第10章 电子技术基本操作)

1、 第第1010章章 电子技术基本操电子技术基本操作作 内容提要内容提要 本章主要介绍电阻、电容、二极管、晶体管等常用 电子元件的分类及主要参数；数字万用表的使用 方法及集成电路的分类；电子焊接的常用工具、 器材、焊接方法与焊点要求；元件引脚成型及安 装方法等内容。 1. 电阻器的电阻器的 分类分类 10.1.1 电阻器电阻器 按电阻值在电路的特性按电阻值在电路的特性 可变电阻器可变电阻器 （电位器）（电位器） 按结构分按结构分 单圈电位器 多圈电位器 单联电位器 双联电位器 多联电位器 按调节活动机构分按调节活动机构分 旋转式电位器 直滑式电位器 数码电位器 按用途分按用途分 普通电位器 精密

2、电位器 功率电位器 微调电位器 专用电位器 按 输 出 特 性 的 函 数 分按 输 出 特 性 的 函 数 分 线绕电阻器 非线绕电阻器 固定电阻器固定电阻器 按 材 料 分按 材 料 分 金属玻璃釉电阻器 实芯电阻器 薄膜电阻器 碳膜电阻器 金属膜电阻器 按用途分按用途分 普通型（通用型） 精密型 功率型 高压型 高阻型 按形状分按形状分 圆柱型 管型 片型 钮型 马蹄型 块型 按 引 出 线 的 结 构 形 式 分按 引 出 线 的 结 构 形 式 分 轴向引线 经向引线 同向引线 按 保 护 层 材 料 分按 保 护 层 材 料 分 涂漆 烧法琅 塑封 按电阻体材料分按电阻体材料分 非

3、绕线（薄膜）电位器 绕线电位器 小型碳膜电位器 合成碳膜电位器 有机实芯电位器 精密合成膜电位器 多圈合成膜电位器 图10.1 电阻器的分类 线性电位器 非线性（对数、指数）电位器 敏感电阻器敏感电阻器：主要包括光敏、热敏、压敏、气敏等半导体材料做成的电阻。 2. 电阻器和电位器的型号命名法电阻器和电位器的型号命名法 第一部分第二部分第三部分第四部分 用字母表示主体用字母表示材料用数字或字母表示特征用数字表示序号 符号意义符号意义符号意义 R W 电阻器 电位器 T P U C H I J Y S N X R G M 碳膜 硼碳膜 硅碳膜 沉积膜 合成膜 玻璃釉膜 金属膜 氧化膜 有机实芯 无

4、机实芯 线绕 热敏 光敏 压敏 1、2 3 4 5 7 8 9 G T X L W D 普通 超高频 高阻 高温 精密 电阻器高压 电位器特殊函数 特殊 高功率 可调 小型 测量用 微调 多圈 包括： 额定功率 阻值 允许误差 精度等级 表10.1 电阻器和电位器的型号命名法 示例示例1：型号：型号RJ71-0.25-3.3K-I的精密金的精密金 属膜电阻器，含义为：属膜电阻器，含义为： 示例示例2：22 k单联合成碳膜电位器单联合成碳膜电位器 3. 电阻器和电位器的主要性能指标电阻器和电位器的主要性能指标 (1). 固定电阻器的主要参数固定电阻器的主要参数 1）额定功率）额定功率 指电阻器在

5、规定的环境温度和湿度下，假设周围空气不流 通，在长期连续工作而不损坏或基本不改变电阻器性能的情 况下，电阻器上允许消耗的最大功率。 图10.2 固定电阻器额定功率的符号表示 2）标称阻值及允许误差）标称阻值及允许误差 电阻器的阻值和误差有三种标注方法： 直标法是将电阻器的主要参数和技术性能用数字或字母直接标注在电阻体上。 文字符号法是将需要标出的主要参数与技术性能用文字、数字符号两者有规律 地组合起来标志在电阻器上。如0.1标注为1，3.3标为33，4.7k标为 4k7，10M标注为10M等。 色标法（又称色环表示法） 是用不同颜色的色环来表示电阻器的阻值及误差 等级。 3）最高工作电压）最高

