电子小制作资料汇总.doc

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1、|元件引脚的处理方式电子元件的焊接一般使用松香作为助焊剂，焊锡膏适合焊接比较大的部件。元件引脚的挂锡以及导线接线端的挂锡使用焊锡膏更加简便一些，效果比较好速度快，但是挂锡后要清理一下残余的焊锡膏，焊锡膏腐蚀性比较强长时间可腐蚀线路板等。大多数书籍介绍以及工厂生产时一般规则是电子元件的焊接不使用焊锡膏，初学者为了练习或提高焊接的速度与质量可少量使用，使用后一定要清洗好。元件引脚的处理方法，可使用橡皮、小刀或镊子处理引脚表面。图示如下：橡皮处理可光滑美观，站长与大多数计算机爱好者使用过橡皮修理计算机内部的金手指。 |刀刮比较简单，要小心使用工具。 站长习惯的方式，使用镊子进行表面处理，速度快效率高

2、。 元件引脚的挂锡可提高焊接质量，减少虚焊的可能。但是温度不能过高，手法要快，并且距离元件引脚根部 5mm 以外，或为了避免元件损伤可使用镊子夹住引脚的根部区域，起到快速导热降温的作用，这招在焊接三极管等元件时尤为重要。元件引脚及导线焊在线路板上后过长部分要剪掉。|工业生产为了降低成本，缩小体积，提高成品工作的可靠性，一般采用贴片式元件利用波峰焊机等进行焊接。 焊点的问题不合格的焊点通常会因为烙铁的温度不合适造成焊料向豆腐渣一样，或烙铁通电时间过长氧化不挂锡，或焊接面没有处理干净，这几种是最常见的现象，也是初学者要注意的。焊料的质量问题也是影响焊接质量的原因。元件引脚与焊盘中间孔直径差超过 0

3、.2mm 也会容易造成虚焊影响焊接质量。焊接质量的提高是需要不断实践才能达到的，眼高手低是做不好的。下图是各种不合格的焊点 焊料首选是内有松香粉的焊锡丝，0.50.8mm 粗细的比较合适进行电子元件的焊接，焊接的点比较小美观，也是小功率电烙铁应该选择的焊料。选择不当可能会因为温度的原因影响焊料的熔化与焊接。山东胶州产的抗氧化焊锡丝物美价廉。电烙铁的选择与使用烙铁分内热、外热和恒温三类。一般使用内热式的选择 2040 瓦。恒温烙铁具有其独特的优势是使用者首选，一般使用或只作为工具偶尔使用焊接电子|元件一般选择内热式电烙铁，外热的一般功率比较大是焊接比较大的部件使用。20W40W 外热或内热式，使

4、用者根据自己的习惯使用，一般情况下内热式的加热比较快，体积小重量轻适合青少年使用。反握式适合使用比较大的电烙铁焊接热容量比较大（面积比较大）的部件，不容易疲劳。正握适合弯头的电烙铁或直头电烙铁在机架上焊接导线用。笔握式适合小工具电烙铁或小部件焊接，长时间工作容易疲劳。电烙铁焊接部件的五步法：准备加热焊件熔化焊件移开焊锡移开烙铁（图示如下图） 一般情况下焊接电子元件因焊盘与原件的接触面积小，2-3 步合并，4-5步合并。焊接的速度控制在 3 秒之内为宜，最长焊接时间不超过 5 秒。焊接前要处理好焊接原件的表面并做好挂锡处理，焊接时烙铁头挂锡量以够一个焊点使用为宜，过多会影响焊点质量甚至形成多点连

