电子线路设计安装与调试实训教案Word文档下载推荐.docx

1、可控硅调光电路的正确布局（排版）、焊接和调试。教学策略：1、讲解电路工作原理和调光过程。2、讲解电路布局（排版）原则。3、让学生布局（排版），指导有困难的学生。教学中的元件与工具：1、元件：电阻1/4W:1.2K1，5.1K1，3301，472， 1001，电位器100K1，可控硅4PA1，BT331，二极管40075，电容0.1UF/63V1,通用线路板1,稳压管12V1。2、工具：万用表，烙铁，烙铁架，摄子，焊锡丝，导线，220V交流电源，220V/36V变压器，60W/36V白炽灯泡。教学过程：一、元件检测讲述并检测1.电阻：5.1K五色环（绿棕黑棕棕），用万用表100档来测电阻值；1.

2、2K四色环（棕红红金），用万用表330四色环（橙橙棕金），用万用表100（或10）档来测电阻值；100四色环（棕黑黑棕）用万用表1（或47五色环（绿紫黑黄棕）用万用表10）档来测电阻值。2.二极管IN4007：用万用表1K档测正向导通反向载止。（最大整流电流:1.0A，最大反向电压:1000V，最大功耗:3W，频率类型:低频）3晶体管2CP12：参数极限工作电压Vrwm（V）：100，极限工作电流Im（A）：0.14.电位器100K：10K（或1K ）档来测电阻值。5.单向晶闸管（可控硅）KP1-4： 单向晶闸管结构原理：单向晶闸管结构如图1所示，由P型和N型半导体四层交替叠合而成。它有三个电

3、极：阳极A（从外层P型半导体引出）、阴极K（从外层N型半导体引出）、门极G（从内层P型半导体引出）。单向晶闸管符号如图2所示。 图1 图2单向晶闸管可以等效地看成是由一个PNP型三极管（VT1）和一个NPN型三极管（VT2）组成，如图3所示。开关S断开时，VT1、VT2无基极电流，所以不导通；闭合开关S，回路中则形成强烈正反馈（Ib2Ic2Ib1Ic1Ib2），使VT1、VT2迅速饱和导通；导通后，开关S即可断开，因为VT2管的基极电流由VT1管的集电极电流提供，继续维持正反馈。所以，门极也称控制极，它的作用仅仅是触发晶闸管的导通，一旦导通，控制极就失去了作用。由此可知，单向晶闸管导通必须具备

4、两个条件：首先阳极和阴极之间要加上正向电压；其次门极与阴极之间必须加上适当的正向触发电压。图3晶闸管有导通和关断两种状态，导通后，要使它关断需要满足两个条件：一是将阳极电流减小到无法维持正反馈；二是将阳极电压减小到一定程度。单向晶闸管检测：单向晶闸管在正常情况下，AK间、AG间正反向电阻较大（在几百千欧）；GK间正反向电阻小（在几百欧），并且GK间正反向电阻有差别，正向电阻小，（黑笔接G，红笔接K测出的电阻），反向电阻大。所以用万用表R10档测晶闸管极与极之间的正反向电阻，既可判断出它的极性，又可判断出它的好坏。 （a） （b） （c）图4 晶闸管管脚排列、结构图及电路符号对于小功率晶闸管也可

5、这样检测：万用表置R10档，黑笔接阳极A，红笔接阴极K，表针应指向（若阻值小，则晶闸管击穿）；将门极G也与黑笔接触（获取正向触发电压），此时晶闸管应导通，表针约摆动在60200之间（若表针不摆动，表明可控硅断极）；将门极G与黑笔脱开，指针不返回，说明晶闸管良好（有些晶闸管因维持电流较大，万用表的电流不足以维持它的正反馈，当门极G与黑笔脱开后，表针会回到，也是正常的）。6.电容0.1uF：100档，应用电容充放电来判别质量。7.单结晶体管BT33：单结晶体管的原理：单结晶体管（简称UJT）又称基极二极管，是一种只有一个PN结和两个电阻接触电极的半导体器件。它的基片为条状的高阻N型硅片，两端分别用

6、欧姆接触引出两个基极b1和b2.在硅片中间略偏b2一侧用合金法制作一个P区作为发射极e.其结构、符号、等效电路及伏安特性如图5所示。单结晶体管的特性。从图5（a）可以看出，两基极b1与b2之间的电阻被称为基极电阻，即式中，rbl为第一基极与发射结之间的电阻，其数值随发射极电流i。的变化而变化；rb2为第二基极与发射结之间的电阻，其数值与。无关；发射结是PN结，与二极管等效。若在两面基极b2,b1之间加上正电压Vbb9则A点电压为式中，为分压比，其值一般在0.30.85之间，如果发射极电压Ve由零逐渐增加，就可测得单结晶体管的伏安特性，如图5（d）所示。a.当V,刀呱时，发射结处于反向偏置，单结

