电子测量技术(第二版)课件：电子元器件与集成电路测量.pptx

电子元器件与集成电路测量;

4.1电阻、电感和电容的测量

4.1.1阻抗的概念

如图4.1所示，在一个二端元件或一个无源网络的一对输入端施加一激励电压信号(直流或交流)，将产生一个电流，这时我们将电压与电流之比称为阻抗。;图4.1阻抗的示意图;当激励电压为直流电压E时，产生直流电流I，电压E与电流I之比为一个常数，称为直流电阻RDC，即RDC=E/I。当激励电压为正弦波u(t)时，响应电流i(t)通常与u(t)有一个相位差，这时由电路分析可知，若以电压与电流之比代表阻抗，则有Z=RDC+jX。阻抗Z的实数部分RDC称为直流电阻或交流电阻，是交流电路中的耗能元件；虚数部分X称为电抗，是存储能量的元件。

对于纯电阻性器件，阻抗表达式中电抗部分为零。对于纯电感器件，阻抗中电阻部分为零，电抗部分为正值。对于纯电容器件，阻抗中电阻部分为零，电抗部分为负值。;电抗的特性一般随频率的变化而变化。在直流时，电感性器件的电抗为零，电容性器件的电抗为无限大。图4.2所示的是三种基本元件电阻、电感、电容的理想模型。实际的

元件是复杂的，每一种元器件在高频工作时都会在不同程度上显示所有三种特性。图4.3所示即为电阻、电感、电容的实际等效电路。;;为了讨论问题方便，通常将阻抗元件等效为一个理想电阻与一个理想电感或理想电容相串联的形式，如图4.4所示。;同时定义：

Q用于表征元件存储与消耗能量之比，常称为品质因数。对于电感，有

对于电容，有

显然，R越小，Q值越大，电感和电容越接近理想电感和理想电容。;4.1.2电阻的特性与测量

1.电阻的参数和种类

电阻是电路中应用最多的元件之一，常应用于对电流信号进行分流或对电压信号进行分压。电阻的最主要参数是标称阻值和额定功率。标称阻值是指电阻上标注的电阻值；额定功率是指电阻在一定条件下长期连续工作所允许承受的最大功率。另外，电阻还有一些特殊参数，如精度、最高工作温度、最高工作电压、噪声系数以及高频特性等。

电阻的种类繁多，按制作材料可分为碳膜电阻、金属膜电阻与线绕电阻；按外形可分为固定电阻和可调电阻；按精度可分为普通电阻与精密电阻；按用途可分为普通电阻、压;敏电阻、温敏电阻和湿敏电阻等。此外，还有无感电阻、贴片电阻等，它们都有不同的用途。

电阻的类别和主要技术参数可以直接标注在电阻的表面，这种标示法称为直标法。如图4.5(a)所示电阻为碳膜电阻，阻值为100Ω，精度为1%。图4.5(b)所示为电阻额定功率的直接标示法。;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。如图4.5(c)所示。其中，第一、第二色环表示电阻倍乘的量值；第三环表示倍乘的幂值，将第一、第二、第三色环分别用x、y、z表示，则电阻阻值为：R=(10x+y)×10z，第四色环表示电阻的误差。色环法中各种颜色代表的量值如表4.1所示。

表4.1色码电阻色环对应数值;如电阻上四色环的颜色分别为绿、紫、黄、金，则前三条色环代表的数字分别为5、7、4，可知该电阻的阻值为：R=(10×5+7)×104=57×104=570kΩ，第四环为金色表明该电阻误差为±5%。

电子设备、装置的小型化是一大发展趋势，其内部越来越多地使用贴片电阻、贴片电容、贴片电感、贴片集成电路等表面贴装器件。贴片电阻的常见封装有9种，用两种尺寸代码来表示。一种尺寸代码是由4位数字表示的EIA(美国电子工业协会)代码，前两位与后两位分别表示电阻的长与宽，以英寸为单位。我们常说的0603封装就是指英制代码。另一种是米制代码，也由4位数字表示，其单位为毫米。表4.2列出了贴片电阻封装英制和公制的关系及详细的尺寸。;;贴片电阻常见的印字标注方法有常规3位数标注法、常规4位数标注法、3位数乘数代码标注法、R表示小数点位置法及m表示小数点位置法。

0201、0402规格的贴片电阻由于面积太小，通常上面都不印字；0603、0805、1206、1210、1812、2010、2512规格的贴片电阻上面印有3位数或者4位数，具体含义如下。

(1)常规3位数标注法：XXY，多用于E-24系列，精度为±5%(J)、±2%(G)，部分厂家也用于±1%(F)。阻值为XX×10Y，即前两位XX代表2位有效数，后1位Y代表10的几次幂。如标注182即表示阻值为1.8kΩ。;(2)常规4位数标注法：XXXY，多用于E-24、E-96系列，精度为±1%(F)、±0.5%(D)。阻值为XXX×10Y，前三位XXX代表3位有效数，后1位Y代表10的几次幂。如标注1821即表示阻值为1.