电子爱好者基础知识.docx

电子爱好者基础知识.docx

《电子爱好者基础知识.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子爱好者基础知识.docx（44页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

电子爱好者基础知识

电子爱好者基础知识

电容

 电容器俗称电容。

它是在两个金属电机之间夹了一层电介质构成。

所以它具有了存储电荷的能力。

所

以在理论上，它对直流电流具有隔断的作用，而交流电流则可以通过，随着交流频率越高，它通过电

流的能力也越强。

一些常用电容器外观见图1。

图

（1）

电容在电子线路中也是广泛应用的器件之一。

我们多采用它来滤波、隔直、交流耦合、交流旁路

等，也用它和电感元件一起组成振荡电路。

电容的分类：

    按照电介质的不同，电容有很多种。

我们常见、常用的电容主要有：

名称

优点

缺点

主要应用

瓷片电容

体积特别小，高频损耗少，耐高温，价格低廉

容量小

普遍应用

涤纶电容

体积小，容量大

电解电容

容量特别大

铝电解电容漏电大，容量不准确。

钽电解电容性能好但价格高

耦合、滤波

云母电容

性能稳定，耐高温、高压。

高频性能好

价格高

发光二极管

纸介电容

体积较小，容量较大、价格低

高频性能较差

    我们在大多数的电子制作中，经常应用的是瓷片电容和电解电容。

按照结构的不同，我们将容量固定的电容称为固定电容，而可以调节的称为可调或半可调电容。

普通收音机选台的就是使用可变电容。

我们在线路图中常用“C”来代表电容，用图2的符号来表示固定电容，用图3的符号来表示半可

变电容，图4表示可变电容，图5表示双联可变电容。

电解电容一般容量比较大，从1UF到10000UF都比较常见，它是有正负极之份的电容元件，在使

用中正极节高电位端，负极接低电位端，不能够反接。

电解电容又分为铝电解、钽电解、铌电解，市

面常见的是前两种，其中钽电解常被一些音响发烧友用于音响系统。

电解电容我们常用图6的符号表示。

图6：

电解电容的标示符号

电容的主要性能参数：

1、电容标称容量。

描述电容容量大小的参数，单位为“法（F）”。

在实际应用中，以“法”出现的电容很少见到，我们常用的、常见的是其他拓展单位：

“微法”（μF）和“皮法”（pf）。

其单位换算公式：

1F=1,000,000μF（106μF）=1,000,000,000,000pF（1012pF）

2、耐压。

也叫额定工作电压。

是指电容规定的温度范围内，它能够长期可靠工作承受的加在它两极的最高电压。

又区分为直流工作电压和交流工作电压。

这个指标当然是越高越好，在其他性能一样的情况下，高耐压的可以直接替代低耐压的，反之则不能。

3、漏电电阻。

电容中的电介质不是绝对绝缘的，当通上直流电的时候，或多或少地会有电流的通过，我们称之为漏电。

当漏电情况教大时，电容发热甚至会导致电容损坏。

电容的规格标注方法：

我们在实际应用过程中，常常需要对电容的容量和其它参数进行选择。

电容的容量标注方法同电阻一样，也是采用直标法（数字直接表示）和色标法两种。

但直标法需要注意的是有一些这样的差异：

1）我们在瓷片电容上经常看到如图7这样103，224等这样的标注。

这种并不表示该电容容量为103PF或224PF。

它的容量应为：

前两位读数后加上第3位数字表示的“0”数。

例如：

103=10*1000=10000pF

224=22*10,000=220,000pF=0.22μF

2）在电解电容上有正负极的区分，一般都有如图8所示的标示。

还有一种普遍的识别方法：

对未剪腿的电解电容，腿长的一边为正极。

电解电容一般采用直标法，它的容量不需要换算。

注意的是在容量下方一般还标注了耐压值和工作温度。

见图9。

图8

图9

电容的测量：

     一般的万用表并没有专门测量电容容量的档位。

多数情况下我们用以下方式测量电容的某些特性：

1）测量其漏电电阻。

漏电电阻小也就是漏电大的电容是不宜用于线路中，因为它不仅对线路的性能不利，而且由于发热等原因，甚至会发生爆裂，有可能会影响到线路中其它元件的寿命。

所以，我们可以用万用表的高阻档测量（1KΩ或10KΩ）进行测量，测量方法与测量电阻方式一样：

1、将万用表放置在目光正前方。

2、选择最高的测量档位，并调零。

3、将表笔分别搭在电容两端的金属管脚上，若是测量电解电容，则应该红表笔接电容的正极，黑表笔接接在负极。

测量过程中注意不要有身体裸露部分同时接到电容的两极上。

4、观测表针运动情况，对大容量电容，表针将大幅度向零刻度方向摆动后再往反方向运动，待表针稳定后再读取漏电电阻数据。

对于瓷片电容，它的漏电电阻应接近无穷大。

而对铝电解电容，可参考以下数据：

电容耐压

漏电电阻范围（KΩ）

6V

6V

15V

30-40

25V

30-60

50V

60-100

150V

150-200

300V

250-350

450V

300-400

    当小于范围值时表示该电容漏电较大，超过则属于比较好。

2）估计电解电容的极性。

分别正反方向测量电解电容的漏电电阻，漏电电阻大的时候红表笔连接的是正极。

也可管脚测量对铝外壳的电阻，为零的那一端时负极。

3）估计电容的容量。

对超过1μf以上的电容，可以用测量漏电电阻的方式估计电容容量的大小，观看的数据是表针向零刻度方向摆动的幅度，摆动幅度越大，说明电容容量也越大（先要排除内部短路的可能）。

