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责任编辑:刘昆山

  一、电子元器件的选择
  1. 认识电阻器
  生产电子元器件的工厂制造的电阻器(以下简称电阻)都有规定的系列阻值和额定耗散功率。在电子制作中,我们选择电阻的阻值应该符合技术要求,然后再确定电阻的额定耗散功率。常见普通电阻的阻值可以根据电阻上色环编号直接读出电阻的阻值,一个电阻上色环的编号规则如图所示,至于这些规则的详细说明可以查阅相关电子书籍,这些规则需要电子技术人员熟练掌握,因为在以后从事电子相关工作中需要经常用到。

  而一个电阻上实际消耗的耗散功率也是必须仔细考虑的,否则的话很容易使电阻在工作中被损坏,我们应该尽量避免这样的事情发生,我们知道一个电阻上的实际耗散功率的大小由下式确定:P实际=U2/R=I2/R,而电阻的额定功率P额定分为0.0625W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W……等等,因此实际使用的电阻P额定应该大于或等于P实际。
  电阻在印刷电路板(英语缩写为PCB)上的安装方式可分为卧式安装a图和立式安装b图两种方式如图所示。

  立式安装是指元器件的轴向垂直于印刷电路板,这种安装的优点是在印刷电路板上所占面积小,缺点是元器件稳固性不如卧式安装,元器件之间容易相碰。比如在半导体收音机中经常使用,而且工艺简单、成本低甚至可手工焊接。
卧式安装是指元器件的轴向平行于印刷电路板,这种安装的优点是元器件排列整齐,因元器件紧贴印刷电路板,稳固性和散热性好,可耐较强的机械振动和冲击,缺点是所占印刷电路板的面积大。比如电视机中的主线路板经常使用。
对于体积和功率较小的电阻可根据技术要求灵活选择一种安装方式,但是对于体积和功率较大的电阻,应该采用卧室安装方式,以加强元器件的稳固性,同时为了加强散热,电阻还应该与印刷电路板之间空开5mm左右的距离。


  2. 认识电容器


  电容器的外观如图所示,上图举例是有极性的铝电解电容器,注意长引线表示正极引线,应该连接在电路中电位高的一端,短引线表示负极引线,应该连接在电路中电位低的一端,如果电容的极性连接反了,会使流过电容器的漏电流增大并且容易损坏电容器;下图举例是无极性的陶瓷电容,在安装时不用考虑极性,两个管脚可任意安装。电容器(简称电容)的容量和种类选定后,便要根据电路中的实际情况选择电容的耐电压值,一般技术上要求电容的额定耐电压值应该高于电路中的实际耐电压值。特别是在有感生电动势出现的地方,更要注意这一点,因为感生电动势的大小很大很容易把电容击穿直接导致电容的损坏。
  一般的体积较小的电解电容和瓷片电容都是采用立式安装,而耐电压较高和容量较大的电容其体积一般较大,通常都采用卧式安装,必要时还要考虑其固定问题。

  3. 认识晶体二极管
  二极管的外观如图所示,本图举例是普通的整流二极管,注意二极管像电容器一样是区分两个管脚的极性的,在二极管一端印上一道银灰色的色环表示这根管脚是二极管的负极引线,自然另外一根就是二极管的正极了,使用中应注意区别,否则的话将会导致电路不能正常工作。


    晶体二极管在收音机中多数用来检波(专业术语不必深究,随着理解的加深自然会明白),而在其它电路中大多用来整流。在整流电路中应该首先考虑整流二极管的工作电流,应该使整流二极管的额定电流大于其工作电流。其次应该考虑其耐电压值。
二极管有一个非常重要的特性,那就是二极管的单向导电性,也就是说当二极管正向导通时,二极管两端的电压大约只有0.7V左右,当二极管反向截止时,二极管相当于一个很大很大的电阻,这个时候电压会全部加在二极管两端,如果这时的电压大于二极管的反向击穿电压,则会像电容被击穿一样损坏二极管,因此我们应该选择二极管的反向耐电压值大于电路中的最高电压,这样才能保证二极管正常稳定的工作。
还有一种常用的二极管是发光二极管(英语缩写为LED)如图所示,当其通过正向电流时,它就会发出红(或绿、黄)色的光线。这种二极管在电路中通常作为某种状态指示灯。发光二极管的正向电压大约为2V左右,其发光亮度与其工作电流有关系,也就是说工作电流越大,亮度越高,但是普通发光二极管其工作电流一般不能大于30MA,否则容易损坏发光二极管。

