電子元件基礎(chǔ)教程4

PAGEPAGE1目錄第一章：基本元件 1第一節(jié)電阻器 1電阻器的種類(lèi) 2二、電阻器的標(biāo)識(shí) 2三、可變電阻 3四、特種電阻 3第二節(jié)電容器 4第三節(jié)電感器 6第二章：半導(dǎo)體器件 7第一節(jié)二極管 7第二節(jié)三極管 8第三節(jié)可控硅 9第四節(jié)集成電路 10第三章：各種集成電路簡(jiǎn)介 11第一節(jié)三端穩(wěn)壓IC 11第二節(jié)語(yǔ)音集成電路 12第三節(jié)數(shù)字集成電路 13第四節(jié)模擬集成電路 14第四章：基本工具 15第一節(jié)萬(wàn)用表 15第二節(jié)電烙鐵 17第三節(jié)印刷電路板 18第五章：其他元器件 19第四章：基本工具第一節(jié)萬(wàn)用表目前的萬(wàn)用表分為指針式和數(shù)字式，它們各有方便之處，很難說(shuō)誰(shuí)好誰(shuí)壞，最好是能夠備有指針和數(shù)字式的各一個(gè)。業(yè)余電子制作有一個(gè)指針式的MF30型萬(wàn)用表也就可以了，這可是一種經(jīng)典型號(hào)。還有元老級(jí)的MF500型萬(wàn)用表，廉價(jià)的MF50萬(wàn)用表，一般都可以在電訊商店買(mǎi)到。萬(wàn)用表的三個(gè)基本功能是測(cè)量電阻、電壓、電流，所以老前輩們叫它三用表?，F(xiàn)在的萬(wàn)用表添加了好多新功能，尤其是數(shù)字式萬(wàn)用表，如測(cè)量電容值，三極管放大倍數(shù)，二極管壓降等，更有一種會(huì)說(shuō)話的數(shù)字萬(wàn)用表，能把測(cè)量結(jié)果用語(yǔ)言播報(bào)出來(lái)。（其實(shí)不是很難，Bitbaby曾有一度很想用單片機(jī)和語(yǔ)音電路做一個(gè)：-）數(shù)字式萬(wàn)用表也有許多經(jīng)典型號(hào)，如DT830C，DT830C，DT890D等，后面的后綴表示功能上的區(qū)別，其中DT830C已經(jīng)買(mǎi)到了三十多元一個(gè)，夠便宜的。Bitbaby在學(xué)校里裝過(guò)一個(gè)MF50的萬(wàn)用表，電路原理并不復(fù)雜，只是那么多的元件沒(méi)有印刷板來(lái)固定，而是直接焊在接線板上，自己裝對(duì)初學(xué)者來(lái)說(shuō)還是麻煩了點(diǎn)。萬(wàn)用表最大的特點(diǎn)是有一個(gè)量程轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)，各中功能就是靠這個(gè)開(kāi)關(guān)來(lái)切換的?；旧希肁-來(lái)表示測(cè)直流電流，一般毫安檔和安培檔各又分幾檔。V-表示測(cè)直流電壓，高級(jí)點(diǎn)的萬(wàn)用表有毫伏檔，電壓檔也分幾檔。V~是用來(lái)測(cè)交流電壓的。A~測(cè)交流電流。Ω歐姆檔測(cè)電阻，對(duì)于指針式萬(wàn)用表，每換一次電阻檔還要做一次調(diào)零。調(diào)零就是把萬(wàn)用表的紅表筆和黑表筆搭在一起，然后轉(zhuǎn)動(dòng)調(diào)零鈕，使指針指向零的位置。