作者：方大千、方成、方立 等编著
出版社：化学工业出版社
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电子电路图集(精华本)试读：
前言
随着科技的进步和电子技术的快速发展，电子新产品、新技术层出不穷。如今，各类传感器、集成电路、数字电路、电力模块、晶闸管技术、集成触发器、PLC等在电子控制电路中的应用越来越广泛，电子控制电路的科技含量有了很大的提高。
电子控制电路在各行各业及电气设备中的应用十分广泛。电气工作者都要与各种电子电路打交道，广大电子爱好者也无不如此。笔者认为，尽可能多地熟悉、掌握电子控制电路，对电气、电子设备的安装、调试及故障处理有极大的好处；对电气、电子产品的开发有拓宽思路、触类旁通的作用，从而能推陈出新，设计出性能卓越的电气、电子控制电路。为此我们编写了这本内容丰富、几乎涉及各个工业应用电子专业的电子电路图集，以满足读者随时可以查找和学习的需要，从而节省时间，提高工作效率和提高自己的技术水平。
本书从实际应用角度出发，为读者提供了大量实用的工程应用电路。书中列出了9大类800余个实用、新颖的电子控制电路。基本上反映出了当今时代各类工程应用电子的技术水平。
为了帮助读者识图和实际应用，在本书第1章电子控制电路识图及基础知识中，较详细地介绍了电子控制电路的阅读方法、电子元件的选用、电子设备抗干扰接线等。全书的每个电路都标明具体的元件参数，并有简要的文字说明。若有的读者欲进一步详细了解各电路的工作原理，可阅读该书“参考文献”中的相关书籍。
本书由方大千、方成、方立等编著，参加本书编写工作的还有方亚平、方亚敏、张正昌、朱丽宁、占建华、朱征涛、张荣亮、许纪秋、那宝奎、费珊珊、方亚云、卢静、孙文燕、方欣、张慧霖等。全书由方大中、郑鹏高级工程师审校。
限于编者的经验和水平，书中难免有不妥之处，敬请广大读者批评指正。编著者第1章 电子控制电路识图及基础知识1.1 电子图形符号和文字符号1.1.1 电子电路常用图形符号
电子电路常用图形符号见表1-1。表1-1 电子电路常用图形符号1.1.2 电子设备基本文字符号
电子设备常用基本文字符号见表1-2。表1-2 电子设备常用基本文字符号1.2 电子控制电路的阅读1.2.1 电子控制电路的阅读方法
要正确分析一个电子电路的工作原理，首先要掌握电子技术，了解各电子元器件的特性、功能、工作条件、基本参数及主要用途；了解由各电子元器件构成的基本电路；了解电子电路的工作电源、保护元件、监测及控制环节等，然后才能把握电路的整体进行分析。（1）基本电子元器件知识
①二极管 二极管有作检波用、整流用、开关用、钳位保护用等。普通二极管（如2AP1～2AP9、2CP1～2CP20等）适用于高频检波、鉴频限幅和小电流整流等；整流二极管（如2CZ11～2CZ27、1N4001～1N4007等）适用于低频的不同功率的整流；开关二极管（如2AK1～2AK4、2CK9～2CK20等）适用于电子计算机、脉冲控制、开关电路及钳位保护等。
②稳压管 稳压管有作稳压用、钳位保护用、基准电压用（如用于测量比较桥电路）。稳压管有2CW型硅稳压管和2DW型硅稳压管两大类型。前者最大耗散功率0.25～3W，后者1～50W，也有0.2W的（如2DW231等）。同一型号的稳压管，其稳压值也是不固定的，如2CW60的稳压值是11.5～12.5V。一般说来，稳压管的稳压值低于6V，具有负温度系数；高于6V，具有正温度系数；而在6V左右的管子，其稳压值受温度的影响较小。因此，在要求稳定度较高的场合，通常选用稳压值为6V左右的管子；在要求更高或环境温度变化较大的情况下，可用两个温度系数相反的管子反向串联作补偿，如2DW231（其内部有两个反向串联的管子）。
