电子工艺课程基本知识

./第一章元器件识别学习目标：了解电子实训中常用的电子元器件熟悉电阻器、电容器、电感器、二极管、三极管、集成电路的分类、特点、主要特性参数、命名方法、选用原则、检测方法等1.1电阻电阻是组成电子电路的主要元件。它是利用金属或非金属材料制成的,在电路中对电流由阻碍作用。在电路中主要用于分压、分流、耦合、滤波、阻抗匹配、负载。电阻器的图形符号电阻器的单位是欧姆,用希腊字母Ω表示。工程上有时用千欧〔KΩ、兆欧<MΩ>来表示,它们之间的关系是：1MΩ=1000KΩ=1000000Ω电阻器电位器可调电阻器微调电阻器敏感电阻器图1-1常见电阻器的电路符号电阻分类电阻器的种类繁多,形状各异,分类方法各有不同。下图介绍常用分类方法。图1-2电阻分类方法电阻参数1．标称电阻和允许误差标称阻值是指在电阻器表面所标示的阻值。为了生产和选购方便,国家规定了系列阻值,目前电阻器标称阻值系列有E6、E12、E24系列,其中E24系列最全。电阻器的标称值往往和它的实际值不完全相符。实际值和标称值的偏差叫电阻的误差,它反映了电阻器的精度,不同的精度有一个相应的允许误差,误差越小,电阻器的精度越高。表1-1列出了常用电阻器允许的误差的等级〔精度等级表1-1常用电阻器允许误差的等级允许误差±0.5%±1%±2%±5%±10%±20%级别0050102ⅠⅡⅢ类型精密型普通型国家有关部门规定了阻值系列作为产品的标准,表1.2所示为普通电阻器的标称值系列,表中的标称值可以乘以10n。例如,4.7这个标称值,就有0.47Ω、4.7Ω、47Ω、470Ω、4.7KΩ……。表1-2电阻标称值系列标称值系列精度电阻器E245%1.02.24.71.12.45.11.22.75.61.33.06.21.53.36.81.63.67.51.83.98.22.04.39.1E1210%1.03.31.23.91.54.71.85.62.26.82.78.2－－E620%1.01.52.23.34.76.88.2－2.电阻的额定功率当电流通过电阻时,电阻器便会发热,而且功率越大,发热越厉害。如果使电阻器的发热功率过大,电阻器就会被烧毁。把电阻器长时间正常工作允许所加的最大功率叫额定功率。电阻器的额定功率通常有1/4W、1/2W、1W、2W、5W、10W等,表示电阻器的额定功率的通用符号如图1-3所示。1/4W1/2W1W2W5W10W图1-3电阻器的额定功率的通用符号3.电阻器的温度系数电阻器的电阻值随温度的变化略有改变。温度每变化一度所引起电阻值的相对变化称为电阻的温度系数。温度系数愈小,电阻的稳定性愈好。4.电阻器的噪声电阻器的噪声包括热噪声和电流噪声。热噪声是由于电阻器中自由电子的不规则热运动而使电阻器任意两点间产生的随机电压。电流噪声是当电阻器通过电流时,导电颗粒之间以及非导电颗粒之间不断发生碰撞,使颗粒之间的接触电阻不断变化,因而电阻器两端除直流电压降之外还有一个不规则的交变电压分量。5.电阻器的频率特性任何一种电阻器都不是一个纯电阻元件,电阻器上实际都还存在着分布电感和分布电容。这些分布参数都很小,在直流和低频交流电路中,它们的影响可以忽略不计,可将电阻器看作就是一个纯电阻元件,但在频率比较高的交流电路中,这些分布参数的影响即不能忽视,其交流等效电阻将随频率而变化。1.1.1.电阻器的标示方法电阻器的标称阻值一般都标在电阻体上,其标志有四种：直标法、文字符号法、数码法和色标法。〔1直标法用阿拉伯数字和单位符号在电阻器表面直接标出标称阻值和技术参数,电阻值单位欧姆用"Ω"表示,千欧用"KΩ"表示,兆欧用"MΩ"表示,吉欧用"GΩ"表示,允许偏差直接用百分数或用Ⅰ〔±5%；Ⅱ〔±10%；Ⅲ〔±20%表示。如图1-5所示。1.8M1.8MΩ±20%5W560KΩ±5%5W4.7KΩ±10%1W图1-4直标法〔2文字符号法用阿拉伯数字和文字符号两者有规律的组合来表示标称阻值,其允许偏差用文字符号表示：B〔±0.1%、C〔±0.25%、D〔±0.5%、F〔±1%、G〔±2%、J〔±5%、K〔±10%、M〔±20%、N〔±30%。符号前面的数字表示整数阻值,后面的数字依次表示第一位小数阻值和第二小数阻值。如图1-5所示。1.5MΩ±20%1.5MΩ±20%6.8Ω±5%2.7KΩ±10%图1-5文字符号法〔3数码法用三位阿拉伯数字表示,前两位数字表示阻值的有效数,第三位数字表示有效数后面零的个数。当阻值小于10欧时,常以×R×表示,将R看作小数点。单位为欧姆。偏差通常采用符号表示：B〔±0.1%、C〔±0.25%、D〔±0.5%、F〔±1%、G〔±2%、J〔±5%、K〔±10%、M〔±20%、N〔±30%。如图1-6所示。22KΩ±2%22KΩ±2%8.2Ω±5%3.3MΩ±10%图1-6数码法〔4色标法色标法是将电阻器的类别及主要技术参数的数值用颜色〔色环或色点标注在它的外表面上。色标电阻〔色环电阻器可分为三环、四环、五环三种标法。其含义如图1-7和图1-8所示。三色环电阻器的色环表示标称电阻值〔允许误差均为20%。例如,色环为棕黑红,表示10102＝1.0k20%的电阻器。