   另外还有一种使用较多的是硅稳压二极管如图所示,硅稳压二极管的正向特性与普通二极管相差不多,但这种管子一般是工作在反向击穿的状态下,只要流过硅稳压二极管的反向电流始终小于这只管子的最大允许稳定电流,则硅稳压二极管两端的电压几乎保持不变,因此人们常常利用硅稳压二极管的这种特性配上其它元器件组成稳压电路,比如在直流电源稳压电路中可以见到硅稳压二极管的应用。

   在电路板上安装元器件之前最好用指针式万用表或数字式万用表检测一下二极管的好坏,这就好象一个合格的产品在出厂之前要经过多道严格的检测才能走向市场,另外在焊接前必须分清楚二极管的极性。
  3. 认识晶体三极管


   三极管的外观如图所示,本图举例是塑封三极管,晶体三极管(英语缩写为BJT)是两由两个PN结组成。根据两个PN结组合的方式不同,晶体三极管分为NPN型和PNP型两大类;按照晶体三极管的制作材料不同,又可以分为硅管和锗管;按其适用的工作频率不同还可以分为高频管(3MHz以上)和低频管(3MHz以下);习惯上还按晶体三极管集电极耗散功率的大小分为大功率管、中功率管和小功率管。
对于在正常工作中处于放大状态的晶体三极管,其基极和集电极之间应该加反向偏压,也叫集电结反偏;而基极和发射极之间应该加正向偏压,也叫发射结正偏。所以对NPN型晶体三极管来说发射极应该接电源的负极(即电源负极作为参考接地,认为这一点的电压是0V);而对PNP型晶体三极管来说,发射极应该接电源正极(即电源正极作为参考接地,认为这一点的电压是0V)。如果电源与晶体三极管之间的连接错误,由于晶体三极管的集电结和发射结的内部结构不同,晶体三极管便不能正常工作,所以在焊接晶体三极管之前必须分清楚三极管的极性。
   晶体三极管工作时的电流情况如图所示,线路中有三个电流:发射极电流Ie、基极电流Ib、和集电极电流Ic。图中Rb为基极限流电阻,Rc为集电极负载电阻,并且有电流计算公式Ie=Ib+Ic、Ic=β*Ib(其中β为三极管的电流放大系数)成立。


   在使用晶体三极管时还需要注意以下几个方面:
   在使用中要考虑到集电极电流Ic不应该超过某一值,否则晶体三极管的参数会发生变化,管子的性能明显下降,甚至有可能损坏管子;还要考虑到集电极最大允许耗散功率,如果实际耗散功率超过额定耗散功率,晶体三极管便会因过热而损坏;各点的实际工作电压值必须小于各点的击穿电压值。三极管的具体使用参数可查阅相关电子元器件技术手册;在使用晶体三极管之前最好先检测NPN型晶体三极管的好坏,这里列表总结检测NPN型晶体三极管的性能如下:

测试项目
操作方法
说明
穿透电流Iceo 让万用表的红表笔连接被测三极管的发射极e,而黑表笔连接三极管的集电极c。(注意:红表笔接向万用表内电池的负极,黑表笔接向万用表内电池的正极,因此黑表笔的电位比红表笔的电位高。) 用万用表电阻档(R*100或R*1K)测量三极管集电极c到发射极e的电阻,其阻值越大,说明
穿透电流Iceo越小,晶体管工作越稳定。一般硅管比锗管阻值大,高频管比低频管阻值大,小功率管比大功率管大,所以我们平时测量三极管时常常把测量Iceo作为判断管子质量的重要依据。
共发射极电流放大系数β 红表笔连接三极管的发射极e,黑表笔连接三极管的集电极c,在c与b之间连接阻值为100K的电阻,也可用手指代替电阻将c与b连接起来。 用万用表电阻档(R*100或R*1K),当连接上100K电阻或用手指代替连接后,万用表的指针会发生偏转,这种现象表示三极管的集电极c到发射极e的电阻减小了,而且指针偏转角度越大说明三极管的电流放大系数β越大,三极管的电流放大能力也就月强。
晶体三极管的热稳定性 连接方法与测试穿透电流Iceo时相同 在判断穿透电流Iceo时,我们用手指捏住三极管的中间,则三极管就会受到人体温度(正常时体温为36度到37度)的影响,如果发现万用表的指针与正常时大不相同,这就表示被测三极管的热稳定性较差,不应该使用在电路中。
备注 对于PNP型三极管应该将万用表的红黑表笔对调即可,因为PNP型三极管的极性与NPN型三极管的极性正好是相反的。

