专题九 电子元器件-普通高中春招考试备考教材 通用技术(第六版)

2024-08-19
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电子控制技术 专题九  电子元器件 课程标准 1.会选择、辨别和检测常用电子元器件。 2.能识读简单的电路原理图,知道晶体二极管和晶体三极管的结构和类型,能分析晶体 二极管基本应用电路。 3.熟悉常见焊接工具及辅助材料的特点,并能安装和调试电子电路,掌握一种焊接方法。 考试要求 知识点 内  容 考试层次 A B C 基本元器件 能辨别和检测常用电子元器件 √ 半导体 掌握二极管性质 √ 万用表 操作方法 √ 焊接 熟悉常见焊接工具及辅助材料的特点,掌 握一种焊接方法 √ 知识点拨 1.电阻器、电容器及电感器 (1)电阻器 在电路中电阻起限流、分压作用。 电阻用 R 表示,它的国际单位是欧姆(Ω),经常用的 电阻单位还有千欧(kΩ)、兆欧(MΩ),它们与 Ω 的换算关系为 1 kΩ= 103 Ω;1 MΩ= 106 Ω。 各类电阻器的外形和电路符号见表 9⁃1。 781 表 9⁃1 类型 外形特征 电路符号 类型 外形特征 电路符号 碳膜金属 膜电阻 可调电阻 电位器 水泥 绕线 电阻 光敏 电阻器 贴片电阻 热敏 电阻器 通常采用直接标注或色环表示电阻参数。 直接标注时,5K1 表示 5.1 kΩ、4Ω7 表示4.7 Ω、3M3 表示 3.3 MΩ;三位数字表示时,第三位表示零的个数,比如,103 表示 10 kΩ、472 表示4.7 kΩ。 色环 法标注时,通常用“黑 0、棕 1、红 2、橙 3、黄 4、绿 5、蓝 6、紫 7、灰 8、白 9、金、银”等表示,四色环电阻 误差相对较大,最后一道色环一般用“金色±5%”或“银色±10%”;五色环电阻相对较小,最后一道 色环一般用“棕色±1%”。 在识别色环电阻时,最好先找到最后一条,然后确定顺序,根据有效数 字,得出色环电阻的大小。 色环标注法如图 9⁃1所示。 图 9⁃1 电路设计:根据要求选择相应阻值的电阻,同时选额定功率(W)比实际消耗的功率大一 些的电阻。 电阻测量:用指针式万用表测量电阻时,首先机械调零(使指针指到左侧的 0 刻度线), 然后选择倍率(测量时指针尽量指到中部或偏右),接下来欧姆挡调零(红黑表笔短接,调节欧 姆挡调零旋钮,使指针指到右侧欧姆挡的 0 刻度线),如图 9⁃2 所示,最后测量并读数(阻值=读 数×倍率)。 测量时,不能并联其他元件,也不能带电测量,每次更换量程后均要欧姆挡调零。 图 9⁃2 881 (2)电容器 电容器是由两个中间隔以绝缘材料(介质)的电极组成的,具有存储电荷的功能,电容器 在电路中起阻直流、通交流、偶合信号、滤波等作用。 电容通常可分为有极电容(电解电容、 长脚为正极)和无极电容两大类,其各类型的外形和电路符号见表 9⁃2。 电容用 C 表示,它的 国际单位是法拉(F),经常用的单位还有微法(μF)、皮法(pF),它们与 F 的换算关系为: 1 F= 106 μF= 1012 pF。 表 9⁃2 类型 外形特征 电路符号 类型 外形特征 电路符号 普通 电容 微调 电容 可变 电容 电解 电容 电容标称值通常有两个参数,电容量和耐压(额定直流工作电压),常直接标注。 标注 时,电容容量有多种标注方法。 比如,电容上标注的“472” “103” “56n” “10n” “4n7”分别表 示“4700 pF”“10 000 pF” “56 000 pF” “10 000 pF” “4700 pF”;而 0.0047 μF 可以标注为 “472”“4n7”“4700”“.0047”等。 图 9⁃3 电路设计:加在电容上的交流电压的最大值不能超过电 容的额定直流工作电压。 电容检测:使用指针式万用表进行检测,容量较小(pF 数 量级)时,选用“×1 k”或“×10 k”挡测量,容量较大(μF 数量 级)或电解电容时,通常先用“×100”或“×10”挡检测。 电容检 测前先短路放电,有极电容检测时,黑表笔接正极。 红、黑表 笔接在电容两脚上后,存在一个充电过程,指针由无穷大变小 再回到无穷大,如图 9⁃3 所示。 (3)电感器 电感器也称电感或电感线圈,它是利用电磁感应原理制成的元件,其各类型的外形和电 路符号见表 9⁃3。 电感在电路中起阻止交流、通直流、变压、谐振、阻抗变换等作用。 表 9⁃3 类型 外形特征 电路符号 类型 外形特征 电路符号 空心 线圈 可调 磁芯 线圈 磁芯 线圈 变压器 981     电感器在电路中通常用“L”表示,它的国际单位是亨利(H),实际标称电感量常用毫亨 (mH)和微亨(μH)表示,其换算关系为:1 H= 103 mH=106 μH。 电感器由线圈组成,用万用表测量时电阻通常很小,接近零欧,匝数较多线径小时,可达 几百欧。 2.二极管 (1)二极管的结构 二极管是由 P 型半导体与 N 型半导体组成的,它们结合在一起形成了一个 PN 结,就是 二极管(见图 9⁃4),其中在 P 区上引出一个电极是正极,在 N 区上引出一个电极是负极(见 图 9⁃5)。 二极管各类型的外形和电路符号见表 9⁃4。 图 9⁃4         图 9⁃5 表 9⁃4 类型 外形特征 电路符号 注意事项 普通 二极管 导通后两端电压基本保持不变,硅二极管的导通 电压是 0.7 V,锗二极管的导通电压是 0. 3 V 发光 二极管 在电路中会串联一个电阻,以防止发光二极管 烧毁 光敏 二极管 必须工作在反偏电压下,光照强时,电阻小 稳压 二极管 利用 PN 结反向击穿状态,其电流可在很大范围 内变化而电压基本不变,起稳压作用 (2)二极管的性质 二极管具有单向导电性。 当 P 区接电源的高电位,N 区接电源的低电位,如果电压大于 死区电压(硅二极管死区电压为 0.5 V,锗二极管死区电压为 0.2 V),二极管就导通,反之截 止,其简单原理如图 9⁃6 所示。 图 9⁃6 091 在电路中,通常运用二极管的单向导电性,形成整流电路(如图 9⁃7 所示,把交流电转变 成直流电)、限幅电路、检波电路等。 利用二极管的反向击穿特性,还可形成稳压电路。 图 9⁃7 (3)二极管的极性识别 二极管的正、负引脚通常在它的外壳上都有标志,一般分为四种情况:一种是直接用二 极管符号标注;一种是用色环标注(有色环端为负极);还有一种是用色点标注(有色点的端 为正极);最后一种是外形判断(发光二极管长脚为正),如图 9⁃8 所示。 图 9⁃8 用指针式万用表“×1k”或“×100”电阻挡测试二极管时(见图 9⁃9),正反向各检测一次, 正向时电阻较小,反向时电阻接近无穷大,二极管性能正常。 正向导通时,指针式万用表的 黑表笔接二极管正极,红表笔接二极管负极。 图 9⁃9 3.三极管 (1)三极管的结构 三极管是在一块半导体基片上制作的两个相距很近的 PN 结,排列方式有 PNP 和 NPN 两种,两个 PN 结把整块半导体分成三部分,中间部分是基区,两侧部分是发射区和集电区, 基区很薄,而发射区较厚,杂质浓度大,发射区和基区之间的 PN 结称为发射结,集电区和基 区之间的 PN 结称为集电结。 从三个区引出相应的电极,分别为基极 b、发射极 e 和集电极 c,三极管的结构和外形如图 9⁃10 所示。 191 图 9⁃10     (2)三极管的管脚及类型 在电子设备元件中,经常使用的三极管 NPN 型有 3DG6、3DG12、3DG201、C9013、C9014、 C9018、C1815、C8050、2N5551、3DD15D、DD03A;三极管 PNP 型有 C9012、 C9015、 C1015、 C8580。 部分类型的管脚排列如图 9⁃11 所示。 图 9⁃11 判别三极管的管脚及类型:首先确定基极和类型,然后确定发射极与集电极。 使用指针 式万用表“×1k”或“×100”电阻挡,先假设一脚为基极,用一只表笔接在假设的脚上固定,用 另一只表笔分别测量另外两脚的电阻,如果阻值都较大(或较小),交换表笔与假设脚再次固 定,再分别测量两次,此时阻值与前面测量相反,都较小(或较大),四次测量符合上面规律 的,假设脚为基极。 黑表笔接在基极上,红表笔分别接另两只脚,两次测量的阻值都较小时, 三极管的类型是 NPN 型,两次测量的阻值都较大时,三极管的类型是 PNP 型;集电极和发射 极根据三极管的工作状态判定,如图 9⁃12 所示,集电极与发射极之间如果产生电流,说明电 路进入放大状态,从而确定三极管的 c 极与 e 极。。 