四色环电阻器的色环表示标称值〔二位有效数字及精度。例如,色环为棕绿橙金表示15103＝15k5%的电阻器。五色环电阻器的色环表示标称值〔三位有效数字及精度。例如,色环为红紫绿黄棕表示275104＝2.75M1%的电阻器。一般四色环和五色环电阻器表示允许误差的色环的特点是该环离其它环的距离较远。较标准的表示应是表示允许误差的色环的宽度是其它色环的〔1.5~2倍。有些色环电阻器由于厂家生产不规,无法用上面的特征判断,这时只能借助万用表判断。标称值第一位有效数字标称值第二位有效数字标称值有效数字后0的个数允许误差颜色第一位有效值第二位有效值倍率允许偏差黑00棕11红22橙33黄44绿55蓝66紫77灰88白99―20%~+50%金5%银10%无色20%图1-7两位有效数字阻值的色环表示法标称值第一位有效数字标称值第二位有效数字标称值第三位有效数字标称值有效数字后0的个数允许误差颜色第一位有效值第二位有效值第三位有效值倍率允许偏差黑000棕1111%红2222%橙333黄444绿5550.5%蓝6660.25紫7770.1%灰888白999金银图1-8三位有效数字阻值的色环表示法2.电阻器的选用〔1在选用电阻器时必需首先了解电子产品整机工作环境条件。〔2要了解电子产品整机工作状态。〔3既要从技术性能考虑满足电路技术以保证整机的正常工作,又要从经济上考虑其价格、成本,还要考虑其货源和供应情况。〔4根据不同的用途选用。〔5阻值应选取最靠近计算值的一个标称值,不要片面采用高精度和非标准系列的电阻产品。〔6电阻器的额定功率选取一个比计算的耗散功率大一些〔1.5～2倍的标称值。〔7选取耐压比额定值大一些的。1.2电位器电位器是一种连续可调的电阻器,通过调节电位器的转轴,使它的输出电位发生改变,所以成为电位器。电位器也可认为是阻值可变的电阻器,但它不同于可变电阻器。电位器的引脚都在3个以上。电位器的制作材料也不尽相同,它的主要作用是用来分压、分流和作为变阻器使用。如图1-9所示常见电位器实物图。图1-9常见电位器实物图电位器的结构和种类1.电位器的结构电位器通常由外壳、滑动轴、电阻体和三个引出端组成,如图1-10所示1-10普通电位器结构图2.电位器的分类电位器的种类很多,用途各异,可从不同的角度进行分类,介绍电位器的手册也往往是各厂家根据生产的品种而编排的,规格、型号的命名及代号也有所不同。因此,在产品设计中必须根据电路特点及要求,查阅产品手册,了解性能,合理选用。如表1-3所示电位器型号中字母的意义。常见的电位器种类见表1-4。表1-3电位器型号中字母的意义型号〔第1、2位意义型号〔第1、2位意义WX绕线电位器WI玻璃釉电位器WH合成碳膜电位器WJ金属膜电位器WN无机实心电位器WY氧化膜电位器WD导电塑料电位器WF复合膜电位器WS有机机实心电位器表1-4常见的电位器种类分类形式举例

材

料

合金型线绕线绕电位器<WX>金属箔金属箔电位器<WB>薄膜型金属膜电位器<WJ>,金属氧化膜电位器<WY>,复合膜电位器<WH>,碳膜电位器<WT>合成型有机有机实芯电位器<WS>无机无机实芯电位器,金属玻璃釉电位器<WI>导电塑料直滑式<LP>,旋转式<CP>用途普通,精密,微调,功率,专用〔高频,高压,耐热阻值变化规律线性线性电位器<X>非线性对数式<D>,指数式<Z>,正余弦式结构特点单圈,多圈,单联,多联,有止挡,无止挡,带推拉开关,带旋转开关,锁紧式1.3电容器电容器简称电容,也是一种基本电子〔电气元件,它在电路中用英文字母C表示。两个相互靠近,彼此绝缘的金属电极就能构成一个最简单的电容。两个电极间的绝缘物质称为电容的介质。电容的基本功能是储存电荷〔电能。它在电子电气电路中用得十分广泛,主要用作交流耦合、隔离直流、滤波、交流或脉冲旁路、RC定时、LC谐振选频等。常见电容器如图1-11所示。1.3.1电容器符号图1-11常见电容器实物图电容器的电路符号如图1-12所示图1-12电容器的常用电路符号电容器的分类电容器按电容量是否可调分为固定电容器和可变电容器两大类。1.固定电容器固定电容器的种类很多,如按有无极性划分,可分为无极性电容和有极性电容两大类。它们在电路中的符号也略有差别如图1-13、1-14所示。图1-13无极性电容符号图1-14有极性电容符号常见无极性电容器有纸介电容器、油浸纸介密封电容器、金属化纸介电容器、云母电容器、有机薄膜电容器、玻璃釉电容器、瓷电容器等,常见的无极性电容外形如图1-15所示,极性电容如图1-16所示,可变电容1-17所示。图1-15常见无极性电容外形图图1-16常见有极性电容外形图图1-17常见可变电容外形图1.3.31.标称容量和允许误差电容器的标称容量是指电容器储存电荷的能力。标称容量越大,电容器储存电荷的能力越强。电容器的基本单位是法拉〔F常用的单位有微法<uF>、皮法<pF>、纳法<nF>,其换算关系如下：1uF=10-6F1nF=10-9F1pF=10-12F电容器的允许偏差系列为±5%、±5%、±10%、±20%、-20%～+5%、-10%～+5%、±100%。为了简化标称容量规格,电容器大都是按E24、E12、E6、E3优选系列进行生产的。