作者：贾厚林,方菁
出版社：电子工业出版社
格式: AZW3, DOCX, EPUB, MOBI, PDF, TXT
电子技术基础与技能(通信类)试读：
前言
本书是根据教育部2009年颁发的《中等职业学校电子技术与技能教学大纲》，并参照有关行业的职业技能鉴定规范、标准编写的职业教育国家规划教材。依据职业教育的培养目标，围绕电子技术与技能的特点，紧扣教学大纲的内容和要求，以项目任务展开教学内容，体现做中学、学中做的教学理念。
本书覆盖了模拟电路和数字电路的基本内容，主要有：二极管及其应用、三极管及常用放大电路、信号产生电路、稳压电路、数字电路及门电路基础、组合逻辑电路及其应用、触发器及其应用、时序逻辑电路的应用、*数模、模数电路及应用和技能综合等几部分。结合职业学校教学的实际情况，力求体现项目课程的特色与设计思想，内容体现先进性、实用性。典型产品的选取力求科学，体现产业特点，具有可操作性。
本书在编写过程中考虑到目前职业学校学生的实际，尽量降低知识难度，其中打“*”内容为扩展知识或者是一些教学要求较高的教学内容，以供实行弹性教学或教学条件较好的学校选用。
本书在文字表述力求规范、正确、科学，其呈现方式也力求图文并茂。每个项目后都附有适量的思考与练习。
本教材适用于三年制职业学校通信类专业，也可作为职业岗位培训教材。总教学时数为 190学时，各部分内容的课时分配建议如下：续表
本教材在江苏教科院马成荣所长、华东师大徐国庆博士指导下，由江苏省无锡机电高等职业技术学校贾厚林、方菁、范荣欣、尤俊伟、袁红梅、高旅明等老师共同编写。贾厚林、方菁老师担任主编，方菁老师负责全书的统稿和学习领域五、六的编写，范荣欣老师承担学习领域三、四的编写，尤俊伟老师承担学习领域一、二和领域十的编写，袁红梅老师承担学习领域七、八的编写，学习领域九由高旅明老师编写。无锡机电高等职业技术学校的领导和同事为本书的编写提供了很大的支持和帮助，并提出了很多宝贵的意见。在此，谨向各位专家、领导和同事致以衷心的感谢。
由于编者水平有限，加之编写时间紧迫，因此书中不妥之处在所难免。诚恳希望省内外专家与使用本书的师生和其他读者批评与指正，以便我们精益求精。编者2014年12月
学习领域一 二极管及其应用
学习目标
✧ 会检测、选用二极管；
✧ 理解整流电路、滤波电路、稳压电路的组成及工作原理；
✧ 会制作整流电路、滤波电路并进行相关测试；
✧ 理解充电器的组成框图及工作流程；
✧ 会制作充电器；
✧ 会使用仪器、仪表对充电器进行调试与测量。
工作任务
✧ 用万用表检测二极管的极性和质量好坏；
✧ 能识读整流、滤波电路图并会制作整流电路、滤波电路；
✧ 会选择仪器仪表，正确测试电路的各项参数并分析；
✧ 能制作充电器并调试。
项目一 单相整流电路制作
学习目标
✧ 理解整流电路的组成及工作原理；
✧ 会检测二极管的特性；
✧ 会制作整流电路并调试。
工作任务
✧ 判别二极管的质量、类别、极性；
✧ 检测二极管的特性；
✧ 制作整流电路；
✧ 测量整流电路的输出波形和电压。
第一步 认识二极管
认一认
二极管的外形
仔细观察如图1.1.1所示的几种常见二极管的实物外形图片，认清各种二极管的外形特征。图1.1.1 几种常见的二极管实物外形
知识链接
1.二极管的电极
二极管是一种最简单的半导体器件，其内部为一个PN结，外部有两个电极，这两个电极分别称为正极和负极。二极管的结构与符号如图1.1.2所示，图中“VD”为其文字符号。图1.1.2 普通二极管的结构与符号