图 9⁃12 291 图 9⁃13 4.电路图的识读与元件的焊接 (1)电路图的识读 熟悉电路中的元件符号,准确判断电源端和接地 端,如图 9⁃13 所示。 (2)元件的焊接 焊接的材料通常有电烙铁、焊锡丝、松香、助焊膏、高温海绵、吸锡器等,焊接过程如图 9⁃14所示。 图 9⁃14 典型案例分析 【案例 1】如图 9⁃15 所示的电阻,以下关于它们的描述中,说法不正确 ∙∙∙ 的是(    )。 图 9⁃15 A.从左至右,电阻的阻值分别为 5.1 kΩ、10 kΩ、15 kΩ 和 2.0 Ω B.左边第一个电阻是金属膜电阻,功率是 1 W,阻值为 5.1 kΩ,阻值的误差为±5% C.左边第二个电阻的最大阻值是 10 kΩ D.右边两个是贴片电阻,最后一个标注的“R”表示元件为电阻 【答案】D 【解析】本题主要考查学生对电子元件电阻的识别与选择。 其中第一个电阻的标注 “RJ”表示金属膜电阻;第二个电阻的标注“103”表示 10 kΩ;贴片电阻的最后一条色环表示 倍率,字母“R”表示小数点的位置,因此后面两只电阻的阻值分别为 15 kΩ 和 2.0 Ω。 故本 题的正确答案是 D。 【案例 2】下面关于电子元件的描述中正确的是(    )。 A.二极管具有单向导电性,因此二极管只能工作在正向状态 B.三极管 C9013、C9014、C9015、C9018,这几种型号均是 NPN 型 C.在电容外观上标注的容量为 471、0.01、103 等,它们的单位都是 pF D.用万用表电阻档测量电容时,如果阻值为 0 Ω,表示电容已经短路 391 【答案】D 【解析】本题主要考查学生对电子元件的识别与选择。 其中稳压二极管工作在反向击穿 状态;三极管 C9013、C9014、C9018 是 NPN 型,C9012 与 C9015 是 PNP 型;电容标注时,如果 没有单位,通常小于 1 标注的默认单位是 μF,大于 1 标注的默认单位是 pF;最后一个说法是 正确的。 故本题的正确答案是 D。 【案例 3】小明用指针式万用表检测三极管,检测的过程如图 9⁃16 所示,你认为分析不正 ∙∙ 确 ∙ 的是(    )。 图 9⁃16 A.图(a)、图(b)检测的结果可以说明图示中的三极管 1、2 脚不是基极 B.图(c)、图(d)检测的结果可以说明图示中的三极管 3 脚不可能是基极 C.通过以上检测可判断三极管的类型是 NPN 型 D.通过以上检测说明三极管没有损坏 【答案】B 【解析】本题主要考查指针式万用表检测三极管的方法。 如果三极管没有损坏,正反电阻 均为无穷大的两只脚不是基极,一只表笔固定在基极上,另一只表笔分别测量时,阻值应为都 大或都小,由于指针式万用表的黑表笔是高电位,导通时是黑表笔接 P 区,因此本题答案选 B。 图 9⁃17 【案例 4】如图 9⁃17 所示的温控电路,下列关于该电路 的说法正确的是(    )。 A.Rp1是电容,利用螺丝刀旋转可以改变其容量 B.VD2 是发光二极管,它短脚接上端高电位,长脚接下 端低电位 C.R3 是电阻,它的两脚有正负之分,在电路中不能交换 连接 D.VD1 是二极管,有色环的一端与电容 C 相连 【答案】D 【解析】本题主要考查学生对电子元件的识别与选择。 在本题中,Rp1是电阻,电阻的两 脚不分正负;二极管的两只脚有正负之分,有色环的一端为负极。 发光二极管的负极接低电 位,因此只有答案 D 正确。 【案例 5】如图 9⁃18 所示的整流电路,下列关于该电路中流过电阻 R 的电流方向描述正 确的是(    )。 491 图 9⁃18 A.A 流向 B,C 流向 D B.B 流向 A,D 流向 C C.A 流向 B,D 流向 C D.B 流向 A,C 流向 D 【答案】B 【解析】本题主要考查二极管的性质。 二极管具有单向导向性,在电路中常用作整流及 检波元件,本电路的二极管为桥式整流的接法,电流由负端流出,正端流回,因此 B 正确。 图 9⁃19 【案例 6】小明为了探究二极管的性质,在实验室连接了如 图 9⁃19 所示的电路,关于该电路,以下分析正确的是(    )。 A.