hFE是測(cè)量三極管的電流放大系數(shù)的，只要把三極管的三個(gè)管腳插入萬(wàn)用表面板上對(duì)應(yīng)的孔中，就能測(cè)出hFE值。注意PNP、NPN是不同的。以下以MF30型萬(wàn)用表為例，說(shuō)明萬(wàn)用表的讀數(shù)。第一條刻度線是電阻值指示，最左端是無(wú)窮大，右端為零，當(dāng)中刻度不均勻。電阻檔有R×1、R×10、R×100、R×1K、R×10K各檔，分別說(shuō)明刻度的指示再要乘上的倍數(shù)，才得到實(shí)際的電阻值（單位為歐姆）。例如用R×100檔測(cè)一電阻，指針指示為“10”，那么它的電阻值為10×100=1000，即1K。第二條刻度線是500V檔和500mA檔共用，需要注意的是電壓檔、電流檔的指示原理不同于電阻檔，例如5V檔表示該檔只能測(cè)量5V以下的電壓，500mA檔只能測(cè)量500mA以下的電流，若是超過(guò)量程，就會(huì)損壞萬(wàn)用表。注意事項(xiàng)：萬(wàn)用表使用時(shí)應(yīng)該水平著放。紅表筆插在+孔內(nèi)，黑表筆插入-孔內(nèi)。測(cè)試電流就用電流檔，而不能誤用電壓檔、電阻擋，其他同理，否則輕則燒萬(wàn)用表內(nèi)的保險(xiǎn)絲，重則損壞表頭。事先不知道量程，就選用最大量程嘗試著測(cè)量，然后斷開(kāi)測(cè)量電路再換檔，切不可在線的情況下轉(zhuǎn)換量程。有表針迅速偏轉(zhuǎn)到底的情況，應(yīng)該立即斷開(kāi)電路，進(jìn)行檢查。最后還有一個(gè)規(guī)矩，就是約定用完后的萬(wàn)用表要把量程開(kāi)關(guān)撥到交流電壓最高檔，以防別人不慎測(cè)量220V市電電壓而損壞。記住這個(gè)老前輩們留下的優(yōu)良傳統(tǒng)呦！關(guān)于數(shù)字萬(wàn)用表的使用，這里有一篇轉(zhuǎn)載自《無(wú)線電》的文章《》關(guān)于用萬(wàn)用表檢查元器件的技巧將另文詳述。這里有一些萬(wàn)用表的圖片:MF110MF500MF50MF47DT830BDT890第二節(jié)電烙鐵電烙鐵分為外熱式和內(nèi)熱式兩種，外熱式的一般功率都較大。內(nèi)熱式的電烙鐵體積較小，而且價(jià)格便宜。一般電子制作都用20W-30W的內(nèi)熱式電烙鐵。當(dāng)然有一把50W的外熱式電烙鐵能夠有備無(wú)患。內(nèi)熱式的電烙鐵發(fā)熱效率較高，而且更換烙鐵頭也較方便。電烙鐵是用來(lái)焊錫的，為方便使用，通常做成“焊錫絲”，焊錫絲內(nèi)一般都含有助焊的松香。焊錫絲使用約60%的錫和40%的鉛合成，熔點(diǎn)較低。（Bitbaby有個(gè)好習(xí)慣，就是每次做完事后都去洗手，鉛可不是什么好東西，松香倒是蠻聞得慣的：-）松香是一種助焊劑，可以幫助焊接，拉二胡的人肯定有吧，聽(tīng)說(shuō)也可到藥店購(gòu)買(mǎi)。松香可以直接用，也可以配置成松香溶液，就是把松香碾碎，放入小瓶中，再加入酒精攪勻。注意酒精易揮發(fā)，用完后記得把瓶蓋擰緊。瓶里可以放一小塊棉花，用時(shí)就用鑷子夾出來(lái)涂在印刷板上或元器件上。注意市面上有一種焊錫膏（有稱焊油），這可是一種帶有腐蝕性的東西，是用在工業(yè)上的，不適合電子制作使用。