《电子电路设计与实践》由会员分享，可在线阅读，更多相关《电子电路设计与实践（223页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、电子电路设计与实践,(40学时),目标,以应用为目标，提高学生电子电路及小系统的分析与设计能力，特别是硬件电路的设计能力与实际操作水平； 通过初级电子设计工程师认证 证书考试（5月中下旬）,教学与学习方法,理论实际结合 专题形式学习 课堂与课外学习 考试学习 实操练习,教材与考试情况,各类电子设计书籍、资料 开卷考试 平时实验 其他,电子元器件,一、概述,1元器件构成电子产品的基本元素 2.元器件是推动电子产品发展的主要因素,1.元器件构成电子产品的基本元素,1.元器件构成电子产品的基本元素,2.元器件是推动电子产品的发展主要因素,2.元器件是推动电子产品的发展主要因素,二、元器件基础知识,分
2、类： 电子元器件被用来改变电流方向，它们的形状和尺寸各不相同，用途也多种多样。 电路中实现的功能分类：电阻、电容、电感器、变压器、机电组件、半导体分立组件、集成电路。 当把元器件安装在PCB上时，有2种主要封装形式的元件，通孔元件和表面贴装元件。,2. 元件封装,封装外形分类：THT通孔安装形式 SMT表面安装形式,通孔元件，它有引脚穿过PCB，然后焊接。 表面安装元件被直接焊到PCB表面上被称作焊盘的金属上。,2. 元件封装（续）,通孔元件的形式很多，有轴向、径向两种。 轴向元件： 元件引脚从身体两端引出的称为轴向元件。 径向元件： 元件的2个或多个引脚从同一方向伸出。,2. 元件封装（续）
3、,典型的轴向元件有： 电阻、二极管、电容。,2. 元件封装（续）,典型的径向元件有： 晶体管、电容、二极管、滤波器和晶振。,2. 元件封装（续）,表面安装元件或SMD，相对于通孔元件而言，越来越流行。 表面安装元件的引脚不是穿过PCB，而是直接安装在PCB表面的焊盘上，并焊接。,2. 元件封装（续）,很多通孔引脚与表面安装元件的功能相等，但表面安装元件的体积要小得多。,2. 元件封装（续）,SMD器件没有很长的引脚，因为它们不需要穿过PCB。 它们与PCB的接触也有2种形式，第一种是有引脚元件；第二种是无引脚元件。,2. 元件封装（续）,在有引脚的元件中，也有2种引脚形式，J形和欧翼形。J形引
4、脚的形状像字母J，J的底部与PCB焊盘相连；欧翼形引脚的形状像海欧的羽翼。无引脚元件，它与PCB的接触是通过身体两端引出的金属端与PCB直接焊接而成。,2. 元件封装（续）,第一节：基本概念,电抗组件标称值与偏差 电抗组件标称值单位与符号 电抗组件的标志 组件包装,电抗组件包括电阻器、电容器、电感器（变压器）,电抗组件标称值与偏差,由于工厂商品化生产的需要，电抗组件产品的规格是按特定数列提供的。考虑到技术上和经济上的合理性，目前主要采用E数列作为电抗组件规格。常用的阻值系列有E6, E12, E24, E96系列.见表3.1 E620%(M,III)； E1210(K,II)； E245(J,
5、I)； E960.1(B)、0.25(C)、0.5(D)、1(F,0)、2 (G) 。,4.5K（4.53k-E96-B; 4.7K-E24-J、K、M）,电抗组件标称值单位与符号,电阻 电容 电感 m(毫) F（法拉） H（亨利） (欧姆) mF(毫) 3 mH（毫） （千 ） F(微)6 H (微) （兆） nF(纳) 9 nH(纳) （吉 ） pF(皮)12 （太 ） 10 的3次方关系,电抗组件的标志,直标法,电抗组件的标志,数码法,电抗组件的标志,色码法 p61 （表3.4不同颜色代表不同数字，以表示标称值和精度）,电子元器件,电抗元件： 电阻、电容、电感 半导体分离器件： 二极管、
