第3章 常用电子元器件 3.1 RCL元件 在电子产品电路中,RCL元件即电阻器、电感器和电容器是使用最多、最广泛的元件。

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第3章 常用电子元器件 3.1 RCL元件 在电子产品电路中,RCL元件即电阻器、电感器和电容器是使用最多、最广泛的元件。

3.1.1 电阻器 当电流流经导体时,导体对电流的阻力作用称为电阻。在电路中具有电阻作用的元件称为电阻器。加在电阻两端的电压与通过电阻器的电流之比,称为电阻器的阻值,用R表示,单位为Ω(欧姆)。

1.电阻器的分类及命名 (1)电阻器的命名方法

例如:RJ71——精密金属膜电阻器;    RH21——普通合成膜电阻器;    RXD3——多圈丝绕阻器。

(2)电阻器的分类 电阻器可分为固定电阻器、可变电阻器和敏感电阻器三大类。 固定电阻器是指阻值固定不变的电阻器,通常简称为电阻。主要用于阻值固定而不需要调节变动的电路中。 可变电阻器又称变阻器或电位器,主要用在阻值需要经常变动的电路中,用来调节音量、音调、电流、电压等。 敏感电阻器是指其阻值对某些物理量表现敏感的电阻元件。

电阻器按其材料结构,可分为合金型、薄膜型和合成型三类。 合金型电阻包括线绕电阻和块金属膜电阻。 薄膜型电阻包括热分解碳膜、金属膜、金属氧化膜、化学沉积膜等。 合成型电阻包括合成碳膜、合成实芯、金属玻璃釉电阻等。

(a)碳膜电阻器 (b)金属膜电阻器 (c)金属玻璃釉电阻器 (3)常用电阻器有: (a)碳膜电阻器 (b)金属膜电阻器 (c)金属玻璃釉电阻器

2.电阻器的主要参数 (1)电阻器的标称阻值 常用电阻器的标称阻值系列 ±5% 系 列 允许误差 电 阻 的 标 称 值 E24 ±5% 1.0;1.1;1.2;1.3;1.5;1.6;1.8;2.0;2.2;2.4;2.7;3.0;3.3;3.6;3.9;4.3;4.7;5.1;5.6;6.2;6.8;7.5;8.2;9.1 E12 ±10% 1.0;1.2;1.5;1.8;2.2;2.7;3.3;3.9;4.7;5.6;6.8;8.2 E6 ±20% 1.0;1.5;2.2;3.3;4.7;6.8

(2)允许偏差 电阻器的标称值与实测值不可能相同,总是存在一定差别,把它们之间允许的最大偏差范围称为电阻器的允许偏差。通常电阻器的允许偏差分为三级:I级(±5%)、II级(±10%)、III级(±20%)。精密电阻器允许偏差要求高,如±1%、±2%等。

(3)电阻器的额定功率 1/4W  1/2W 1W   2W   5W 10W   25W

3.电阻器的识别 电阻器识别可根据电阻的标志进行识别。常用的标志方法有以下几种: (1)直标法 用阿拉伯数字表示和单位符号(Ω、kΩ、MΩ)在电阻体表面直接标出阻值,用百分数标出允许偏差的方法称为直标法。 例如:24KΩ±10%。

(2)文字符号法 用阿拉伯数字和文字符号有规律的组合起来,表示标称值和允许偏差的方法称为文字符号法。 例:Ω33—0.33Ω,3Ω3—3.3Ω, 3k3—3.3kΩ,3M3—3.3MΩ, 3T3—3.3× MΩ。

对称偏差 不对称偏差 标志符号 允许偏差(%) E ±0.001 D ±0.5 H +100 -0 X ±0.0025 F ±1 R + 100 -10 Y ±0.005 G ±2 T + 50 -10 ±0.01 J ±5 Q + 30 -10 U ±0.025 K ±10 S + 50 -20 W ±0.05 M ±20 Z + 80 -20 B ±0.1 N ±30 不标记 +不规定 -20 C ±0.25

例如: 4K7J—表示阻值为4.7KΩ,误差为±5%; 5M1K—表示阻值为5.1MΩ,误差为±10%。

  (3)色标法 在产品表面用不同颜色来表示各种参数的不同数值。

颜色 有效数字 乘数 允许偏差(%) 银色 - 10-2 ±10 金色 10-1 ±5 黑色 100 棕色 1 101 ±1 红色 2 102 ±2 橙色 3 103 黄色 4 104 绿色 5 105 ±0.5 蓝色 6 106 ±0.2 紫色 7 107 ±0.1 灰色 8 108 白色 9 109 +50 -20 无色 ±20

普通电阻大多用四色环色标法来标注。四色环的前两条色环表示阻值的有效数字,第三条色环表示阻值倍率,第四条色环表示阻值允许偏差范围。 ①四色环色标法。  普通电阻大多用四色环色标法来标注。四色环的前两条色环表示阻值的有效数字,第三条色环表示阻值倍率,第四条色环表示阻值允许偏差范围。

