电子元器件分类
电⼦元器件分类
电⼦元器件的分类
  电⼦元器件有多种分类⽅式,应⽤于不同的领域和范围。
  1.按制造⾏业划分——元件与器件
  元件与器件的分类是按照元器件制造过程中是否改变材料分⼦组成与结构来区分的,是⾏业划分的概念。在元器件制造⾏业,器件是由半导体企业制造,⽽元件则由电⼦零部件企业制造。
  元件:中没有改变分⼦成分和结构的。例如电阻、、、、、连接器、开关、⽯英/陶瓷元件、等。
  器件:中改变分⼦成分和结构的,主要是各种半导体产品。例如、、场效应管,各种光电器件、各种集成电路等,也包括电真空器件和等。
  随着电⼦技术的发展,元器件的品种越来越多、功能越来越强,涉及范围也在不断扩⼤,元件与器件的概念也在不断变化,逐渐模糊。例如有时说元件或器件时实际指的是元器件,⽽像半导体敏感元件实际按定义应该称为器件等。
  2.按电路功能划分——分⽴与集成
  分⽴器件:具有⼀定电压电流关系的独⽴器件,包括基本的电抗元件、机电元件、半导体分⽴器件(⼆极管、双极三极管、场效应管、晶闸管)等。
  集成器件:通常称为集成电路,指⼀个完整的功能电路或系统采⽤集成制造技术制作在⼀个封装内,组成具有特定电路功能和技术参数指标的器件。
  分⽴器件与集成器件的本质区别是,分⽴器件只具有简单的电压电流转换或控制功能,不具备电路的系统功能;⽽集成器件则可以组成完全独⽴的电路或系统功能。实际上,具有系统功能的集成电路已经不是简单的“器件”和“电路”,⽽是⼀个完整的产品,例如数字电视系统,已经将全部电路集成在⼀个芯⽚内,习惯上仍然称其为。
  3.按⼯作机制划分——⽆源与有源
  ⽆源元件与有源元件,也称为⽆源器件与,是根据元器件⼯作机制来划分的,⼀般⽤于电路原理讨论。
  ⽆源元件:⼯作时只消耗元件输⼊信号电能的元件,本⾝不需要电源就可以进⾏信号处理和传输。⽆源元件包括电阻、、电容、电感、⼆极管等。
  有源元件:正常⼯作的基本条件是必须向元件提供相应的电源,如果没有电源,器件将⽆法⼯作。有
源元件包括三极管、场效应管、集成电路等,是以半导体为基本材料构成的元器件,也包括电真空元件。
  4.按组装⽅式划分——插装与贴装
  在表⾯组装机术出现前,所有元器件都是以插装⽅式组装在上。在表⾯组装技术应⽤越来越⼴泛的现代,⼤部分元器件都有插装与贴装两种封装,⼀部分新型元器件已经淘汰了插装式封装。
  插装:组装到印制板上时需要在印制板上打通孔,引脚在电路板另⼀⾯实现焊接连接的元器件,通常有较长的引脚和体积。
  贴装:组装到印制板上时⽆需在印制板上打通孔,引线直接贴装在印制板铜箔上的元器件,通常是短引脚或⽆引脚⽚式结构。
  5.按使⽤环境分类——元器件可靠性
  电路元器件种类繁多,随着电⼦技术和⼯艺⽔平的不断提⾼,⼤量新的器件不断出现,对于不同的使⽤环境,同⼀器件也有不同的,相应不同可靠性有不同的,例如同⼀器件军⽤品的可能是民⽤品的⼗倍,甚⾄更多,介于⼆者之间。
  民⽤品:对可靠性要求⼀般,要求⾼的家⽤、、办公等领域;
  :对可靠性要求较⾼,要求⼀般的⼯业控制、交通、仪器仪表等;
  军⽤品:对可靠性要求很⾼,价格不敏感的军⼯、航天航空、医疗等领域。
  6.电⼦⼯艺关于元器件的分类
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  电⼦⼯艺对元器件的分类,既不按纯学术概念去划分,也不按⾏业分⼯划分,⽽是按元器件应⽤特点来划分。常⽤元器件分类如图所⽰。
