作者：迟钦河
出版社：电子工业出版社
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电子技能与实训(第3版)试读：
前言
本教材是按照教育部颁布的中等职业学校《电子技能与实训教学大纲》编写的，适合中等职业学校电气、电子类专业及其他工程院校的相关专业使用。
根据中级专业人才技术岗位的要求，本书以职业能力的培养为主线，以培养满足新世纪现代化产业的高素质专业人才为目的，结合我国目前职业教育的现状编写而成。教材内容的选取及编写体现了电子技术领域的新知识、新技术、新工艺和新方法。
在广泛征求各有关院校对本教材使用意见和建议的基础上，第3版对第2版的内容进行了调整和修订，第3版教材内容的选取具有以下特点。（1）注重实训教学的连续性。第 3 版的教学内容仍然以加强学生的基础知识、基本技能的培养和训练为重点。为此，第3版仍然保留了第2版中的一些重要的内容和实验。同时，增加了传感器及一些电子仪器工作原理的内容，有助于进一步提高学生的实际工作能力。（2）加强了对学生独立分析问题和解决问题能力的培养。通过大量实践，可以使学生提高仪器操作水平和电子电路装配调试及故障排除能力。（3）增加了常用电子元器件相关性能参数、常用电子仪器工作原理及其应用电路的内容。这些内容为后面的课程设计实验打下了良好的基础。（4）课程设计增加了工程测量、控制等实际应用电路内容，这将有助于提高学生分析、解决实际工程问题的能力。（5）教材内容在选取和编写时，尽量选取大规模及超大规模集成组件，并介绍了单片机在电子技术中的应用，体现了电子技术发展的方向。
本书是作者根据长期从事教学及工程实践的体会编写而成的，力求保证在电子技术内容上的完整性、先进性及工程实践性。第7、第8章的内容建议以教师辅导、学生自学自做的形式进行讲授，以培养学生的自学能力及独立分析问题、解决问题的能力。全书的授课时数约为90学时。
本书由迟钦河主编，俞松耀参与编写了第 1～5 章内容；李波波、任岩松参与编写了第6～8章内容。本书第3版的修订工作由迟钦河、乔桂芳完成。
为了方便教师教学，本书还配有电子教案（电子版），请有此需要的教师登录华信教育资源网（www.hxedu.com.cn）免费注册后再进行下载，有问题时请在网站留言板留言或与电子工业出版社联系（E-mail：hxedu＠phei.com.cn）
由于编者水平有限、时间仓促，书中错误及不妥之处在所难免，敬请读者和专家批评指正。
编者
2010年6月第1章 元件1.1 电阻器1.1.1 概述
电阻器在所有的电子设备中都是必不可少的，在电路中常用于进行电压、电流的控制和传送，通常按如下方法进行分类。（1）按材料分：主要分为碳质电阻、碳膜电阻、金属膜电阻、线绕电阻等。（2）按结构分：主要分为固定电阻和可变电阻。（3）按用途分：主要分为精密电阻、高频电阻、高压电阻、大功率电阻、热敏电阻等。1.1.2 电阻器的参数
电阻器的参数主要包括标称阻值、额定功率、精度、最高工作温度、最高工作电压、噪声系数及高频特性等。在挑选电阻器时主要考虑其阻值、额定功率及精度，至于其他参数，如最高工作温度、高频特性等只有在特定的电气条件下才予以考虑。
1.标称阻值
电阻器的标称阻值通常是在电阻的表面标出。标称阻值包括阻值及阻值的最大偏差两部分，通常所说的电阻值即标称电阻中的阻值。这是一个近似值，与实际的阻值有一定偏差。标称值按误差等级分类，国家规定有E24、E12、E6系列，见表1.1。表1.1 E24、E12、E6系列的具体规定
标称值一般用色标法、直标法和文字符号描述法来表示。（1）色标法。色标法就是用不同的颜色来表示不同的数值和误差，其具体对应关系详见表1.2。电阻器有三环表示和四环表示两种表示方法。表1.2 电阻色环与数值的对应关系