③三极管（晶体管） 三极管有高频三极管（>3MHz）和低频三极管（<3MHz），有大功率三极管（>1W）、中功率三极管（0.5～1W）和小功率三极管（<0.5W）。三极管有NPN型和PNP型两大类。NPN型三极管（如3DG型）热稳定性好，PNP型三极管（如3AX型）热稳定性较差，但3CG型三极管热稳定性好。三极管有三种基本工作状态，即截止状态、放大状态和导通状态。不同的工作状态取决于不同的工作条件（即不同的电路结构）。三极管有三种基本接法，即共发射极电路（主要用于多级放大器的中间级，低频放大）、共集电极电路（射极输出器）（主要用于输入级、输出级或作阻抗匹配用）和共基极电路（主要用于高频或宽频带电路及恒流源电路）。三极管在单结晶体管触发电路中常作为可变电阻用，以改变触发脉冲列。9
④场效应管 场效应管具有输入阻抗非常高（可达10～1510Ω）、噪声低、动态变化范围大和温度系数小的特点。场效应管分结型和绝缘栅（即MOS）型两大类。结型场效应管（3DJ系列）主要用于高频或低频线性放大电路和斩波电路等；绝缘栅型场效应管（3DO、3CO系列）主要用于直流放大、阻抗变换和斩波器，以及高频放大等电路。
⑤单结晶体管 单结晶体管又称双基极二极管，是具有一个PN结的三端半导体器件。它的导电特性完全不同于普通三极管，具有以下特点：a.稳定的触发电压，并可用基极间所加电压控制；b.有一极小的触发电流；c.负阻特性较均匀，其温度和寿命较三极管稳定。这些特性使单结晶体管特别适合于作张弛振荡器、定时器、电压读出电路、晶闸管整流装置的触发电路等。
⑥运算放大器 运算放大器是将三极管、二极管、电阻、电容等整个电路的元件制作在一块硅基片上，构成完成特定功能的固体块。运算放大器是具有高放大倍数和深度负反馈的直流放大器。它可通过外接电阻、电容的不同接线，对输入信号进行加、减、乘、除、微分、积分、比例及对数等运算。它的输出-输入关系仅简单地决定于反馈电路和输入电压的参数，与放大器本身的参数没有很大关系。运算放大器可采用二极管、稳压管来实现输入和输出的钳位保护（电源反接、电压突变、过载、限幅等）。
⑦555时基集成电路 555时基集成电路是一种多功能集成电路，通过不同的外围接线，可用作定时、延时电路，也可构成多谐振荡器、脉冲调制器等多种电路，由于它具有较大的驱动能力（200mA），还可以直接驱动继电器、信号灯等较大负载。
⑧晶闸管 晶闸管又称可控硅，它包括普通晶闸管（单向晶闸管）、双向晶闸管、可关断晶闸管和逆导晶闸管等电力半导体器件，常用的是前两种晶闸管。通常人们所称的晶闸管是指普通单向晶闸管。单向晶闸管有一种触发方式，若触发全导通后相当于一只整流二极管；双向晶闸管有四种触发方式，若触发全导通后相当于两只反并联的整流二极管。晶闸管可用于交流开关电路、调压（调速）电路、可控整流电路、逆变电路等。由晶闸管等可组成各种自动控制电路。晶闸管耐过电流和过电压能力差，需采用阻容、压敏电阻、快速熔断器等保护。为了保证晶闸管电路可靠工作，还需采取抗干扰措施。晶闸管的触发电路主要有阻容移相触发电路、单结晶体管触发电路、集成触发器、光电耦合触发器等。晶闸管电路中常涉及电压负反馈、速度负反馈、电压微分负反馈、电流正反馈和电流截止反馈等。
⑨整流电源 电子电路中往往需要整流电源和稳压电源，以提供三极管、集成电路、运算放大器等电子元器件及电路的工作电源。整流电源有单相半波、单相全波、单相桥式，三相半波、三相星形桥式等整流电路，还有电容降压整流电路和多级倍压整流电路。