②五色环色标法。   精密电阻大多用五色环色标法来标注。五色环的前三条色环表示阻值的有效数字,第四条色环表示阻值倍率,第五条色环表示阻值允许偏差范围。

③三色环色标法。   有时电阻也用三色环色标法来标注。其实三色环色标法与四色环色标法是一样的只是第四条色环为无色其允许偏差为±20%。

第一条色环的判别方法 1.紧靠端面; 2.末尾环与其它环间距要稍大一些; 3.金、银不为首环,橙、黄及灰色不为末尾环; 4.实测比较。

(4)数码表示法   数码表示法是在产品上用三位数码表示元件的标称值的方法。数码是从左向右的。第一、二位数字为有效数,第三位是乘数(或为零的个数),单位为欧姆。例如:473J—47× Ω, 误差为±5%;512K—51× Ω,误差为±10%。

4.电阻器的质量判别 (1)外观检查 从外观检查电阻体表面有无烧焦、断裂,引线有无折断现象。 对于在路的电阻器,可能出现松动、虚焊、假焊等现象,可用手轻轻地摇动引线进行检查,也可用万用表Ω档测量,有问题就会发现指针指示不稳定。

(2)阻值检查 电阻内部损坏或阻值变化较大,可通过万用表Ω档测量来核对。合格的电阻值应该稳定在允许的误差范围内,若超出误差范围或阻值不稳定,则说明电阻不正常,不能选用。 对电阻的其它参数则应采用仪表或专用测试设备进行判别。

(3)电阻器测量注意事项: ①严禁带电测量。 ②选择合适的量程并校零,使指针落在表盘的中间区域,减少读数误差。 ③用手捏住电阻的一端引脚进行测量,不能用手捏住电阻体,防止人体电阻短路影响测量结果。

5.电阻器的选用 选用电阻器应根据电子产品整机的使用条件和电路中的具体要求,从电气性能到经济价值等方面综合考虑。不要片面采用高精度和非标准系列的电阻产品。

(1)电阻器选用基本原则: ① 在选用电阻器时必需首先了解电子产品整机工作环境条件,然后与电阻器技术性能中所列的工作环境条件相对照,从中选用条件相一致的电阻。 ② 要了解电子产品整机工作状态。 ③ 既要从技术性能考虑满足电路技术以保证整机的正常工作,又要从经济上考虑其价格、成本,还要考虑其货源和供应情况。

④ 根据不同的用途选用。 ⑤ 阻值应选取最靠近计算值的一个标称值。 ⑥ 电阻器的额定功率选取一个比计算的耗散功率大一些(1.5~2倍)的标称值。 ⑦ 电阻器的耐压也应充分考虑,选取比额定值大一些的,否则会引起电阻器击穿、烧坏。 ⑧选用时,不仅要求其各项参数符合电路的使用条件,还要考虑外形尺寸、散热等因素。

(2)电阻器的代换 ①选取阻值相等或最相近的。 ②功率选取是能大勿小,最好相同。 ③电阻精度宁高勿低。 ④外形大小应相符。

6.可变电阻器 电位器 可调电阻器 微调电阻器

可变电阻器常见外形图

可变电阻器常见外形图

(2)电位器的结构及工作原理

(3)电位器的质量判定 ①用万用表Ω档测量电位器的两个固定(A、C)端,其阻值应为电位器的标称值或接近其标称值。 ②测量某一固定端与可调端(A、B或B、C)之间的电阻,反复慢慢旋转电位器转轴,观察指针是否连续、均匀变化。如果指针不动或跳动则说明电位器有问题或损坏。 ③测量各端子与外壳是否绝缘。

电位器选用基本原则为: ① 在选用电位器时,首先了解电子产品整机工作环境条件,然后与电位器技术性能中所列的工作环境条件相对照,从中选用条件相一致的电位器。 ② 根据不同用途选用不同阻值变化特性的电位器。 ③ 根据不同设备的有效空间选用不同体积和形状的电位器。 ④ 阻值应选取最靠近计算值的一个标称值。 ⑤ 额定功率选取应比计算的耗散功率大一些(1.5~2倍)的标称值。

7.敏感电阻器 敏感电阻器是指其阻值对某些物理量表现敏感的电阻元件。常用的敏感电阻有热敏、光敏、压敏、湿敏电阻器等。

敏感电阻器检测

3.1.2 电容器 电容器的基本结构是在两个相互靠近的导体之间夹一层不导电的绝缘材料——电介质,构成电容器,如图3.1.10所示。

电容用符号C表示,其基本单位是法拉,以F表示。    电容器是一种储能元件,可在介质两边储存一定量的电荷。 电容用符号C表示,其基本单位是法拉,以F表示。

  电容器可分为固定电容器、可变电容器两大类。按照电容器的介质材料,又可分为固体有机介质电容器、固体无机介质电容器、电解电容器和气体电容器等。

(c)电解电容器 (d) 可变电容器 (e)微调电容器 (a) 电容器    (b) 电解电容器 (c)电解电容器    (d) 可变电容器 (e)微调电容器

(2)电容器的命名 国产电容的命名与电阻器相同,也是由四个部分组成,即第1部分为主称(C-电容器)、第2部分为材料、第3部分为分类、第4部分为序号。电容器材料、分类代号及意义见表3.1.。

