第10章 電子技術基本操作

第10章電子技術基本操作第三篇電子線路安裝與調(diào)試

內(nèi)容提要

本章主要介紹電阻、電容、二極管、晶體管等常用電子元件的分類及主要參數(shù)；數(shù)字萬用表的使用方法及集成電路的分類；電子焊接的常用工具、器材、焊接方法與焊點要求；元件引腳成型及安裝方法等內(nèi)容。1.電阻器的分類10.1.1電阻器按電阻值在電路的特性可變電阻器（電位器）按結(jié)構分單圈電位器多圈電位器單聯(lián)電位器雙聯(lián)電位器多聯(lián)電位器按調(diào)節(jié)活動機構分旋轉(zhuǎn)式電位器直滑式電位器數(shù)碼電位器按用途分普通電位器精密電位器功率電位器微調(diào)電位器專用電位器按輸出特性的函數(shù)分線繞電阻器非線繞電阻器固定電阻器按材料分金屬玻璃釉電阻器實芯電阻器薄膜電阻器碳膜電阻器金屬膜電阻器按用途分普通型（通用型）精密型功率型高壓型高阻型按形狀分圓柱型管型片型鈕型馬蹄型塊型按引出線的結(jié)構形式分軸向引線經(jīng)向引線同向引線按保護層材料分涂漆燒法瑯塑封按電阻體材料分非繞線（薄膜）電位器繞線電位器小型碳膜電位器合成碳膜電位器有機實芯電位器精密合成膜電位器多圈合成膜電位器圖10.1電阻器的分類線性電位器非線性（對數(shù)、指數(shù)）電位器敏感電阻器：主要包括光敏、熱敏、壓敏、氣敏等半導體材料做成的電阻。

2.電阻器和電位器的型號命名法第一部分第二部分第三部分第四部分用字母表示主體用字母表示材料用數(shù)字或字母表示特征用數(shù)字表示序號符號意義符號意義符號意義RW電阻器電位器TPUCHIJYSNXRGM碳膜硼碳膜硅碳膜沉積膜合成膜玻璃釉膜金屬膜氧化膜有機實芯無機實芯線繞熱敏光敏壓敏1、2345789GTXLWD普通超高頻高阻高溫精密電阻器——高壓電位器——特殊函數(shù)特殊高功率可調(diào)小型測量用微調(diào)多圈包括：額定功率阻值允許誤差精度等級表10.1電阻器和電位器的型號命名法示例1：型號RJ71-0.25-3.3KΩ-I的精密金屬膜電阻器，含義為：示例2：22kΩ單聯(lián)合成碳膜電位器3.電阻器和電位器的主要性能指標

(1).固定電阻器的主要參數(shù)

1）額定功率

指電阻器在規(guī)定的環(huán)境溫度和濕度下，假設周圍空氣不流通，在長期連續(xù)工作而不損壞或基本不改變電阻器性能的情況下，電阻器上允許消耗的最大功率。圖10.2固定電阻器額定功率的符號表示

2）標稱阻值及允許誤差電阻器的阻值和誤差有三種標注方法：直標法是將電阻器的主要參數(shù)和技術性能用數(shù)字或字母直接標注在電阻體上。文字符號法是將需要標出的主要參數(shù)與技術性能用文字、數(shù)字符號兩者有規(guī)律地組合起來標志在電阻器上。如0.1Ω標注為Ω1，3.3Ω標為3Ω3，4.7kΩ標為4k7，10MΩ標注為10M等。色標法（又稱色環(huán)表示法）是用不同顏色的色環(huán)來表示電阻器的阻值及誤差等級。3）最高工作電壓

