电子制作竞赛基本知识讲座

1电子制作竞赛基本知识讲座（一）一、常用电子元器件的标注、识别和测量1电阻器常用电阻器分为固定电阻器和可变电阻器两大类，见图1。图1电阻器符号（1）电阻的单位：Ω(欧姆)，K(千欧姆)，M(兆欧姆)（2）固定电阻器●按制做材料分为碳膜电阻、金属膜电阻和线绕电阻等。●固定电阻器的额定功率，常见的有：⅛W、.W、.W、1W等。●固定电阻器阻值的标注，有色环标注和直标法（数值标注）。●色环标注有四色环和五色环两种①四色环标注：如图2示第一色环和第二色环分别表示阻值的第一和第二位有效数字。第三色环表示有效数值后乘10的方次数（倍率），从而构成最小阻值以Ω为单位的读数。第四道色环表示实际阻值与标称值间的最大允许误差等级。色别棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银无色阻值与误差1234567890±5%±10%±20%例如：上图所示色环是：第一环是棕色，第二、三环是黑色，第四环是金色，查表得出：1，0，100，±5％。因此该电阻为10×1＝10Ω，误差±5％。②五色环标注：如图3示五色环电阻的前三环为有效数字，第四环乘10的方次数（倍率），第五环为误差值。色别棕红橙黄绿蓝紫灰白黑金银数值1234567890－－乘数10110210310410510610710810910010-110-2误差（％）±1±2－－±0.5±0.2±0.1－－－±5±10例如：上图所示色环是：第一环是灰色，第二环是红色，第三、四环是黑色，第五环是棕色，查表得出：8，2，0，100，±1％。因此该电阻为820×1＝820Ω，误差±1％。（3）可变电阻器随外界因素的表现而变化阻值的电阻器，也称为敏感电阻器，如机械力、温度、电压、湿度、气体、光通量、磁通量等●电位器属于用机械力改变阻值的一种可变电阻器。其图形符号如下：功率和阻值直接用数字表示。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn2温度、电压、湿度、气体、光通量、磁通量等敏感电阻器，都是非电量转换成电量的传感器，其物理参数值由控制要求选定。（4）电阻器的测量电阻器值除从色环或数字标注读出外，还可以用万用表进行测量用万用表测量时要注意的事项：●校表在使用万用表电阻值时，每更换一个测量档位都必须重新校表，即表针指向电阻刻度标线0位置，对于拨到欧姆档1时，校表时间不宜过长。●测量测量时不要用手握住电阻二端进行测量，否则测量不准确。2、电容器电容器是电子电路中另外一个十分常用的元件。简单的讲，电容器是储存电荷的容器。电容器能储存电荷，在这一点上与电阻器不同，理论上讲电容器对电能无损耗，而电阻器则是通过自身消耗电能来分配电能。电容器分有极性和无极性，固定和可变。可变电容器一般都是无极性，有极性电容一般是电解质电容器。（1）电路符号（2）电容器容量单位：1F（法）=106μF（微法）=1012pF（微微法）（3）有极性的电容器及标注有极性的电容大部分是电解质电容器。容量都比较大，基本上都是以μF为单位。其标称值和极性都标注在电容器外壳上。（4）无极性电容器及标注无极性电容的种类较多，有陶瓷、云母、独石、玻璃等。其容量比较小，一般以pF为单位标注方法：电容器标称容量的标注方法主要有直标法、三位数表示法和四位数表示法。①直标法：电容器的直标法与电阻器的直标法一样，在电容器身上直接标出标称容量和允许偏差，如6800pF+10%。直标法具有识别方便的优点，目前这种标注方法被广泛应用。②三位数表示法：电容器的三位数表示法是用三个整数来表示标称容量，再用一个字母表示允许偏差，如104J。在三位数中，前两位数是表示有效值，第三位数为倍乘，即10的多少次方。例如：223＝22×103＝22000Pf＝0.022μF104J＝10×104＝100000Pf＝0.1μF，误差±5%③四位数表示法：电容器的四位数表示法用四位整数或小数来表示标称容量。当用整数表示式单位是pF；用小数表示时单位是uF。