2.常用电容器 (1)纸介电容器。是以纸介作为介质,以金属箔作为电容器的极板,卷绕而成。这种电容器容量范围宽,耐压范围宽,成本低,但体积大。 (2))有机薄膜电容器。此种电容在结构上与纸介电容基本一致,其介质材料是有机薄膜。

(3)瓷介电容。瓷介电容一般按其性能可分为:低压(电压低于1kV)小功率和高压(电压高于1kV)大功率两种。低压小功率电容常见的有瓷片、瓷管、瓷介独石等类型。这种电容体积小、重量轻、价格低廉,在普通电子产品中使用广泛。瓷片电的容量范围较窄,一般从几pF到0.1μF之间。

电解电容以金属氧化物膜做介质,以金属和电解质组作为电容的两极。 (4)电解电容 电解电容以金属氧化物膜做介质,以金属和电解质组作为电容的两极。

(5)可变电容器 可变电容器是一种容量可连续变化的电容器。可变电容器由两组形状相同的金属片间隔一定距离,并夹以绝缘介质而成。其中一组金属片是固定不动的称为定片;另一组金属片和转动轴相连,能在一定角度内转动(称为动片)。

3.电容器的识别 (1)直标法识别。在产品表面直接标出,其容量的有效值用阿拉伯数字表示,单位则以文字符号(pF、μF、F)标出,允许偏差用百分数表示。对于小容量(小于100 pF)电容,通常不标出单位和误差,如56表示为56 pF。

(2)文字符号法识别。 将容量、允许偏差用文字、数字两者有规律的组合起来,标称容量的单位标志符号见表3.1.5,单位符号的位置则代表标称容量有效数字中小数点所在位置。 例:p33—0.33pF,5p1—5.1pF,3n3—3.3nF,5μ1—5.1μF,33m—33× μF。

(3)色标法。电容色标法也与电阻器相似,在产品表面用不同颜色来表示各种参数的不同数值,单位为pF。 (4)数码表示法。电容器数码表示法基本上与电阻器数码表示法相同,但当第三位数为9时表示 ,单位为皮法,在微法容量中,小数点是用R字母表示。例如:471J—47× pF,误差为±5%;339 K—33× pF,误差为±10%,5R1K—5.1μF,误差为±10%。

4. 电容器的质量判别 (1)对于容量大于5100pF的电容器,可用万用表R×10kΩ、R×1kΩ档测量电容器的两引线。正常情况下,表针先向R为零的方向摆去,然后向R→∞方向退回(充电)。如果回不到∞,而停在某一数值上,指针稳定后的阻值就是电容器的绝缘电阻(也称漏电电阻)。

一般的电容器绝缘电阻在几十兆欧以上。若所测电容器的绝缘电阻小于上述值,则表示电容漏电。绝缘电阻越小,漏电越严重。若绝缘电阻为零,则表明电容器已击穿短路;若表针不动,则表明电容器内部开路。

(2)对于容量小于5100pF的电容,由于充电时间很快,充电电流很小,即使用万用表的高阻值档也看不出表针摆动。所以,可以借助一个NPN型的三极管的放大作用来测量。

选用R×10kΩ档,将万用表红表笔接三极管发射极,黑表笔接集电极,电容器接到集电极和基极两端,由于晶体管的放大作用就可以看到表针摆动。

也可利用交流信号来进行测量,即是万用表或试电笔通过串接电容器去测量交流信号。

(3)电解电容的极性判别: 可利用电解电容的充放电现象进行判别,因为用万用表欧姆档测量电容器正接比反接时的漏电流小,也即是电阻要大些。

根据电容器的引脚及外形标注进行判断。

(4)可变电容的漏电、碰片,可用万用表“Ω”档来检查。将万用表的两只表笔分别与可变电容器的定片和动片引出端相连,同时将电容器来回旋转几下,表针均应在∞位置不动,如果表针指向零或某一较小的数值,说明可变电容器已发生碰片或漏电严重。

5.电容器的选用 电容器种类很多,性能指标各异,选用时应考虑如下各因素: (1)电容器额定电压。 (2)标称容量及精度等级。 (3)体积。

3.1.3 电感器 凡能产生电感作用的器件统称电感器。电感器是根据电磁感应原理制作的电子元件,可分为两大类:一类是利用自感作用的电感线圈;另一类是利用互感作用的变压器和互感器。电感器的单位是亨利(H),常用的有毫亨(mH)、微亨(μH)。

