如何選購電子器件實(shí)用工具
動(dòng)手準備元器件之前,最好對照電路原理圖列出所需元器件的清單。為了保證在試制的過(guò)程中不浪費時(shí)間,減少差錯,同時(shí)也保證制成后的裝置能長(cháng)期穩定地工作,待所有元器件都備齊后,還必須對其篩選檢測。
在正規的工業(yè)化生產(chǎn)中,都設有專(zhuān)門(mén)的元器件篩選檢測車(chē)間,備有許多通用和專(zhuān)用的篩選檢測裝備和儀器,但對于業(yè)余電子愛(ài)好者來(lái)說(shuō),不可能具備這些條件,即使如此,也絕不可以放棄對元器件的篩選和檢測工作,因為許多電子愛(ài)好者所用的電子元器件是郵購來(lái)的,其中有正品,也有次品,更多的是業(yè)余品或利用品,如在安裝之前不對它們進(jìn)行篩選檢測,一旦焊入印刷電路板上,發(fā)現電路不能正常工作,再去檢查,不僅浪費很多時(shí)間和精力,而且拆來(lái)拆去很容易損壞元件及印刷電路板。
⑴外觀(guān)質(zhì)量檢查
拿到一個(gè)電子元器件之后,應看其外觀(guān)有無(wú)明顯損壞。如變壓器,看其所有引線(xiàn)有否折斷,外表有無(wú)銹蝕,線(xiàn)包、骨架有無(wú)破損等。如三極管,看其外表有無(wú)破損,引腳有無(wú)折斷或銹蝕,還要檢查一下器件上的型號是否清晰可辨。對于電位器、可變電容器之類(lèi)的可調元件,還要檢查在調節范圍內,其活動(dòng)是否平滑、靈活,松緊是否合適,應無(wú)機械噪聲,手感好,并保證各觸點(diǎn)接觸良好。
各種不同的電子元器件都有自身的特點(diǎn)和要求,各位愛(ài)好者平時(shí)應多了解一些有關(guān)各元件的性能和參數、特點(diǎn),積累經(jīng)驗。
⑵電氣性能的篩選
要保證試制的電子裝置能夠長(cháng)期穩定地通電工作,并且經(jīng)得起應用環(huán)境和其它可能因素的考驗,對電子元器件的篩選是必不可少的一道工序。所謂篩選,就是對電子元器件施加一種應力或多種應力試驗,暴露元器件的固有缺陷而不破壞它的完整性。篩選的理論是:如果試驗及應力等級選擇適當,劣質(zhì)品會(huì )失效,而優(yōu)良品則會(huì )通過(guò)。人們在長(cháng)期的生產(chǎn)實(shí)踐中發(fā)現新制造出來(lái)的電子元器件,在剛投入使用的時(shí)候,一般失效率較高,叫做早期失效,經(jīng)過(guò)早期失效后,電子元器件便進(jìn)入了正常的使用期階段,一般來(lái)說(shuō),在這一階段中,電子元器件的失效率會(huì )大大降低。過(guò)了正常使用階段,電子元器件便進(jìn)入了耗損老化期階段,那將意味著(zhù)壽終正寢。這個(gè)規律,恰似一條浴盆曲線(xiàn),人們稱(chēng)它為電子元器件的效能曲線(xiàn),如圖1所示。
電子元器件失效的原因,是由于在設計和生產(chǎn)時(shí)所選用的原材料或工藝措施不當而引起的。元器件的早期失效十分有害,但又不可避免。因此,人們只能人為地創(chuàng )造早期工作條件,從而在制成產(chǎn)品前就將劣質(zhì)品剔除,讓用于產(chǎn)品制作的元器件一開(kāi)始就進(jìn)入正常使用階段,減少失效,增加其可靠性。