6、工作电压 指电阻器长期工作不发生过热或电击穿的工作电压限度。 图10.3 电阻器色标法示例 ( 2) 电位器的主要参数电位器的主要参数 电位器的主要参数除了与电阻器相同的标称阻值、额定功 率外，还有： 1）阻值变化规律）阻值变化规律 常用的电位器阻值变化规律有直线式（X）、指数式 （Z）、对数式（D）三种。 2）滑动噪声）滑动噪声 电位器的接触刷在电阻体上移动时，除了有用信号外还 有起伏不定的噪声信号（可用示波器观测到），这就是 电位器的滑动噪声。滑动噪声应在一定的范围内，否则 影响电子设备的正常工作。 4. 电阻器的简单测试电阻器的简单测试 固定电阻器的简单测试固定电阻器的简单测试 测量电阻

7、一般可用万用表和欧姆表 。 (1) 将万用表的量程开关选置到测量电阻的适当的档位上； (2) 两表笔分别接被测电阻的两端； (3) 看表的读数，完成测量。 电位器的简单测试电位器的简单测试 10.1.2 电容器电容器 1. 电容器的分类电容器的分类 按介质不同，可分为空气介质电容器、纸介电容器、有机薄膜电容器、 瓷介电容器、玻璃釉电容器、云母电容器、电解电容器； 按结构不同，可分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器等。 (1) 固定电容器固定电容器 固定电容器的电容量是不可调节器的，常用的几种固定电容器有 图10.4 常用固定电容器的外形和图形符号 (2) 半可变电容器半可变电容器 半可变电

8、容器又称微调电容器或补偿电容器。其特点是容量可在小范围 内变化，可变容量通常在几pF或几十pF之间 (3) 可变电容器可变电容器 可变电容器的容量可在一定范围内连续变化，它由若干片形状相同的金 属片并接成一组（或几组）定片和一组（或几组）动片。 图10.5 常用半可调电容器的图形符号和外形 2. 电容器的型号命名法电容器的型号命名法 第一部分第二部分第三部分第四部分 用字母表示主体用字母表示材料用字母表示特征 用字母或数字表示符号 符号意义符号意义符号意义 C电容器C I O Y V Z J B F L S Q H D A G N T M E 瓷介 玻璃釉 玻璃膜 云母 云母纸 纸介 金属化纸

9、 聚苯乙烯 聚四氟乙烯 涤纶（聚脂） 聚碳酸脂 漆膜 纸膜复合 铝电解 钽电解 金属电解 铌电解 钛电解 压敏 其它材料电解 T W J X S D M Y C 铁电 微调 金属化 小型 独石 低压 密封 高压 穿心式 包括品种、尺寸代号、温 度特性、直流工作电压、 标称值、允许误差、标准 代号 表表10.5 电容器的型号命名法电容器的型号命名法 电容器的型号示例电容器的型号示例 (1) 标称容量与允许误差标称容量与允许误差 电容器的容量表示电容储存电荷的能力。 电容器类别标称值系列 高频纸介质、云母介质、玻璃釉介质 高频（无极性）有机薄膜介质 1.0 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6

10、1.8 2.0 2.2 2.4 2.7 3.0 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 纸介质、金属化纸介质、复合介质 低频（有极性）有机薄膜介质 1.0 1.5 2.0 2.2 3.3 4.0 4.7 5.0 6.0 6.8 8.0 电解电容器1.0 1.5 2.2 3.3 4.7 6.8 表10.6 常用电容器电容量标称系列 1）容量数字标注方法）容量数字标注方法 用三位整数表示，第一、二位为电容量的有效数 字，第三位为有效数字后面加零的个数，单位为pF，如223表示22000pF的 电容量。 2）容量的文字表示法）容量的文字表示法