  分类只是把元器件作为⽽做的归纳和总结,不同领域有不同分类是不⾜为怪的,迄今也没有⼀种分类⽅式可以完美⽆缺。实际上在元器件供应商那⾥,分类是没有⼀定之规的,例如某⼤型元器件供应商⽹站关于元器件分类如图所⽰。
常见电⼦元器件的特性
  电⼦元器件是电⼦产品的最基本的组成单元,现代电⼦产品中能够见到的最常⽤的元器件主要有分⽴元件和集成元件两种,集成元件根据⽤途的不同⽽不同,分⽴元件主要有电阻、电容、电感、晶体⼆极管、晶体三极管、场效应管等等。这⾥我们就⽤得最多最⼴的电阻、电感、电容来讨论它们的特性。  1.电阻的特性及分类
  电阻是电路中应⽤最多的元件之⼀,常⽤于对电流信号进⾏分流或对电压信号进⾏分压。电阻的种类很多,有不同的分类⽅法。若按材料分有碳膜电阻、⾦属电阻和线绕电阻等;若按外形结构分有固定电阻和可调电阻(电位器);按精度可分为普通电阻与精密电阻。此外还有敏感电阻、贴⽚电阻等等,它们都有着不同的⽤途。
  电阻的主要参数有标称阻值、允许误差及。标称阻值是指电阻器上⾯所标⽰的阻值;标称阻值与实际阻值的差值和标称阻值之⽐的百分数称阻值偏差,它表⽰电阻器的精度或称;额定功率是指在⼀定条件下,电阻器长期⼯作所允许耗散的最⼤功率。
  电阻特性的标注最常见的有两种,即直标法和⾊环法。⽤电阻的类别和主要的技术参数直接标注电阻器的表⾯,这种标注⽅法即直标法,如图所⽰的电阻为碳膜电阻,阻值为lk Ω,精度为2%,右边电阻上直接标注有额定功率。
  电阻的另⼀种标⽰法是⾊环法,即将电阻的类别和主要技术参数的数值⽤相应的颜⾊(⾊环)标注在电阻的表⾯上。各种颜⾊代表的如表所⽰。
表 ⾊环电阻⾊环对应数值
颜⾊⽆银⾦⿊棕红橙黄绿蓝紫灰⽩有效数字---0123456789倍率-10 − 210 − 1100101102103104105106107108109(%)
±20
±10
±5
-±1
±2
电子器件有哪些--±0.5
±0.25
±0.1
±0.05
-
  以四环电阻为例:前⾯两条⾊环是阻值(Value),第三环是倍率(Multiplier),最后⼀环是(Tolerance)。
有如图所⽰的⾊环电阻。  所以最后得到的阻值为:R=47×100=4700Ω,为±5%。  2.电容的特性及分类
  在电路中常⽤于存储电能、耦合交流、隔离直流以及与电感元件⼀起构成选频回路等,在电路和电⼦线路中有着⼴泛的应⽤。电容的种类有很多,可以从原理上分为:⽆极性可变电容、⽆极性固定电容、有极性电容等,从材料上可以分为:CBB 电容()、涤纶电容、瓷⽚电容、云母电容、独⽯电容、电解电容、钽电容等。
  电容的主要特性参数有标称电容量和额定⼯作电压。标称电容量是标注在电容器上的电容量;额定电压是指在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最⾼直流电压有效值,⼀般直接标注在电容器外壳上,如果⼯作电压超过电容器的耐压,电容器击穿,造成不可修复的永久损坏。
  电容的标注⽅法与电阻的标注⽅法基本相同,分直标法、⾊标法和数标法3种。容量⼤的电容其容量值在电容上直接标明,如10µF/16V 。容量⼩的电容其容量值在电容上⽤字母表⽰或数字表⽰,字母表⽰法:1m=1000µF 、1P2=1.2pF 、R33=0.33µF(R 表⽰⼩数点,表⽰为零点⼏微法的容量);数字表⽰法:⼀般⽤三位数字表⽰容量⼤⼩,前两位表⽰有效数字,第三位数字是倍率如:102表⽰10×102pF=1000pF 、224表⽰22×104pF=0.22µF 。  电容的⾊标法和电阻的⾊标法差不多,故不再叙述。  3.电感的特性及分类