還有市面上的松香水，并不是我們這里用的松香溶液。電烙鐵是捏在手里的，使用時(shí)千萬(wàn)注意安全。新買(mǎi)的電烙鐵先要用萬(wàn)用表電阻檔檢查一下插頭與金屬外殼之間的電阻值，萬(wàn)用表指針應(yīng)該不動(dòng)。否則應(yīng)該徹底檢查。最近生產(chǎn)的內(nèi)熱式電烙鐵，廠家為了節(jié)約成本，電源線都不用橡皮花線了，而是直接用塑料電線，比較不安全。強(qiáng)烈建議換用橡皮花線，因?yàn)樗幌袼芰想娋€那樣容易被燙傷、破損，以至短路或觸電。新的電烙鐵在使用前用銼刀銼一下烙鐵的尖頭，接通電源后等一會(huì)兒烙鐵頭的顏色會(huì)變，證明烙鐵發(fā)熱了，然后用焊錫絲放在烙鐵尖頭上鍍上錫，使烙鐵不易被氧化。在使用中，應(yīng)使烙鐵頭保持清潔，并保證烙鐵的尖頭上始終有焊錫。使用烙鐵時(shí)，烙鐵的溫度太低則熔化不了焊錫，或者使焊點(diǎn)未完全熔化而成不好看、不可靠的樣子。太高又會(huì)使烙鐵“燒死”（盡管溫度很高，卻不能蘸上錫）。另外也要控制好焊接的時(shí)間，電烙鐵停留的時(shí)間太短，焊錫不易完全熔化、接觸好，形成“虛焊”，而焊接時(shí)間太長(zhǎng)又容易損壞元器件，或使印刷電路板的銅箔翹起。一般一兩秒內(nèi)要焊好一個(gè)焊點(diǎn)，若沒(méi)完成，寧愿等一會(huì)兒再焊一次。焊接時(shí)電烙鐵不能移動(dòng)，應(yīng)該先選好接觸焊點(diǎn)的位置，再用烙鐵頭的搪錫面去接觸焊點(diǎn)。第三節(jié)印刷電路板印刷電路板是電子制作中的一個(gè)大頭，也是最能體現(xiàn)電子愛(ài)好者制作水平的技術(shù)了。印刷電路板簡(jiǎn)稱印制板，工廠制作與業(yè)余制作有很大的不同。工廠一般根據(jù)客戶提供的電路原理圖用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)出印刷板圖，然后經(jīng)過(guò)照相制版等技術(shù)做出印制板，然后上阻焊、印字等形成成品，需要一系列設(shè)備。

而傳統(tǒng)的業(yè)余制作中只能采用敷銅板加腐蝕液的土方法制作印制板。近年來(lái)推出了萬(wàn)用試驗(yàn)板、感光電路板等新型技術(shù)，解放了廣大的電子愛(ài)好者和電子產(chǎn)品開(kāi)發(fā)者。加之PC機(jī)的普及，用CAD軟件設(shè)計(jì)電路、自動(dòng)生成PCB（印刷電路板）已經(jīng)不算難事了。甚至直接打印在膠片上配合感光電路板做印刷板更是方便極了。Bitbaby在學(xué)校的課程中學(xué)過(guò)ORCAD軟件，用它設(shè)計(jì)了一個(gè)8031單片機(jī)的典型應(yīng)用電路，感覺(jué)還真不錯(cuò)。老師還不準(zhǔn)用ORCAD的自動(dòng)布線功能，那張圖Bitbaby的手工布線可漂亮了，走線的轉(zhuǎn)角都是平滑過(guò)渡，充分考慮這樣的設(shè)計(jì)使印板更牢固，以至于老師以為是自動(dòng)布線的呢（不自吹了：-）。可惜當(dāng)時(shí)沒(méi)有打印機(jī)打印出PCB來(lái)。PROTEL更是為廣大電子愛(ài)好者所熟知，只可惜Bitbaby對(duì)它沒(méi)有很深的研究。