电子元器件，对于电子行业的工程师而言，如同日常生活中的大米，不可或缺。然而，这些元器件背后的原理与知识，却往往令人感到深奥。本文旨在为工程师们提供一个电子元器件的概览，特别是对十种常用元件的深入理解。让我们共同探索这些元件的奥秘。
首先，我们谈谈电阻。电阻，作为电子电路中的核心元件，其作用不可忽视。由于材料对电流的阻碍作用，我们称之为电阻材料。这种阻碍会导致电子通量的变化，通量的大小与电阻成反比。值得注意的是，没有电阻或电阻极小的物质被称为导体，而无法形成电流传输的物质则被称为电绝缘体或简称绝缘体。在物理学领域，电阻被用来量化导体对电流的阻碍程度。导体的电阻越大，其对电流的阻碍作用也就越显著。值得注意的是，每种导体的电阻特性各不相同，电阻因此成为导体本身固有的一种属性。类似于水流中的阻力单元，电阻元件在电路中扮演着耗能的角色，阻碍电流的流动。此外，电阻元件的电阻值会受到温度的影响，这种影响的物理量被称为温度系数，它反映了电阻值随温度变化℃时的百分比变化率。在电路中，电阻器通常由“R”和数字表示，其核心作用包括分流、限制电流、分压以及实现偏移等。
一：电容电容，以Farah（F）为单位，衡量了在特定电位差下能存储的电荷量。通常，电荷在电场中受到力的作用而发生移动。当导体间存在介质时，该介质会阻碍电荷的运动，进而导致电荷在导体上积聚。这种电荷积累存储的常见实例即为两个平行金属板，它们构成了众所周知的电容器。
二：电容在电路中，电容通常以“C”后接数字的形式表示。它是由两个紧密相邻的金属薄膜构成，并由绝缘材料隔开。电容的特性在于其能够与直流和交流信号相分离，且容量大小决定了其能够存储电能的多寡。此外，电容对交流信号的阻碍作用被称为电容电抗，这一特性与交流信号的频率及电容本身密切相关。在电话技术中，常用的电容器类型包括电解电容器、陶瓷电容器、贴片电容器、单片电容器、钽电容器以及聚酯电容器等。
三：晶体二极管晶体二极管是一类具有非线性电流电压特性的器件。随着半导体技术的进步，人们利用不同的半导体材料、掺杂分布和几何结构，开发出了结构各异、功能多样的晶体二极管。这些器件的制造材料涵盖锗、硅以及化合物半导体等。晶体二极管在电子领域有着广泛的应用，包括信号的产生、控制、接收、变换、放大以及能量转换等。二极管的核心特性在于其单向导电性。在正向电压的作用下，二极管的导通电阻显著降低；而在反向电压作用下，其导通电阻则变得极大或趋于无穷大。正因如此特性，二极管在无绳电话的众多电路中发挥着关键作用，如整流、隔离、稳压、极性保护、编码控制以及调频降噪等。使用数字万用表测量二极管时，需注意红色表笔应接二极管的正极，而黑色表笔则接负极，以测量正极导通电阻，这与指针万用表的表笔连接方式恰好相反。此外，稳压二极管作为一种特殊的二极管，其特性是在临界反向击穿电压前呈现出高电阻状态。稳压二极管在电路中发挥着至关重要的作用。一旦其被击穿，二极管两端的电压将保持相对稳定，基本不变。这种特性使得稳压二极管成为稳压电路中的核心元件。当电源电压发生波动或电路中其他点的电压发生变化时，稳压二极管能确保负载两端的电压基本维持恒定。
接下来，我们将探讨电感的相关知识。电感，通常用字母“L”表示，并附上数字进行区分，是电路中不可或缺的元件。它通过线圈与电流的相互作用产生，单位为亨利。电感线圈是由绝缘导线绕在绝缘骨架上制成的，这种结构使得直流电能够顺畅通过，而交流电则会在线圈两端产生自感应电动势，阻碍其通过。因此，电感的特性主要体现在对交流电的阻碍作用上，且频率越高，线圈阻抗也越大。
最后，我们来了解变容二极管。这种二极管由PN结电容器和反向偏压Vr共同构成，也常被称作可变电抗二极管。其结构特点使得它在电路中能够根据需要改变自身的电抗值，从而实现对电路性能的灵活调控。变容二极管，这一特殊的二极管设计，其工作原理基于普通二极管内部的“PN结”结电容对反向电压变化的响应。在高频调制电路或无绳电话中的固定电话应用中，变容二极管发挥着关键作用，它能够将低频信号调制到高频信号上进行传输。在工作时，调制电压通常施加到变容二极管的负电极，从而引起其内部结电容的相应变化。
接下来，我们将转向另一种重要的半导体元件——晶体三极管。三极管是电子电路中的核心部件，具备电流放大功能。它是在半导体基片上通过两个紧密相邻的PN结制造而成的，这些PN结将大块半导体划分为基极区、发射极区和集电极区，常见的排列方式有PNP和NPN两种。晶体管在电路中通常以“q”后接数字的形式表示，其独特的双PN结设计赋予了它强大的放大能力。接下来，我们将介绍另一种半导体元件——场效应管。场效应晶体管，简称FET，以其优越的压控特性在半导体器件中占据一席之地。它拥有高输入电阻（范围在08~09Ω）、低噪声、低功耗、动态范围广泛以及易于集成等优点，使得它在双极晶体管和功率晶体管的竞争中脱颖而出。场效应管凭借其高输入阻抗和低噪声的特性，在众多电子器件中赢得了广泛的应用。特别是在电子设备的输入级中，场效应晶体管展现出了其他晶体管难以企及的性能优势。
四、传感器传感器，这一关键物理装置或生物器官，以其敏锐的感知能力著称。它能够捕捉并感知外部的众多信号和物理条件，诸如光线、温度、湿度变化，甚至能够检测化学成分。传感器的核心价值在于其信息传递功能，为其他装置或器官提供必要且准确的数据支持。
在国家标准GB-87中，传感器被定义为“一种能够感应特定测量部件并按照一定规则将其转换为可用信号的装置”。这一定义强调了传感器在信息处理和传递方面的关键作用。此外，在新的韦式大字典中，传感器被描述为“一种接收电源并通常以另一种形式向其他系统发送电源的设备”，这一解释进一步突显了其在能源转换和系统交互中的重要性。
五、变压器变压器，这一利用电磁感应原理工作的设备，旨在改变交流电压。其核心部件包括一级线圈、二级线圈和铁芯。在电气系统和无线电路中，变压器常被用于提升电压、匹配阻抗以及实现安全隔离。
变压器的工作原理基于电磁互感。无论线圈是因磁场移动还是固定线圈中的磁场变化，都会在线圈中感应出电位。这种情况下，磁通量的总值保持恒定，但与线圈相交的磁通量会发生变化，这就是互感现象。变压器正是利用这一原理来转换电压、电流和阻抗的设备。其功能涵盖电压转换、电流转换、阻抗变换、安全隔离以及电压调节等多个方面。