实际选择时通常应按系列标准要求,否则可能难以购到,当然特殊规格电容是例外。2.额定直流工作电压额定直流工作电压是指在常温下,电容器长期可靠工作所能承受的最大直流电压,通常也成为耐压值。在使用时,要注意交流电压的峰值不得超过电容的额定直流工作电压,否则电容器中的介质会被击穿,从而造成电容器损坏。电容器的识别1.电容器的型号命名电容器的型号命名如图1-18所示2.电容器的主要参数的标注方法〔1直标法直标法是指在电容器的表面直接用数字或字母标注标称容量、额定电压及允许偏差等主要技术参数的方法,主要用在体积较大的电容器上,标注的容有多有少,但一般标称容量、额定电压及允许偏差这3项参数大都必标注。图1-18电容器的型号命名〔2文字符号法文字符号法是用特定符号和数字表示电容器的容量、耐压、误差的方法。一般数字表示有效数值,字母表示数值的量级。常用的字母有m、、n、p等,字母m表示毫法、表示微法〔F、n表示纳法〔nF、p表示皮法〔pF。[例]224表示0.22F,102表示1000pF。有时也在数字前面加字母R或p表示零,点几微法或皮法。[例]p33表示0.33pF,R22表示0.22F〔3色标法电容的色标法与电阻相似,这里不在赘述。对于圆片或矩形片状等电容,非引线端部的一环为第一色环,以后依次为第二色环．第三色环……色环电容电分4环和5环形式,有些产品还有距4环或5环较远的第五或第六环,其往往代表电容特性或工作电压。电容器检测极性电容检测检测方法如图1-19所示。1.4电感器电感器简称电感,具有存储磁能的作用。是利用电磁感应原理制成的元件,在电路里起阻流、变压、传送信号的作用。电感器的应用围很广泛,它在调谐、振荡、耦合、匹配、滤波、陷波、延迟、补偿及偏转聚焦等电路中都是必不可少的。电感器通常由骨架、绕组、屏蔽罩、磁芯等组成。在收音机、扩音机、电视机以及电子设备中,我们常会看到用各种漆包线或纱包线绕制的线圈,这种线圈就是电感器。电感器类型常用的电感器外形如图1-20所示。图1-20常见电感器外形电感器又称电感线圈或电感元件,电感器用文字符号L表示,单位有亨利〔H、毫亨利〔mH、微亨利〔uH,其换算关系如下：1H=103mH=106uH在电路中,电感器具有阻碍交流通过,而让直流电顺利通过的特性。电感器的分类电感器的种类很多,分类的方法也不同〔1按电感的形式可分为固定电感器、可变电感器和微调电感器。〔2按磁体的性质可分为空芯线圈和磁芯线圈。〔3按用途可分为天线线圈、振荡线圈、低频扼流线圈和高频扼流线圈。〔4按耦合方式可分为自感应线圈和互感应线圈。〔5按结构可分为单层线圈、多层线圈和蜂房式线圈等。电感器的主要技术参数1．电感量L电感量L也称作自感系数,是表示电感元件自感应能力的一种物理量。当通过一个线圈的磁通<即通过某一面积的磁力线数>发生变化时,线圈中便会产生电势,这是电磁感应现象。所产生的电势称感应电势,电势大小正比于磁通变化的速度和线圈匝数。当线圈过变化的电流时,线圈产生的磁通也要变化,磁通掠过线圈,线圈两端便产生感应电势,这便是自感应现象。自感电势的方向总是阻止电流变化的,犹如线圈具有惯性,这种电磁惯性的大小就用电感量L来表示。L的大小与线圈匝数、尺寸和导磁材料均有关,采用硅钢片或铁氧体作线圈铁芯,可以较小的匝数得到较大的电感量2．感抗XL感抗XL在电感元件参数表上一般查不到,但它与电感量、电感元件的分类、品质因数Q等参数密切相关,在分析电路中也经常需要用到,故这里专门作些介绍。前已述及,由于电感线圈的自感电势总是阻止线圈中电流变化,故线圈对交流电有阻力作用,阻力大小就用感抗XL来表示。XL与线圈电感量L和交流电频率f成正比,计算公式为：XL<Ω>=2лf<Hz>L<H>不难看出,线圈通过低频电流时XL小。通过直流电时XL为零,仅线圈的直流电阻起阻力作用,因电阻—般很小,所以近似短路。通过高频电流时XL大,若L也大,则近似开路。线圈的此种特性正好与电容相反,所以利用电感元件和电容器就可以组成各种高频、中频和低频滤波器,以及调谐回路、选频回路和阻流圈电路等等。3．品质因数Q这是表示电感线圈品质的参数,亦称作Q值或优值。线圈在一定频率的交流电压下工作时,其感抗XL和等效损耗电阻之比即为Q值,表达式如下：Q=2лL/R由此可见,线圈的感抗越大,损耗电阻越小,其Q值就越高。电感线圈的标识直标法将电感器的主要参数,如电感量、误差值、额定电流等用文字直接标注在外壳上。例如3.9mH.A表示电感量3.9mH、额定电流为A档〔50mA>。主要用于国产电感器数码表示法与电容器相同3.色码表示法与4环电阻器相似,4种颜色。前2种为有效数字,第3种为倍率,单位为微亨,第4种为误差。有的用色点表示,从右向左读取,大色点在左上方或左侧为第3色点属于倍率。其它2点为有效数字。1.5晶体二极管晶体二极管简称二极管,是由一个PN结、电极引线和外加密封的外壳组成。它的主要特性是单向导电性,也就是在正向电压的作用下,导通电阻很小；而在反向电压作用下,导通电阻极大或无穷大。无论什么型号的二极管,都有一个正向导通电压,低于这个电压时,二极管就不能导通。