電路板維修 元器件基礎知識大全

1、電路板維修 +元器件基礎知識大全 (1元器件基礎知識一、電容篇1、電容在電路中一般用 “C” 加數(shù)字表示(如 C25表示編號為 25的電容 。電容是由兩片金 屬膜緊靠,中間用絕緣材料隔開而組成的元件。 電容的特性主要是隔直流通交流。電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小, 電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗, 它與交 流信號的頻率和電容量有關。容抗 XC=1/2f c (f表示交流信號的頻率, C 表示電容容量 電話機中常用電容的種類有電解電容、瓷片電容、 貼片電容、 獨石電容、鉭電容和滌綸電容 等。2、識別方法:電容的識別方法與電阻的識別方法基本相同,分直標法、色標法和數(shù)標法 3種。電容的基本

2、單位用法拉(F 表示,其它單位還有:毫法(mF 、微法(uF 、納法(nF 、皮法(pF 。其中:1法拉 =103毫法 =106微法 =109納法 =1012皮法容量大的電容其容量值在電容上直接標明,如 10 uF/16V容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數(shù)字表示 6字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF數(shù)字表示法:一般用三位數(shù)字表示容量大小,前兩位表示有效數(shù)字,第三位數(shù)字是倍率。 如:102表示 10×102PF=1000PF 224表示 22×104PF=0.22 uF3、電容容量誤差表符號 F G J K L M允許誤差

3、77;1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20%如:一瓷片電容為 104J 表示容量為 0. 1 uF、誤差為 ±5%。4、故障特點在實際維修中,電容器的故障主要表現(xiàn)為:(1引腳腐蝕致斷的開路故障。(2脫焊和虛焊的開路故障。(3漏液后造成容量小或開路故障。(4漏電、嚴重漏電和擊穿故障。二、二極管晶體二極管在電路中常用 “D” 加數(shù)字表示,如:D5表示編號為 5的二極管。1、作用:二極管的主要特性是單向導電性,也就是在正向電壓的作用下,導通電阻很小; 而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。正因為二極管具有上述特性,無繩電話機中

4、常把它用在整流、隔離、 穩(wěn)壓、極性保護、編碼控制、調頻調制和靜噪等電路中。電話機里使用的晶體二極管按作用可分為:整流二極管(如 1N4004 、隔離二極管(如 1N4148 、肖特基二極管(如BA T85 、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。2、識別方法:二極管的識別很簡單,小功率二極管的 N 極(負極 ,在二極管外表大多采 用一種色圈標出來,有些二極管也用二極管專用符號來表示 P 極(正極或 N 極(負極 ,也有采用符號標志為 “P” 、 “N” 來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負極可從引腳長短來識別,長腳為正,短腳為負。3、測試注意事項:用數(shù)字式萬用表去測二極管時,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接

5、二極 管的負極,此時測得的阻值才是二極管的正向導通阻值,這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管在電路中常用 “ZD” 加數(shù)字表示,如:ZD5表示編號為 5的穩(wěn)壓管。1、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理:穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后,其兩端的電壓基本保持不變。 這樣,當把穩(wěn)壓管接入電路以后, 若由于電源電壓發(fā)生波動, 或其它原因造成電路中各點電壓變動時, 負載兩端的電 壓將基本保持不變。2、 故障特點:穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、 短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。 在這 3 種故障中, 前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高;后 2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。常用穩(wěn)壓二極管的型號及穩(wěn)壓值如下表

6、:型 號 1N4728 1N4729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761穩(wěn)壓值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V變容二極管變容二極管是根據普通二極管內部 “PN 結 ” 的結電容能隨外加反向電壓的變化而變化這 一原理專門設計出來的一種特殊二極管。變容二極管在無繩電話機中主要用在手機或座機的高頻調制電路上, 實現(xiàn)低頻信號調制到高 頻信號上,并發(fā)射出去。在工作狀態(tài), 變容二極管調制電壓一般加到負極上, 使變容二極管的內部結電容容量隨調制 電壓

7、的變化而變化。變容二極管發(fā)生故障,主要表現(xiàn)為漏電或性能變差:(1發(fā)生漏電現(xiàn)象時,高頻調制電路將不工作或調制性能變差。(2變容性能變差時,高頻調制電路的工作不穩(wěn)定,使調制后的高頻信號發(fā)送到對方被對 方接收后產生失真。出現(xiàn)上述情況之一時,就應該更換同型號的變容二極管。三、電感電感在電路中常用 “L” 加數(shù)字表示,如:L6表示編號為 6的電感。電感線圈是將絕緣的導線 在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。 直流可通過線圈,直流電阻就是導線本身的電阻, 壓降很小;當交流信號通 過線圈時,線圈兩端將會產生自感電動勢, 自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反, 阻礙交流的通過, 所以電感的特 性是通直流阻交流,頻

8、率越高,線圈阻抗越大。電感在電路中可與電容組成振蕩電路。電感一般有直標法和色標法,色標法與電阻類似。如:棕、黑、金、金表示 1uH (誤差 5% 的電感。電感的基本單位為:亨(H 換算單位有:1H=103mH=106uH。四、三極管晶體三極管在電路中常用 “Q” 加數(shù)字表示,如:Q17表示編號為 17的三極管。1、特點:晶體三極管(簡稱三極管是內部含有 2 個 PN 結,并且具有放大能力的特殊器 件。它分 NPN 型和 PNP型兩種類型,這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補,所謂 OTL 電路中的對管就是 由 PNP 型和 NPN 型配對使用。電話機中常用的 PNP 型三極管有:A92、

