集成电路上印有CC4011，表示4000系列的国产CMOS数字集成电路等。

随着电子元器件不断向小型化发展的趋势，特别是表面安装元器件的制造工艺和表面安装技术（SMT）的进步，要求在元器件表面上标注的文字符号有相应的改革。除了那些高精度元器件以外，一般仅用3位数字标注元器件的数值，而允许偏差（精度等级）不再表示出来。文字符号法标注时有相应的规定，具体为：

①用元器件的形状及其表面的颜色区别元器件的种类，如在表面安装元器件中，除了开关的区别外，黑色表示电阻，棕色表示电容，淡蓝色表示电感等。

②电阻的基本标注单位是欧[姆]（Ω），电容的基本标注单位是皮法（pF），电感的基本标注单位是微亨（μH）。用3位数字标注元器件的数值。

③对于10个基本标注单位以上的元器件，前两位数字表示有效数值，第三位数字表示倍率。例如，电阻器上的标注，101表示其阻值为10×101=100Ω，223表示其阻值为22×103=22kΩ。又如，图2-3所示表面安装电阻的阻值是10×103Ω=10kΩ。

对于电容器上的标注，如103表示其容量为10×103=10000pF=0.01μF，475表示其容量为47×105=4700000pF=4.7μF。对于电感器上的标注，如820表示其电感量82×100=82μH。

对于10个基本标注单位以下的元器件，用字母R表示小数点，其余两位数字表示数值的有效数字。例如，对于电阻器上标注，R10表示其阻值为0.1Ω，3R9表示其阻值为3.9Ω；对于电容器上标注，1R5表示其容量为1.5pF；对于电感器上标注，6R8表示其电感量为6.8μH等。

（3）色标法

色标法主要是在圆柱形（主要是电阻器）体上印制色环、在球形元器件（电容器、电感器）和异形元器件（晶体管）体上印制色点，表示它们的主要参数及特点，称为色码标注法，简称色标法。色标法有以下规定：

①用背景颜色区别种类：用浅色（淡绿色、淡蓝色、浅棕色）表示碳膜电阻器；用红色表示金属膜或金属氧化膜电阻器；深绿色表示线绕电阻器等。

②用色码（色环、色带或色点）表示数值及允许偏差，国际统一的色码识别规定如表2-1所示。

普通电阻阻值和允许误差大多用4个色环表示。第一、第二环表示有效数字，第三环表示倍数（乘数），第四环与前三环距离较大（约为前几环间距的1.5倍），表示允许误差。例如，黄、紫、橙、金四环表示的阻值为47×103=47kΩ，允许误差为±5％；又如，橙、绿、红、橙四环表示的阻值为15×102=1.5kΩ，允许误差为±1％。

精密电阻采用5个色环标志，前三环表示有效数字，第四环表示倍数，与前四环距离较大的第五环表示允许误差。例如，棕、绿、黑、红、棕五环表示的阻值为150×102=15kΩ，允许误差为±1％；又如，棕、紫、绿、银、绿五环表示的阻值为175×10-2=1.75Ω，允许误差为±0.5％。

色码也可以用来表示数字编号。例如，彩色扁平带状电缆就是依次使用顺序排列的棕、红、橙、黄、绿、蓝……黑色，表示每条线的编号1、2、3、4、5……0。

色码还可用来表示元器件的某项参数。电子工业部标准规定，用色点标在晶体管的顶部，表示发射极直流放大倍数β或hFE的分挡，其意义如表2-2所示。

元器件参数色标法如图2-4所示。

色点和色环还常用来表示电子元器件的极性。例如，电解电容器外壳上标有白色箭头和负号的一极是负极；玻璃封装二极管上标有黑色环的一端、塑料封装二极管上标有白色环的一端为负极；某些晶体管的引脚非标准排列，在其外壳的柱面上用红色点表示发射极等。

2.1.2　电子元器件的主要参数

不同种类的电子元器件的参数不一样。电子元器件的主要参数包括特性参数、规格参数和质量参数。这些参数从不同角度反映了一个电子元器件的电气性能及完成功能的条件，它们是相互关联的。

1.电子元器件的特性参数

电子元器件的特性参数用于描述电子元器件在电路中的电气功能，一般用伏安特性表达，电阻器的特性参数就是指电阻器的伏安特性。不同种类的电子元器件具有不同的特性参数。

2.电子元器件的规格参数

电子元器件的规格参数是用于描述电子元器件特性参数数量的参数。规格参数包括标称值、额定值和允许误差值等。电子元器件在整机中要占有一定的体积空间，所以它的封装外形和尺寸也是一种规格参数。

（1）标称值和标称值系列。为了便于大批量生产，并让使用者能够在一定范围内选用合适的电子元器件，国家规定出了一系列数值作为产品的标准值，这些有序排列的值组叫作标称值系列。规定了标称值系列，就大大减少了必须生产的元器件的产品种类，从而使生产厂家有可能实现批量化、标准化的生产及管理。同时，由于标准化的元器件具有良好的互换性，为电子整机产品创造了结构设计和装配自动化的条件。常用的元器件特性数值标称系列如表2-3所示。

（2）允许误差和精度等级。实际生产出来的元器件，其数值不可能和标称值完全一样，总会有一定的误差，一般用实际数值和标称数值的相对误差（用百分数表示）来衡量元器件数值的精密等级（精度）。

