電子信息工程基礎知識

電子基礎知識框架

初學者學習電子知識，請先把“電”看成“水”，“電路”就等于

“水路”；然后了解一些常用術語和術語，并通過實物對比了解幾種

常用的電子元器件及其功能；最后，做一些實驗。

任何電子產品都是由電子元件組成的。要學習電子技術，首先要學習

電子元件。

電子元器件組合成電子電路，這也是基礎知識。有了電子元器件和電

子電路的知識，會用到電子工具，應該多做產品實戰(zhàn)。

人比不懂電子學的人學電腦。懂電子學的人從計算機系向計算機系學

習，不懂電子學的人從計算機外向計算機系學習。

以下是電子產品的一些基礎知識：

L什么是“場”？運動場通常是指人們可以鍛煉的圍場，電場是指電

產生力的圍場，磁場是指磁力產生力的圍場，其他類似。

2.導體，電比較容易通過的物體。絕緣體，電流難以通過的物體。導

體和絕緣體之間沒有明顯的界限，導體和絕緣體是相對于兩個導電性

相差很多很多倍的物體而言的。

有許多物體在常見的不同物理條件（溫度、電場、磁場、光照、摻

雜等）下表現出不同的導電狀態(tài)。我們稱此類物體為半導體。

有了導體、絕緣體和半導體，就可以生產出各種電子元件，我們可

以輕松簡單地檢測和利用電能。

3、開關實際上是短路和開路，是電阻在零歐姆和無窮大之間變化的

元件，與自來水開關的作用和原理是一樣的。

只要有電流流動，就必須有一條封閉的路徑。這條路徑是電流回路。

無論電源單元如何，電流都必須從正極流向負極。

4、電源相當于一個特殊的電子元件，只有閉合通路才能產生電流。

如果沒有導體和其他電子元件連接在一個封閉的路徑中，就沒有電流

流動。沒有電路就一定沒有電流，有電流就一定有電路。（交流電

流不需要物理路徑，真空和空氣也可以形成電流回路。）電流有兩種:

直流和交流。我國普通家庭用電是220伏交流電。

導體兩端存在電壓差，形成電流。電壓差被視為兩條不同的水位

線。有一個水的差異，這就是水的壓力。如果水壓之間有水管，水就

會流動，水流就會受到阻力。水管越細，阻力越大，水流量越??；水

壓越高，水流量越大。電壓是指兩個物體之間的電位差，即電壓。如

果電壓之間存在導電路徑，則電流將在該路徑中流動。電阻越高，電

流越低；電壓越高，電流越大。

水壓、水流量、水阻力。水流方向由高到低（不包括泵）；它對應

于電的類比：電壓、電流、電阻。電流的方向是從正到負（不包括電

源）。

兩個水位的水位差等于水壓；兩個電極之間的電位差等于電壓。高

水位對應正極，低水位對應負極。

電阻器、電容器和二極管等電子元件有兩個引腳。在使用這些組件

的過程中，必須按照一定的規(guī)則連接引腳。

三極管相當于一個電阻值可以控制的電阻，即三極管的集電極和發(fā)