9、9015等型號; NPN 型三極管有:A42、 9014、 9018、 9013、 9012等型號。2、 晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用, 在常見電路中有三種接法。 為了便于比較, 將晶體管三種接法電路所具有的特點列于下表,供大家參考。名稱 共發(fā)射極電路 共集電極電路(射極輸出器 共基極電路輸入阻抗 中(幾百歐幾千歐 大(幾十千歐以上 小(幾歐幾十歐輸出阻抗 中(幾千歐幾十千歐 小(幾歐幾十歐 大(幾十千歐幾百千歐 電壓放大倍數(shù) 大 小(小于 1并接近于 1 大電流放大倍數(shù) 大(幾十 大(幾十 小(小于 1并接近于 1功率放大倍數(shù) 大(約 3040分貝小(約 10分貝 中(約 1520

10、分貝頻率特性 高頻差 好 好應用 多級放大器中間級, 低頻放大輸入級、 輸出級或作阻抗匹配用 高頻或寬頻帶電路及恒 流源電路3、在線工作測量在實際維修中, 三極管都已經安裝在線路板上, 要每只拆下來測量實在是一件麻煩事, 并且 很容易損壞電路板,根據實際維修, 本人總結出一種在電路上帶電測量三極管工作狀態(tài)來判斷故障所在的方法, 供 大家參考:類別故障發(fā)生部位 測試要點e-b 極開路 Ved>1v Ved=V+e-b 極短路 Veb=0v Vcd=0v Vbd升高Re 開路 Ved=0vRb2開路 Vbd=Ved=V+Rb2短路 Ved 約為 0.7VRb1增值很多,開路 V ec<

11、0.5v Vcd升高e-c 極間開路 Veb=0.7v Vec=0v Vcd升高b-c 極間開路 Veb=0.7v Ved=0vb-c 極間短路 Vbc=0v Vcd很低Rc 開路 Vbc=0v Vcd升高 Vbd 不變Rb2阻值增大很多 Ved 約為 V+ Vcd約為 0VVed 電壓不穩(wěn) 三極管和周圍元件有虛焊類 別故障發(fā)生部位 測 試 要 點Rb1開路 Vbe=0 Vcd=V+ Ved=0Rb1短路 Vbe 約為 1v Ved=V-VbeRb2短路 Vbd=0v Vbe=0v Vcd=V+Re 開路 Vbd 升高 Vce=0v Vbe=0vRe 短路 Vbd=0.7v Vbe=0.7vR

12、c 開路 Vce=0v Vbe=0.7v Ved約為 0vc-e 極短路 Vce=0v Vbe=0.7v Ved升高b-e 極開路 Vbe>1v Ved=0v Vcd=V+b-e 極短路 Vce 約為 V+ Vbe=0v Vcd約為 0vc-b 極開路 Vce=V+ Vbe=0.7v Ved=0vc-b 極短路 Vcb=0v Vbe=0.7v Vcd=0v集成電路的檢測方法現(xiàn)在的電子產品往往由于一塊集成電路損壞, 導致一部分或幾個部分不能正常工作, 影響設 備的正常使用。那么如何檢測集成電路的好壞呢 ? 通常一臺設備里面有許多個集成電路,當拿到一部有故障的集 成電路的設備時,首先要根據故

13、障現(xiàn)象,判斷出故障的大體部位,然后通過測量,把故障的可能部位逐步縮小,最后找 到故障所在。 要找到故障所在必須通過檢測, 通常修理人員都采用測引腳電壓方法來判斷, 但這只能判斷出故障的大 致部位,而且有的引腳反應不靈敏,甚至有的沒有什么反應。就是在電壓偏離的情況下,也包含外圍元件損壞的因素, 還必須將集成塊內部故障與外圍故障嚴格區(qū)別開來, 因此單靠某一種方法對集成電路是很難檢測的, 必須依賴綜合的檢測手段。現(xiàn)以萬用表檢測為例,介紹其具體方法。 我們知道,集成塊使用時,總有一個引腳與印制 電路板上的 “ 地 ” 線是焊通的,在電路中稱之為接地腳。由于集成電路內部都采用直接耦合, 因此,集成塊的其

14、它 引腳與接地腳之間都存在著確定的直流電阻,這種確定的直流電阻稱為該腳內部等效直流電阻,簡稱 R 內。當我們拿 到一塊新的集成塊時,可通過用萬用表測量各引腳的內部等效直流電阻來判斷其好壞,若各引腳的內部等效電阻 R 內與 標準值相符,說明這塊集成塊是好的,反之若與標準值相差過大,說明集成塊內部損壞。測量時有一點必須注意, 由于集成塊內部有大量的三極管, 二極管等非線性元件, 在測量中 單測得一個阻值還不能判斷其好壞,必須互換表筆再測一次,獲得正反向兩個阻值。只有當 R 內正反向阻值都 符合標準,才能斷定該集成塊完好。 在實際修理中,通常采用在路測量。先測量其引腳電壓,如果電壓異常,可斷開引 腳

15、連線測接線端電壓,以判斷電壓變化是外圍元件引起, 還是集成塊內部引起。 也可以采用測外部電路到地之間的直流 等效電阻 (稱 R 外 來判斷,通常在電路中測得的集成塊某引腳與接地腳之間的直流電阻 (在路電阻 , 實際是 R 內與 R 外 并聯(lián)的總直流等效電阻。在修理中常將在路電壓與在路電阻的測量方法結合使用。有時在路電壓和在路電阻偏離標準 值,并不一定是集成塊損壞,而是有關外圍元件損壞,使 R 外不正常,從而造成在路電壓和在路電阻的異常。這時便只 能測量集成塊內部直流等效電阻,才能判定集成塊是否損壞。根據實際檢修經驗,在路檢測集成電路內部直流等效電阻時可不必把集成塊從電路上焊下 來,只需將電壓或

16、在路電阻異常的腳與電路斷開, 同時將接地腳也與電路板斷開, 其它腳維持原狀, 測量出測試腳與 接地腳之間的 R 內正反向電阻值便可判斷其好壞。 例如, 電視機內集成塊 TA7609P 瑢腳在路電壓或電阻異常, 可切斷 瑢腳和腳 (接地腳 然后用萬用表內電阻擋測瑢腳與腳之間電阻, 測得一個數(shù)值后, 互換表筆再測一次。 若集成塊正 常應測得紅表筆接地時為 8.2k ,黑表筆接地時為 272k的 R 內直流等效電阻,否則集成塊已損壞。在測量中多數(shù)引腳,萬用表用 R×1k 擋,當個別引腳 R 內很大時,換用 R×10k 擋,這是因 為 R×1k 擋其表內電池電壓只有 1.

