《維修電工實(shí)訓(xùn)(初、中級(jí))》課件第8章

第8章電子技術(shù)應(yīng)用8.1電子線(xiàn)路的安裝與調(diào)試

8.2常用電子線(xiàn)路 8.1電子線(xiàn)路的安裝與調(diào)試

8.1.1常用電子元件的識(shí)別與簡(jiǎn)易測(cè)試

1．電阻

電阻是電子線(xiàn)路中最基本的、不可缺少的元件，它的主要作用是限流和調(diào)壓。電阻測(cè)量的原理是利用歐姆定律來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電阻的一個(gè)重要參數(shù)是阻值，電阻阻值可以利用萬(wàn)用表來(lái)進(jìn)行測(cè)量，一般情況下，色環(huán)電阻可以直接讀出其電阻阻值。電阻的另一個(gè)重要參數(shù)是功率，電阻的標(biāo)稱(chēng)功率值反映了正常工作時(shí)電阻上能承受的功率上限，電阻的尺寸大小也可以反映其功率的大小。

(1)電阻的種類(lèi)。電阻的種類(lèi)繁多，形狀各異，功率也不同。

電阻按結(jié)構(gòu)形式可分為固定電阻和可變電阻兩大類(lèi)。固定電阻的種類(lèi)比較多，主要有碳質(zhì)電阻、碳膜電阻、金屬膜電阻和線(xiàn)繞電阻等。固定電阻的阻值是固定不變的，阻值的大小就是它的標(biāo)稱(chēng)值，固定電阻常用字母“R”表示。可變電阻的阻值根據(jù)需要可以在一定范圍內(nèi)進(jìn)行調(diào)節(jié)。電阻按制作材料，可分為線(xiàn)繞電阻、膜式電阻、碳質(zhì)電阻等；電阻按用途，可分為精密電阻、高頻電阻、高壓電阻、大功率電阻、熱敏電阻、熔斷電阻等；電阻按引出線(xiàn)的不同，可分為軸向引線(xiàn)和無(wú)引線(xiàn)電阻。

常見(jiàn)的電阻外形及電路符號(hào)如圖8.1和圖8.2所示。圖8.1常見(jiàn)的電阻外形圖8.2常見(jiàn)的電阻電路符號(hào)

(2)電阻的標(biāo)識(shí)。色標(biāo)法用不同顏色的色環(huán)表示電阻的阻值和誤差。常見(jiàn)的色環(huán)電阻有四環(huán)和五環(huán)兩種，其中五環(huán)電阻屬于精密電阻，如表8.1和表8.2所示。圖8.3電阻色標(biāo)表示法在實(shí)際中，讀取色環(huán)電阻的阻值時(shí)應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：熟記表8.1和表8.2中的色環(huán)數(shù)對(duì)應(yīng)關(guān)系；找出色環(huán)電阻的第一環(huán)，其方法有：色環(huán)靠近引出端最近的一環(huán)為第一環(huán)，四環(huán)電阻多以金色作為誤差環(huán)，五環(huán)電阻多以棕色作為誤差環(huán)；色環(huán)電阻標(biāo)記不清或個(gè)人辨色能力差時(shí)，只能用萬(wàn)用表測(cè)量。

數(shù)碼法用三位數(shù)碼表示電阻的標(biāo)稱(chēng)值。數(shù)碼從左到右，前兩位為有效值，第三位是乘數(shù)，即表示在前兩位有效值后所加0的個(gè)數(shù)，單位為“Ω”。例如，152表示在15后面加2個(gè)“0”，即1500Ω，也就是1.5kΩ。這種方法在貼片電阻中應(yīng)用較多。

2．電容器

電容器是由兩個(gè)金屬電極中間夾一層絕緣材料(介質(zhì))構(gòu)成的，它是一種儲(chǔ)存電能的元件，在電路中具有交流耦合、旁路、濾波和信號(hào)調(diào)諧等作用。

(1)電容器的種類(lèi)。電容器按結(jié)構(gòu)可分為固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器；按介質(zhì)可分為空氣介質(zhì)電容器、固體介質(zhì)(云母、陶瓷、滌綸等)電容器和電解電容器；按有無(wú)極性可分為有極性電容器和無(wú)極性電容器。如圖8.4所示為常見(jiàn)電容器的外形及電路符號(hào)。圖8.4常見(jiàn)電容器的外形及電路符號(hào)常見(jiàn)電容器有圓片形磁介電容器、圓片形低頻磁介電容器、低頻獨(dú)石磁介電容器、云母電容器、金屬化紙介電容器、滌綸電容器、鋁電解電容器、鉭電解電容器等。

(2)電容器的單位和識(shí)別。

①電容器容量的單位。電容的國(guó)際單位是法[拉](F)，由于“法”這個(gè)單位太大，因而常用的單位有微法(μF)、納法(nF)和皮法(pF)。其中，1μF?=?10－6?F，1nF=10－9?F，1pF=10-12F。

②電容器容量的識(shí)別方法。電容器的識(shí)別方法主要有直標(biāo)法、數(shù)碼法和色標(biāo)法三種。直標(biāo)法將電容器的容量、耐壓及誤差直接標(biāo)注在電容器的外殼上，其中誤差一般用字母來(lái)表示，常見(jiàn)的表示誤差的字母有J(±5%)和K(±10%)等。例如，47nJ100表示容量為47nF，誤差為?±5%，耐壓為100V。當(dāng)電容所標(biāo)容量沒(méi)有單位時(shí)，在讀其容量時(shí)可按如下規(guī)則：容量在1～104之間時(shí)，單位為pF，例如470讀作470pF；容量大于104時(shí)，單位為μF，例如22000讀作0.022μF。數(shù)碼法用三位數(shù)字來(lái)表示容量的大小，單位為pF。前兩位為有效數(shù)字，第三位表示倍率，即乘以10n，n=1，…，9，其中9表示10－1，例如，333表示33000pF，229表示2.2pF。

色標(biāo)法與電阻的色環(huán)表示方法類(lèi)似，其顏色所代表的數(shù)字與電阻色環(huán)完全一致，單位為pF。

除了以上三種表示方法外，電容的電容量還有一些其他表示方法，例如，01表示0.01μF，220MED表示220μF，R22表示0.22μF(R表示小數(shù)點(diǎn))。

(3)電容器的選用。電容器的種類(lèi)繁多，性能指標(biāo)各異，因此合理選用電容器對(duì)產(chǎn)品設(shè)計(jì)十分重要。

①不同的電路應(yīng)選用不同種類(lèi)的電容器。在電源濾波、去耦電路中要選用電解電容器，在高頻、高壓電路中要選用磁介質(zhì)、云母電容器，在諧振電路中，可選用云母、陶瓷和有機(jī)薄膜等電容，用作隔直流時(shí)可選用紙介、滌綸、云母、電解等電容器，在調(diào)諧回路中可選用空氣介質(zhì)或小型密封可變電容器。

②電容器耐壓的選擇。電容器的耐壓應(yīng)高于實(shí)際工作電壓的10%～20%，對(duì)工作穩(wěn)定性較差的電路，可留有更大的裕量，以確保電容器不被損壞和擊穿。③容量的選擇。對(duì)業(yè)余的小制作一般不必考慮電容器的誤差。對(duì)于振蕩、延時(shí)電路，電容器容量誤差應(yīng)盡可能小，選擇誤差應(yīng)小于?±5%，對(duì)于低頻耦合電路的電容器誤差可大一些，一般選10%～20%就能滿(mǎn)足要求。

④電容器的引線(xiàn)形式?？筛鶕?jù)實(shí)際需要來(lái)選擇焊片引出、接線(xiàn)引出和螺絲引出等，以適應(yīng)線(xiàn)路的插孔要求。

⑤在選用電容器時(shí)不僅要注意以上幾點(diǎn)，有時(shí)還要考慮其體積、價(jià)格和電容器所處的工作環(huán)境(如溫度、濕度)等情況。⑥電容器的代用。在選購(gòu)電容器的時(shí)候可能買(mǎi)不到所需要的型號(hào)或所需容量的電容器，或在維修時(shí)手頭有的與所需的不相符合時(shí)，可考慮代用。代用的原則是：電容器的容量基本相同；電容器的耐壓值不低于原電容器的耐壓值；對(duì)于旁路電容、耦合電容，可選擇比原電容容量大的電容代用；在高頻電路中，代換時(shí)一定要考慮頻率特性應(yīng)滿(mǎn)足電路的要求。⑦電容器使用注意事項(xiàng)。使用電容器時(shí)應(yīng)測(cè)量絕緣電阻，其值應(yīng)該符合使用要求；電容器外形應(yīng)該完整，引線(xiàn)不應(yīng)松動(dòng)；電解電容器極性不能接反；電容器耐壓應(yīng)符合要求，如果耐壓不夠可采用串聯(lián)的方法。某些電容器，其外殼有黑點(diǎn)或黑圈，在接入電路時(shí)應(yīng)將該端接低電位或低阻抗的一端(接地)，做電源去耦以及旁路用的電容器時(shí)，通常應(yīng)使用兩只電容器并聯(lián)工作，一只先用較大容量的電解電容器，作為低頻通路，另選一只小容量的云母或磁介質(zhì)電容器作為高頻通路。溫度對(duì)電解電容器的漏電流、容量及壽命都有影響，一般的電解電容器只能在50℃以下使用。用于脈沖電路中的電容器，應(yīng)選用頻率特性和耐溫性能較好的電容器，一般為滌綸、云母或聚苯乙烯等電容器?？勺冸娙萜鞯膭?dòng)片應(yīng)接地良好?？勺冸娙萜魇褂萌站茫瑒?dòng)片間會(huì)有灰塵，應(yīng)定期清潔處理。

3．電感器

電感器是利用漆包線(xiàn)在絕緣骨架上繞制而成的一種能夠存儲(chǔ)磁場(chǎng)能的電子元件。在電路中電感有阻流、變壓和傳送信號(hào)等作用。

(1)電感器的分類(lèi)。電感器通常分為兩大類(lèi)，一類(lèi)是應(yīng)用于自感作用的電感線(xiàn)圈，另一類(lèi)是應(yīng)用于互感作用的變壓器。

電感線(xiàn)圈是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的器件。它的用途非常廣泛，如LC濾波、調(diào)諧放大器或振蕩器中諧振回路、均衡電路、去耦電路等。電感線(xiàn)圈用符號(hào)“L”表示。

