(电子行业企业管理)电子线路设计安装与调试实训讲义精品.doc

电子线路设计、安装与调试实训[课题]：单相晶闸管调光电路[电路图]：附1[课时数]：30元件认识、测试检查、电路工作原理分析6学时，通用线路板的应用方法、电路布局（排版）6学时，电路焊接调试6学时，电路故障分析及排故6学时，用示波器测试电路中电压波形并绘图6学时[教学目标]：1、知能目标：可控硅调光电路的组成理解可控硅调光电路的工作原理了解可控硅调光电路实际应用2、情感目标：可控硅调光电路是一个日常生活中的电器产品电路，学习和掌握可控硅调光电路知识是尤其必要，对今后的电路维修有很大帮助3、技能目标：能熟练画出可控硅调光电路，能按电路选择和捡查元器件，能根据电路把元器件在通用线路板上正确布局（排版），能正确的对电路进行焊接和调试[教学重点]：可控硅调光电路的工作原理，可控硅调光电路的正确布局（排版）、焊接和调试[教学难点]：可控硅调光电路的正确布局（排版）、焊接和调试[教学策略]：1、讲解电路工作原理和调光过程2、讲解电路布局（排版）原则3、让学生布局（排版），指导有困难的学生[教学中的元件与工具]：1、元件：电阻1/4W:1.2KΩ1，5.1KΩ1，330Ω1，47Ω2， 100Ω1，电位器100KΩ1，可控硅4PA1，BT331，二极管40075，电容0.1UF/63V1,通用线路板1,稳压管12V1。

2、工具：万用表，烙铁，烙铁架，摄子，焊锡丝，导线，220V交流电源，220V/36V变压器，60W/36V白炽灯泡[教学过程]：一、元件检测讲述并检测1.电阻：5.1KΩ五色环（绿棕黑棕棕），用万用表100档来测电阻值；1.2KΩ四色环（棕红红金），用万用表100档来测电阻值；330Ω四色环（橙橙棕金），用万用表100（或10）档来测电阻值；100Ω四色环（棕黑黑棕）用万用表1（或10）档来测电阻值；47Ω五色环（绿紫黑黄棕）用万用表1（或10）档来测电阻值2.二极管IN4007：用万用表1K档测正向导通反向载止最大整流电流:1.0A，最大反向电压:1000V，最大功耗:3W，频率类型:低频)3．晶体管2CP12：参数极限工作电压Vrwm（V）：100，极限工作电流Im（A）：0.14.电位器100KΩ：用万用表10K（或1K ）档来测电阻值5.单向晶闸管（可控硅）KP1-4： 单向晶闸管结构原理：单向晶闸管结构如图1所示，由P型和N型半导体四层交替叠合而成它有三个电极：阳极A(从外层P型半导体引出)、阴极K(从外层N型半导体引出)、门极G(从内层P型半导体引出)单向晶闸管符号如图2所示。

图1 图2单向晶闸管可以等效地看成是由一个PNP型三极管(VT1)和一个NPN型三极管(VT2)组成，如图3所示开关S断开时，VT1、VT2无基极电流，所以不导通；闭合开关S，回路中则形成强烈正反馈（Ib2↑→Ic2↑→Ib1↑→Ic1↑→Ib2↑），使VT1、VT2迅速饱和导通；导通后，开关S即可断开，因为VT2管的基极电流由VT1管的集电极电流提供，继续维持正反馈所以，门极也称控制极，它的作用仅仅是触发晶闸管的导通，一旦导通，控制极就失去了作用由此可知，单向晶闸管导通必须具备两个条件：首先阳极和阴极之间要加上正向电压；其次门极与阴极之间必须加上适当的正向触发电压图3晶闸管有导通和关断两种状态，导通后，要使它关断需要满足两个条件：一是将阳极电流减小到无法维持正反馈；二是将阳极电压减小到一定程度单向晶闸管检测：单向晶闸管在正常情况下，AK间、AG间正反向电阻较大(在几百千欧)；GK间正反向电阻小(在几百欧)，并且GK间正反向电阻有差别，正向电阻小，(黑笔接G，红笔接K测出的电阻)，反向电阻大所以用万用表R10档测晶闸管极与极之间的正反向电阻，既可判断出它的极性，又可判断出它的好坏。