也可对比已知容量的电容来获得比较准确的数值。

注意：

当对电容容量作第2次检测时，要先放电。

对于1000μf以下的电阻，可直接短路放电，超过的可将两管脚插再潮湿的海绵上，过数分钟后再短路放电。

电容容量越大，放电时间也要求越长。

电容的串联与并联：

    电容的串联（图10）与并联（图11）使用，也会改变线路上电容容量。

与电阻相反：

C1、C2

C1

电容串联

C2

电容并联

电容并联使用时，线路上的实际容量等于各电容之和。

即：

C1=C1+C2

电容串联使用时，线路上的实际容量计算公式为：

C=1/（1/C1+1/C2）

电阻

一、电阻与欧姆定律：

    电阻器我们习惯称之为电阻。

它是电子设备中最常应用的电子元件。

电阻对直流电及交流电都呈现相同的阻力。

这种阻力通过的运动形态通过欧姆定律的数学公式描述：

I（电流）=V（电压）/R（电阻）

    这个公式表明：

线路上通过电阻的电流与电阻的阻值成反比，而与加在两端的电压成正比。

    在电子线路中，我们常用英文字母R或如图1的符号来表示电阻：

R

二、电阻的串联与并联：

    1、电阻的串联（图2）：

R1

R2

根据摩尔定律，在同一条线路上的电流是固定的，而A、B两端上的电压等于R1、R2两端电压之和，

根据欧姆定律，A、B两端的总电阻（R）：

    R*I=R1*I+R2*I

所以：

R=R1+R2

结论1：

线路上串联的电阻总阻值等于各串联电阻阻值之和。

结论2：

线路上串联电阻的总阻值肯定比线路中任何电阻的阻值大。

2、电阻的并联（图3）：

    根据摩尔定律，在本线路中A、B两端的电压与R1、R2两端的电压一样，而总电流为分别通过R1、R2电阻的电流之和。

所以根据欧姆定律：

    R*I=R1*I1=R2*I2

    并且：

I=I1+I2

可推出：

1/R=1/R1+1/R2

结论1：

A、B两端总电阻（R）：

R=R1*R2/（R1+R2）

结论2：

并联线路上的电阻总值比线路中任何分路的阻值均小。

根据以上特性，我们经常在电子电路中使用电阻来进行分压、分流、滤波、阻抗匹配等工作。

三、电阻的种类：

在电子设备的实际应用中，我们按照电阻制作的材料进行不同的分类。

常见的种类与性能特点如下表1：

种类

优点

缺点

外观

碳膜电阻

较好的稳定性和适应性，并且价格便宜

漆皮为绿、蓝灰、米黄色

金属膜电阻

各方面性能比属膜电阻更好，常用于精密设备

价格高

漆皮为深红色

线绕电阻

阻值精确，承受功率大

但不适合高频工作

漆皮为黑色

外观参见图4。

图4

    也可按照电阻的阻值特性分类。

不能调节的，我们称之为固定电阻。

而可以调节的，我们称之为

可调电阻。

而常见的例如收音机音量调节的，主要应用于电压分配的，我们称之为电位器（图5），将

另文介绍。

图5

除了以上介绍的外，我们也还会用到一些特殊的电阻元件。

这些电阻元件的特点是它的阻值会根据一

些外界因素的变化而变化。

例如：

受光影响的我们称为光敏电阻、受外界压力影响的是压敏电阻，还

有热敏、气敏、电敏等等。

下面是一些相关电阻的图片（图6）：

图6