電感線(xiàn)圈按圈芯性質(zhì)可分為空心線(xiàn)圈和帶磁芯線(xiàn)圈；按繞制方式可分為單層線(xiàn)圈、多層線(xiàn)圈和蜂房線(xiàn)圈等；按電感量變化情況可分為固定電感線(xiàn)圈和微調(diào)電感線(xiàn)圈等。變壓器利用兩個(gè)繞組的互感原理來(lái)傳遞交流電信號(hào)和電能，同時(shí)能起變換前、后級(jí)阻抗的作用。

變壓器按鐵芯和線(xiàn)圈結(jié)構(gòu)可分為芯式變壓器和殼式變壓器等，大功率變壓器以芯式結(jié)構(gòu)為多，小功率變壓器常采用殼式結(jié)構(gòu)；按變壓器的使用頻率可分為高頻變壓器、中頻變壓器和低頻變壓器。

常見(jiàn)電感器及電路符號(hào)如圖8.5所示。圖8.5常見(jiàn)電感器及電路符號(hào)常用電感器有：小型固定電感器、中頻變壓器、電源變壓器等。

(2)電感器的單位及標(biāo)識(shí)。

①電感量的單位。電感量是電感線(xiàn)圈的一個(gè)重要參數(shù)，國(guó)際單位是亨[利](H)，常用單位有毫亨(mH)和微亨(μH)，1H?=?103mH?=?106μH。電感量的大小主要取決于線(xiàn)圈的直徑、匝數(shù)及有無(wú)鐵磁芯等。電感線(xiàn)圈的用途不同，所需的電感量也不同，如在高頻電路中，線(xiàn)圈的電感量一般為0.1μH～100H。②電感器的標(biāo)識(shí)。為了表明各種電感器的不同參數(shù)，便于在生產(chǎn)、維修時(shí)識(shí)別、應(yīng)用，常在小型固定電感器的外殼涂上標(biāo)識(shí)，其標(biāo)志方法有直標(biāo)法、色標(biāo)法和電感值數(shù)碼表示法3種。

直標(biāo)法：是指在小型固定電感器的外殼上直接用文字標(biāo)出電感器的主要參數(shù)，如電感量、誤差值、最大工作電流。其中，最大工作電流常用字母A、B、C、D、E等標(biāo)注，字母和電流的對(duì)應(yīng)關(guān)系如表8.3所示。如外殼上標(biāo)有3.9mH、A、П等字樣，表示其電感量為3.9mH，誤差為П％(±10％)，最大工作電流為A擋(50mA)。色標(biāo)法：是指在電感器的外殼涂上各種不同顏色的環(huán)，用來(lái)標(biāo)注其主要參數(shù)。第一條色環(huán)表示電感量的第一位有效數(shù)字；第二條色環(huán)表示第二位有效數(shù)字；第三條色環(huán)表示倍乘數(shù)(即10n)；第四條色環(huán)表示允許偏差。數(shù)字與顏色的對(duì)應(yīng)關(guān)系和色環(huán)電阻標(biāo)志法相同，如表8.4所示，其單位為μH。例如，某電感器的色環(huán)標(biāo)志分別為：紅紅銀黑，則表示其電感量為0.22?±?20％μH；棕紅紅銀，則表示其電感量為12?×?102?±?10％μH。

數(shù)碼法：標(biāo)稱(chēng)電感值采用三位數(shù)字表示，前2位數(shù)字表示電感值的有效數(shù)字，第三位數(shù)字表示0的個(gè)數(shù)，小數(shù)點(diǎn)用R表示，單位為μH。例如，222表示2200μH，151表示150μH。

(3)電感器的選用。

①按工作頻率的要求選擇某種結(jié)構(gòu)的線(xiàn)圈。用于音頻段的一般要用帶鐵芯(硅鋼片或玻莫合金)或低鐵氧體芯的，在幾百千赫茲到幾十兆赫茲間的線(xiàn)圈最好用鐵氧體芯，并以多股絕緣線(xiàn)繞制的。要用幾兆赫茲到幾十兆赫茲的線(xiàn)圈時(shí)，宜選用單股鍍銀粗銅線(xiàn)繞制，磁芯要采用短波高頻鐵氧體，也常用空心線(xiàn)圈。當(dāng)工作頻率為100MHz以上時(shí)一般不能選用鐵氧體芯，只能用空心線(xiàn)圈。如要作微調(diào)，可用銅芯。②因?yàn)榫€(xiàn)圈的骨架材料與線(xiàn)圈的損耗有關(guān)，所以用在高頻電路里的線(xiàn)圈，通常應(yīng)選用高頻損耗小的高頻瓷做骨架。對(duì)要求不高的場(chǎng)合，可以選用塑料、膠木和紙做骨架的電感器，雖然它們價(jià)格低廉，但制作方便，重量輕。

③選用線(xiàn)圈時(shí)必須考慮機(jī)械結(jié)構(gòu)是否牢固，不應(yīng)使線(xiàn)圈松脫、引線(xiàn)接點(diǎn)活動(dòng)等。

4．半導(dǎo)體二極管

半導(dǎo)體二極管也稱(chēng)晶體二極管，簡(jiǎn)稱(chēng)二極管。二極管具有單向?qū)щ娦裕捎糜谡?、檢波、穩(wěn)壓及混頻電路中。

(1)二極管的分類(lèi)。二極管按材料可以分為鍺管和硅管兩大類(lèi)。兩者性能區(qū)別在于：鍺管正向壓降比硅管小(鍺管為0.2V，硅管為0.5～0.7V)；鍺管的反向漏電流比硅管大(鍺管約為幾百微安，硅管小于1微安)；鍺管的PN結(jié)可以承受的溫度比硅管低(鍺管約為100℃，硅管約為200℃)。

二極管按用途不同可以分為普通二極管和特殊二極管。普通二極管包括檢波二極管、整流二極管、開(kāi)關(guān)二極管和穩(wěn)壓二極管；特殊二極管包括變?nèi)荻O管、光電二極管和發(fā)光二極管。圖8.6常用二極管的外形圖8.7二極管的符號(hào)

(2)二極管的型號(hào)命名。根據(jù)國(guó)標(biāo)GB249-1974規(guī)定，半導(dǎo)體二極管的型號(hào)由五部分組成，如表8.6所示。

(3)二極管的極性。常用二極管的外殼上均印有型號(hào)和標(biāo)記。標(biāo)記箭頭所指的方向?yàn)殛帢O。有的二極管只有一個(gè)色點(diǎn)，有色的一端為陰極，有的帶定位標(biāo)志。判別時(shí)，觀(guān)察者面對(duì)管底，由定位標(biāo)志起，按順時(shí)針?lè)较?，引出線(xiàn)依次為正極和負(fù)極，如圖8.8所示。圖8.8二極管極性判別示意圖

5．半導(dǎo)體三極管

半導(dǎo)體三極管又稱(chēng)晶體三極管，通常簡(jiǎn)稱(chēng)晶體管或稱(chēng)雙極型晶體管。它是一種電流控制電流的半導(dǎo)體器件，可用來(lái)對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行放大和作無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)。它具有結(jié)構(gòu)牢固、壽命長(zhǎng)、體積小、耗電省等優(yōu)點(diǎn)，所以在各個(gè)領(lǐng)域廣泛應(yīng)用。

(1)三極管的分類(lèi)。三極管按材料可分為硅三極管和鍺三極管；按導(dǎo)電類(lèi)型可分為PNP型和NPN型，鍺三極管多為PNP型，硅三極管多為NPN型；按工作頻率可分為高頻(fT>3MHz)、低頻(fT<3MHz)和開(kāi)關(guān)三極管；按工作功率可分為大功率(Pc>1W)、中功率(Pc在0.5～1W)和小功率三極管(Pc<0.5W)。圖8.9常用三極管的外形圖8.10常用三極管的符號(hào)

(2)三極管的型號(hào)命名。三極管型號(hào)由五部分組成，詳見(jiàn)表8.6。

比如，3AG11C表示鍺PNP型高頻小功率管，序號(hào)為11，管子的規(guī)格號(hào)為C。

(3)三極管放大倍數(shù)與極性的識(shí)別方法。一般情況下可以根據(jù)命名規(guī)則從三極管管殼上的符號(hào)辨別出它的型號(hào)和類(lèi)型，同時(shí)還可以從管殼上的色點(diǎn)的顏色來(lái)判斷出管子的放大系數(shù)β值的大致范圍。常用色點(diǎn)對(duì)β值分擋如表8.7所示。例如，色標(biāo)為橙色表明該管的β值在25～40之間。但有的廠(chǎng)家并非按此規(guī)定，使用時(shí)要注意。當(dāng)從管殼上知道它們的類(lèi)型號(hào)以及β值后，還應(yīng)進(jìn)一步判別它們的三個(gè)極。小功率三極管有金屬外殼和塑料外殼封裝兩種。金屬外殼封裝的三極管如果管殼上帶有定位銷(xiāo)，那么，將管底朝上，從定位銷(xiāo)起，按順時(shí)針?lè)较?，三根電極依次為e、b、c；如果管殼上無(wú)定位銷(xiāo)，且三根電極在半圓內(nèi)，將有三根電極的半圓置于上方，按順時(shí)針?lè)较颍姌O依次為e、b、c，如圖8.11(a)所示。塑料外殼封裝的三極管，面對(duì)平面，三根電極置于下方，從左到右，三根電極依次為e、b、c，如圖8.11(b)所示。圖8.11小功率三極管電極的識(shí)別對(duì)于大功率三極管，外形一般分為F型和G型兩種，如圖8.12所示。F型管從外形上只能看到兩根電極。將管底朝上，兩根電極置于左側(cè)，則上為e，下為b，底為c。G型管的三個(gè)電極一般在管殼的頂部，將管底朝下，三根電極置于左方，從最下電極起，順時(shí)針?lè)较蛞来螢閑、b、c。圖8.12大功率三極管電極的識(shí)別

6．晶閘管

晶閘管是在硅二極管基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的一種大功率半導(dǎo)體器件，它是晶體閘流管的簡(jiǎn)稱(chēng)，也常稱(chēng)為可控硅元件(SiliconControlledRetifier，SCR)。晶閘管的主要用途為可控整流、交流調(diào)壓、逆變(將直流電變換成交流電)以及無(wú)觸點(diǎn)開(kāi)關(guān)等。

(1)晶閘管的結(jié)構(gòu)。晶閘管有三個(gè)電極，分別為陽(yáng)極(A)、陰極(K)、控制極(G)，其外形及電路符號(hào)如圖8.13所示。晶閘管主要有螺栓型、平板型、塑封型和三極管型。通過(guò)的電流可從幾安培到千安培。目前生產(chǎn)的晶閘管，類(lèi)型較多，除普通型外，還有雙向型、控制極可關(guān)斷型、快速型及光控型等。圖8.13晶閘管及電路符號(hào)