1.电感线圈的分类

电感线圈实物照片

2.电感线圈的识别 (1)直标法。电感线圈的直标法与电阻的直标法相似,用阿拉伯数字表示和单位符号(H、mH、μH)在电感体表面直接标出,用百分数标出允许偏差。例如:1 mH±10%。

(2)色标法。  

560±10%μH

10±20%μH

6.8±10%μH

1800±5%μH

3.电感线圈的质量判别 (1)外观检查 电感线圈选用时要检查其外观,不允许有线匝松动,引线接点活动等现象。 (2)线圈通、断检测 检查线圈通、断时,应使用精度较高的万用表或欧姆表,因为电感线圈的阻值均比较小,必需仔细区别正常阻值与匝间短路。

(3)带调节芯电感线圈的检查 带调节芯的电感线圈,在成品出厂时,其电感量均已调好并在调节芯封上蜡或点油漆加以固定,一般情况不允许随意调整。 (4)电感线圈的电感量可用专门的仪器测量,也可用万用表粗略测量,按图3.1.16连接电路,观察万用表指针的偏转,读电感器对应的刻度。

(5)电感线圈的选用 电感线圈种类繁多,结构形式各异,性能指标也各不相同,其选用方法类似于电阻器。

4.变压器 图3.1.16 变压器铁心的形状

5.常用变压器 (1)音频变压器。音频变压器可分为输入和输出变压器两种。主要用在收音机末级功放上起阻抗变换作用。 (2)中频变压器。适用于频率范围从几千赫兹到几十兆赫兹。它是超外差式接收机中的重要元件,又叫中周。起选频、耦合、阻抗变换等作用。 (3)高频变压器。一般又分为耦合线圈和调谐线圈。调谐线圈与电容可组成串、并联谐振回路,用来起选频等作用。天线线圈、振荡线圈都是高频线圈。 (4)电源变压器。电源变压器大都是交流220V降压变压器,用于电子产品低压供电。

变压器的测量与电感器测量基本相同。同时还应考虑初、次级的判断和绕组间绝缘电阻的测量。 变压器的质量判别: (1)变压器的测量 变压器的测量与电感器测量基本相同。同时还应考虑初、次级的判断和绕组间绝缘电阻的测量。 2

(2)变压器的初、次级判断 变压器初、次级的判断,可根据变压器的变压比与电压及电抗的关系来确定。 也即是电压正比于匝数也正比于电抗。

3.2 半导体器件 1.半导体器件命名 (1)国产半导体器件的命名方法 3.2 半导体器件 1.半导体器件命名 (1)国产半导体器件的命名方法 半导体器件型号由五个部分组成,前三个部分的符号意义见表3.2.1。第四部分是数字表示器件的序号,第五部分是用汉语拼音字母表示规格号。

国产半导体器件型号的符号及意义 第一部分 第二部分 第三部分 符号 意义 2 3 二极管 三极管 A B C D E N型,锗材料 P型,锗材料 N型,硅材料 P型,硅材料 PNP型,锗材料 NPN型,锗材料 PNP型,硅材料 NPN型,硅材料 化合物材料 P V W Z L S N U K X G T Y J 普通管 微波管 稳压管 参量管 整流器 整流堆 隧道管 阻尼管 光电器件 开关管 低频小功率管(fα< 3MHz, Pc<1W) 高频小功率管(fα≥3MHz,Pc<1W) 低频大功率管(fα<3MHz,Pc≥1W) 高频大功率管(fα≥3MHz,Pc≥1W) 可控硅整流器 体效应器件 雪崩管 阶跃恢复管 CS BT FH PIN JG 场效应器件 半导体特殊器件 复合管 PIN型管 激光器件

日本半导体器件型号由五至七部分组成。前五个部分符号及意义如表所示。第六、七部分的符号及意义通常由各公司自行规定。 2.日本半导体器件的命名方法   日本半导体器件型号由五至七部分组成。前五个部分符号及意义如表所示。第六、七部分的符号及意义通常由各公司自行规定。

例如:2SC1815为NPN型高频三极管(简称C1815); 2SD8201A为NPN型低频三极管,A表示改进型。

美国电子工业协会(EIA)规定的半导体器件的命名型号由五部分组成,第一部分为前缀,第五部分为后缀,中间部分为型号的基本部分,如表所示。 3.美国半导体器件的命名方法  美国电子工业协会(EIA)规定的半导体器件的命名型号由五部分组成,第一部分为前缀,第五部分为后缀,中间部分为型号的基本部分,如表所示。 第一部分 第二部分 第三部分 第四部分 第五部分 用符号表示 用途 用数字表示 PN结数目 美国电子工业协会 注册标志 美国电子工业 协会登记号 用字母表示 器件分档 符号 意义 JAN或J 军用品 1 二极管 N 该器件是在美国电子工业协会注册登记的半导体器件 数字 该器件是在美国电子工业协会登记号 A B C D 同一型号器件的不同档别 2 三极管 无 非军用品 3 三个PN结 器件 n n个PN结