二极管正向导通,Uab = -5.7 V B.二极管反向截止,Uab = -4.3 V C.二极管正向导通,Uab = -12 V D.二极管反向截止,Uab = -12 V 【答案】A 【解析】本题主要考查晶体二极管的基本特性及应用。 假 设无二极管,则电阻与 12 V 电池的节点处电势为-12 V;电阻 与二极管 VD 的节点处电势为-5 V;串入二极管可知,二极管 VD 的正极为-5 V 大于负极的-12 V,所以正向导通;正向导通时,二极管压降为 0.7 V(或 0.3 V),本题的二极管是硅管,所以二极管 VD 与电阻的节点电势为-5.7 V。 所以选 A。 知识结构 591 专题检测 单项选择题                                                        1.下列选项中电子元器件与电路符号不一致 ∙∙∙ 的是(    )。 A. B. C. D. 2.下列关于电子元件的描述中不恰当 ∙∙∙ 的是(    )。 A.有一色环电阻,色环的颜色按顺序分别是金、橙、红、红,该电阻的阻值大约是 22 kΩ B.二极管有色点标注的一端通常为负极 C.电感的品质因素越高,在电路的耗能越小 D.在充放电电路中,其他参数不变,电容容量越大,充放电时间越长 3.下面关于电容的描述中不恰当 ∙∙∙ 的是(    )。 A.有一只电容器上标注的容量是“103”,它的实际容量大小是 0.01 μF B.有三只电容器上标注的容量分别是“471”“102”“.01”,容量最小的一只为“.01”标 注的电容 C.二极管与三极管都是有极性的元件 D.10 pF 瓷片电容的两脚之间的电阻阻值接近无穷大 4.下列电子元器件在接入电路时,不需要 ∙∙∙ 考虑管脚正负极性的是(    )。 A. B. C. D. 5.下列关于用指针式万用电表测量元器件的说法中,错误 ∙∙ 的是(    )。 A.使用万用电表测量电阻阻值时,选择挡位后,首先要欧姆挡调零 B.使用万用电表测量电流时,需将万用电表串联在被测电路中,红表笔接电流的注入 端,黑表笔接电流的流出端 C.使用万用电表测量电压时,需将万用电表并联在被测电路元件两端,红表笔接高电 位端,黑表笔接低电位端 D.使用万用电表检测电容好坏时,一般情况下首先要先放电,容量越大,选择的量程 越大,这样更能迅速检测出性能 6.用万用表测一电阻,电阻挡位在“×100 Ω”位置上,其指针偏转情况如图 9⁃20 所示,则 该电阻的测量值为(    )。 A.32 Ω B.320 Ω C.3.2 kΩ D.32 kΩ 691 图 9⁃20 7.关于下列元器件的功能,描述不正确 ∙∙∙ 的是(    )。 A.整流、检波 B.改变电流 C.充放电          D.放大信号    8.用指针式万用表测量以下元器件,对应的描述中正确的是(    )。 A. B. C. D. 图 9⁃21 9.如图 9⁃21 所示为指针式万用表测量二极管的示 意图,此时万用表置于欧姆挡。 关于测量时的现象与二 极管特性,以下说法错误 ∙∙ 的是(    )。 A.此时测量的是二极管的反向阻值 B.“色环标志”端为二极管的负极 C.此时万用表的指示读数较大,二极管是截止的 D.指针式万用表黑表笔接二极管负极,红笔表接 正极时,如果所测阻值较小,则可判定二极管 没有损坏                                                        10.如图 9⁃22 所示电容,下列关于它们的描述中,不正确 ∙∙∙ 的是(    )。 图 9⁃22 A.只有第一只电容的容量是有极性的,其他三只电容无极性 B.第四只电容是可变电容 791 C.第三只电容的耐压是 100 V,容量是 3300 pF,容量的误差等级为±5% D.第二只电容的容量是 104 pF 11.下列关于电感与电容的说法不正确 ∙∙∙ 的是(    )。 A.电感由线圈构成,它能阻碍电流的变化 B.电容由相互绝缘的极板构成,两极板间可储存电荷 C.指针式万用表电阻挡检测时,电感的电阻值较小,而电容的阻值无穷大 D.电感的品质因素用 Q 表示,Q 越大表示直流电阻越大 12.