如何选择合适的元器件？

电子电路的设计过程，实际上就是选择最合适的元器件，用最合理的电路形式把它们组合起来，以实现要求的功能。实践证明，电子电路的各种故障，往往以元器件的故障、损坏形式表现出来。究其原因，并非都是元器件本身缺陷所造成的，而是元器件的选用不当所致。因此，在进行电路总体方案设计和单元电路的参数计算时，都应考虑如何选择元器件的问题。

一般来说，选择元器件应考虑两个方面的问题。

（1）从具体问题和电路的总体方案出发，确定需要哪些元器件，每个元器件应具备哪些功能。在单元电路的参数计算时，应根据电路指标要求、工作环境等，确定所选元器件参数的额定值，并留有足够的富余量，使其在低于额定值的条件下工作。

（2）在保证满足电路设计指标要求的前提下，尽可能减少元器件的品种和规格，以提高它们的复用率。要在仔细分析比较同类元器件在品种、规格、型号和制造厂商之间的差异后，选用便于安装、货源充足、价格低廉、信誉好、产品质量高的制造厂生产的元器件。

下面介绍常用元器件选择中的一些具体问题。

① 集成电路的选择。

由于集成电路可实现许多单元电路甚至某些电子系统的功能，因此，电子电路选用集成电路既方便又灵活，它不仅可以大大简化设计过程，而且减小了电路的体积，提高了电路工作的可靠性，安装和调试也极其方便。因此，在电子电路设计过程中应优先选用集成电路。常用的模拟集成电路有运算放大器、电压比较器、仪器用放大器、视频放大器、功率放大器、模拟乘法器、函数发生器、稳压器等。由于集成电路的品种很多，在选用时首先应根据总体方案确定选用什么功能的集成电路，然后考虑所选集成电路的性能，最后根据价格、货源等因素选择某种型号的集成电路。

集成电路的封装一般有陶瓷（或塑料）扁平式、金属圆形（或菱形）和塑料双列直插式三种。双列直插式封装便于安装和调试，更换也比较方便，目前大都选用这种封装形式的集成电路。

② 半导体分立器件的选择。

对于某些功能比较简单，只要用少量半导体分立器件就能解决问题的电子电路，一般可以选用半导体分立器件。另外，在某些信号频率高、工作电压高、电流大或要求噪声极低等的特殊电路中，也常采用半导体分立器件。

半导体分立器件包括二极管、三极管、场效应管和其他一些特殊的半导体器件，选用时应根据电路设计中的具体用途和要求来确定选用哪一种器件。对于同一种半导体器件，型号不同时适用的场合也不同，选用时必须注意。例如，在选用二极管时，首先要看其用途，用于整流时应选用整流二极管；高压整流则应选用硅整流堆。用于高频检波时应选用高频检波二极管。在高速脉冲电路中则应选用开关二极管。在选用半导体器件时，应根据电路设计中的有关参数，查阅半导体器件手册，使其实际使用的管压降、工作电流、频率、功耗和环境温度等都不超过手册中的规定值，以保证半导体器件的性能和安全工作。

在选用晶体三极管时，首先要确定管子的类型，是NPN型还是PNP型，然后根据电路设计指标的要求选用所需型号的管子。例如，根据电路的工作频率确定选用相应工作频率的三极管，根据输出功率确定选用相应输出功率的三极管。另外再考虑管子的电流放大系数β、特征频率fT等参数。

三极管的极限参数有集电极最大允许电流ICM、集电极-发射极反向击穿电压UBR（CEO）、集电极最大允许耗散功率PCM等。这些参数反映了三极管在实际使用时应受到的限制。在选用三极管时，要查阅手册，了解这些参数，使三极管使用时不超过这些参数，并且还应留有一定的富余量。

③ 电阻器的选择。

电阻器是电子电路中最常用的元器件，其种类很多，性能各异。根据电阻器的结构形式分类，有固定电阻器、可调电阻器和电位器。在选用时首先应根据其在电路中的用途确定选用哪一种结构形式的电阻器。