11、将容量的整数部分写在容量单位标注符号的前面， 小数部分写在容量单位标注符号的后面。如：3p3=3.3pF，11=1.1F， 2n2=2.2nF。 3）误差标注方法有：）误差标注方法有： （1）将容量的允许误差直接标在电容器上； （2）用罗马数字“”、“”、“”分别标注在电容器上表示允许误差为 5%、10%、20%； （3）用英文字母表示允许误差等级。D、F、G、J、K、M、N、P、 S、Z分别表示0.5%、1%、2%、5% 10% 20%、1000%、 5020%、8020%。 4）容量误差的色标标注法）容量误差的色标标注法，其标注原则与电阻色标法相同。 (2) 额定工作电压额定工作电压 耐压

12、值一般都直接标注在电容器上 电容器的容量及误差标注方法电容器的容量及误差标注方法 3. 电容器的简单测试方法电容器的简单测试方法 (1) 电解电容的测试电解电容的测试 1）电容量的测量）电容量的测量 用数字万用表的电容测试档位选取适当的量程，即可以直接测量 出电容的电容量。 2）测电容器漏电电流）测电容器漏电电流 将数字万用表的欧姆档置于较大档位，将其两个表笔接到电容的 两端，这时看到显示数字，然后逐渐变到显示“1”的状态，则说明电 容的漏电流基本正常。如果再将两表笔反过来接到电容器的两端，若 看到显示的数字首先为负的，然后数字变成正的，最后也显示“1”的 状态，说明电容器是贮存电荷的功能正常

13、。 (2) 非电解电容器的测试非电解电容器的测试 对于非电解电容器的测试一般直接使用数字万用表的电容测试档 位对其电容量进行测量。 1. 电感器的分类电感器的分类 电感器的种类很多，根据电感器的电感量是否可调可分为 固定电感器、可变电感器和微调电感器； 按其导磁体性质来分，有带磁芯和不带磁芯的电感器； 按绕线结构来分，有单导线圈、多层线圈和蜂房线圈。 10.1.3 电感器电感器 a)电感器线圈 b)带磁芯电感器 c)磁芯有间隙电感器 d)带磁芯连续可调电感器 e)有抽头电感器 f)步进移动触点的可变电感器 g)可变电感器 图10.7 电感器的符号 2. 电感器的主要参数电感器的主要参数 (1)

14、 电感（电感（L） 它包括自感与互感，反映电感存储磁场能量的能力，也反映电感器通过 变化电流时产生感应电动势的能力。 (2) 品质因数（品质因数（Q） (3) 分布电容分布电容 (4) 额定电流额定电流 额定电流是指电感器长期工作不损坏所允许通过的最大电流。 VnL 2 R L Q 3. 电感器的简单测试电感器的简单测试 要测量电感器的电感量等参数，可以使用电感测试仪、交 流电桥、Q表。使用万用表只能判断一下线圈的直流电阻是 否正常或者是否线圈开路与短路等情况。一般情况下我们对 电感器的测试常常不须要去测量其电感量等参数，常常只要 简单地判断一下它是否还能工作。 中心抽头的判定：先假定一根为中

15、心抽头，如果测得它与 另外两根引线的直流电阻值差别不大，那么假定是对的，否 则重新假定和测量。 10.1.4 半导体分立元件半导体分立元件 1. 国产半导体器件型号命名方法国产半导体器件型号命名方法 示例1：二极管2CZ11A的型号意义如下所示 示例2：三极管3DG6B的型号意义如下所示 2. 半导体二极管半导体二极管 (1) 半导体二极管的分类及符号半导体二极管的分类及符号 1）按其用途不同可分为整流二极管、检波二极管、稳压 二极管、变容二极管、光敏二极管； 2）按其制作材料不同可分为锗二极管和硅二极管； 3）按其制作工艺的不同可分为点接触二极管和面接触二 极管。 常用二极管的外形及符号如图

16、。 （a）普通二极管（b）稳压二极管（c）发光二极管。 图10.8 常用二极管的外形及图形符号 (2) 二极管的主要参数二极管的主要参数 反向饱和电流反向饱和电流IS 指二极管未击穿时的反向电流，其值越小，二极管的单向 导电性越好。Is值随温度增加而增加，使用时要注意。 最大整流电流最大整流电流IF 指二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。 最大反向工作电压最大反向工作电压URM 指正常使用时允许加在二极管两端的最大反向电压。 最高工作频率最高工作频率fM 反向恢复时间反向恢复时间trr (3) 二极管的简单测试二极管的简单测试 用数字万用表来测试普通二极管是十分方便的。它可以判断普通二