指電阻器長期工作不發(fā)生過熱或電擊穿的工作電壓限度。圖10.3電阻器色標法示例

(2)電位器的主要參數(shù)電位器的主要參數(shù)除了與電阻器相同的標稱阻值、額定功率外，還有：1）阻值變化規(guī)律 常用的電位器阻值變化規(guī)律有直線式（X）、指數(shù)式（Z）、對數(shù)式（D）三種。2）滑動噪聲 電位器的接觸刷在電阻體上移動時，除了有用信號外還有起伏不定的噪聲信號（可用示波器觀測到），這就是電位器的滑動噪聲。滑動噪聲應在一定的范圍內(nèi)，否則影響電子設備的正常工作。4.電阻器的簡單測試

固定電阻器的簡單測試

測量電阻一般可用萬用表和歐姆表。(1)將萬用表的量程開關選置到測量電阻的適當?shù)臋n位上；(2)兩表筆分別接被測電阻的兩端；(3)看表的讀數(shù)，完成測量。

電位器的簡單測試

10.1.2電容器1.電容器的分類按介質(zhì)不同，可分為空氣介質(zhì)電容器、紙介電容器、有機薄膜電容器、瓷介電容器、玻璃釉電容器、云母電容器、電解電容器；按結(jié)構不同，可分為固定電容器、半可變電容器、可變電容器等。(1)固定電容器

固定電容器的電容量是不可調(diào)節(jié)器的，常用的幾種固定電容器有圖10.4常用固定電容器的外形和圖形符號(2)半可變電容器

半可變電容器又稱微調(diào)電容器或補償電容器。其特點是容量可在小范圍內(nèi)變化，可變?nèi)萘客ǔＴ趲譸F或幾十pF之間(3)可變電容器

可變電容器的容量可在一定范圍內(nèi)連續(xù)變化，它由若干片形狀相同的金屬片并接成一組（或幾組）定片和一組（或幾組）動片。

圖10.5常用半可調(diào)電容器的圖形符號和外形2.電容器的型號命名法第一部分第二部分第三部分第四部分用字母表示主體用字母表示材料用字母表示特征用字母或數(shù)字表示符號符號意義符號意義符號意義C電容器CIOYVZJBFLSQHDAGNTME瓷介玻璃釉玻璃膜云母云母紙紙介金屬化紙聚苯乙烯聚四氟乙烯滌綸（聚脂）聚碳酸脂漆膜紙膜復合鋁電解鉭電解金屬電解鈮電解鈦電解壓敏其它材料電解TWJXSDMYC鐵電微調(diào)金屬化小型獨石低壓密封高壓穿心式包括品種、尺寸代號、溫度特性、直流工作電壓、標稱值、允許誤差、標準代號表10.5電容器的型號命名法

電容器的型號示例(1)標稱容量與允許誤差

電容器的容量表示電容儲存電荷的能力。

電容器類別標稱值系列高頻紙介質(zhì)、云母介質(zhì)、玻璃釉介質(zhì)高頻（無極性）有機薄膜介質(zhì)1.01.11.21.31.51.61.82.02.22.42.73.03.33.63.94.34.75.15.66.26.87.58.29.1紙介質(zhì)、金屬化紙介質(zhì)、復合介質(zhì)低頻（有極性）有機薄膜介質(zhì)1.01.52.02.23.34.04.75.06.06.88.0電解電容器1.01.52.23.34.76.8表10.6常用電容器電容量標稱系列1）容量數(shù)字標注方法用三位整數(shù)表示，第一、二位為電容量的有效數(shù)字，第三位為有效數(shù)字后面加零的個數(shù)，單位為pF，如223表示22000pF的電容量。2）容量的文字表示法將容量的整數(shù)部分寫在容量單位標注符號的前面，小數(shù)部分寫在容量單位標注符號的后面。如：3p3=3.3pF，1μ1=1.1μF，2n2=2.2nF。3）誤差標注方法有：（1）將容量的允許誤差直接標在電容器上； （2）用羅馬數(shù)字“Ⅰ”、“Ⅱ”、“Ⅲ”分別標注在電容器上表示允許誤差為±5%、±10%、±20%； （3）用英文字母表示允許誤差等級。D、F、G、J、K、M、N、P、S、Z分別表示±0.5%、±1%、±2%、±5%±10%±20%、±1000%、±5020%、±8020%。4）容量誤差的色標標注法，其標注原則與電阻色標法相同。(2)額定工作電壓耐壓值一般都直接標注在電容器上