二极管的正负极性一般都标注在其外壳上，有时会将二极管的图形直接画在其外壳上。（1）若二极管引线是轴向引出的，则会在其外壳上标出色环（色点），有色环（色点）的一端为二极管的负极；若二极管是透明玻璃壳，则可直接看出极性，即二极管内部连接触丝的一端为正极，如图1.1.3（a）所示。（2）若二极管是纵向引出的，则长引脚为二极管的正极，短引脚为二极管的负极，如图1.1.3（b）所示。
2.二极管的分类与符号（1）按材料：硅管、锗管。图1.1.3（2）按 PN 结面积：点接触型（电流小，用于高频）、面接触型（电流大，用于整流）。（3）按用途：如图 1.1.4 所示，利用单向导电性把交流电变成直流电的为整流二极管；利用反向击穿特性进行稳压的为稳压二极管；利用磷化镓把电能转变成光能的为发光二极管；将光信号转变为电信号的为光电二极管；利用反向偏压改变PN结电容量的为变容二极管。图1.1.4 常见二极管的图形符号
做一做
根据二极管实物的外形，识别二极管的类型与电极。
材料：整流二极管（1N4007），稳压二极管（6V），发光二极管，光电二极管。
第二步 二极管特性研究
做一做
二极管单向导电性测试
1.材料与工具
整流二极管（1N4007）1 只，2kΩ电阻 1 只，2.5W 小灯泡 1 只，直流可调稳压电源 1 台（0～30V），普通万用表1只，镊子1把，导线若干。
2.测试电路（图1.1.5）图1.1.5 单向导电性测试电路
3.工作步骤（1）按测试电路图正确连接好元器件，如图1.1.5（a）所示。（注意：电流表的极性）（2）调节直流稳压电源，使输出电压为 15V，合上开关 S，观察灯泡发光情况______（亮/灭）和电流表的读数_________，并记录。（3）断开开关 S，将二极管极性对调，如图 1.1.5（b）所示，合上开关 S，观察灯泡发光情况______（亮/灭）和电流表的读数_________，并记录。
讨论
当灯泡发光时，二极管的______（正/负）极接电源正极，电路中____（有/无）电流。当灯泡熄灭时，二极管的______（正/负）极接电源正极，电路中____（有/无）电流。
做一做
二极管正反向电阻测试
万用表置R×1k挡并调零，按如图1.1.6所示的方法测试整流二极管（1N4007）正反向电阻并记录。黑表笔接二极管正极时，R正=______；黑表笔接二极管负极时，R=______。反图1.1.6 二极管的测试
知识链接
二极管的正极接电源正极时，正极电位＞负极电位，二极管导通，电阻较小；二极管的负极接电源正极时，正极电位＜负极电位，二极管截止，电阻较大。这一导电特性称为二极管的单向导电性。用万用表R×1k挡测试时，硅二极管正向电阻一般为几千欧，反向电阻一般为无穷大；锗二极管正向电阻一般为 1kΩ左右，反向电阻一般为 300kΩ以上。根据以上电阻特性，可通过万用表测试二极管的正反向电阻来判别二极管的质量、电极。判别依据为：正向电阻较小，反向电阻接近无穷大则质量良好；电阻较小的一次黑表笔所接的电极为正极。
练一练
二极管的简单测试（1）万用表置R×1k挡并调零，按如图1.1.6所示的方法测试各二极管的正反向电阻值并记录在表1-1中。（2）根据测量结果判别各二极管的质量和电极，并记录在表1-1中。表1-1 二极管正反向电阻测试
做一做
二极管伏安特性测试
二极管的伏安特性是二极管两端的电压和流过的电流之间的关系曲线。在电子生产厂家中，二极管的伏安特性通常用晶体管特性测试仪进行测量。在实验室中一般用逐点法测试，如图1.1.7所示为逐点法测试电路图。图1.1.7 二极管伏安特性测试电路
