电子信息工程基础知识

电子基础知识框架

初学者学习电子知识，请先把“电”看成“水”，“电路”就等于

“水路”；然后了解一些常用术语和术语，并通过实物对比了解几种

常用的电子元器件及其功能；最后，做一些实验。

任何电子产品都是由电子元件组成的。要学习电子技术，首先要学习

电子元件。

电子元器件组合成电子电路，这也是基础知识。有了电子元器件和电

子电路的知识，会用到电子工具，应该多做产品实战。

人比不懂电子学的人学电脑。懂电子学的人从计算机系向计算机系学

习，不懂电子学的人从计算机外向计算机系学习。

以下是电子产品的一些基础知识：

L什么是“场”？运动场通常是指人们可以锻炼的围场，电场是指电

产生力的围场，磁场是指磁力产生力的围场，其他类似。

2.导体，电比较容易通过的物体。绝缘体，电流难以通过的物体。导

体和绝缘体之间没有明显的界限，导体和绝缘体是相对于两个导电性

相差很多很多倍的物体而言的。

有许多物体在常见的不同物理条件（温度、电场、磁场、光照、掺

杂等）下表现出不同的导电状态。我们称此类物体为半导体。

有了导体、绝缘体和半导体，就可以生产出各种电子元件，我们可

以轻松简单地检测和利用电能。

3、开关实际上是短路和开路，是电阻在零欧姆和无穷大之间变化的

元件，与自来水开关的作用和原理是一样的。

只要有电流流动，就必须有一条封闭的路径。这条路径是电流回路。

无论电源单元如何，电流都必须从正极流向负极。

4、电源相当于一个特殊的电子元件，只有闭合通路才能产生电流。

如果没有导体和其他电子元件连接在一个封闭的路径中，就没有电流

流动。没有电路就一定没有电流，有电流就一定有电路。（交流电

流不需要物理路径，真空和空气也可以形成电流回路。）电流有两种:

直流和交流。我国普通家庭用电是220伏交流电。

导体两端存在电压差，形成电流。电压差被视为两条不同的水位

线。有一个水的差异，这就是水的压力。如果水压之间有水管，水就

会流动，水流就会受到阻力。水管越细，阻力越大，水流量越小；水

压越高，水流量越大。电压是指两个物体之间的电位差，即电压。如

果电压之间存在导电路径，则电流将在该路径中流动。电阻越高，电

流越低；电压越高，电流越大。

水压、水流量、水阻力。水流方向由高到低（不包括泵）；它对应

于电的类比：电压、电流、电阻。电流的方向是从正到负（不包括电

源）。

两个水位的水位差等于水压；两个电极之间的电位差等于电压。高

水位对应正极，低水位对应负极。

电阻器、电容器和二极管等电子元件有两个引脚。在使用这些组件

的过程中，必须按照一定的规则连接引脚。

三极管相当于一个电阻值可以控制的电阻，即三极管的集电极和发

射极两脚相当于一个电阻，基极起控制作用。

所有电子元件都有两种基本连接方式，并联：并联电路两端的电

压相等。串联：串联电路中的电流相等。

并联和串联是最基本的电路连接方式。无论电路多么复杂，都可以分

解为基本的并联和串联。由于并联和串联连接，所有电子元件也形成

电流回路。

电阻的阻值越来越小，相当于水管更多，通道更宽，对水流的阻力

更小；电阻的阻值越来越大，相当于水管更长，通道更长，水流阻力

更低。大的。

测量电压时，电压表必须并联在被测两端。电压表的电阻会消耗很

小的电流来使指针偏转。总则来说，电压表的大电阻可以忽略不计。

测量电流时，电流表必须与被测电路串联（电路需要先断开），电

流表会对电流起到一个小障碍。总则来说，电流表的阻值很小，可以

忽略不计。

电源是可以维持两个测试点之间电压的装置，可以是市电，可以是电

池，可以是线圈，可以是电容器等。

电池提供的电能的电压极性长期固定，我们称之为直流电。普通干

电池的额定电压为每节L5Vo

市电提供的电能为交流电，正负极时刻交替变化。这是因为发电机线

圈与磁场作相对运动，如果安装了电流换向器，就可以产生直流电。

正负交流电没有区别。市电中的零线和火线在正负极性、电压等级等

方面性能相同，完全对称。

市电电压为220V50Hz,即有效电压为220V,每秒钟需要更换正负极

50次。注意：将转换多少赫兹。

建议初学者使用12V以下的电子制作，这样成本比较低，电压比较低。

如果有错误的电子元件，烧毁元件的可能性也很小。更低的电压更安

全（对电子元件的损坏更小）

在一些大型电子系统中，通常连接的是非常粗的电线。但是，电子技

术中常说的接地，其实并不需要连线。

电子技术中经常提到的地线或地线，往往与它无关。电子电路中的

地线是指电流回路中由直流电、交流电或各种电信号共用的一部分。

说某座山的海拔高度，就是以海平面为共同的参考点。要说某一点的

电压有多高，就要找一个相当于海平面的参考点，也就是电子线路图

中的地线。

现在大多数情况下，电源的负极是各种信号电流回路中最常见的部

分，电源的负极总则用作地线。止匕时，如果某个元件的脚接电源的负

极，则称该元件脚接地。

接地是我们假设的公共电压参考点。在比较复杂的电路中，往往可能

会有多组电源，同时可能会选择多个参考点，所以可能会有几个地，

而这些地可能不接。

耦合、旁路、去耦这三个词都意味着信号的传输和为信号提供路径。

耦合是指前级和后级之间的传输，旁路和去耦是指需要在地之间提供

信号路径（对于每个级）。

提供信号通路就是形成电流回路。没有电流环就没有电流，任何电路

分析都是基于对电流环的分析。

等效电路图是具有相同效果的电路图。我们在分析电路图的时候，需

要对原来复杂的电路图进行简化，这样有助于扩展思路，简化问题。

等效电路图就是省略了一些在一定条件下没有作用的电子元件。例

如，在某些条件下：分析直流时，将电容器视为开路；分析交流电时,

将电容器视为短路。电感和电容正好相反。

电容和电感对不同频率的交流电有不同的阻断作用（直流电被认为是

0Hz的交流电）。在一定条件下，它们可以看作是电阻，可以计算出

阻抗值。

生活中的反馈是指拿回某事的结果，然后再决定某事。例如，当客户