電容器的容量及誤差標注方法3.電容器的簡單測試方法(1)電解電容的測試1）電容量的測量用數(shù)字萬用表的電容測試檔位選取適當?shù)牧砍?，即可以直接測量出電容的電容量。2）測電容器漏電電流將數(shù)字萬用表的歐姆檔置于較大檔位，將其兩個表筆接到電容的兩端，這時看到顯示數(shù)字，然后逐漸變到顯示“1”的狀態(tài)，則說明電容的漏電流基本正常。如果再將兩表筆反過來接到電容器的兩端，若看到顯示的數(shù)字首先為負的，然后數(shù)字變成正的，最后也顯示“1”的狀態(tài)，說明電容器是貯存電荷的功能正常。

(2)非電解電容器的測試

對于非電解電容器的測試一般直接使用數(shù)字萬用表的電容測試檔位對其電容量進行測量。1.電感器的分類

電感器的種類很多，根據(jù)電感器的電感量是否可調(diào)可分為固定電感器、可變電感器和微調(diào)電感器；按其導磁體性質(zhì)來分，有帶磁芯和不帶磁芯的電感器；按繞線結(jié)構來分，有單導線圈、多層線圈和蜂房線圈。10.1.3電感器a)電感器線圈b)帶磁芯電感器c)磁芯有間隙電感器d)帶磁芯連續(xù)可調(diào)電感器e)有抽頭電感器f)步進移動觸點的可變電感器g)可變電感器圖10.7電感器的符號2.電感器的主要參數(shù)

(1)電感（L）它包括自感與互感，反映電感存儲磁場能量的能力，也反映電感器通過變化電流時產(chǎn)生感應電動勢的能力。(2)品質(zhì)因數(shù)（Q）(3)分布電容(4)額定電流額定電流是指電感器長期工作不損壞所允許通過的最大電流。

3.電感器的簡單測試

要測量電感器的電感量等參數(shù)，可以使用電感測試儀、交流電橋、Q表。使用萬用表只能判斷一下線圈的直流電阻是否正?；蛘呤欠窬€圈開路與短路等情況。一般情況下我們對電感器的測試常常不須要去測量其電感量等參數(shù)，常常只要簡單地判斷一下它是否還能工作。中心抽頭的判定：先假定一根為中心抽頭，如果測得它與另外兩根引線的直流電阻值差別不大，那么假定是對的，否則重新假定和測量。10.1.4半導體分立元件

1.國產(chǎn)半導體器件型號命名方法示例1：二極管2CZ11A的型號意義如下所示示例2：三極管3DG6B的型號意義如下所示2.半導體二極管(1)半導體二極管的分類及符號

1）按其用途不同可分為整流二極管、檢波二極管、穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、光敏二極管；2）按其制作材料不同可分為鍺二極管和硅二極管；3）按其制作工藝的不同可分為點接觸二極管和面接觸二極管。常用二極管的外形及符號如圖。（a）普通二極管（b）穩(wěn)壓二極管（c）發(fā)光二極管。圖10.8常用二極管的外形及圖形符號(2)二極管的主要參數(shù)