17、5V ,當集成塊內部晶體管串聯(lián)較多時,電表內電壓太低,不能供集成塊內晶體 管進入正常工作狀態(tài),數(shù)值無法顯現(xiàn)或不準確。 總之,在檢測時要認真分析,靈活運用各種方法,摸索規(guī)律,做到快速、 準確找出故障。集成電路的檢測經驗介紹(一常用的檢測方法集成電路常用的檢測方法有在線測量法、非在線測量法和代換法。1. 非在線測量 非在線測量潮在集成電路未焊入電路時, 通過測量其各引腳之間的直流電阻 值與已知正常同型號集成電路各引腳之間的直流電阻值進行對比,以確定其是否正常。2. 在線測量 在線測量法是利用電壓測量法、 電阻測量法及電流測量法等, 通過在電路上測 量集成電路的各引腳電壓值、電阻值和電流值是否正常,

18、來判斷該集成電路是否損壞。3. 代換法 代換法是用已知完好的同型號、 同規(guī)格集成電路來代換被測集成電路, 可以判斷 出該集成電路是否損壞。(二常用集成電路的檢測1. 微處理器集成電路的檢測 微處理器集成電路的關鍵測試引腳是 VDD 電源端、 RESET 復 位端、 XIN 晶振信號輸入端、 XOUT 晶振信號輸出端及其他各線輸入、 輸出端。 在路測量這些關鍵腳對地的電阻 值和電壓值,看是否與正常值(可從產品電路圖或有關維修資料中查出相同。不同型號微處理器的 RESET 復位電壓 也不相同,有的是低電平復位,即在開機瞬間為低電平,復位后維持高電平; 有的是高電平復位, 即在開關瞬間為高電 平,復

19、位后維持低電平。2.開關電源集成電路的檢測 開關電源集成電路的關鍵腳電壓是電源端(VCC 、激勵脈沖 輸出端、電壓檢測輸入端、電流檢測輸入端。測量各引腳對地的電壓值和電阻值,若與正常值相差較大, 在其外圍 元器件正常的情況下,可以確定是該集成電路已損壞。 內置大功率開關管的厚膜集成電路,還可通過測量開關管 C 、 B 、 E 極之間的正、反向電阻值,來判斷開關管是否正常。3. 音頻功放集成電路的檢測 檢查音頻功放集成電路時, 應先檢測其電源端 (正電源端和負 電源端 、音頻輸入端、音頻輸出端及反饋端對地的電壓值和電阻值。 若測得各引腳的數(shù)據值與正常值相差較大, 其 外圍元件與正常,則是該集成電

20、路內部損壞。 對引起無聲故障的音頻功放集成電路, 測量其電源電壓正常時, 可用信號 干擾法來檢查。測量時,萬用表應置于 R×1檔,將紅表筆接地,用黑表筆點觸音頻輸入端,正常時揚聲器中應有較強 的 “ 喀喀 ” 聲。4. 運算放大器集成電路的檢測 用萬用表直流電壓檔, 測量運算放大器輸出端與負電源端之 間的電壓值(在靜態(tài)時電壓值較高 。 用手持金屬鑷子依次點觸運算放大器的兩個輸入端 (加入干擾信號 , 若萬用 表表針有較大幅度的擺動,則說明該運算放大器完好;若萬用表表針不動,則說明運算放大器已損壞。5. 時基集成電路的檢測 時基集成電路內含數(shù)字電路和模擬電路, 用萬用表很難直接測出其

21、好壞?？梢杂萌鐖D 9-13所示的測試電路來檢測時基集成電路的好壞。 測試電路由阻容元件、 發(fā)光二極管 LED 、 6V 直 流電源、電源開關 S 和 8腳 IC 插座組成。將時基集成電路(例如 NE555插信 IC 插座后,按下電源開關 S ,若被測 時基集成電路正常,則發(fā)光二極管 LED 將閃爍發(fā)光;若 LED 不亮或一直亮,則說明被測時基集成電路性能不良。 集成電路代換技巧一、直接代換直接代換是指用其他 IC 不經任何改動而直接取代原來的 IC , 代換后不影響機器的主要性能 與指標。其代換原則是:代換 IC 的功能、性能指標、封裝形式、引腳用途、引腳序號和間隔等幾方 面均相同。其中 IC

22、 的功能相同不僅指功能相同; 還應注意邏輯極性相同, 即輸出輸入電平極性、電壓、電流幅度必 須相同。例如:圖像中放 IC ,TA7607 與 TA7611,前者為反向高放 AGC ,后者為正向高放 AGC ,故不能直接代換。除此 之外還有輸出不同極性 AFT電壓,輸出不同極性的同步脈沖等 IC 都不能直接代換,即使是同一 270 _f8公司或廠家的 產品,都應注意區(qū)分。性能指標是指IC 的主要電參數(shù)(或主要特性曲線 、最大耗散功率、最高工作電壓、頻率范圍及各信號輸 入、輸出阻抗等參數(shù)要與原IC 相近。功率小的代用件要加大散熱片。1. 同一型號 IC 的代換同一型號 IC 的代換一般是可靠的,安