例如:1N4001—硅材料二极管; JAN2N2904—军用三极管。

(4)欧洲半导体器件型号命名法 欧洲半导体器件一般由四部分组成,见表3.2.4。 (4)欧洲半导体器件型号命名法   欧洲半导体器件一般由四部分组成,见表3.2.4。

3.2.1 二极管

二极管实物照片

常用二极管 (1)整流二极管。整流二极管是面接触型结构,多采用硅材料制成,体积较大,能承受较大的正向电流和较高反向电压。但因结电容较大,不宜工作在高频电路中,不能作为检波管使用。 (2)检波二极管。检波二极管是点接触型结构,体积较小。检波二极管的作用是把调制(调幅)在高频电磁波上的低频信号解调下来。检波二极管也可以用于小电流整流。检波二极管多采用玻璃封装或陶瓷封装,以获得良好的高频特性。

(3)开关二极管。 开关二极管是利用二极管的单向导电性在电路中对电流进行控制,从而起到“接通”或“关断”作用。开关二极管具有开关速度快、体积小、寿命长等特点。开关二极管多采用玻璃封装或陶瓷封装,以减少管壳电容。

二极管的检测: (1)二极管的极性判别 将万用电表拨在R×100或R×1k电阻档上,两只表笔分别接触二极管的两个电极,若测出的电阻约几十、几百欧或几千欧,则黑表笔所接触的电极为二极管的正极(对应P区),红表笔所接触的电极为二极管的负极(对应N区)。若测出来的电阻约几十千欧至几百千欧,则黑表笔所接触的电极为二极管的负极,红表笔所接触的电极为二极管的正极,如图3.2.2所示。

(2)材料判别 二极管的材料判别是通常也可根据锗管的正反向电阻均较小的特点来进行判断,一般硅管的正向电阻为几千欧左右,反向电阻为几百千欧至无穷大,而锗管的正向电阻为一千欧左右,反向电阻为几十千至为几百千欧,甚至更小些。

(3)质量类别 二极管的好坏判别,一般是利用二极管的单向导电性,即正向电阻小,反向电阻大的特点进行判别。如果符合正向电阻小,反向电阻大就说明二极管基本上是好的。如果正反向电阻都小,则说明二极管可能击穿。如果正反向电阻都大,则说明二极管已经开路。

3.2.2三极管

三极管实物照片

2.三极管的判别 (1)基极的判别 从三极管的结构可看出,基极与另外两电极之间可看成均为同向二极管(PN结),如图3.2.3所示。所以基极与另外两极之间的正反向电阻应基本相同。即用一表笔固定接在基极上(假设),另一表笔分别接在集电极和发射极,其所测得的正向电阻应都小,而反向电阻均大。如果测量结果相符,则说明此电极就是基极,否则不是。

图3.2.3 三极管结构示意图

(2)NPN型与PNP型判别 在判别基极时,当基极与另外两极之间的电阻均小(正向电阻),若此时是黑表笔接基极,三极管为NPN型;若此时是红表笔接基极,三极管为则PNP型。

(3)集电极(c)与发射极(e)的判别 集电极与发射极的判别可利用三极管的放大原理来进行判别,要求发射结正向偏置,集电结反向偏置。即在判别出管型和基极b的基础上,任意假定一个电极为c极,另一个电极为e极。对于NPN型管,先用手捏住(串接人体电阻)管子的b、c极,注意不要让电极直接相碰,再将黑表笔接c极,红表笔接e极,并注意观察万用电表指针向右摆动的幅度,如图3.2.4(a)所示。

若需判别的是PNP型晶体管,仍用上述方法,但必需把表笔的极性对调一下,如图3.2.4(b)所示。

3.三极管的选用 (1)选用原则: ① 选用的晶体管,切勿使工作时的电压、电流、功率超过手册中规定的极限值,并根据设计原则选取一定的余量,以免烧坏管子。 ② 对于大功率管,特别是外延型高频功率管,在使用中的二次击穿往往使功率管损坏。为了防止第二次击穿,就必须大大降低管子的使用功率和电压。 ③ 选择晶体管的频率,应符合设计电路中的工作频率范围。 ④ 根据设计电路的特殊要求,如稳定性、穿透电流、放大倍数等,均应进行合理选择。

(2)三极管使用注意事项 ① 焊接时应选用20~75W电烙铁,每个管脚焊接时间应小于4秒。 ② 管子引出线弯曲处离管壳的距离不得小于2毫米。 ③ 大功率管的散热器和管子低部接触应平整光滑,固定的螺钉松紧一致,结合紧密。 ④ 管子应安装牢固,避免靠近电路中的发热元件。

