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电子元器件的检测

电子元器件的检测
一、任务目标
1、掌握用普通数字万用表简单测试常用元器件好坏的方法
2、掌握用色标法读电阻及误差等级
3、掌握常用元器件的符号及型号的命名方法
二、任务预习
1、常用半导体器件的结构、性能及单向导电特性
2、常用半导体器件的型号命名法及简单的测试方法
3、电阻器和电位器的型号命名法及简单的测试方法
4、电容器的型号命名法及简单的测试方法
三、实训设备
序 号 型 号 名           称 数 量
1  LDCS01 电源控制屏 1 套
2  LDCS02 实训桌
3  VC890D 数字万用表（便携式） 1 台
4    元器件测试箱 1 件
 
表2-2-1
 
四、实训过程
常用电子元器件的识别和简单测试
电子元器件的种类繁多，常用的有电阻器、电容器、电位器、二极管、三极管等，下面将对其测试方法作一介绍。
1、电阻器的识别和测试
（1）电阻的分类
电阻器按结构可分为固定电阻、可变电阻和敏感电阻器；按材料和使用性质可分为膜式电阻、线绕式电阻、热敏电阻、压敏电阻；按特性可分为线性电阻和非线性电阻等。
（2）电阻器的主要技术指标
1）额定功率
电阻器在电路总消耗的功率有一定限制，超过了就可能损坏。电阻器在电路中长时间安全工作所允许消耗的最大功率，称为电阻器的额定功率。1W或大于1W的电阻器都用代表额定功率的阿拉伯数字直接标注在电阻器符号上；0.5W，0.25W和0.125W的电阻器分别用横线和斜线表示；更小的电阻器则不作标注。
2）标称阻值和允许偏差
标称阻值是电阻器的设计阻值，实际阻值往往偏差标称阻值，允许偏差给出了限制范围。
电阻器的标称阻值和允许偏差一般都标在电阻器上，标志方法有直标法、字母符号法和色标法3种。
a)直标法：标称阻值用阿拉伯数字和单位符号直接标志在电阻器表面，允许偏差用百分数直接表示。
b)字母符号法：它用阿拉伯数字和拉丁字母组合表示标称阻值和允许偏差。拉丁字          母R、K、M分别代表阻值单位，具体对应关系是：R－欧姆（Ω）、K－千欧（kΩ）、M－兆欧（MΩ）。字母前面的数字代表阻值的整数部分，字母后面的数字代表阻值的小数部分。例如，27R表示27Ω，6K8表示6.8kΩ。表示允许偏差的字母有J、K、M等，对应关系为：J－±5％、K－±10％、M－±20％。
c)色标法：小功率电阻器因表面积小，无法直接标注数字和字母，往往在电阻器表面涂上3～5道不同颜色的色环，其中较宽的一环是最后一环。五环色标的含义图2-2-2所示。
 

 
图2-2-2  五环色标的含义
 
四环色标是在五环基础上去除第三环；三环色标是在五环基础上去除第三环和第五环，这时允许偏差约定为±20％。色标的含义见表2-2-3
 
色别 第一、二、三环 第四环 第五环
有效数字 应乘倍数 允许偏差（％）
银 － 10－2 ±10
金 － 10－1 ±5
黑 0 100 －
棕 1 101 ±1
红 2 102 ±2
橙 3 103 －
黄 4 104 －
绿 5 105 ±0.5
蓝 6 106 ±0.25
紫 7 107 ±0.1
灰 8 108 －
白 9 109 －
 
 
图2-2-3色标的含义
 
（3）电阻器的型号命名方法：型号命名方法如图2-2-4所示。
 

 
图2-2-4  电阻器的型号命名方法
 
第一部分 第二部分 第三部分 第四部分
用字母表示主称 用字母表示材料 用数字或字母表示分类  
符号 意义 符号 意义 符号 意义  
R 电阻器 T 碳膜 1 普通  
W 电位器 P 硼碳膜 2 普通  
    U 硅碳膜 3 超高频  
    H 合成膜 4 高阻  
    I 玻璃釉膜 5 高温  
    J 金属膜 7 精密  
    Y 氧化膜 8 高压（电阻）、
特殊（电位器）		  
    S 有机实心 9 特殊  
    N 无机实心 G 高功率  
    X 线绕 T 可调  
    C 沉积膜 X 小型  
    G 光敏 L 测量用  
        W 微调  
        D 多圈  
 