23、裝集成電路時,要注意方向不要搞錯,否則,通電時 集成電路很可能被燒毀。有的單列直插式功放 IC ,雖型號、功能、特性相同,但引腳排列順序的方向是有所不同的。 例如,雙聲道功放 IC LA4507,其引腳有 “ 正 ” 、 “ 反 ” 之分,其起始腳標注(色點或凹坑方向不同;沒有后綴與后綴為 "R" 的 IC 等 , 例如 M5115P 與M5115RP.2. 不同型號 IC 的代換型號前綴字母相同、數(shù)字不同 IC 的代換。這種代換只要相互間的引腳功能完全相同,其 內部電路和電參數(shù)稍有差異,也可相互直接代換。如:伴音中放 IC LA1363和 LA1365,后者比前者在 IC

24、 第腳內 部增加了一個穩(wěn)壓二極管,其它完全一樣。型號前綴字母不同、數(shù)字相同 IC 的代換。一般情況下,前綴字母是表示生產廠家及電路 的類別,前綴字母后面的數(shù)字相同,大多數(shù)可以直接代換。但也有少數(shù),雖數(shù)字相同,但功能卻完全不同。例如, HA1364是伴音 IC ,而 uPC1364是色解碼 IC ; 4558, 8腳的是運算放大器 NJM4558,14腳的是 CD4558數(shù)字電路; 故二者 完全不能代換。型號前綴字母和數(shù)字都不同 IC 的代換。 有的廠家引進未封裝的 IC 芯片, 然后加工成按本 廠命名的產品。還有如為了提高某些參數(shù)指標而改進產品。這些產品常用不同型號進行命名或用型號后綴加以區(qū)別

25、。 例如, AN380 與 uPC1380可以直接代換; AN5620、 TEA5620、 DG5620等可以直接代換。二、非直接代換非直接代換是指不能進行直接代換的 IC 稍加修改外圍電路, 改變原引腳的排列或增減個別 元件等,使之成為可代換的 IC 的方法。代換原則:代換所用的 IC 可與原來的 IC 引腳功能不同、外形不同, 但功能要相同, 特性要 相近;代換后不應影響原機性能。1. 不同封裝 IC 的代換相同類型的 IC 芯片,但封裝外形不同,代換時只要將新器件的引腳按原器件引腳的形狀和 排列進行整形。例如,AFT 電路 CA3064和 CA3064E ,前者為圓形封裝,輻射狀引腳;后

26、者為雙列直插塑料封裝, 兩者內部特性完全一樣,按引腳功能進行連接即可。 雙列 IC AN7114、 AN7115與 LA4100、 LA4102封裝形式基本相同 , 引腳和散熱片正好都相差 180°。 前面提到的 AN5620帶散熱片雙列直插 16腳封裝、 TEA5620雙列直插 18腳封裝, 9、 10腳位于集成電路的右邊,相當于 AN5620的散熱片,二者其它腳排列一樣,將 9、 10腳連起來接地即可使用。2. 電路功能相同但個別引腳功能不同 IC 的代換代換時可根據各個型號 IC 的具體參數(shù)及說明進行。 如電視機中的 AGC 、 視頻信號輸出有正、 負極性的區(qū)別,只要在輸出端加

27、接倒相器后即可代換。3. 類型相同但引腳功能不同 IC 的代換這種代換需要改變外圍電路及引腳排列, 因而需要一定的理論知識、 完整的資料和豐富的實 踐經驗與技巧。4。 有些空腳不應擅自接地內部等效電路和應用電路中有的引出腳沒有標明, 遇到空的引出腳時, 不應擅自接地, 這些 引出腳為更替或備用腳,有時也作為內部連接。5. 用分立元件代換 IC有時可用分立元件代換 IC 中被損壞的部分,使其恢復功能。代換前應了解該 IC 的內部功 能原理、每個引出腳的正常電壓、波形圖及與外圍元件組成電路的工作原理。同時還應考慮:信號能否從 IC 中取出接至外圍電路的輸入端:經外圍電路處理后的信號, 能否連接到集

28、成電路內部的下一級去進行再處理 (連接時的信 號匹配應不影響其主要參數(shù)和性能 。如中放 IC 損壞,從典型應用電路和內部電路看, 由伴音中放、 鑒頻以及音頻放 大級成,可用信號注入法找出損壞部分,若是音頻放大部分損壞,則可用分立元件代替。6. 組合代換組合代換就是把同一型號的多塊 IC 內部未受損的電路部分,重新組合成一塊完整的 IC ,用 以代替功能不良的 IC 的方法。 對買不到原配 IC 的情況下是十分適用的。 但要求所利用 IC 內部完好的電路一定要有 接口引出腳。非直接代換關鍵是要查清楚互相代換的兩種 IC 的基本電參數(shù)、內部等效電路、各引腳的功 能、 IC 與外部元件之間連接關系的

29、資料。實際操作時予以注意:集成電路引腳的編號順序,切勿接錯;為適應代換后的 IC 的特點,與其相連的外圍電路的元件要作相應的改變;電源電壓要與代換后的 IC 相符,如果原電路中電源電壓高,應設法降壓;電壓低,要看 代換 IC 能否工作。代換以后要測量 IC 的靜態(tài)工作電流,如電流遠大于正常值,則說明電路可能產生自激, 這時須進行去耦、調整。若增益與原來有所差別,可調整反饋電阻阻值;代換后 IC 的輸入、輸出阻抗要與原電路相匹配;檢查其驅動能力。在改動時要充分利用原電路板上的腳孔和引線 , 外接引線要求整齊,避免前后交叉,以便 檢查和防止電路自激,特別是防止高頻自激 ;(7在通電前電源 Vcc