例如2200=2200pF,0.047＝0.047μF。有时用小PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn3于四位数来表示标称容量，如３为３pF。（5）可变电容器可变电容器标称容量一般都是直接标出容量值。（6）电容器的测量电容器的测量有专门的测量仪器。下面如何用万用表判断电容器的好坏。在测试前，应根据被测电容器容量的大小，将万用表的量程开关拨至合适的档位。由于此时万用表既是电容器的充电电源(表内电池)，又是电容器充放电的监视器（表头指针）。将黑、红表笔分别接触电容器两只脚，万用表指针先向右边偏转一定角度(表内电池对电容器充电)，然后很快向左边返回到“∞”处．表示对电容器充电完毕。如果不回到“∞”处，说明电容器的电介质有漏电，指针返回越小，电介质的漏电越大，如果不返回，说明该电容器不能用，内部电介质已击穿。对于小容量电容器而言，由于其容量小，所以充电流也很小，乃至还未观察到万用表指针的摆动便回复到“∞”处。这时，可将两表笔交换一下，再接触电容器引脚时，指针仍向右摆动一下后复原，但这一次向右摆动的幅度应比前一次大。这是因为电容器上已经充电，交换表笔后便改变了充电电源的极性，电容器要先放电后再进行充电，所以万用表指针偏转角度较前次大。如果测试的是大容量电解电容器，在交换表笔进行再次测量之前，须把电解电容器的两个引脚短接一下，放掉前一次测试中被充上的电荷，以避免因放电电流太大而把万用表指针打弯。3、电感器电感器就是线圈，它在电子电路中的应用也比较多，但远远少于电容器和电阻器的应用量。电感器根据磁感强弱要求，有空芯的和带铁氧体磁芯，带铁氧体磁芯的有固定和可调的两种，调节磁芯可以改变电感器的电感量。注意：一般带可调磁芯的电感器，不要轻易调PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn4动，否则改变电感量影响电路正常工作。（1）电感器的符号：（2）电感器电感量单位：H（亨）＝103mH（毫亨）=106μH（微亨）（3）电感器的标注电感器的标注方法：电感器的电感量和允许偏差，有直标法和色标法。在采用直标法时，直接将电感量标在电感器外壳上，并同时标注允许偏差。电感器也有采用色标法，与电阻的色环表示法相同，单位是μH，主要用在固定电感器。（4）电感器的测量电感器电感值的测量要用专门仪器才能测量，用万用表只能判断线圈的通断。4、二极管二极管也叫晶体二极管，是半导体器件。它的品种很多，有整流二极管、开关二极管、稳压二极管、发光二极管、变容二极管等等。二极管的一个主要特性是单向导通性。（1）二极管的符号（2）二极管参数不同用处的二极管其参数不同，普通二极管就要注意正向电流，反向电压，反向漏电流；发光二极管要注意工作电流和电压；稳压二极管要注意稳压值；变容二极管要注意变容范围，所以的参数必须根据电路设计要求来选定。（3）二极管参数的测量不同用处的二极管其参数的测量，要用专门的仪器才能测量准确，用万用表测量二极管只能对二极管好坏的判断，不能对其性能参数准确测量。①二极管极性标示：②根据二极管单向导通特性判断普通二极管的好坏：测试二极管的正向电阻值时，用万用表的红表笔接二极管的负极，黑表笔接二极管的正极（注：在万用表内部，黑表笔与表内电池正极相连，电池负极通表头与红表笔相连）。正向电阻与反向电阻等于0，二极管被击穿，不能用PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn5正向电阻与反向电阻相等或相差较小，但不等于0，对于普通二极管来讲，反向漏电流很大，反向击穿电压很小，不能用根据红、黑表笔测量二极管正、反向电阻的大小，还可以判断二极管的极__________性。5、三极管三极管又称为晶体三极管。三极管有各种各样的型号，但它的基本结构是一块含有两个PN结的半导体。从结构上看，三极管有两种类型：一种是PNP型，另一种是NPN型。图中c—集电极，b—基极，e—发射极（1）三极管主要特性参数三极管的特性曲线就是描绘三极管各电极的电压与电流之间关系的曲线，必须在晶体管特性图示仪上观测。