3.2.3 场效应管 场效应管是一种电压控制型半导体器件。场效应管具有输入阻抗高、噪声低、热稳定性好、功耗小、抗辐射能力强和便于集成等优点,但容易被静电击穿。

场效应管的判别: 1)结型场效应管判别 从结型场效应管的结构图可看出,当栅极开路时,漏(D)源(S)之间的沟道相当于一电阻(几百欧至几千欧姆)。而栅极至漏极和源极均为一PN结。所以,可象判断三极管的基极一样进行判断。

(1)电极判别 从结型场效应管的结构图可看出,当栅极开路时,漏极(D)源极(S)之间的沟道相当于一电阻(几百欧至几千欧姆)。而栅极至漏极和源极均为一PN结。所以,可象判断三极管的基极一样进行判断。 方法一:将万用表置于R×1K档,任选两电极,分别测出它们的正反向电阻。若正反向电阻相等(几百欧至几千欧),则该两电极为源极和漏极(结型场效应管的源极和漏极可互换),余下的则为栅极。

方法二:用万用表任选一表笔固定接一电极,另一表笔分别接其余的两电极,并分别测出它们的正反向电阻。若它们正向电阻应都小,而反向电阻都大,则所选的电极为栅极。

(2)放大倍数估测 将万用表置于R×1K档,两表笔分别接在D极和S极,用手靠近或触及G极,观察指针的摆动,摆动越大说明其放大倍数越大。

2)绝缘栅型场效应管判别 由于绝缘栅型场效应管的输入阻抗极高,即二氧化硅的绝缘电阻极高,栅极的静电感应电荷没有泄放回路,而且二氧化硅绝缘层很薄,很容易积累电荷形成高压击穿二氧化硅绝缘层。因此,不能用万用表进行检测,必须用专门的测试仪器测量,并且要求仪器应良好接地,同时要注意在接入仪器后才能去掉各电极的短路线。

5.场效应管的使用 (1) 结型场效应管和一般晶体三极管的使用注意事项相仿,可把D、G、S三极比作C、B、E三极,而D、S极可互换使用。 (2) 结型场效应管的栅源电压不能反接,但可以在开路状态下保存。 (3) 绝缘栅型场效应管特别注意避免栅极悬空,绝缘栅型(MOS)场效应管在不使用时,必须将各电极引线短路,焊接时应将电烙铁外壳接地。 (4)结型场效应管可用万用表定性检查质量,而绝缘栅型场效应管不允许,用仪器仪表测量时也应有良好的接地措施,同时安装操作时应戴接地手环。

3.3 集成电路 1.集成电路的特点 集成电路的体积小、耗电低、稳定性好,从某种意义上讲,集成电路是衡量一个电子产品是否先进的主要标志。 3.3 集成电路 1.集成电路的特点 集成电路的体积小、耗电低、稳定性好,从某种意义上讲,集成电路是衡量一个电子产品是否先进的主要标志。 2.集成电路的结构 集成电路的基本结构是把一个单元电路或某一功能、一些功能、甚至某一整机电路集中制作在一晶片或陶瓷片上,然后封装在一个便于安装焊接的外壳中。

集成电路

集成电路引脚识别: (1)圆形封装集成电路。将管脚对准自己,从管键(标记)开始顺时针读引脚序号,如图3.3.1 (a)所示。 (2)单列直插式封装集成电路。以正面(标志面)朝向自己,引脚向下,以缺口、凹槽或色点作为引脚参考标记,引脚序号从左到右排列,如图3.3.1 (b)所示。 (3)双列或四列封装集成电路。正面(标志面)朝向自己,以缺口、凹槽或色点作为引脚参考标记,引脚序号按顺时针排列,如图3.3.1 (c)所示。

集成电路引脚识别

集成电路引脚识别

(4)三脚封装集成电路。以正面(标志面)朝向自己,引脚向下,引脚序号从左到右排列,如图3.3.2所示。

(1)在路(集成电路安装在电路板上)测量各引脚对地的直流电压,与参考值或对比测量值(在工作正常的产品上测量所得电压值)进行比较。 3.集成电路质量判别 (1)在路(集成电路安装在电路板上)测量各引脚对地的直流电压,与参考值或对比测量值(在工作正常的产品上测量所得电压值)进行比较。 引脚 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 电压

(2)在路测量各引脚对地的正反向电阻,与参考值或对比测量值进行比较。 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 正向 反向

(3)开路(焊开或取下集成电路)测量各引脚对地端的正反向电阻,与参考值或对比测量值进行比较。

集成电路的使用与注意事项: (1)集成电路在使用时不允许超过极限值,在电源电压变化不超过额定值的±10%时,电参数应符合规范值。 (2)集成电路使用温度一般在-30~85℃之间,在系统安装时应尽量远离热源。 (3)集成电路如用手工焊接时,不得使用大于45W的电烙铁,焊接时间应不超过10S。

(4)安装集成电路时要注意方向。 (5)要处理好空脚。 (6)对于MOS集成电路,为了防止栅极静电感应击穿,所使用一切测试仪器、电烙铁、线路本身均需良好接地。此外在存放时,必须将其放置于蔽屏盒内或用金属纸包装。