(2)選用晶閘管的注意事項(xiàng)：

①選用晶閘管時(shí)，元件的正向、反向額定電壓應(yīng)選為實(shí)際電壓最大值的1.5～2倍以上，而晶閘管的電流容量的選擇則必須考慮多種因素，如導(dǎo)電角的大小、工作頻率的高低、散熱器的大小、冷卻方式和環(huán)境溫度等，因此必須綜合考慮、合理選用。

②晶閘管必須使用產(chǎn)品規(guī)定的散熱器(一般為螺旋型散熱器或平板型散熱器)及采用規(guī)定的冷卻方式(如自然冷卻、強(qiáng)迫風(fēng)冷或強(qiáng)迫水冷)。

③由于晶閘管極易損壞，因此使用時(shí)必須采用過(guò)流保護(hù)措施和過(guò)壓保護(hù)措施。

7．單結(jié)晶體管

單結(jié)晶體管(簡(jiǎn)稱(chēng)UJT)又稱(chēng)基極二極管，外形很像晶體三極管，它也有三個(gè)電極，稱(chēng)為發(fā)射極E，第一基極B1，第二基極B2，也叫雙基極二極管。因?yàn)橹挥幸粋€(gè)PN結(jié)所以又稱(chēng)為單結(jié)晶體管。結(jié)構(gòu)、等效電路及符號(hào)如圖8.14(a)、(b)、(c)所示。圖中發(fā)射極箭頭指向B1，表示經(jīng)PN結(jié)的電流只流向B1極。單結(jié)管的等效電路中，rb1表示E與B1之間的等效電阻，它的阻值受E-B1間電壓的控制，所以等效為可變電阻。兩個(gè)基極之間的電阻用Rbb表示，即Rbb?=?Rb1?+?Rb2，Rb1與Rbb的比值稱(chēng)為分壓比

(即

=?Rb1/Rbb)，

一般在0.3～0.8之間。圖8.14單結(jié)晶體管結(jié)構(gòu)、等效電路和符號(hào)如圖8.15所示為單結(jié)晶體管外形與管腳分布，即靠近管殼端“小耳朵”處的一個(gè)管腳是發(fā)射極E，然后按順時(shí)針?lè)较蛞来未_定：第二個(gè)管腳是第一基極B1，第三個(gè)管腳即為第二基極B2。圖8.15單結(jié)晶體管外形8.1.2電子器件的安裝工藝

焊接和元器件裝配是電子、電氣產(chǎn)品生產(chǎn)及其維修中的重要技術(shù)和工藝，它在電子、電氣產(chǎn)品生產(chǎn)中應(yīng)用十分廣泛。焊接和裝配質(zhì)量的好壞，直接影響產(chǎn)品質(zhì)量。作為一名在生產(chǎn)一線(xiàn)從事電氣技術(shù)的工程技術(shù)人員，不但要掌握焊接和裝配工藝的基本知識(shí)，更需熟練掌握焊接和裝配的操作技能。只有這樣，才能勝任電氣產(chǎn)品中電子線(xiàn)路的安裝、調(diào)試、維修及電氣產(chǎn)品技術(shù)改造等技術(shù)工作。

關(guān)于電烙鐵和焊接工藝的有關(guān)知識(shí)，在前面介紹的焊接工藝中已經(jīng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹，這里就不再贅述了。這里只介紹印制電路板上元器件的插裝。印制電路板是用來(lái)安裝和連接元器件的，它是使各個(gè)電子元件按照預(yù)定的電路設(shè)計(jì)功能進(jìn)行正常工作的電路板。它由絕緣底板、連接導(dǎo)線(xiàn)和插裝元件的焊盤(pán)組合而成，具有導(dǎo)電和絕緣的雙重作用。印制電路板采用標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)，有利于備件的互換和維修，也有利于自動(dòng)化生產(chǎn)。因而印制電路板被廣泛應(yīng)用于電子產(chǎn)品的整機(jī)裝配中。

印制電路板的安裝與焊接在整個(gè)電子產(chǎn)品制造中處于重要地位。盡管在現(xiàn)代生產(chǎn)中印制電路板的安裝與焊接已經(jīng)日臻完善，實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化，但是在產(chǎn)品研制、維修領(lǐng)域主要還是手工操作，況且手工操作經(jīng)驗(yàn)也是自動(dòng)化安裝獲得成功的基礎(chǔ)。

1．印制電路板和元器件的檢查

裝配前應(yīng)對(duì)印制電路板和元器件進(jìn)行檢查，內(nèi)容主要包括：

印制電路板：圖形、孔位以及孔徑是否符合圖紙要求，有無(wú)斷線(xiàn)、缺孔等，表面處理是否合格，有無(wú)污染或變質(zhì)。

元器件：品種、規(guī)格和外封裝是否與圖紙吻合，元器件引線(xiàn)有無(wú)氧化、銹蝕、斷裂。

由于元器件長(zhǎng)期存放，其引線(xiàn)的可焊性變差，這主要是元器件表面附有灰塵和雜質(zhì)及氧化層造成的，因此元器件在裝入印制電路板前，需要對(duì)引線(xiàn)腳進(jìn)行浸錫處理，以保證不虛焊。在給元器件引線(xiàn)浸錫前，必須把元器件引線(xiàn)上的雜質(zhì)、氧化層去掉。具體的方法是：用小刀或鋒利的工具，沿著引線(xiàn)方向，距離元器件引線(xiàn)根部2～4mm處向外刮，一邊刮一邊轉(zhuǎn)動(dòng)元器件的引線(xiàn)，直到將引線(xiàn)上的氧化物徹底刮凈為止。將刮凈的元器件引線(xiàn)及時(shí)蘸上助焊劑，放入錫鍋浸錫，或者用電烙鐵上錫。

2．元器件引線(xiàn)成型

在組裝印制線(xiàn)路板時(shí)，為提高焊接質(zhì)量、避免虛焊，同時(shí)為了使元器件排列整齊、美觀(guān)，需要對(duì)元器件的引線(xiàn)進(jìn)行加工。引腳彎曲可用模具成型。將元器件水平嵌入，用鉗子或尖嘴鉗將引腳彎曲成型。若想使元器件的引腳成彎曲狀，也可用模具成型。將元器件引腳放入長(zhǎng)條孔中，插入插桿，引腳成形后拔出插桿，取出元件。元件引腳也可以用簡(jiǎn)單的手工成型，用鑷子或尖嘴鉗彎曲成型。彎曲成型的要求取決于元器件本身的封裝外形和印制線(xiàn)路板上的安裝位置。元器件引線(xiàn)成型應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

(1)所有元器件引線(xiàn)均不得從根部彎曲。因?yàn)橹圃旃に嚿系脑颍咳菀渍蹟?，一般?yīng)留1.5mm以上的距離。

(2)彎曲一般不要成死角，圓弧半徑應(yīng)大于引線(xiàn)半徑的1～2倍。

(3)要盡量將元器件有字符的面部分置于容易觀(guān)察的位置。

3．元器件的插裝方法

在印制電路板上，由于元器件自身?xiàng)l件的不同及受印制電路板大小的限制，元器件插裝方法也各不相同，主要有臥式插裝法和立式插裝法兩種。

臥式插裝法是將元器件水平地緊貼印制電路板插裝，又稱(chēng)水平插裝。元器件與印制電路板距離可根據(jù)具體情況而定。要求元器件數(shù)據(jù)標(biāo)記面朝上，方向一致，元器件插裝后表面整齊、美觀(guān)。臥式插裝法的優(yōu)點(diǎn)是穩(wěn)定性好，比較牢固，受振動(dòng)時(shí)不易脫落。如圖8.16所示，臥式插裝又分為貼板與懸空插裝。貼板插裝穩(wěn)定性好，插裝簡(jiǎn)單，但是不利于散熱，且對(duì)某些安裝位置不適應(yīng)。懸空插裝適應(yīng)范圍廣，有利于散熱，但插裝較復(fù)雜，需控制一定高度以保持美觀(guān)一致，懸空高度一般取2～6mm。圖8.16臥式插裝法圖8.17立式插裝法元器件的插裝要注意以下幾點(diǎn)：

(1)凡是有文字表示名稱(chēng)和特性的元器件，安裝時(shí)應(yīng)把文字朝上方，且標(biāo)志方向一致，這樣便于檢查維修。沒(méi)有標(biāo)志的和色環(huán)電阻可以任意方向插裝，但所有元器件安裝必須統(tǒng)一，有極性的電容、二極管、三極管應(yīng)按極性規(guī)定的方向安裝。安裝順序應(yīng)從上到下或從左到右。

(2)元器件排列均勻整齊，不允許斜排、立體交叉和重疊排列。

(3)元器件彎腳引線(xiàn)長(zhǎng)度相等。

4．印制電路板的焊接

印制電路板的焊接，除了要遵循焊接要領(lǐng)外，還必須特別注意以下幾點(diǎn)：

(1)焊接較大的焊盤(pán)(直徑大于5mm)時(shí)，可讓電烙鐵繞焊盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，以免長(zhǎng)時(shí)間停留一點(diǎn)，導(dǎo)致局部過(guò)熱。

(2)一般在其他元件焊好后進(jìn)行晶體管裝焊，每個(gè)管子的焊接時(shí)間不要超過(guò)6s，并使用鑷子夾持管腳散熱，以防止?fàn)C傷管子。

(3)焊接CMOS電路最好用20W內(nèi)熱式電烙鐵，其烙鐵頭應(yīng)接地，每個(gè)焊點(diǎn)焊接時(shí)間最好不超過(guò)3s，可拔下烙鐵的電源插頭用余熱焊接。8.1.3電子線(xiàn)路的調(diào)試

1．調(diào)試技術(shù)

(1)調(diào)試前的準(zhǔn)備。在調(diào)試前要做好調(diào)試準(zhǔn)備工作。準(zhǔn)備好完整的電路原理圖、各個(gè)元器件安裝圖和整機(jī)結(jié)構(gòu)圖。制定完整的調(diào)試方案，確定調(diào)試內(nèi)容和參數(shù)，以及注意事項(xiàng)，選擇好在調(diào)試過(guò)程中所需儀器、儀表以及在操作調(diào)試時(shí)所用的工具。對(duì)測(cè)量結(jié)果有個(gè)預(yù)期值，擬定在調(diào)試時(shí)可能出現(xiàn)的問(wèn)題及要采取的措施。在高頻電路調(diào)試時(shí)，為避免高頻高壓工作場(chǎng)所的干擾，應(yīng)在屏蔽室內(nèi)進(jìn)行調(diào)試。