反向飽和電流IS

指二極管未擊穿時的反向電流，其值越小，二極管的單向?qū)щ娦栽胶?。Is值隨溫度增加而增加，使用時要注意。最大整流電流IF

指二極管長期運行時允許通過的最大正向平均電流。最大反向工作電壓URM

指正常使用時允許加在二極管兩端的最大反向電壓。最高工作頻率fM反向恢復時間trr

(3)二極管的簡單測試

用數(shù)字萬用表來測試普通二極管是十分方便的。它可以判斷普通二極管的陽、陰極性，二極管的好壞，是硅管還是鍺硅等。只要使用數(shù)字萬用表的“”檔（以下簡稱通斷檔）分別測試二極管的正向電阻和反向電阻就可以進行以上判斷。1）好壞的判別如果數(shù)字萬用表的兩次讀數(shù)均顯示“1”，則被測元件已經(jīng)損壞或它根本就不是二極管。當兩次讀數(shù)有一次顯示.2XX~.7XX(X表示任意數(shù)字)，另一次顯示“1”時，說明二極管是好的。2）材料的判別如果兩次讀數(shù)字中有一次顯示為.2XX~.4XX表示是鍺管，如果顯示的是.5XX~.7XX表示是硅管。3）正負極性的判別

在兩次測量中，有數(shù)字顯示的那次測量，數(shù)字萬用表紅表筆所接的一端為二極管的陽極，黑表筆所接的一端為陰極。當然判斷二極管的陽極陰極也可以用觀察的方法類別，一般二極管的外殼上均印有箭頭、色點、色環(huán)等標識，箭頭所指向的方向或靠近色環(huán)的一端為陰極，有色點的一端為陽極。3.半導體三極管(1)三極管的分類與外形按所用的半導體材料分有硅管和鍺管（硅管多為NPN型。鍺管多為PNP型）；按結(jié)構分有PNP管和NPN管；按其用途又分為低頻管、中頻管、高頻管、超高頻管、小功率管（功率小于1W）、中功率管、大功率管和開關管等；按封裝形式分有玻璃殼封裝管、金屬殼封裝管、塑料封裝管等。圖10.11晶體管的結(jié)構和符號圖10.11金屬殼與塑料殼三極管外形圖(2)三極管的簡單測試用數(shù)字萬用表可以十分方便地判斷出三極管的三極、管芯類型（NPN，PNP）以及測量其β。1）判別基極和三極管的管芯類型2）β的測量和集電極c、發(fā)射極e的判別10.1.5半導體集成電路

簡稱為集成電路，它利用半導體工藝把晶體管三極管、晶體二極管、電阻、電容等元件制作在同一基片上，并按要求相互連接起來，使其成為具有一定功能的電路。與由分立元件組成的電路比，具有體積小、集成度高、功耗小、可靠性高、重量輕、成本低等優(yōu)點。1.集成電路的分類按處理信號不同可分為數(shù)字集成電路和模擬集成電路。數(shù)字集成電路按電路集成度又可以分為：①小規(guī)模集成電路（SSI）②中規(guī)模集成電路（MSI）③大規(guī)模集成電路（LSI）④超大規(guī)模集成電路（VLSI）

集成電路的分類綜合考慮制造工藝和使用功能，集成電路的分類如下：(1)數(shù)字電路TTL電路、HTL電路、ECL電路、CMOS電路、微型機電路(2)模擬電路運算放大器、穩(wěn)壓器、音響電路、電視電路、非線性電路(3)接口電路電平轉(zhuǎn)換器、電壓比較器、線驅(qū)動接收器、外圍驅(qū)動器(4)特殊電路2.半導體集成電路電路型號命名方法

74表示國際通用74系列（民用）；54表示國際通用54系列（軍用）。H表示高速。L表示低速。LS表示低功耗。C表示只出現(xiàn)在74在系列。M表示只出現(xiàn)在54系列。第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分中國制造器件類型器件系列品種工作溫度范圍封裝C