下面以四环表示法为例来具体说明电阻是如何用色环表示的。
第一色环（从电阻器上看是离端头最近的一环）、第二色环、第Z三色环分别表示数值X、Y、Z，则电阻阻值为 R=XY×10，第四色环仅表示该电阻的误差。三环表示的时候只有第一环表示基数，第二环表示10的指数，第三环表示误差。（2）直标法和文字符号表示法。直标法就是在电阻上直接标出电阻的数值。文字符号表示法是把文字、数字有规律地结合起来表示电阻的阻值和误差。符号规定如下：欧姆用“Ω”来表示，千欧姆用“kΩ”来表示，兆欧姆用“MΩ”来表示。
2.电阻器的额定功率表示符号
电阻器有电流流过时会发热，如果温度过高就会使电阻器烧毁。因此在使用电阻器时，应考虑到其额定功率，通常要求电阻器使用时的耗散功率是其额定功率的 1/2。电阻的额定功率共分10个等级，其中常用的有：0.05W、0.125W、0.25W、0.5W、1W、2W…
如图1.1所示为在常温、常压下电阻器额定功率的表示方法。图1.1 电阻器额定功率与对应符号1.1.3 常用电阻器
1.碳质电阻
碳质电阻是由碳粉、填充剂等压制而成，价格便宜但性能较差，现在已不常用。
2.线绕电阻
线绕电阻是由电阻率较大、性能稳定的锰铜、康铜等合金线涂上绝缘层，在绝缘棒上绕制而成。其阻值计算公式为
式中，ρ为合金线的电阻率；l为合金线长；s为合金线的截面积。当ρ、s为定值时电阻值和长度具有很好的线性关系，精度高、稳定性好，但具有较大的分布电容，多用在需要精密电阻的仪器仪表中。
3.碳膜电阻
碳膜电阻是由结晶碳沉积在磁棒或瓷管骨架上制成的，稳定性和高频特性较好，并能工作在较高的温度下（70℃），目前在电子产品中得到了广泛的应用。其涂层多为绿色。
4.金属膜电阻
与碳膜电阻相比，金属膜电阻只是用合金粉替代了结晶碳，除具有碳膜电阻的特性外，它能承受更高的工作温度。其涂层多为红色。
5.热敏电阻
热敏电阻的电阻值会随着温度的变化而变化，一般用做温度补偿和限流保护等。它从特性上可分为两类：正温度系数电阻和负温度系数电阻。正温度系数的阻值随温度升高而增大，负温度系数的电阻则相反。
热敏电阻在结构上分为直热式和旁热式两种。直热式是利用电阻体本身通过电流产生热量，使其电阻值发生变化；旁热式热敏电阻器由两个电阻组成，一个电阻为热源电阻，另一个电阻为热敏电阻。
6.贴片电阻
该类电阻目前常用在高集成度的电路板上，它体积很小，分布电感、分布电容都较小，适合在高频电路中使用。贴片电阻一般用自动安装机安装，对电路板的设计精度有很高的要求，是新一代电路板设计的首选组件。1.1.4 电位器
电位器实际上是一种可变电阻器，可采用前述各种电阻制成。它通常由两个固定输出端和一个滑动抽头组成。
根据结构不同电位器可分为单圈、多圈；单联、双联；带开关、不带开关；锁紧和非锁紧电位器。按调节方式可分为旋转式电位器、直滑式电位器。在旋转式电位器中，按照电位器的阻值与旋转角度的关系又可分为直线式、指数式、对数式。常用电位器具体形状如图1.2所示。表1.3列出了常用电位器使用材料与标志符号。图1.2 常用电位器的外形和符号表1.3 常用电位器使用材料与标志符号1.1.5 用万用表测量电阻器、电位器的阻值
1.电阻器的测量
电阻器在使用时要进行测量，检查其阻值与标称值是否相符。用万用表测量电阻时，应用万用表的欧姆挡进行测量。测量时要根据电阻值的大小选择合适的量程，以提高测量精度；同时注意手不能同时接触被测电阻的两根引线，以避免人体电阻的影响。
2.电位器的测量