二极管在电路常起整流、稳压、隔离、极性保护、编码控制、调频调制和静噪等作用,常见二极管及符号如图1-21所示。图1-21常见二极管及符号二极管的分类1.二极管按结构可分为点接触型和面接触型两种点接触型二极管的结电容小,正向电流和允许加的反向电压小,常用于检波、变频等电路；面接触型二极管的结电容较大,正向电流和允许加的反向电压较大,主要用于整流等电路。面接触型二极管中用得较多的一类是平面型二极管,平面型二极管可以通过更大的电流,在脉冲数字电路中用做开关管。2．二极管按材料可分为锗二极管和硅二极管锗管与硅管相比,具有正向压降低〔锗管0.2～0.3V,硅管0.5～0.7V、反向饱和漏电流大、温度稳定性差等特点。3．二极管按用途可分为普通二极管、整流二极管、开关二极管、发光二极管、变容二极管、稳压二极管、隧道二极管、光电二极管等。1.5.2二极管的主要技术参数1.最大正向电流IF最大正向电流指长期运行时二极管允许通过的最大正向平均电流。IF与PN结的材料、面积及散热条件有关。大功率二极管使用时,一定要加散热片。在实际使用时,流过二极管最大平均电流不能超过IF,否则二极管会因过热而损坏。2.最高反向工作电压URMURM指二极管使用时允许外加最大反向电压,其值通常去二极管反向击穿电压的一半左右。在实际使用时,二极管所承受的最大反向电压不应超过URM,以免二极管发生反向击穿现象。3.反向饱和电流IS反向饱和电流指在室温下,二极管未发生击穿时的反向电流值。4.最高工作工作频率fM最高工作频率指二极管能保持良好工作性能条件下的最高工作频率。主要由结电容的大小来决定。1.5.3二极管的命名方法我国从1975年开始执行国标GB249-74,对半导体二极管的型号按下列方法命名。国标规定半导体二极管的型号及含义如表1-3所示。表1-3国标规定半导体二极管的型号及含义第一部分：主称第二部分：材料与极性第三部分：类别第四部分：序号第五部分：规格号数字含义字母含义字母含义用数字表示同一类别产品序号用字母表示产品规格档次2二极管AN型锗材料P普通管W稳压管L整流堆BP型锗材料N阻尼管Z整流管U光电管CN型硅材料K开关管D/C变容管V混频检波管DP型硅材料JD激光管S隧道管CM磁敏管E化合物材料H恒流管Y体效应管EF发光二极管国标规定二极管的型号由五个部分组成。第一部分：用数字"2"表示主称为二极管；第二部分：用字母表示二极管的材料与极性；第三部分：用字母表示二极管的类别；第四部分：用数字表示序号；第五部分：用字母表示二极管的规格号；如图1-22所示。图1-22二极管的命名方法1.5.4二极管的检测1.二极管的极性判断用万用表R×100或R×1k挡测其正、反向电阻,根据二极管的单向导电性可知,测得阻值小时与黑表笔相接的一端为正极；反之,为负极。若二极管的正、反向电阻相差越大,说明其单向导电性越好。2.二极管好坏的检测若二极管正、反向电阻都很大,说明二极管部开路；若二极管正、反向电阻都很小,说明二极管部短路。注意,不能用R×1挡〔阻小,电流太大和R×10k挡〔电压高测试,否则有可能会在测试过程中损坏二极管。1.6晶体三极管晶体三极管又叫半导体三极管,通常简称为晶体管或三极管。三汲管大都是具有3个外部电极〔引出脚的半导体器件。三极管本特性是对电信号进行放大和开关,它在电子电路中的应用十分广泛。是电子设备中的核心器件之一。在收音机、电视机、扩音机、录像机及计算机等许多电子整机部件上经常见到这种器件,常见三极管外形与符号如图1-23所示。几种常见三极管PNP型NPN型图1-23常见三极管外形及符号三极管的分类三极管的分类方法很多,三极管大都是由塑料封装或金属封装,并且不同型号的各有不同用途。1.按半导体材料分类：可分为硅材料和锗材料三极管；2.按三极管的极性分类：可分为PNP型NPN型三极管；3.按结构和制造工艺分类：可分为扩散型三极管、合金型三极管和平面型三极管；4.按电流容量分类：可分为小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管；5.按工作频率分类：可分为低频三极管、高频三极管和超高频三极管；6.按封装结构分类：可分为金属封装三极管、塑封三极管、玻璃壳封装三极管、表面封装三极管和瓷封装三极管；7.按功能和用途分类：可分为低噪声放大三极管、中高频放大三极管、低频放大三极管、开关三极管、达林顿三极管、高反压三极管、带阻尼三极管、微波三极管、光敏三极管和磁敏三极管等多种类型；1.6.2三极管的主要技术参数1.交流电流放大系数交流电流放大系数包括共发射极电流放大系数〔和共基极电流放大系数〔,它是表明三极管放大能力的重要参数。在选用三极管时,如果值太小则电流放大能力差,值太大会使工作稳定性差。一般选20～100之间。2.集电极最大允许电流ICM集电极最大允许电流〔ICM指三极管的电流放大系数明显下降时的集电极电流。当集电极电流超过ICM时,管子性能将显著下降〔例如β要减小很多,甚至可能烧毁三极管。3.