⑩稳压电源 稳压电源有稳压管稳压电源、串联型的晶体管稳压电源、开关式稳压电源、三端固定（或可调）集成稳压器和集成稳压器等。振荡电路 振荡电路有RC振荡器、LC振荡器、石英振荡器以及各种非正弦振荡器。时控电路 时控电路（延时电路）有充电式和放电式两种，它们都是利用电容器的充放电原理实现。利用电容器的充放电原理和晶体管、场效应管、单结晶体管、晶闸管、运算放大器等不同电子元器件，可构成各种类型的延时电路。另外，还有555时基集成电路和集成电路构成的延时电路。数字电路 数字电路是自动化电子控制电路中常用的电路。数字电路中的逻辑门电路有“或”、“与”、“非”、“或非”、“与非”、“异或”、“与或非”等门电路，有TTL集成门电路，MOS和CMOS集成门电路。数字电路中有反相器、半加器、全加器、编码器、译码器、多路选择器、多路分配器、比较器、计数器、寄存器、显示器等。数字电路中还涉及单稳态触发器、双稳态触发器、多谐振荡器，以及微分电路、积分电路、加速电路等。要掌握数字电路，首先要了解各种基本电路的构成及工作原理。
以上各电子元器件及其电路在本书各实际应用电路中都全面涉及，读者可从大量的电子电路中深刻了解电路组成及工作原理。（2）电子电路工作原理的分析方法
分析电子电路的工作原理通常采用三步分析法：首先明确该电子电路的控制对象、控制目的和控制方法，以及保护元件等；然后将电路分成几大部分［一个完整的电子电路往往由几个相对独立的基本电路（分电路）组成］，这几大部分一般包括主电路、控制电路、检测元件及执行元件、直流工作电源和信号及保护电路等，搞清各分电路的作用及工作原理；最后全面分析整个电路的工作原理。通过三步分析法，读者能快速掌握分析电子电路工作原理的技巧。1.2.2 电子控制电路的阅读实例
温度自动控制电路如图1-1所示，用于温箱恒温控制。图1-1 温度自动控制电路（1）控制目的和方法
控制对象：电热器EH。
控制目的：使温箱内的温度恒定。
控制方法：采用负温度系数的热敏电阻R作探温元件，用555时t基集成电路进行控制。
保护元件：熔断器FU（电热器过电流保护）。（2）电路组成
①主电路。由开关QS、熔断器FU、电热器EH和双向晶闸管V（兼作控制元件）组成。
②控制电路。由555时基集成电路A、电位器RP、热敏电阻R、t阻容元件组成的单稳态触发电路和双向晶闸管V组成。
③直流电源。由电容C、C及二极管VD和稳压管VS组成。12
④指示灯。氖泡Ne（及限流电阻R）——电热器EH加热指示。5（3）工作原理
①初步分析。当温箱内的温度降至设定值以下时，应加热→双向晶闸管V导通→555时基集成电路A的3脚输出高电平；当温箱内的温度升至设定值时，应停止加热→V关断→A的3脚输出低电平。
②顺着分析。接通电源，220V交流电经电容C降压、二极管VD1半波整流、电容C滤波和稳压管VS稳压后，给555时基集成电路A提2供12V直流电压。同时由555时基集成电路A组成的延时电路开始计时。如果温箱内的温度已降至设定值以下时，负温度系数热敏电阻R阻值t较大，A的2脚电位经RP、R和R分压，低于1/3E（4V）（E为直流t4cc电源电压12V），A的3脚输出高电平（约11V），双向晶闸管V触发导通，电热器EH得电加热，同时氖泡Ne点亮，表示正在加热。由于这时的单稳态电路进入暂态，A内部放电管截止，其放电端7脚被悬空，电源通过电阻R向电容C充电，阈值端6脚电位不断升高，约经23过时间t≈1.1RC，6脚电平可上升到2/3E（8V）。如果这时温箱内23c温度仍然较低，即触发端2脚电平仍低于1/3E，电路则保持置位状态c不变，电热器EH继续通电加热；如果温度已上升达到设定值，因负温度系数热敏电阻R阻值随温度升高而减小，这时2脚电平已高于t1/3E，555时基集成电路复位，单稳态触发器翻转进入稳定态，3脚c输出低电平（约0V），双向晶闸管V关断，电热器EH停止加热，氖泡Ne熄灭。这时，555时基集成电路内部放电管导通，7脚对地短接，所以电容C储存的电荷通过7脚泄放，为下一次加热作延迟准备。当3温箱内的温度随时间慢慢下降，并降至设定温度以下时，R阻值又变t大，A的2脚电平又降至1/3E以下，555时基集成电路再次置位，电c路翻转进入暂态，其3脚输出高电平，双向晶闸管V导通，电热器EH又开始加热，如此重复循环，从而维持温箱内的温度恒定。