5、接。烙铁头挂锡量及焊点状况如下图 |晶闸管晶闸管（Thyristor）是晶体闸流管的简称，又可称做可控硅整流器，以前被简称为可控硅；1957 年美国通用电器公司开发出世界上第一晶闸管产品，并于 1958 年使其商业化；晶闸管是 PNPN 四层半导体结构，它有三个极：阳极，阴极和门极；晶闸管工作条件为：加正向电压且门极有触发电流；其派生器件有：快速晶闸管，双向晶闸管，逆导晶闸管，光控晶闸管等。它是一种大功率开关型半导体器件，在电路中用文字符号为“V”、“VT”表示（旧标准中用字母“SCR”表示）。 晶闸管具有硅整流器件的特性，能在高电压、大电流条件下工作，且其工作过程可以控制、被广泛应用于可控整

6、流、交流调压、无触点电子开关、逆变及变频等电子电路中。 晶闸管的种类 晶闸管有多种分类方法。 （一）按关断、导通及控制方式分类 晶闸管按其关断、导通及控制方式可分为普通晶闸管、双向晶闸管、逆导晶闸管、门极关断晶闸管（GTO）、BTG 晶闸管、温控晶闸管和光控晶闸管等多种。 （二）按引脚和极性分类 |晶闸管按其引脚和极性可分为二极晶闸管、三极晶闸管和四极晶闸管。 （三）按封装形式分类 晶闸管按其封装形式可分为金属封装晶闸管、塑封晶闸管和陶瓷封装晶闸管三种类型。其中，金属封装晶闸管又分为螺栓形、平板形、圆壳形等多种；塑封晶闸管又分为带散热片型和不带散热片型两种。 （四）按电流容量分类 晶闸管按电流

7、容量可分为大功率晶闸管、中功率晶闸管和小功率晶闸管三种。通常，大功率晶闸管多采用金属壳封装，而中、小功率晶闸管则多采用塑封或陶瓷封装。 （五）按关断速度分类 晶闸管按其关断速度可分为普通晶闸管和高频（快速）晶闸管。晶闸管的工作原理晶闸管 T 在工作过程中，它的阳极 A 和阴极 K 与电源和负载连接，组成晶闸管的主电路，晶闸管的门极 G 和阴极 K 与控制晶闸管的装置连接，组成晶闸管的控制电路。晶闸管的工作条件：1. 晶闸管承受反向阳极电压时，不管门极承受何种电压，晶闸管都处于关断状态。2. 晶闸管承受正向阳极电压时，仅在门极承受正向电压的情况下晶闸管才导通。3. 晶闸管在导通情况下，只要有一定

8、的正向阳极电压，不论门极电压如何，晶闸管保持导通，即晶闸管导通后，门极失去作用。4. 晶闸管在导通情况下，当主回路电压（或电流）减小到接近于零时，晶闸管关断。从晶闸管的内部分析工作过程：晶闸管是四层三端器件，它有 J1、J2、J3 三个 PN 结图 1，可以把它中间的 NP 分成两部分，构成一个 PNP 型三极管和一个 NPN 型三极管的复合管图 2当晶闸管承受正向阳极电压时，为使晶闸管导通，必须使承受反向电压的PN 结 J2 失去阻挡作用。图 2 中每个晶体管的集电极电流同时就是另一个晶体|管的基极电流。因此，两个互相复合的晶体管电路，当有足够的门机电流 Ig 流入时，就会形成强烈的正反馈，

9、造成两晶体管饱和导通，晶体管饱和导通。设 PNP 管和 NPN 管的集电极电流相应为 Ic1 和 Ic2；发射极电流相应为 Ia和 Ik；电流放大系数相应为 a1=Ic1/Ia 和 a2=Ic2/Ik，设流过 J2 结的反相漏电电流为 Ic0,晶闸管的阳极电流等于两管的集电极电流和漏电流的总和：Ia=Ic1+Ic2+Ic0 或 Ia=a1Ia+a2Ik+Ic0若门极电流为 Ig,则晶闸管阴极电流为 Ik=Ia+Ig从而可以得出晶闸管阳极电流为：I=(Ic0+Iga2)/（1-（a1+a2）（11）式硅 PNP 管和硅 NPN 管相应的电流放大系数 a1 和 a2 随其发射极电流的改变而急剧变化

