《影像電子工藝學及實訓教程》是根據牡丹江醫學院、蚌埠醫學院和泰山醫學院四年制醫學影像技術專業的教學大綱編寫的。供醫學影像技術專業和生物醫學工程等專業的學生使用。《影像電子工藝學及實訓教程》把電子工藝學原理和電子制作實訓整合一起，目的是學習理論知識和技能的訓練同步進行，提高教學效果。《影像電子工藝學及實訓教程》分十章，采取了由淺入深的編寫方法，又選取了十個實驗題目供學生訓練。
供醫學影像技術專業和生物醫學工程等專業的學生使用。
目 錄
序
前言
第一章 電子元件及識別 1
第一節 電阻器 4
第二節 電容器 9
第三節 電感器 12
第四節 變壓器 14
實驗一 電阻、電容和電感器的檢測 15
第二章 常用的半導體器件 19
第一節 半導體器件型號命名方法 19
第二節 半導體二極管 22
第三節 晶體三極管 29
第四節 場效應管 35
第五節 單結管和晶閘管 37 目 錄
序
前言
第一章 電子元件及識別 1
第一節 電阻器 4
第二節 電容器 9
第三節 電感器 12
第四節 變壓器 14
實驗一 電阻、電容和電感器的檢測 15
第二章 常用的半導體器件 19
第一節 半導體器件型號命名方法 19
第二節 半導體二極管 22
第三節 晶體三極管 29
第四節 場效應管 35
第五節 單結管和晶閘管 37
實驗二 常用半導體器件的檢測 40
第三章 傳感器 50
第一節 傳感器的組成與分類 50
第二節 光電式傳感器 51
第三節 熱電式傳感器 57
第四節 其他類型傳感器 59
實驗三 電子特殊器件的檢測 68
第四章 常用集成電路 78
第一節 集成電路的分類及命名 78
第二節 常用的模擬集成電路 91
第三節 常用的數字集成電路 96
第五章 焊接技術 103
第一節 焊接的基本知識 103
第二節 電烙鐵 104
第三節 焊料 107
第四節 焊劑 109
第五節 手工錫焊技術 112
第六節 焊接質量及缺陷 116
第七節 實用焊接技術 121
第八節 工業生產中的錫焊技術 126
第六章 表面貼裝技術 129
第一節 表面貼裝元器件 129
第二節 表面貼裝技術簡介 132
第七章 印制電路板 136
第一節 印制電路板的基礎知識 136
第二節 印制電路板的排版設計 139
第三節 計算機輔助設計印制電路 143
第四節 印刷電路板的制作工藝 149
第五節 手工自制印制電路板 151
第八章 制作實例 154
實驗四 電子小鉗工 154
實驗五 印刷電路板的制作 157
實驗六 簡易搶答器 158
實驗七 簡單鍋爐缺水報警器 160
實驗八 聲光報警探測器 161
實驗九 電子聽診器 162
實驗十 收音機的安裝 163
第九章 電子設備檢修技術 169
第一節 電子設備故障診斷概述 169
第二節 電子設備維修的一般程序 171
第三節 故障檢修二十法 174
第十章 常用電子儀器的使用 200
第一節 萬用表 200
第二節 交流毫伏表 202
第三節 低頻信號發生器 202
第四節 電子示波器 203
第五節 數字式頻率計 208
第六節 掃頻儀 211
第一章 電子元件及識別
電子元件包括電阻器、電容器、電感器、變壓器以及晶體二極管、三極管和傳感器等，是構成電子電路的基礎。其各項指標包括質量、可靠性、性能等的優劣程度，也決定了電子電路的性能。因此熟悉各類電子元件的性能、特點和用途，對設計和安裝調試電子線路十分重要。