    也可按照电阻的阻值特性分类。

不能调节的，我们称之为固定电阻。

而可以调节的，我们称之为可调电阻。

而常见的例如收音机音量调节的，主要应用于电压分配的，我们称之为电位器（图5），将另文介绍。

图5

除了以上介绍的外，我们也还会用到一些特殊的电阻元件。

这些电阻元件的特点是它的阻值会根据一些外界因素的变化而变化。

例如：

受光影响的我们称为光敏电阻、受外界压力影响的是压敏电阻，还有热敏、气敏、电敏等等。

下面是一些相关电阻的图片（图6）：

图6

四、电阻的参数：

对于固定电阻，主要的参数指标有两个：

阻值、功率。

阻值：

描述电阻对电流的阻碍能力的数学表达，单位为：

欧姆。

我们也常用希腊字母Ω表示。

我们也常见到KΩ（千欧）、MΩ（兆欧）的标识，其换算公式如下：

1MΩ=1,000KΩ=1,000,000Ω

在我们的实际应用中，常常见到电阻阻值的两种标注方式：

一种是数字与单位直接标注的方式（如图7），另一种是利用色环来标注其阻值的方式（如图8），我们称之为色标法，它也分两种：

分别为4环电阻与5环电阻，数值的读取方法、颜色与数值的对应关系（见图8）：

如图7

见图8

功率：

标准叫法是额定功率，是指电阻在一定条件下（压力、温度等）长期连续工作能够允许承受的最大功率。

所以我们在一些电路中必须注意电阻功率的选择，否则由于电阻承受能力问题导致电阻损坏，甚至可能导致设备其它元器件的损坏。

在实际应用中可以用功率大的同阻值电阻替代小功率电阻，但反之则需要慎重考虑。

   其它参数：

温度系数：

描述电阻温度对其阻值产生的影响。

误差等级：

描述生产出来的电阻与标称电阻的差别。

电阻的测量：

用模拟万用表测试电阻的阻值，一般布置如下：

    1）将表放置在目光的正前方，便于观测。

    2）将表档位调整到Ω的位置，将两表笔碰一下，同时注意观测表针是否运动。

若不运动，则需要检测档位是否在"Ω"上或表笔连接是否正确。

    3）选择"Ω"的档位。

一般的万用表有"R×1"、"R×10"、"R×100"、"R×1K"、"R×10K"等档位。

我们在选择时，应选择使指针落在3-30的范围内。

当小于3时，下调1档，当大于30时，上调一档。

    4）调零。

我们在开始使用和档位转换时，都需要通过调整万用表上的"调零"旋钮将表针调整到"0"刻度的地方。

这样才能保证万用表测量数据的准确。

    5）对于固定电阻的测量，是将表笔分别搭在电阻的两头充分接触。

从正前方读取数据。

将得到数据乘上档位的数字，就得到了该电阻的阻值。

    6）对于可调电阻，先按照上述方式测量固定端的阻值，这样就获得了该电阻的最大阻值。

然后将一只表笔移至移动电阻的移动端，在观测的同时旋转或移动调节旋钮，注意观测表针是否连续变化的，否则则有可能是该电阻接触不良。

用数字表测量电阻：

    基本流程与模拟表一样，只是不需要调零。

另外它的检测档位与模拟表不同，要求你要更准确地落入量程范围内。

无论是使用那种万用表，我们都需要注意：

    1）测量时，不能有身体同时接触电阻两端的情况发生。

这样会导致测量不准确，而且是电阻越大，影响也越大。

想想为什么？

    2）对在线路板上的电阻，首先要先焊开一端，并且不要带电测量。

