電工電子技術(shù)基礎(chǔ)（第三版）07 電子元器件與簡(jiǎn)單電子線路

任務(wù)一課題一認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)二認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管電子元器件與簡(jiǎn)單電子線路模塊七認(rèn)識(shí)常用的電阻器了解電阻器、電容器、電感器的主要參數(shù)掌握電阻器、電容器、電感器的測(cè)量與質(zhì)量判斷方法認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一學(xué)習(xí)目標(biāo)

隨著科技的日新月異、新技術(shù)的快速發(fā)展，電子技術(shù)在生活中得到更為廣泛的應(yīng)用，目前電子技術(shù)已成為信息產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)之間的重要環(huán)節(jié)和橋梁。如圖7-1所示為一臺(tái)直流穩(wěn)壓電源的線路板，上面有許多的電子元器件。你能說出這些電子元器件的名稱嗎？知道應(yīng)如何檢查和測(cè)量這些電子元器件嗎？認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一任務(wù)引入認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一一、電阻器1．電阻器的外形、符號(hào)電阻器是具有一定阻值、幾何形狀和技術(shù)性能的元件，在電路中起電阻作用，用英文字母“R”表示。常用電阻器的外形和符號(hào)見表7-1。相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一2．電阻器的參數(shù)電阻器的常用參數(shù)如圖7-2所示，其參數(shù)說明見表7-2。相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一二、電容器1．電容器的外形、符號(hào)電容器在電路中作隔直流、旁路、耦合、調(diào)諧等用，用英文字母“C”表示。電容器按結(jié)構(gòu)一般可分為固定電容器和可變電容器兩大類。常用見表7-3。相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一（接上表）相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一2．電容器的參數(shù)電容器的常用參數(shù)如圖7-3所示，其參數(shù)說明見表7-4。相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一三、電感器1．電感器的外形、符號(hào)一般電感是用漆包線、沙包線在絕緣管上繞一定圈數(shù)制作而成，它在電路中用字母“L”表示，常用電感器的外形、符號(hào)見表7-5。相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一2．電感器的參數(shù)電感器的常用參數(shù)如圖7-4所示，其參數(shù)說明見表7-6。相關(guān)知識(shí)認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一一、標(biāo)出直流穩(wěn)壓電源線路板上的電阻器、電容器根據(jù)已學(xué)相關(guān)知識(shí)，在如圖7-5所示的直流穩(wěn)壓電源線路板上，參照?qǐng)D中標(biāo)注，標(biāo)注出其他元件。任務(wù)實(shí)施認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一二、檢測(cè)電阻器、電容器和電感器1．檢測(cè)電阻器2．檢測(cè)電容器具體檢測(cè)方法和步驟見表7-7。任務(wù)實(shí)施認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一任務(wù)實(shí)施（接上表）認(rèn)識(shí)與檢測(cè)電阻器、電容器、電感器任務(wù)一任務(wù)實(shí)施3．檢測(cè)電感器電感器常見的故障有短路和斷路等。具體檢測(cè)方法和步驟見表7-8。認(rèn)識(shí)常用的半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管了解半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管的常用參數(shù)能進(jìn)行半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管的質(zhì)量檢測(cè)認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二學(xué)習(xí)目標(biāo)

半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管和電阻器、電容器一樣，都是組成各種電子線路的最常用的元器件。在如圖7-1所示的直流穩(wěn)壓電源線路板中，能從中找到它們嗎？如何對(duì)它們進(jìn)行檢測(cè)？認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二任務(wù)引入一、半導(dǎo)體二極管1．半導(dǎo)體二極管的外形、符號(hào)常用二極管的外形、符號(hào)見表7-9。相關(guān)知識(shí)

2．二極管的單向?qū)щ娦远O管的單向?qū)щ娦詫?shí)驗(yàn)見表7-10。認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二相關(guān)知識(shí)