6、三极管 集成电路： 音/视频电路、数字电路 微处理器、存储器等 机电组件 ： 开关、继电器、连接器,1.电抗元件电阻,外形尺寸及封装结构 性能指标 种类和用途 表示方法,外形尺寸及封装结构,封装不同,尺寸不同,性能指标,电阻额定功率 定义：额定功率是指电阻器在直流或交流电路中，在一定的工作环境下（87kPa-107 kPa的大气压，-55-125的工作温度）长期连续工作所允许承受的最大功率。 额定功率标称值：通常有0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W、3W、5、10W等规格。 通孔元件的功率识别：可采用尺寸比较法确定功率大小。 电阻器额定功率时，应使额定值高于在电路中的实际值1.52
7、倍以上. 非线性、温度系数、噪声、极限电压,种类和用途,种类,种类和用途,用途 园柱形固定电阻器躁声电平和三次谐波失真都比较低，常用于高档音响的电子. 薄膜型（RN型）电阻精度高、电阻温度系数小、稳定性好，但阻值范围较窄，适用于精密高频领域； 厚膜型（RK型）电阻在电路中应用最广泛。,表示方法,原理图上表示符号,表示方法,炭膜电阻 RT1/8W330KM 金属膜电阻 RJ 1/4W 5.1K J RM73 B 2B TE 102 J 表贴电阻 1K 5 0603,表贴元件封装尺寸 常用外形尺寸长度和宽度命名，来标志其外形大小，通常有英制和公制称谓，如英制0805表示长为0.08英寸，宽为0.0
8、5英寸，其公制为2012，即长2.0毫米，宽1.2毫米： 英制（inch） 公制（mm） 1206 （3216） 0805 （2012） 0603 （1608） 0402 （1005） 0201 （0603） 01005 0402,1inch=1000mil 25.4mm；1mm40mil。头发丝直径23mil,电容器是一种储存电场能量的元件，它由两个金属片中间填充绝缘介质构成。 电容器阻直流，对交流电的阻力随频率的增加而减小。这种阻力用容抗表示。 电容器的符号:C，基本参数是标称容量和耐压。电容器作用:调谐电路、旁路电路、耦合电路、滤波电路。,电抗元件-电容器,聚酯膜电容器,电容的技术参数,
9、电容器的技术参数 （1）标称容量 （2）额定电压（耐压）,按照所用介质的不同，可分为瓷介电容、云母电容、纸介电容、塑料薄膜电容、电解电容等。,一、电容器的分类及命名 CC/T CBB CL聚酯 CY云母 CD（铝 方向） CA30（钽）,CL,CB,常用表面安装（SMT）电容器主要有以下五类：,可调电容器。,云母电容器;,铝电解电容器;,钽电解电容器;,多层片状瓷介电容器;,1、多层片状瓷介电容器,多层片状瓷介电容器又称多层陶瓷电容器或独石电容器简称MLC（Multilayer Ceramic Capacity）。方向无 。,2、铝电解电容器,铝箔电解腐蚀(弱酸) 而成；,二、电容器的主要参数
10、：,1标称容量和允许误差范围： 电容器的标称值通常是指电容器上标注的电容值。电容器的基本单位是法拉，简称法，用“F”表示。实际应用中很少用法拉。单位为微法（F）、纳（nF)、皮（pF）. 换算关系：1F（法拉）=106F 1F=103nF=106pF 实际电容量与标称电容量的允许最大误差范围称为允许偏差范围。一般分为三个等级，用级5%、级10、级20表示。 标称容量和误差标志于壳体上。,标称电容量与实际电容量的相对允许误差，允许偏差1%时用绝对偏差表示。,电容器允许偏差表,在额定环境温度下可连续加在电容两 端的最高直流电压有效值称为电容器的耐压。如果工作电压超过电容器的耐压，电容器将被永久击穿
11、。 电容器的耐压分为6.3V、10V、16V、 25V、50V等。,（二）电容器的耐压,3绝缘电阻（又称漏电电阻）：是指两个电极间绝缘介质的电阻，它的大小说明了电容器绝缘性能的好坏。电容器在一定的电压作用下，会有微弱的电流通过介质，造成电能损耗，绝缘电阻越小，漏电流就越大，电能损耗越多，就会影响电路的正常工作。所以绝缘电阻小的电容器不能选用。,电容正负极测量,长脚是正极，短脚是负极,在灰色的部分一般有两条矩形框，那么挨着这个灰色部分最近的引脚就是负极,（四）用万用表判断电容器,阻值为无穷大，说明电容器适用，否则，说明电容漏电损坏或内部击穿。,电抗元件电感,电感 表示方法：L、LGX 结构： 作
