【正文】 年來新發(fā)展的控制器件，盡管從工作原理上說它不屬于機(jī)電元件，但它在大多數(shù)使用場(chǎng)合可以取代機(jī)電繼電器，而且在使用壽命上有顯著的優(yōu)勢(shì)，因此在很多應(yīng)用領(lǐng)域已經(jīng)成為繼電器元件的首選品種。選用繼電器要考慮的內(nèi)容也比開關(guān)多，可參閱相關(guān)產(chǎn)品手冊(cè)。 幾種常用的繼電器 晶體管與集成電路常用的電子元器件除了電阻、電容、電感等元件以外，還有一些是由半導(dǎo)體材料構(gòu)成的，如半導(dǎo)體二極管、半導(dǎo)體三極管以及集成電路等。1. 晶體管通常晶體管分為：晶體二極管，雙極型晶體管、場(chǎng)效應(yīng)晶體管、晶閘管等。當(dāng)PN結(jié)兩端加上正向電壓（即外加電壓的正極接P區(qū)，負(fù)極接N區(qū)）時(shí)，此時(shí)PN結(jié)呈導(dǎo)通狀態(tài)，形成較大的電流，其呈現(xiàn)的電阻（稱正向電阻）很小。當(dāng)PN結(jié)兩端加上不同極性的直流電壓時(shí)，其導(dǎo)電性能將產(chǎn)生很大差異。在一個(gè)PN結(jié)上，由Ｐ區(qū)和Ｎ區(qū)各引出一個(gè)電極，用金屬、塑料或玻璃管殼封裝后，即構(gòu)成一個(gè)晶體二極管。 常用二極管的電路符號(hào)晶體二極管（以下簡(jiǎn)稱二極管）有多種類型：按材料分，有鍺二極管、硅二極管、砷化鎵二極管；按制作工藝不同可分為面接觸二極管和點(diǎn)接觸二極管；按用途不同，又可分為整流二極管、穩(wěn)壓二極管、變?nèi)荻O管、光電二極管、發(fā)光二極管、開關(guān)二極管等。當(dāng)正向電壓很低時(shí)，電流很小，二極管呈現(xiàn)較大電阻，這一區(qū)域稱為死區(qū)。當(dāng)外加電壓超過死區(qū)電壓后，二極管內(nèi)阻很小，電流隨著電壓增加而迅速上升，這就是二極管的正向?qū)щ妳^(qū)。[2] 反向特性當(dāng)二極管兩端加反向電壓時(shí)，通過二極管的電流很小，且該電流在一定的反向電壓范圍內(nèi)基本不變，這個(gè)電流稱反向飽和電流。在反向電壓作用下，二極管呈現(xiàn)較大電阻（反向電阻）。 二極管的伏安特性[3] 主要參數(shù)最大整流電流 最大整流電流是指二極管長期工作時(shí)，允許通過的最大正向電流的平均值，使用時(shí)不能超過此值，否則二極管會(huì)因過熱而燒毀。通常取擊穿電壓的一半為最高反向工作電壓。由于其特殊構(gòu)造，在一定條件下具有“放大”作用，被廣泛應(yīng)用于收錄機(jī)、電視機(jī)及各種電子設(shè)備中。按PN結(jié)的組合方式不同，晶體管有PNP型和NPN型兩種。每個(gè)導(dǎo)電區(qū)上有一個(gè)電極，分別稱為基極、發(fā)射極和集點(diǎn)極，常用字母b、e、c表示。晶體管的種類較多，按使用的半導(dǎo)體材料不同，可分為鍺晶體管和硅晶體管兩類，國產(chǎn)鍺晶體管多為PNP型，硅晶體管多為NPN型；按制作工藝不同，可分為擴(kuò)散管、合金管等；按功率不同，可分為小功率管、中功率管和大功率管；按工作頻率不同，可分為低頻管、高頻管和超高頻管；按用途不同，又可分放大管和開關(guān)管等。① 先判斷基極b和晶體管的類型：用紅表筆接晶體管的某一個(gè)管腳，黑表筆分別接其它兩管腳。如果測(cè)得兩個(gè)阻值差異很大，那么就要另換一個(gè)管腳來試測(cè)，直到滿足上述條件為止。② 確定了基極b和晶體管類型后，再來判定發(fā)射極e和集電極c。而對(duì)于PNP型管，則用手指捏住紅表筆對(duì)應(yīng)的極和基極b，兩次測(cè)量中阻值較小的一次，紅表筆對(duì)應(yīng)的管腳是集電極c，黑表筆對(duì)應(yīng)的管腳是發(fā)射極e。[2] 用數(shù)字萬用表的二極管 擋測(cè)量。如果測(cè)得兩個(gè)都在300~400（鍺管）或600~700（硅管）之間，那么黑表筆所接的管腳是PNP型管的基極b；如果測(cè)得兩個(gè)值都顯示“1”，那么紅表筆所接的管腳是NPN型管的基極b。② 判斷c、e管腳 將紅表筆接b，黑表筆分別接另外兩管腳，兩次測(cè)量值略有差距，較大的一次，黑表筆所接的管腳為e。為進(jìn)一步驗(yàn)證管腳判斷的正確性，同時(shí)檢測(cè)三極管的放大倍數(shù)，將萬用表的功能轉(zhuǎn)換開關(guān)撥至“hFE”擋，將晶體管的b、c、e正確插入插座中，如顯示值穩(wěn)定在幾十至幾百之間，則該值即為晶體管的放大系數(shù)。3 晶體管的放大作用要使晶體管具有放大作用，必須在各電極間加上極性正確、數(shù)值合適的電壓，否則管子就不能正常工作，甚至?xí)p壞。在集電極與發(fā)射極之間加上一個(gè)較大的正向電壓UCE，稱為集電極電壓，一般為幾伏到幾十伏。