射極兩腳相當于一個電阻，基極起控制作用。

所有電子元件都有兩種基本連接方式，并聯：并聯電路兩端的電

壓相等。串聯：串聯電路中的電流相等。

并聯和串聯是最基本的電路連接方式。無論電路多么復雜，都可以分

解為基本的并聯和串聯。由于并聯和串聯連接，所有電子元件也形成

電流回路。

電阻的阻值越來越小，相當于水管更多，通道更寬，對水流的阻力

更小；電阻的阻值越來越大，相當于水管更長，通道更長，水流阻力

更低。大的。

測量電壓時，電壓表必須并聯在被測兩端。電壓表的電阻會消耗很

小的電流來使指針偏轉?？倓t來說，電壓表的大電阻可以忽略不計。

測量電流時，電流表必須與被測電路串聯（電路需要先斷開），電

流表會對電流起到一個小障礙?？倓t來說，電流表的阻值很小，可以

忽略不計。

電源是可以維持兩個測試點之間電壓的裝置，可以是市電，可以是電

池，可以是線圈，可以是電容器等。

電池提供的電能的電壓極性長期固定，我們稱之為直流電。普通干

電池的額定電壓為每節(jié)L5Vo

市電提供的電能為交流電，正負極時刻交替變化。這是因為發(fā)電機線

圈與磁場作相對運動，如果安裝了電流換向器，就可以產生直流電。

正負交流電沒有區(qū)別。市電中的零線和火線在正負極性、電壓等級等

方面性能相同，完全對稱。

市電電壓為220V50Hz,即有效電壓為220V,每秒鐘需要更換正負極

50次。注意：將轉換多少赫茲。

建議初學者使用12V以下的電子制作，這樣成本比較低，電壓比較低。

如果有錯誤的電子元件，燒毀元件的可能性也很小。更低的電壓更安

全（對電子元件的損壞更小）

在一些大型電子系統中，通常連接的是非常粗的電線。但是，電子技

術中常說的接地，其實并不需要連線。

電子技術中經常提到的地線或地線，往往與它無關。電子電路中的

地線是指電流回路中由直流電、交流電或各種電信號共用的一部分。

說某座山的海拔高度，就是以海平面為共同的參考點。要說某一點的

電壓有多高，就要找一個相當于海平面的參考點，也就是電子線路圖

中的地線。

現在大多數情況下，電源的負極是各種信號電流回路中最常見的部

分，電源的負極總則用作地線。止匕時，如果某個元件的腳接電源的負

極，則稱該元件腳接地。

接地是我們假設的公共電壓參考點。在比較復雜的電路中，往往可能

會有多組電源，同時可能會選擇多個參考點，所以可能會有幾個地，

而這些地可能不接。

耦合、旁路、去耦這三個詞都意味著信號的傳輸和為信號提供路徑。

耦合是指前級和后級之間的傳輸，旁路和去耦是指需要在地之間提供

信號路徑（對于每個級）。

提供信號通路就是形成電流回路。沒有電流環(huán)就沒有電流，任何電路

分析都是基于對電流環(huán)的分析。

等效電路圖是具有相同效果的電路圖。我們在分析電路圖的時候，需

要對原來復雜的電路圖進行簡化，這樣有助于擴展思路，簡化問題。

等效電路圖就是省略了一些在一定條件下沒有作用的電子元件。例

如，在某些條件下：分析直流時，將電容器視為開路；分析交流電時,

將電容器視為短路。電感和電容正好相反。

電容和電感對不同頻率的交流電有不同的阻斷作用（直流電被認為是

0Hz的交流電）。在一定條件下，它們可以看作是電阻，可以計算出

阻抗值。

生活中的反饋是指拿回某事的結果，然后再決定某事。例如，當客戶

報告電視消耗大量電力時;制造商會進行改進。電子技術中的反饋是

將信號從輸出端取出并致到輸入端。

正反饋是指如果輸出信號變大，則反饋到輸入端，使輸出信號變大；

如果輸出信號變小，則反饋到輸入端，使輸出信號變小。

負反饋正好相反。如果輸出信號變大，則輸出信號反饋到輸入后會變

?。蝗绻敵鲂盘栕冃?，則輸出信號在反饋到輸入后會變大。

正反饋總則用于產生振蕩信號，負反饋總則用于穩(wěn)定直流工作點。在

特殊情況下（放大倍數足夠），正反饋可能不會振蕩，但負反饋會振

蕩。

正溫度系數熱敏電阻是指電阻值隨溫度升高而增大，負溫度系數是指

電阻值隨溫度升高而減小。有點像正反饋和負反饋，電阻值是通過輸