1.材料与工具
稳压二极管（6V）1只，2kΩ电阻1只，10kΩ电位器1只，直流可调稳压电源1台（0～30V），电压表1只，毫安表、微安表各1只，万用表一只，导线若干。
2.工作步骤（1）按如图1.1.7（a）所示的电路图连接好元器件，并把电位器R调至最小。P（2）打开稳压电源开关，把输出电压调至20V。（3）缓慢调节电位器 R，仔细观察毫安表读数，当毫安表读数P刚开始有增大时，记录此时电压表的读数。继续调节R，记录毫安P表指示0.2、0.4、1、2、4、8、16mA时电压表的读数。将读数记录在表1-2中。表1-2 二极管正向伏安特性测量值（4）按如图1.1.7（b）所示的电路图连接好元器件，并把电位器R调至最小。P（5）打开稳压电源开关，把输出电压调至10V。（6）缓慢调节电位器 R，仔细观察微安表读数，当微安表读数P刚开始有增大时，记录此时电压表的读数。继续调节 R，记录微安P表指示 5、10、20、40、80、160、500μA 时电压表的读数。将读数记录在表1-3中。表1-3 二极管反向伏安特性测量值（7）根据记录数据绘制二极管的伏安特性曲线。
知识链接
1.二极管的伏安特性
二极管的伏安特性曲线如图1.1.8所示。图1.1.8 典型二极管的伏安特性曲线（1）坐标第一象限为正向特性曲线，开始时外加正向电压 v较D小，正向电流几乎为零，二极管仍处于截止状态，称为死区，对应曲线 OA 段。一般硅二极管的死区电压约为 0.5V，锗二极管约为 0.2V。当外加正向电压 v超过一定数值即死区电压后，电流 i开始DD由缓到急随之增大，对应曲线AB段，当电流急剧增大时，电压近似于定值，称为导通电压，一般硅管导通电压约为0.7V，锗管导通电压约为0.3V。（2）坐标第三象限为反向特性曲线，开始时电流很小，不随反向电压变化，对应曲线 OC段，此电流称为反向饱和电流；当反向电压增大到某值时，反向电流突然急剧增大，对应曲线CD 段，这种现象称为反向击穿，对应电压称为击穿电压。二极管的反向击穿有齐纳击穿（6V以下）、雪崩击穿（6～40V）、热击穿（反向电流大时）三种，齐纳击穿和雪崩击穿统称为电击穿，只要限制电流不超过规定数值就不会损坏二极管，热击穿则必定损坏二极管。稳压二极管就是利用齐纳击穿制成的，所以又称为齐纳二极管。
2.二极管的主要参数
用来表示二极管的性能好坏和适用范围的技术指标，称为二极管的参数。不同类型的二极管有不同的特性参数，二极管的主要参数有如下几种。（1）最大整流电流I。FM
I是指二极管工作时允许通过的最大正向平均电流。它与 PN FM结的材料、结面积和散热条件有关。如果在实际运用中流过二极管的平均电流超过I，则管子可能过热而烧坏。FM（2）最大反向工作电压V。RM
V指二极管允许承受的反向工作电压最大值。为了确保二极管RM的安全工作，通常取二极管的反向击穿电压的一半或三分之一为V。RM（3）反向饱和电流I。R
I 是指在室温下，二极管未击穿时的反向电流值。I 越小，管RR子的单向导电性能越好。由于温度升高时 I将增大，使用时要注意R温度对 I的影响。硅管的反向电流小，一般在几个微安以下；锗管R的反向电流大，为硅管的几十到几百倍。（4）最高工作频率f。M
f 是指二极管具有单向导电性的最高交流信号的频率。f 主要MM由 PN 结的结电容大小决定，二极管的工作频率若超过此值，二极管就失去单向导电性。
第三步 单相整流电路的制作与测试
认一认
单相整流电路