下列判断二极管正负极的方法,错误 ∙∙ 的是(    )。 A.二极管上如果有色点,色点一端为正极 B.发光二极管长引脚为正极 C.发光二极管管壳内金属片大的一端为正极 D.二极管上如果有色环的,色环一端为负极 13.小明同学使用指针式万用表测试正常的电感、电阻、电容。 他将万用表的开关拨到 “R×1k”挡,并分别测各元件的正反电阻。 测甲元件时,R正 =R反≈0 Ω;测乙元件时 R正 =R反 = 6.8 kΩ;测丙元件时,开始指针偏向 0.5 kΩ,接着读数逐渐增大,最后停在无穷大处。 根据以上 测试,你认为甲、乙、丙三个元件分别是(    )。 A.电容器、电感、电阻 B.电阻、电容器、电感 C.电阻、电感、电容器 D.电感、电阻、电容器 14.下列关于数字式万用表与指针式万用表的使用,说法不正确 ∙∙∙ 的是(    )。 A.用数字式万用表“ ”挡测试二极管时,红表笔接正极,黑表笔接负极,可显示导 通电压 B.用指针式万用表电阻挡测试二极管时,红表笔接负极,黑表笔接正极,二极管导通 C.用指针式万用表的红表笔接三极管基极,黑表笔接另两只管脚时,测得的电阻均 很小;再用黑表笔接三极管基极,红表笔接另两只管脚时,测得的电阻均很大,则 说明该三极管为 PNP 型 D.在判断 NPN 型三极管材料时,若用数字式万用表的“ ”挡测试,黑表笔接三极 管基极上,红表笔分别接另两只管脚时,如果数值均显示 0.7,则说明该三极管是 硅管 15.小明用指针式万用表检测三极管,检测的过程如图 9⁃23 所示,你认为分析正确的是 (    )。 图 9⁃23 891 A.图中三极管的 1 脚是基极,三极管的类型是 NPN 型 B.图中三极管的 2 脚是基极,三极管的类型是 NPN 型 C.图中三极管的 3 脚是基极,三极管的类型是 PNP 型 图 9⁃24 D.图中三极管的 2 脚是基极,三极管的类 型是 PNP 型 16.小明用指针式万用表检测电路两端的电 压,检测的连接方式如图 9⁃24 所示,你认为万用 表读数最适当的是(    )。 A.12 V B.6 V C.约为 6.7 V D.约为 5.3 V 17.如图 9⁃25 所示的两个电路,下列关于流过 电阻 R1、R2 电流方向的判断中正确的是(    )。 图 9⁃25 A.由 a 到 b,由 c 到 d B.由 a 到 b,由 d 到 c C.由 b 到 a,由 c 到 d D.由 b 到 a,由 d 到 c 18.如图 9⁃26 所示电路,下列说法不正 ∙∙ 确 ∙ 的是(    )。 A.电阻 R 上会产生电流 图 9⁃26 B.VD1 导通,VD2、VD3 都截止 C.Ub 的电压约为 12 V D.Ua 的电压约为 2.7 V 19.在安装电子元件前,可以用数字式万用表检测元器件的好坏,再 用电烙铁进行焊接。 关于该过程的描述,以下说法不恰当 ∙∙∙ 的是(    )。 A.数字式万用表测量电阻的阻值,选用的量程应大于实测电阻 阻值,不然会显示溢出 B.用数字式万用表“ ”挡检测二极管,如果显示溢出,说明 二极管已损坏 C.通孔电子元件安装前通常要整形 D.焊接时先用电烙铁同时加热焊盘和元件引脚,上锡后先撤离焊丝再立即撤离电 烙铁 20.关于电子元件的安装焊接操作过程,以下描述不合理 ∙∙∙ 的是(    )。 A.先将元件的引脚弯折整形,再插到电路板相应的孔中 B.焊接材料中高温海绵可用于清洁烙铁头,松香可用于助焊 C.焊接时可用烙铁头直接熔化焊丝,再用带有焊料的烙铁头靠近元件脚焊接 D.焊接时的温度不宜过高,一般为 300 ℃左右 991 学科网书城画 品牌书店·知名教辅·正版资源 b2 xxk.com● 您身边的互联网+教辅专家 专题九:电子元器件 (一)单项选择题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 B B B A D C B D D D 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 D C 0 D D A A C ·独家授权侵权必究·

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