3．二極管的極限參數(shù)二極管的參數(shù)可分為特性參數(shù)和極限參數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)中，主要考慮其極限參數(shù)。（1）最大整流電流IFM（IOM），是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)允許通過的最大正向電流。當(dāng)超過該值時(shí)，二極管會(huì)發(fā)熱損壞。（2）最大反向工作電壓URM，是指二極管正常工作時(shí)加在二極管兩端的最大反向電壓，使用時(shí)不得超過此值，否則二極管可能被擊穿。（3）反向電流IR，是指在室溫條件下，在二極管兩端加上規(guī)定的反向電壓時(shí)，流過管子的反向電流。IR值越小，說明二極管的單向?qū)щ娦栽胶?。?）最高工作頻率fM是指二極管在正常工作條件下的最高頻率，其值主要取決于PN結(jié)結(jié)電容的大小，結(jié)電容越大，二極管允許的最高工作頻率越低。認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二相關(guān)知識(shí)二、半導(dǎo)體三極管1．半導(dǎo)體三極管的外形、符號(hào)半導(dǎo)體三極管簡(jiǎn)稱三極管。它有三只引腳，分別為基極（b）、集電極（c）、發(fā)射極（e），

按其導(dǎo)電極性分為NPN型和PNP型。常見三極管的外形、符號(hào)見表7-11。認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二相關(guān)知識(shí)

2．三極管的放大條件三極管有三種工作狀態(tài)，不同的工作條件決定了三極管的工作狀態(tài)也不同。三極管的工作狀態(tài)與工作條件的關(guān)系（以NPN管為例）見表7-12。

認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二相關(guān)知識(shí)3．三極管的極限參數(shù)三極管的參數(shù)有很多，在實(shí)際生產(chǎn)中，主要考慮其極限參數(shù)。（1）集電極最大電流ICM。（2）集電極—發(fā)射極反向擊穿電壓U（BR）CEO。（3）集電極最大允許耗散功率PCM。認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二相關(guān)知識(shí)一、標(biāo)出直流穩(wěn)壓電源線路板上的二極管、三極管根據(jù)已學(xué)相關(guān)知識(shí)，在圖7-6中標(biāo)出二極管、三極管。認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二任務(wù)實(shí)施二、檢測(cè)二極管、三極管1．檢測(cè)二極管（1）直觀識(shí)別二極管的引腳極性，如圖7-7所示。（2）用萬用表來判別二極管的引腳極性和質(zhì)量，具體的測(cè)試方法見表7-13。認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二任務(wù)實(shí)施認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二任務(wù)實(shí)施（接上表）認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二任務(wù)實(shí)施（接上表）認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二任務(wù)實(shí)施2．檢測(cè)三極管（1）直觀識(shí)別三極管引腳極性，見表7-14。（2）用萬用表來判別三極管的引腳，具體的測(cè)試方法見表7-15。認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二任務(wù)實(shí)施認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二任務(wù)實(shí)施認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二任務(wù)實(shí)施認(rèn)識(shí)與檢測(cè)半導(dǎo)體二極管、三極管任務(wù)二任務(wù)實(shí)施任務(wù)一課題二分析晶體管放大電路任務(wù)二安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源電子元器件與簡(jiǎn)單電子線路模塊七了解放大電路的作用和種類了解放大電路的組成及工作原理分析晶體管放大電路任務(wù)一學(xué)習(xí)目標(biāo)

外觀時(shí)尚、體積輕巧的便攜式擴(kuò)音器（見圖7-8）非常適合教師和導(dǎo)游使用，它采用了最常用的一種基本單元電路——三極管基本放大電路（見圖7-9），它是利用半導(dǎo)體三極管的電流控制作用，將微弱的信號(hào)放大從而驅(qū)動(dòng)負(fù)載正常工作。本任務(wù)將了解三極管基本放大電路的組成及工作原理。分析晶體管放大電路任務(wù)一任務(wù)引入一、放大電路的概念與分類電子線路的主要作用是對(duì)信號(hào)進(jìn)行傳輸和處理，其中最基本的作用是對(duì)信號(hào)進(jìn)行放大。能將信號(hào)放大的電路稱為放大電路或放大器，其作用是將微弱的電信號(hào)放大為功率或幅度足夠大且與原來信號(hào)變化規(guī)律一致的信號(hào)，即進(jìn)行不失真地放大。許多電子設(shè)備如收音機(jī)、電視機(jī)、手機(jī)、音響等都要用到放大器。放大電路的種類繁多，可按照不同的方法進(jìn)行分類，見表7-16。分析晶體管放大電路任務(wù)一相關(guān)知識(shí)放大電路的種類繁多，可按照不同的方法進(jìn)行分類，見表7-16。分析晶體管放大電路任務(wù)一相關(guān)知識(shí)二、基本放大電路的組成所謂基本放大電路是指由單個(gè)三極管構(gòu)成的放大電路。當(dāng)三極管組成放大器時(shí)，其中兩個(gè)電極用作信號(hào)（待放大信號(hào)）的輸入端子；兩個(gè)電極作為信號(hào)（放大后的信號(hào)）的輸出端子。那么，晶體管三個(gè)電極中，必須有一個(gè)電極既是信號(hào)的輸入端子，又同時(shí)是信號(hào)的輸出端子，這個(gè)電極稱為輸入信號(hào)和輸出信號(hào)的公共電極。按晶體管公共電極的不同選擇，晶體管放大電路分為共基極電路、共發(fā)射極電路和共集電極電路三種形式，如圖7-10所示。共發(fā)射極電路是放大電路的一種基本電路形式，應(yīng)用非常廣泛。分析晶體管放大電路任務(wù)一相關(guān)知識(shí)放大電路應(yīng)由放大器件、直流電源、偏置電路、輸入電路和輸出電路幾部分組成。1．共發(fā)射極基本放大電路的電路結(jié)構(gòu)