在正規的電子工廠(chǎng)里,采用的老化篩選項目一般有:高溫存貯老化;高低溫循環(huán)老化;高低溫沖擊老化和高溫功率老化等。其中高溫功率老化是給試驗的電子元器件通電,模擬實(shí)際工作條件,再加上+80℃-+180℃的高溫經(jīng)歷幾個(gè)小時(shí),它是一種對元器件多種潛在故障都有檢驗作用的有效措施,也是目前采用得最多的一種方法。對于業(yè)余愛(ài)好者來(lái)說(shuō),在單件電子制作過(guò)程中,是不太可能采取這些方法進(jìn)行老化檢測的,在大多數情況下,采用了自然老化的方式。例如使用前將元器件存放一段時(shí)間,讓電子元器件自然地經(jīng)歷夏季高溫和冬季低溫的考驗,然后再來(lái)檢測它們的電性能,看是否符合使用要求,優(yōu)存劣汰。
對于一些急用的電子元器件,也可采用簡(jiǎn)易電老化方式,可采用一臺輸出電壓可調的脈動(dòng)直流電源,使加在電子元器件兩端的電壓略高于元件額定值的工作電壓,調整流過(guò)元器件的電流強度,使其功率為1.5-2倍額定功率,通電幾分鐘甚至更長(cháng)時(shí)間,利用元器件自身的特性而發(fā)熱升溫,完成簡(jiǎn)易老化過(guò)程。
⑶元器件的檢測
經(jīng)過(guò)外觀(guān)檢查以及老化處理后的電子元器件,還必須通過(guò)對其電氣性能與技術(shù)參數地測量,以確定其優(yōu)劣,剔除那些已經(jīng)失效的元器件。當然,對于不同的電子元器件應有不同的測量?jì)x器,但對于業(yè)余電子愛(ài)好者來(lái)說(shuō),一般不具備專(zhuān)用電子測量?jì)x器的條件,但起碼應有一塊萬(wàn)用電表,利用萬(wàn)用電表可以對一些常用的電子元器件進(jìn)行粗略檢測。各種電子元器件涉及到的電性能參數很多,我們要根據業(yè)余制作牽涉到的必須要弄清楚的有關(guān)參數進(jìn)行檢測,而不必對該元器件的所有參數都一一檢測。下面例舉幾種基本元器件的檢測。
①電阻器。它是所有電子裝置中應用最為廣泛的一種元件,也是最便宜的電子元件之一。它是一種線(xiàn)性元件,在電路中的主要用途有:限流、降壓、分壓、分流、匹配、負載、阻尼、取樣等。
檢測該元件時(shí),主要看它的標稱(chēng)阻值與實(shí)際測量阻值的偏差程度。在大量的生產(chǎn)中,由于加工過(guò)程中各道工序對電阻器的作用,電阻器的實(shí)際值不可能做到與它的標稱(chēng)值完全一致,因此其阻值具有離散性,為了便于管理和組織生產(chǎn),工程上按照使用的需要,給出了允許偏差值,如±5%、±10%、±20%。再加上萬(wàn)用電表檢測電阻器時(shí)的誤差,一般要求其誤差不超過(guò)允許偏差的10%即認為合格。同時(shí)亦可通過(guò)外觀(guān)檢查綜合判斷其優(yōu)劣。
②電容器。電容器也是電子裝置中用得最多的電子元器件之一。它的質(zhì)量好壞直接影響到整機的性能,同時(shí)也是容易失效的元件。在檢查電容器時(shí),如果電解電容器的貯存期超過(guò)了三年,可以認為該元件已經(jīng)失效。有些電容器上沒(méi)有出廠(chǎng)年限標志,外觀(guān)則完好無(wú)損,肉眼很難判斷出它的質(zhì)量問(wèn)題,因此就必須要對它進(jìn)行檢測。