(2)檢查電路接線(xiàn)。電路安裝完畢，首先要認(rèn)真檢查電路接線(xiàn)是否正確。通常采用兩種檢查方法，一種是按照印制電路板圖檢查安裝的線(xiàn)路，即把印制電路板圖上的連線(xiàn)按一定順序在安裝好的線(xiàn)路中逐一對(duì)照檢查。另一種是按照電路原理圖，借助萬(wàn)用表電阻擋檢查，即在電路原理圖上找出一些點(diǎn)，計(jì)算各點(diǎn)對(duì)地電阻，與用萬(wàn)用表在實(shí)際電路中測(cè)量的值進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題后再逐步縮小測(cè)量范圍，查出錯(cuò)焊點(diǎn)。

通過(guò)直接檢查也可以發(fā)現(xiàn)電源、地線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)、元器件引腳之間有無(wú)短路；連接處有無(wú)接觸不良；二極管、三極管、電解電容等引腳有無(wú)錯(cuò)接等明顯錯(cuò)誤。

(3)調(diào)試方法。調(diào)試是在安裝完成后對(duì)電路的參數(shù)及工作狀態(tài)進(jìn)行測(cè)量，并在測(cè)試的基礎(chǔ)上對(duì)電路的參數(shù)進(jìn)行修正，使之滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求。

對(duì)于研制過(guò)程中的電路，通常是把復(fù)雜電路按功能塊分別安裝和調(diào)試，分塊調(diào)試成功后再進(jìn)行整機(jī)調(diào)試。對(duì)于已定型的產(chǎn)品，則是在整個(gè)電路安裝完畢后，實(shí)行一次性調(diào)試。

對(duì)于模擬、數(shù)字電路共存的系統(tǒng)，一般先分開(kāi)調(diào)試，然后經(jīng)過(guò)信號(hào)及電平轉(zhuǎn)換后實(shí)現(xiàn)整機(jī)聯(lián)調(diào)。

萬(wàn)用表、示波器、信號(hào)發(fā)生器是調(diào)試和故障診斷時(shí)必不可少的，根據(jù)被測(cè)電路的需要還可選擇邏輯分析儀、掃頻儀等其他儀器。

(4)調(diào)試步驟。先將電源調(diào)到規(guī)定數(shù)值，然后關(guān)掉電源，再將電源接入待測(cè)電路。接通電源后仔細(xì)觀(guān)察有無(wú)異?，F(xiàn)象，包括有無(wú)冒煙，是否聞到異常氣味，手摸元器件是否發(fā)燙，電源電流是否過(guò)大等。如果出現(xiàn)異常，應(yīng)該立即關(guān)斷電源，待排除故障后方可重新通電。

①分級(jí)調(diào)試。分級(jí)調(diào)試分靜態(tài)調(diào)試和動(dòng)態(tài)調(diào)試。靜態(tài)調(diào)試是在沒(méi)有外加信號(hào)的條件下測(cè)試電路的工作點(diǎn)、數(shù)字電路高低電平值等，它是電路在動(dòng)態(tài)下正常工作的基礎(chǔ)。動(dòng)態(tài)調(diào)試則是在各級(jí)的輸入端加入規(guī)定信號(hào)的條件下測(cè)試應(yīng)得到的正常輸出。這種調(diào)試通常是在前級(jí)加入要求的信號(hào)，用示波器逐級(jí)測(cè)其輸出，并用相關(guān)元件調(diào)整，使電路達(dá)到設(shè)計(jì)要求。②整機(jī)聯(lián)調(diào)。在分級(jí)調(diào)試完成后，將各級(jí)連在一起，在統(tǒng)一的條件下加入規(guī)定信號(hào)，借助儀器測(cè)量總的輸出，以滿(mǎn)足整機(jī)指標(biāo)。使用示波器時(shí)，最好把示波器的信號(hào)輸入方式置于“DC”擋，它與實(shí)際工作時(shí)前級(jí)電路的輸出存在差別，分級(jí)雖然調(diào)好，聯(lián)機(jī)后達(dá)不到預(yù)定的指標(biāo)，通常問(wèn)題出在級(jí)間匹配電路。對(duì)于正式產(chǎn)品，還應(yīng)該測(cè)試抗干擾能力等。③注意事項(xiàng)。正確選擇調(diào)試儀器，并熟悉儀器的使用方法，調(diào)試前仔細(xì)檢查校準(zhǔn)儀器，避免由于儀器使用不當(dāng)或出現(xiàn)故障而造成錯(cuò)誤判斷。調(diào)試過(guò)程中，若需要調(diào)整電感元件，需用無(wú)感起子，發(fā)現(xiàn)器件或接線(xiàn)有問(wèn)題需要更換或修改時(shí)，應(yīng)該先關(guān)斷電源，待更換完畢經(jīng)認(rèn)真檢查后才可重新通電。調(diào)試過(guò)程中，要認(rèn)真觀(guān)察和測(cè)量，還要善于記錄觀(guān)察現(xiàn)象、測(cè)量的數(shù)據(jù)、波形及相位關(guān)系，必要時(shí)在記錄中要附加說(shuō)明。從中分析發(fā)現(xiàn)電路設(shè)計(jì)和安裝上的問(wèn)題，進(jìn)一步完善設(shè)計(jì)方案。

2．電路故障的分析與排除方法

故障是電路的異常工作現(xiàn)象。在電子技術(shù)技能訓(xùn)練中，主要靠手工焊接。出現(xiàn)故障是經(jīng)常的事。通過(guò)查找和排除故障，對(duì)全面提高電子技術(shù)實(shí)踐能力十分有益。因此，掌握檢查和排除故障的基本方法，是十分必要的。

(1)直觀(guān)檢查法。為了避免和減少接線(xiàn)錯(cuò)誤，應(yīng)畫(huà)出正確的電路原理圖和安裝接線(xiàn)圖。檢查電源線(xiàn)、信號(hào)線(xiàn)有無(wú)錯(cuò)誤，元件有無(wú)錯(cuò)焊、漏焊，二極管、三極管、電解電容器極性是否接反等。通電后聽(tīng)是否有打火聲等異常聲響；聞?dòng)袩o(wú)焦糊異味出現(xiàn)：摸晶體管管殼、電阻、電容、集成電路是否溫度過(guò)高，發(fā)現(xiàn)異常時(shí)應(yīng)立即斷電。電解電容器極性接反時(shí)漏電流大，介質(zhì)損耗將增大，會(huì)使溫度上升，甚至使電容器爆裂。帶有顯示裝置的電路可通過(guò)顯示狀態(tài)(如數(shù)碼管的數(shù)值、顯像管的光柵)判斷故障的性質(zhì)和部位。

(2)儀器檢查法。用萬(wàn)用表、電子電壓表、示波器、掃頻儀等儀器可以發(fā)現(xiàn)和尋找故障部位及元件。

·測(cè)電阻。在斷電情況下，可用萬(wàn)用表歐姆擋測(cè)量電路中關(guān)鍵點(diǎn)的對(duì)地電阻，以排除錯(cuò)誤接線(xiàn)或短路故障。關(guān)鍵點(diǎn)可選總電源端子、分級(jí)電路的電源正極、集成電路正電源的管腳以及具有電阻、電容串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的節(jié)點(diǎn)。若發(fā)現(xiàn)測(cè)量值與理論值之間有較大的偏差，可進(jìn)一步細(xì)查。

·測(cè)電壓、電流。用電壓表直流擋檢查電源、各靜態(tài)工作點(diǎn)電壓、集成電路引腳電壓是否正確。有些點(diǎn)的電壓可體現(xiàn)電路動(dòng)態(tài)工作情況，比如自動(dòng)增益控制電路、振蕩電路等。用直流電流擋串入電路測(cè)工作電流，也可以判斷電路工作是否正常，比如，串入總電源則可判斷整機(jī)工作情況。

·示波器測(cè)量法。在電路輸入信號(hào)的前提下，用示波器觀(guān)察電路有關(guān)各點(diǎn)的信號(hào)波形，根據(jù)其幅度、周期、脈沖寬度、波形失真等情況來(lái)判斷故障所在部位。

(3)信號(hào)尋跡法。在系統(tǒng)的輸入端加入一定幅值和合適的頻率信號(hào)，由示波器前級(jí)到后級(jí)或后級(jí)到前級(jí)，逐級(jí)觀(guān)察波形及幅值的變化情況，若有異?，F(xiàn)象，則說(shuō)明該級(jí)有故障，可進(jìn)行深入檢查。

(4)部件替換法。有時(shí)故障比較隱蔽，一時(shí)難以查出，可用調(diào)好的電路或相同的器件替換被懷疑的電路或器件?？煽焖倏s小故障范圍。

(5)對(duì)比法。將已經(jīng)調(diào)好并能正常工作的電路的參數(shù)與故障電路靜態(tài)工作點(diǎn)和各點(diǎn)波形進(jìn)行一一對(duì)比，從而找出電路中不正常情況，分析故障原因，排除故障點(diǎn)。

(6)分段測(cè)試法。把整個(gè)電路分成前后兩大段，分析和判斷故障是在哪一段。然后把有故障的一段再分為前后兩段，分析故障在哪一段，再繼續(xù)用分段法進(jìn)行檢查，直至找到故障。

(7)用邏輯分析儀檢測(cè)。邏輯分析儀是目前國(guó)內(nèi)外測(cè)試數(shù)字電路的一種新型儀器，用邏輯分析儀查找電路故障方便有效，快而簡(jiǎn)單。8.1.4實(shí)訓(xùn)

實(shí)訓(xùn)1電阻、電容、電感的識(shí)別與簡(jiǎn)易測(cè)試

1．實(shí)訓(xùn)目的

(1)熟悉萬(wàn)用表的使用。

(2)掌握萬(wàn)用表測(cè)量電阻、電容、電感的方法。

2.實(shí)訓(xùn)器材

萬(wàn)用表一只，100Ω、470Ω、50kΩ、100kΩ、300kΩ、500kΩ色環(huán)電阻，電容、電感若干。

3．實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)用色環(huán)讀取電阻阻值，再用萬(wàn)用表測(cè)量。

①把色環(huán)電阻編號(hào)。

②根據(jù)色環(huán)電阻的顏色讀出阻值，并填入表8.8。③用萬(wàn)用表測(cè)量電阻并填入表8.8，比較兩組電阻的阻值是否相符。

(2)電容器好壞的簡(jiǎn)易測(cè)試。

①把電容器編號(hào)。

②用萬(wàn)用表測(cè)試電容器的優(yōu)劣，并填入表8.9。測(cè)試方法：指針式萬(wàn)用表的轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)置于歐姆擋(R×10kΩ或R×1kΩ)，把黑表筆接電容器的正極性端，紅表筆接電容器另一端(無(wú)極性電容器可任意接)，觀(guān)察表針擺動(dòng)情況，即可大體上判定電容器的好壞(如圖8.18所示)。