10、如图 3 所示。当晶闸管承受正向阳极电压，而门极未受电压的情况下，式（11）中，Ig=0,(a1+a2)很小，故晶闸管的阳极电流 IaIc0 晶闸关处于正向阻断状态。当晶闸管在正向阳极电压下，从门极 G 流入电流 Ig,由于足够大的 Ig 流经 NPN 管的发射结，从而提高起点流放大系数 a2,产生足够大的极电极电流 Ic2 流过 PNP 管的发射结，并提高了 PNP 管的电流放大系数 a1,产生更大的极电极电流 Ic1 流经 NPN 管的发射结。这样强烈的正反馈过程迅速进行。从图 3，当 a1 和 a2 随发射极电流增加而（a1+a2）1 时，式（11）中的分母 1-（a1+a2）0,因此提

11、高了晶闸管的阳极电流 Ia.这时，流过晶闸管的电流完全由主回路的电压和回路电阻决定。晶闸管已处于正向导通状态。式（11）中，在晶闸管导通后，1-（a1+a2）0,即使此时门极电流Ig=0,晶闸管仍能保持原来的阳极电流 Ia 而继续导通。晶闸管在导通后，门极已失去作用。在晶闸管导通后，如果不断的减小电源电压或增大回路电阻，使阳极电流Ia 减小到维持电流 IH 以下时，由于 a1 和 a1 迅速下降，当 1-（a1+a2）0 时，晶闸管恢复阻断状态。可关断晶闸管 GTO（Gate Turn-Off Thyristor）亦称门控晶闸管。其主要特点为，当门极加负向触发信号时晶闸管能自行关断。|前已述及

12、，普通晶闸管（SCR）靠门极正信号触发之后，撤掉信号亦能维持通态。欲使之关断，必须切断电源，使正向电流低于维持电流 IH，或施以反向电压强近关断。这就需要增加换向电路，不仅使设备的体积重量增大，而且会降低效率，产生波形失真和噪声。可关断晶闸管克服了上述缺陷，它既保留了普通晶闸管耐压高、电流大等优点，以具有自关断能力，使用方便，是理想的高压、大电流开关器件。GTO 的容量及使用寿命均超过巨型晶体管（GTR），只是工作频纺比 GTR 低。目前，GTO 已达到 3000A、4500V 的容量。大功率可关断晶闸管已广泛用于斩波调速、变频调速、逆变电源等领域，显示出强大的生命力。可关断晶闸管也属于 PN

13、PN 四层三端器件，其结构及等效电路和普通晶闸管相同，因此图 1 仅绘出 GTO 典型产品的外形及符号。大功率 GTO 大都制成模块形式。尽管 GTO 与 SCR 的触发导通原理相同，但二者的关断原理及关断方式截然不同。这是由于普通晶闸管在导通之后即外于深度饱和状态，而 GTO 在导通后只能达到临界饱和，所以 GTO 门极上加负向触发信号即可关断。GTO 的一个重要参数就是关断增益，off，它等于阳极最大可关断电流 IATM 与门极最大负向电流 IGM 之比，有公式off =IATM/IGM off 一般为几倍至几十倍。off 值愈大，说明门极电流对阳极电流的控制能力愈强。很显然，off 与昌

14、盛 的 hFE 参数颇有相似之处。下面分别介绍利用万用表判定 GTO 电极、检查 GTO 的触发能力和关断能力、估测关断增益 off 的方法。1判定 GTO 的电极将万用表拨至 R1 档，测量任意两脚间的电阻，仅当黑表笔接 G 极，红表笔接 K 极时，电阻呈低阻值，对其它情况电阻值均为无穷大。由此可迅速判定G、K 极，剩下的就是 A 极。2检查触发能力如图 2(a)所示，首先将表的黑表笔接 A 极，红表笔接 K 极，电阻为无穷大；然后用黑表笔尖也同时接触 G 极，加上正向触发信号，表针向右偏转到低|阻值即表明 GTO 已经导通；最后脱开 G 极，只要 GTO 维持通态，就说明被测管具有触发能力