 
表2-2-5电阻器和电位器的型号命名方法
 
（4）电阻器的测试和好坏判别
1）阻值测量。选择万用表欧姆档合适的量程。测电阻时手指不要触碰电阻器，以免影响测量的准确性。
2）电阻器好坏的判别。测得阻值为无穷大时，表明电阻器已烧毁或引线断开。数值来回跳动表明内部接触不良。实测阻值超过允许偏差范围表明该电阻器质量不好。
2、电容器的识别和测试
（1）电容器的分类。
电容器一般分为固定电容器、可变电容器、微调电容器3种。
1）固定电容器。固定电容器按介质材料不同可分为云母电容器、纸介电容器、陶瓷电容器、有机薄膜电容器、电解电容器等。
2）可变电容器。有空气介质和固体介质等。
3）微调电容器。电容器的变化范围比较小，常以陶瓷、云母及空气作介质。
（2）电容器的主要技术指标。
标称容量和允许偏差。一般电容器的标称容量系列与电阻器采用的系列相同。电容器的标称容量和允许偏差一般标在电容器上，标志方法有直标法、数码表示法和色码表示法3种。
直标法：电容量单位通常有微法（μF，10－6F）、纳法（nF，10－9F）和皮法（pF，10－12F）。例如，6μ8表示标称容量为6.8μF，51p表示标称容量为51pF。
数码表示法：一般用三位数字来表示容量，单位为pF。前两位数字为有效数字，第三位数字表示位率，该数字n＝0～8时，位率为10n；该数字n＝9时，位率为10n－10＝10－1。三位数字后的字母表示允许偏差，常用的有J、K、M，分别表示±5%、±10%、±20%。例如，304J表示0.3μF±5%。
色码表示法：类似于电阻器的色标法。色码一般有三位，前两个代表有效数字，第三个代表位率，单位表示pF。
（3）电容器的额定直流工作电压，又是指电容器在电路中能长时间安全工作所能承受的最大直流电压，又称耐压。工作在交流状态时，加在电容器两端的交流峰值电压不得超过额定直流工作电压。电容器的耐压根据需要从几伏到几万伏不等。
（4）电容器的型号命名方法。电容器的型号一般由4部分组成，如图2-2-6所示，具体含义如表2-2-7和表2-2-8所示。
 

 
图2-2-6  电容器的型号命名方法
 
表2-2-7 电容器的介质材料字母符号及含义
 
字母符号 电容器介质材料的含义 字母符号 电容器介质材料的含义
A 钽电解 L 聚酯等极性有机薄膜
B 聚苯乙烯等非极性有机薄膜 N 铌电解
C 高频陶瓷 O 玻璃膜
D 铝电解 Q 漆膜
E 其他材料电解 T 低频陶瓷
G 合金电解 V 云母纸
H 纸膜复合 Y 云母
I 玻璃釉 Z 纸
J 金属化纸    
 
 
 
表2-2-8 电容器的分类数字符号及含义
 
 
数字 瓷介电容器 云母电容器 有机电容机 电解电容器
1 圆形 非密封 非密封 箔式
2 管形 非密封 非密封 箔式
3 叠片 密封 密封 烧结粉  非固体
4 独石 密封 密封 烧结粉  固体
5 穿心   穿心  
6 支柱等      
7       无极性
8 高压 高压 高压  
9     特殊 特殊
 
