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 2二、電阻器的標(biāo)識 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：各種集成電路簡介 11第一節(jié)三端穩(wěn)壓IC 11第二節(jié)語音集成電路 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)萬用表目前的萬用表分為指針式和數(shù)字式，它們各有方便之處，很難說誰好誰壞，最好是能夠備有指針和數(shù)字式的各一個。業(yè)余電子制作有一個指針式的MF30型萬用表也就可以了，這可是一種經(jīng)典型號。還有元老級的MF500型萬用表，廉價的MF50萬用表，一般都可以在電訊商店買到。萬用表的三個基本功能是測量電阻、電壓、電流，所以老前輩們叫它三用表?，F(xiàn)在的萬用表添加了好多新功能，尤其是數(shù)字式萬用表，如測量電容值，三極管放大倍數(shù)，二極管壓降等，更有一種會說話的數(shù)字萬用表，能把測量結(jié)果用語言播報出來。（其實不是很難，Bitbaby曾有一度很想用單片機(jī)和語音電路做一個：-）數(shù)字式萬用表也有許多經(jīng)典型號，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)買到了三十多元一個，夠便宜的。Bitbaby在學(xué)校里裝過一個MF50的萬用表，電路原理并不復(fù)雜，只是那么多的元件沒有印刷板來固定，而是直接焊在接線板上，自己裝對初學(xué)者來說還是麻煩了點(diǎn)。萬用表最大的特點(diǎn)是有一個量程轉(zhuǎn)換開關(guān)，各中功能就是靠這個開關(guān)來切換的?；旧?，用A-來表示測直流電流，一般毫安檔和安培檔各又分幾檔。V-表示測直流電壓，高級點(diǎn)的萬用表有毫伏檔，電壓檔也分幾檔。V~是用來測交流電壓的。A~測交流電流。Ω歐姆檔測電阻，對于指針式萬用表，每換一次電阻檔還要做一次調(diào)零。調(diào)零就是把萬用表的紅表筆和黑表筆搭在一起，然后轉(zhuǎn)動調(diào)零鈕，使指針指向零的位置。hFE是測量三極管的電流放大系數(shù)的，只要把三極管的三個管腳插入萬用表面板上對應(yīng)的孔中，就能測出hFE值。注意PNP、NPN是不同的。以下以MF30型萬用表為例，說明萬用表的讀數(shù)。第一條刻度線是電阻值指示，最左端是無窮大，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，分別說明刻度的指示再要乘上的倍數(shù)，才得到實際的電阻值（單位為歐姆）。例如用R×100檔測一電阻，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檔表示該檔只能測量5V以下的電壓，500mA檔只能測量500mA以下的電流，若是超過量程，就會損壞萬用表。注意事項：萬用表使用時應(yīng)該水平著放。紅表筆插在+孔內(nèi)，黑表筆插入-孔內(nèi)。測試電流就用電流檔，而不能誤用電壓檔、電阻擋，其他同理，否則輕則燒萬用表內(nèi)的保險絲，重則損壞表頭。事先不知道量程，就選用最大量程嘗試著測量，然后斷開測量電路再換檔，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)該立即斷開電路，進(jìn)行檢查。最后還有一個規(guī)矩，就是約定用完后的萬用表要把量程開關(guān)撥到交流電壓最高檔，以防別人不慎測量220V市電電壓而損壞。記住這個老前輩們留下的優(yōu)良傳統(tǒng)呦！關(guān)于數(shù)字萬用表的使用，這里有一篇轉(zhuǎn)載自《無線電》的文章《》關(guān)于用萬用表檢查元器件的技巧將另文詳述。這里有一些萬用表的圖片: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，聽說也可到藥店購買。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，用時就用鑷子夾出來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，使用時千萬注意安全。新買的電烙鐵先要用萬用表電阻檔檢查一下插頭與金屬外殼之間的電阻值，萬用表指針應(yīng)該不動。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，因為它不像塑料電線那樣容易被燙傷、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，接通電源后等一會兒烙鐵頭的顏色會變，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，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間，電烙鐵停留的時間太短，焊錫不易完全熔化、接觸好，形成“虛焊”，而焊接時間太長又容易損壞元器件，或使印刷電路板的銅箔翹起。一般一兩秒內(nèi)要焊好一個焊點(diǎn)，若沒完成，寧愿等一會兒再焊一次。焊接時電烙鐵不能移動，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大頭，也是最能體現(xiàn)電子愛好者制作水平的技術(shù)了。印刷電路板簡稱印制板，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算機(jī)設(shè)計出印刷板圖，然后經(jīng)過照相制版等技術(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。近年來推出了萬用試驗板、感光電路板等新型技術(shù)，解放了廣大的電子愛好者和電子產(chǎn)品開發(fā)者。加之PC機(jī)的普及，用CAD軟件設(shè)計電路、自動生成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ORCAD軟件，用它設(shè)計了一個8031單片機(jī)的典型應(yīng)用電路，感覺還真不錯。