  电感是根据电磁感应原理⼯作的元件,⼀般是⽤漆包线或纱包线等绝缘表层导线绕制⽽成,不带磁芯或铁芯绕制的电感称为空⼼电感,带有磁芯或铁芯绕制的电感称为磁芯或铁芯电感。电感的主要特性参数有三个,即电感量、品质因素、分布电容。
  (1)电感量电感量L 表⽰线圈本⾝固有特性,与电流⼤⼩⽆关。除专门的电感线圈(⾊码电感)外,电感量⼀般不专门标注在线圈上,⽽以特定的名称标注。
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  (2)品质因素品质因素Q 是表⽰线圈质量的⼀个物理量,Q 为感抗XL 与其等效的电阻的⽐值,即:Q=ωL/R 。线圈的Q 值愈⾼,回路的损耗愈⼩。线圈的Q 值与导线的直流电阻、⾻架的介质损耗、屏蔽罩或铁芯引起的损耗、⾼频趋肤效应的影响等因素有关。线圈的Q 值通常为⼏⼗到⼏百。
  (3)分布电容线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩问、线圈与底版问存在的电容被称为分布电容。分布电容的存在使线圈的Q 值减⼩,稳定性变差,因⽽线圈的分布电容越⼩越好。
电⼦元器件的发展趋势
  现代电⼦元器件正在向微⼩型化、集成化、柔性化和⽅向发展。  1.微⼩型化
  元器件的微⼩型化⼀直是电⼦元器件发展的,从电⼦管、晶体管到集成电路,都是沿着这样⼀个⽅向发展。各种移动产品、便携式产品以及航空航天、军⼯、医疗等领域对产品微⼩型化、多功能化的要求,促使元器件越来越微⼩型化。
  但是单纯的元器件的微⼩型化不是⽆限的。⽚式元件01005封装的出现使这类元件微⼩型化⼏乎达到极限,集成电路封装的引线节距在达到0.3mm 后也很难再减⼩。为了产品微⼩型化,⼈们在不断探索新型⾼效元器件、三维组装⽅式和微组装等新技术、新⼯艺,将产品微⼩型化不断推向新的⾼度。  2.集成化
  元器件的集成化可以说是微⼩型化的主要⼿段,但集成化的优点不限于微⼩型化。集成化的最⼤优势在于实现成熟电路的规模化制造,从⽽实现电⼦产品魔幻普及和发展,不断}蒲⾜信息化社会的各种。从⼩规模、中规模、⼤规模到超⼤规模的发展只是⼀个⽅⾯,⽆源元件集成化,⽆源元件与有源元件混合集成,不同半导体⼯艺器件的集成化,光学与电⼦集成化,以及机、光、电元件集成化等,都是元器件的集成化的形式。  3.柔性化
  元器件的柔性化是近年出现的新趋势,也是元器件这种硬件产品软化的新概念。可编程器件(PLD)特别是复杂的可编程器件(CPLD)和现场可编程阵列(FPGA)以及可编程模拟电路(PAC)的发展,使得器件本⾝只是⼀个硬件载体,载⼊不同程序就可以实现不同电路功能。可见,现代的元器件已经不是纯硬
件了,软件器件以及相应的软件电⼦学的发展,极⼤拓展了元器件的应⽤柔性化,适应了现代电⼦产品个性化、⼩批量多品种的柔性化趋势。  4.系统化
  元器件的系统化,是由(SoC)、系统级封装(SiP)和系统级可编程芯⽚(SoPC)的发展⽽发展起来的,通过集成电路和可编程技术,在⼀个芯⽚或封装内实现⼀个电⼦系统的功能,例如数字电视可以实现从信号接收、处理到转换为⾳视频信号的全部功能,⼀⽚电路就可以实现⼀个产品的功能,元器件、电路和系统之间的界限已经模糊了。
  集成化、系统化使电⼦产品的原理设计简单了,但有关⽅⾯的设计,例如、、可制造性等设计内容更为重要,同时,传统的元器件不会消失,在很多领域还是⼤有可为的。从学习⾓度看,基本的半导体分⽴器件、基础的三⼤元件仍然是⼊门的基础。

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