30、回路里最好再串接一直流電流表,降壓電阻阻值由大到小觀察集成電 路總電流的變化是否正常如何識別常用元器件 ?一、電阻電阻在電路中用 “R” 加數(shù)字表示, 如:R1表示編號為 1的電阻。 電阻在電路中的主要作用為:分流、限流、分壓、偏置等。1、參數(shù)識別:電阻的單位為歐姆( ,倍率單位有:千歐(K ,兆歐(M等。換算 方法是:1兆歐 =1000千歐 =1000000歐電阻的參數(shù)標注方法有 3種,即直標法、色標法和數(shù)標法。a 、數(shù)標法主要用于貼片等小體積的電路,如:472 表示 47×100(即 4.7K ; 104則表示 100Kb 、色環(huán)標注法使用最多,現(xiàn)舉例如下:四色環(huán)電阻 五色環(huán)電阻

31、(精密電阻2、電阻的色標位置和倍率關系如下表所示:顏色 有效數(shù)字 倍率 允許偏差(% 銀色 / x0.01 ±10 金色 / x0.1 ±5 黑色 0 +0 / 棕色 1 x10 ±1 紅色 2 x100 ±2 橙色 3 x1000 / 黃色 4 x10000 / 綠色 5 x100000 ±0.5 藍色 6 x1000000 ±0.2 紫色 7x10000000 ±0.1 灰色 8 x100000000 / 白色 9 x1000000000 /二、電容1、電容在電路中一般用 “C” 加數(shù)字表示(如 C13表示編號為 13的

32、電容 。電容是由兩片金 屬膜緊靠,中間用絕緣材料隔開而組成的元件。電容的特性主要是隔直流通交流。電容容量的大小就是表示能貯存電能的大小, 電容對交流信號的阻礙作用稱為容抗, 它與交 流信號的頻率和電容量有關。容抗 XC=1/2f c (f表示交流信號的頻率, C 表示電容容量 電話機中常用電容的種類有電解 電容、瓷片電容、貼片電容、獨石電容、鉭電容和滌綸電容等。2、 識別方法:電容的識別方法與電阻的識別方法基本相同, 分直標法、 色標法和數(shù)標法 3 種。 電容的基本單位用法拉(F 表示,其它單位還有:毫法(mF 、微法(uF 、納法(nF 、皮法(pF 。其中: 1 法拉 =103 毫法 =1

33、06 微法=109納法 =1012皮法容量大的電容其容量值在電容上直接標明,如 10 uF/16V容量小的電容其容量值在電容上用字母表示或數(shù)字表示字母表示法:1m=1000 uF 1P2=1.2PF 1n=1000PF數(shù)字表示法:一般用三位數(shù)字表示容量大小,前兩位表示有效數(shù)字,第三位數(shù)字是倍率。 如:102表示 10×102PF=1000PF 224表示 22×104PF=0.22 uF3、電容容量誤差表符號 F G J K L M允許誤差 ±1% ±2% ±5% ±10% ±15% ±20% 如:一瓷片電容為 1

34、04J 表示容量為 0. 1 uF、誤 差為 ±5%。三、晶體二極管晶體二極管在電路中常用 “D” 加數(shù)字表示,如:D5表示編號為 5的二極管。1、作用:二極管的主要特性是單向導電性,也就是在正向電壓的作用下,導通電阻很小; 而在反向電壓作用下導通電阻極大或無窮大。 正因為二極管具有上述特性, 無繩電話機中常把它用在整流、 隔離、穩(wěn) 壓、極性保護、編碼控制、調頻調制和靜噪等電路中。電話機里使用的晶體二極管按作用可分為:整流二極管(如 1N4004 、隔離二極管(如 1N4148 、肖特基二極管(如 BA T85 、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管等。2、識別方法:二極管的識別很簡單,小功率二極

35、管的 N 極(負極 ,在二極管外表大多采 用一種色圈標出來,有些二極管也用二極管專用符號來表示 P 極 (正極 或 N 極 (負極 , 也有采用符號標志為 “P” 、 “N” 來確定二極管極性的。發(fā)光二極管的正負極可從引腳長短來識別,長腳為正,短腳為負。3、測試注意事項:用數(shù)字式萬用表去測二極管時,紅表筆接二極管的正極,黑表筆接二極 管的負極,此時測得的阻值才是二極管的正向導通阻值,這與指針式萬用表的表筆接法剛好相反。4、常用的 1N4000系列二極管耐壓比較如下:型號 1N4001 1N4002 1N4003 1N4004 1N4005 1N4006 1N4007耐壓(V 50 100 20

36、0 400 600 800 1000電流(A 均為 1四、穩(wěn)壓二極管穩(wěn)壓二極管在電路中常用 “ZD” 加數(shù)字表示,如:ZD5表示編號為 5的穩(wěn)壓管。1、穩(wěn)壓二極管的穩(wěn)壓原理:穩(wěn)壓二極管的特點就是擊穿后,其兩端的電壓基本保持不變。 這樣,當把穩(wěn)壓管接入電路以后, 若由于電源電壓發(fā)生波動, 或其它原因造成電路中各點電壓變動時, 負載兩端的 電壓 _將基本保持不變。2、 故障特點:穩(wěn)壓二極管的故障主要表現(xiàn)在開路、 短路和穩(wěn)壓值不穩(wěn)定。 在這 3 種故障中, 前一種故障表現(xiàn)出電源電壓升高;后 2種故障表現(xiàn)為電源電壓變低到零伏或輸出不穩(wěn)定。常用穩(wěn)壓二極管的型號及穩(wěn)壓值如下表:型 號 1N4728 1N4

37、729 1N4730 1N4732 1N4733 1N4734 1N4735 1N4744 1N4750 1N4751 1N4761穩(wěn)壓值 3.3V 3.6V 3.9V 4.7V 5.1V 5.6V 6.2V 15V 27V 30V 75V五、電感電感在電路中常用 “L” 加數(shù)字表示,如:L6 表示編號為 6 的電感。電感線圈是將絕緣的導 線在絕緣的骨架上繞一定的圈數(shù)制成。 直流可通過線圈,直流電阻就是導線本身的電阻, 壓降很小;當交流信號通 過線圈時,線圈兩端將會產生自感電動勢, 自感電動勢的方向與外加電壓的方向相反, 阻礙交流的通過, 所以電感的特 性是通直流阻交流,頻率越高,線圈阻抗越大