分析晶體管放大電路任務(wù)一相關(guān)知識(shí)共射雙電源供電電路如圖7-11所示，由于發(fā)射極作為輸入回路和輸出回路的公共端（又稱為地），所以稱為共發(fā)射極電路，簡(jiǎn)稱共射電路。為簡(jiǎn)化如圖7-11所示電路，一般選取VBB=VCC，這樣就得到如圖7-12a所示的單電源供電的共射基本放大電路。此外，因?yàn)閂CC一端總是與地相連，在畫電路圖時(shí)，可利用電位的概念，省略電源符號(hào)，只標(biāo)出另一端的電壓數(shù)值和極性，這樣就得到共射基本放大電路的習(xí)慣畫法，如圖7-12b所示，2．共射基本放大電路元器件的作用直流電源VCC（幾伏至幾十伏），一方面通過RB給三極管的發(fā)射結(jié)提供正向偏壓，通過RC給集電極提供反向偏壓；另一方面提供負(fù)載所需信號(hào)的能量。RB決定基極偏置電流iB的大小，稱為基極偏置電阻。RC將集電極電流的變化轉(zhuǎn)換為電壓的變化，提供給負(fù)載，稱為集電極負(fù)載電阻（一般為幾千歐至幾十千歐）。

分析晶體管放大電路任務(wù)一相關(guān)知識(shí)電容C1、C2的作用是隔斷放大電路與信號(hào)源、放大電路與負(fù)載之間的直流通路，僅讓交流信號(hào)通過，即隔直通交。C1稱為輸入耦合電容，C2稱為輸出耦合電容。C1、RB、VCC及三極管的b、e極構(gòu)成信號(hào)的輸入電路；C2、RC、VCC及三極管的c、e極構(gòu)成信號(hào)的輸出電路。RB、VCC構(gòu)成三極管的偏置電路。三極管的發(fā)射極是輸入回路和輸出回路的公共端，所以稱這種電路為共發(fā)射極放大電路。與三極管的3個(gè)電極相對(duì)應(yīng)，還可構(gòu)成共基極放大電路和共集電極放大電路。

分析晶體管放大電路任務(wù)一相關(guān)知識(shí)基本放大電路有4個(gè)組成部分、3種基本電路形式（或稱為組態(tài)），在構(gòu)成具體放大電路時(shí)，都應(yīng)遵從下列原則。（1）必須保證放大器件工作在放大區(qū)，以實(shí)現(xiàn)電流或電壓控制作用。（2）元件的安排應(yīng)保證信號(hào)能有效地傳輸，即有ui時(shí)，應(yīng)有uo輸出。（3）元件參數(shù)的選擇應(yīng)保證輸入信號(hào)能不失真地放大，否則放大將失去意義。以上3條原則也是判斷一個(gè)電路是否具有放大作用的依據(jù)。分析晶體管放大電路任務(wù)一相關(guān)知識(shí)