一般的電子制作電路均不復(fù)雜，對(duì)老手來(lái)說(shuō)，也只要用腦子就能設(shè)計(jì)出印刷電路板圖來(lái)，所以還是講講傳統(tǒng)的印制板的制作方法吧。首先要在紙上根據(jù)電路原理圖設(shè)計(jì)出印刷電路板圖，各元器件之間的正確連接是重要的，還要注意元器件的大小、排列位置、干擾等。（Bitbaby以后將寫(xiě)一篇專(zhuān)門(mén)的文章講述如何設(shè)計(jì)印制板。）設(shè)計(jì)完成后要反復(fù)校對(duì)原理圖，并找出元器件實(shí)物放到各自的位置，在調(diào)整孔距、走線等。注意正反面，有時(shí)不小心設(shè)計(jì)了反面，可以把原圖放在復(fù)寫(xiě)紙上描一次，那么在紙的背面就有了所需要的。Bitbaby制作印制板的方法，是把設(shè)計(jì)好的1：1圖紙剪下來(lái)，用透明膠貼在單面敷銅板的銅面上，然后用沖子在需要鉆孔的地方敲一下，形成凹進(jìn)去的小坑，這樣再用小電鉆鉆孔就不會(huì)打滑了。然后用自制的小電鉆（收錄機(jī)電動(dòng)機(jī)改裝）打孔，全部打完后撕下圖紙，直接用毛筆蘸油漆描線路。由于已經(jīng)有孔的定位，畫(huà)起來(lái)不困難，只要記住那幾個(gè)孔是連在一起的就好了。一般不復(fù)雜的電路用這樣的方法制作電路板極快（連復(fù)寫(xiě)紙都省了：－），若是復(fù)雜的電路可以在圖紙和敷銅板之間夾一張復(fù)寫(xiě)紙，然后把印刷板圖描一遍，打孔的地方描得深些，然后用毛筆蘸油漆描線路。如果沒(méi)有油漆，可以用質(zhì)量較好的記號(hào)筆描線路，或用修正液描，只是修正液描的電路板不太美觀，需干后修正寬度一致。指甲油也可以用，干得較快，比修正液好用些。描的時(shí)候注意線條之間保持距離，孔的周?chē)纬砂鼑?，以利于焊接。油漆要好長(zhǎng)時(shí)間才能干，等油漆干后就可以投入腐蝕液中，腐蝕液一般用三氯化鐵加水配置而成，三氯化鐵為土黃色固體，也易于吸收空氣中的水份，所以應(yīng)密封保存。配置三氯化鐵溶液時(shí)一般是用40%的三氯化鐵和60%的水，當(dāng)然三氯化鐵多些，或者用溫水（不是熱水，以防油漆脫落）可使反應(yīng)速度快些。注意三氯化鐵具有一定的腐蝕性，最好不要弄在皮膚上和衣服上（很難洗：-（反應(yīng)的容器用廉價(jià)的塑料盆，放得下電路板的就好。腐蝕是從邊緣開(kāi)始的，當(dāng)未描油漆的銅箔被腐蝕完后應(yīng)該及時(shí)取出電路板，以防油漆脫落后腐蝕掉有用的線路。這時(shí)用清水沖洗，順便用竹片等物刮去油漆（這時(shí)油漆從液體里出來(lái)，比較容易去除）。若不易刮，用熱水沖一下就好了。然后擦干，用砂紙打磨干凈，就露出了閃亮的銅箔，一張印刷電路板就做好了。為了保存成果，Bitbaby通常會(huì)用松香溶液涂一遍打磨好的電路板，既可以助焊，又可以防止氧化。這里有一塊bitbaby做的樣品:第五章：其他元器件第一節(jié)揚(yáng)聲器、話筒等揚(yáng)聲器俗稱為喇叭，應(yīng)該是大家熟悉不過(guò)的器件了，它是收音機(jī)、錄音機(jī)、音響設(shè)備中的重要元件。常見(jiàn)的揚(yáng)聲器有動(dòng)圈式、舌簧式、壓電式等好幾種，但最常用的是動(dòng)圈式揚(yáng)聲器（又稱電動(dòng)式）。