图中，电阻R的作用是为电容C提供放电回路，以便当切断电11源后，C上无电压存在，避免人体触及电容受到电击。1（4）元件选择
电器元件参数见表1-3。表1-3 电器元件参数表
负温度系数热敏电阻R的选择。根据温箱设定温度的要求，可采t用不同阻值的R，只要在所需设定温度下满足R+RP=2R即可。调节tt4RP可获得大的调节范围。1.3 电子元件的选用1.3.1 电阻和电位器的选用
1.3.1.1 电阻的选用（1）电阻的标志符号
电阻的标志符号见表1-4。表1-4 电阻的标志符号（2）选用电阻的注意事项
①电阻的额定功率必须大于电阻阻值与回路电流的平方之乘积，为了防止过热老化，一般应大于2～3倍；如果是配换电阻，其额定功率必须不小于原电阻的额定功率，以防烧坏。
②配换电阻的标称阻值应尽量与原电阻的阻值相同或接近。在电子电路中，有的电阻阻值取得并不十分严格，代换时也可不必苛求。这需要修理者能分析该电阻在电路中起什么作用，一般规律是阻值越大的电阻越可以不必精确。如果没有把握，还是选阻值相等或接近的为好。
③配换直接影响仪器仪表测量准确度的电阻时，应特别仔细，不仅阻值偏差应在允许偏差范围内，而且电阻的类型也宜相同。配换电阻的准确度和稳定性指标应偏高而不应降低。
1.3.1.2 电位器的选用（1）电位器的标志符号
电位器的标志符号见表1-5。表1-5 电位器的标志符号（2）选用电位器的注意事项
①正确选择电位器的式样和结构。如直接安装在印制电路板上，应选择微调电位器、带插脚的实心电位器等；如要求调好后防止阻值变化的，应选用带锁扣（锁紧型）电位器；如要求使用时电阻值变化很小的，可选用多圈电位器；如要求使用带旋盘的，则应选用长轴柄电位器等。
②电位器的额定功率可按电阻的功率选取，但电流应取电位器阻值为零时流过电位器回路的电流。
③根据调节对象的要求，可选择阻值变化特性为直线式、对数式、反对数式。它们分别用X、Z、D表示。直线式电位器多用于分压电路中；对数式电位器多用于音量控制电路中；反对数式电位器多用于音调控制电路中。
④对于用于电视机、CD唱机等家用电器及其他对电噪声要求小的电子设备，应选用动噪声小的电位器。
⑤电位器不能在高温及潮湿环境下使用。1.3.2 电容器的选用（1）电容器的标志符号
电容器的标志符号见表1-6。表1-6 电容器的标志符号（2）电容器最高频率使用范围
电容器最高频率使用范围见表1-7。表1-7 电容器最高频率使用范围（3）选用电容器的注意事项
①根据电容器在电路中的作用合理选用其型号。例如，用作低频耦合、旁路等，可选用纸介电容器；用在高频电路和高压电路中，可选用云母电容器、瓷介电容器和塑料薄膜介质电容器；用在电源滤波或退耦电路中，应选用电解电容器；用在直流或脉动直流电路中，应选用有极性电解电容器。
②选用电容器时应注意环境条件。例如，在湿度较大的环境中，应选用密封型电容器；在温度较高的环境中，电容器容易老化，应选用耐热性好的电容器；在寒冷地区应选用耐寒的电解电容器。
③电容的额定工作电压（电容器上所标的耐压值，是指最大值）必须大于加在电容上的工作电压（指有效值）的2倍。如果是配换电容，其额定工作电压必须不低于原电容的额定工作电压，以防击穿。
④配换电容器的标称容量应尽量与原电容器的容量相同或接近。在电子电路中，有的电容量取得并不十分严格，可以根据该电容器在电路中的作用，分析出配换电容器允许略大或略小于原电容器的标称容量。例如，作为滤波或旁路用的电容器，其容量允许略大或略小一些。
⑤对工作频率、绝缘电阻值要求不高的场合，可用金属化纸介电容器等代替云母电容器。
⑥可用同容量耐压高的电容器代替耐压低的电容器；用误差小的电容器代替误差大的电容器。