电感

    当电流通过一段导线时，在导线的周围会产生一定的电磁场。

而这个电磁场会对处于这个电磁场中的导线产生作用。

我们将作用称谓电磁感应。

我们常将导线绕成一圈一圈的线圈而加强电感作用进行相关的工作，我们将这个线圈称为电感线圈。

电磁感应按照电磁场作用对象分为两种：

对本身导线的影响称为自感，对其它导线的感应称为互感。

对应的我们将利用自感方式工作的称为自感线圈。

电感线圈的分类：

    按照电感形式，线圈分为空心线圈与实心线圈。

空心线圈是指导线线圈中间没有导磁材料的线圈，所以将导线绕制在由纸筒等无感材料上的线圈也是空心线圈。

实心线圈按照线圈中间导磁材料的不同而分为不同的种类，我们常见的材料有铁磁材料、铜材料、铁氧体材料。

在线路图中，我们将线圈用"H"字母代表，将空心线圈与不同材料做成的电感线圈分别用以下图2-图5的图形表示：

    互感线圈使用以下符号表示：

    电感线圈工作能力的大小用"电感量"来表示，表示产生感应电动势的能力，单位为"亨利"，常用单位为"mH"与"μH"，换算关系如下：

    1H=1,000mH=1,000,000μH

    电感线圈的电感量取决于导线的粗细、绕制的形状与大小、线圈的匝数（圈数）以及中间导磁材料的种类、大小及安装的位置等因素。

    按照工作性质分类，电感线圈分为天线线圈、振荡线圈、扼流线圈、滤波线圈。

在我们其它实际应用线路中将一一说明。

按照线圈的工作频率分，又分为中波、短波、调频等不同工作频率的天线线圈与震荡线圈。

线圈绕制：

    我们常用到的线圈，某些要求自己绕制。

在不同的应用中，由于技术要求、材料准备等不尽相同，线圈绕制要求的差距也比较大。

一般的规律是：

1、中、短波天线线圈用多股漆包线在铁氧体磁棒上绕制。

如图8。

2、调频天线线圈（调频输入回路线圈）在3-5mm的圆棒上绕制并脱胎而成。

如图9。

3、振荡线圈一般由厂家绕制，而且多数振荡线圈中含了谐振电容，漆包线绕制在塑料或胶木骨架上，上端由可调节位置的磁帽，用于调节线圈电感量。

外面套铁壳作为屏蔽。

外观见图10。

有时候，我们需要利用这种骨架自己绕制特殊用途的线圈。

4、中周是中周变压器的简称。

外观与成品的振荡线圈基本相同。

电感线圈的主要性能参数：

1、电感量。

2、品质因数（Q）。

导线本身存在电阻，由导线绕制的电感也就存在了电阻的一些特性，导致工作电路中电能的消耗。

Q值越高，表示这各电阻越小，使电感越接近理想的电感，当然也就越好。

中波收音机使用的震荡线圈Q值一般在55-75之间。

3、分布电容。

在互感线圈中，两线圈之间还会存在线圈与线圈间的匝间电容。

这个电容对高频信号将有很大影响。

电感线圈的测量：

    普通万用表的不具备专门测试电感线圈的挡位，我们一般使用万用表测量的一些参数：

1、检测电感线圈是否短线。

当测量电阻为∞，则线圈断路。

2、检测中周和振荡线圈的外壳（屏蔽罩）与各管脚之间的电阻，如果有一定电阻值或为零，均属于有问题的情况。

3、另外，可以使用万用表区别中波磁棒与短波磁棒。

区别方法是使用万用表的10K?

档，在同一横截面上的两端各取1点，涂上导电胶或石墨，测量其电阻，中波磁棒应该在150K?