(a) (b) (c)图4 晶闸管管脚排列、结构图及电路符号对于小功率晶闸管也可这样检测：万用表置R10档，黑笔接阳极A，红笔接阴极K，表针应指向∞(若阻值小，则晶闸管击穿)；将门极G也与黑笔接触(获取正向触发电压)，此时晶闸管应导通，表针约摆动在60～200Ω之间(若表针不摆动，表明可控硅断极)；将门极G与黑笔脱开，指针不返回∞，说明晶闸管良好(有些晶闸管因维持电流较大，万用表的电流不足以维持它的正反馈，当门极G与黑笔脱开后，表针会回到∞，也是正常的)6.电容0.1uF：用万用表100档，应用电容充放电来判别质量7.单结晶体管BT33：单结晶体管的原理： 单结晶体管（简称UJT）又称基极二极管，是一种只有一个PN结和两个电阻接触电极的半导体器件它的基片为条状的高阻N型硅片，两端分别用欧姆接触引出两个基极b1和b2.在硅片中间略偏b2一侧用合金法制作一个P区作为发射极e.其结构、符号、等效电路及伏安特性如图5所示①单结晶体管的特性从图5(a)可以看出，两基极b1与b2之间的电阻被称为基极电阻，即式中，rbl为第一基极与发射结之间的电阻，其数值随发射极电流i。

的变化而变化；rb2为第二基极与发射结之间的电阻，其数值与￡无关；发射结是PN结，与二极管等效若在两面基极b2,b1之间加上正电压Vbb9则A点电压为式中，，为分压比，其值一般在0.3—0.85之间，如果发射极电压Ve由零逐渐增加，就可测得单结晶体管的伏安特性，如图5(d)所示a.当V,<刀呱时，发射结处于反向偏置，单结晶体管截止，发射极只有很小的漏电流I 图5 单结晶体管的结构、符号、等效电路及伏安特性b.当为二极管正向压降（约为0.7 V)，PN结正向导通，Ie显著增加，rbl迅速减小，Ve相应下降，这种电压随电流增加反而下降的特性，称为负阻特性单结晶体管由截止区进人负阻区的临界P称为峰点，与其对应的发射极电压和电流分别称为峰点电压Vp和峰点电流IpIp是正向漏电流，是使单结晶体管导通所需的最小电流，显然c.随着发射极电流Ie的不断上升，Ve不断下降，降到v点后，Ve不在下降了，则v点称为谷点，与其对应的发射极电压和电流称为谷点电压v和谷点电流IV"d.过了v点后，发射极与第一基极间半导体内的载流子达到了饱和状态，所以u }.继续增加时，i便缓慢地上升，显然Vv是维持单结晶体管导通的最小发射极电压。

如果，则单结晶体管重新截止②单结晶体管的主要参数a.基极间电阻Rbb"发射极开路时，基极bl,b2之间的电阻，一般为2-10kΩ，其数值随温度的上升而增大b.分压比：由单结晶体管内部结构决定的常数，一般为0.3-0.85c．e,bl之间反向电压Vebl : b2开路，在额定反向电压Veb2下，基极b1与发射极e之间的反向耐压d.反向电流I:b1开路，在额定反向电压Vb2下，e,b2之间的反向电流e.发射极饱和压降Veo：在最大发射极额定电流时，e,bl之间的压降f.峰点电流IP:单结晶体管刚开始导通时，发射极电压为峰点电压时的发射极电流单结晶体管的测试方法：图6为单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号1）判断单结晶体管发射极e的方法：将万用表置于R X 100挡或Rlk挡，用黑表笔接其中的一个极，红表笔接另外两极，当出现两次低电阻时，则黑表笔接的就是单结晶体管的发射极2）单结晶体管b1和b2的判断方法：将万用表置于R 100挡或Rlk挡，用黑表笔接发射极，红表笔接另外两极，两次测量中，电阻大的一次，红表笔接的就是b1极但对于个别单结晶体管的e-bl之间的正向电阻值较小，测量时不一定准确，仅供参考。