38、。 電感在電路中可與電容組成振蕩電路。電感一般有直標法和色標法,色 標法與電阻類似。如:棕、黑、金、金表示 1uH (誤差 5%的電感。電感的基本單位為:亨(H 換算單位有: 1H=103mH=106uH。六、變容二極管變容二極管是根據普通二極管內部 “PN 結 ” 的結電容能隨外加反向電壓的變化而變化這 一原理專門設計出來的一種特殊二極管。 變容二極管在無繩電話機中主要用在手機或座機的高頻調制電路上, 實現(xiàn) 低頻信號調制到高頻信號上,并發(fā)射出去。 在工作狀態(tài), 變容二極管調制電壓一般加到負極上, 使變容二極管的內部結電 容容量隨調制電壓的變化而變化。變容二極管發(fā)生故障,主要表現(xiàn)為漏電或性能變

39、差:(1發(fā)生漏電現(xiàn)象時,高頻調制電路將不工作或調制性能變差。(2變容性能變差時,高頻調制電路的工作不穩(wěn)定,使調制后的高頻信號發(fā)送到對方被對 方接收后產生失真。出現(xiàn)上述情況之一時,就應該更換同型號的變容二極管。七、晶體三極管晶體三極管在電路中常用 “Q” 加數(shù)字表示,如:Q17表示編號為 17的三極管。1、特點:晶體三極管(簡稱三極管是內部含有 2 個 PN 結,并且具有放大能力的特殊器 件。它分 NPN 型和 PNP型兩種類型,這兩種類型的三極管從工作特性上可互相彌補,所謂 OTL 電路中的對管就是 由 PNP 型和 NPN 型配對使用。電話機中常用的 PNP 型三極管有:A92、 9015等

40、型號; NPN 型三極管有:A42、 9014、 9018、 9013、 9012等型號。2、 晶體三極管主要用于放大電路中起放大作用, 在常見電路中有三種接法。 為了便于比較, 將晶體管三種接法電路所具有的特點列于下表,供大家參考。名稱 共發(fā)射極電路 共集電極電路(射極輸出器 共基極電路輸入阻抗 中(幾百歐幾千歐 大(幾十千歐以上 小(幾歐幾十歐輸出阻抗 中(幾千歐幾十千歐 小(幾歐幾十歐 大(幾十千歐幾百千歐 電壓放大倍數(shù) 大 小(小于 1并接近于 1 大電流放大倍數(shù) 大(幾十 大(幾十 小(小于 1并接近于 1功率放大倍數(shù) 大(約 3040分貝小(約 10分貝 中(約 1520分貝頻率特

41、性 高頻差 好 好八、場效應晶體管放大器1、 場效應晶體管具有較高輸入阻抗和低噪聲等優(yōu)點, 因而也被廣泛應用于各種電子設備中。 尤其用場效管做整個電子設備的輸入級,可以獲得一般晶體管很難達到的性能。2、場效應管分成結型和絕緣柵型兩大類,其控制原理都是一樣的。3、場效應管與晶體管的比較(1場效應管是電壓控制元件,而晶體管是電流控制元件。在只允許從信號源取較少電流 的情況下,應選用場效應管;而在信號電壓較低,又允許從信號源取較多電流的條件下,應選用晶體管。(2場效應管是利用多數(shù)載流子導電,所以稱之為單極型器件,而晶體管是即有多數(shù)載流 子,也利用少數(shù)載流子導電。被稱之為雙極型器件。(3有些場效應管的

42、源極和漏極可以互換使用,柵壓也可正可負,靈活性比晶體管好。(4場效應管能在很小電流和很低電壓的條件下工作,而且它的制造工藝可以很方便地把 很多場效應管集成在一塊硅片上,因此場效應管在大規(guī)模集成電路中得到了廣泛的應用。芯片封裝技術知多少自從美國 Intel 公司 1971年設計制造出 4位微處 a 理器芯片以來,在 20多年時間內, CPU 從 Intel4004、 80286、 80386、80486發(fā)展到 Pentium 和 Pentium ,數(shù)位從 4位、 8位、 16位、 32位發(fā)展到 64位 ; 主頻從 幾兆到今天的 400MHz 以上,接近 GHz;CPU 芯片里集成的晶體管數(shù)由 2

43、000 個躍升到 500 萬個以上 ; 半導體制造技術的 規(guī)模由 SSI 、 MSI 、 LSI 、 VLSI達到 ULSI 。封裝的輸入 /輸出(I/O引腳從幾十根,逐漸增加到幾百根,下世紀初可能達 2千根。這一切真是一個翻天覆地的變化。對于 CPU , 讀者已經很熟悉了, 286、 386、 486、 Pentium 、 Pentium 、 Celeron 、 K6、 K6-2 相信您可以如數(shù)家珍似地列出一長串。但談到 CPU 和其他大規(guī)模集成電路的封裝,知道的人未必很多。所謂 封裝是指安裝半導體集成電路芯片用的外殼,它不僅起著安放、固定、密封、保護芯片和增強電熱性能的作用,而且還 是溝通

44、芯片內部世界與外部電路的橋梁 芯片上的接點用導線連接到封裝外殼的引腳上, 這些引腳又通過印制板上的 導線與其他器件建立連接。因此, 封裝對 CPU 和其他 LSI 集成電路都起著重要的作用。 新一代 CPU 的出現(xiàn)常常伴隨著 新的封裝形式的使用。芯片的封裝技術已經歷了好幾代的變遷,從 DIP 、 QFP 、 PGA 、 BGA 到 CSP 再到 MCM ,技 術指標一代比一代先進,包括芯片面積與封裝面積之比越來越接近于 1,適用頻率越來越高,耐溫性能越來越好,引腳 數(shù)增多,引腳間距減小,重量減小,可靠性提高,使用更加方便等等。下面將對具體的封裝形式作詳細說明。一、 DIP 封裝70年代流行的是