而動(dòng)圈式揚(yáng)聲器又分為內(nèi)磁式和外磁式，因?yàn)橥獯攀奖阋?，通常外磁式用得多。?dāng)音頻電流通過(guò)音圈時(shí)，音圈產(chǎn)生隨音頻電流而變化的磁場(chǎng)，在永久磁鐵的磁場(chǎng)中時(shí)而吸引時(shí)而排斥，帶動(dòng)紙盆振動(dòng)發(fā)出聲音。揚(yáng)聲器在電路圖中的符號(hào)很形象。音響用的揚(yáng)聲器大多要求大功率、高保真。為完美再現(xiàn)聲響，揚(yáng)聲器又被分為專(zhuān)用的低音、中音、高音，以各司其職。低音揚(yáng)聲器的紙盆不再由單一的材料構(gòu)成，出現(xiàn)了布邊、尼龍邊和橡皮邊等揚(yáng)聲器，使紙盆更有彈性，低音更加豐富。號(hào)筒式揚(yáng)聲器、球頂高音揚(yáng)聲器使高音更加清晰。另外還有一種全頻揚(yáng)聲器，它將高、低音揚(yáng)聲器做在了一起。揚(yáng)聲器上一般都標(biāo)有標(biāo)稱功率和標(biāo)稱阻抗值，例如0．25W8Ω。一般認(rèn)為揚(yáng)聲器的口徑大，標(biāo)稱功率也大。在使用時(shí)，輸入功率最好不要超過(guò)標(biāo)稱功率太多，以防損壞。萬(wàn)用表R1電阻檔測(cè)試揚(yáng)聲器，若有咯咯聲發(fā)出說(shuō)明基本上能用。測(cè)出的電阻值是直流電阻值，比標(biāo)稱阻抗值要小，是正?，F(xiàn)象。還有一種壓電陶瓷片，也是一種發(fā)聲元件，它利用壓電效應(yīng)工作，既可以作發(fā)聲元件又可以作接收聲音的元件。而且它很便宜，生日卡上的發(fā)聲元件就是它。壓電陶瓷片是在園形銅底板上涂覆了一層厚約1mm的壓電陶瓷，再在陶瓷表面沉積一層涂銀層，涂銀層和銅底板就是它的兩個(gè)電極。壓電陶瓷有一個(gè)奇妙的特性－壓電效應(yīng)：如將它彎曲，它的表面就會(huì)出現(xiàn)異種電荷，如反向彎曲，電荷的極性也會(huì)相反。奇妙的是如果在壓電陶瓷片的兩個(gè)電極上施加一定的電壓，它就會(huì)發(fā)生彎曲，當(dāng)電壓方向改變時(shí)，彎曲的方向也隨之改變。利用壓電效應(yīng)，有了一種聲－電，電聲轉(zhuǎn)換的兩用器件，可以當(dāng)話筒用：對(duì)壓電陶瓷片講話，使它受到聲波的振動(dòng)而發(fā)生前后彎曲，當(dāng)然人的眼睛分辨不出這種彎曲，在壓電陶瓷片的兩電極就會(huì)有音頻電壓輸出。相反地，把一定的音頻電壓加在壓電陶瓷片的兩極，由于音頻電壓的極性和大小不斷變化，壓電陶瓷片就會(huì)產(chǎn)生相應(yīng)的彎曲運(yùn)動(dòng)，推動(dòng)空氣形成聲音，這時(shí)候，它又成了喇叭。壓電陶瓷片作為一種電子元件，在新買(mǎi)來(lái)的時(shí)候，是不帶引線的，需要自己焊接。一般采用多股軟線，先剝頭搪錫，焊接是要求速度快，焊點(diǎn)小，否則容易損壞壓電陶瓷片嬌嫩的鍍銀層。還有一種在BP機(jī)、小鬧鐘里廣泛應(yīng)用的訊響器實(shí)質(zhì)上也是電磁式的。?話筒有電容式的、動(dòng)圈式的等等，常用的卡拉OK話筒一般都是動(dòng)圈式的，其實(shí)它是動(dòng)圈式揚(yáng)聲器的反應(yīng)用，不信你可以把動(dòng)圈話筒接到WALKMAN的耳機(jī)輸出端試試能不能發(fā)聲。