2025年电子产品原理分析与故障检修(第2版)王成福课后习题答案

2025年电子产品原理分析与故障检修(第2版)王成福课后习题答案第一章电子元件识别与检测1.1题目：使用数字万用表检测一只标称值为100μF/50V的电解电容，测量时发现显示值为85μF且表笔交换测量时电阻档读数稳定在10kΩ，分析可能的故障原因及对电路的影响。解答：电解电容容量下降至标称值的85%（标准允许误差通常为±20%），已超出正常范围，可能原因为电容内部电解质干涸或极板氧化。电阻档测量稳定在10kΩ说明存在明显漏电（正常电解电容漏电电阻应大于100kΩ）。此类故障若出现在电源滤波电路中，会导致输出纹波增大，影响后级电路稳定性；若用于耦合电路，可能造成信号衰减或失真。1.2题目：某电路板上一只色环电阻标注为“棕黑红金”，用万用表实测阻值为1.05kΩ，判断是否正常并说明检测注意事项。解答：色环电阻“棕黑红金”表示标称值为1×10²Ω=1kΩ（误差±5%），实测1.05kΩ在允许误差范围内（1kΩ×±5%即0.95kΩ~1.05kΩ），属正常。检测时需注意：①断电测量，避免电路中其他元件并联影响读数；②表笔需紧密接触电阻引脚，排除氧化层接触不良；③若电阻安装在高温区域（如靠近功率管），需待冷却后测量，避免温度系数导致误差。第二章半导体器件原理与检测2.1题目：用指针式万用表（R×1k档）测量某三极管，红表笔接引脚1，黑表笔接引脚2时读数为10kΩ；红表笔接引脚1，黑表笔接引脚3时读数为10kΩ；红表笔接引脚2，黑表笔接引脚3时读数为0.7kΩ，判断三极管类型、三个引脚名称及可能的材料。解答：①红表笔（万用表内电源负极）接引脚1，黑表笔接2、3均呈现高阻（10kΩ），说明引脚1为N区，2、3为P区（PNP型三极管特点）；②红表笔接2，黑表笔接3时读数0.7kΩ（低阻），符合PN结正向导通特性（PNP型发射结正向导通），故引脚2为基极（B），引脚3为发射极（E），剩余引脚1为集电极（C）；③正向导通压降约0.7V（对应硅材料），因此该管为硅材料PNP型三极管（如2SA系列）。2.2题目：某开关电源中的功率MOSFET（IRF540）损坏，拆焊后用万用表检测发现D-S极正反向电阻均为0Ω，G-S极正反向电阻均为无穷大，分析损坏模式及可能原因。解答：D-S极短路（正反向电阻0Ω）说明漏源极击穿；G-S极开路（电阻无穷大）可能因栅极氧化层击穿后烧毁。损坏模式为“栅极过压导致氧化层击穿→栅极失去控制能力→漏源极因过流过热短路”。常见原因：①驱动电路中栅极电压超过最大额定值（IRF540栅源电压最大值±20V）；②开关过程中漏源极承受过高的尖峰电压（未加RCD吸收电路）；③散热不良导致结温超过175℃，加速器件老化。第三章电源电路原理与故障检修3.1题目：某5V线性稳压电源（LM7805）输出电压仅3.2V，输入电压为12V（正常），用万用表检测发现LM7805输入引脚电压12V，输出引脚电压3.2V，接地引脚电压0V，分析可能的故障点及排查步骤。解答：可能故障点：①LM7805内部调整管损坏（无法正常降压）；②输出端滤波电容Cout短路（导致输出被拉低）；③反馈回路元件异常（如LM7805内置的误差放大器失效）。排查步骤：①断开输出负载，若电压恢复5V，说明负载短路；②若断开负载仍为3.2V，测量Cout两端电阻（断电后），若接近0Ω则电容损坏；③若电容正常，更换LM7805测试，若电压恢复则原器件内部损坏；④检查输入滤波电容Cin是否失效（容量下降导致输入纹波过大，影响稳压）。3.2题目：某开关电源（反激式）输出12V/2A，故障现象为“空载时输出15V，带载（2A）时输出降至8V”，分析可能的故障原因及检修方法。解答：空载电压偏高、带载电压跌落，说明电源带载能力不足。