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电子技术基础知识 物理与电子工程学院 电子信息工程系 . 问题！ l能做什么 ？ l该学什么 ？ l怎么学习 ？ l如何去做 ？ 基本技能！ 专业知识！ 学习方法！ 创新意识！ 电 路 图 l电路图是人们为了研究和工程的需要，用约定的 符号绘制的一种表示电路结构的图形。通过电路 图可以知道实际电路的情况。这样，我们在分析 电路时，就不必把实物翻来覆去地琢磨，而只要 拿着一张图纸就可以了；在设计电路时，也可以 从容地在纸上或电脑上进行，确认完善后再进行 实际安装，通过调试、改进，直至成功；而现在 ，我们更可以应用先进的计算机软件来进行电路 的辅助设计，甚至进行虚拟的电路实验，大大提 高了工作效率。 l方框图(框图) 方框图是一种用方框和连线来表示电路工 作原理和构成概况的电路图。从根本上说 ，这也是一种原理图，不过在这种图纸中 ，除了方框和连线，几乎就没有别的符号 了。它和上面的原理图主要的区别就在于 原理图上详细地绘制了电路的全部的元器 件和它们的连接方式，而方框图只是简单 地将电路按照功能划分为几个部分，将每 一个部分描绘成一个方框，在方框中加上 简单的文字说明，在方框间用连线（有时 用带箭头的连线）说明各个方框之间的关 系。所以方框图只能用来体现电路的大致 工作原理，而原理图除了详细地表明电路 的工作原理之外，还可以用来作为采集元 件、制作电路的依据。 主要常见的电路图一共有四种，分别是方框 图、原理图、装配图和印板图。 直流稳压电源框图 收音机电路的方框图 l原理图 原理图就是用来体现电子电路的工作原理的 一种电路图，又被叫做“电原理图”。这种图 ，由于它直接体现了电子电路的结构和工作 原理，所以一般用在设计、分析电路中。分 析电路时，通过识别图纸上所画的各种电路 元件符号，以及它们之间的连接方式，就可 以了解电路的实际工作时情况。 收音机电路的原理图 l装配图 它是为了进行电路装配而采用的一种图纸，图 上的符号往往是电路元件的实物的外形图。我 们只要照着图上画的样子，依样画葫芦地把一 些电路元器件连接起来就能够完成电路的装配 。这种电路图一般是供初学者使用的。装配图 根据装配模板的不同而各不一样，大多数作为 电子产品的场合，用的都是下面要介绍的印刷 线路板，所以印板图是装配图的主要形式。 装配图 l印板图的全名是“印刷电路板图”或“PCB”，它 和装配图其实属于同一类的电路图，都是供装 配实际电路使用的。 l印刷电路板是在一块绝缘板上先覆上一层金属 箔，再将电路不需要的金属箔腐蚀掉，剩下的 部分金属箔作为电路元器件之间的连接线，然 后将电路中的元器件安装在这块绝缘板上，利 用板上剩余的金属箔作为元器件之间导电的连 线，完成电路的连接。由于这种电路板的一面 或两面覆的金属是铜皮，所以印刷电路板又叫“ 覆铜板”。印板图的元件分布往往和原理图中大 不一样。这主要是因为，在印刷电路板的设计 中，主要考虑所有元件的分布和连接是否合理 ，要考虑元件体积、散热、抗干扰、抗耦合等 等诸多因素，综合这些因素设计出来的印刷电 路板，从外观看很难和原理图完全一致；而实 际上却能更好地实现电路的功能。 印板图 以mp3为例 l硬功夫 电子制作常用工具介绍 l调试电路用彩色鳄鱼夹连接线 优质的鳄鱼夹 和柔性彩色软 线，40厘米长 ，耐用方便调 试电路时必不 可少，明显提 高工作效率。 l调试电路用杜邦免焊接连接线 双头20厘米长的杜 邦线，优质12股排 线通过机器自动加 工，品质有保证， 现在的电子模块一 般都采用标准的插 针作为电路接口， 杜邦线可以非常牢 靠地和插针连接， 无需焊接，可以快 速进行电路试验。 l斜口钳 特点是：钳口小，可以伸入设备缝隙中作业，钳口的 底部是平的，可以齐根剪断元件引脚，重量轻、操作 省力，钳口硬，非常适合剪切1毫米左右的元件脚。 