以下，而短波磁棒会超过这个数值。

稳压二极管

    稳压二极管（又叫齐纳二极管）它的电路符号是:

此二极管是一种直到临界反向击穿电压前都具有很高电阻的半导体器件.在这临界击穿点上,反向电阻降低到一个很少的数值,在这个低阻区中电流增加而电压则保持恒定,稳压二极管是根据击穿电压来分档的,因为这种特性,稳压管主要被作为稳压器或电压基准元件使用.其伏安特性,稳压二极管可以串联起来以便在较高的电压上使用,通过串联就可获得更多的稳定电压.

稳压管的应用:

1、浪涌保护电路（如图2）:

稳压管在准确的电压下击穿,这就使得它可作为限制或保护之元件来使用,因为各种电压的稳压二极管都可以得到,故对于这种应用特别适宜.图中的稳压二极管D是作为过压保护器件.只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通,使继电器J吸合负载RL就与电源分开.

2、电视机里的过压保护电路（如图3）:

EC是电视机主供电压,当EC电压过高时,D导通,三极管BG导通,其集电极电位将由原来的高电平（5V）变为低电平,通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态

3、电弧抑制电路如图4:

在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管（也可接入一只普通二极管原理一样）的话,当线圈在导通状态切断时,由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收,所以当开关断开时,开关的电弧也就被消除了.这个应用电路在工业上用得比较多,如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它.

4、串联型稳压电路（如图5）:

在此电路中,串联稳压管BG的基极被稳压二极管D钳定在13V,那么其发射极就输出恒定的12V电压了.这个电路在很多场合下都有应用

晶体管射随电路

    在很多的电子电路中,为了减少后级电路对前级电路的影响和有些前级电路的输出要求有较强的带负载能力（即要求输出阻抗较低）时,要用到缓冲电路,从而达到增强电路的带负载能力和前后级阻抗匹配,晶体管射随器就是一种达到上述功能的缓冲电路。

  晶体管射随电路实际上是晶体管共发电路,它是晶体三极管三大电路形式之一（共基电路、共集电路、共发电路）,它的电路基本形式如图A1所示

根据图A1的等效电路可知,发射极电流Ie=Ib+Ic又因为Ic=β*Ib（β是晶体管的直流放大系数）所以Ie=Ib+β*Ib=Ib（1+β）,又根据电路回路电压定律:

Vi=Ib（Rb+Rbe）+Ie*Re=Ib（Rb+Rbe）+Ib（1+β）Re（Rb是晶体管基极电阻,Rbe是基极与发射极之间的电阻,由于Rb和Rbe较少可忽略,那么Vi=Ib（1+β）Re,根据欧姆定律,电路的输入阻抗为Vi/Ib=Ib（1+β）Re/Ib=Re（1+β）。

从此式可见电路的输入阻抗是Re的1+β倍，电路的输出阻抗等于Rc与Re的并联总阻抗.经上述分析得出结论：

晶体管射随电路具有较高的输入阻抗和较低的输出阻抗。

晶体管电子滤波器

    在很多电子电路中,特别是一些小信号放大电路,其电源往往会加入一级晶体管电子滤波器,其电路结构如图J1,设图的右边是一个与电子滤波效果一样的普通RC滤波电路,则它们有以下关系:

图的左边Uec=Ib*R1+Ueb=Ib*R1

因为Iec=β*Ib（β为晶体管的直流放大系数）

所以有Uec=（Iec/β）*R1

图的右边Uec=Rec*Iec由于左右图互相等效所以有

Rec*Iec=（Iec/β）*R1得Rec=R1/β

两滤波器的滤波性能一般用R与C的乘积来衡量,所以有:

R1*C1=Rec*C1'=（R1/β）*C1'

C1=C1'/β

由上式可知,电子滤波器所需的电容C1比一般RC滤波器所需电容少β倍.打个比方设晶体管的直流放大系数β=100,如果用一般RC滤波器所需电容容量为1000μF,如采用电子滤波器那么电容只需要10μF就满足要求了.

场效应管

    现在越来越多的电子电路都在使用场效应管,特别是在音响领域更是如此,场效应管与晶体管不同,它是一种电压控制器件（晶体管是电流控制器件）,其特性更象电子管,它具有很高的输入阻抗,较大的功率增益,由于是电压控制器件所以噪声小,其结构简图如图C-a.