3.4 表面组装元器件 表面组装元器件俗称无引脚元器件。通常人们把表面组装无源元件,如片式电阻、电容、电感称为SMC(Surface Mounting Components),而将有源器件,如小外形晶体管、集成电路称为SMD(Surface Mounting Device)。

3.4.1 表面组装元器件的特性 (1)尺寸很小,重量轻,无引线或引线很短,可节省引线所占的安装空间,组装时还可双面贴装。 (2)高频特性好。由于没有引线或引线很短,寄生电感和分布电容很小,增强了抗电磁干扰和射频干扰的能力。 (3)可靠性高,抗振性能好。因引线短,形状简单,贴焊牢固。另外不需通孔安装,避免了因引脚弯曲成形而造成的损伤及损坏。

(4)SMC/SMD易于实现自动化组装。组装时无需在印制板上钻孔,没有剪线、打弯等工序,降低生产成本,适于大规模生产。 (5)目前SMT的自动化表面组装设备已非常成熟,使用非常广泛,大大缩短了装配时间,而且装配精确,产品合格率高。

3.4.2 表面组装元器件的基本类型

COB(Chip On Board)板载芯片

BGA(ball grid array)球栅阵列

2.4.3 表面组装元器件的选择与使用 1.表面组装元器件使用注意事项 (1)库存温度低于40℃。 (2)生产现场温度低于30℃。 2.4.3 表面组装元器件的选择与使用 1.表面组装元器件使用注意事项 (1)库存温度低于40℃。 (2)生产现场温度低于30℃。 (3)环境湿度:相对湿度低于60%。 (4)环境气氛不得有影响焊接性能的硫、氯、酸等有毒气体。 (5)保存和使用均要满足防静电要求。 (6)存放时间一般不得超过一年。

2.表面组装元器件的选择 选择表面组装元器件,应该根据电路的要求,综合考虑表面组装元器件的规格、性能和价格等因素。 (1)选择表面组装元器件要注意贴片设备的贴装精度。 (2)表面组装元器件典型采用再流焊,但翼形引脚可采用波峰焊和手工焊接;对经常拆换、易损坏的PLCC封装、PGA封装可采用插座安装。

3.5 其它常用器件 3.5.1 压电器件 压电器件是利用压电效应制成的一种元件。在自然界中某些物体在受到外部压力(或拉力)时,在其两端表面上出现符号相反的束缚电荷(产生电场),电荷的密度与外力成正比。若给这种物体加上电场它又会产生机械形变,我们称这种物体为压电体。它们具有的这种特点叫压电效应,前者称为正压电效应,而后者称为逆压电效应。 常用的压电器件有石英晶体元件、压电陶瓷元件、声表面滤波器件等。

1.石英晶体元件 石英晶体元件又称为石英晶体振荡器,通常简称晶振或晶振元件。它是利用具有压电效应的石英晶体,按特殊的轴向进行切割,然后加以封装制成的谐振元件。通过不同的切割方法以及所切晶片的薄厚,可以制成不同谐振频率的石英晶体振荡器。

(4)石英晶体元件的检测 ①电阻法。用万用表R×10K档测量石英晶体两引脚间电阻值,应为无穷大。 ②在路电压测量法。在路电压测量法是通过测量石英晶体的在路电压与参考值(产品正常工作时测量所得到的正常电压值)进行比较。 ③电笔测试法。用一只试电笔,将试电笔头插入交流市电的火线孔内,再用手捏住石英晶体的任一只引脚,让另一只引脚去触及试电笔的顶端的金属部分,若试电笔氖管发光说明石英晶体是好的。 ④替换法。

2.压电陶瓷元件 压电陶瓷元件是利用某些陶瓷的压电效应制成的具有选择性的器件。压电陶瓷大多采用锆钛酸铅陶瓷材料做成薄片,在其两面镀银做电极,成为一个压电振子。当电极上加以交变电压时,由于压电效应,陶瓷片将随交变信号的变化产生机械振动,这种机械振动又可转换成电信号输出。

3.声表面滤波器 声表面波是沿物体自由表面传播的声波,经过1~2个波长传播之后,表面层以下的波基本消失。 (1)声表面滤波器的结构及特点 声表面滤波器(SAWF,即Sound Around Wave Filter的缩写)是用压电材料制成的一种集成滤波器,它是利用正压电效应和反压效应的原理进行信号传播。不同频率的信号,在SAWF中换能的能力不同,从而形成了对不同频率信号的滤波能力。

声表面波滤波器的检测: 用万用表检测良好的声表面波滤波器①、②两个输入端和③、④两个输出端相互之间的电阻,均应为无穷大。除②脚之外,其他各脚与屏蔽极⑤脚之间的电阻也应为无穷大,而②脚与⑤脚都与金属外壳相连并一同接地。若检测情况与此不符,说明器件有问题。