反向击穿电压U<BR>EBO为集电极开路时,发射结的反向击穿电压；U<BR>CBO是指发射结开路时,集电结的反向击穿电压；U<BR>CEO是指基极开路时,集-射之间的反向击穿电压；通常U<BR>CBO>U<BR>CEO>U<BR>EBO,三极管的U<BR>EBO较小,只有几伏,使用时应该注意。4.集电极允许最大功耗PCM集电极最大允许耗散功率指三极管参数变化不超过规定允许值时的最大集电极耗散功率。超过此值就会使三极管的性能下降甚至烧毁。5.集电极最大允许电流ICM集电极最大允许电流指三极管的电流放大系数明显下降时的集电极电流。1.6.3国产三极管的型号命名由五部分组成,如图1-24所示。图1-24三极管命名方法第一部分用数字"3"表示主称三极管。第二部分用字母表示三极管的材料和极性。第三部分用字母表示三极管的类别。第四部分用数字表示同一类型产品的序号。第五部分用字母表示规格号。各部分的含义见表1-4所示。表1-4国产三极管型号命名方法及各部分含义第一部分：主称第二部分：材料与极性第三部分：类别第四部分：序号第五部分：规格号数字含义字母含义字母含义用数字表示同一类别产品序号用A、B、C、D等表示同一型号器件档次3三极管APNP型锗材料G高频小功率管X低频小功率管BNPN型锗材料A高频大功率管D低频大功率管CPNP型硅材料T闸流管K开关管DNPN型硅材料V微波管B雪崩管E化合物材料J阶跃恢复管U光敏管J结型场效应管三极管的检测1.三极管类型和基极b的判别将万用表置于R×100或R×1k挡,用黑表笔碰触某一极,红表笔分别碰触另外两极,若两次测得的电阻都小〔或都大,则黑表笔〔或红表笔所接引脚为基极且为NPN型〔或PNP型。2.发射极e和集电极c的判别若已判明三极管的基极和类型,任意设另外两个电极为e、c端。判别c、e时按图1-25所示进行。以PNP型管为例,将万用表红表笔假设接c端,黑表笔接e端,用潮湿的手指捏住基极b和假设的集电极c端,但两极不能相碰〔潮湿的手指代替图中100k的电阻R。再将假设的c、e电极互换,重复上面步骤,比较两次测得的电阻大小。测得电阻小的那次,红表笔所接的引脚是集电极c,另一端是发射极e。图1-25用万用表判别PNP型三极管的c、e极1.7集成电路集成电路〔IntegratedCircuit.IC是采用半导体制作工艺,在一块较小的单晶硅片上制作许多晶体管、电阻器及电容器等元器件,并按照多层布线或隧道布线的方法将元器件组合成完整的电子电路。集成电路体积极小、速度快、可靠性高。集成电路封装封装形式有多种形式,常见的如图1-26所示1-26集成电路封装形式举例〔a>双列直插式<b>单列直插式<c>TO-5塑封式<d>F型封装<e>瓷扁平封装.分类按功能和结构分为模拟集成电路和数字集成电路按集成度高低分小规模、中规模、大规模、超大规模集成电路。集成电路识别如图1-27圆形管脚识别,1-28扁平或双列直插式管脚识别所示。1-27圆形封装管脚识别1-28扁平或双列直插式管脚识别8表面安装元件1.特点表面安装元件体积小、重量轻、形状标准化、耐震动、集成度高、高频性能明显提高。2.表面安装元件1-29片状或柱状片式元件电子工程图的识读知识目标熟悉各种图形的特点掌握图形的识别方法和绘制方法电子工程图的分类原理图功能方框图原理图电气原理图逻辑图说明书明细元器件材料表整件汇总表工艺图印制板图装配图印制板装配图实物装配图安装工艺图布线图接线图接线表2.1方框图方框图是采用矩形、正方形、图形符号、线条、箭头等元素来反映整机设备或单个组成部分,以及它们在电气性能方面所起的基本作用的原理和顺序。1、方框图的特点方框图包含的信息容比较简单方框图具有很强的概括性和逻辑性方框图可以作为识读电路原理图前的索引方框图的识图方法单元电路、部件或机构依其所起作用和相互联系的先后次序,在图上一般自左向右、自上而下地排成一列或几列。线条表示连接关系,单实线表示电连接,双实线表示机械连接,实线上的箭头表示作用过程和作用方向,连接线的上方可以标注。如图2-1所示。2-1超外差式收音机方框图2.2电子产品元器件安装图安装图的特点电子产品元器件安装图是一种直观体现实物电路板上所有元器件实际物理位置和分布情况的图纸资料。图中示出的每个元器件都与电路板上实际安装的元器件一一对应。识读方法熟悉电路板上各元器件的型号和安装位置；具备电子元器件的识别的基础知识和技能可以根据图纸完成元器件的安装工作。如图2-2所示。图2-2典型电子产品中的元器件安装图2.3电路原理图1.原理图的特点原理图是为了完成和实现产品的整机功能。特点有表示电子产品和单元电路之间的相互作用、信号流程及彼此之间的连接关系；可以通过原理图了解整机功能、基本结构、信号流程及核心元器件。识读方法如图2-3所示。图2-3微型收音机电路原理图原理图一般按照信号处理的流程为顺序进行绘制,左侧为输入端,中间信号处理,右侧输出端寻找核心元件,划分功能单元2.4电子产品接线图接线图表示电子产品部元器件之间及其外部其他装置之间的连接关系。1.接线图的特点单线表示导线或线束虚线表示接线面背后的导线接线图中每根导线按顺序、单元进行编号多芯电缆标出电缆型号、芯线数量、芯线截面积、实用芯线数和电缆编号2.识读方法根据图中的标识,对照文中的文字符号和图形符号,对元器件的安装位置和接线方式进行识读。