 
（5）电容器的测试和好坏判别
一般用万用表的欧姆档判别电容器的好坏、性能、容量和极性（电解电容器）。要合理选用量程，容量越大，应选量程越小；容量越小，应选量程越大。容量小于5000pF的电容器不能用万用表测试（仅可判别是否击穿短路）。
1）固定电容器性能好坏的判别
将万用表的两表笔分别接电容器的两极，表针先正方向偏摆，然后逐渐向反方向复原，退回到R＝∞处。如不能复原，稳定时的读数即为电容器的漏电电阻。此阻值越大，说明绝缘性越好。在测试时如表针无偏摆现象，说明电容器内部断路；如表针正摆后不返回，且阻值很小或为零，说明电容器内部短路。
2）电容器容量的判断
用表笔接触电容器的两级，表针先正摆，然后逐渐复原。对调红、黑表笔，表针又正摆，偏转幅度比前次大，然后又逐渐复原。电容量越大，表针偏摆幅度越大，复原速度越慢。据此可粗略判断电容量的大小。
3）电解电容器极性的判断
电解电容器正向连接时漏电小，反向连接时漏电大。对调表笔，分别测试电解电容器正、反向漏电电阻，取测得电阻值偏大的一次，黑表笔所接的为电解电容器的正极。
3、半导体的识别和测试
所谓半导体是指 导电能力介于导体和半导体之间的物质。常用作半导体物质有硅、锗、氧化钾等。
（1）二极管的主要参数
最大整流电流IFM。它是二极管长时间使用时允许通过的最大正向平均电流，也称额定工作电流。
最大反向工作电压URM。它是保证二极管不被击穿的允许加上的最高反向电压，也称额定工作电压。
最大反向电流IRM。它是最大反向工作电压下的反向电流。
（2）三极管的主要参数
电流放大系数：共发射极电路交流电流放大系数β，它是在三极管接成共射极电路时，在规定的工作条件下，集电极电流变化量与基极电流变化量的比值。共发射极电路直流电流放大系数hFE，它是在三极管接成共发射极电路时，在规定的工作条件下，集电极电流与基极电流的比值。
极间反向电流：集电极－基极反向饱和电流ICBO。它是当发射极开路，在集电极和基极之间加一规定的反向偏置电压时的反向电流。 集电极－发射极反向饱和电流ICEO。它是当基极开路，在集电极－发射极之间加一规定的反向电压时的反向电流，又叫穿透电流。
极限参数：集电极最大电流ICM，是指β值下降到正常值的2/3时的集电极电流。
集电极－发射极反向击穿电压UCEO,它是基极断开时，加在集电极和发射极之间最大的允许工作电压。
集电极最大允许耗散功率PCM,它是保证三极管不损坏而允许集电极上损耗功率的最大值。
（3）半导体器件的命名方法
半导体器件的型号由五部分组成：第一部分用数字表示半导体管的电极数；第二部分用拉丁字母表示半导体管的材料和极性；第三部分用拉丁字母表示半导体管的类别；第四部分用拉丁字母表示序号，第五部分用拉丁字母表示区别代号。半导体器件型号前三部分的含义见表7，半导体器件型号识别示例如图2-2-9所示。
 

a）                   b）
 
图2-2-9 半导体器件识别实例 a）二极管  b）三极管
表2-2-10 二极管和三极管的分类数字符号及含义
 
第一部分 第二部分 第三部分
用数字表示
器件的电极数目		 用拉丁字母表示
器件的材料和极性		 用拉丁字母
表示器件类型
数字 意义 符号 意义 称号 意义
2 二极管 A N型锗材料 P 普通管
3 三极管 B P型锗材料 W 稳压管
    C N型硅材料 V 微波管
    D P型硅材料 Z 整流管
    A PNP型锗材料 S 隧道管
    B NPN型锗材料 N 阻尼管
    C PNP型硅材料 U 光电器件
    D NPN型硅材料 K 开关管
        X 低频小功率管
        G 高频小功率管
        D 低频大功率管
        A 高频大功率管
        T 闸流管
        Y 体效应管
        J 阶跃恢复管
        L 整流堆
        C 参量管
        CS 场效应管
        BT 半导体特殊器件
        FH 复合管
        GJ 激光器件
 
 
表2-2-10
 
（4）半导体器件的测试和判断
1）二极管的测试和判别
用万用表的二极管档位进行测试。如果仪表的两次测试读数均显示为“1”，说明被测二极管已损坏或不是二极管。如果两次读数又一次显示为.2××～.7××（×表示任意数字），另一次显示为“1”时，说明二极管是好的。在两次测试中，有数字显示的那次测量，数字万用表的红表笔所接的一端为阳极，黑表笔所接的一端为阴极。
2）三极管的测试和判别
可根据管脚排列从外观上判别管脚。常见二极管的管脚排列如图2-2-11所示。
a)判断管型和基极
用万用表的二极管档来测试。用红表笔按一个极，黑表笔依次碰接另外两个极，如果均导通，则为PNP型三极管，红表笔所接的电极为基极。用黑表笔固定一个极，红表笔依次碰接另外两个极，如果导通，则为NPN型三极管，黑表笔所接的极为基极。
b)判断集电极和发射极
在已知的基极的前提下，假定另外两管脚一个为集电极c，另一个为发射极e。对于NPN型管，将黑表笔接集电极c，红表笔接发射极e，然后用大拇指和食指捏住基极b和集电极c（两极不能相碰，相当于在两极间接上一个电阻），观察万用表并记下数值。交换连接集电极和发射极的两表笔，重复上述过程。比较两次测试结果，数值较大的一次对管脚的假设是正确的，即黑表笔所接的是集电极，另一极即为发射极。对于PNP型管，只需将红表笔接假设的集电极，测试过程同上。数值较大的一次，红表笔所接的是集电极，另一极为发射极。
3）晶闸管的测试和好坏判别
首先将晶闸管（MCR8SN）接入主电路，主电路直流0~50V电源用屏上直流电枢电源，控制回路电源用0~30V直流可调稳压电源，把30V可调稳压电源电位器沿逆时针旋到底， 电位器选元器件测试箱上的1K\2W的电位器；电流表选用控制屏上20mA~2000mA的直流档，直流电压表选用100V的电压档
按图2-2-12接线，按下控制屏上的“启动”按钮，然后缓慢调节电枢电源电压电压为50V，同时监视电压表的读数，调节0~30V直流可调稳压电源电位器，电压调到1V，监视电压表、电流表的读数，当电压表指示接近零（表示管子完全导通），停止调节，然后关断1V控制电压。阳极和阴极之间依然导通。只有将晶闸管的阳极和阴极之间的电压调到不能维持晶闸管导通，（也就是减小电枢电源）管子才会关断，说明此时的管子是好的。
 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
图2-2-11 三极管外形识别管脚
 