⑦可以用几个电容器串联或并联来代替所需容量的电容器。但串联后电容器的耐压要考虑到每个电容器上的电压降都要小于其耐压值；并联后的耐压以最小耐压电容器的耐压值为准。
串联电容器的电容量按下式计算：式中 C——串联电容器的总电容量，μF；C，C，…，C——各电容器的电容量，μF。12n
并联电容器的电容量按下式计算：C=C+C+…+C12n式中 C——并联电容器的总电容量，μF。
⑧配换仪表中作为测量桥臂元件或振荡回路元件的电容器，应特别仔细，不仅容量偏差应在允许偏差范围内，而且电容器的类型也宜相同或更为高档的（如稳定性等更好的），并且配换后必须对仪表测量准确度进行校验。
⑨配换电解电容器时必须注意正负极性不可接错。1.3.3 二极管的选用（1）二极管的类别及用途
二极管的类别及用途见表1-8。表1-8 二极管的类别及用途
根据二极管制造材料的不同，可分为硅管和锗管两大类。其性能区别见表1-9。表1-9 硅管和锗管的性能区别（2）选用二极管的注意事项
①二极管种类繁多，应根据不同的使用场合选择合适的型号。例如，检波二极管适用于检波和限幅等；整流二极管适用于低频的小功率整流和大功率整流；开关二极管适用于脉冲电路和开关电路等。
②配换二极管时切不可将极性接错。
③使用二极管时要求二极管所承受的反向峰值电压和正向电流均不得超过额定值。对于有电感元件的电路，反向额定峰值电压要选得比线路工作电压大2倍以上，以防击穿。配换二极管时，最高反向电压必须不低于原二极管的最高反向电压，最大整流电流不应低于原二极管的最大整流值。
④配换高频二极管时，其最高工作频率不应低于原二极管的最高工作频率。
⑤功率整流二极管必须装设散热片或冷却器件，以防过热烧毁。
⑥在实际电路中，许多二极管是可以代换的，这应根据二极管在电路中的作用而定。
⑦焊接小功率二极管时，焊接要迅速，一般不超过5s。电烙铁功率一般在35W以下为宜，管脚引线的弯折通常需距管壳5mm以上。
⑧二极管在整流电路中的串联、并联，需采取保护措施。（3）整流二极管的主要参数
1N系列常用整流二极管的主要参数见表1-10。表1-10 1N系列常用整流二极管的主要参数1.3.4 发光二极管的选用
发光二极管是一种在通过正向电流时能辐射出荧光的特殊二极管。主要用作光源、指示灯和显示。
发光二极管的特点是可在低电压（约2V）、小电流（0mA至几十毫安）下工作，损耗功率小，体积小，光输出响应速度快（达10MHz），可与三极管直接联用。（1）选用发光二极管的注意事项
①选用时，主要考虑通过它的电流不能超过额定值。当用于长时间发光的场合，其额定电流应留有余量。通常发光二极管的电流可以由与它串联的电阻加以调节。
②发光二极管的最大工作电流I与环境温度关系极大，例如磷Fm化镓管，温度低于25℃时，I为30mA，当温度高于80℃时，I为FmFm零。用于室温下，一般取发光二极管的工作电流I≤1/5I或I≤1/3IFFmFFm为宜。
③发光二极管的反向耐压低，一般为6V左右。为保护管子免受击穿，可与发光二极管并联一只反向保护二极管。（2）常用发光二极管的主要参数
发光二极管的种类很多，有BT系列、LED系列、2EF系列、HG系列、GH系列、GL系列、BTV系列、HL系列、BTS系列等。常用的有LED702、2EF601、BT201等。发光二极管有红、黄、蓝、绿、橙等各种颜色。BT系列和2EF系列等发光二极管的主要参数见表1-11和表1-12。表1-11 BT系列发光二极管的主要参数表1-12 2EF系列发光二极管的主要参数1.3.5 稳压管的选用（1）选用稳压管的注意事项
①选用稳压管时，主要是选定稳压值及考虑热稳定性。作稳压使用时，需选温度系数小和动态电阻小的管子。
②使用或更换稳压管时，通过稳压管的电流与功率不允许超过稳压管的极限值，以免烧坏。