如图2-4直线连接图。图2-4直线图连接图2.5电子产品装配图1.装配图的功能特点表示产品组成部分相互连接关系的图样。分印制板装配图、实物装配图、安装工艺图,如图2-5所示。2.识读方法找到典型的元器件清楚各元器件之间的相对位置和装配关系图2-5印制板装配图电子产品的装配由于电子产品在装配过程中,焊接是极为重要的一个环节,因此对常用的手工装配工具,电子产品装配前的准备工序加以详细介绍。3.1装配工具在电子装配中不同的装配工艺所选用的装配工具也不同,本节将介绍手工装配的常用焊接工具。焊接工具电烙铁在手工锡焊过程中担任着加热被焊金属、熔化焊料、运载焊料和调节焊料用量的多重任务。电烙铁的构造很简单,除了一种手枪式快速电烙铁以外,其余都小异,普通电烙铁按结构分为热式和外热式两种。另外,再使用要求高的场合,经常使用恒温电烙铁。〔1外热式电烙铁外热式电烙铁的外形如图3-1所示,它由烙铁头、烙铁心、外壳、手柄、电源线和插头等部分组成。图3-1电烙铁示意图电阻丝绕在薄云母片绝缘的圆筒上,组成烙铁心,烙铁头安装在烙铁心里面,电阻丝通电后产生的热量传送到烙铁头上,使烙铁头温度升高,故称为外热式电烙铁。电烙铁的规格是用功率来表示的,常用的有25W、75W和100W等几种。功率越大,烙铁的热量越大,烙铁头的温度越高。在焊接印制电路板组件时,通常使用功率为25W的电烙铁。外热式烙铁头可以加工成不同形状,如图3-2所示。凿式和尖锥形烙铁头的角度较大时,热量比较集中,温度下降较慢,适用于焊接一般焊点。当烙铁头的角度较小时,温度下降快,适用于焊接对温度比较敏感的元器件。斜面烙铁头,由于表面大,传热较快,适用于焊接布线不很拥挤的单面印制电路板焊接点。圆锥形烙铁头适用于焊接高密度的线头、小孔及小而怕热的元器件。图3-2烙铁头形状吸锡器在检修无线电整机时,经常需要拆下某些元器件或部件,这时使用吸锡器或吸锡电烙铁就能够方便地吸附印制电路板焊接点上的焊锡,使焊接件与印制电路板脱离,从而可以方便地进行检查和修理。吸锡器是常用的折焊工具,使用方便、价格适中。吸锡器如图3-3所示,实际是一个小型手动空气泵,压下吸锡器的压杆,就排除了吸锡器腔的空气；释放吸锡器压杆的锁钮,弹簧推动压杆迅速回到原位,在吸锡器腔形成空气的负压力,就能够把熔融的焊料吸走。在电烙铁加热的帮助下,用吸锡器很容易折焊电路板上的元件。图3-3吸锡器钳口工具<1>尖嘴钳尖嘴钳的头部尖细,适用于在狭小的工作空间操作。尖嘴钳有铁柄和绝缘柄两种,绝缘柄的耐压为500V,其外形如图3-4所示。尖嘴钳的用途有以下几个方面：图3-4尖嘴钳带有刃口的尖嘴钳能剪断细小金属丝或细导线。 尖嘴钳能夹持较小的螺钉、垫圈、导线和电子元器件,进行安装焊接等操作。元器件引线成形、布线等。〔2镊子镊子形状有多种,最常用的有尖头镊子和圆头镊子两种,如图3-5所示。其主要作用是用来夹持物体。端部较宽的医用镊子可夹持较大的物体,而头部尖细的普通镊子适合夹细小物体。在焊接时,用镊子夹持导线或元器件,以防止移动。对镊子的要弹性强,合拢时尖端要对正吻合。图3-5镊子剪切工具〔1斜口钳斜口钳又称偏口钳或断线钳,如图3-6所示。它主要用于剪切导线,尤其适合用来剪除网绕后元器件多余的引线。剪线时,要使钳头朝下,在不变动方向时可用另一只手遮挡,防止剪下的线头飞出伤眼。图3-6斜口钳〔2剥线钳剥线钳专用于剥有包皮的导线,外形如图3-7所示。使用时将要剥削的绝缘长度用标尺定好后,即可将导线放入相应的槽口中,注意将要剥皮的导线放入合适的槽口,剥皮时不能剪断导线。图3-7剥线钳3.2导线的加工〔1下料按工艺文件中导线加工表中的要求,用斜口钳等工具对所需导线进行剪切。下料时应做到长度准、切口整齐、不损伤导线及绝缘皮〔漆。〔2>剥线将绝缘导线的两端用剥线钳等工具去掉一段绝缘层而露出芯线的过程,称为剥头。手工剥线时可用普通工具或专用工具,在大规模工业生产中采用专用机械。根据焊接的需要,用剥线钳或普通扁口钳剥出导线末端绝缘层,一般为10mm～12mm。屏蔽线的剥头工艺如图3-8所示。用剥线钳剥头时,要选用合适的孔号；用普通扁口钳剥头时,要边旋转边剪,用力要均匀,力度要不重不轻,否则易损坏屏蔽线。在分离屏蔽线时,用镊子顺绕线方向慢慢剥开,不可用剪刀剪开。注意：剥头时应做到绝缘层剥除整齐,芯线无损伤、断股等。图3-8屏蔽线剥头工艺〔3>捻线对多股芯线,剥头后用镊子或捻头机把松散的芯线绞合整齐,称为捻头。捻头时应松紧适度〔其螺旋角一般在30°～40°,不卷曲,不断股。〔4浸锡或搪锡为了提高导线的可焊性,防止虚焊、假焊,要对导线进行浸锡或搪锡处理。浸锡或搪锡即把经前3步处理的导线剥头插入锡锅中浸锡或用电烙铁搪锡,使焊件表面镀上一层焊锡。浸锡注意事项：绝缘导线经过剥头、捻线后应尽快浸锡；浸锡时应把剥头先浸助焊剂,再浸锡。浸锡时间1～3s为宜,多股导线浸锡时不要把焊锡浸入到绝缘皮层中去,最好在绝缘皮前留出一个导线外径的长度没有锡,这有利于穿套管,如图3-9所示。浸锡后应立刻浸入酒精中散热,以防止绝缘层收缩或破裂。被浸锡的表面应光滑明亮,无拉尖和毛刺,焊料层薄厚均匀,无残渣和焊剂粘附。