可能原因：①开关管驱动信号占空比调节异常（反馈环路失效）；②输出整流二极管（如肖特基二极管）正向导通电阻增大（带载时压降增加）；③输出滤波电感L参数漂移（电感量减小导致储能不足）；④变压器匝间短路（等效内阻增大，带载时压降增加）。检修方法：①用示波器测光耦反馈端（如PC817的③脚）电压，正常带载时应稳定在2.5V左右（配合TL431），若波动大则反馈电路故障；②测量整流二极管正向压降（带载时应≤0.5V），若超过0.7V则二极管老化；③用LCR表测输出电感电感量（标称值一般为几十μH），若低于80%则需更换；④断电后测变压器各绕组电阻（初级应数百Ω，次级几mΩ），若次级电阻明显增大则匝间短路。第四章数字电路原理与故障检修4.1题目：某TTL与非门（74LS00）输入A=1、输入B=1时，输出Y=1（正常应为0），其他输入组合（A=0/B=0、A=0/B=1、A=1/B=0）输出均正常，分析故障原因及验证方法。解答：仅当A=1、B=1时输出异常，说明故障与两个输入同时为高的状态相关。TTL与非门内部结构为多发射极三极管（T1）作为输入级，当A、B均为高时，T1的两个发射结反偏，集电结正偏，电流流向T2基极使其导通。若此时输出为高，可能原因：①T1集电结开路（无法向T2提供基极电流，T2截止→T3导通→输出高）；②T2基极电阻R2断路（T2无法导通）；③T3发射结短路（输出被上拉至高电平）。验证方法：①测T1集电极电压（正常应为0.7V左右），若为高电平则T1集电结开路；②测T2基极电压（正常应为0.7V），若为0V则R2断路；③测T3集电极与发射极电压（正常应为0V），若为5V则T3发射结短路。4.2题目：某4位二进制计数器（74HC161）在时钟信号正常输入时，输出Q3Q2Q1Q0始终为0000，且并行加载控制端（LOAD）接地（有效），分析可能的故障点。解答：74HC161在LOAD=0时应执行并行加载功能（输出等于D3D2D1D0），若输出始终为0000，可能原因：①D3~D0输入均为0（但需确认外部电路是否连接正确）；②LOAD信号未正确传递至内部逻辑（如引脚虚焊）；③清零端（CLR）误触发（CLR=0时强制清零）；④内部计数器逻辑单元损坏。排查步骤：①测D3~D0引脚电压（正常应为外接数据电平），若均为0V需检查前级电路；②测LOAD引脚电压（应≤0.8V），若为高电平则引脚虚焊或控制信号错误；③测CLR引脚电压（应≥2V，高电平无效），若为低电平则前级电路误发清零信号；④断开LOAD和CLR引脚（接高电平），观察是否能正常计数，若仍不计数则芯片内部损坏。第五章综合电子设备故障检修5.1题目：某液晶显示器（LCD）故障现象为“通电后背光亮，但屏幕无图像（黑屏）”，简述检修流程及关键测试点。解答：检修流程：①确认信号源正常（更换HDMI/DP线或输入设备）；②检查主板至屏的LVDS信号是否正常（测LVDS差分线电压，正常为0.3~0.5Vpp）；③检测屏驱动板（T-Con板）工作电压（VGH/VGL/VDD等，正常VDD=12V，VGH=20~25V，VGL=-5~-10V）；④检查屏线（连接主板与T-Con板）是否接触不良（观察接口是否氧化，重新插拔）；⑤判断是否为屏幕本身故障（代换T-Con板测试，若仍无图像则可能屏内COF芯片或玻璃基板线路断路）。关键测试点：①主板LVDS输出端（用示波器测差分信号波形）；②T-Con板VGH/VGL电压（用万用表直流档测量）；③屏线接口处的阻抗（正常差分线阻抗为100Ω±10%）。5.2题目：某智能手机充电时出现“充电慢且发热严重”，可能的故障原因及检修方法。解答：可能原因：①充电头输出功率不足（非原装5V/1A充电头给支持18W快充的手机充电）；②Type-C接口接触不良（引脚氧化导致接触电阻增大，压降增加）；③电池老化（内阻增大，充电时发热）；④充电管理IC损坏（无法识别快充协议，进入慢充模式）；⑤主板充电电路电容失效（滤波不良导致纹波增大，发热）。检修方法：①更换原装快充头+数据线测试，若恢复正常则原充