17、极管的 阳、阴极性，二极管的好坏，是硅管还是锗硅等。只要使用数字万用表的“” 档（以下简称通断档）分别测试二极管的正向电阻和反向电阻就可以进行 以上判断。 1）好坏的判别）好坏的判别 如果数字万用表的两次读数均显示“1”，则被测元件已经损坏或它根本就不 是二极管。当两次读数有一次显示.2XX.7XX(X表示任意数字)，另一次显 示“1”时，说明二极管是好的。 2）材料的判别）材料的判别 如果两次读数字中有一次显示为.2XX.4XX表示是锗管，如果显示的 是.5XX.7XX表示是硅管。 3）正负极性的判别）正负极性的判别 在两次测量中，有数字显示的那次测量，数字万用表红表笔所接的一端为 二极管的

18、阳极，黑表笔所接的一端为阴极。 当然判断二极管的阳极阴极也可以用观察的方法类别，一般二极管的外壳 上均印有箭头、色点、色环等标识，箭头所指向的方向或靠近色环的一端 为阴极，有色点的一端为阳极。 3. 半导体三极管半导体三极管 (1) 三极管的分类与外形三极管的分类与外形 按所用的半导体材料分有硅管和锗管（硅管多为NPN型。锗管多为 PNP型）； 按结构分有PNP管和NPN管； 按其用途又分为低频管、中频管、高频管、超高频管、小功率管（功率 小于1W）、中功率管、大功率管和开关管等； 按封装形式分有玻璃壳封装管、金属壳封装管、塑料封装管等。 图10.11 晶体管的结构和符号图10.11 金属壳与

19、塑料壳三极管外形图 (2) 三极管的简单测试三极管的简单测试 用数字万用表可以十分方便地判断出三极管的三极、管芯类 型（NPN，PNP）以及测量其。 1）判别基极和三极管的管芯类型）判别基极和三极管的管芯类型 2）的测量和集电极的测量和集电极c、发射极、发射极e的判别的判别 10.1.5 半导体集成电路半导体集成电路 简称为集成电路，它利用半导体工艺把晶体管三极管、 晶体二极管、电阻、电容等元件制作在同一基片上，并 按要求相互连接起来，使其成为具有一定功能的电路。 与由分立元件组成的电路比，具有体积小、集成度高、 功耗小、可靠性高、重量轻、成本低等优点。 1. 集成电路的分类集成电路的分类 按

20、处理信号不同可分为数字集成电路和模拟集成电路。 数字集成电路按电路集成度又可以分为： 小规模集成电路（SSI） 中规模集成电路（MSI） 大规模集成电路（LSI） 超大规模集成电路（VLSI） 集成电路的分类集成电路的分类 综合考虑制造工艺和使用功能，集成电路的分类如下： (1) 数字电路 TTL电路、HTL电路、ECL电路、CMOS电路、微型机电路 (2) 模拟电路 运算放大器、稳压器、音响电路、电视电路、非线性电路 (3) 接口电路 电平转换器、电压比较器、线驱动接收器、外围驱动器 (4) 特殊电路 2. 半导体集成电路电路型号命名方法半导体集成电路电路型号命名方法 74表示国际通用74系

21、列（民用）；54表示国际通用54系列（军用）。H表示高速。L表 示低速。LS表示低功耗。C表示只出现在74在系列。M表示只出现在54系列。 第一部分第二部分第三部分第四部分第五部分 中国制造器件类型器件系列品种工作温度范围封 装 CT：TTL电路 H：HTL电路 E：ECL电路 C：CMOS电路 M：存储器 ：微型机电路 F：线性放大器 W：稳压器 D：音响电视电路 B：非线性电路 J：接口电路 AD：A/D转换器 DA：D/A转换器 SC：通信专用电路 SS：敏感电路 TTL电路分为： 54/74 54/74H 54/74L 54/74S 54/74LS 54/74AS 54/74ALS 5