若需导线量很少时,也可用电烙铁搪锡。用烙铁搪锡前要先将导线蘸松香水,有时也将导线放在有松香的木板上用烙铁给导线上一层助焊剂然后搪锡。a>b>拧在一起的多股导线b浸好锡的导线图3-9多股导线搪锡方法3.3元器件引脚的加工1.元器件引线成型元器件引线的成型在组装印制电路板时,为提高焊接质量、避免浮焊,使元器件排列整齐、美观,对元器件引线的加工就成为不可缺少的一个步骤。元器件引线成型在工厂多采用模具,而业余爱好者只能用尖嘴钳和镊子加工。元器件引线的折弯成型,应根据元器件本身的封装外形和印制电路板上焊点间距,做成需要的形状,图3-10所示为引线折弯的各种形状。a>、b>、c>所示为卧式形状,d>、e>所示为立式形状。图3-10a>可直接贴到印制电路板上；图3-10b>、d>则要求与印制电路板有2mm～6mm的距离,用于双面印制电路板或发热元器件；图3-10c>、e>引线较长,多用于焊接时怕热的元器件。图3-10元器件引线的成型图3-11所示为三极管和圆形外壳集成电路的引线成形要求。图3-12所示为扁平封装集成电路的引线成形要求,扁平封装集成电路的引线在出厂前已经加工成形,一般不需要再进行成形。a三极管b圆形外壳集成电路图3-11三极管和圆形外壳集成电路的引线成形要求图3-12扁平封装集成电路的引线成形要求2．元器件引线成型的技术要求〔1所有元器件引线均不得从根部弯曲。因为制造工艺上的原因,根部容易折断,一般应留2mm以上。引线成形后,元器件本体不应产生破裂,表面封装不应损坏,引线弯曲部分不允许出现模印裂纹。〔2弯曲一般不要成死角,圆弧半径应大于一引线直径的1~2倍。〔3引线成型后其标称值应处于查看方便的位置,一般应位于元器件的上表面或外表面。3．元器件引线的搪锡因长期暴露于空气中存放的元器件的引线表面有氧化层,为提高其可焊性,必须作搪锡处理。元器件引线在搪锡前可用刮刀或砂纸去除元器件引线的氧化层。注意不要划伤和折断引线。但对扁平封装的集成电路,则不能用刮刀,而只能用绘图橡皮轻擦清除氧化层,并应先成型,后搪锡。注意：如果是新元器件,其引脚没有氧化层,也可以直接成型,不需搪锡处理。4．元器件的插装形式元器件的插装方法可分为手工插装和自动插装。不论采用哪种插装方法,其插装形式都可分为立式插装、卧式插装、倒立插装、横向插装和嵌入插装。〔1卧式插装法卧式插装法是将元器件紧贴印制电路板的板面水平放置,元器件与印制电路板之间的距离可视具体要求而定。卧式插装法的优点是稳定性好,比较牢固,受震动时不易脱落。卧式插装法分为贴板与悬空插装'悬空高度一般取2~6mm。插装时应首先保证图纸中安装工艺要求,其次按实际安装位置确定。一般无特殊要求时,只要位置允许,采用贴板安装较为常用。〔2立式插装法立式插装是将元器件垂直插入印制电路板,如图3-13所示。立式插装的优点是插装密度大,占用印制电路板的面积小,插装与拆卸都比较方便。电容、三极管多数采用这种方法。图3-13立式插装法元器件的安装方法与印制电路板的设计有关,应视具体要求分别采用卧式或立式。安装时应注意元器件字符标记方向一致,容易读出,如图3-14所示。图3-14安装方向符合阅读习惯〔3晶体管的安装晶体管在安装前一定要识别管脚,弄清哪个是集电极、哪个是基极、哪个是发射极。晶体管的安装一般以立式安装最为普遍,在特殊情况下也有采用横向或倒立安装的如图3-15所示。不论采用哪一种插装形式,其引线都不能保留得太长,太长的引线会带来较大的分布参数,降低晶体管的稳定,一般留的长度为3mm～5mm,但也不能留得太短,以防止焊接时过热而损坏晶体管。a>a小功率晶体三极管安装方法b晶体二极管安装方法c塑料封装管的安装方法图3-15晶体管的安装塑料封装晶体管的安装方法与金属封装的晶体管基本相同。但对于一些大功率自带散热片的塑封晶体管,为提高其使用功率,往往需要加一块散热板,散热板与散热片要有可靠的接触才行,不能误认为自带散热片了,加不加散热板都可以,这样将会使管子过热而损坏。〔4集成电路的安装集成电路的引线比晶体管及其他元器件要多许多,而且引线间距很小,所以安装和焊接的难度要比晶体管大。集成电路在装入电路板前,首先要弄清引脚的排列与孔位是否能对准,否则不是装错就是装不进去。插装集成电路引脚时,用力不能过猛,以防止弄断和弄偏引脚。集成电路的封装形式有晶体管式封装、单列直插式封装、双列直插式封装和扁平式封装。在使用时,一定要弄清引脚的排列顺序及第一引脚是哪一个,然后再插入印制电路板,不能插错。〔5重、大器件的安装某些元器件的体积、重量都比晶体管和集成电路大且重,如果安装方法不当,就会造成元器件松动,甚至造成电路板焊盘脱落,影响整机的质量。①中频变压器及输入、输出变压器带有固定脚,安装时将固定脚插入印制电路板的相应孔位,先焊接固定脚,再焊接其他引脚。②对于较大体积的电源变压器,一般要采用螺钉固定。螺钉上最好加上弹簧垫圈,以防止螺钉或螺母的松动。③磁棒的安装一般采用塑料支架固定。先将塑料支架插到印制电路板的支架孔位上,然后用电烙铁从印制电路板的反面给塑料脚加热熔化,使之形成铆钉将支架牢固地固定在电路板上,待塑料脚冷却后,再将磁棒插入即可。