(a) 　 (b) 　　 (c) 图6 单结晶体管BT33管脚排列、结构图及电路符号8.通用线路板：一看有无短路、断路二用万用表测有无短路、断路二、电路工作原理图7 单相晶闸管调光电路三、电子元件布局的方法和规则讲解电子元件布局的规则和方法学生布局（排版）练习对有困难的学生及时指导1. 按电路模块进行布局，实现同一功能的相关电路称为一个模块，电路模块中的元件应采用就近集中原则，同时数字电路和模拟电路分开2.定位孔、标准孔等非安装孔周围1.27mm 内不得贴装元、器件，螺钉等安装孔周围3.5mm（对于M2.5）、4mm（对于M3）内不得贴装元器件 3. 卧装电阻、电感（插件）、电解电容等元件的下方避免布过孔，以免波峰焊后过孔与元件壳体短路 4. 元器件的外侧距板边的距离为5mm 5. 贴装元件焊盘的外侧与相邻插装元件的外侧距离大于2mm 6. 金属壳体元器件和金属件（屏蔽盒等）不能与其它元器件相碰，不能紧贴印制线、焊盘，其间距应大于2mm定位孔、紧固件安装孔、椭圆孔及板中其它方孔外侧距板边的尺寸大于3mm 7. 发热元件不能紧邻导线和热敏元件；高热器件要均衡分布 8. 电源插座要尽量布置在印制板的四周，电源插座与其相连的汇流条接线端应布置在同侧。

特别应注意不要把电源插座及其它焊接连接器布置在连接器之间，以利于这些插座、连接器的焊接及电源线缆设计和扎线电源插座及焊接连接器的布置间距应考虑方便电源插头的插拔 9. 其它元器件的布置所有IC 元件单边对齐，有极性元件极性标示明确，同一印制板上极性标示不得多于两个方向出现两个方向时，两个方向互相垂直 10、板面布线应疏密得当，当疏密差别太大时应以网状铜箔填充，网格大于8mil(或0.2mm)11、贴片焊盘上不能有通孔，以免焊膏流失造成元件虚焊重要信号线不准从插座脚间穿过 12、贴片单边对齐，字符方向一致，封装方向一致 13、有极性的器件在以同一板上的极性标示方向尽量保持一致四、焊接的方法和规则讲解焊接的方法和规则学生焊接练习对有困难的学生及时指导一）线路板焊接机理采用锡铅焊料进行焊接的称为锡铅焊，简称锡焊，其机理是：在锡焊的过程中将焊料、焊件与铜箔在焊接热的作用下，焊件与铜箔不熔化，焊料熔化并湿润焊接面，依靠焊件、铜箔两者问原子分子的移动，从而引起金属之间的扩散形成在铜箔与焊件之间的金属合金层，并使铜箔与焊件连接在一起，就得到牢固可靠的焊接点，以上过程为相互间的物理—化学作用过程 . （二）手工焊接注意事项：1. 手握铬铁的姿势掌握正确的操作姿势，可以保证操作者的身心健康，减轻劳动伤害。

为减少焊剂加热时挥发出的化学物质对人的危害，减少有害气体的吸入量，一般情况下，烙铁到鼻子的距离应该不少于 20cm ，通常以 30cm 为宜电烙铁有三种握法，如图8所示图8 握电烙铁的手法示意反握法的动作稳定，长时间操作不易疲劳，适于大功率烙铁的操作；正握法适于中功率烙铁或带弯头电烙铁的操作；一般在操作台上焊接印制板等焊件时，多采用握笔法2. 焊锡丝一般有两种拿法，如图9所示由于焊锡丝中含有一定比例的铅，而铅是对人体有害的一种重金属，因此操作时应该戴手套或在操作后洗手，避免食入铅尘图9 焊锡丝的拿法 3. 电烙铁使用以后，一定要稳妥地插放在烙铁架上，并注意导线等其他杂物不要碰到烙铁头，以免烫伤导线，造成漏电等事故三）手工焊接基本方法1.手工焊接步骤（1）准备施焊（图 10(a) ）左手拿焊丝，右手握烙铁，进入备焊状态要求烙铁头保持干净，无焊渣等氧化物，并在表面镀有一层焊锡2）加热焊件（图10 (b) ）烙铁头靠在两焊件的连接处，加。