3.5.2 电声器件 电声器件是电声换能器,它能将电能转换成声能,或将声能转换成电能。它包括传声器、扬声器等。 1.传声器 3.5.2 电声器件 电声器件是电声换能器,它能将电能转换成声能,或将声能转换成电能。它包括传声器、扬声器等。 1.传声器 传声器是把声音变成电信号的一种电声器件。传声器又叫话筒或微音器,俗称麦克风(MIC),是将声能转换为电信号的一种声电转换器件。

(2)传声器的检测 ①将万用表置于R×1Ω或R×10Ω档,用表笔接传声器两引出端,同时对传声器吹气,并观察指针的摆动。指针摆动越大说明传声器越灵敏,若指针没有摆动,则传声器已损坏。

②驻极体传声极性判别。驻极体传声器的输出端对应内部场效应管的漏极和源极,内部场效应管的栅极和源极之间接有一只二极管,利用二极管的正反向电阻特性可判断驻极体传声器的输出端。极性判别的方法是:将万用表拨至R×100挡,黑表笔接驻极体传声器的任一输出端,红表笔接另一端,测得一阻值;再交换表笔,又测得一阻值,比较两次结果,阻值小者,黑表笔接触的为与源极对应的输出端,红表笔接触的为与漏极对应的输出端。

扬声器又称喇叭,是一种将电能转变为声能的电声转换器件。 2.扬声器 扬声器又称喇叭,是一种将电能转变为声能的电声转换器件。 电动式扬声器的工作原理:当给音圈(线圈)通电时,音圈就会受到一个与磁力线垂直方向的力,其方向符合左手定则,故音圈是上下运动的。当磁场磁通密度为B(特斯拉),音圈导线长度为l(m),导线流过的电流为i(A)时,导线受力F为F=B·l·i。

(3)扬声器的检测 ①估测阻抗。一般在扬声器的磁体的标牌上都标有阻抗值。但有时也可能遇到标记不清或标记脱落的情况。这时可采取估测,即通过万用表测量直流电阻,如图3.5.9所示,再按下式求出扬声器阻抗: Z=1.17R Z—为扬声器阻抗,R—为用万用表实测值。

②判断好坏 如图3.5.10所示,用万用表测量扬声器时,在表笔接触时扬声器电极时,扬声器能发出“喀喀”声,同时指针相应摆动,说明扬声器是好的。也可以用电池或合适的电源去接触扬声器电极,也应发出“喀喀”声,否则扬声器已损坏。

③判断相位。就一只扬声器而言,其两个引线是无所谓相位之分的,但在安装组合音箱或用来播放立体声信号时,扬声器的相位是不能反接的。在扬声器没有标注相位(一般标+、-)时,可将万用表置于最低直流电流档,如图3.5.11所示,用表笔接扬声器两引出端,同时用手轻弹一下扬声器纸盒,并观察指针的摆动方向。若指针向右摆动,说明红表笔接的一端为正端,而黑表笔接的一端为负端;若指针向左摆动,说明红表笔接的一端为负端,而黑表笔接的一端为正端。

3.5.3 光电器件 常用的光电器件有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、发光二极管和光电耦合器等。 1.光敏电阻 3.5.3 光电器件 常用的光电器件有光敏电阻、光电二极管、光电三极管、发光二极管和光电耦合器等。 1.光敏电阻 光敏电阻是应用半导体光电效应原理制成的一种器件。当光敏电阻受到光照时,半导体产生大量载流子,使光敏电阻的电阻率减少;而当光敏电阻无光照射时,光敏电阻呈高阻状态。 光敏电阻的检测:可将万用表置于适当的电阻档,用表笔接光敏电阻两端,同时改变光照的强弱,并观察指针的摆动。正常指针会随光照的变化而摆动,若指针没有摆动或摆动很小,则说明光敏电阻已损坏。

2.发光二极管 发光二极管(LED)是一种将电能转化为沟通的半导体器件,有发可见光、不可见光、激光等类型。 发光二极管有单向导电性,但导通电压比较大,一般为1.7~2.4V。 发光二极管的检测与普通二极管一样,只是因其正向导通电压较大,因此要用1K 或10K档,如图3.5.9所示发光二极管结构图。

4.光电三极管 光电三极管是一种相当于在基极和集电极接入光电二极管的三极管,如图3.5.11所示。其检测与光电二极管相似。

5、光电耦合器 光电耦合器是把发光二极管和光敏三极管组装在一起而成的光—电转换器件,如图3.5.12所示。其主要原理是以光为媒介,实现电—光—电的传递与转换。 光电耦合器的检测:在发光二极管两端加上合适的偏置电压,用万用表置于R×1KΩ档,黑表笔接集电极,红表笔接发射极,并观察指针的摆动,如图3.5.13所示。若指针摆动则说明光电耦合器正常,若指针没有摆动或摆动很小,则光电耦合器已损坏。