也有将支架直接和双联电容器用螺钉固定在印制电路板上的。④对于体积较大的电解电容器,可采用弹性夹固定。3.4焊接技术手工焊接技术1.焊接的要求金属表面具有充分的可焊性；焊接表面必须保持清洁；使用合适的助焊剂,焊点表面要光滑、清洁；焊接时温度适当,加热要均匀；焊接时间适当；焊点要有充足的强度。焊接必须可靠,保证导电性能2.焊接的步骤准备焊接。右手拿电烙铁,左手拿焊锡丝,将烙铁头和焊锡丝靠近被焊点,处于随时可以焊接的状态。放上烙铁,加热焊件。将电烙铁放在工件上进行加热,焊接部位受热均匀。送人焊锡。将焊锡丝放在工件上,熔化适量的焊锡。撤离焊锡。当熔化适量的焊锡后,迅速拿开焊锡丝。撤离烙铁。当焊锡侵润焊盘并扩散围达到要求时,拿开电烙铁。注意撤离烙铁的速度和方向,移开方向应该与电路板大致成45度。3.焊接质量焊接缺陷严重影响电路的电气性能及美观度。常见有虚焊、断丝、焊锡上吸等。详见下图。电子工业生产中的焊接在电子工业生产中,随着电子产品的小型化、微型化的发展,为了提高生产效率、降低生产成本,保证产品质量,在电子工业生产中采用自动化的焊接系统。1.浸焊浸焊是将装好元器件的印制板在熔化的锡锅浸锡,一次完成印制线路板上众多焊接点的焊接方法。分手工浸焊和自动浸焊。工序过程如下：焊盘松香助焊剂的浸润 助焊剂固化,板子浸入锡槽中约3~5S印制电路板竖直撤离锡槽 焊点冷却,检查质量 引脚修剪图3-16手工浸焊2.波峰焊波峰焊接技术是实现全自动化生产流水线的先进的焊接方式,适用于产量大、质量要求高的产品的焊接。主要设备是波峰焊机。基本工艺流程、原理如图所示：图3-17波峰焊基本工艺流程3.再流焊接技术再流焊是预先在PCB焊接部位施放适量和适当形式的焊料。然后贴放表面安装元器件,经固化〔采用焊膏后,再利用外部热源使焊料再次达到焊接目的的一种成组或逐点焊接工艺。焊料为焊锡膏〔铅锡焊料、助焊剂、粘合剂、抗氧化剂。3.5元器件安装的技术要求元器件的标志方向应按照图纸规定的要求,安装后能看清元器件上的标志。元器件的极性不得装错,安装前应套上相应的套管。安装的高度应符合规定要求,同一规格的元件应尽量安装在同一高度。安装顺序一般先低后高、先轻后重、先易后难、先一般元件后特殊元件。元器件在印制板上的分布应尽量均匀、疏密一致、排列整齐美观。不允许斜排、立体交叉和重叠排列。元器件外壳和引线不得相碰,要保证1mm左右的安全间隙,无法避免时应套绝缘套管。元器件的引线直径与印制电路板焊盘孔径应用0.2~~0.4mm的合理间隙。发热元件不允许贴装,较大元器件的安装应采用绑扎、粘固等措施。屏蔽导线及电缆的加工知识目标掌握屏蔽线的处理方法熟悉扎线技术4.1屏蔽导线的剪裁和外绝缘层的剥离用剪刀〔或斜口钳剪下规定尺寸的屏蔽线。导线长度只允许5%~10%的正误差,不允许有副误差。外绝缘层的剥离方法：〔1热剥法在需要剥去外护套的地方,用热控剥皮器烫一圈,深度直达铜编织层,再顺着断裂圈到端口,撕下外绝缘护套,如图4-1所示。简易剥线器可用0.1～1mm厚的铜片经弯曲后固定在电烙铁上制成,使用它的最大好处是不会损伤导线。图4-1护套的热剥法〔2刃截法基本方法同热剥法,但需要用刀刃〔或单面刀片代替温控剥皮器。具体做法是：从端口用热剥半去除外绝缘护套。开始用刀刃划开外绝缘层,再从根部划一圈后用手或镊子钳住,即可剥离绝缘层。注意,刀刃要斜切周后,划切时,不要伤及屏蔽层。4.2端头去除屏蔽层长度屏蔽导线是在导线外再加上金属屏蔽层而构成的。在对屏蔽导线进行端头处理时,应注意去除的屏蔽层不能太长,否则会影响屏蔽效果。一般去除的长度为10mm～20mm；如果工作电压很高〔超过600V时,可去除20mm～30mm。4..3屏蔽导线屏蔽层接地端的处理屏蔽导线的屏蔽层一般都需接到电路的地端,以产生更好的屏蔽效果。屏蔽层的接地线制作通常有以下几种方法。〔1较细、较软屏蔽线编织套的加工①左手拿住屏蔽线的外绝缘层,用右手指向左推编织线,使之成为图4-2a>所示的形状。②用针或镊子在编织套上拔开一个孔,弯曲屏蔽层,从孔中取出芯线,如图4-2b>所示,用手指捏住已抽出芯线的屏蔽编织套向端部捋一下,根据要求剪取适当的长度,端部拧紧。图4-2细软屏蔽线的加工〔2较粗、较硬屏蔽线编织套的加工先剪去适当长度的屏蔽层,在屏蔽层下面缠黄蜡绸布2~3层〔或用适当直径的玻璃纤维套管,再用φ0.5~0.8mm镀银铜线密绕在屏蔽层端头,宽度为2~6mm,然后用电烙铁将绕好的铜线焊在一起后空绕一圈,并留出一定的长度用于接地,最后套上收缩套管。注意,焊接时间不宜过长,否则易将绝缘层烫坏。制作的屏蔽地线如图4-3a>所示。有时剥脱的屏蔽层长度不够,需加焊接地导线,这时可用第二种方法：把一段直径为0.5mm～0.8mm的镀银铜线的一端绕在已剥脱并经过整形搪锡处理的屏蔽层上2～3圈并焊牢,如图4-3b>所示。a绕缠镀银铜线b焊接镀银铜线图4-3较粗、较硬屏蔽线编织套的加工的方法〔3屏蔽层不接地时端头的加工将编织套推成球状后用剪刀剪去,仔细修剪干净即可,如图4-4a>、b>所示。若是要求较高的场合,则在剪去编织套后,将剩余的编织线翻过来,如图4-4c>所示,再套上收缩性套