如图1.2所示，电位器的引线脚分别为A、B、C，开关引线脚为K和S。首先用万用表测电位器的标称值；然后再测量A、B两端或B、C两端的电阻值，并慢慢地旋转轴，若这时表针平稳地朝一个方向移动，没有跳跃现象，则表明滑动触点与电阻体接触良好；最后再测量K与S之间的开关功能。1.2 电容器1.2.1 概述
电容就是用于存储电荷的容器。比较简单的电容模型是两个金属板中间夹上一层绝缘材料，这层绝缘材料也可以是空气。表1.4列出了几种常用电容器的图形符号。表1.4 电容器常用图形符号
电容器在电路中通常用来隔离直流、级间耦合及滤波等，在调谐电路中和电感一起构成谐振回路。在电子设备中，电容是不可缺少的组件。电容器的种类很多，其分类如下所述。（1）按结构分：分为固定电容器、半可变电容器、可变电容器。（2）按介质材料分：分为气体介质电容器、液体介质电容器、无机介质电容器、电解电容器（又分为液式和干式）。（3）按阳极材料分：分为铝、钽、铌、钛电解电容等。（4）按极性分：分为有极性、无极性两种。1.2.2 电容器的主要参数
1.电容器型号命名
例如，某电容器标注为CZD-250-0.47-±10%，其含义如下：
2.电容量
电容量是指电容器储存电荷的能力。常用单位有法（F）、微法-6-12（μF）、皮法（pF）。三者的关系为：1pF=10μF=10F。
通常，容量为微法级的电容器直接在上面标注其容量，如47μF；而皮法级的电容则用数字标注其容量，如332即表明容量为3 300pF，即最后位为10的指数，这和用数字表示电阻值的方法是一样的。
3.其他参数（1）额定直流工作电压：这是指电容器在常温常压下，能长期可靠工作的所能承受的最大直流电压。如果电容器工作在交流电路中，则交流电压的幅值不能超过电容额定直流工作电压。常用的固定式电容器的额定直流工作电压为：6.3V、10V、16V、25V、40V、63V、100V、160V、250V、400V…（2）绝缘电阻：电容器的绝缘电阻是指电容器两极之间的电阻，或称为漏电阻。漏电流与漏电阻的乘积为电容器两端所加的电压。绝缘电阻的大小决定了一个电容器介质性能的好坏。
国家规定了一系列容量值作为产品标称。固定式电容器的标称容量系列见表1.5。表1.5 固定式电容器标称容量系列E24、E12、E61.2.3 常用电容器
1.电解电容器
电解电容器是目前用得较多的大容量电容器。它体积小、耐压高（一般耐压越高体积也就越大），其介质为正极金属片表面上形成的一层氧化膜，负极为液体、半液体或胶状的电解液。因其有正、负极之分，故只能工作在直流状态下，如果极性用反，将使漏电流剧增，在此情况下电容器将会急剧变热而损坏，甚至会引起爆炸。一般厂家会在电容器的表面上标出正极或负极，新买来的电容器引脚长的一端为正极。
目前铝电容用得较多，钽、铌、钛电容相比之下漏电流小、体积小，但成本高，通常用在性能要求较高的电路中。
2.云母电容器
云母电容器是用云母片做介质的电容器，其高频性能稳定、耐压高（几百伏～几千伏）、漏电流小，但容量小、体积大。
3.瓷质电容器
瓷质电容器是采用高介电常数、低损耗的陶瓷材料作为介质的电容器。它体积小、损耗小、绝缘电阻大、漏电流小、性能稳定，可以工作在超高频段，但耐压低、机械强度较差。
4.玻璃釉电容器
玻璃釉电容器具有瓷质电容器的优点，但比同容量的瓷质电容器体积小，工作频带较宽，可在125°C的高温下工作。
5.纸介电容器
纸介电容器的电极用铝箔、锡箔做成，绝缘介质是浸蜡的纸、锡箔或铝箔与纸相叠后卷成圆柱体，外包防潮物质。它体积小、容量大，但性能不稳定，高频性能差。
6.聚苯乙烯电容器
聚苯乙烯电容器是一种有机薄膜电容器。它以聚苯乙烯为介质，用铝箔或直接在聚苯乙烯薄膜上蒸上一层金属膜为电极。这种电容器绝缘电阻大、耐压高、漏电流小、精度高，但耐热性差，焊接时过热会损坏电容。