22、4/74F CMOS电路为： 4000系列 54/74HC 54/74HCT C：070 G：-2570 L：-2585 E：-4085 R：-5585 M：-55125 F：多层陶瓷扁平封装 B：塑料扁平封装 H：黑瓷扁平封装 D：多层陶瓷双列直插封装 J：黑瓷双列直插封装 P：塑料双列直插封装 S：塑料单列直插封装 T：金属圆壳封装 K：金属菱形封装 C：陶瓷芯片载体封装 E：塑料芯片载体封装 G：网络针棚陈列封装 SOIC：小引线封装 PCC：塑料芯片载体封装 LCC：陶瓷芯片载体封装 表10.9 半导体集成电路型号命名法 3. 数字集成电路简介与使用一般规则数字集成电路简介与使用一般规

23、则 (1) TTL集成电路简介集成电路简介 1）国产）国产TTL集成电路有集成电路有T1000T4000系列系列 T1000标准系列与国标CT54/74系列及国际SN54/74通用系列相同； T2000高速系列与国标CT54H/74H系列及国际SN54H/74H高速系列相同； T3000肖特基系列与国标CT54S/74S系列及国际SN54S/74S肖特基系列相同； T4000低功耗肖特基系列与国标CT54LS/74LS系列及国际SN54LS/74LS低功 耗肖特基系列相同。 2）型号区别）型号区别 54与74系列的区别主要是在工作环境温度上，54系列为-55+125，74 系列为0+70。 T

24、1000T4000的主要区别仅在于典型门的平均延迟时间和平均功耗两个 参数有所不同，其它电参数和外引线排列基本相同，可根据要求选择功能相 同的系列电路互为代用。 (2) TTL集成电路一般使用规则集成电路一般使用规则 电路规定的工作极限参数不能超过 保证电源电压的稳定 输入输出端的处理 当负载为容性且电容量大于100pF时，TTL输出端应串接 数百欧姆的限流电阻限制充放电电流。 不要带电焊接或拔插集成电路，以防电流的冲击造成集成 电路的永久性损坏。 输入信号的有效上升沿和下降沿不应超过1s。 (3) CMOS集成电路简介集成电路简介 1）优点）优点 CMOS集成电路是以单极型晶体管为基本元件制

25、成的， 具有功耗低、工作电源电压范围宽（如CC4000系列 的工作电压范围为318V）、速度快（可达7MHz）、抗干扰 能力强、逻辑摆幅大、输入阻抗高（通常为108）、扇出能 力大、封装密度大、温度稳定性好、抗辐射能力强及成本低 等优点。 2）三种封装形式）三种封装形式 陶瓷扁平封装，工作温度范围是-55+100； 陶瓷双列直插封装，工作温度范围是-55+125； 塑料双列直插封装，工作温度为-40+85。 (4) CMOS集成电路的一般使用规则集成电路的一般使用规则 1）电源极性不允许接反，电源电压范围为318V，电源电压不允许超出 此范围内。工作时一定要注意电压与信号的加载顺序，要先加电源

26、， 后加信号，先撤除信号，后切断电源。 2）输入信号的幅度不能超过电源电压，否则会损坏其内部的输入保护二 极管。 3）输入端的输入电流一般不应超过1mA，对低内阻的信号源常采用限流 措施。 4）多余不用的输入端不允许悬空，在电路中应按逻辑功能的要求接电源 端或地（参考TTL多余输入端处理）。多余输入端最好不要并联使用， 因为并联后会增加输入电容而降低电路的工作速度。 5）CMOS集成电路的输出端不允许直接接地或电源，也不允许两个 CMOS芯片输出端直接连接使用，以免损坏器件。可将同一芯片的几 个同类电路的输入端和输出端分别并联在一起以增加驱动能力。 10.2.1 常用焊接工具常用焊接工具 1.