l尖嘴钳 l不锈钢镊子 防磁、耐酸、防腐蚀 l导热硅脂 涂于芯片或CPU与散热片之间 l40W长寿命电烙铁 升温迅速，采用最 新的陶瓷发热体， 使用寿命极长，可 以长时间工作，采 用无铅长寿命烙铁 头不容易烧死，绝 缘电阻大于100M， 可以焊接怕静电的 器件，手柄带电源 指示灯功能，使用 更方便。 l电铬铁焊台 是方形的，市场 上还有种圆底的 台面，但放着不 太稳，容易翻倒 ，所以不建议使 用。 l吸焊器 l优质松香 l焊锡丝 l45W大功率胶枪 采用高科技陶瓷PTC 发热元件，升温迅速 ，自动恒温，绝缘强 度大于3750V，可以 用于玩具模型、人造 花圣诞树、装饰品、 工艺品及电子线路固 定，本产品的枪头比 一般产品细长，利于 在狭小空间内进行熔 胶，是电子爱好者必 备的工具。 l8毫米胶棒 热熔胶枪专用胶棒 胶条 l多功能电钻 电钻采用进口电机制造 ，同心度高、运转平稳 ，交直流两用配交流电 源，使用更方便，配套 转夹及转头5根，可以 夹持0.5/1/1.5/2.5/3毫 米的转头，配砂轮4个 及切割砂轮片一个，适 合在电路板上打孔或者 磨削线路，并且可以快 速去除零件表面的氧化 层。 l数字万用表 操作方便，读数精确，功能齐全，体积小巧，携 带方便，可用来测量直流电压/电流，交流电压/电 流，电阻，电容，逻辑电平测试，二极管测试， 晶体三极管HFE测量及电路通断等。 lPLCC芯片起拔器 PLCC封装的芯片放入芯片座后，比较难取出，用这个 专用工具，就非常容易了。 l螺丝刀 l电子元件 常 用 元 器 件 认 识 . l了解元器件的基本知识，能够识 别不同元器件的种类、规格及用 途。 常用元器件 l电阻 l电容 l半导体器件 电阻 l电阻是最常用、最基本的电 子元件之一。其在电路中的 主要用途是：分压、限流和 充当负载。 电阻的分类 l绕线电阻（RX）: 用电阻丝绕成，误差小、精度 高、功率大。但分布电感大，不易获得高阻值。 l薄膜电阻：在陶瓷管表面覆以电阻薄膜。 l敏感电阻 碳膜电阻（RT）： 稳定性好；阻值范 围宽，造价低。 金属膜电阻 （RJ）： 体积小，稳 定性好。 电阻的参数 l电阻最主要的参数是阻值和额定功率。 l额定功率为电阻在电路中允许消耗的最大功 率（PU I） l一个电阻，它所标称的阻值称为标称阻值， 单位为。标称值严格按照国际或国家标准 标注。按不同的误差大小，其标称值在1 10之间的数量也不一样。 l误差为5时， 110之间有标称值24个 。（E24系列） l误差为10时， 110之间有标称值12 个。（E12系列） l误差为20时， 110之间有标称值6个 。（E6系列） 阻值标示方法 l直接法：用数字和单位直接标示阻值的方法， 通常可省略。如4.7K。 l文字符号法：用数字与特殊符号组合，常见符 号有M、K、R。如4K7，1R9。 l数字表示法：常见于贴片电阻，用34位整数 表示阻值，单位为。（前2 3位表示有效 值，末位表示倍率）如1021000 ，1001 1000 l色环表示法：用不同颜色的色环在电阻表面上 标志出电阻主要参数的方法。 5位色环 l在读色环电阻时，应正确识别第一色环 ，一般第一色环距电阻头较近。 1 7 5 10-1 1 4位色环 27 103 5 如果只有3条色环 ，则代表此电阻的 允许误差为20 电容 l电容也是最常用、最基本的电子元件之一 。电容在电路中，可用于隔直流、通交流 ，滤波、旁路或与电感线圈组成振荡回路 。 电容的分类 l根据介质的不同，分为陶瓷、云母、纸质、 薄膜、电解电容几种。 l陶瓷电容：体积小，自体电感小。 l云母电容：性能优良，高稳定，高精密。 l纸质电容：价格低，容量大。 l薄膜电容：体积小，但损耗大，不稳定。 l电解电容：容量大，稳定性差。（使用时应 注意极性） 电容的参数识别和选用 l主要参数是容量和耐压值。 l常用的容量单位有F（10-6 F）、nF（ 10-9 F）和PF （10-12 F），标注方法与 电阻相同。 l电容的选用应考虑使用频率、耐压。电解 电容还应注意极性，使+极接到直流高电 位，还应考虑使用温度。 