电子元件基础

第一章实验目的、任务、要求§1.1目的《电子信息工程综合实验》通过典型的对讲机原理学习、电路计算和安装调试，使同学们对无线电通讯整机有全面的了解，对高频电子线路所学知识有深入的感性认识。同时，培养了学生理论联系实际，学以致用的好学风。在实验中，学生要学习无线电元器件的认识鉴定，了解电子产品的生产工艺过程，掌握装配、焊接技术，熟悉测试仪器如示波器、晶体管特性图示仪，频率计、功率计的原理和使用方法，培养了学生在实际工作中的基本技能。整机实验更能培养学生分析问题，解决问题的能力，从而提高学生综合素质，使学生毕业后能尽快适应工作岗位、独当一面。§1.2任务通过本课程的学习，学生必须完成以下课程任务：1.学会无线电元器件的基本识别方法。2.学会看懂电子产品的电原理图，印刷电路图，装配图和整机组装图。3.熟悉了解电子产品的工作原理。4.学会掌握正规化的装配技术和焊接技术。5.学会掌握电子产品规范化的调试方法和步骤。6.学习电子产品的故障诊断和排除方法7.完成装配和调试—个合格的电子产品。学会科研生产工作的总结方法，完成实践报告，报告内容分为以下三部分：(1)电子产品的基本工作原理；(2)电子产品的调试方法和步骤；(3)在装配和调试两个环节的认识和体会。报告内容要求认真总结，配合图表进行必要说明，字迹端正、卷面整洁清晰。报告质量作为该课程成绩的重要部分。§1.3实践电子产品为了让学生们将相关的理论知识与实践结合得更紧密，并更好地培养分析电路的能力，我们专门订购了由分立元件构成的对讲机，其型号为FB-30A型27MHz业余频段同频单工调频无线对讲机。第二章正规化装配和焊接§2.1元器件识别装配前识别先器件的好坏和准确数据，是保证装配电子产品质量的重要步骤之一。2.1.1电阻器在电学中我们把导体对电流的阻力称为电阻，不同材料的导体，以及导体截面积或长度不同，导体的电阻也不同。电阻器是一种专门为电路提供电阻的元器件，简称电阻，电阻在电路中用来限制电流、降低电压、分配电流、分配电压，可与电容组成电源退耦电路、低通电路、高通电路等，还可给晶体管等元件提供必要的工作条件（提供电压或电流）。电阻器在书写时用字母“R”表示。在电路图中电阻器的符号见图2-1电阻器的电阻基本单位规定为欧姆，简称欧，用字母Ω表示。可变电阻热敏电阻微调电阻带开关的可变电阻图2-1电阻符号电阻按材料分为碳膜电阻、金属膜电阻、片状电阻、碳质电阻、线绕电阻。按功能可分为固定、可变、微调、精密电阻。对于电阻来说，它的主要参数有：标称阻值和它的允许偏差、额定功率、最大工作电压和最大工作电流、温度系数、老化系数、非线性以及机械特性和高频特性等。我们此处主要关心阻值和额定功率。电阻器生产工厂为了满足用户的不同需要，生产出不同阻值的电阻器。国家主管部门规定出一系列的阻值作为电阻器的标准阻值。一个电阻器标志出的“名义”阻值，叫这个电阻器的标称阻值，实际阻值对于标称阻值的允许最大偏差范围，称为电阻器的允许偏差。电阻器接在电路中，有电流流过的就要消耗电功率而发热超过它所能耐受的程度，电阻器就要烧坏或很快老化。电阻器在正常大气压力及在规定的一个环境温度下，长期连续工作并能符合规定的性能要求；所允许耗散的最大功率，称为电阻器的额定功率，单位是W（瓦）。相关符号见图2-2。5W1/8W1/4W1/2W1W图2-2承受功率电阻的阻值标称有二种方法：一是直接在电阻上标出数据；二是用色环表示阻值。色环表示方法可在任意角度识别其阻值大小，使用很方便，被广泛使用。色环表示方法如图2-3所示。色环电阻紧靠电阻头的第一道色环表示阻值的第一位数，第二道色环表示第二位数，第三道色环表示幂的次方，第四道色环表示误差，其中色环的读法见表1：举例说明：如色环为“蓝红橙金”，其阻值为：%56210623k。表1色环对照表1234十个幂误位位指差数数数图2-3色环电阻识别示意图2.1.2电容器电容器（简称电容）是由两个绝缘介质隔开的金属极板组成的，这两个导体叫做电容的两个极，它们中间的绝缘物质叫电介质。