7.片状电容器
目前，片状电容器广泛应用在混合集成电路、电子手表电路和计算机中，有片状陶瓷电容、片状钽电容、片状陶瓷微调电容等，具有体积小、容量大等特点。
8.独石电容器
独石电容器是用以钛酸钡为主的陶瓷材料烧结而成的一种瓷介质电容器，体积小、耐高温、绝缘性能好、成本低，多用于小型和超小型电子设备中。
9.可变电容器
可变电容器种类很多，按结构可分为单联（一组定片，一组动片）、双联（两组动片，两组定片）、三联、四联等；按介质可分为空气介质、薄膜介质电容器等。其中，空气介质电容器使用寿命长，但体积大。一般单联用于直放式收音机的调谐电路，双联用于超外差式收音机。薄膜介质电容器在动片和定片之间以云母或塑料片作为介质，其体积小、重量轻。如图1.3所示为空气单联、双联可变电容器及其在电路中的符号。图1.3 空气单联、双联可变电容器及其在电路中的符号表示
10.半可调电容器（微调电容器）
半可调电容器在电路中主要用做补偿和校正，调节范围为几十皮法。常用的半可调电容器有：有机薄膜介质微调电容器、瓷介质微调电容器、拉线微调电容器和云母微调电容器等。如图1.4所示为几种微调电容器的外形图及其在电路中的符号。图1.4 各种微调电容器的外形图及其在电路中的符号表示1.2.4 用万用表检测电容器
在使用电容器前，必须对电容器进行测量，此时应使用专用仪器，如电容测量仪。在某些情况下，对电容量大于0.1μF的电容器，可用万用表进行检测。其检测方法是：首先根据电容器容量的大小选择合适的量程，通常0.1～10μF选用“R×k”挡，10～300μF选用“R×10k”挡。然后用表笔分别接触电容器的两根引线，表针先朝顺时针方向转动，再慢慢地向反方向退回到R=∞的位置（零点位置）。当指针不能回到零点时说明电容器漏电；如果表针距零点位置较远，则表示电容器漏电严重，不能使用。1.3 电感器1.3.1 概述
电感器有存储电磁能的作用，在电路中表现为阻碍电流的变化。它多用漆包线、纱包线绕在铁芯、磁芯上构成，圈与圈之间相互绝缘，电路中用L表示。如图1.5所示为几种电感器的符号。
电感按形式可分为固定电感、可变电感和微调电感；按磁体的性质可分为空心线圈、磁芯线圈；按结构分为单层线圈、多层线圈。图1.5 各种电感器符号1.3.2 电感器的主要参数
1.电感量
电感量的单位有亨（H）、毫亨（mH）、微亨（μH）。其换算关36系为1H=10mH=10μH。
2.品质因数（Q值）
品质因数是电感的主要参数，如果线圈的损耗小则Q值就高，反之Q值就低。
3.分布电容
由于绝缘的线圈相当于电容器的两极，所以电感上会分布有许多小电容，称为分布电容。分布电容的存在是导致品质因数下降的主要因素，所以一般会通过各种方法来减小分布电容。
4.额定电流
额定电流主要是对高频电感器和大功率调谐电感器而言，要求正常工作时通过电感器的电流小于其额定电流。1.3.3 常用电感器
1.固定电感线圈
固定电感线圈一般是将绝缘铜线绕在磁芯上，外层包上环氧树脂或塑料。固定电感线圈体积小、重量轻、结构牢固，广泛应用于电视机、收录机中，有立式和卧式两种。其工作频率为10kHz～200MHz。
2.可变电感线圈
可变电感线圈是通过改变插入线圈中的磁芯的位置来改变电感量。例如磁棒式天线线圈就是可变电感线圈，常在收音机中与可变电容器组成调谐回路，用于接收无线电波信号。
3.微调电感器
微调电感器用于小范围改变电感量，调整局部电路的参数。
4.阻流圈
阻流圈亦称为扼流圈，分为高频扼流圈和低频扼流圈两种。高频扼流圈用于阻止高频分量的通过；低频扼流圈又叫做滤波线圈，它可与电容器组成滤波电路。1.4 变压器和继电器1.4.1 变压器
1.概述