對電子元件的要求是可靠性高、精確度高、體積微小、性能穩定、符合使用環境等。電子元件總的發展趨勢：集成化、微型化、高性能、改進結構等。本章將對常用的電子元件，按其類別、主要特點、性能指標、選用等進行簡單介紹，以便在今后的學習和工作中能夠正確地使用電子元件。
一、常用電子元件型號命名方法
1. 電阻器、電容器的命名 根據國家標準，電阻器、電位器、電容器的型號由以下幾部分組成(表1-1，表1-2)。
第一部分：用字母表示產品主稱(用R表示一般電阻器、W表示電位器、M表示敏感電阻、C表示電容器)。
第二部分：用字母表示產品材料(電阻器和電位器含義相同)。
第三部分：一般用數字表示分類，個別類型也可以用字母表示。
第四部分：用數字表示序號，以區別電阻器的外形尺寸和性能指標。
表1-1 電阻器型號表示的含義
第二部分(用字母表示材料) 第三部分(用數字或者字母表示分類)
符號 意義 符號 意義
H 合成膜 1，2 普通
S 有機實芯 3 超音頻
N 無機實芯 4 高阻
T 碳膜 5 高溫
Y 氧化膜 7 精密
J 金屬膜(箔) 8 高壓
I 玻璃釉膜 9 特殊
X 線繞 G 高功率
T 可調
W 微調
M 敏感
表1-2 電容器型號表示的含義
第二部分(用字母表示材料) 第三部分(用數字或者字母表示分類)
符號 意義 符號 瓷介 云母 有機 電解
C 高頻瓷 1 圓片 非密封 非密封 箔式
T 低頻瓷 2 圓形 非密封 非密封 箔式
續表
第二部分(用字母表示材料) 第三部分(用數字或者字母表示分類)
符號 意義 符號 瓷介 云母 有機 電解
I 玻璃釉 3 疊形 密封 密封 燒結粉液體
O 玻璃膜 4 獨石 密封 密封 燒結粉固體
Y 云母 5 穿心 穿心
V 云母紙 6 支柱等 無極性
Z 紙介 7
J 金屬化紙 8 高壓 高壓 高壓
D 鋁電解 9 特殊 特殊
A 鉭電解 G 高功率
N 鈮電解 W 微調
Q 漆膜
G 合金電解
E 其他電解材料
B 聚苯乙烯等非極性有機薄膜
L 聚酯等極性有機薄膜
H 復合介質
2. 電感器的命名 電感器的命名由四部分組成，各部分含義如表1-3所示。
表1-3 電感器型號所表示的含義
第一部分(主稱) 第二部分(特征) 第三部分(型式) 第四部分(區別代號)
符號 意義 符號 意義 符號 意義 符號 意義
L 線圈 G 高頻 X 小型 A
ZL 高(低)頻阻流圈 B
3. 變壓器的命名 變壓器的命名也由三部分組成。
第一部分：主稱，用字母表示，見表1-4。
表1-4 變壓器型號中第一部分所表示的含義
符號 意義 符號 意義
DB 電源變壓器 HB 燈絲變壓器
CB 音頻輸出變壓器 SB/ZB 音頻(阻尼)輸送變壓器
RB 音頻輸入變壓器 SB/EB 音頻(定壓或者自耦式)輸送變壓器
GB 高壓變壓器
第二部分：額定功率，用數字表示。第三部分：序號，用數字表示。
二、常用電子元件的標注法
常用的標注法有直標法、文字符號法、色標法和數碼法4種。
1. 直標法 直標法是將主要信息用字母和數字標注在元器件表面上，通常用于體積比較大的元件，多用于電阻器、電容器和電感器中，如圖1-1。
圖1-1 元件直標法
2. 文字符號法 除高精度元件外，一般用三位數字標注元件的數值，具體規定如下：
(1) 用元件表面的顏色區別元件的類型，黑色表示電阻，棕色表示電容，淡藍色表示 電感。
(2) 標注基本單位，電阻的基本標注單位是歐姆(Ω)；電容的基本標注單位是法(pF)；電感的基本標注單位是微亨(μH)。
(3) 用三位數字標注元件的數值。