当标注中省略单位时，默认单位应为PF 电容大小的表示方法 l标有单位的直接表示法：有的电容的表面上直 接标志了其特性参数，如在电解电容上经常按 如下的方法进行标志：4.7u/16V，表示此电容 的标称容量为4.7 uF，耐压16V。 l不标单位的数字表示法：许多电容受体积的限 制，其表面经常不标注单位。但都遵循一定的 识别规则。当数字小于1时，默认单位为微法, 当数字大于等于1时，默认单位为皮法 。 电容大小的表示方法 lp、n、u、m法：此时标识在数字中的字母 ：p、n、u、m即是量纲，又表示小数点位 置。如某电容标注为4n7表示此电容标称容 量为4.710-9F=4700 pF。 l色环、色点标示法：指电容在其本体上用不同颜 色的色码环采用规定的方式来表示电容器的电容 量值。单位为皮法（pF）。 l图一、图二色环表示：a-温度系数；b、c-第一 、二位数字；d-倍率；e-允许误差。 l图三顺着电容器的引线方向， 第一、第二道色环 表示电容量值的有效数字，第三道色环表示零的 个数。其色环或色点的表示值同电阻表示。 半导体器件 l半导体器件是电子元器件中功能和品种最 为复杂的一类器件。由于历史发展的原因 ，各国对其功能分类及命名的方法各不相 同。 我国国家标准（GB249-64） l根据我国国家标准（GB249-64），半导体 器件的型号由5个部分组成： 第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分 表示器件电 极数目 拼音字母表示器件 的材料性 拼音字母表示 器件的类型 表示器件 序号 拼音字母表 示规格号 序号意义符号意义符号意义 2二极管AN型锗材料P普通管 BP型锗材料V微波管 CN型硅材料W稳压 管 DP型硅材料C参量管 3三极管APNP型锗U光电器件 BNPN型锗K开关管 CPNP型硅N阻尼管 DNPN型硅X低频小功率管 E其它材料G高频小功率管 D低频大功率管 A高频大功率管 国际电子联合会（欧共体等一些国家 ） l命名由四部分组成。 第一部分：用字母表示器件材料 第二部分：用字母表示器件的类型及特性 第三部分：表示登记号 第四部分：表示分类 l如：BU508A表示大功率硅开关管 美国（EIA电子协会） l命名由五部分组成。 第一部分：表用途（军用或非军用） 第二部分：用数字表示PN结数 第三部分：用字母“N”表示在EIA注册 第四部分：用多位数字表示注册号 第五部分：用字母表示分档 日本（日本工业标准JIS） l命名由5到7部分组成。 第一部分：由数字表示PN结数，1为一个PN 结，2为两个PN结。 第二部分：字母S表示在JIS注册。 第三部分：表示极性类型。如： A（PNP高 频） B（PNP低频） C（NPN高频） D（NPN低 频） J（P沟道FET） K（N沟道FET） 第四部分：在JIS的注册顺序号。 第五部分：表示对原产品的改进产品。 第六部分：表特殊用途。 第七部分：表某参数分档标记。 如：2SA1015表示PNP型高频三极管，有时 简略为A1015。 韩国：9000系列 常用晶体管如下表所示 型号极性用途特点PT(mW ) fT(MHz ) 9011NPN高、中频频放大400370 9012PNP极好的线线性hFE625 9013NPN于9012配对对作推挽625 9014NPN线线性好，hFE高625270 9015PNP于9014配对对625190 9018NPN宽带宽带 高增益、放大4001100 如何掌握电烙铁焊接基本功 l如何掌握电烙铁焊接技术在电子制作中 ，元器件的连接处需要焊接。焊接的质 量对制作的质量影响极大。所以，学习 电于制作技术，必须掌握焊接技术，练 好焊接基本功。 一、焊接工具 l1、电烙铁 l新烙铁使用前，应用细砂纸将烙铁头打光 亮，通电烧热，蘸上松香后用烙铁头刃面 接触焊锡丝，使烙铁头上均匀地镀上一层 锡。这样做，可以便于焊接和防止烙铁头 表面氧化。旧的烙铁头如严重氧化而发黑 ，可用钢挫挫去表层氧化物，使其露出金 属光泽后，重新镀锡，才能使用。 l电烙铁要用220V交流电源，使用时要特别注意安 全。