入溫度信號來確定的。

在電子電路中，可以用規(guī)定邊界的正負電壓來表示日常生活中存在與

杏、通斷、開關等的相對二進制值。這些止負電壓是高電平和低電平。

數字電路的輸入和輸出都是高電平和低電平。數字電路可以根據一些

二進制關系進行邏輯判斷，得到新的二進制結果；二進制系統使用兩

個數字0和I來表示所有數量。

數字電路是專用于這些數字信號的電路或電路系統。學習數字電路建

議先了解二進制數。

二進制數使用0和I來表示數字電路中的二進制值（低電平和高電

平），用0和1代替所有信號。

模擬信號是在正負電壓之間變化的信號，應盡量避免變化為正負電壓

的最高值和最低值，否則可能導致信號失真。

D/A（數字/模擬）和A/D（模擬/數字）轉換器是將數字電路與模擬

電路緊密結合的常用方法。

高頻電路對小電容和電感非常敏感。任何導線和導線之間都可以等效

為電感和電容，即分布電感和分布電容。

對于高頻工作的電子元件，引腳的長度和安裝距離對電路性能有很大

的影響。

當你對高頻電路（如調頻無線麥克風、調頻收音機）進行一些實驗時,

請記住連接線應盡可能短和粗，元件應盡可能靠近電路板。

將每個電子元件或電子元件的組合及其與符號的連接替換為電路原

理圖。只要記住各種電子元件的符號和繪圖規(guī)則，就會看到電路原理

圖。

由具有良好習慣和豐富經驗的工程師精心繪制的圖紙，總則都美觀、

布局合理、標記清晰、易于閱讀。當您看不懂電路圖時，不一定是您

的錯。

印制電路板是電路原理圖到實物的轉化，是產品從設計階段走向市場

普及的必由之路。

看印制板圖比看原理圖更容易。只要知道導體、絕緣體和常見的電子

元件，就可以根據實際印制板畫出電路原理圖。

在元器件多的情況下，能有電路原理圖用于印刷電路板的檢查和維

護，是一件非常幸運的事情。

無論是自己制作的小型電子產品，還是幫助他人維護，這都是您積累

經驗和學習技能的最佳時機。經驗是積累的。

在非常復雜的電路或非常精密的產品中，經常需要使用雙面電路板和

多層電路板。

多層電路板除了在電路板的外層分布連接線外，還可以在板的中間層

有布線。除了高密度貼裝元件外，還可以屏蔽多層板以提高性能。

在電路板上尋找小電阻或小電容時，不要直接找，請先找到與它們相

連的晶體管或集成電路，再找，這樣比較快。

在觀察電路板上的元器件與銅箔電路的連接情況，觀察銅箔電路的方

向時，可以用燈來觀察，將燈放在有銅箔電路的一側。

電容器是一個可以盛電的容器，就像盛水的杯子一樣。因此，電容器

可以進行充放電，而充放電的大小決定了電容器的容量。

電容的種類很多，最常見的有電解電容（容量大，正負極），陶瓷電

容（容量小，無正負極，溫度特性差），聚酯電容（聚酯薄膜電容，

容量小，溫度好功能）等。

陶瓷電容器的主要參數是容量，特殊用途的高壓陶瓷電容器會標注耐

壓。使用陶瓷電容無需正負極之分，兩端可任意互換。陶瓷電容總則

應在高頻下工作。

電感是一種電磁轉換元件，電可以產生磁，磁可以產生電。電感中磁

場的變化會產生電流的變化；電流的變化也會產生磁場的變化

電感器中電流和磁場的相互作用總是試圖相互阻礙。電源變壓器利用

電磁變換的互感過程來完成變換。

電路中電感的主要作用是阻隔交流電，通過直流電；阻斷高頻交流電,

通過低頻交流電。電感器常用于變壓器、諧振電路等。

過大的反向電壓和過大的正向電流可能會對二極管造成永久性損壞。

二極管等三極管的損壞主要是由于功耗過大（反向高壓擊穿瞬時功耗

很大），導致PN結物理損壞。

三極管可以看成是一個電阻值可以控制的電阻，阻值范圍可以從接近

零到無窮大變化。因此，三極管可用于設計放大電路和開關電路。

三極管具有三個電極，集電極、發(fā)射極和基極。底座用于控制其他兩

極對電流的電阻。分析電流和電壓的變化，就是分析三極管的工作狀

態(tài)。

場效應管的作用與三極管的作用基本相同。場效應管總則也是三個引

腳，分別命名為源極、漏極和柵極。電網用于控制其他兩極對電流的

阻斷作用。