报告电视消耗大量电力时;制造商会进行改进。电子技术中的反馈是

将信号从输出端取出并致到输入端。

正反馈是指如果输出信号变大，则反馈到输入端，使输出信号变大；

如果输出信号变小，则反馈到输入端，使输出信号变小。

负反馈正好相反。如果输出信号变大，则输出信号反馈到输入后会变

小；如果输出信号变小，则输出信号在反馈到输入后会变大。

正反馈总则用于产生振荡信号，负反馈总则用于稳定直流工作点。在

特殊情况下（放大倍数足够），正反馈可能不会振荡，但负反馈会振

荡。

正温度系数热敏电阻是指电阻值随温度升高而增大，负温度系数是指

电阻值随温度升高而减小。有点像正反馈和负反馈，电阻值是通过输

入温度信号来确定的。

在电子电路中，可以用规定边界的正负电压来表示日常生活中存在与

杏、通断、开关等的相对二进制值。这些止负电压是高电平和低电平。

数字电路的输入和输出都是高电平和低电平。数字电路可以根据一些

二进制关系进行逻辑判断，得到新的二进制结果；二进制系统使用两

个数字0和I来表示所有数量。

数字电路是专用于这些数字信号的电路或电路系统。学习数字电路建

议先了解二进制数。

二进制数使用0和I来表示数字电路中的二进制值（低电平和高电

平），用0和1代替所有信号。

模拟信号是在正负电压之间变化的信号，应尽量避免变化为正负电压

的最高值和最低值，否则可能导致信号失真。

D/A（数字/模拟）和A/D（模拟/数字）转换器是将数字电路与模拟

电路紧密结合的常用方法。

高频电路对小电容和电感非常敏感。任何导线和导线之间都可以等效

为电感和电容，即分布电感和分布电容。

对于高频工作的电子元件，引脚的长度和安装距离对电路性能有很大

的影响。

当你对高频电路（如调频无线麦克风、调频收音机）进行一些实验时,

请记住连接线应尽可能短和粗，元件应尽可能靠近电路板。

将每个电子元件或电子元件的组合及其与符号的连接替换为电路原

理图。只要记住各种电子元件的符号和绘图规则，就会看到电路原理

图。

由具有良好习惯和丰富经验的工程师精心绘制的图纸，总则都美观、

布局合理、标记清晰、易于阅读。当您看不懂电路图时，不一定是您

的错。

印制电路板是电路原理图到实物的转化，是产品从设计阶段走向市场

普及的必由之路。

看印制板图比看原理图更容易。只要知道导体、绝缘体和常见的电子

元件，就可以根据实际印制板画出电路原理图。

在元器件多的情况下，能有电路原理图用于印刷电路板的检查和维

护，是一件非常幸运的事情。

无论是自己制作的小型电子产品，还是帮助他人维护，这都是您积累

经验和学习技能的最佳时机。经验是积累的。

在非常复杂的电路或非常精密的产品中，经常需要使用双面电路板和

多层电路板。

多层电路板除了在电路板的外层分布连接线外，还可以在板的中间层

有布线。除了高密度贴装元件外，还可以屏蔽多层板以提高性能。

在电路板上寻找小电阻或小电容时，不要直接找，请先找到与它们相

连的晶体管或集成电路，再找，这样比较快。

在观察电路板上的元器件与铜箔电路的连接情况，观察铜箔电路的方

向时，可以用灯来观察，将灯放在有铜箔电路的一侧。

电容器是一个可以盛电的容器，就像盛水的杯子一样。因此，电容器

可以进行充放电，而充放电的大小决定了电容器的容量。

电容的种类很多，最常见的有电解电容（容量大，正负极），陶瓷电

容（容量小，无正负极，温度特性差），聚酯电容（聚酯薄膜电容，

容量小，温度好功能）等。

陶瓷电容器的主要参数是容量，特殊用途的高压陶瓷电容器会标注耐

压。使用陶瓷电容无需正负极之分，两端可任意互换。陶瓷电容总则

应在高频下工作。

电感是一种电磁转换元件，电可以产生磁，磁可以产生电。电感中磁

场的变化会产生电流的变化；电流的变化也会产生磁场的变化

电感器中电流和磁场的相互作用总是试图相互阻碍。电源变压器利用

电磁变换的互感过程来完成变换。

电路中电感的主要作用是阻隔交流电，通过直流电；阻断高频交流电,

通过低频交流电。电感器常用于变压器、谐振电路等。

过大的反向电压和过大的正向电流可能会对二极管造成永久性损坏。

二极管等三极管的损坏主要是由于功耗过大（反向高压击穿瞬时功耗