应认真做到以下几点： l电烙铁插头最好使用三极插头。要使外壳妥善接 地。 l使用前，应认真检查电源插头、电源线有无损坏 。并检查烙铁头是否松动。 l电烙铁使用中，不能用力敲击。要防止跌落。烙 铁头上焊锡过多时，可用布擦掉。不可乱甩，以防 烫伤他人。 l焊接过程中，烙铁不能到处乱放。不焊时，应放 在烙铁架上。注意电源线不可搭在烙铁头上，以防 烫坏绝缘层而发生事故。 l使用结束后，应及时切断电源，拔下电源插头。 冷却后，再将电烙铁收回工具箱。 l2、焊锡和助焊剂 l焊接时，还需要焊锡和助焊剂。 l（1）焊锡：焊接电子元件，一般采用有松 香芯的焊锡丝。这种焊锡丝，熔点较低，而 且内含松香助焊剂，使用极为方便。 l（2）助焊剂：常用的助焊剂是松香或松香 水（将松香溶于酒精中）。使用助焊剂，可 以帮助清除金属表面的氧化物，利于焊接， 又可保护烙铁头。焊接较大元件或导线时， 也可采用焊锡膏。但它有一定腐蚀性，焊接 后应及时清除残留物。 l3、辅助工 具 l为了方便焊 接操作常采 用尖嘴钳、 偏口钳、镊 子和小刀等 做为辅助工 具。应学会 正确使用这 些工具。 二、焊前处理 l焊接前，应对元件引脚或电路板的焊接部位 进行焊前处理。 l1、清除焊接部位的氧化层 l可用断锯条制成小刀。刮去金属引线表面的 氧化层，使引脚露出金属光泽。 l印刷电路板可用细纱纸将铜箔打光后，涂上 一层松香酒精溶液。 l2、元件镀锡 l在刮净的引线上镀锡。可将引线蘸一下松香 酒精溶液后，将带锡的热烙铁头压在引线上 ，并转动引线。即可使引线均匀地镀上一层 很薄的锡层。导线焊接前，应将绝缘外皮剥 去，再经过上面两项处理，才能正式焊接。 若是多股金属丝的导线，打光后应先拧在一 起，然后再镀锡。 l刮去氧化层 l均匀镀上一层锡 元件的安装固定方式 根据外壳大小、数量等可分为直立式和横 卧式两种，可按照要求排列。 一般来说，元件安装时要与线路板留出一定 距离，避免出现问题。 下图也是各种不同的元件固定形式 比较几种元件的安装 3瓦以上电阻的安装 正确不正确 正确不正确 普通电阻的安装 电容的安装 高度不齐 不规范 未成型 且管脚 高度高 三、焊接技术 l做好焊前处理之后，就可正式进行焊接。 l1、焊接方法 l 焊接 检查 剪短 l（1）右手持电烙铁。左手用尖嘴钳或镊子夹持 元件或导线。焊接前，电烙铁要充分预热。烙 铁头刃面上要吃锡，即带上一定量焊锡。 l（2）将烙铁头刃面紧贴在焊点处。电烙铁与水 平面大约成60角。以便于熔化的锡从烙铁头 上流到焊点上。烙铁头在焊点处停留的时间控 制在23秒钟。 l（3）抬开烙铁头。左手仍持元件不动。待焊点 处的锡冷却凝固后，才可松开左手。 l（4）用镊子转动引线，确认不松动，然后可用 偏口钳剪去多余的引线。 l2、焊接质量 l焊接时，要保证每个焊点焊接牢固、接触 良好。要保证焊接质量。 l虚焊是焊点处只有少量锡焊住，造成接触不良， 时通时断。假焊是指表面上好像焊住了，但实际 上并没有焊上，有时用手一拔，引线就可以从焊 点中拔出。这两种情况将给电子制作的调试和检 修带来极大的困难。只有经过大量的、认真的焊 接实践，才能避免这两种情况。 l焊接电路板时，一定要控制好时间。太长，电路 板将被烧焦，或造成铜箔脱落。从电路板上拆卸 元件时，可将电烙铁头贴在焊点上，待焊点上的 锡熔化后，将元件拔出。 l电路板 l软功夫 EDA （Electronic Design Automation） l在20世纪90年代初从计算机辅助设计（CAD） 、计算机辅助制造（CAM）、计算机辅助测试 （CAT）和计算机辅助工程（CAE）的概念发 展而来的。EDA技术就是以计算机为工具，设 计者在EDA软件平台上，用硬件描述语言HDL 完成设计文件，然后由计算机自动地完成逻辑 编译、化简、分割、综合、优化、布局、布线 和仿真，直至对于特定目标芯片的适配编译、 逻辑映射和编程下载等工作。EDA技术的出现 ，极大地提高了电路设计的效率和可*性，减轻 了设计者的劳动强度。 l电子电路设计