12、用：扼流、退耦、滤波 延迟、补偿、调谐。 关键参数,电感：变压器,互感原理 外形和符号 常用变压器 充电器中低频变压器 初级和次级的区分,2半导体分离器件,半导体 PN结 二极管 结构： 发光二极管 符号 极性 万用表区别,2半导体分离器件,二极管 普通二极管 符号 极性 用途：检波、整流 稳压、开关,整流二极管,晶体二极管,二极管是一种用途很多的半导体元件。内部结构实际上就是一个PN结，再加上相应的正负极引线，用玻璃。塑料或者金属管壳封装而成的。,它是一种非线性元件，它最大特性是具有单向导电性。因此常用它作为整流和检波元件。,（1）主要参数,最大整流电流 ，二极管长期工作时允许通过的最大正向
13、电流。 最高反向工作电压 ，防止击穿，反向电压极限值。,（2）极性判断,万用表置于电阻挡，两表笔分别接二极管的两个电极，记录测试的阻值，两表笔调换，再测一次阻值。两次测量中，阻值小的那一次，测出的是二极管的正向电阻，红表笔接触的电极是二极管的正极，黑表笔接触的电极是二极管的负极。,（4）判断二极管的好坏： 常用方法是测试二极管的正、反向电阻。然后加以判断。正向电阻越小越好，反向电阻越大越好，即二者相差越大越好。 一般正向电阻为几百欧或者几千欧，反向电阻是几十千欧或者几百千欧以上，这样的二极管是好的。 a、如果正反向电阻都为无穷大，表示内部断线。 b、正反向电阻都为零表示PN 结击穿或短路，则说
14、明二极管是坏的。 c、 若正反向电阻一样大，这样的二极管也是坏的。,（5）发光二极管的检测,发光二极管是一种把电能转换成光能的半导体器件，常用符号LED 表示。管子上通过合适正向电流便发光，其发光颜色与管子材料有关，常用作收音机和电子仪器的电平指示、调谐指示、电源指示等。,发光二极管也具有单向导电特性，使用R10K档可测出正反向电阻。一般正向电阻应小于50K80K，反向电阻应大于400K，若正反向电阻均为零，说明内部击穿短路。若正反向电阻均为无穷大，说明内部开路。,2 半导体分离器件,三级管 结构： 符号： 作用: 放大，控制 开关。,2 半导体分离器件,三级管 判断三极管 的e、b、c 不同
15、封装 9014 SOT23 9013 TO92,1. 三极管极性的判别,2. 三极管性能的检测,(2) 用数字万用表判别极性,(1) 用万用表的 hFE挡检测 值,(1) 目测判别极性,穿透电流的检测,反向击穿电压的检测,三极管的极性识别和检测,最简单方法：对于中小功率塑料三极管按图使其平面朝向自己，三个引脚朝下放置，则从左到右依次为e b c。,用数字万用表判断三极管极性,红表笔是(表内电源)正极 黑表笔是(表内电源)负极,基极B的判断： 当黑（红）表笔接触某一极，红（黑）表笔分别接触另两个极时，万用表指示为低阻，则该极为基极，该管为PNP（NPN）。,C、E极的判断： 基极确定后，比较B与
16、另外两个极间的正向电阻，较大者为发射极E，较小者为集电极C。,用万用表的 hFE挡检测 值,拨到 hFE挡。 将被测晶体管的C、B、E三个引脚分别插入相应的插孔中（TO-3封装的大功率管，可将其3个电极接出3根引线，再插入插孔）。 从表头或显示屏读出该管的电流放大系数 。,电声器件用于电信号与声音信号之间的相互转换,如扬声器耳机蜂鸣器/受话器等,1. 扬声器,补充 电声器件, 压电陶瓷扬声器和蜂鸣器, 耳机和耳塞机,集成电路,集成电路的英文为Integrated Circuits，缩写为IC。它是在极小的硅单晶片上，利用半导体工艺制作上许多晶体二极管、三极管、电阻器、电容器等。并连成能完成特定功能的电子电路，然后封装在