变压器一般用绝缘铜线绕在磁芯或铁芯外制成，主要用于改变交流电压和交流电流的大小，也做阻抗变换和隔直流用。实际应用中，有电源变压器、线间变压器、音频变压器、中频变压器和高频变压器等多种类型。如图1.6所示为变压器外形和它在电路中的符号。
2.常用变压器（1）音频变压器。这类变压器主要用于对音频（小于 3 400Hz）信号进行处理，用做阻抗匹配、耦合、倒相等。他一般有两组或两组以上的线圈，输入线圈的阻值较高，输出线圈的阻值较低。图1.6 变压器外形及其在电路中的符号（2）中频变压器。中频变压器又叫做中周，与电容器组成谐振回路，在超外差式（机内产生一个与外部输入信号有固定差值的信号，经调制产生一个中频的有用信号）收音机和电视机中使用。常用的有单调谐和双调谐两种，双调谐指有两组谐振回路。（3）行输出变压器。行输出变压器又称为逆行程变压器，常用在电视机扫描输出级，为显像管提供阳极高压、加速极电压、聚焦极电压和其他电路所需的直流电压。它由高压线圈、低压线圈、U形磁芯及骨架组成。（4）电源变压器。电源变压器用做电压的变换，可以产生各种电路所需的电压。1.4.2 继电器
1.概述
继电器是起控制和转换电路的作用，在大电流、高压等危险地方的自动控制设备中经常采用。
继电器种类很多，按用途可分为启动继电器、限时继电器和延时继电器等。
2.继电器的主要参数（1）额定工作电压。额定工作电压是指继电器正常工作所需电压，有交、直流之分。（2）触点的切换电压和电流。触点的切换电压和电流是指继电器允许加载的最大电压和电流，它决定继电器能控制的电压和电流的大小。（3）吸合电流。吸合电流是使继电器产生吸合动作所需要的最小电流，这是保证继电器正常工作的最低电流。当继电器的输入电阻已知时，也可以在说明中给出其最小电压。（4）释放电流。释放电流是使继电器无法保持吸合状态的最大电流，这个电流要比吸合电流小得多。
3.继电器触点
继电器的触点有三种形式：常开触点（H）、常闭触点（D）、转换触点（Z）。常开触点的继电器在不通电的时候两个触点是断开的，常闭触点则相反。转换触点继电器有三组触点，线圈不通电的时候中间触点与其中的一组闭合，与另一组分开。通电后使原来闭合的变成断开，断开的变成闭合。其名称和符号见表1.6。表1.6 触点名称和符号1.5 半导体二极管和三极管1.5.1 二极管
1.概述
半导体二极管和三极管的出现代表着晶体管时代的到来。晶体管的大量应用使得电子设备的体积大大缩小，速度也越来越快。
半导体二极管有许多种类。（1）按材料可分为锗管、硅管和砷化镓管等。（2）按结构可分为点接触型和面接触型。面接触型能通过较大的电流，但结电容较大；点接触型则相反。（3）按用途可分为整流、检波、变容、稳压、开关、发光二极管等。如图1.7所示是常用二极管的符号。图1.7 常用二极管的符号
所有的半导体二极管都有这样的特性：施加一个大于开启电压的正向电压的时候，其电阻很小，正向压降硅管为0.7 V左右，锗管为0.3V左右，这也被称为开启电压。施加一定范围的反向电压时，其电阻很大，但当反向电压大于一定值的时候，反向电流会迅速增加，这个电压叫做反向击穿电压。一般二极管正常工作时要求反向电压小于其反向击穿电压，但有些特殊的二极管如稳压二极管就是工作在反向击穿电压区的。
2.常用二极管介绍（1）整流二极管。整流二极管用于整流电路，把交流电换成脉动的直流电。它通常采用面接触型二极管，结电容较大，故一般工作在3kHz以下。实际应用中，有把4个二极管做成桥式整流封装起来使用的，也有专门用于高压、高频整流电路的高压整流堆。
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