   场效应管是一种单极型晶体管,它只有一个P-N结,在零偏压的状态下,它是导通的,如果在其栅极（G）和源极（S）之间加上一个反向偏压（称栅极偏压）在反向电场作用下P-N变厚（称耗尽区）沟道变窄,其漏极电流将变小,（如图C1-b）,反向偏压达到一定时,耗尽区将完全沟道"夹断",此时,场效应管进入截止状态如图C-c,此时的反向偏压我们称之为夹断电压,用Vpo表示,它与栅极电压Vgs和漏源电压Vds之间可近以表示为Vpo=Vps+|Vgs|,这里|Vgs|是Vgs的绝对值.

  在制造场效应管时,如果在栅极材料加入之前,在沟道上先加上一层很薄的绝缘层的话,则将会大大地减小栅极电流,也大大地增加其输入阻抗,由于这一绝缘层的存在,场效应管可工作在正的偏置状态,我们称这种场效应管为绝缘栅型场效应管,又称MOS场效应管,所以场效应管有两种类型,一种是绝缘栅型场效应管,它可工作在反向偏置,零偏置和正向偏置状态,一种是结型栅型效应管,它只能工作在反向偏置状态.

绝缘栅型场效应管又分为增强型和耗尽型两种,我们称在正常情况下导通的为耗尽型场效应管,在正常情况下断开的称增强型效应管.增强型场效应管特点:

当Vgs=0时Id（漏极电流）=0,只有当Vgs增加到某一个值时才开始导通,有漏极电流产生.并称开始出现漏极电流时的栅源电压Vgs为开启电压.

耗尽型场效应管的特点,它可以在正或负的栅源电压（正或负偏压）下工作,而且栅极上基本无栅流（非常高的输入电阻）.

  结型栅场效应管应用的电路可以使用绝缘栅型场效应管,但绝缘栅增强型场效管应用的电路不能用结型栅场效应管代替. 

可控硅二极管

    可控硅在自动控制控制，机电领域，工业电气及家电等方面都有广泛的应用。

可控硅是一种有源开关元件，平时它保持在非道通状态，直到由一个较少的控制信号对其触发或称“点火”使其道通，一旦被点火就算撤离触发信号它也保持道通状态，要使其截止可在其阳极与阴极间加上反向电压或将流过可控硅二极管的电流减少到某一个值以下。

    可控硅二极管可用两个不同极性（P-N-P和N-P-N）晶体管来模拟，如图G1所示。

当可控硅的栅极悬空时，BG1和BG2都处于截止状态，此时电路基本上没有电流流过负载电阻RL，当栅极输入一个正脉冲电压时BG2道通，使BG1的基极电位下降，BG1因此开始道通，BG1的道通使得BG2的基极电位进一步升高，BG1的基极电位进一步下降，经过这一个正反馈过程使BG1和BG2进入饱和道通状态。

电路很快从截止状态进入道通状态，这时栅极就算没有触发脉冲电路由于正反馈的作用将保持道通状态不变。

如果此时在阳极和阴极加上反向电压，由于BG1和BG2均处于反向偏置状态所以电路很快截止，另外如果加大负载电阻RL的阻值使电路电流减少BG1和BG2的基电流也将减少，当减少到某一个值时由于电路的正反馈作用，电路将很快从道通状态翻转为截止状态，我们称这个电流为维持电流。

在实际应用中，我们可通过一个开关来短路可控硅的阳极和阴极从而达到可控硅的关断。

应用举例（图G2）

    可控硅在实际应用中电路花样最多的是其栅极触发回路，概括起来有直流触发电路，交流触发电路，相位触发电路等等。

1。

直流触发电路：

如图G2是一个电视机常用的过压保护电路，当E+电压过高时A点电压也变高，当它高于稳压管DZ的稳压值时DZ道通，可控硅D受触发而道通将E+短路，使保险丝RJ熔断，从而起到过压保护的作用。

2。

相位触发电路：

相位触发电路实际上是交流触发电路的一种，如图G3，这个电路的方法是利用RC回路