  4. 认识场效应晶体管


   场效应管的外观如图所示,可以看到场效应管的外观与三极管的外观比较相似,本图举例是塑封场效应管,场效应晶体管通常简称为场效应管(英语缩写为FET),是一种利用电场效应原理来工作的电子元器件,和普通的晶体三极管(英语缩写为BJT)相比较,场效应管具有输入阻抗高、噪声低、动态范围大、功耗小、易于制造集成电路等特点,得到了越来越广泛的应用。
场效应管的种类很多,主要分为结型场效应管和绝缘栅型场效应管两大类。结型场效应管(英语缩写为JFET)分为N沟道管和P沟道管。绝缘栅型场效应管也叫做金属氧化物半导体场效应管(英语缩写为MOSFET),这种类型的管子可以分为耗尽型MOS管和增强型MOS管,又都有N沟道和P沟道之分。

  5. 认识电子元器件的在电路图中的电路符号

  电阻的符号:

  电容的符号:

  各种二极管的符号:


  三极管的符号:

  场效应管的符号:


  二、 电子元器件的安装工具
  1. 电烙铁
  电烙铁是顺利进行电子制作最基本的工具,必须熟练掌握,为以后从事电子领域的工作打下坚实的基础。提到电烙铁就必须说一下焊锡,在弱电领域里一般首选带有松香芯的焊锡丝,因为这种焊料在使用的同时就带有松香助焊剂,使用起来非常方便,又可以提高工作效率,在焊接的时候,电烙铁的头部蘸焊锡量要恰当,不可太少,也不可太多,如果太少了,容易导致虚焊(假焊),如果太多了,容易导致短路。在每次焊接一个焊点时,将蘸了焊锡的烙铁头元器件的引脚环绕一圈,使焊锡、元器件的引脚、电路板(PCB)表面的铜箔线路充分地接触,否则容易导致接触不良的问题,烙铁头在焊点处再稍停留一下后再离开,这样做即可以焊出一个光滑牢固的焊点,我们要知道从某种意义上来说一块合格的电路板实际就是由一个一个合格的焊点组合而成的。另外还要注意,如果烙铁头在焊点停留的时间过短了,元器件的引脚会焊不牢固,而且由于松香助焊剂未能充分挥发掉,会形成虚焊(假焊)的问题。如果烙铁头在焊点停留的时间过长了,则有可能使焊锡流散开,容易导致短路的问题,而且还会烫坏元器件,烫坏电路板(PCB),导致电路板上的铜箔线路脱落,最终会产生电子废料,出于技术上和环保上的考虑我们应该掌握正确的焊接方法。
  2. 尖嘴钳
  尖嘴钳可以用来帮助整理、弯折待焊的管脚并在焊接时夹持体积较大的元器件,以便固定和帮助散热。
  3. 镊子(指钳)
  镊子用于夹持体积较小的元器件(电阻、电容、二极管、三极管)的管脚,在焊接时还可以帮助散热。
  4. 剪刀
  用于剪断过长的管脚和导线,并可刮去管脚和导线上的氧化层。
  5. 锯片刀
  锯片刀是用报废的手用锋刚锯条改制,取一段长约12CM的废锯条,先在砂轮机上将锯齿磨平,然后在一端磨出一个50度到60度的锐角,最后沿着这个锐角的斜面磨出一锋利的刀口来。锯片刀可以用来修理印刷电路板(PCB)四边的毛刺或者用来切断某些需要临时断开的铜箔线路。
  6. 起子(平口型、十字型)
  用来紧固不同槽口的螺丝。

  三、 注意事项
  1. 各种元器件的管脚切断以后长度不能小于5MM,以免焊接时散热不良而导致元器件的损坏。
  2. 电阻、无极性电容可不必考虑极性,而晶体二极管、晶体三极管、有极性的电解电容必须考虑极性,绝对不能焊错。

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用电烙铁焊接是的烟有毒么?
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