在电子电路中，它可以用来隔离直流、耦合交流信号，与电阻或电感线圈组成低通或高通电路，能将交流信号旁路，与电感线圈组成串联或并联谐振电路等。电容在电路图中用字母“C”表示。常用的表示符号见图2-4。电容带电的时候，它的两极之间要产生电压。电极上荷量愈大，两电极间的电压也就愈大，而且电荷量跟电压成正比，比值是个恒量，即c=Q/U=恒量。它称为电容的电容量。如果1伏特的电压能使电容充电1库仑电量，那么它的电容量就规定为1法拉(简称法)，它是电容量的基本单位。用字母F代表。固定电容半可变电容可变电容图2-4电容符号电容的种类非常多，但最常用电容有瓷介电容、电解电容、聚酯电容等。电解电容器是金属氧化膜为介质质制成的电容器。这种电容器以各种金属铂带为正极，在金属箔带上形成一层氧化膜作介质，负极是非固体电解质或固体电解质。涤纶电容器也称为聚酯薄膜电容器。它是以聚对苯二甲酸乙二醇酯薄膜为介质制成的电容器。它的电容量和工作电压范围最宽，容量从100uuF到几百uF；电压由几十伏到上万伏，它的绝缘电阻高、耐热性能也好。其缺点是损耗大、电参数稳定性差。以陶瓷为介质的电容器：瓷介电容器。它是在陶瓷两面被覆烧渗一层金属作为电极引线后涂上保护层而成。陶瓷电容器的原材料丰富，结构简单，价格低，体积小，电容量范围较宽，损耗小，耐高温，因此被广泛应用在电子设备中。从直流、交流电路到脉冲电路到高频电路无所不用。电容的主要技术参数有标称容值、容值误差、额定电压、绝缘电阻。容值误差指示了电容器容值的允许误差量，等于电容器实际容值与标称容值之差除以标称容值所得的百分数。额定电压是指在一定环境温度下，电容器长时间可靠地工作所能承受的最大直流电压，通常颜色序号棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银无色11234567890///21234567890///3110210310410510610710//0104//////////±5％±10％±20％简称“耐压”。当电容器两端加上直流电压U长时间充电后，电容支路仍有电流I存在，电流I叫做电容器漏电电流，则绝缘电阻为IUR。绝缘电阻越小，漏电越严重，引起的能量损耗也就越大。容量表示方法1.瓷介电容容量较小，容量范围一般在1Pf~1uF之间。形似圆饼状，其表示方法有：(1)直接表示法用法拉法拉，法拉，1296101010pFnFF来表示电容容量量级单位。举例：“3P”=3pF,“0.01μ”=0.01μF,“4n7”=4.7nF=4700pF“P1”=0.1pF(2)不标单位的直接表示法举例：“3”=3pF,“27”=27pF,“0.047”=0.047μF(3)数码表示法一般用三位数表示，前两位表示容量有效数字，第三位表示幂指数，即“0”的个数。默认单位为pF。举例：“203”=31020=0.02μF,“223”=31022=0.022pF“104”=41010=0.1μF,“103”=31010=0.01μF(4)色码表示法沿着引线方向数，第一、二种颜色代表容量的有效数字，第三种颜色代表10的幂次，其单位为pF。(5)误差表示法在标示容量的前面外加一个英文字：如J-82表示82pF误差±5%；M-1u表示1u误差±20%。字母表示的误差如下：字母DFGJKMNPSZ误差（%）±0.5±1±2±5±10±20±30±100-0+50-20+80-202.电解电容容量较大，一般在0.1uF~9999uF之间，形似圆柱状，具有极性区分：(1)新电解电容以管脚长短为标志：长脚为正极，短脚为负极。图2-5电容的识别瓷片电容电解电容聚酯电容(2)在外壳封装上有极性标志。(3)容量标识在塑封外壳上，例如：“1μF50V”代表：容量1μF，耐压值50V。2.1.3电感线圈在电工和电子设备中，经常要用到这样一种元器件，它是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线彼此相互绝缘，绝缘管可以是空心的，也可以包含铁心或磁粉芯，这种元器件，我们称它为电感线圈，也叫电感器或简称为电感。