電容器在電路中擔任隔直、濾波、旁路、耦合、中和、退耦、調諧、振蕩等。它的常見(jiàn)故障有擊穿、漏電、失效(干涸)。用萬(wàn)用電表的歐姆檔檢查電容器是利用了電容器能夠充放電原理進(jìn)行的,這時(shí)應選用歐姆檔的最高量程(R×1kΩ或R×10kΩ)來(lái)測量。如圖2所示。當萬(wàn)用電表的兩根表棒與電容器的兩引腳相接時(shí),表針先向順時(shí)間方向偏轉一個(gè)角度,此時(shí)稱(chēng)為電容器的充電,當充電到一定程度時(shí),電容器又開(kāi)始放電,此時(shí)萬(wàn)用電表的指針便返回到∞位置。在測量過(guò)程中,表針擺動(dòng)的角度越大,說(shuō)明所檢測的電容器容量越大。表針?lè )祷睾笤浇咏尢,說(shuō)明所檢測的電容器漏電越小,即所檢測的電容器的質(zhì)量越高。
測量電解電容器時(shí),由于其引腳有正、負極之分,應將紅表棒接電容器的負極,黑表棒接電容器的正極,這樣測量出來(lái)的漏電電阻才是正確的。反接時(shí)一般漏電電阻要比正接時(shí)小,利用這一點(diǎn),還可判斷出無(wú)極性標志的電解電容器的極性。如果電容器的容量太小,如在4700P以下,就只能檢查它是否漏電或擊穿,如果在測量中,表針擺動(dòng)一下回不到∞處,而是停留在0-∞處的中間某一位置上,說(shuō)明該電容器漏電嚴重;也可采取圖3所示的辦法。在萬(wàn)用電表與被測小電容器之間加裝一只NPN型硅三極管,要求其β值大于100,集電極-發(fā)射極之間的耐壓應大于25V,ICEO越小越好。
被測電容器接到A、B兩端。由于三極管VT的電流放大作用,較小容量的電容器也能引起表針較大幅度的擺動(dòng),然后返回到∞位置,如不能返回到∞處的,則可估測出漏電電阻。
對于可變電容器、拉線(xiàn)電容器,亦可用萬(wàn)用電表檢測出它們有否碰片或漏電、短路等。
③電感器。電感器是一種非線(xiàn)性元件,可以?xún)Υ娲拍。由于通過(guò)電感的電流值不能突變,所以,電感對直流電流短路,對突變的電流呈高阻態(tài)。電感器在電路中的基本用途有:扼流、交流負載、振蕩、陷波、調諧、補償、偏轉等。利用萬(wàn)用電表對其進(jìn)行檢測時(shí),即只能判斷出它的直流電阻值,如果已經(jīng)標明了數值的電感器,只要其直流電阻值大致符合,即可視為合格。
④晶體二極管。晶體二極管是一種非線(xiàn)性器件,它的正、反兩個(gè)方向的電阻值相差懸殊,這就是二極管的單向導電性。在電路中,利用這一特性,可以作整流、檢波、箝位、限幅、阻尼、隔離等。
用萬(wàn)用電表測量二極管時(shí),可選用歐姆檔R×1kΩ。由于二極管具有單向導電性,它的正、反向電阻是不相等的,兩者阻值相差越大越好。對于常用的小功率二極管,反向電阻應比正向電阻大數百倍以上。用紅表棒接二極管的正極,黑表棒接它的負極,測得的是反向電阻。反之,紅表棒接二極管的負極,黑表棒接它的正極,測得的是正向電阻。諸二極管的正向電阻一般在100Ω-1kΩ左右;硅二極管的正向電阻一般在幾百歐至幾千歐。如果測得它的正、反向電阻都是無(wú)窮大,說(shuō)明該二極管內部已開(kāi)路;如果它的正、反向電阻均為0,說(shuō)明二極管內部已短路;如果它的正、反向電阻相差無(wú)幾,說(shuō)明二極管的性能變差失效。出現以上三種情況的二極管均不能使用。