老師還不準(zhǔn)用ORCAD的自動布線功能，那張圖Bitbaby的手工布線可漂亮了，走線的轉(zhuǎn)角都是平滑過渡，充分考慮這樣的設(shè)計使印板更牢固，以至于老師以為是自動布線的呢（不自吹了：-）?？上М?dāng)時沒有打印機(jī)打印出PCB來。PROTEL更是為廣大電子愛好者所熟知，只可惜Bitbaby對它沒有很深的研究。一般的電子制作電路均不復(fù)雜，對老手來說，也只要用腦子就能設(shè)計出印刷電路板圖來，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以后將寫一篇專門的文章講述如何設(shè)計印制板。）設(shè)計完成后要反復(fù)校對原理圖，并找出元器件實物放到各自的位置，在調(diào)整孔距、走線等。注意正反面，有時不小心設(shè)計了反面，可以把原圖放在復(fù)寫紙上描一次，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)計好的1：1圖紙剪下來，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打滑了。然后用自制的小電鉆（收錄機(jī)電動機(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，畫起來不困難，只要記住那幾個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。如果沒有油漆，可以用質(zhì)量較好的記號筆描線路，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。描的時候注意線條之間保持距離，孔的周圍要形成包圍，以利于焊接。油漆要好長時間才能干，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)的容器用廉價的塑料盆，放得下電路板的就好。腐蝕是從邊緣開始的，當(dāng)未描油漆的銅箔被腐蝕完后應(yīng)該及時取出電路板，以防油漆脫落后腐蝕掉有用的線路。這時用清水沖洗，順便用竹片等物刮去油漆（這時油漆從液體里出來，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。常見的揚(yáng)聲器有動圈式、舌簧式、壓電式等好幾種，但最常用的是動圈式揚(yáng)聲器（又稱電動式）。而動圈式揚(yáng)聲器又分為內(nèi)磁式和外磁式，因為外磁式便宜，通常外磁式用得多。當(dāng)音頻電流通過音圈時，音圈產(chǎn)生隨音頻電流而變化的磁場，在永久磁鐵的磁場中時而吸引時而排斥，帶動紙盆振動發(fā)出聲音。揚(yáng)聲器在電路圖中的符號很形象。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，輸入功率最好不要超過標(biāo)稱功率太多，以防損壞。萬用表R1電阻檔測試揚(yáng)聲器，若有咯咯聲發(fā)出說明基本上能用。測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電極。壓電陶瓷有一個奇妙的特性－壓電效應(yīng)：如將它彎曲，它的表面就會出現(xiàn)異種電荷，如反向彎曲，電荷的極性也會相反。奇妙的是如果在壓電陶瓷片的兩個電極上施加一定的電壓，它就會發(fā)生彎曲，當(dāng)電壓方向改變時，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：對壓電陶瓷片講話，使它受到聲波的振動而發(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，壓電陶瓷片就會產(chǎn)生相應(yīng)的彎曲運(yùn)動，推動空氣形成聲音，這時候，它又成了喇叭。壓電陶瓷片作為一種電子元件，在新買來的時候，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)用的訊響器實質(zhì)上也是電磁式的。?話筒有電容式的、動圈式的等等，常用的卡拉OK話筒一般都是動圈式的，其實它是動圈式揚(yáng)聲器的反應(yīng)用，不信你可以把動圈話筒接到WALKMAN的耳機(jī)輸出端試試能不能發(fā)聲。（開小音量，別燒了：－）電子制作中常用的話筒是駐極體電容話筒，價錢很便宜（約一元一個），音質(zhì)也不算差，體積很小。其實大多數(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：－）說它體積小，我們要做的微型無線竊聽器也用這種話筒，Bitbaby有一個駐極體話筒只有米粒那么大（花大價錢買來的：－（第二節(jié)電池?fù)?jù)說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？有沒有被炸掉？）。電池有兩個常用的參數(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個小時。顯然，如果用250mA的電流放電，就能使用2個小時，以此類推。常用常見的電池有錳干電池，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。錳干電池有一個奇怪的特性，間歇放電的時間和比連續(xù)放電的時間要長，這是一個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中聽磁帶使用，其壽命比普通電池長許多，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，但事實上，堿性電池是可以充電的，最多可以充電幾十次。只是對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代表一號堿性電池，LR6代表五號。普通的錳干電池，單以R為型號，常見的R6P是五號高容量電池。Bitbaby喜歡用“白象”牌堿性電池裝備電器。許多計算器上都使用了太陽能硅光電池，有光照的時候給鈕扣電池充電。太陽能電池有長方形片狀的，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)，以隨時把電能存儲起來，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