三極管通過基極電流的變化來控制另外兩極，場效應管通過柵極電壓

的變化來控制另外兩極，場效應管柵極基本上不需要消耗電流來控制

另外兩極。

還有兩種類型的FET,n溝道和p溝道。但場效應管是壓控器件，

在較低的電源電壓卜難以發(fā)揮其優(yōu)異的性能

晶閘管具有三個引腳，陽極、陰極和控制電極（也稱為柵極）?？刂?/p>

極用于控制其他兩極對電流的通斷作用。晶閘管對電流的控制作用只

能是導通或截止。

晶閘管的主要作用是用作開關，是一種無機械觸點、無火花、高速的

電子開關。有些書也稱晶閘管為晶閘管。

有一種集成電路叫薄膜電路（厚膜集成電路和薄膜集成電路），它的

集成工藝是在一塊絕緣的硅片表面制作電阻和導線；三極管和二極管

不在硅片上。產生直接擴散，只需將它們安裝在這個表面上，然后用

塑料封裝整個電路。

與門電路等效于乘法電路。通常有兩個或多個輸入。有四個基本規(guī)則：

11=1,10=0,01=0,00=0o可以得出111=1、110=0、100

二0、000=0等。

0R門電路相當于一個加法電路。通常有兩個或多個輸入。有四個基

本規(guī)則：1+1=1、1+0=1、0+1=1、0+0=0o可以得出1+1+1=1>1+1+0=1>

1+0+0=1、0+0+0=0等o

非門電路相當于一個只有一個輸入的反相電路。最多有兩種情況：1=0,

0=1O

異或門電路的邏輯關系比較特殊，只有兩個輸入端。最多有四種情況：

0+1=1、1+0=1>0+0=0>l+l=0o

NAND門電路否定AND門的結果，NOR門電路否定0R門的結果，XNOR

門電路否定XOR門的結果。

運算放大器通過簡單的外圍元件廣泛應用于模擬電路和數字電路中。

運算放大器的種類很多，具體性能參數也有一些差異，但原理和應用

方法是一樣的。

運算放大器總則有兩個輸入端，即正向輸入端和反向輸入端，輸出端

只有a、除了兩個輸入和一個輸出之外，一些運算放大器還具有可提

高性能的補償引腳。

光敏電阻的阻值隨著光強的變化而顯著變化。因此，可用于制作智能

窗簾、自動路燈開關、自動相機快門時間調節(jié)器等。

簧片開關是一種電子元件，可以通過磁場控制電路的通斷。簧片開關

部分由軟磁性金屬簧片組成。在有磁場的情況下，金屬簧片可以聚集

磁力線并受力，從而達到開啟或關閉的功能。

耦合意味著傳輸信號，而光耦合器自然是利用光來傳輸電信號的元

件?？倓t是指具有與接收部相對應的發(fā)光部并制成一體的電子元件。

總則四個有效管腳（即四個管腳接在電路上起作用）為一組。

光耦的優(yōu)點是可以很容易地實現電源隔離，最常用于使用商業(yè)電源的

開關電源的初級和次級隔離。此外，在計算機外設的通信中，也有很

多應用。一個組件可以集成多組光耦（每組至少四個引腳）

壓電陶瓷可用作性能優(yōu)良的振動檢測器。它是一種電聲裝置。當施加

音頻電壓時，可以聽到聲音；當受到振動（機械變形）時，會感應出

微弱的電壓。

焊接時，適當調整要焊接的位置、烙鐵頭、焊錫絲（帶助焊劑），使

三點合二為一，充分接觸。當焊接處有適當的焊料和助焊劑時，應將

焊錫絲去除。.焊接過程總則控制在2-3秒內。

工廠需要有豐富工作經驗的技術人員。但是，獲得豐富經驗的主要途

徑必須是勤奮的動手，日常的積累。

助焊劑：松香在工廠中常用作助焊劑。您可以通過將松香與工業(yè)酒精

融化來作為業(yè)余愛好者（醫(yī)用酒精更昂貴且不必要）。注意：一次不

要混合太多，濃度可以靈活控制。

電容器的作用用三個詞來形容：“充放電”。不要小看這三個字，正

是因為這三個字，電容才能通交流電，切斷直流電；通高頻交流電，

阻隔低頻交流電。

如果用八個字來表達電容器的作用，那就是：“阻斷直達交通，通過

高阻低阻”。這八個字來源于“充放電”三個字。如果你不明白也沒

關系。

濾波電容可以先根據直流電源輸出電流的大小和后級（電路或產品）

電源的要求來選擇。

電感的作用用四個字來表達：“電磁轉換”。不要小看這四個字，正