4）绝缘栅型场效应管的测试和好坏判别
首先将绝缘栅型场效应管（2KS956）接入主电路，主电路直流0~50V电源用屏上直流电枢电源，控制回路电源用0~30V直流可调稳压电源，把30V可调稳压电源电位器沿逆时针旋到底， 电位器选元器件测试箱上的1K\2W的电位器；电流表选用控制屏上20mA~2000mA的直流档，直流电压表选用100V的电压档
按图2-2-12接线，按下控制屏上的“启动”按钮，然后缓慢调节电枢电源电压电压为50V，同时监视电压表的读数，调节0~30V直流可调稳压电源电位器，电压调到5V，监视电压表、电流表的读数，当电压表指示接近零（表示管子完全导通），停止调节，说明此时的管子是好的。
 
 

 
 
 
 
 
 
 
图2-2-12  晶闸管、场效应管接线图
5）单结晶体管的测试和好坏判别
首先将绝缘栅型场效应管（BT33F）接入主电路，主电路直流0~20V电源用屏上直流电枢电源，控制回路电源用0~30V直流可调稳压电源，把30V可调稳压电源电位器沿逆时针旋到底， 电位器选元器件测试箱上的1K\2W的电位器；电流表选用控制屏上20mA~2000mA的直流档，直流电压表选用100V的电压档
按图2-2-13接线，按下控制屏上的“启动”按钮，然后缓慢调节电枢电源，电压为20V，同时，监视电压表的读数，调节0~30V直流可调稳压电源电位器，电压从零开始调，同时监视电压表、电流表的读数，当电流表的值突然增加，电压表的值随着0~30V直流可调稳压电源电位器增加突然下降到某一电压值，继续增加电压值时，电流会一直增加，电压基本保持不变，（电压调节到20V时停止调节）。表示管子正常工作，说明此时的管子是好的。

 
 
 
 
 
 
 
图2-2-13 单结晶体管测试电路接线图

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
图2-2-14单结晶体管特性曲线
单结晶体管的特性曲线如图2-2-14所示当UBE1=0时，IE=IEO；当UEB1增大至UP（峰点电压时），PN结开始正向导通，此时IE=IP（峰点电流）；UEB1再增大一点管子就进入负阻区，随着IE增大，UEB1减小，直至UEB1=UV（谷点电压），IE=IV（谷点电流），UV取决于PN结的导通电压和rb1 的饱和电阻rs；当IE再增大，管子进入饱和区。单结晶体管的三个区如图2-2-14所标注。
五、技能实训考核评分记录表（见表2-2-15）
 
表2-2-15
序号 考核内容 考核要求 配分 得分
1  技能实训的准备 对“任务预习”的预习 10  
2  实训元器件的测试 万用表使用正确、量程选择准确，测量速度快，测量一次成功 25  
3  实训设备的使用 正确操作控制屏电源、操作按钮，正确操作实训设备其它资源 25  
4  观察和记录实训过程的现象 记录现象正确 10  
5  分析各元器件的结构和测试方法 用万用表测量不同元器件的操作方法进行正确分析 30  
6  考评合计得分  
7  否定项 发生重大责任事故、严重违反实训室纪律，得分为0分
 
指导老师签名                          日期                     
 
六、技能实训报告
1、技能实训的项目名称
2、技能实训的任务目标
3、技能实训所用到的实训设备
4、绘制实训的测量图
5、记录实训的过程、现象
6、分析实训过程中万用表测量不同元器件的操作方法
7、小结、体会和建议
七、思考与练习
1、试分析用万用表测量二极管、三极管质量好坏的测试方法
2、试分析用万用表测试晶闸管质量好坏的测试方法？
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