电感线圈在电路中用“L”表示，常用的符号如图2-6所示。电感线圈是电子线路中的重要元件之一，它在电路中可和电容器一起组成谐振电路或在整流电路中作为滤波元件。电感可变电感带铁氧磁芯的电感图2-6电感符号电感线圈种类很多，分类也不—样。按电感形式可分为固定电感和可变电感。按导磁体性质可分为空芯线圈和磁芯线圈。按工作性质可分为天线线圈、振荡线圈、高频扼流圈。按绕线结构又可分为单层线圈，多层线圈和蜂房式线圈等等。另外我们还常用到色码电感，其外壳颜色呈蓝缘色，标示三个或四个色环，其识别方法类似电阻。例如：“棕黑黑”为H1010100图2-7电感识别示意图213圈绕线电感色码电感十个冪误位位次差方磁棒天线线圈四联电容IC（10）接地线圈电感量的大小与有无磁芯有关。若要增加电感量和提高线圈的品质因数，通常都在线圈中加入磁芯。磁芯种类有铁氧体磁芯、锰锌磁芯和镍锌磁芯，他们的体积都很小，而且有很多形状，如螺纹形、圆柱形、工型等。带磁芯的线圈，只要改变磁芯在线圈中的位置，就可改变线圈的电感量。电感线圈对交流电有一定的感抗（XL），感抗与交流电六频率及线圈电感量成正比，即XL=2πfL。它表明：交流电流频率越高、电感线圈感抗越大、交流电流也就越不容易通过；交流电流频率越低、电感线圈感抗越小、交流电流也就越容易通过。利用电感线圈的这种特性，制成一种限制交流电流通过的线圈称为阻流圈（扼流圈）。阻流圈又分为高频阻流圈和低频阻流圈。高频阻流圈用来阻止高频信号而让较低频率和直流电通过，它的电感量很小，一般只有几mH。低频阻流圈常与电容器组成滤波电路，一般要求电感量较大，有几H，所以在这种线圈中都插有铁芯。2.1.4变压器变压器是变换电压、电流和阻抗的器件。它是利用电磁感应的原理，即利用两个线圈间存在互感的原理制成的，一般变压器主要由铁芯（或磁芯）和线圈（又叫线包）两部分组成。线圈有两个或更多的绕组，接电源的（或者是接入输入信号的）绕组叫初级线圈（或称原线圈），其余的绕组叫次级线圈（或称副线圈）)。线圈与线圈之间，以及线圈和铁芯之间都相互绝缘，初、次级之间没有电的连接，从而较好地把初、次级分隔成两个回路。中频变压器又称为中周，是调频中放必用的元件，如图2-8所示。信号的选频放大和耦合就是依靠中频变压器来实现的。它的电性能的优劣很大程度上决定着整机的电性能指标。通常中频变压器有单调谐回路与双调谐回路两种，根据耦合方式不同，可分为电感耦合和电容耦合。它是采用调节线圈中的磁芯来改变线圈电感量以达到调整谐振频率的目的。中频变压器要求体积小，而且要保证一定的Q值，在结构上采用紧耦合密封式磁路，即将整个部件装在金属屏蔽罩内，它可以防止外界电磁场干扰和自身高频磁场干扰别的元件。中频变压器实质上是一个带通滤波器。2.1.5电声器件电声器件即电声换能器，它是将电能转换成声能（或机械能），或者将声能（或机械能）转换成电能的装置。我们这里所指的电声换能器，它的频率范围限于可听声频。电声器件工作质量的好坏，直接影响着电子整机设备是否能正常且优质地发挥其功能，因此，电声器件图2-8中周识别涂有颜色的可调磁帽电感电容也是衡量整机质量好坏的重要因素之一。电声器件的换能作用是利用电的各种效应，如电磁感应、静电感应、压电效应等来完成的。若在扬声器接头上输入一定频率的电能，这些电能其中一部分被消耗在导线上变成了热能，而大部分转换成了扬声器可动系统的机械能并发出声音；反过来，在传声器中，膜片振动的机械能则转变成按相应变化规律的电能。扬声器是将电能转换为声能、并将声能辐射到空气中去的一种电声换能器件。扬声器俗称“喇叭”。它的用途很广，在收音机、录音机、电视机、通信机等机内和机外以及其它放声系统中都需要使用扬声器。传声器是将声能（也称声压，是一种机械能）转换成电能的器件。传声器又称“微音器”，俗称“话筒”。在语言通信系统(如电话)中使用的传声器，—般叫做送话器。2.1.6半导体器件用半导体材料制成的器件统称为半导体