⑤晶體三極管。三極管是電子裝置中的重要元件,它的質(zhì)量?jì)?yōu)劣直接關(guān)系到系統工作的可靠性和穩定性,因此,它是最需要進(jìn)行老化篩選的元件之一。已知一個(gè)三極管的型號和管腳排列,可采用如下簡(jiǎn)易測試法來(lái)判斷它的性能。應該注意的是:對一般小功率低壓三極管,不宜采用R×10kΩ檔進(jìn)行測試,以免表內的高電壓損壞三極管。
在檢查三極管的穿透電流大小時(shí),可采用圖4所示的測量法,圖中被測的是NPN型三極管,如果是NPN型三極管,其測試棒應與管腳對調。萬(wàn)用電表的量程一般選用R×100或R×1kΩ檔,要求測得的電阻值越大越好,對于***率的鍺管,此值應大于數千歐;對于硅管,此值應大于數百千歐。如果所測得的數值過(guò)小,說(shuō)明管子的穿透電流大,管子的性能不好。如果測量時(shí)萬(wàn)用電表的表針搖擺不定,說(shuō)明管子的穩定性很差。如果測得的阻值接近于零,說(shuō)明管子內部已擊穿短路,不能使用。
在檢查三極管的放大性能β值時(shí),可以采用圖5所示的估測法。如果被測管是NPN型,可按此方法測試,如果被測管是PNP則按虛線(xiàn)方式連接。測量時(shí)表針應向右偏轉,其偏轉角度越大,說(shuō)明管子的放大倍數β越大。如果加上電阻R之后表針變化的角度不大或根本不變,則說(shuō)明管子的放大作用很差或已經(jīng)損壞。其R的阻值可在51kΩ-100kΩ范圍內選取。也可能利用人手的電阻,用手捏位管子的c-b兩極,但不要使它們短路,以手的皮膚電阻代替R。
對于結型場(chǎng)效應管,已知型號與管腳,如果用萬(wàn)用電表測G(柵極)和S(源極)之間,G與D(漏極)之間沒(méi)有PN結電阻,說(shuō)明該管子已壞。
用萬(wàn)用電表的R×1kΩ檔,其表棒分別接在場(chǎng)效應管的S極和D極上,然后用手碰觸管子和G極,若表針不動(dòng),說(shuō)明管子不好;若表針有較大幅度的擺動(dòng),說(shuō)明管子可用。結型場(chǎng)效應管電路符號與引腳如圖6所示。
以上所述的管子測量方法雖是粗略的,但一般都切實(shí)可行,如欲進(jìn)行更嚴格的測量篩選,則宜使用專(zhuān)門(mén)的測試儀器。
⑥集成電路。集成電路的門(mén)類(lèi)、品種很多,在業(yè)余條件下,電子愛(ài)好者似乎沒(méi)有特別的測試方法,采用萬(wàn)用電表進(jìn)行測量時(shí),只能對照已知的集成塊引腳數據,用測得的數據與已知的數據進(jìn)行對比,從而判斷出被測集成塊的好壞。也可以搭一個(gè)簡(jiǎn)單的試驗電路,將集成塊插入電路中進(jìn)行試驗,如能完成某些功能或符合某種邏輯關(guān)系便可用。如對音樂(lè )集成電路進(jìn)行測試,可先制作一個(gè)簡(jiǎn)易電路,留出音樂(lè )集成電路的插腳(或用夾子),將音樂(lè )集成電路置于電路中,如果發(fā)聲正常則可使用,否則不可使用。如果你有時(shí)間也樂(lè )于動(dòng)手的話(huà)不妨自制一些常用的集成電路的簡(jiǎn)易試驗儀器(參見(jiàn)本站檢測儀表),可方便日后的電子電路制作。
⑦其它電子元器件。如常用的各種開(kāi)關(guān)、接插件、發(fā)光二極管、揚聲器、耳機等,主要用萬(wàn)用電表檢測它們的通斷情況。對于發(fā)光二極管和揚聲器、耳機,也可用電池組來(lái)試驗其發(fā)光或發(fā)聲程序,以此來(lái)判斷其優(yōu)劣。