·指針先很快擺向0Ω處，以后再慢慢返回到數(shù)百千歐位置后停止不動(dòng)，則說(shuō)明該電容器完好；

·指針不動(dòng)則說(shuō)明該電容器已損壞，電路為開(kāi)路；

·指針擺到0Ω處后不返回，則說(shuō)明該電容器已損壞，電容為短路；

·指針先擺向0Ω處，以后慢慢返回到一個(gè)較小的電阻值后即停止不動(dòng)，則說(shuō)明該電容器的泄漏電流較大。(實(shí)際使用中，可視具體情況，決定是否需更換電容器。)圖8.18檢測(cè)0.01μF以上電容③充放電法測(cè)試電容器好壞。將電容器接到一個(gè)3～9?V的直流電源上，時(shí)間在2s左右，取下電容器。用起子將電容器兩端短接，若聽(tīng)到啪的放電聲，或看到放電火花，則說(shuō)明該電容器良好，否則即是壞的。對(duì)于電解電容，電源正端接電容“+”極性端。

④用具有電容測(cè)量功能的萬(wàn)用表(或萬(wàn)用電橋等)測(cè)試電容器好壞。使用帶有電容測(cè)量功能的數(shù)字萬(wàn)用表，把電容的兩個(gè)腳插入專(zhuān)用插座讀出電容值，從而判斷電容的好壞。

(3)電感器簡(jiǎn)易測(cè)量。電感器的電感量一般可通過(guò)高頻Q表或電感表進(jìn)行測(cè)量，若不具備這兩種儀表可用萬(wàn)用表測(cè)量線(xiàn)圈的直流電阻來(lái)判斷其好壞。

用萬(wàn)用表電阻擋測(cè)量電感器阻值的大小，注意操作時(shí)一定要將萬(wàn)用表調(diào)零，反復(fù)測(cè)試幾次。若被測(cè)電感器的阻值為0，說(shuō)明電感器內(nèi)部繞組有短路故障；若被測(cè)電感器的阻值為無(wú)窮大，說(shuō)明電感器的繞組或引出腳與繞組接點(diǎn)處發(fā)生了開(kāi)路故障。實(shí)訓(xùn)2二極管、三極管的識(shí)別與簡(jiǎn)易測(cè)試

1．實(shí)訓(xùn)目的

(1)熟悉萬(wàn)用表的使用。

(2)掌握用萬(wàn)用表判斷二極管、三極管優(yōu)劣的方法。

(3)掌握判斷二極管、三極管極性的方法。

2．實(shí)訓(xùn)器材

萬(wàn)用表一只，二極管、三極管若干。

3．實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)判斷二極管好壞。

①萬(wàn)用表置于R×100或R×1k擋(檢測(cè)中、大功率二極管時(shí)，將量程置于R×1或R×10擋)。

②用萬(wàn)用表歐姆擋測(cè)量二極管的正反向電阻，若測(cè)得的反向電阻(約幾百千歐以上)和正向電阻(約為幾千歐以下)之比值在100以上，表明二極管性能良好；若正、反向電阻之比為幾十，表明二極管單向?qū)щ娦圆患?，不宜使用；若正、反向電阻為無(wú)限大，表明二極管開(kāi)路；若正、反向電阻為零，表明二極管短路。

(2)測(cè)試二極管極性。

①根據(jù)標(biāo)記判別二極管極性。根據(jù)二極管外殼上印有的標(biāo)記，指出哪一端是二極管陰極，哪一端是二極管陽(yáng)極。

②用萬(wàn)用表判別二極管極性。萬(wàn)用表置于R×100或R×1k擋。將指針式萬(wàn)用表的兩只表筆分別接觸二極管的兩個(gè)極性，若測(cè)出的電阻約為幾十、幾百歐或幾千歐，則黑表筆所接觸的電極為二極管的陽(yáng)極，紅表筆所接觸的電極為二極管的陰極，如圖8.19(a)所示。若測(cè)出來(lái)的電阻約為幾十千歐至幾百千歐，則黑表筆所接觸的電極為二極管的陽(yáng)極，紅表筆所接觸的電極為二極管的陰極，如圖8.19(b)所示。注意，用數(shù)字式萬(wàn)用表測(cè)試時(shí)，判斷結(jié)論正好相反，即測(cè)出的電阻約為幾十、幾百歐或幾千歐，則黑表筆所接觸的電極為二極管的陰極，紅表筆所接觸的電極為二極管的陽(yáng)極。若測(cè)出來(lái)的電阻約為幾十千歐至幾百千歐，則黑表筆所接觸的電極為二極管的陽(yáng)極，紅表筆所接觸的電極為二極管的陰極。圖8.19二極管極性判別

(3)判斷三極管管腳。

①根據(jù)標(biāo)記判別三極管管腳。根據(jù)三極管外殼上印有的標(biāo)記，指出哪一端是三極管基極，哪一端是三極管集電極，哪一端是三極管發(fā)射極。

②用指針萬(wàn)用表判別三極管管腳。判別基極b和三極管的類(lèi)型：將萬(wàn)用表歐姆擋置于R×100或R×1k擋，先假設(shè)三極管的某極為基極，并將黑表筆接在假設(shè)的基極上，再將紅表筆先后接到其余兩個(gè)電極上。如果兩次測(cè)得的電阻值都很大(或都很小)，而對(duì)換表筆后測(cè)得兩個(gè)電阻值都很小(或都很大)，則可以確定假設(shè)的基極是正確的。如果兩次測(cè)得的電阻值是一大一小，則可肯定假設(shè)的基極是錯(cuò)誤的，這時(shí)就必須重新假設(shè)另一電極為基極，再重復(fù)上述的測(cè)試。當(dāng)基極確定以后，將黑表筆接基極，紅表筆分別接其他兩極。此時(shí)，若測(cè)得的電阻值都很小，則該三極管為NPN型管。反之，則為PNP型管。

判別集電極c和發(fā)射極e：以NPN型管為例。把黑表筆接到假設(shè)的集電極c上，紅表筆接到假設(shè)的發(fā)射極e上，并且用手握住b和c極(b和c極不能直接接觸)，通過(guò)人體，相當(dāng)于在b和c之間接入偏置電阻。讀出表所示c、e之間的電阻值，然后將紅、黑表筆反接重測(cè)，若第一次電阻比第二次小，說(shuō)明原假設(shè)成立，即黑表筆所接的是集電極c，紅表筆所接的是發(fā)射極e。因?yàn)閏、e之間電阻值小正說(shuō)明通過(guò)萬(wàn)用表的電流大，如圖8.20所示。圖8.20判別三極管c、e電極的原理圖

(4)判斷三極管好壞。

①測(cè)試集電結(jié)與發(fā)射結(jié)。將萬(wàn)用表歐姆擋置于R×100或R×1k擋，兩只表筆分別接觸三極管的基極和集電極。如果此時(shí)測(cè)得的電阻值很大(或很小)，而對(duì)換表筆后測(cè)得兩個(gè)電阻值很小(或很大)，則可以確定集電結(jié)是好的。如果兩次測(cè)得的電阻值都是無(wú)窮大，說(shuō)明集電結(jié)開(kāi)路，如果兩次測(cè)得的電阻值都是零，說(shuō)明集電結(jié)短路。用同樣方法測(cè)試發(fā)射結(jié)，判斷發(fā)射結(jié)的好壞，當(dāng)集電結(jié)與發(fā)射結(jié)都正常時(shí)，三極管可能是好的，否則可判斷三極管已損壞。②檢測(cè)穿透電流ICEO的大小。以NPN型管為例。將基極b開(kāi)路，測(cè)量c、e極間的電阻。萬(wàn)用表紅表筆接發(fā)射極，黑表筆接集電極，若阻值較高(幾十千歐以上)，則說(shuō)明穿透電流較小，管子能正常工作；若c、e極間的電阻較小，則穿透電流大，受溫度影響大，工作不穩(wěn)定，在技術(shù)指標(biāo)要求高的電路中不能用這種管子；若測(cè)得阻值近似為0，表明管子已被擊穿；若阻值為無(wú)窮大，則說(shuō)明管子內(nèi)部已開(kāi)路。實(shí)訓(xùn)3晶閘管、單結(jié)晶體管的識(shí)別與簡(jiǎn)易測(cè)試

1．實(shí)訓(xùn)目的

(1)掌握判斷晶閘管、單結(jié)晶體管極性的方法。

(2)掌握用萬(wàn)用表判斷晶閘管、單結(jié)晶體管優(yōu)劣的方法。

2.實(shí)訓(xùn)器材

萬(wàn)用表一只，晶閘管、單結(jié)晶體管若干。

3．實(shí)訓(xùn)內(nèi)容與步驟

(1)晶閘管極性的判斷。

①根據(jù)標(biāo)記判別晶閘管極性。根據(jù)晶閘管外殼及引線(xiàn)，指出哪一端是晶閘管陰極，哪一端是晶閘管陽(yáng)極，哪一端是晶閘管控制極。

②用萬(wàn)用表判別晶閘管極性。可用萬(wàn)用表進(jìn)行判別。將萬(wàn)用表?yè)苤罵×1k或R×100擋，分別測(cè)量各腳間的正反向電阻。如測(cè)得某兩腳之間的電阻較大(約80kΩ)，再將表筆對(duì)調(diào)，重測(cè)這兩腳之間的電阻，阻值較小(約2kΩ)，這時(shí)黑表筆所接觸的引腳為控制極G，紅表筆所接觸的引腳為陰極C，當(dāng)然剩余的一引腳就是陽(yáng)極A。在測(cè)量中如發(fā)現(xiàn)正反向阻值都很大，則應(yīng)更換引腳位置重新測(cè)量，直到出現(xiàn)上述的情況為止。

(2)單結(jié)晶體管管腳極性的判別。

①根據(jù)外形判別單結(jié)晶體管極性。根據(jù)單結(jié)晶體管外形，指出哪一端是單結(jié)晶體管發(fā)射極E，哪一端是單結(jié)晶體管基極B1，哪一端是單結(jié)晶體管基極B2。

