电子工程师必备基础知识二.docx

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电子工程师必备基础知识二

电子工程师必备基础知识

（二）

电子工程师必备基础知识

（二）

2009-11-0211:

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   早在两千多年前，人们就发现啦电现象和磁现象。

我国早在战国时期（公元前475一211年）就发明啦司南。

而人类对电和磁的真正认识和广泛应用、迄今还只有一百多年历史。

在第一次产业革命浪潮的推动下，许多科学家对电和磁现象进行啦深入细致的研究，从而取得啦重大进展。

人们发现带电的物体同性相斥、异性相吸，与磁学现象有类似之处。

　　1785年，法国物理学家库仑在总结前人对电磁现象认识的基础上，提出啦后人所称的“库仑定律”，使电学与磁学现象得到啦统一。

　　1800年，意大利物理学家伏特研制出化学电池，用人工办法获得啦连续电池，为后人对电和磁关系的研究创造啦首要条件。

　　1822年，英国的法拉第在前人所做大量工作的基础上，提出啦电磁感应定律，证明啦“磁”能够产生“电”，这就为发电机和电动机的原理奠定啦基础

　　1837年美国画家莫尔斯在前人的基础上设计出比较实用的、用电码传送信息的电报机，之后，又在华盛顿与巴尔的摩城之间建立啦世界上第一条电报线路。

　　1876年，美国的贝尔发明啦电话，实现啦人类最早的模拟通信。

英国的麦克斯韦在总结前人工作基础上，提出啦一套完整的“电磁理论”，表现为四个微分方程。

这那就后人所称的“麦克斯韦方程组”。

麦克斯韦得出结论：

运动着的电荷能产生电磁辐射，形成逐渐向外传播的、看不见的电磁波。

他虽然并未提出“无线电”这个名词，但他的电磁理论却已经告诉人们，“电”是能够“无线”传播的。

　　初学电子知识，请先把“电”当做“水”，“电路”就等于“水路”；接着啦解几个常用名词术语，对照实物认识几种常用的电子元件及其功能；最后动手做几个实验。

　　任何电子产品都是电子元件组成的，学习电子技术就要先学电子元件。

　　电子元件的组合就成啦电子电路，这也是基础知识。

有啦电子元件、电子电路的知识，电子工具也会用啦，你就应多动手进行产品实战啦。

　　学电子最能尽快受益的莫过于自装音响和功放啦。

欣赏音乐本身是一种美的享受，可是能用自己的成果来享受则更是达到一种新的境界。

　　懂电子的朋友学电脑比不懂电子朋友学电脑要快要容易。

懂电子的朋友用电脑是由电脑内部学到外部，不懂电子的朋友则是从电脑外部学到电脑内部。

　　哪些是“场”？

运动场常指大家能够做运动的一个范围，电场是指电产生作用力的一个范围，磁场是指磁产生作用力的一个范围，其它类同。

　　导体，电比较容易通过的物体。

绝缘体，电比较难通过的物体。

导体和绝缘体并没明显的介限，导体和绝缘体是导电能力相差好些好些倍的两个物体相对而言的。

　　有好些物体，它们在常见的不同的物理情况（温度、电场、磁场、光照、掺杂等）下呈现出不同的导电状态。

我们称这类物体为半导体。

　　有啦导体、绝缘体和半导体，就能够生产出各种各样的电子元件，我们就能够方便简单的检测和利用电能啦。

　　开关实际上是一个短路器和开路器，是一个电阻在零欧姆和无穷大两个阻值上变换的元件，这跟自来水开关的效果和原理是一样的。

　　任何时候，只要有电流流过，就必定有一个闭合的通路。

这个通路那就电流回路。

不考虑电源内部的情况下，电流一定是从正极流向负极。

　　电源相当于一个特殊的电子元件，有闭合的通路才干产生电流。

没导体及其它电子元件连接成闭合的通路就不会产生电流。

　　没回路就一定没电流，有电流就一定有回路。

（交流电流并不需要物理上的通路，真空、空气也能形成电流回路。

）

　　两个不同的水位线存在一个水差，那就水压。

水压之间有一根水管的话，水就会流动，水流动就会受到阻力。

水管越细，阻力越大，水流越小；水压越高，水流越大。

电压是指两个物体之间的电势差，那就电压。

如果电压之间有一个导电通路的话，这个通路里面就会产生电流。

电阻越大，电流越小；电压越高，电流越大。

　　水压、水流、水阻。

水流动的方向是从高处流向低处（不算抽水机在内）；对应电的比喻：

电压、电流、电阻。

电流动的方向是从正极流向负极（不算电源在内）。

　　两个水位之间的水位差等于水压；两个电极之间的电势差等于电压。

高水位相当于正电极，低水位相当于负电极。

　　电阻、电容、二极管等电子元件有两个引脚，这些元件在使用进程中，一定按照某种规律将引脚连接起来。

　　三极管相当于一个阻值能够受掌握的电阻器，那就将三极管的集电极和发射极这两个脚等效成一个电阻，基极起掌握作用。