很大），导致PN结物理损坏。

三极管可以看成是一个电阻值可以控制的电阻，阻值范围可以从接近

零到无穷大变化。因此，三极管可用于设计放大电路和开关电路。

三极管具有三个电极，集电极、发射极和基极。底座用于控制其他两

极对电流的电阻。分析电流和电压的变化，就是分析三极管的工作状

态。

场效应管的作用与三极管的作用基本相同。场效应管总则也是三个引

脚，分别命名为源极、漏极和栅极。电网用于控制其他两极对电流的

阻断作用。

三极管通过基极电流的变化来控制另外两极，场效应管通过栅极电压

的变化来控制另外两极，场效应管栅极基本上不需要消耗电流来控制

另外两极。

还有两种类型的FET,n沟道和p沟道。但场效应管是压控器件，

在较低的电源电压卜难以发挥其优异的性能

晶闸管具有三个引脚，阳极、阴极和控制电极（也称为栅极）。控制

极用于控制其他两极对电流的通断作用。晶闸管对电流的控制作用只

能是导通或截止。

晶闸管的主要作用是用作开关，是一种无机械触点、无火花、高速的

电子开关。有些书也称晶闸管为晶闸管。

有一种集成电路叫薄膜电路（厚膜集成电路和薄膜集成电路），它的

集成工艺是在一块绝缘的硅片表面制作电阻和导线；三极管和二极管

不在硅片上。产生直接扩散，只需将它们安装在这个表面上，然后用

塑料封装整个电路。

与门电路等效于乘法电路。通常有两个或多个输入。有四个基本规则：

11=1,10=0,01=0,00=0o可以得出111=1、110=0、100

二0、000=0等。

0R门电路相当于一个加法电路。通常有两个或多个输入。有四个基

本规则：1+1=1、1+0=1、0+1=1、0+0=0o可以得出1+1+1=1>1+1+0=1>

1+0+0=1、0+0+0=0等o

非门电路相当于一个只有一个输入的反相电路。最多有两种情况：1=0,

0=1O

异或门电路的逻辑关系比较特殊，只有两个输入端。最多有四种情况：

0+1=1、1+0=1>0+0=0>l+l=0o

NAND门电路否定AND门的结果，NOR门电路否定0R门的结果，XNOR

门电路否定XOR门的结果。

运算放大器通过简单的外围元件广泛应用于模拟电路和数字电路中。

运算放大器的种类很多，具体性能参数也有一些差异，但原理和应用

方法是一样的。

运算放大器总则有两个输入端，即正向输入端和反向输入端，输出端

只有a、除了两个输入和一个输出之外，一些运算放大器还具有可提

高性能的补偿引脚。

光敏电阻的阻值随着光强的变化而显着变化。因此，可用于制作智能

窗帘、自动路灯开关、自动相机快门时间调节器等。

簧片开关是一种电子元件，可以通过磁场控制电路的通断。簧片开关

部分由软磁性金属簧片组成。在有磁场的情况下，金属簧片可以聚集

磁力线并受力，从而达到开启或关闭的功能。

耦合意味着传输信号，而光耦合器自然是利用光来传输电信号的元

件。总则是指具有与接收部相对应的发光部并制成一体的电子元件。

总则四个有效管脚（即四个管脚接在电路上起作用）为一组。

光耦的优点是可以很容易地实现电源隔离，最常用于使用商业电源的

开关电源的初级和次级隔离。此外，在计算机外设的通信中，也有很

多应用。一个组件可以集成多组光耦（每组至少四个引脚）

压电陶瓷可用作性能优良的振动检测器。它是一种电声装置。当施加

音频电压时，可以听到声音；当受到振动（机械变形）时，会感应出

微弱的电压。

焊接时，适当调整要焊接的位置、烙铁头、焊锡丝（带助焊剂），使

三点合二为一，充分接触。当焊接处有适当的焊料和助焊剂时，应将

焊锡丝去除。.焊接过程总则控制在2-3秒内。

工厂需要有丰富工作经验的技术人员。但是，获得丰富经验的主要途

径必须是勤奋的动手，日常的积累。

助焊剂：松香在工厂中常用作助焊剂。您可以通过将松香与工业酒精

融化来作为业余爱好者（医用酒精更昂贵且不必要）。注意：一次不

要混合太多，浓度可以灵活控制。

电容器的作用用三个词来形容：“充放电”。不要小看这三个字，正

是因为这三个字，电容才能通交流电，切断直流电；通高频交流电，

阻隔低频交流电。

如果用八个字来表达电容器的作用，那就是：“阻断直达交通，通过