②用萬(wàn)用表判別。判斷單結(jié)晶體管發(fā)射極E的方法是：把萬(wàn)用表置于R×100或R×1k擋，黑表筆接假設(shè)的發(fā)射極，紅表筆接另外兩極，當(dāng)出現(xiàn)兩次低電阻時(shí)，黑表筆接的就是單結(jié)晶體管的發(fā)射極。單結(jié)晶體管B1和B2的判斷方法是：把萬(wàn)用表置于R×100或R×1?k擋，用黑表筆接發(fā)射極，紅表筆分別接另外兩極，兩次測(cè)量中，電阻大的一次，紅表筆接的就是B1極。應(yīng)當(dāng)說(shuō)明的是，上述判別B1、B2的方法，不一定對(duì)所有的單結(jié)晶體管都適用，有個(gè)別管子的E-B1間的正向電阻值較小。不過(guò)準(zhǔn)確地判斷哪極是B1，哪極是B2在實(shí)際使用中并不特別重要。即使B1、B2顛倒了，也不會(huì)使管子損壞，只影響輸出脈沖的幅度(單結(jié)晶體管多作脈沖發(fā)生器使用)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)輸出的脈沖幅度偏小時(shí)，只要將原來(lái)假定的B1、B2對(duì)調(diào)過(guò)來(lái)就可以了。

(3)單結(jié)晶體管好壞判別。雙基極二極管性能的好壞可以通過(guò)測(cè)量其各極間的電阻值是否正常來(lái)判斷。用萬(wàn)用表R×1k擋，將黑表筆接發(fā)射極E，紅表筆依次接兩個(gè)基極(B1和B2)，正常時(shí)均應(yīng)有幾千歐至十幾千歐的電阻值。?再將紅表筆接發(fā)射極E，黑表筆依次接兩個(gè)基極，正常時(shí)阻值為無(wú)窮大。

雙基極二極管兩個(gè)基極(B1和B2)之間的正、反向電阻值均在2～10kΩ范圍內(nèi)，若測(cè)得某兩極之間的電阻值與上述正常值相差較大，則說(shuō)明該二極管已損壞。

在已知E和B1、B2的情況下，判別管子的好壞與判別二極管方法相同。即萬(wàn)用表置于R×100或R×1k擋，測(cè)量E和B1、E和B2的正反向電阻。 8.2常用電子線(xiàn)路

8.2.1放大電路通過(guò)放大電路可以把微弱的電流或電壓信號(hào)加以放大，所以放大電路是電子線(xiàn)路中最普遍的單元。在本節(jié)中討論的是低頻小信號(hào)交流放大電路，其頻率范圍約為20～10000Hz。三極管是放大電路的主要元件。放大電路一般是由電壓放大電路和功率放大電路兩部分組成。前者放大電壓，后者放大功率，以便有足夠大的電壓和電流驅(qū)動(dòng)放大器的負(fù)載。擴(kuò)音機(jī)是交流放大電路的一個(gè)典型例子，其輸入端接話(huà)筒，輸出端負(fù)載為揚(yáng)聲器，方框圖如圖8.21所示。圖8.21擴(kuò)音機(jī)的方框圖

1．共發(fā)射極放大電路

共發(fā)射極交流放大電路的基本接法如圖8.22所示。輸入端接信號(hào)源us，Rs為其內(nèi)阻，輸入端的電壓為ui。輸出端接負(fù)載RL，輸出端的電壓為uo。三極管V是放大元件，是電路中的核心。集電極電源UCC是整個(gè)放大電路的能源，它使集電結(jié)獲得反向偏置，發(fā)射結(jié)獲得正向偏置，保證三極管工作在放大狀態(tài)。UCC通常為幾伏至幾十伏。圖8.22共發(fā)射極基本放大電路集電極負(fù)載電阻Rc，簡(jiǎn)稱(chēng)集電極電阻。它將集電極電流ic的變化轉(zhuǎn)換成集—射極電壓uCE的變化，以實(shí)現(xiàn)電壓放大。如果不接Rc，三極管集電極的電位就恒等于直流電源的電壓UCC，因此輸出端就不會(huì)有變化的電壓信號(hào)輸出。Rc一般為幾千歐至幾十千歐?；鶚O電阻Rb可使靜態(tài)基極電流IB有一個(gè)適當(dāng)?shù)臄?shù)值以保證三極管在特性曲線(xiàn)的放大區(qū)內(nèi)工作。Rb一般為幾十千歐至幾百千歐。

耦合電容C1和C2也稱(chēng)為隔直電容，作用是傳輸交流信號(hào)而隔斷直流信號(hào)。其中C1用來(lái)隔斷放大電路與信號(hào)源之間的直流通路，C2用來(lái)隔斷放大電路與負(fù)載之間的直流通路。然而交流信號(hào)可順利地通過(guò)電容C1和C2。C1和C2一般采用有極性的電解電容器，其值為幾微法至幾十微法，視工作頻率的高低而定。

符號(hào)“⊥”表示電路中的零電位點(diǎn)。在電子設(shè)備中一般接在機(jī)殼或底板上，常稱(chēng)“接地”。

2．多級(jí)放大電路

在實(shí)際應(yīng)用中，放大電路的輸入電壓都很微弱，一般為毫伏級(jí)或微伏級(jí)，必須經(jīng)多級(jí)放大才能滿(mǎn)足要求。多級(jí)放大電路是由若干個(gè)單級(jí)放大電路組成，圖8.23所示為多級(jí)放大電路的方框圖，其中輸入級(jí)和中間級(jí)用作電壓放大，末前級(jí)和輸出級(jí)用作功率放大。圖8.23多級(jí)放大電路的組成在多級(jí)放大電路中，各級(jí)放大電路之間的連接方式稱(chēng)為級(jí)間耦合。常用的耦合方式有：阻容耦合、變壓器耦合和直接耦合。

(1)

阻容耦合方式。兩級(jí)阻容耦合放大電路如圖8.24所示，前后級(jí)之間是通過(guò)耦合電容C和電阻連接，故稱(chēng)為阻容耦合。圖8.24阻容耦合放大電路

(2)變壓器耦合方式。變壓器耦合的放大電路如圖8.25所示。變壓器能夠?qū)⑶凹?jí)的交流信號(hào)傳送到后級(jí)，所以也稱(chēng)耦合元件。圖8.25變壓器耦合放大電路

(3)直接耦合方式。直接耦合就是把前一級(jí)放大電路的輸出端直接接到后一級(jí)的輸入端，其放大電路如圖8.26所示。圖8.26直接耦合放大電路

3．功率放大電路

功率放大電路與電壓放大電路在工作原理上并無(wú)本質(zhì)區(qū)別，只是任務(wù)各有側(cè)重。電壓放大電路的目的是放大信號(hào)的電壓，而功率放大電路的任務(wù)是向負(fù)載提供足夠大的功率，驅(qū)動(dòng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)動(dòng)作。因此，功率放大電路不僅要有較高的輸出電壓，而且要有較大的輸出電流，三極管通常工作在接近于極限的狀態(tài)。同時(shí)要求功率放大電路非線(xiàn)性失真盡可能小，效率要高。功率放大電路根據(jù)工作狀態(tài)的不同，分為甲類(lèi)、乙類(lèi)和甲乙類(lèi)三種工作狀態(tài)。三極管工作在乙類(lèi)、甲乙類(lèi)工作狀態(tài)時(shí)，管耗低、效率高、輸出功率大，但失真大。目前多采用互補(bǔ)對(duì)稱(chēng)功率放大電路，這種電路由工作在甲乙類(lèi)狀態(tài)的兩只不同類(lèi)型的三極管組成，在輸入信號(hào)的一個(gè)周期內(nèi)，兩個(gè)特性基本相同的三極管交替工作，互相補(bǔ)充，從而既增大了輸出功率，提高了效率，同時(shí)也減小了非線(xiàn)性失真。

如圖8.27(a)所示電路稱(chēng)為無(wú)輸出變壓器功率放大電路，簡(jiǎn)稱(chēng)OTL(OutputTrans-formerLess)，圖中V1和V2是兩種不同類(lèi)型的三極管，但要求兩管的特性基本相同。如圖8.27(b)所示電路稱(chēng)為無(wú)輸出電容功率放大電路。簡(jiǎn)稱(chēng)OCL(OutputCapacitorLess)。圖8.27OTL電路與OCL電路互補(bǔ)電路中要有一對(duì)特性相同的NPN型和PNP型功率輸出管，在輸出功率較大時(shí)，管子就難以配對(duì)。采用復(fù)合管的形式，容易解決配對(duì)問(wèn)題。

單片集成功率放大器是低頻功率放大器的發(fā)展方向。它具有線(xiàn)路簡(jiǎn)單，性能優(yōu)越，工作可靠，調(diào)試方便等優(yōu)點(diǎn)，已經(jīng)成為在音頻領(lǐng)域中應(yīng)用十分廣泛的功率放大器。集成功率放大器由集成功放塊和一些外部阻容元件構(gòu)成。電路中最主要的組件為集成功放塊，它的內(nèi)部電路與一般分立元件功率放大器不同，通常包括前置級(jí)、推動(dòng)級(jí)和功率級(jí)等幾部分。有些還具有一些特殊功能(消除噪聲、短路保護(hù)等)的電路。其電壓增益較高(不加負(fù)反饋時(shí)，電壓增益達(dá)70～80dB，加典型負(fù)反饋時(shí)電壓增益在40dB以上)。

集成功放塊LA4112的內(nèi)部電路如圖8.28所示，由三級(jí)電壓放大，一級(jí)功率放大以及偏置、恒流、反饋、退耦電路組成。圖8.28LA4112內(nèi)部電路圖

LA4112集成功放塊是一種塑料封裝十四腳的雙列直插器件，它的外形如圖8.29所示。表8.10是它的極限參數(shù)和電參數(shù)。圖8.29LA4112外形及管腳排列圖集成功率放大器LA4112的應(yīng)用電路如圖8.30所示，該電路中各電容和電阻的作用簡(jiǎn)要說(shuō)明如下：

C1、C9?——輸入、輸出耦合電容，隔直作用。

C2和Rf?——反饋元件，決定電路的閉環(huán)增益。

C3、C4、C8?——濾波、退耦電容。

C5、C6、C10?——消振電容，消除寄生振蕩。

C7——自舉電容，若無(wú)此電容，將出現(xiàn)輸出波形半邊被削波的現(xiàn)象。

電路中，輸入端接函數(shù)信號(hào)發(fā)生器，輸出端接揚(yáng)聲器。圖8.30由LA4112構(gòu)成的集成功放電路8.2.2振蕩電路

波形產(chǎn)生電路包括正弦波產(chǎn)生電路和非正弦波產(chǎn)生電路兩大類(lèi)，它們無(wú)需外加輸入信號(hào)便能自動(dòng)產(chǎn)生各種周期性的波形，例如正弦波、矩形波和三角波等，通常也稱(chēng)為振蕩電路。波形變換電路的作用是將某種波形變換成另一種波形，或?qū)δ撤N波形進(jìn)行整形等。