是因為這四個字，電感才能切斷交流電，通過直流電；通低頻交流電,

阻隔高頻交流電。

電感的作用再次用八個字來表達：“直通車，低阻高阻”0這八個詞

來源于“電磁轉換”三個詞。

電感器是電容器的克星。此外，電感器還具有這樣一個特性：電流和

磁場必須同時存在。如果電流消失，磁場就會消失；如果磁場消失，

電流就會消失；如果磁場發(fā)生變化，正負電流也會發(fā)生變化。

電感的電流和磁場一直在“戰(zhàn)斗”。電流想變，但磁場不變；磁場想

改變，但電流沒有改變。然而，由于外部原因，電流和磁場可能都必

須改變。

當電感線圈上加一個電壓時，電流要從零開始增加，但磁場會反對它,

所以電流必須逐漸增加；如果去掉電感上的電壓，電流想從大增到零,

但是磁場會反抗，但是電流回路沒有了，電流已經被強制歸零，磁場

會狂暴并立即產生電感兩端的電壓非常高，以試圖產生和維持電流。

這個電壓很高，甚至會損壞電子元件，這就是線圈的自感現象。

給一個感應線圈加上一個變化的磁場，只要線圈有一個閉環(huán)，線圈就

會產生電流。如果沒有回路，線圈上會產生電壓。產生電壓的目的是

試圖產生電流。當兩個或多個線圈共用一個磁芯（聚集磁力線的作用）

或共用一個磁場時，電流和線圈之間的磁場會相互影響，這就是電流

的互感。

電感是一根導線，電感對直流的電阻很小，甚至可以忽略不計。電感

對交流電呈現很大的電阻效應。

電感的串并聯是很復雜的，因為電感實際上是分布在一定位置和路線

上的導線。因此，電感的串并聯也與電感的位置有關（主要與磁場的

相互作用有關）?？紤]磁場、分布電容、導線電阻（Q值）等的影響,

相當于電阻的串并聯效應。

交流電的頻率越高，電感的阻斷作用就越大。交流電的頻率越低，電

感的電阻就越小。

當電感和充滿電的電容并聯時，電容的放電會為電感和電感產生磁

場，磁場會保持電流，電流反方向對電容充電?；蛘呷绻@個損失能

夠及時補充，就會出現穩(wěn)定的振蕩。

二極管的作用和作用用四個字來形容：“單向導通”。二極管常用于

整流、檢測、穩(wěn)壓、鉗位和保護電路。

一個整流二極管串聯在Walkman的供電電路中。當直流電源反接時，

不會產生電流，不會損壞Walkman。

大于0.6V加在二極管（硅材料）上，二極管基本不產生電流（反向

更不能產生電流），這個電壓稱為死區(qū)電壓、閾值電壓、閾值電壓、

導通電壓等.

三極管的作用和作用是因為四個字完成的：“電阻是可變的”。由于

三極管的等效電阻值可以無限變化，三極管可用于設計開關電路、放

大電路和振蕩電路。

三極管的集電極電流等于基極電流乘以放大倍數。當基極電流大到一

定程度時，由于各種原因，集電極電流不能增加。此時，集電極電壓

已經等于或接近發(fā)射極。電壓相當于電阻值變?yōu)?歐姆。

判斷三極管放大狀態(tài)的訣竅：發(fā)射結正偏，集電極結反偏。

三極管是電流控制器件，場效應管是電壓控制器件。場效應管性能優(yōu)

異，但在分立元件中，低電源電壓適應性比三極管差。

場效應管是壓控器件，容易被靜電損壞。因此，大多數FET都有保

護二極管。

晶閘管實際上是一種沒有機械觸點的高速電子開關，需要很小的電流

來控制。該開關具有自鎖功能，即導通后去除控制電流，仍可保持導

通，一旦關斷，可保持關斷狀態(tài)。

電阻器總則都標有色環(huán)。色標法是用棕、紅、橙、黃、綠、藍、紫、

灰、白、黑十種顏色代表1234567890十個阿拉伯數字，金銀兩種顏

色代表放大倍數0.1、0.01或誤差5%、10%。該套件隨附真彩色樣品

和各種色環(huán)電阻器。

常見的四色圈需要讀三位有效數字，一位或兩位代表有效數字，第三

位數字代表放大倍數。例如：黃紫紅金，三位有效數字為472,表示

47乘以102（或加兩個0）等于4700,即4.7K歐姆；又如：棕黑黑

金，三位有效數字為100,表示10乘以100（或加0個零）等于10,

即10歐姆。

實驗過程中，如果三極管的基極與其他引腳之間沒有單向導電（或單