①三极管的主要参数：·电流放大系数电流放大系数用来表示三极管的放大能力，它分直流电流放大系数（hFE）和交流电流放大系数β（hfe）。一般来讲，同一只晶体管的直流放大系数略小于交流放大系数，性能良好的晶体管两系数值很接近，故通常不加区别，统称为电流放大系数或称放大倍数。·极间反向电流反向电流是决定晶体管工作稳定性的重要参数。它分集电极反向饱和电流Icbo和穿透电流Iceo。集电极反向饱和电流Icbo越小越好。穿透电流Iceo与放大倍数有关，放大倍数大的晶体管，穿透电流也大，所以稳定性也较差。·特征频率fT②极限参数·击穿电压BUcbo、BUceo、BUebo三个击穿电压之间的关系：BUcboBUceoBUebo晶体管的BUceo值一般选择比电源电压Eo大2~3倍。BUebo比较小，硅管约为4V，使用时应当注意。·集电极最大允许电流IcM·集电极最大允许耗散功率PcM（2）用万用表判断三极管的好坏万用表的量程开关拨至R×lkΩ档(或R×100Ω档)。在不知晶体管极型的情况下，将万用表的红笔任意与其一个引脚相碰，黑表笔去碰第2只脚，如果测得的阻值较小，如图(a)所示，交换表笔之后测得这两个引脚间阻值都很大，如图(b)所示，就说明此晶体三极管中的一个PN结是好的。反之，若测得阻值很大，交换表笔重新测试后阻值较小，也说明此晶体三极管中的一个PN结是好__________的。但是，如果两次测得阻值均很大，这就有两种情况：一是被测PN结可能已开始损坏；二是可能测的是两个PN结(e结或c结)，这是因为正常晶体管的集电结与发射结之间的正、反向电阻值都很大。如遇这种情况，应及时将其中一枝表笔与晶体管的第3脚相碰，如图(c)、（d）所示，再重复上述过程即可准确判断。测试晶体三极管第2个PN结的方法如图(e)、(f)所示。在测试好第一个PN结后，任意固定一枝表笔(如红笔)，见图(e)所示，用黑表笔去碰分别碰另外两极，测得阻值较小、，再交换表笔(见图（f）)，测得阻值很大，就说明此晶体三极管的第2个PN结也是好的。测得两个PN结的正反向电阻值相差越大，说明此晶体三极管的性能越好。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn6测试NPN型晶体三极管的方法与测试的PNP型晶体三极管的方法相同。③三极管e、b、c引脚有确定根据三极管的型号在晶体管手册上查找查e、b、c的排列顺序。用万用表欧姆档判断e、b、c顺序。三极管的e、b引脚类似二极管的两个引脚，e、c引脚间的电阻很大。④放大倍数检测数字万用表都配有三极管hFE检测档。要测量三极管的放大倍数时，先将档位拨到hFE位置，然后将事先确定好管脚顺序，根据三极管的类型（PNP、NPN），插入对应孔内（注意管脚接触），数字表显示的数值就是hFE值。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn7二、分立式电子元件的特性和应用1、电阻性元件电阻性元件是通过自身消耗电能来分配电能。电阻元件在电路中主要是构成分压、限流、和其他元件组成功能电路。对低频而言，电阻元件不影响电路频率参数。2、电容性元件（1）电容器的阻抗电容器能储存电荷，在这一点上与电阻器不同，理论上讲电容器对电能无损耗。但电容器对交流电有阻力，称为容抗，其表达式为：Xc=1/2πfC。从电容器对交流电的容抗公式可以看出，电容能通过交流信号，不能通过直流，所以电容在电路中隔离直流的作用。（2）电容器的充、放电特性从电容器充、放曲线可以看出，电容器在充、放电过程中，其端电位是按指数曲线上升或下降，也就是说，电容器在充、放过程中，其端电位是不会突变的。（3）电容器在电路中基本作用根据电容器的特性，可以在电路中构成隔直、滤波以及与其他元件组成功能电路。PDF文件使用pdfFactoryPro试用版本创建www.fineprint.cn83、电感性元件实验证明，当线圈中电流有变化时，就会产生自感电动势，其方向