從能量的觀(guān)點(diǎn)看，波形振蕩電路是將直流電能轉(zhuǎn)換成頻率和幅值一定的交流電能的能量轉(zhuǎn)換器。它由放大、反饋、選頻和穩(wěn)幅環(huán)節(jié)組成，屬于正反饋電路。正弦波振蕩電路能夠振蕩的關(guān)鍵就是保證振蕩電路從無(wú)到有地建立起振蕩的起振條件，保證振蕩電路產(chǎn)生等幅持續(xù)振蕩的平衡條件，以及如何確定振蕩電路的振蕩頻率。圖8.31正反饋放大電路和自激振蕩電路的原理框圖電路要維持自激振蕩，就必須滿(mǎn)足兩個(gè)平衡條件：

①相位平衡條件，n?=?0，1，2，…②幅值平衡條件?|AF|?=?1?(8-2)?(8-1)相位平衡條件保證反饋極性為正反饋，而幅值平衡條件保證反饋有足夠的強(qiáng)度。這兩個(gè)平衡條件是維持振蕩的條件，而不是起振條件。電路接通電源時(shí)，要保證電路從小到大建立起振蕩的幅值條件是?|AF|?>?l而相位條件不變。將式(8-1)、(8-3)稱(chēng)為振蕩電路的起振條件。(8-3)剛開(kāi)始起振時(shí)，電路中的噪聲或擾動(dòng)的信號(hào)含有豐富的頻譜成分，不同頻率的信號(hào)只要滿(mǎn)足振蕩條件，都可以產(chǎn)生自激振蕩，這樣輸出端就不是單一頻率的正弦波了。由于正弦波振蕩電路含有選頻電路，可將某一頻率的正弦信號(hào)挑選出來(lái)，使其滿(mǎn)足振蕩條件，而其他頻率成分因不滿(mǎn)足振蕩條件被衰減，故振蕩電路就產(chǎn)生單一頻率的正弦波。

按振蕩電路中選頻電路的不同，正弦波振蕩電路可分為RC振蕩電路、LC振蕩電路和石英晶體振蕩電路。

2．正弦波振蕩電路的構(gòu)成

一個(gè)振蕩電路要建立振蕩，必須滿(mǎn)足自激振蕩的兩個(gè)基本條件。當(dāng)振蕩幅度逐漸增大，最后達(dá)到穩(wěn)態(tài)，電路需要有穩(wěn)幅環(huán)節(jié)使放大器的放大倍數(shù)下降，滿(mǎn)足?|AF|?=?1的幅值條件。所以，根據(jù)上述條件，正弦波振蕩電路由四部分組成：

(1)放大器。對(duì)交流信號(hào)起放大作用。

(2)選頻電路。選出某一個(gè)頻率的信號(hào)產(chǎn)生諧振，并有最大幅度的輸出。

(3)反饋電路。引入正反饋，并與放大器共同滿(mǎn)足振蕩條件。

(4)穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。利用電路元件的非線(xiàn)性特性和負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)，限制輸出幅度增大，達(dá)到穩(wěn)幅目的。

3．RC正弦波振蕩電路

圖8.32是一個(gè)用集成運(yùn)放組成的RC串并聯(lián)正弦波振蕩電路。電阻R和電容C構(gòu)成串并聯(lián)選頻網(wǎng)絡(luò)，Z1、Z2連接到集成運(yùn)放同相輸入端提供正反饋。電阻Rf、Rl連接到集成運(yùn)放反相輸入端，引入負(fù)反饋，作為穩(wěn)幅環(huán)節(jié)。由于RC串并聯(lián)網(wǎng)絡(luò)中的Z1、Z2和負(fù)反饋網(wǎng)絡(luò)的Rf、R1構(gòu)成電橋，電橋的輸入是集成運(yùn)放的輸出，電橋的輸出分別與集成運(yùn)放的兩個(gè)輸入端相連，這種電路也稱(chēng)為文氏電橋正弦波振蕩電路。為了滿(mǎn)足自激振蕩的幅值平衡條件，應(yīng)有放大倍數(shù)A=3，故Rf

=?2R1?？紤]到起振條件?|AF|?>?l，一般選取Rf略大于2R1。如果這個(gè)比值取得過(guò)大，會(huì)引起振蕩波形嚴(yán)重畸變。實(shí)際電路中，穩(wěn)定振蕩幅度的方法有多種。比如，Rf采用負(fù)溫度系數(shù)的熱敏電阻。

RC正弦波振蕩電路所產(chǎn)生的頻率通常在200kHz以下。圖8.32RC串并聯(lián)正弦波振蕩電路

4．用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器

多諧振蕩器是一種能直接產(chǎn)生方波或矩形波的自激振蕩器。由于方波或矩形波中含有豐富的諧波，因此稱(chēng)為多諧振蕩器。多諧振蕩器的電路形式很多。

用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器如圖8.33所示。它實(shí)際上是由在滯回比較器的基礎(chǔ)上引入具有延遲特性的RC負(fù)反饋支路組成。集成運(yùn)放的輸出電壓通過(guò)限流電阻R0加到雙向穩(wěn)壓管VD上，同時(shí)uo經(jīng)電阻R1、R2分壓后加于集成運(yùn)放同相輸入端，反相輸入端電壓為電容電壓uC。集成運(yùn)放采用正、負(fù)電源，工作在正、負(fù)飽和兩個(gè)非線(xiàn)性區(qū)。圖8.34所示為uo與uC的波形。圖8.33用集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器圖8.34圖8.33電路的波形輸出矩形波頻率(8-4)如果適當(dāng)選取R1和R2的值，例如R2=1.16R1，則上式可簡(jiǎn)化為(8-5)顯然，改變R、C，即可改變輸出矩形波頻率。上述電路中，由于穩(wěn)壓管的正、反向穩(wěn)定電壓相等，電容充放電時(shí)間常數(shù)也一樣，因此T1?=?T2，輸出矩形波為方波。一般定義矩形波高電平的時(shí)間與周期之比的百分值為矩形波的占空比。圖8.34輸出方波的占空比為50%。

由集成運(yùn)放構(gòu)成的多諧振蕩器，通常用在頻率較低的場(chǎng)合(10kHz以下)。

5．用555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器

(1)?555集成定時(shí)器。555集成定時(shí)器(也稱(chēng)時(shí)基組件)是一種將模擬功能與數(shù)字功能結(jié)合在一起的多用途的集成器件。用它加上少量阻容元件，就能方便地構(gòu)成多諧振蕩器、單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器、施密特觸發(fā)器，因而在定時(shí)、檢測(cè)、控制和報(bào)警等許多方面有著廣泛的應(yīng)用。

555集成定時(shí)器有雙極型(如5G1555)和CMOS型(如CB7555)兩類(lèi)，雙極型具有較大的帶負(fù)載能力，而CMOS型具有功耗低，輸入阻抗大，電源范圍廣等特點(diǎn)。這兩類(lèi)定時(shí)器的型號(hào)有多種，但其結(jié)構(gòu)、工作原理和邏輯功能基本相似，而外部引腳排列幾乎相同。如圖8.35所示，為CB7555引腳排列圖。圖8.35CB7555引腳排列圖

(2)用555集成定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器。由集成定時(shí)器CB7555構(gòu)成的多諧振蕩器如圖8.36所示，R1、R2、C為外接元件。其輸出波形如圖8.37所示。圖8.36用555構(gòu)成的多諧振蕩器圖8.37用555定時(shí)器構(gòu)成的多諧振蕩器的波形圖輸出矩形波的周期T?=?T1?+?T2?≈?0.693(R1?+?2R2)C振蕩頻率(8-6)8.2.3反饋電路

1．反饋的概念

反饋就是將放大器的輸出信號(hào)(電壓或電流)的一部分或全部，通過(guò)一定的反饋電路返回到輸入端，如圖8.38所示。圖8.38放大電路中的反饋如果引入的反饋信號(hào)增強(qiáng)外加輸入信號(hào)，從而使放大電路的放大倍數(shù)增加，這樣的反饋稱(chēng)為正反饋；相反，如果反饋信號(hào)削弱輸入信號(hào)，使放大倍數(shù)降低，則稱(chēng)為負(fù)反饋。

如果反饋信號(hào)中只有直流成分，則稱(chēng)為直流反饋；若反饋信號(hào)中只有交流成分，則稱(chēng)為交流反饋。在很多情況下，兩種反饋同時(shí)存在。

如果反饋信號(hào)取自輸出電壓，稱(chēng)為電壓反饋；如果取自輸出電流，則稱(chēng)為電流反饋。如果反饋信號(hào)與輸入信號(hào)在輸入回路中相串聯(lián)，稱(chēng)為串聯(lián)反饋；如果相并聯(lián)，則稱(chēng)為并聯(lián)反饋。

圖中A0為基本放大電路的電壓放大倍數(shù)，也稱(chēng)開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)。F為反饋電路輸出量與輸入量之比值，稱(chēng)為反饋系數(shù)。引入反饋以后的電壓放大倍數(shù)稱(chēng)為閉環(huán)電壓放大倍數(shù)，用Auf表示。

2．負(fù)反饋電路的類(lèi)型

幾乎所有的放大電路都引入負(fù)反饋，這是因?yàn)樨?fù)反饋具有穩(wěn)定放大倍數(shù)、提高輸入電阻、擴(kuò)展頻率范圍、改善非線(xiàn)性失真等作用。

圖8.39所示為四種負(fù)反饋電路的方框圖。圖8.39放大電路的負(fù)反饋方式(a)電壓串聯(lián)負(fù)反饋(b)電流串聯(lián)負(fù)反饋(a)電壓并聯(lián)負(fù)反饋(b)電流并聯(lián)負(fù)反饋圖8.40負(fù)反饋放大電路

3．負(fù)反饋對(duì)放大電路工作性能的影響

(1)放大倍數(shù)下降。負(fù)反饋時(shí)A0與F同相，所以閉環(huán)電壓放大倍數(shù)Auf小于開(kāi)環(huán)電壓放大倍數(shù)A0。

(2)放大電路的穩(wěn)定性提高。

(3)減小非線(xiàn)性失真。

(4)改變輸入電阻和輸出電阻。

以上四種負(fù)反饋方式對(duì)輸入電阻ri和輸出電阻ro的影響見(jiàn)表8.12。8.2.4穩(wěn)壓電路

1．穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓二極管簡(jiǎn)稱(chēng)穩(wěn)壓管，它與電阻配合具有穩(wěn)定電壓的作用。