③更换稳压管时，其稳定电压值应与原稳压管的相同，若实际电路允许，也可选相近的，而最大稳定电流要相等或更大。
④安装时应尽量避开发热元件。（2）常用稳压管的主要参数
2CW21系列稳压管的主要参数见表1-13。表1-13 2CW21系列稳压管的主要参数1.3.6 三极管的选用（1）三极管3种工作状态的比较
三极管3种工作状态有如下特点。
三极管即晶体管，作为放大用应工作在其特性曲线的放大区；三极管作为开关用应工作在其特性曲线的饱和区和截止区。三极管的放大区、饱和区和截止区如图1-2所示。3种工作状态见表1-14。图1-2 三极管的放大区、饱和区和截止区表1-14 三极管3种工作状态（2）三极管主要参数的选择
三极管主要参数的选择见表1-15。表1-15 三极管主要参数的选择（3）选用三极管的注意事项
①三极管的型号规格非常之多，应根据其在电路中的作用并抓住电路参数的主要特点来进行选择。高频电路应选用高频管（如3DG型或3AG型），选用时，放大倍数不宜很高，过高易产生自激，同时要求噪声系数小；脉冲电路应选用开关管（如3CK型或3DK型）；低频及功放电路应选择低放管（如3AX型、3AD型或3DD型）。
②配换三极管时必须注意管子的结构形式，NPN型管子只能用NPN型的代换，PNP型管子只能用PNP型的代换。
③使用或配换三极管时，三极管的极限参数BV、I和P必ceocmcm须满足电路要求，否则会造成管子击穿或过热损坏。一般BV取电ceo源电压的2倍及以上，I取集电极电流的2倍及以上。cm
④配换三极管时，管子的工作特性应与原三极管尽量相近，以免影响电路的性能。
⑤一般三极管的穿透电流愈小愈好，这样工作稳定性好。
⑥安装时应尽量远离发热元件。（4）常用三极管的主要参数
常用3DG、3CG高频小功率三极管的主要参数见表1-16。通用9011～9018、8050、8550三极管的主要参数见表1-17。表1-16 常用3DG、3CG高频小功率三极管的主要参数①h分挡：橙25～40、黄40～55、绿55～80、蓝80～120、紫120～180、灰180～270。FE表1-17 通用9011～9018、8050、8550三极管的主要参数注：一般在塑封管TO-92上标有E、B、C或D、S、G。1.3.7 场效应管的选用（1）常用场效应管的特点及主要用途
常用场效应管的特点及主要用途见表1-18。表1-18 常用场效应管的特点及主要用途（2）使用场效应管的注意事项
①场效应管，尤其是绝缘栅场效应管，输入电阻非常高，不用时各电极要短接，以免栅极感应电荷而损坏管子。
②结型场效应管的栅源电压不能接反，但可在开路状态下保存。
③为了保持场效应管的高输入阻抗，管子应注意防潮。
④带电物体（如电烙铁、测试仪表）与场效应管接触时，均需接地，以免损坏管子。特别是焊接绝缘栅场效应管时，还要按源极—漏极—栅极的先后次序焊接，最好断电后再焊接。电烙铁功率不应超过45W，一般以15～30W为宜，一次焊接时间应不超过5s。
⑤绝缘栅场效应管切不可用万用表测试，只能用测试仪测试，而且要在接入测试仪后，才能去掉各电极短接线。取下时，则应先短路，再取下，要避免栅极悬空。
⑥使用带有衬底引线的场效应管时，其衬底引线应正确连接。
⑦陶瓷封装的芝麻管有光敏特性，使用时注意避光。（3）常用场效应管的主要参数
部分国产结型场效应管的主要参数见表1-19。部分N沟道耗尽型MOS场效应管的主要参数见表1-20。部分增强型MOS场效应管的主要参数见表1-21。表1-19 部分国产结型场效应管的主要参数表1-20 部分N沟道耗尽型MOS场效应管的主要参数表1-21 部分增强型MOS场效应管的主要参数
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