（開(kāi)小音量，別燒了：－）電子制作中常用的話筒是駐極體電容話筒，價(jià)錢(qián)很便宜（約一元一個(gè)），音質(zhì)也不算差，體積很小。其實(shí)大多數(shù)的電腦多媒體話筒里邊業(yè)就是這東西。（早知道自己做一個(gè)：－）說(shuō)它體積小，我們要做的微型無(wú)線竊聽(tīng)器也用這種話筒，Bitbaby有一個(gè)駐極體話筒只有米粒那么大（花大價(jià)錢(qián)買(mǎi)來(lái)的：－（第二節(jié)電池?fù)?jù)說(shuō)電池的歷史非常悠久，世界上最古老的電池起源于大約2000年前，這個(gè)被叫做“巴格達(dá)”的電池，還保存在伊拉克首都的博物館內(nèi)（現(xiàn)在呢？有沒(méi)有被炸掉？）。電池有兩個(gè)常用的參數(shù)，分別為電壓和容量。電壓主要取決于正負(fù)極的材料。一般的干電池，電壓均為1.5V，而充電電池的電壓為1.2V。容量就是容納多少電量吧，用放電電流和放電時(shí)間的乘積表示。例如容量為500mAh的電池，是指該電池用500mA的電流放電，能使用1個(gè)小時(shí)。顯然，如果用250mA的電流放電，就能使用2個(gè)小時(shí)，以此類(lèi)推。常用常見(jiàn)的電池有錳干電池，堿性電池，鎳鎘電池，疊層電池，鈕扣電池等。錳鋅干電池，標(biāo)稱電壓1.5V，便宜，但是連續(xù)放電性差，不適合大電流放電，而且不能充電，只適用于一些小電流的電子電路。錳干電池有一個(gè)奇怪的特性，間歇放電的時(shí)間和比連續(xù)放電的時(shí)間要長(zhǎng)，這是一個(gè)使用普通干電池的訣竅啊。堿性電池，標(biāo)稱電壓也是1.5V，其電解液是水溶氫氧化鉀液，容量大，能大電流放電，各方面特性均優(yōu)于錳干電池。在實(shí)際中，越是需要大電流的電路，堿性電池越能發(fā)揮作用。堿性干電池在WALKMAN中聽(tīng)磁帶使用，其壽命比普通電池長(zhǎng)許多，在照相機(jī)閃光燈中不能使用鎳隔電池，堿性電池就是最好的選擇。只是堿性電池價(jià)格較貴。大多數(shù)的堿性電池外殼上，標(biāo)有“不準(zhǔn)充電”的中文或是英文，但事實(shí)上，堿性電池是可以充電的，最多可以充電幾十次。只是對(duì)堿性電池只能采取小電流充電的方法，以50mA的充電電流為宜，而大多數(shù)的充電器的充電電流都比較大，結(jié)果使電池內(nèi)的液體流出，腐蝕電器。LR20代表一號(hào)堿性電池，LR6代表五號(hào)。普通的錳干電池，單以R為型號(hào)，常見(jiàn)的R6P是五號(hào)高容量電池。Bitbaby喜歡用“白象”牌堿性電池裝備電器。許多計(jì)算器上都使用了太陽(yáng)能硅光電池，有光照的時(shí)候給鈕扣電池充電。太陽(yáng)能電池有長(zhǎng)方形片狀的，也有晶體管狀扁圓形的。一般每片能產(chǎn)生0.5V的電壓，需多片串聯(lián)以提高電壓，多組并聯(lián)以增大輸出電流。而且一般都和鈕扣電池并聯(lián)，以隨時(shí)把電能存儲(chǔ)起來(lái)，再向小負(fù)載供電。鎳隔電池也為大家所熟知，不再羅嗦。據(jù)Bitbaby所知，小日本早在90年代初就禁止