　　所有的电子元件有两种基本的连接办法，并联：

并联电路两端的电压是相等的。

串联：

串联电路中的电流是相等的。

　　并联和串联是最基本的电路连接，不论多复杂的电路都能够分解成基本的并联和串联，所有的电子元件也都是因为并联和串联的接法才形成电流回路。

　　电阻的阻值是越并越小，相当于水管变多，通路变宽，水流的阻力变小；电阻的阻值是越串越大，相当于水管变长，通路变长，水流的阻力变大。

　　测量电压时一定是要把电压表并联在需要测试的两端上，电压表存在内阻会消耗小小的电流让指针偏转。

通常来说，电压表内阻较大能够忽略不计。

　　测量电流时一定是要把电流表串联在需要测试的回路（需要先断开回路）上，电流表会对电流起小小的阻碍作用。

通常来说，电流表内阻较小能够忽略不计。

　　电源是一个能够维持两个测试点之间电压的装置，它能够是市电，能够是电池，能够是线圈，能够是电容等。

　　电池提供电能的电压极性是长期固定不变的，我们称为直流电。

常用的干电池的额定电压每节是1.5V。

　　市电供应的电能是交流电，正极和负极在时刻交替的变换着。

那是因为发电机线圈是在周而复始的和磁场做相对运动，如果安装电流换向器，就能够发出直流电。

　　交流电是没正负极之分的，市电中的零线和火线在正负极性、电压高低等各地方的表现是一样的，是完全对称的。

　　市电的电压是220V50Hz，意思是说有效电压为220V，每秒中正负极要变换50次。

留意：

多少Hz就会变换多少次。

　　建议初学者多采用12V下列的电子制作，这样成本比较低，电压比较低，万一有插接错电子元件，烧坏元件的可能性也要小。

电压越低越安全（少损坏电子元件）。

　　在几个大型的电子系统中往往真的有一根很粗的导线接入啦大地。

但，电子技术中常说的接地并不是真的要求用导线去接到大地。

　　电子技术中常说的接地或地线往往和大地一点关系都没。

电子线路中的地线是指直流电、交流电或各种电信号共用的一部分电流回路。

　　说某一座山的海拔多少，那就以海平面为公共参考点。

说某一点的电压有多高，就必需找一个相当于海平面的参考点，这那就电子电路图中的地线。

　　现在大多数情况，电源负极是各种信号共用得最多的一部分电流回路，通常以电源的负极作为地线。

这时，如果某元件的脚接电源负极，那么就说那只元件脚接地。

　　地是我们假定的、公用的一个电压参考点。

在比较复杂的电路中，往往可能会有多组电源，同时也可能会选择多个参考点，那么就可能会有一些地，这些地也不一定会连通。

　　耦合、旁路、退耦三个词都是传输信号、给信号提供通路的意思。

其中耦合是指前后级之间传递，旁路、退耦则是指需要在对地之间提供信号通路（每级内部用）。

　　提供信号通路也那就构成电流回路。

没电流回路就不会有电流，任何电路分析都是建立电流回路上分析的。

　　等效电路图那就效果一样的电路图。

我们分析电路图时，需要把原来复杂的电路图简化，这样有助于展开思路，问题简化。

　　等效电路图是省略在某一条件下，几个没影响的电子元件。

例某条件下：

分析直流时，电容看成开路；分析交流时，电容看成是短路。

电感和电容刚好相反。

　　电容和电感对不同频率的交流电（直流电当成0Hz的交流电）有不同的阻碍作用，在某条件下，能够当成电阻看待，并能够计算出阻抗值。

电子元器件基础知识

第一节常用元器件的识别

一、电阻

4                 银色/10-2±10

6.                 黑色0100/

7.                 棕色1101±1

8.                 红色2102±2

9.                 橙色3103/

10.             黄色4104/

11.             绿色5105±0.5

12.             蓝色6106±0.2

13.             紫色7107±0.1

14.             灰色8108/

15.             白色9109+5至-20

16.             无色//±20

二、电容

数字表示法：

一般用三位数字表示容量大小，前两位表示有效数字，第三位数字是倍率。

如：

102表示10×102PF=1000PF    224表示22×104PF=0.22uF

3、电容容量误差表

耐压（V）501002004006008001000

电流（A）均为1

三、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.其伏安特性见图1,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