對于十個基本標注單位以上的元件，前兩位數字表示數值的有效數字；第三位數字表示數值的倍率。如：標注電阻時，200表示其阻值為20×100=20Ω；標注電容時，552表示其容量為55×102= 5500pF；標注電感時，741表示其電感量為74×101=740μH。
對于十個基本標注單位以下的元件，第一、三位數字表示數值的有效數字，第二位用字母“R”表示小數點。如：標注電阻時，2R4表示其阻值為2.4Ω。
3. 色標法 用不同顏色的色帶或色點在元件表面上標出元件的標稱值、精度等參數，稱為色標法。今天，色標法已經得到了廣泛的應用(表1-5)。
色標電阻器可分三環、四環、五環三種標法，見圖1-2所示。
三環色標電阻器：表示標稱電阻值(精度均為±20%)。
四環色標電阻器：表示標稱電阻值及精度。
五環色標電阻器：表示標稱電阻值(三位有效數字)及精度。
為避免混淆，第五色環的寬度是其他色環的1.5~2倍。
圖1-2 電阻色環的含義
表1-5 色標識別對照表
色別 有效數字 倍率 精度(%)
黑 0 100 —
棕 1 101 ±1
紅 2 102 ±2
橙 3 103 —
黃 4 104 —
綠 5 105 ±0.5
藍 6 106 ±0.25
續表
色別 有效數字 倍率 精度(%)
紫 7 107 ±0.1
灰 8 108 ±0.05
白 9 109 ?20~+50
金 0.1 ±5
銀 0.01 ±10
第一節 電 阻 器
一、電 阻 器
電阻器是電子產品中應用最為廣泛且消耗電能的元件之一，在電路中起到分壓、分流、降壓、負載、限流、取樣、調節時間常數、抑制寄生振蕩、阻抗匹配以及與其他元件配合完成相應的功能等作用。
1. 電阻器的分類 電阻器的分類有很多，按用途分類有限流電阻、降壓電阻、分壓電阻、保護電阻、啟動電阻、取樣電阻、去耦電阻、信號衰減電阻等；按外形及制作材料分類有金膜電阻、碳膜電阻、水泥電阻、無感電阻、熱敏電阻、壓敏電阻、拉線電阻、貼片電阻等；按功率分類有：1/16W、1/8W、1/4W、1/2W、1W等。
電阻器在電路中的表示圖形符號如圖1-3所示。常見部分普通電阻的外形如表1-6 所示。
圖1-3 電阻器的圖形符號
表1-6 普通電阻器的實物圖
實物圖 名稱 實物圖 名稱
貼片電阻 精密電阻
水泥電阻 繞線電阻
鋁殼電阻 高壓電阻
續表
實物圖 名稱 實物圖 名稱
金屬膜電阻 碳膜電阻
金屬氧化膜電阻
貼片可調電阻
立式可調電阻 臥式可調電阻
2. 電阻器的主要質量參數 電阻器的主要質量參數有標稱阻值、允許誤差(精度等級)、額定功率、最高工作溫度、非線性度、靜噪聲電動勢等。由于電阻器的表面積有限，所以一般只標明前三項，后幾項參數只有在特殊需要時才會考慮。
(1) 標稱阻值和允許誤差：阻值是電阻的主要參數之一，它可以通過多種形式標注在電阻器上。電阻的單位是歐姆，用字母Ω表示，常用的單位還有千歐(kΩ)、兆歐(MΩ)、吉歐(GΩ)、太歐(TΩ)(其中k=103，M=106，G=109，T=1012)。
不同類型的電阻，阻值范圍不同；不同精度的電阻其阻值系列亦不同。電阻的實際值對于標稱值的最大允許偏差稱為電阻器的允許誤差，它表示產品的精度，常用的允許誤差有±5% 、±10%、±20%。
(2) 額定功率：電阻器在正常大氣壓及額定溫度下，長期連續工作并能滿足規定的性能要求時所允許耗散的最大功率，叫做電阻器的額定功率。電阻器的額定功率并不是電阻器在電路中工作時一定要消耗的功率，而是電阻器在電路中工作允許消耗功率的限額。因此，一般選用電阻器的額定功率時要有余量，即選用比實際工作中消耗的功率大1~2倍的額定功率。對每種電阻器同時還規定最高工作電壓，即當阻值較高時即使并未達到額定功率，也不能超過最高工作電壓使用。