45、雙列直插封裝,簡稱 DIP(Dual In-line Package 。 DIP 封裝結構具有以下特 點 :1. 適合 PCB 的穿孔安裝 ;2. 比 TO 型封裝易于對 PCB 布線 ;3. 操作方便。DIP 封裝結構形式有 :多層陶瓷雙列直插式 DIP ,單層陶瓷雙列直插式 DIP ,引線框架式 DIP(含玻璃陶瓷封接式,塑料包封結構式,陶瓷低熔玻璃封裝式 .衡量一個芯片封裝技術先進與否的重要指標是芯片面積與封裝面積之比, 這個比值越接近 1越好。以采用 40根 I/O引腳塑料包封雙列直插式封裝 (PDIP的 CPU 為例, 其芯片面積 /封裝面積 =3×3/15.24×

46、;50=1:86, 離 1相差很遠。不難看出,這種封裝尺寸遠比芯片大,說明封裝效率很低,占去了很多有效安裝面積。Intel 公司這期間的 CPU 如 8086、 80286都采用 PDIP 封裝。二、芯片載體封裝80年代出現(xiàn)了芯片載體封裝,其中有陶瓷無引線芯片載體 LCCC(Leadless Ceramic Chip Carrier 、塑料有引線芯片載體PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier、小尺寸封裝 SOP(Small Outline Package、塑料四邊引出 扁平封裝 PQFP(Plastic Quad FlatPackage以 0.5mm 焊區(qū)中心距, 2

47、08根 I/O引腳的 QFP 封裝的 CPU 為例, 外形尺寸 28×28mm , 芯片尺寸 10×10mm ,則芯片面積 /封裝面積 =10×10/28×28=1:7.8,由此可見 QFP 比 DIP 的封裝尺寸大大減小。 QFP 的 特點是 :1. 適合用 SMT 表面安裝技術在 PCB 上安裝布線 ;2. 封裝外形尺寸小,寄生參數(shù)減小,適合高頻應用 ;3. 操作方便 ;4. 可靠性高。在這期間, Intel 公司的 CPU ,如 Intel 80386就采用塑料四邊引出扁平封裝 PQFP 。三、 BGA 封裝90 年代隨著集成技術的進步、設備的改進

48、和深亞微米技術的使用, LSI 、 VLSI 、 ULSI 相繼 出現(xiàn),硅單芯片集成度不斷提高,對集成電路封裝要求更加嚴格, I/O 引腳數(shù)急劇增加,功耗也隨之增大。為滿足發(fā) 展的需要,在原有封裝品種基礎上,又增添了新的品種 球柵陣列封裝,簡稱 BGA(Ball Grid Array Package。BGA 一出現(xiàn)便成為 CPU 、南北橋等 VLSI 芯片的高密度、高性能、多功能及高 I/O引腳封 裝的最佳選擇。其特點有 :1.I/O引腳數(shù)雖然增多,但引腳間距遠大于 QFP ,從而提高了組裝成品率 ;2. 雖然它的功耗增加, 但 BGA 能用可控塌陷芯片法焊接, 簡稱 C4焊接, 從而可以改善

49、它的 電熱性能 :3. 厚度比 QFP 減少 1/2以上,重量減輕 3/4以上 ;4. 寄生參數(shù)減小,信號傳輸延遲小,使用頻率大大提高 ;5. 組裝可用共面焊接,可靠性高 ;6.BGA 封裝仍與 QFP 、 PGA 一樣,占用基板面積過大 ;Intel 公司對這種集成度很高 (單芯片里達 300萬只以上晶體管 ,功耗很大的 CPU 芯片,如 Pentium 、 Pentium Pro、 Pentium采用陶瓷針柵陣列封裝 CPGA 和陶瓷球柵陣列封裝 CBGA ,并在外殼上安裝微型排風扇 散熱,從而達到電路的穩(wěn)定可靠工作。四、面向未來的新的封裝技術BGA 封裝比 QFP 先進,更比 PGA 好

50、,但它的芯片面積 /封裝面積的比值仍很低。Tessera 公司在 BGA 基礎上做了改進,研制出另一種稱為 BGA 的封裝技術,按 0.5mm 焊區(qū)中心距,芯片面積 /封裝面積的比為 1:4,比 BGA 前進了一大步。1994年 9月日本三菱電氣研究出一種芯片面積 /封裝面積 =1:1.1的封裝結構,其封裝外形尺 寸只比裸芯片大一點點。也就是說,單個 IC 芯片有多大,封裝尺寸就有多大,從而誕生了一種新的封裝形式,命名為 芯片尺寸封裝,簡稱 CSP(ChipSize Package或 Chip Scale Package。 CSP 封裝具有以下特點 :1. 滿足了 LSI 芯片引出腳不斷增加的

51、需要 ;2. 解決了 IC 裸芯片不能進行交流參數(shù)測試和老化篩選的問題 ;3. 封裝面積縮小到 BGA 的 1/4至 1/10,延遲時間縮小到極短。曾有人想, 當單芯片一時還達不到多種芯片的集成度時, 能否將高集成度、 高性能、高可靠 的 CSP 芯片 (用 LSI 或 IC和專用集成電路芯片 (ASIC在高密度多層互聯(lián)基板上用表面安裝技術 (SMT組裝成為多種 多樣電子組件、子系統(tǒng)或系統(tǒng)。由這種想法產生出多芯片組件 MCM(Multi Chip Model。它將對現(xiàn)代化的計算機、自動化、 通訊業(yè)等領域產生重大影響。MCM 的特點有 :1. 封裝延遲時間縮小,易于實現(xiàn)組件高速化 ;2. 縮小整