27、 电烙铁电烙铁 电烙铁是焊接的基本工具,它的作用是把电能转换成热能,用 以加热工件,熔化焊锡,使焊锡润湿被焊金属形成合金,使元器 件与导线牢固地连接到一起。 2. 辅助工具辅助工具 尖嘴钳 斜口钳 镊子 刀子 10.2 10.2 电子焊接的基本操作工艺电子焊接的基本操作工艺 10.2.2 电子焊接的焊料电子焊接的焊料 焊料是一种易熔金属，它能使元器件引线与印制电路板的导线连接在 一起。焊料通常是用锡（Sn）与铅（Pb）再加入少量其它金属制成 的材料，一般称为焊锡。 1. 焊锡的种类焊锡的种类 常用焊锡按含量的多少可分为15种，按含锡量和杂质的化学 成分分为S、A、B三个等级，电子器件的焊接使用

28、焊锡一般 为65Sn40Sn。 2. 焊锡的形状焊锡的形状 常用焊锡有五种形状： 块状；棒状；带状；丝状；粉末状。 10.2.3 助焊剂与阻焊剂助焊剂与阻焊剂 1. 助焊剂助焊剂 (1) 助焊剂的作用就是要清除金属表面的氧化物、硫化物、油 和别的污染物，防止在加热过程中的焊料继续氧化，并 帮助焊料流动和湿润。 (2) 助焊剂可分为：无机助焊剂、有机助焊剂、树脂助焊剂等 几种。 2. 阻焊剂阻焊剂 阻焊剂作用：将不需要焊接的部分保护起来，阻止焊锡 流到这此部位。 10.2.4 电子元件焊接的基本要求与方法电子元件焊接的基本要求与方法 1. 锡焊焊点的基本要求锡焊焊点的基本要求 (1) 焊点应接触

29、良好，保证被焊件间能稳定可靠地通过 一定的电流。 (2) 避免虚焊的发生。 (3) 焊点要有足够的机械强度。 (4) 焊点表面应美观，焊点表面应呈现光滑状态，不应 出现棱角或拉尖现象。 图10.17 焊点示意图 2. 锡焊的条件锡焊的条件 (1) 被焊件必须具备可焊性； (2) 被焊件表面应保持清洁； (3) 使用合适的焊剂； (4) 适当的焊接温度。 提高锡焊温度虽然可提高锡焊的速度,但是锡焊温度过高焊剂分解 速度快,导致焊盘脱落。温度过低会导致虚焊。 (5) 焊接时间的选择 在焊接温度确定之后，应根据润湿状态来决定焊接时间的长短。时 间太短，锡焊不足以润湿，时间太长，有损伤元器件和印制板的

30、危 险。因此，要合理地控制焊接的时间，通常要求焊接时间在1.54s 之间。另外，对同一个焊点应断续焊接，而不能连续焊接。 3. 焊接的基本方法焊接的基本方法 (1) 导线及元件引线上锡导线及元件引线上锡 (2) 烙铁的握法烙铁的握法 (3) 焊接的的基本方法焊接的的基本方法 1）五步焊接法 2）三步焊接法 图10.19 五步操作法 图10.20 三步操作法 1. 插装元件的引线成型要求插装元件的引线成型要求 手工插装焊接的元器件引线需要注意的是：手工插装焊接的元器件引线需要注意的是： 引线不应在根部弯曲，至少要离根部1 .5mm以上； 弯曲处的圆角半径R要大于两倍的引线直径； 弯曲后的两根引线要与元件本体垂直，且与元件中心位于同一平面内 元件的标志符号应方向一致，以便于观察。 图10.21 手工插装元器件引线成型形状 10.3 10.3 电子元器件的安装电子元器件的安装 2. 元器件的插装方法元器件的插装方法 (1) 手工插装：手工插装：手工插装多用于科研或小批量生产，有两种方法：一种是 一块印制电路板所需全部元器件由一人负责插装；另一种是采用传送 带的方式上多人流水作业完成插装。 (2) 自动插装：自动插装：自动插装采用自动插装机完成插装。根据印制板上元件的 位置，由事先编制出的相应程序控制自动插装机插装。插装机的插件 夹具有