了解三極管放大電路的工作原理。從能量的角度來看，輸入的電壓ΔUBE和電流ΔIB均較小，輸入的功率也較小，而輸出的電流ΔIC和電壓ΔUO均較大，輸出功率也較大。輸出功率由電源VCC提供的，任務(wù)實(shí)施分析晶體管放大電路任務(wù)一不是由輸入電壓ΔUBE提供的。當(dāng)然，由于三極管的特殊作用，輸入電壓ΔUBE則完全控制著輸出電流ΔIC和電壓ΔUO的變化，因此輸出端可以得到與輸入信號(hào)波形完全一致的但功率要大得多的信號(hào)，即使信號(hào)不失真地放大。綜上所述，共射電路具有電流放大、電壓放大和功率放大的作用，而“放大”的本質(zhì)實(shí)際上是指功率的放大或能量的放大。任務(wù)實(shí)施

放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)所謂靜態(tài)是指放大器在沒有交流信號(hào)輸入（即ui=0）時(shí)的工作狀態(tài)。這時(shí)三極管的基極電流IB、集電極電流IC、基極與發(fā)射極間的電壓UBE、集電極與發(fā)射極間的電壓UCE的值叫靜態(tài)值。這些靜態(tài)值分別在輸入、輸出特性曲線上對(duì)應(yīng)著一點(diǎn)Q，如圖7-13所示。知識(shí)鏈接分析晶體管放大電路任務(wù)一

放大電路的靜態(tài)工作點(diǎn)從放大電路原理圖可以看出，如保持電源VCC不變，調(diào)節(jié)RB即可改變IBQ，從而使靜態(tài)工作點(diǎn)改變。為使放大器能正常工作，放大器必須有一個(gè)合適的靜態(tài)工作點(diǎn)。知識(shí)鏈接了解直流穩(wěn)壓電源的組成和工作原理知道相關(guān)元器件在直流穩(wěn)壓電源電路中的應(yīng)用掌握常用電子組裝工具的使用方法安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二學(xué)習(xí)目標(biāo)能安裝與調(diào)試直流穩(wěn)壓電源

人們?nèi)粘Ｊ褂玫脑S多電子產(chǎn)品都需要采用直流電源供電，可是220V的交流電壓，需要有一個(gè)轉(zhuǎn)換電路來實(shí)現(xiàn)交流到直流的轉(zhuǎn)換，這個(gè)交—直流轉(zhuǎn)換電路稱為直流穩(wěn)壓電源，直流穩(wěn)壓電源實(shí)物如圖7-14a所示。如圖7-14b所示為直流穩(wěn)壓電源的電路圖，本任務(wù)將了解該電路的組成和工作原理，并學(xué)習(xí)直流穩(wěn)壓電源的安裝與調(diào)試方法。安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二任務(wù)引入

直流穩(wěn)壓電源電路由電源變壓器、整流電路、濾波電路和電子穩(wěn)壓電路四部分組成。如圖7-15所示為直流穩(wěn)壓電源的構(gòu)成方框圖。一、電源降壓電路二、電源整流、濾波電路1．電源整流電路如圖7-14b所示，二極管V1、V2、V3、V4共同組成電源整流電路。電源整流電路是利用整流器件（如整流二極管）的單向?qū)щ娞匦詫⒔涣麟娹D(zhuǎn)變?yōu)橹绷麟?。一般可分為半波整流電路、全波整流電路和橋式整流電路。這里采用的是橋式整流電路。安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二相關(guān)知識(shí)

（1）橋式整流電路的電路組成。如圖7-16a所示為單相橋式整流電路圖。（2）橋式整流電路的工作原理。首先變壓器電網(wǎng)電壓u1變換成所需要的較低的交流電壓u2。其變壓比等于變壓器一次側(cè)與二次側(cè)的匝數(shù)比，即u1/u2=N1/N2。在交流電壓u2的正半周、負(fù)半周期間，負(fù)載電阻器R都有電流通過，負(fù)載兩端都有電壓輸出。其波形如圖7-16b所示。安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二相關(guān)知識(shí)（3）負(fù)載上的直流電壓2．電源濾波電路如圖7-14b所示，C1和二極管V1、V2、V3、V4共同組成電源濾波電路。電源濾波電路是利用電容的儲(chǔ)能作用，將整流電路輸出的脈動(dòng)直流電轉(zhuǎn)換為比較平滑的直流電。（1）電路組成。（2）工作原理。（3）負(fù)載上的直流電壓安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二相關(guān)知識(shí)三、電子穩(wěn)壓電路1．電子穩(wěn)壓電路的組成與工作原理串聯(lián)型直流電子穩(wěn)壓電路由取樣電路、基準(zhǔn)電壓電路、比較放大電路、電壓調(diào)整電路等組成。（1）取樣電路。如圖7-14b所示，取樣電路由R4、RP、R5組成。（2）基準(zhǔn)電壓電路。如圖7-14b所示，基準(zhǔn)電壓電路由R3、V9組成。安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二相關(guān)知識(shí)