如图1.1.9所示为二种常见的单相整流电路，图中T为变压器，VD为整流二极管，R为负载电阻。L图1.1.9 常见单相整流电路
做一做
搭建单相桥式整流电路
1.材料与工具
电源变压器（6V）一只，整流二极管（1N4007）四只，电阻（1.2kΩ）一只，万能板一块，电烙铁、焊丝、光铜丝、剪刀、镊子等工具一套。
2.工作步骤（1）用万用表检测电源变压器、整流二极管和电阻。（2）电阻、二极管正确成形，注意元器件成形时尺寸须符合万能板插孔间距要求。（3）按如图1.1.9（b）所示的电路图正确插装好元器件，并用光铜丝把它们焊接好。
知识链接（1）把交流电变成直流电的过程称为整流。二极管单相整流电路利用二极管的单向导电特性，将交流电变成脉动的直流电。常用的二极管单相整流电路有单相半波整流和单相桥式整流，如图1.1.9所示。（2）单相半波整流原理。
单相半波整流测试电路与波形图如图1.1.10所示。图1.1.10 单相半波整流测试电路与波形图
u正半周时，A 点电位高于 B 点电位，二极管 VD 正偏导通，2则 u≈u；u负半周时，A点电位低于B点电位，二极管VD反偏截L22止，则u≈0。L
由波形可见，在 u一个周期内，负载两端电压只有单方向的半2个波形，这种大小波动、方向不变的电压或电流称为脉动直流电。上述过程说明，利用二极管单向导电性可把交流电v变成脉动直流电 2u。由于电路仅利用 u的半个波形，故称为半波整流电路。半波整L2流电路的输出电压平均值为U=0.45U。通过负载和二极管上的电流L2平均值为，二极管所承受的最高反向电压为。
单相桥式整流电路测试
1.材料与工具
已装好的桥式整流电路板一块，双踪示波器一台，万用表一只，导线若干。
2.工作步骤（1）在变压器初级接上220V交流电源。（2）用示波器检测变压器次级和负载电阻两端电压波形。
① 将仪器面板上各功能开关置于表1-4所示的位置上。表1-4 示波器功能开关设置
② 打开示波器电源开关，预热15分钟后，垂直方式置交替，耦合选择置DC。
③ 双踪示波器CH1通道接变压器次级，CH2通道接R两端，调L节位移旋钮使两个波形分开，调节电平旋钮，使信号波形稳定。
④ 读出U数值（U=3V/div×波形在垂直方向所占格数），并P-PP-P绘制波形图。（3）用万用表交流电压挡检测变压器次级和负载电阻两端电压有效值，并记录在表1-5中。表1-5 U和电压有效值测量记录P-P续表
讨论（1）在u一个周期内，负载两端电压有几个波形？方向有无改2变？（2）试分析图1.1.9（b）中VD、VD、VD、VD在u正、负半12342周的导通情况。
知识链接
1.单相全波桥式整流电路工作原理
单相全波桥式整流电路工作原理如图1.1.11所示。图1.1.11 桥式整流电路工作过程
u正半周时，T 次级 A 点电位高于 B 点电位，VD、VD导通213（VD、VD截止），i自上而下流过 R；u负半周时，T 次级 A 点电241L2位低于 B 点电位，VD、VD导通（VD、VD截止），i自上而下流24132过 R；由此可见，在 u一个周期内，流过二极管的电流 i、i叠加L212形成全波脉动直流电流i，于是 R两端产生全波脉动直流电压u，故LLL电路称为全波桥式整流电路。全波整流电路的输出电压平均值为 U=0.9U。通过负载和二极管上的电流平均值为L2，二极管所承受的最高反向电压为。
2.整流管的选择（1）最高反向工作电压U大于等于所承受的最高反向电压。RM（2）最大整流电流I大于等于二极管上的电流平均值。FM
拓展
整流桥及其应用