T：TTL電路H：HTL電路E：ECL電路C：CMOS電路M：存儲器μ：微型機電路F：線性放大器W：穩(wěn)壓器D：音響電視電路B：非線性電路J：接口電路AD：A/D轉(zhuǎn)換器DA：D/A轉(zhuǎn)換器SC：通信專用電路SS：敏感電路…TTL電路分為：54/74×××54/74H×××54/74L×××54/74S×××54/74LS×××54/74AS×××54/74ALS×××54/74F×××CMOS電路為：4000系列54/74HC×××54/74HCT×××…C：0~70℃G：-25~70℃L：-25~85℃E：-40~85℃R：-55~85℃M：-55~125℃F：多層陶瓷扁平封裝B：塑料扁平封裝H：黑瓷扁平封裝D：多層陶瓷雙列直插封裝J：黑瓷雙列直插封裝P：塑料雙列直插封裝S：塑料單列直插封裝T：金屬圓殼封裝K：金屬菱形封裝C：陶瓷芯片載體封裝E：塑料芯片載體封裝G：網(wǎng)絡針棚陳列封裝…SOIC：小引線封裝PCC：塑料芯片載體封裝LCC：陶瓷芯片載體封裝表10.9半導體集成電路型號命名法3.數(shù)字集成電路簡介與使用一般規(guī)則

(1)TTL集成電路簡介1）國產(chǎn)TTL集成電路有T1000~T4000系列

T1000標準系列與國標CT54/74系列及國際SN54/74通用系列相同；

T2000高速系列與國標CT54H/74H系列及國際SN54H/74H高速系列相同；

T3000肖特基系列與國標CT54S/74S系列及國際SN54S/74S肖特基系列相同；

T4000低功耗肖特基系列與國標CT54LS/74LS系列及國際SN54LS/74LS低功耗肖特基系列相同。2）型號區(qū)別

54與74系列的區(qū)別主要是在工作環(huán)境溫度上，54系列為-55~+125℃，74系列為0~+70℃。

T1000~T4000的主要區(qū)別僅在于典型門的平均延遲時間和平均功耗兩個參數(shù)有所不同，其它電參數(shù)和外引線排列基本相同，可根據(jù)要求選擇功能相同的系列電路互為代用。(2)TTL集成電路一般使用規(guī)則

電路規(guī)定的工作極限參數(shù)不能超過保證電源電壓的穩(wěn)定輸入輸出端的處理當負載為容性且電容量大于100pF時，TTL輸出端應串接數(shù)百歐姆的限流電阻限制充放電電流。不要帶電焊接或拔插集成電路，以防電流的沖擊造成集成電路的永久性損壞。輸入信號的有效上升沿和下降沿不應超過1μs。(3)CMOS集成電路簡介

1）優(yōu)點

CMOS集成電路是以單極型晶體管為基本元件制成的， 具有功耗低、工作電源電壓范圍寬（如CC4000系列的工作電壓范圍為3~18V）、速度快（可達7MHz）、抗干擾能力強、邏輯擺幅大、輸入阻抗高（通常為108Ω）、扇出能力大、封裝密度大、溫度穩(wěn)定性好、抗輻射能力強及成本低等優(yōu)點。

2）三種封裝形式 陶瓷扁平封裝，工作溫度范圍是-55~+100℃； 陶瓷雙列直插封裝，工作溫度范圍是-55~+125℃； 塑料雙列直插封裝，工作溫度為-40~+85℃。(4)CMOS集成電路的一般使用規(guī)則

1）電源極性不允許接反，電源電壓范圍為3~18V，電源電壓不允許超出此范圍內(nèi)。工作時一定要注意電壓與信號的加載順序，要先加電源，后加信號，先撤除信號，后切斷電源。2）輸入信號的幅度不能超過電源電壓，否則會損壞其內(nèi)部的輸入保護二極管。3）輸入端的輸入電流一般不應超過1mA，對低內(nèi)阻的信號源常采用限流措施。4）多余不用的輸入端不允許懸空，在電路中應按邏輯功能的要求接電源端或地（參考TTL多余輸入端處理）。多余輸入端最好不要并聯(lián)使用，因為并聯(lián)后會增加輸入電容而降低電路的工作速度。5）CMOS集成電路的輸出端不允許直接接地或電源，也不允許兩個CMOS芯片輸出端直接連接使用，以免損壞器件?？蓪⑼恍酒膸讉€同類電路的輸入端和輸出端分別并聯(lián)在一起以增加驅(qū)動能力。10.2.1常用焊接工具1.電烙鐵電烙鐵是焊接的基本工具,它的作用是把電能轉(zhuǎn)換成熱能,用以加熱工件,熔化焊錫,使焊錫潤濕被焊金屬形成合金,使元器件與導線牢固地連接到一起。