(1)穩(wěn)壓管的伏安特性。穩(wěn)壓管是一種用特殊工藝制造的面接觸型硅二極管，它的符號(hào)和伏安特性曲線(xiàn)如圖8.41所示。

對(duì)普通二極管來(lái)說(shuō)，當(dāng)達(dá)到擊穿電壓時(shí)，二極管將被擊穿損壞。但對(duì)穩(wěn)壓管來(lái)說(shuō)，只要擊穿時(shí)的電流限制在Imax以?xún)?nèi)，不會(huì)造成損壞。

穩(wěn)壓管正常工作時(shí)是在伏安特性曲線(xiàn)的反向擊穿區(qū)(AC段)，在這個(gè)區(qū)內(nèi)電流在較大范圍內(nèi)變化而電壓Uz基本恒定，具有穩(wěn)壓特性。

穩(wěn)壓管的主要參數(shù)有：穩(wěn)定電壓Uz、動(dòng)態(tài)電阻rz、穩(wěn)定電流Iz、最大穩(wěn)定電流Izmax。圖8.41穩(wěn)壓管的符號(hào)和特性

(2)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路。如圖8.42所示為穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路，RL為負(fù)載電阻，穩(wěn)壓管VD與RL并聯(lián)，限流電阻R與VD配合起穩(wěn)壓作用。穩(wěn)壓電路的直流輸入電壓Ui經(jīng)過(guò)橋式整流和電容濾波得到，輸出電壓Uo即為穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓Uz。圖8.42穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路

電阻R串聯(lián)在電路中，使穩(wěn)壓管的電流不會(huì)超過(guò)Izmax，所以R稱(chēng)為限流電阻。流過(guò)R的電流I?=?Iz?+?Io

(8-7)

穩(wěn)壓電路的穩(wěn)壓過(guò)程如下：當(dāng)電網(wǎng)電壓增加而使輸入電壓Ui隨著增加時(shí)，輸出電壓Uo有所升高，即穩(wěn)壓管兩端的反向電壓也有所升高，這將引起穩(wěn)壓管電流Iz顯著增加，流過(guò)限流電阻的電流I也增加，致使限流電阻上的壓降增加，從而使輸出電壓Uo基本不變。如果電網(wǎng)電壓保持不變，而只是負(fù)載電流變化時(shí)，流過(guò)穩(wěn)壓管的電流Iz將與負(fù)載電流Io做相反的變化，使限流電阻R中的總電流I基本不變，從而保持負(fù)載電壓Uo基本不變。

選擇穩(wěn)壓管時(shí)，一般取Uz?=?UoIzmax?=?(1.5～3)Iomax(8-8)Ui?=?(2～3)Uo

2．串聯(lián)型穩(wěn)壓電路

穩(wěn)壓管穩(wěn)壓電路的效果不夠理想，并且只能用于負(fù)載電流較小的場(chǎng)合。因此，在需用電流較大的場(chǎng)合，常采用串聯(lián)型穩(wěn)壓電路，如圖8.43所示。

在圖8.43(a)中，變阻器Rp與負(fù)載RL串聯(lián)構(gòu)成一個(gè)分壓器。當(dāng)輸入電壓Ui增大時(shí)，如果把Rp阻值變大，使它把Ui的增量全部承擔(dān)下來(lái)，這樣，輸出電壓即可維持不變。此外，若設(shè)Ui不變，而負(fù)載電流增加，如能相應(yīng)減小Rp之值，也可維持輸出電壓不變。這就是串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的基本原理。實(shí)際應(yīng)用中是以晶體管V代替串聯(lián)的變阻器Rp，如圖8.43(b)所示。當(dāng)輸出電壓變高時(shí)，要求電路能自動(dòng)調(diào)節(jié)晶體管V的基極電位，以改變V的導(dǎo)通程度，最終目的是維持輸出電壓不變。這樣，晶體管起著調(diào)整電壓的作用，因此稱(chēng)為調(diào)整管。圖8.43串聯(lián)型穩(wěn)壓電路的原理圖

3．集成穩(wěn)壓器

隨著半導(dǎo)體工藝的發(fā)展，制成了穩(wěn)壓電路集成器件。它具有體積小、可靠性高、使用方便等優(yōu)點(diǎn)，下面介紹兩種常用的穩(wěn)壓器件。

(1)三端固定式穩(wěn)壓器。圖8.44是W7800系列三端固定式穩(wěn)壓器的外形和接線(xiàn)圖。這種穩(wěn)壓器只有輸入、輸出和公共端3個(gè)引出端。電路中的CI是濾波電容。Ci用以旁路高頻脈沖，也可防止自激振蕩，一般選用0.33μF左右。Co是為了改善輸出的瞬態(tài)特性，使輸出電壓波動(dòng)較小。圖8.44W7800系列穩(wěn)壓器

W7800系列是固定輸出正電壓，其輸出電壓有5V、6V、9V、12V、15V、18V和24V等7個(gè)擋次。型號(hào)的后兩位數(shù)字表示輸出電壓值，例如W7805表示輸出電壓為5V。

與W7800系列產(chǎn)品對(duì)應(yīng)的負(fù)電壓輸出的集成穩(wěn)壓器是W7900系列，其輸出電壓、電流擋次與W7800系列規(guī)定一樣，但管腳功能不同，W7900管腳1為輸入端，2為公共端，3為輸出端。圖8.45W317可調(diào)式穩(wěn)壓器8.2.5晶閘管電路

半導(dǎo)體二極管只有通、斷兩種狀態(tài)，用該元件組成的整流電路，其輸出電流和電壓的大小不能通過(guò)元件本身來(lái)調(diào)節(jié)，故稱(chēng)為不可控整流。另有一種稱(chēng)為晶閘管的電子元件，它具有一個(gè)控制電極。通過(guò)該電極可以使管子在電流的一個(gè)周期內(nèi)全部時(shí)間都導(dǎo)通，也可以只有部分時(shí)間導(dǎo)通，所以輸出電流和電壓的大小由此而可以調(diào)節(jié)。因此這種電路稱(chēng)為可控整流電路。

可控整流電路廣泛用于直流電動(dòng)機(jī)的調(diào)速、直流電焊、電鍍、電解等場(chǎng)合。

可控整流電路中的主要元件為晶閘管。

1．半波可控整流電路

以晶閘管代替半波整流電路中的二極管，就構(gòu)成半波可控整流電路，如圖8.46所示。圖8.46單相半波可控整流電路圖8.47單相半波可控整流電壓和電流的波形在圖8.46中，晶閘管與RL串聯(lián)，電路中的電流為io，在控制極施加的是周期性的正向脈沖電壓uG，如圖8.47(b)所示。由于是電阻性負(fù)載，io的波形與uo的波形相似，不考慮晶閘管的正向壓降，其波形如圖8.47(c)所示。晶閘管在正向電壓下的阻斷范圍稱(chēng)為控制角，圖中用α表示，而導(dǎo)通范圍稱(chēng)為導(dǎo)通角，用θ表示。顯然α?+?θ?=?180°，如圖8.47(c)所示。圖8.47(d)所示為晶閘管阻斷時(shí)承受的電壓uT。

2．全波橋式可控整流電路

全波橋式整流電路如圖8.48所示。如果同單相全波橋式整流電路相比較，工作原理極為相似。圖8.48全波橋式可控整流電路圖8.49為電阻負(fù)載RL上的電壓和電流的波形，觸發(fā)脈沖在ωt1、ωt2、…時(shí)出現(xiàn)，其原理請(qǐng)讀者自行分析。圖8.49RL上的電壓電流波形

3．觸發(fā)電路

要使晶閘管導(dǎo)通，除了在陽(yáng)極與陰極之間加正向電壓外，在控制極與陰極之間還必須加正向觸發(fā)電壓。而且，為了能控制晶閘管的導(dǎo)通角，觸發(fā)電壓在每一周期中的出現(xiàn)時(shí)間必須是可控的。在觸發(fā)電路中常用的半導(dǎo)體元件有單結(jié)晶體管、雙向觸發(fā)二極管和集成觸發(fā)器等。

(1)單結(jié)晶體管振蕩電路。圖8.50(a)是由單結(jié)晶體管組成的振蕩電路，圖中R1、R2都是外接電阻，C是外接電容。設(shè)電容器沒(méi)有初始電壓，接通電源以后，電容器充電，電壓uC按指數(shù)規(guī)律上升，上升的速度取決于R1的數(shù)值。當(dāng)電壓uC小于峰值電壓Up時(shí)，單結(jié)管E、B1極之間呈高阻狀態(tài)。

當(dāng)uC的數(shù)值等于Up時(shí)，單結(jié)管E、B1極間的電阻突然減小，電容上的電荷通過(guò)R1放電，放電的速度取決于R1C。因?yàn)镽1<<R，故放電速度比充電速度快。放電電流在R1上形成尖脈沖uG。

當(dāng)uC降低到谷點(diǎn)電壓Uv時(shí)，單結(jié)管關(guān)斷。此后電容器重新充電，且重復(fù)前述的放電過(guò)程。這種周而復(fù)始的自動(dòng)充放電過(guò)程稱(chēng)為振蕩。通過(guò)電路的振蕩，在電容器上形成鋸齒波電壓uC，在R1上形成一系列的尖脈沖uG，如圖8.50(b)所示。

尖脈沖uG出現(xiàn)的時(shí)間可以通過(guò)改變R的數(shù)值來(lái)調(diào)節(jié)。增大R時(shí)，電容器充電速度變慢，尖脈沖出現(xiàn)的時(shí)間就推遲；反之，當(dāng)減小R時(shí)，尖脈沖出現(xiàn)的時(shí)間就向前移動(dòng)。圖8.50單結(jié)晶體管振蕩電路

(2)單結(jié)晶體管觸發(fā)電路。單結(jié)晶體管振蕩電路還不能直接作為觸發(fā)電路。因?yàn)榭煽卣麟娐分械木чl管在每次承受正向電壓的半周內(nèi)，接受第一個(gè)觸發(fā)脈沖的時(shí)刻應(yīng)該相同，也就是每半個(gè)周期內(nèi)，晶閘管的導(dǎo)通角應(yīng)相等，才能保證整流后輸出電壓波形相同并被控制。因此，在可控整流電路中，必須解決觸發(fā)脈沖與交流電源電壓同步的問(wèn)題。

由單結(jié)晶體管觸發(fā)的單相半控橋式整流電路如圖8.51所示。變壓器將晶閘管主電路和觸發(fā)電路接在同一交流電源上。變壓器初級(jí)電壓u1是主電路的輸入電壓，變壓器次級(jí)u2電壓經(jīng)整流穩(wěn)壓二極管VD削波替換為梯形波電壓uz后作為觸發(fā)電路的電源。每當(dāng)主電路的交流電源電壓過(guò)零值時(shí)，單結(jié)晶體管上的電壓uz也過(guò)零值，兩者達(dá)到同步