目前市场上已有各种规格的桥式整流电路成品—硅桥式整流器，又称整流桥、硅桥堆。如图 1.1.12 所示为几种整流桥的实物图。整流桥的产品可分为半桥整流堆与全桥整流堆两种，它们的示意图及等效电路如图1.1.13（a）和（b）所示。
国产硅桥堆电流为5～10mA，耐压为25～1000V。图1.1.12 整流桥的实物图图1.1.13 整流桥的示意图及等效电路
项目二 滤波电路的制作
学习目标
✧ 了解滤波的概念；
✧ 理解电容滤波电路的工作原理；
✧ 会制作电容滤波电路；
✧ 能测量电容滤波电路的输出波形和电压；
✧ 理解其他滤波电路及特点。
工作任务
✧ 制作电容滤波电路；
✧ 测量电容滤波电路输出波形和电压。
第一步 认识电容器
认一认
常见电容器
仔细观察如图1.2.1所示的几种常见电容器的实物外形图片，认清各种电容器的外形特征。图1.2.1 常见电容器实物外形图
做一做
电容器简单测试
1.材料与工具
MF—47型万用表一只，电解电容若干，瓷片电容若干，涤纶电容若干。
2.工作步骤（1）万用表挡位选择。
用万用表测量时，需针对不同容量选用合适的量程。一般情况下，小于 2μF 的电容，选用R×10k挡；1～47μF间的电容，选用R×1k挡；大于47μF的电容，选用R×100挡。（2）检测方法。
如图 1.2.2 所示，测量时将表笔分别接在被测电容器的两极上，此时表针向右偏转（电容量越大右偏越多），然后再逐渐返回，最后表针应停在无穷大位置。若不右偏说明电容器内部已开路；若回不到无穷大位置说明电容器漏电；若停在零处说明电容器短路。（3）识别与检测0.47μF瓷片电容。（4）识别与检测10μF电解电容。（5）识别与检测220μF电解电容。
知识链接图1.2.2 电容器检测方法
电容器是一种储能元件，给电容施加直流电压时，其两端的电压按指数规律逐渐上升。电容器在电子电路中的用途有耦合、滤波、旁路、谐振、隔直和能量交换等。电容器的种类很多，常用的有瓷介质电容器、涤纶电容器、独石电容器、云母电容器、铝电解电容器、钽电解电容器、微调电容器、可变电容器等。电容器的主要技术参数有标称电容量和额定电压两项。电容器的参数表示法常见的有：直标法—用数字和单位符号在电容器的外壳上或电容器的表面直接标注标称电容量、耐压、极性和型号；文字符号法—用数字表示电容器的标称容量，容量的单位符号在数字的后面，如 47n=47000pF（n 为 -910F）；数码法—一般用三位数字表示电容器容量的大小，单位为 pF，其中第一、第二位为有效数字，第三位表示倍数，如 472=47×210=4700pF。
电容器使用要求是：电容量符合电路要求，最高工作电压小于额定电压。
第二步 单相半波整流电容滤波电路的制作和测试
做一做
1.材料与工具
电源变压器（6V） 1 只，电阻（1kΩ）一只，二极管（1N4007）一只，电解电容（1000μF/25V）一只，万用表 1 只，双踪示波器一台，焊接工具一套，万能板一块，光铜丝若干。
2.工作步骤（1）用万用表检测电阻、二极管、电解电容。（2）按如图1.2.3所示的电路图在万能板上搭建焊接电路。图1.2.3 单相半波整流电容滤波电路（3）用示波器检测开关S断开与闭合时的输出波形，并记录于在表1-6中。
① 打开示波器电源开关，预热15min后，垂直方式置交替，耦合选择置DC。
② 双踪示波器CH1通道接R两端，调节电平旋钮，使信号波形L稳定。
③ 绘制波形图。表1-6 单相半波整流电容滤波电路波形
试读结束[说明：试读内容隐藏了图片]