2.輔助工具尖嘴鉗斜口鉗鑷子刀子10.2電子焊接的基本操作工藝10.2.2電子焊接的焊料焊料是一種易熔金屬，它能使元器件引線與印制電路板的導線連接在一起。焊料通常是用錫（Sn）與鉛（Pb）再加入少量其它金屬制成的材料，一般稱為焊錫。1.焊錫的種類常用焊錫按含量的多少可分為15種，按含錫量和雜質(zhì)的化學成分分為S、A、B三個等級，電子器件的焊接使用焊錫一般為65Sn~40Sn。2.焊錫的形狀常用焊錫有五種形狀：①塊狀；②棒狀；③帶狀；④絲狀；⑤粉末狀。

10.2.3助焊劑與阻焊劑

1.助焊劑(1)助焊劑的作用就是要清除金屬表面的氧化物、硫化物、油和別的污染物，防止在加熱過程中的焊料繼續(xù)氧化，并幫助焊料流動和濕潤。(2)助焊劑可分為：無機助焊劑、有機助焊劑、樹脂助焊劑等幾種。2.阻焊劑阻焊劑作用：將不需要焊接的部分保護起來，阻止焊錫流到這此部位。

10.2.4電子元件焊接的基本要求與方法

1.錫焊焊點的基本要求(1)焊點應接觸良好，保證被焊件間能穩(wěn)定可靠地通過一定的電流。(2)避免虛焊的發(fā)生。(3)焊點要有足夠的機械強度。(4)焊點表面應美觀，焊點表面應呈現(xiàn)光滑狀態(tài)，不應出現(xiàn)棱角或拉尖現(xiàn)象。圖10.17焊點示意圖2.錫焊的條件(1)被焊件必須具備可焊性；(2)被焊件表面應保持清潔；(3)使用合適的焊劑；(4)適當?shù)暮附訙囟取?/p>

提高錫焊溫度雖然可提高錫焊的速度,但是錫焊溫度過高焊劑分解速度快,導致焊盤脫落。溫度過低會導致虛焊。

(5)焊接時間的選擇 在焊接溫度確定之后，應根據(jù)潤濕狀態(tài)來決定焊接時間的長短。時間太短，錫焊不足以潤濕，時間太長，有損傷元器件和印制板的危險。因此，要合理地控制焊接的時間，通常要求焊接時間在1.5~4s之間。另外，對同一個焊點應斷續(xù)焊接，而不能連續(xù)焊接。3.焊接的基本方法(1)導線及元件引線上錫(2)烙鐵的握法(3)焊接的的基本方法1）五步焊接法2）三步焊接法圖10.19五步操作法圖10.20三步操作法1.插裝元件的引線成型要求手工插裝焊接的元器件引線需要注意的是：

①引線不應在根部彎曲，至少要離根部1 .5mm以上；②彎曲處的圓角半徑R要大于兩倍的引線直徑；③彎曲后的兩根引線要與元件本體垂直，且與元件中心位于同一平面內(nèi)④元件的標志符號應方向一致，以便于觀察。圖10.21手工插裝元器件引線成型形狀10.3電子元器件的安裝2.元器件的插裝方法(1)手工插裝：手工插裝多用于科研或小批量生產(chǎn)，有兩種方法：一種是一塊印制電路板所需全部元器件由一人負責插裝；另一種是采用傳送帶的方式上多人流水作業(yè)完成插裝。(2)