高阻低阻”。这八个字来源于“充放电”三个字。如果你不明白也没

关系。

滤波电容可以先根据直流电源输出电流的大小和后级（电路或产品）

电源的要求来选择。

电感的作用用四个字来表达：“电磁转换”。不要小看这四个字，正

是因为这四个字，电感才能切断交流电，通过直流电；通低频交流电,

阻隔高频交流电。

电感的作用再次用八个字来表达：“直通车，低阻高阻”0这八个词

来源于“电磁转换”三个词。

电感器是电容器的克星。此外，电感器还具有这样一个特性：电流和

磁场必须同时存在。如果电流消失，磁场就会消失；如果磁场消失，

电流就会消失；如果磁场发生变化，正负电流也会发生变化。

电感的电流和磁场一直在“战斗”。电流想变，但磁场不变；磁场想

改变，但电流没有改变。然而，由于外部原因，电流和磁场可能都必

须改变。

当电感线圈上加一个电压时，电流要从零开始增加，但磁场会反对它,

所以电流必须逐渐增加；如果去掉电感上的电压，电流想从大增到零,

但是磁场会反抗，但是电流回路没有了，电流已经被强制归零，磁场

会狂暴并立即产生电感两端的电压非常高，以试图产生和维持电流。

这个电压很高，甚至会损坏电子元件，这就是线圈的自感现象。

给一个感应线圈加上一个变化的磁场，只要线圈有一个闭环，线圈就

会产生电流。如果没有回路，线圈上会产生电压。产生电压的目的是

试图产生电流。当两个或多个线圈共用一个磁芯（聚集磁力线的作用）

或共用一个磁场时，电流和线圈之间的磁场会相互影响，这就是电流

的互感。

电感是一根导线，电感对直流的电阻很小，甚至可以忽略不计。电感

对交流电呈现很大的电阻效应。

电感的串并联是很复杂的，因为电感实际上是分布在一定位置和路线

上的导线。因此，电感的串并联也与电感的位置有关（主要与磁场的

相互作用有关）。考虑磁场、分布电容、导线电阻（Q值）等的影响,

相当于电阻的串并联效应。

交流电的频率越高，电感的阻断作用就越大。交流电的频率越低，电

感的电阻就越小。

当电感和充满电的电容并联时，电容的放电会为电感和电感产生磁

场，磁场会保持电流，电流反方向对电容充电。或者如果这个损失能

够及时补充，就会出现稳定的振荡。

二极管的作用和作用用四个字来形容：“单向导通”。二极管常用于

整流、检测、稳压、钳位和保护电路。

一个整流二极管串联在Walkman的供电电路中。当直流电源反接时，

不会产生电流，不会损坏Walkman。

大于0.6V加在二极管（硅材料）上，二极管基本不产生电流（反向

更不能产生电流），这个电压称为死区电压、阈值电压、阈值电压、

导通电压等.

三极管的作用和作用是因为四个字完成的：“电阻是可变的”。由于

三极管的等效电阻值可以无限变化，三极管可用于设计开关电路、放

大电路和振荡电路。

三极管的集电极电流等于基极电流乘以放大倍数。当基极电流大到一

定程度时，由于各种原因，集电极电流不能增加。此时，集电极电压

已经等于或接近发射极。电压相当于电阻值变为0欧姆。

判断三极管放大状态的诀窍：发射结正偏，集电极结反偏。

三极管是电流控制器件，场效应管是电压控制器件。场效应管性能优

异，但在分立元件中，低电源电压适应性比三极管差。

场效应管是压控器件，容易被静电损坏。因此，大多数FET都有保

护二极管。

晶闸管实际上是一种没有机械触点的高速电子开关，需要很小的电流

来控制。该开关具有自锁功能，即导通后去除控制电流，仍可保持导

通，一旦关断，可保持关断状态。

电阻器总则都标有色环。色标法是用棕、红、橙、黄、绿、蓝、紫、

灰、白、黑十种颜色代表1234567890十个阿拉伯数字，金银两种颜

色代表放大倍数0.1、0.01或误差5%、10%。该套件随附真彩色样品

和各种色环电阻器。

常见的四色圈需要读三位有效数字，一位或两位代表有效数字，第三

位数字代表放大倍数。例如：黄紫红金，三位有效数字为472,表示

47乘以102（或加两个0）等于4700,即4.7K欧姆；又如：棕黑黑

金，三位有效数字为100,表示10乘以100（或加0个零）等于10,

即10欧姆。

实验过程中，如果三极管的基极与其他引脚之间没有单向导电（或单