电阻器的主要性能参数有标称阻值及容许误差、额定功率（共分为19个等级，常用的有、1W、2W等）和温度系数等。表13-1列出了电阻器的标值系列和容许误差。表中所列数值再乘以10n，就构成实际电阻的标称阻值（其中n为正数或负数，单位为Ω）。

(www.xing528.com)

表13-1　电阻器标称值系列和容许误差

在电子电路中，对电阻器阻值的要求，一般允许有一定的误差。因此，除精密电阻器或特殊需要的自制电阻外，通常都选用标称值的通用电阻器。电阻器容许误差分别为±5%、 ±10%、±20%。

为了使电阻器在电路中安全运行，其额定功率应大于电阻器在电路中实际消耗功率的一倍以上。此外，电阻器的使用电压不应超过其容许的最高工作电压。

用不同材料制成的电阻器具有不同的性能和特点，在一般电子电路中，对电阻器的要求并不高，可选用价格便宜、体积小的碳膜电阻器。在低噪声和耐热性、稳定性要求较高的电路中，可选用金属膜电阻器或线绕电阻器。在高频电路中，可选用自身电感量很小的合金箔电阻器。要求在高温下工作时，可选用金属氧化膜电阻器。

在选用电阻器时，除了要考虑其性能和特点外，还应根据安装和机械结构的需要，考虑电阻器的尺寸大小和旋转轴柄的长短、轴端的式样及轴上是否需要紧锁装置等。

④ 电容器的选择。

电容器也是电子电路中常用的元件。其种类很多，按其结构分，有固定电容器、半可变电容器、可变电容器三种。电容器的主要性能参数有：标称容量及容许误差、额定工作电压、绝缘电阻、损耗等，表13-2列出了固定电容器的标称容量系列和容许误差，表中所列数值乘以10n，构成实际电容的标称容量（其中n为正数或负数，单位为pF）。

表13-2　固定电容器标称容量系列和容许误差

在选用电容器时，首先要根据在电路中的作用及工作环境来确定其类型。例如，在耦合、旁路、电源滤波及去耦电路中，由于对电容的精度要求不高，可选择价格低、误差大、稳定性较差的铝电解电容器。对于高频电路中的滤波、旁路电容器，可选择无电感的铁电陶瓷电容器或独石电容器。应用于高压环境中的电容器，可选用耐压较高、稳定性好、温度系数小的云母电容器、高压瓷介质电容器或高压穿心式电容器。

在需要同时兼顾高频和低频时，可以用一支容量大的铝电解电容器与另一支容量小的无感电容器并联使用。

在电源滤波电路中，用一支容量较大的铝电解电容器就可以起到滤波作用，但这种电容器的电感效应大，对高次谐波的滤波效果较差，为此通常再并联一支0.01～0.1 μF的高频滤波电容器（如高频瓷介质电容器），其滤波效果就更佳。

电容器的容量应根据电路的要求选用标称值。但要注意的是，不同类型的电容器其标称系列的分布规律是不同的，选用时可以查阅有关资料。

电容器的容许误差等级一般分为三级，如表13-2所示。大多数情况下，对电容器的滤波要求不高，除振荡、定时、选频等电路外，一般对容许误差并无严格要求。

为了使电容器能在电路中长期可靠地工作，其实际工作电压不仅不能超过它的耐压值（或称电容器的直流工作电压），而且还要留有足够的富余量，一般选用耐压值为其实际工作电压的两倍以上。在交流电路中，电容器所加交流电压的最大值，同样不可超过它的耐压值。

由于电容器两极板间的介质并非绝对的绝缘体，它们间的电阻称为绝缘电阻，其值一般在1 000 MΩ以上。绝缘电阻小，不仅会引起绝缘能量的损耗，影响电路的正常工作，而且还会影响电容器的使用寿命。所以，选用电容器时绝缘电阻越大越好。