（3）比較放大電路。如圖7-14b所示，比較放大電路由V8等元件組成。（4）電壓調(diào)整電路。如圖7-14b所示，電壓調(diào)整電路由V6、V7等元件組成。V7與V6組成復(fù)合管。調(diào)整原理如下。假如因某種原因?qū)е路€(wěn)壓電源電壓UO輸出增大，經(jīng)取樣電路、電壓基準(zhǔn)電路、比較放大電路和調(diào)整電路的作用，最終使電壓調(diào)整管Uce（V6）增大。因?yàn)椋篣O=Uc（V1）-Uce（V6）所以通過電路自動(dòng)調(diào)整V6的Uce電壓，從而達(dá)到自動(dòng)調(diào)整輸出電壓UO的目的。其穩(wěn)壓過程如下。安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二相關(guān)知識(shí)

2．輸出電壓值調(diào)整范圍計(jì)算方法如下當(dāng)RP調(diào)整到最上端時(shí)，輸出電壓為最小值當(dāng)RP調(diào)整到最下端時(shí)，輸出電壓為最大值安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二相關(guān)知識(shí)

直流穩(wěn)壓電源安裝與調(diào)試的基本操作步驟如下。準(zhǔn)備→熟悉安裝工藝要求→核對(duì)元器件數(shù)量、規(guī)格和型號(hào)→元器件質(zhì)量檢測(cè)→元器件預(yù)加工、安裝→焊接、檢查→總裝→檢查、通電調(diào)試。一、根據(jù)要求，準(zhǔn)備好安裝所需要的工具、儀表

任務(wù)實(shí)施安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二二、熟悉安裝工藝要求認(rèn)真閱讀電路原理圖、裝配圖和安裝工藝要求。三、根據(jù)原理圖要求，清點(diǎn)安裝所需要的材料元器件明細(xì)表見表7-17。任務(wù)實(shí)施安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二四、元器件質(zhì)量檢測(cè)五、印制線路板和元器件的預(yù)加工與安裝1．印制線路板

任務(wù)實(shí)施安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二2．元器件安裝前的引線成形如圖7-19所示。采用哪種安裝方式，主要取決于焊盤的間距和元器件的外形。對(duì)元器件引線成形，應(yīng)注意以下幾點(diǎn)。（1）所有元器件引線均不得從根部彎折。因根部容易折斷，彎折從根部留1.5mm以上距離。（2）彎折一般不要成直角。任務(wù)實(shí)施安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二

（3）要盡量將元器件有字符的面朝向便于觀察的方向。（4）臥式安裝時(shí)兩引線左右彎折要對(duì)稱，引出線要平行，期間的距離應(yīng)與印制線路板兩焊盤孔的間距相等。3．元器件的安裝遵循先小后大、先低后高、先里后外、先輕后重的安裝原則。圖7-21所示任務(wù)實(shí)施安裝與調(diào)試直流穩(wěn)定電源任務(wù)二六、線路板的焊接線路板的焊接質(zhì)量尤為重要，焊接質(zhì)量與哪些因素有關(guān)呢？一是焊接工具和焊接材料的合理使用，二是操作者焊接技術(shù)。1．焊接工具圖7-22所示為常用的內(nèi)熱式電烙鐵。（1）電烙鐵的選用方法1）根據(jù)被焊點(diǎn)和空間的大小，選擇合適大小的烙鐵頭。2）根據(jù)被焊點(diǎn)熱容量的大小，選擇合適功率的電烙鐵。任務(wù)實(shí)施

（2）電烙鐵的使用注意事項(xiàng)1）輕拿、輕放，