52、機 /組件封裝尺寸和重量,一般體積減小 1/4,重量減輕 1/3;3. 可靠性大大提高。隨著 LSI 設計技術和工藝的進步及深亞微米技術和微細化縮小芯片尺寸等技術的使用, 人們 產生了將多個 LSI 芯片組裝在一個精密多層布線的外殼內形成 MCM 產品的想法。進一步又產生另一種想法 :把多種 芯片的電路集成在一個大圓片上,從而又導致了封裝由單個小芯片級轉向硅圓片級 (wafer level 封裝的變革,由此引出系 統(tǒng)級芯片 SOC(System On Chip和電腦級芯片 PCOC(PC On Chip。隨著 CPU 和其他 ULSI 電路的進步,集成電路的封裝形式也將有相應的發(fā)展,而封裝形式

53、 的進步又將反過來促成芯片技術向前發(fā)展。PCB 設計基本概念1、 “ 層 (Layer ” 的概念與字處理或其它許多軟件中為實現(xiàn)圖、 文、 色彩等的嵌套與合成而引入的 “ 層 ” 的概念有所同, Protel 的 “ 層 ” 不是虛擬的,而是印刷板材料本身實實在在的各銅箔層?，F(xiàn)今,由于 454 繽 _電子線路的元 件密集安裝。防干擾和布線等特殊要求,一些較新的電子產品中所用的印刷板不僅有上下兩面供走線, 在板的中間還設有能被特殊加 工的夾層銅箔,例如,現(xiàn)在的計算機主板所用的印板材料多在 4層以上。 這些層因加工相對較難而大多用于設置走線較 為簡單的電源布線層(如軟件中的 Ground Deve

54、r和 Power Dever , 并常用大面積填充的辦法來布線 (如軟件中的 ExternaI P1a11e 和 Fill 。上下位置的表面層與中間各層需要連通的地方用軟件中提到的所謂 “ 過孔(Via ” 來溝通。有了以 上解釋,就不難理解 “ 多層焊盤 ” 和 “ 布線層設置 ” 的有關概念了。舉個簡單的例子, 不少人布線完成, 到打印出來時方才發(fā)現(xiàn)很多連線的終端都沒有焊盤, 其 實這是自己添加器件庫時忽略了 “ 層 ” 的概念, 沒把自己繪制封裝的焊盤特性定義為 ” 多層 (Mulii 一 Layer 的緣故。 要提醒的是,一旦選定了所用印板的層數(shù),務必關閉那些未被使用的層,免得惹事生非

55、走彎路。2、過孔 (Via為連通各層之間的線路, 在各層需要連通的導線的文匯處鉆上一個公共孔, 這就是過孔。 工 藝上在過孔的孔壁圓柱面上用化學沉積的方法鍍上一層金屬, 用以連通中間各層需要連通的銅箔, 而過孔的上下兩 面做成普通的焊盤形狀,可直接與上下兩面的線路相通,也可不連。一般而言,設計線路時對過孔的處理有以下原則: (1盡量少用過孔,一旦選用了過孔, 務必處理好它與周邊各實體的間隙, 特別是容易被忽視的中間各層與過孔不相連 的線與過孔的間隙,如果是自動布線,可在 “ 過孔數(shù)量最小化 ” (Via Minimiz8tion 子菜單里選擇 “on” 項來自動解決。 (2需要的載流量越大,所

56、需的過孔尺寸越大,如電源層和地層與其它層聯(lián)接所用的過孔就要大一些。3、絲印層(Overlay 為方便電路的安裝和維修等,在印刷板的上下兩表面印刷上所需要的標志圖案和文字代號 等,例如元件標號和標稱值、元件外廓形狀和廠家標志、 生產日期等等。 不少初學者設計絲印層的有關內容時, 只注意文 字符號放置得整齊美觀,忽略了實際制出的 PCB 效果。他們設計的印板上,字符不是被元件擋住就是侵入了助焊區(qū)域 被抹賒,還有的把元件標號打在相鄰元件上, 如此種種的設計都將會給裝配和維修帶來很大不便。 正確的絲印層字符布置 原則是:” 不出歧義,見縫插針,美觀大方 ” 。4、 SMD 的特殊性Protel 封裝庫

57、內有大量 SMD 封裝,即表面焊裝器件。這類器件除體積小巧之外的最大特點 是單面分布元引腳孔。因此,選用這類器件要定義好器件所在面,以免 “ 丟失引腳(Missing Plns ” 。另外,這類元 件的有關文字標注只能隨元件所在面放置。5、網格狀填充區(qū)(External Plane 和填充區(qū) (Fill正如兩者的名字那樣, 網絡狀填充區(qū)是把大面積的銅箔處理成網狀的, 填充區(qū)僅是完整保留 銅箔。初學者設計過程中在計算機上往往看不到二者的區(qū)別, 實質上, 只要你把圖面放大后就一目了然了。 正是由 于平常不容易看出二者的區(qū)別, 所以使用時更不注意對二者的區(qū)分, 要強調的是, 前者在電路特性上有較強的抑制高頻 干擾的作用,適用于需做大面積填充的地方, 特別是把某些區(qū)域當做屏蔽區(qū)、 分割區(qū)或大電流的電源線時尤為合適。 后 者多用于一般的線端部或轉折區(qū)等需要小面積填充的地方。6、焊盤 ( Pad焊盤是 PCB 設計中最常接觸也是最重要的概念,但初學者卻容易忽視它的選擇和修正,在 設計中千篇一律地使用圓形焊盤。 選擇元件的焊盤類型要綜合考慮該元件的形狀、 大