7、晶体管截止，发射极只有很小的漏电流I。图5 单结晶体管的结构、符号、等效电路及伏安特性b.当为二极管正向压降（约为0.7 V），PN结正向导通，Ie显著增加，rbl迅速减小，Ve相应下降，这种电压随电流增加反而下降的特性，称为负阻特性。单结晶体管由截止区进人负阻区的临界P称为峰点，与其对应的发射极电压和电流分别称为峰点电压Vp和峰点电流Ip。Ip是正向漏电流，是使单结晶体管导通所需的最小电流，显然c.随着发射极电流Ie的不断上升，Ve不断下降，降到v点后，Ve不在下降了，则v点称为谷点，与其对应的发射极电压和电流称为谷点电压v和谷点电流IVd.过了v点后，发射极与第一基极间半导体内的载流子达到

8、了饱和状态，所以u .继续增加时，i。便缓慢地上升，显然Vv是维持单结晶体管导通的最小发射极电压。如果，则单结晶体管重新截止。单结晶体管的主要参数。a.基极间电阻Rbb发射极开路时，基极bl,b2之间的电阻，一般为2-10k，其数值随温度的上升而增大。b.分压比：由单结晶体管内部结构决定的常数，一般为0.3-0.85。ce,bl之间反向电压Vebl : b2开路，在额定反向电压Veb2下，基极b1与发射极e之间的反向耐压。d.反向电流I:b1开路，在额定反向电压Vb2下，e,b2之间的反向电流。e.发射极饱和压降Veo：在最大发射极额定电流时，e,bl之间的压降。f.峰点电流IP:单结晶体管刚

9、开始导通时，发射极电压为峰点电压时的发射极电流。单结晶体管的测试方法：图6为单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号。1）判断单结晶体管发射极e的方法：将万用表置于R X 100挡或Rlk挡，用黑表笔接其中的一个极，红表笔接另外两极，当出现两次低电阻时，则黑表笔接的就是单结晶体管的发射极。2）单结晶体管b1和b2的判断方法：将万用表置于R 100挡或Rlk挡，用黑表笔接发射极，红表笔接另外两极，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是b1极。但对于个别单结晶体管的e-bl之间的正向电阻值较小，测量时不一定准确，仅供参考。 （a） （b） （c） 图6 单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电

10、路符号8.通用线路板：一看有无短路、断路。二用万用表测有无短路、断路。二、电路工作原理图7 单相晶闸管调光电路三、电子元件布局的方法和规则讲解电子元件布局的规则和方法。学生布局（排版）练习。对有困难的学生及时指导。1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开。2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件。3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路。4. 元器件的外侧距

11、板边的距离为5mm。5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm。6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm。定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm。7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线。电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔。9. 其它元器件的布置所有IC 元件单边

12、对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向出现两个方向时，两个方向互相垂直。 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil（或0.2mm）。11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊。重要信号线不准从插座脚间穿过。12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致。13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致四、焊接的方法和规则讲解焊接的方法和规则学生焊接练习。（一）线路板焊接机理采用锡铅焊料进行焊接的称为锡铅焊，简称锡焊，其机理是：在锡焊的过程中将焊料、焊件与铜箔在焊接热的作用下，焊件与铜箔不熔化，焊料熔化并湿润焊接面

13、，依靠焊件、铜箔两者问原子分子的移动，从而引起金属之间的扩散形成在铜箔与焊件之间的金属合金层，并使铜箔与焊件连接在一起，就得到牢固可靠的焊接点，以上过程为相互间的物理化学作用过程。 . （二）手工焊接注意事项：1. 手握铬铁的姿势掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害。为减少焊剂加热时挥发出的化学物质对人的危害，减少有害气体的吸入量，一般情况下，烙铁到鼻子的距离应该不少于 20cm ，通常以 30cm 为宜。电烙铁有三种握法，如图8所示。图8 握电烙铁的手法示意反握法的动作稳定，长时间操作不易疲劳，适于大功率烙铁的操作；正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作；一般在操作台

14、上焊接印制板等焊件时，多采用握笔法。2. 焊锡丝一般有两种拿法，如图9所示。由于焊锡丝中含有一定比例的铅，而铅是对人体有害的一种重金属，因此操作时应该戴手套或在操作后洗手，避免食入铅尘。图9 焊锡丝的拿法 3. 电烙铁使用以后，一定要稳妥地插放在烙铁架上，并注意导线等其他杂物不要碰到烙铁头，以免烫伤导线，造成漏电等事故。（三）手工焊接基本方法1.手工焊接步骤（1）准备施焊（图 10（a） ）左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态。要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层焊锡。（2）加热焊件（图10 （b） ）烙铁头靠在两焊件的连接处，加热整个焊件全体，时间大约为 1 2 秒钟。对于在印制板上焊接元器件来说，要注意使烙铁头同时接触两个被焊接物。例如，图 （