15、。3检查关断能力现采用双表法检查 GTO 的关断能力，如图 2(b)所示，表的档位及接法保持不变。将表拨于 R10 档，红表笔接 G 极，黑表笔接 K 极，施以负向触发信号，如果表的指针向左摆到无穷大位置，证明 GTO 具有关断能力。4估测关断增益 off进行到第 3 步时，先不接入表，记下在 GTO 导通时表的正向偏转格数n1；再接上表强迫 GTO 关断，记下表的正向偏转格数 n2。最后根据读取电流法按下式估算关断增益：off=IATM/IGMIAT/IGK1n1/ K2n2 式中 K1表在 R1 档的电流比例系数；K2表在 R10 档的电流比例系数。off10n1/ n2 此式的优点是，不

16、需要具体计算 IAT、IG 之值，只要读出二者所对应的表针正向偏转格数，即可迅速估测关断增益值。注意事项：（1）在检查大功率 GTO 器件时，建议在 R1 档外边串联一节 1.5V 电池E，以提高测试电压和测试电流，使 GTO 可靠地导通。（2）要准确测量 GTO 的关断增益 off，必须有专用测试设备。但在业余条件下可用上述方法进行估测。由于测试条件不同，测量结果仅供参考，或作为相对比较的依据。逆导晶闸管 RCT(Reverse-Conducting Thyristir)亦称反向导通晶闸管。其特点是在晶闸管的阳极与阴极之间反向并联一只二极管，使阳极与阴极的发射结均呈短路状态。由于这种特殊电路

17、结构，使之具有耐高压、耐高温、关断时间短、通态电压低等优良性能。例如，逆导晶闸管的关断时间仅几微秒，工作频率达几十千赫，优于快速晶闸管（FSCR）。该器件适用于开关电源、UPS 不间断电源中，一只 RCT 即可代替晶闸管和续流二极管各一只，不仅使用方便，而且能简化电路设计。|逆导晶闸管的符号、等效电路如图 1(a)、(b)所示。其伏安特性见图 2。由图显见，逆导晶闸管的伏安特性具有不对称性，正向特性与普通晶闸管 SCR 相同，而反向特性与硅整流管的正向特性相同（仅坐标位置不同）。逆导晶闸管的典型产品有美国无线电公司（RCA）生产的 S3900MF，其外形见图 1(c)。它采用 TO-220 封

18、装，三个引出端分别是门极 G、阳极 A、阴极K。S3900MF 的主要参数如下：断态重复峰值电压 VDRM：750V通态平均电流 IT（AV）：5A最大通态电压 VT：3V（IT=30A）最大反向导通电压 VTR：0.8V最大门极触发电压 VGT:4V最大门极触发电流 IGT:40mA关断时间 toff:2.4s通态电压临界上升率 du/dt:120V/s通态浪涌电流 ITSM:80A利用万用表和兆欧表可以检查逆导晶闸管的好坏。测试内容主要分三项：1检查逆导性选择万用表 R1 档，黑表笔接 K 极，红表笔接 A 极（参见图 3(a)），电阻值应为 510。若阻值为零，证明内部二极管短路；电阻为无穷大，说明二极管开路。2测量正向直流转折电压 V（BO）按照（b）图接好电路，再按额定转速摇兆欧表，使 RCT 正向击穿，由直流电压表上读出 V（BO）值。3检查触发能力实例：使用 500 型万用表和 ZC25-3 型兆欧表测量一只 S3900MF 型逆导晶闸管。依次选择 R1k、R100、R10 和 R1 档测量 A-K 极间反向电阻，同时用读取电压法求出出内部二极管的反向导通电压 VTR（实际是二极管正向电压VF）。再用兆欧表和万用表 500VDC 档测得 V（BO）值。全部数据整理成表 1。由此证明被测 RCT 质量良好。