精度等级也有规定的系列，用不同的字母J、K、M标识它们的精度等极（以前曾用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。精密电阻器的允许误差有±2％、±1％、±0.5％，分别用G、F、D标识精度。常用元器件数值的允许误差符号如表2-4所示。

（3）额定值与极限值。为了保证电子元器件的正常工作，防止在工作时因电压过高，绝缘材料被击穿或因电流过大被烧毁，规定了电子元器件的额定值，一般包括：额定工作电压、额定工作电流、额定功率及额定工作温度等，即电子元器件能够长时间正常工作（完成其特定的电气功能）时的最大电压、最大电流、最大功率消耗及最高环境温度。电子元器件的额定值也有系列，其系列数值因元器件不同而不同。

电子元器件的工作极限值，一般是指最大值，即元器件能够保证正常工作的最大限度。例如，最大工作电压、最大工作电流和最高环境温度等。

（4）其他规格参数。除了前面介绍的标称值、允许误差、额定值、极限值等以外，各种电子元器件还有其特定的规格参数。例如，半导体器件的特征频率、截止频率；线性集成电路的开环放大倍数等。在选用电子元器件时，应该根据电路的需要考虑这些参数。

3.电子元器件的质量参数

质量参数一般用于度量电子元器件的质量水平，通常描述了元器件的特性参数、规格参数随环境因素变化的规律，或者划定了它们不能完成功能的边界条件。

电子元器件的质量参数一般有温度系数、噪声电动势、高频特性及可靠性等，从整机制造工艺方面考虑，主要有机械强度和可焊性。不同的电子元器件还有一些特定的质量参数。例如，对于电容器来说，绝缘电阻的大小、由于漏电而引起的能量损耗等都是重要的质量参数。又如，晶体管的反向饱和电流、穿透电流和饱和压降等，都是晶体管的质量参数。电子元器件的这些特定质量参数，都有相应的检验标准，应该根据实际电路的要求进行选用。

2.1.3　电子元器件的检验和筛选

在电子整机的工业化生产中，都设有专门的元器件筛选检测车间，备有许多通用和专用的筛选检测装备和仪器，根据产品具体电路的要求，依据元器件的检验筛选工艺文件，对元器件进行严格的筛选。筛选包括外观质量检验、老化筛选、功能性筛选等。但对于业余电子爱好者来说，不可能具备这些条件，即使如此，也绝不可以放弃对元器件的筛选和检测工作，因为许多电子爱好者所用的电子元器件是邮购来的，其中有正品，也有次品，如在安装之前不对它们进行筛选检测，一旦焊入印制电路板上，发现电路不能正常工作，再去检查，不仅浪费很多时间和精力，而且拆来拆去很容易损坏元器件及印制电路板。

1.外观质量检验

在拿到一个电子元器件之后，应首先对元器件外观质量进行检验，外观质量检验包括以下几方面：

（1）元器件封装、外形尺寸、电极引线的位置和直径应该符合产品标准外形图的规定。

（2）外观是否完好无损，其表面是否凹陷、有无划痕、裂口、污垢和锈斑；外部涂层是否有起泡、脱落和擦伤现象。电极引线是否镀层光洁，无压折或扭曲，有无影响焊接的氧化层、污垢和伤痕。

（3）各种型号、规格标志是否完整、清晰、牢固；特别是元器件参数的分挡标志、极性符号和集成电路的种类型号，其标志、字符是否模糊不清、脱落或有摩擦痕迹。

（4）对于可调元器件，在其调节范围内是否活动平顺、灵活，松紧适当，有无机械杂音；开关类元器件能否保证接触良好，动作迅速。

各种元器件用在不同的电子产品中，都有自身的特点和要求，除上述共同点以外，往往还有特殊要求，应根据具体的应用条件区别对待。

2.老化筛选

在正规的电子工厂里，采用的老化筛选项目一般有：高温存储老化、高低温循环老化、高低温冲击老化和高温功率老化等。其中，高温功率老化是给试验的电子元器件通电，模拟实际工作条件，再加上80～180℃的高温经历几个小时，它是一种对元器件多种潜在故障都有检验作用的有效措施，也是目前采用最多的一种方法。对于业余爱好者来说，在单件电子制作过程中，是不太可能采取这些方法进行老化筛选的。常用的老化方法有以下几种：

（1）自然老化。对于大多数元器件来说，在使用前经过一段时间的储存，让电子元器件自然地经历夏季高温和冬季低温的考验，然后再来检测它们的电性能，看是否符合使用要求，优存劣汰。这种在使用前把元器件存放一段时间进行老化的方法称为自然老化。

（2）电老化。对于那些工作条件比较苛刻的关键元器件或一些急用的电子元器件，也可采用简易电老化方式，可采用一台输出电压可调的脉动直流电源，使加在电子元器件两端的电压略高于元器件额定值的工作电压，调整通过限流元器件的电流强度，使其功率为1.5～2倍额定功率，通电3～5min时间，利用元器件自身的特性而发热升温，并保证元器件温度不超过允许温度的极限值。

3.功能性筛选

功能性筛选是指对元器件的电气参数进行功能性测量。对那些要求不是很高的低档电子产品，一般采用随机抽样的方法检验筛选元器件；对那些要求较高、工作环境严酷的产品，必须采用更加严格的筛选方法来逐个检验元器件。筛选时，应根据元器件的质量标准或实际使用的要求，选用合适的专用或通用的仪器、仪表，选择正确的测量方法和恰当的仪表量程，测量结果应该符合该元器件的有关指标，并在标称值允许的误差范围内。