由于三极管的发射结与集电结的结构上的差别，当把集电极当发射极使用时，其电流放大系数β较小，反之β值较大。

在确定基极后，比较三极管的β值大小，可以确定集电极和发射极。

　　使三极管基极开路，在发射极和集电极之间加一小电压，使发射结承受正向电压，集电结承受反向电压，这时集电极之间加一偏流电流（如用欧姆表，反映出来是电阻很大）。

在基极和集电极之间加一偏流电阻，集电极电流显著增大（因有了一定的基极电流），这时集电极和发射极之间电阻仅为偏流电阻的十几分之一。

从集电极电流墙的幅度可判断β值的大小（用欧姆表时，如果表针偏角较基极开路时增加的幅度大，则β值就大）。

  分类

按生产工艺分：

合金型、扩散型、抬面和平面型三极管。

按内部结构分：

点接触型和面接触型三极管。

从使用角度，

按工作频率分：

低频三极管、高频三极管、开关三极管。

按功率分：

小功率三极管、中功率三极管、大功率三极管

按外形结构分：

小功率封装、大功率封装、塑料封装等

四：

电感

二、电感线圈的主要特性参数1、电感量L表示线圈本身固有特性，与电流大小无关。

除专门的电感线圈（色码电感）外，电感量一般不专门标注在线圈上，而以特定的名称标注。

2、感抗XL电感线圈对交流电流阻碍作用的大小称感抗XL，单位是欧姆。

它与电感量L和交流电频率f的关系为XL=2πfL3、品质因素Q是表示线圈质量的一个物理量，Q为感抗XL与其等效的电阻的比值，即：

Q=XL/R。

线圈的Q值愈高，回路的损耗愈小。

线圈的Q值与导线的直流电阻，骨架的介质损耗，屏蔽罩或铁芯引起的损耗，高频趋肤效应的影响等因素有关。

线圈的Q值通常为几十到几百。

4、分布电容线圈的匝与匝间、线圈与屏蔽罩间、线圈与底版间存在的电容被称为分布电容。

分布电容的存在使线圈的Q值减小，稳定性变差，因而线圈的分布电容越小越好。

三、常用线圈1、单层线圈是用绝缘导线一圈挨一圈地绕在纸筒或胶木骨架上。

如晶体管收音机中波天线线圈。

2、蜂房式线圈如果所绕制的线圈，其平面不与旋转面平行，而是相交成一定的角度，这种线圈称为蜂房式线圈。

而其旋转一周，导线来回弯折的次数，常称为折点数。

蜂房式绕法的优点是体积小，分布电容小，而且电感量大。

蜂房式线圈都是利用蜂房绕线机来绕制，折点越多，分布电容越小3、铁氧体磁芯和铁粉芯线圈的电感量大小与有无磁芯有关。

在空芯线圈中插入铁氧体磁芯，可增加电感量和提高线圈的品质因素。

4、铜芯线圈在超短波范围应用较多，利用旋动铜芯在线圈中的位置来改变电感量，这种调整比较方便、耐用。

5、色码电感器是具有固定电感量的电感器，其电感量标志方法同电阻一样以色环来标记。

6、阻流圈（扼流圈）限制交流电通过的线圈称阻流圈，分高频阻流圈和低频阻流圈。

7、偏转线圈是电视机扫描电路输出级的负载，偏转线圈要求：

偏转灵敏度高、磁场均匀、Q值高、体积小、价格低。

六：

变容二极管

 又称"可变电抗二极管"。

是一种利用pn结电容（势垒电容）与其反向偏置电压Vr的依赖关系及原理制成的二极管。

所用材料多为硅或砷化镓单晶，并采用外延工艺技术。

反偏电压愈大，则结电容愈小。

变容二极管具有与衬底材料电阻率有关的串联电阻。

主要参量是：

零偏结电容。

零偏压优值、反向击穿电压、中心反向偏压、标称电容、电容变化范围（以皮法为单位）以及截止频率等，对于不同用途，应选用不同C和Vr特性的变容m极管，如有专用于谐振电路调谐的电调变容二极管、适用于参放的参放变容二极管以及用于固体功率源中倍频、移相的功率阶跃变容二极管等。

      用于自动频率控制（AFC）和调谐用的小功率二极管称变容二极管。

日本厂商方面也有其它许多叫法。

通过施加反向电压，使其PN结的静电容量发生变化。

因此，被使用于自动频率控制、扫描振荡、调频和调谐等用途。

通常，虽然是采用硅的扩散型二极管，但是也可采用合金扩散型、外延结合型、双重扩散型等特殊制作的二极管，因为这些二极管对于电压而言，其静电容量的变化率特别大。

结电容随反向电压VR变化，取代可变电容，用作调谐回路、振荡电路、锁相环路，常用于电视机高频头的频道转换和调谐电路，多以硅材料制作。