(3) 電阻溫度系數：當電流通過電阻時，電阻就會發熱，使電阻的溫度升高，它的阻值也會隨著發生變化。溫度每變化1℃，阻值變化的歐姆數與原來的歐姆數之比，就叫做這只電阻的溫度系數。溫度系數越小，說明電阻越穩定。碳質電阻穩定性較差，碳膜電阻比較穩定，線繞電阻更穩定些。在衡量電阻溫度穩定性時，使用溫度系數為：
(1/℃)
式中，R1為溫度為t1時的阻值，R2為溫度為t2時的阻值。
金屬膜、合成膜等電阻，具有較小的正溫度系數。碳膜電阻具有負溫度系數。適當控制材料及加工工藝，可以制成溫度穩定性高的電阻。
3. 電阻器的合理選用與質量判別
(1) 電阻器的選用：電阻種類多，性能差異大，在選擇電阻時，不僅要求其各項參數符合電路的使用條件，還要考慮外形尺寸和價格等多方面的因素。如選用電阻的額定功率值，應高于在電路工作中實際值的0.5~1倍。允許偏差多用±5%。且應考慮溫度系數對電路工作的影響，同時要根據電路特點來選擇正、負溫度系數的電阻。
(2) 電阻的質量判別方法
1) 看電阻器引線有無折斷及外殼燒焦現象。
2) 用萬用表歐姆擋測量阻值，合格的電阻值應穩定在允許的誤差范圍內，如超出誤差范圍或阻值不穩定，則不能選用。
3) 根據電阻器質量越好，其噪聲電壓越小的原理，使用“電阻噪聲測量儀”測量電阻噪聲，判別電阻質量的好壞。
二、電 位 器
電位器是可變電阻器的一種。通常是由電阻體與轉動或滑動系統組成，即靠一個動觸點在電阻體上移動，獲得部分電壓輸出。在電路中常用字母“RP”或“RW”表示，其作用是調節電壓和電流的大小。
1. 電位器的分類 按電阻體的材料分類，如線繞、合成碳膜、金屬玻璃釉、有機實芯和導電塑料等類型，電性能主要決定于所用的材料。此外還有用金屬箔、金屬膜和金屬氧化膜制成電阻體的電位器，具有特殊用途。電位器按使用特點區分，有通用、高精度、高分辨力、高阻、高溫、高頻、大功率等電位器；按阻值調節方式分則有可調型、半可調型和微調型，后二者又稱半固定電位器。
為克服電刷在電阻體上移動接觸對電位器性能和壽命帶來的不利影響，又有無觸點非接觸式電位器，如光敏和磁敏電位器等。
2. 電位器的主要質量參數 衡量電位器質量的技術參數很多，除了與電阻器相同的標稱阻值、額定功率外，還有滑動噪聲、分辨力等。
(1) 滑動噪聲：當電刷在電阻體上滑動時，電位器中心端與固定端的電壓出現無規則的起伏現象，稱為電位器的滑動噪聲。它是由電阻率分布的不均勻性和電刷滑動時接觸電阻的無規律變化引起的。
(2) 分辨力：電位器對輸出量可實現的最精細的調節能力，稱為分辨力。線繞電位器不如非線繞電位器分辨力高。
(3) 阻值變化規律：阻值變化率指其阻值隨滑動接觸點旋轉角度或滑動行程之間的變化關系。
3. 幾種常用的電位器
(1) 線繞電位器(型號WX)：線繞電位器是利用電阻絲繞在涂有絕緣材料的金屬或非金屬板片上，制成圓環形和其他形狀，經處理而成，如圖1-4所示。WX的特點是耐熱性好，溫度系數小，噪聲低，穩定性好，精度高。缺點是耐磨性不好，阻值范圍小。而且高阻值的線繞電位器易斷線、體積較大、售價較高。這種電位器廣泛應用于電子儀器、儀表中。
圖1-4 繞線電位器
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