調(diào)節(jié)電阻RB可以改變基極電流IB，例如，調(diào)節(jié)RB，使IB=10181。再調(diào)節(jié)RB，使IB=20181。由此可見，基極電流微小的變化可以控制集電極電流很大的變化，這就是晶體管的電流放大特性。2．集成電路集成電路是用半導(dǎo)體工藝或薄、厚膜工藝（或這些工藝的結(jié)合），將晶體二極管、晶體三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、電阻、電容等元器件按照設(shè)計(jì)電路要求連接起來，共同制作在一塊硅或絕緣體基片上，然后封裝而成的具有特定功能的完整電路。幾十年來，集成電路的生產(chǎn)技術(shù)取得了迅速發(fā)展，改變了傳統(tǒng)電子工業(yè)和電子產(chǎn)品的面貌，得到了極其廣泛的應(yīng)用。（1） 按制作工藝分1 薄膜集成電路 在絕緣基片上，采用薄膜工藝形成有源元件、無源元件和互聯(lián)線而構(gòu)成的集成電路稱為薄膜集成電路。主要用于收音機(jī)、電視機(jī)電路中。根據(jù)采用的晶體管不同，分為雙極型集成電路和MOS集成電路。MOS集成電路采用了MOS場(chǎng)效應(yīng)管。由N溝道、P溝道MOS晶體管互補(bǔ)構(gòu)成的互補(bǔ)MOS電路，簡(jiǎn)稱CMOS集成電路。4 混合集成電路采用半導(dǎo)體技術(shù)和薄膜、厚膜工藝混合制作而成的集成電路稱混合集成電路。 2 中規(guī)模集成電路 芯片上的集成度：10~100個(gè)門電路或100~1000個(gè)元器件。 4 超大規(guī)模集成電路 芯片上的集成度：10000個(gè)以上門電路或十萬個(gè)以上元器件。 第三章 焊接技術(shù)任何電子產(chǎn)品，從幾個(gè)元件的整流器到成千上萬個(gè)元器件組成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，都是由基本的電子元器件和功能構(gòu)件，按電路工作原理，用一定的工藝方法連接而成。隨便打開一個(gè)電子產(chǎn)品，焊接點(diǎn)少則幾十幾百，多則成千上萬，其中任何一個(gè)出現(xiàn)故障，都可能影響整機(jī)的工作。關(guān)注每一個(gè)焊點(diǎn)的質(zhì)量，成為提高產(chǎn)品質(zhì)量和可靠性的基本環(huán)節(jié)。電子產(chǎn)品安裝技術(shù)是現(xiàn)代發(fā)展最快的技術(shù)。年代技術(shù)所寫代表元器件安裝基板安裝方法焊接技術(shù)第一代50~60年代長引線元件，電子管接線板鉚釘端子手工安裝手工烙鐵焊第二代60~70年代THT晶體管，軸向引線元件單、雙面PCB手工/半自動(dòng)插裝手工焊浸焊第三代70~80年代單、雙列直插IC軸向引線元器件編帶單面及多層PCB自動(dòng)插裝波峰焊、浸焊、手工焊第四代80~90年代SMTSMC，SMD片式封裝VSI，VLSI高質(zhì)量SMB自動(dòng)貼片機(jī)波峰焊、再流焊第五代90年代MPTVLSIC、ULSIC陶瓷硅片自動(dòng)安裝倒裝焊、特種焊從表中可以看出，第二代與第三代安裝技術(shù)，代表元器件特征明顯，而安裝方法沒有根本變化，都是以長引線元器件穿過印制板上通孔的安裝方式，一般稱為通孔安裝（THT—through hole mounting technology）。目前SMT已成為現(xiàn)代電子安裝技術(shù)的主流。通常焊接技術(shù)分為壓焊、熔焊和釬焊三大類。習(xí)慣把釬料稱為焊料，采用鉛錫焊料進(jìn)行焊接稱為鉛錫焊，簡(jiǎn)稱錫焊。(2) 焊接時(shí)將焊件與焊料共同加熱到焊接溫度，焊料融化而焊件不熔化。(4) 鉛錫焊料熔點(diǎn)低于200℃，適合半導(dǎo)體等器材的焊接。(6) 焊點(diǎn)有足夠的機(jī)械強(qiáng)度和電氣性能。 焊接：焊接是利用加熱或其他方法，使焊料與被焊金屬原子之間相互吸引、相互滲透，依靠原子之間內(nèi)聚力，使兩種金屬永久地牢固結(jié)合的方法。一、擴(kuò)散：通常，金屬原子以結(jié)晶狀態(tài)排列，原子間的作用力的平衡維持晶格的形狀和穩(wěn)定。這種發(fā)生在金屬界面上的擴(kuò)散的結(jié)果，使兩塊金屬結(jié)合成一體，實(shí)現(xiàn)了金屬之間的焊接。兩個(gè)基本條件是：（1）距離 兩塊金屬必須接近到足夠小的距離。金屬表面的氧化層或其他雜質(zhì)都會(huì)使兩塊金屬達(dá)不到這個(gè)距離。實(shí)際上在常溫下擴(kuò)散是非常緩慢的。焊件表面的清潔，焊件的加熱是達(dá)到其擴(kuò)散的基本條件。如果液體能在固體表面漫流開，我們就說這種液體能潤濕該固體表面，例如水能在干凈的玻璃表面漫流而水銀就不能，即水能潤濕玻璃而水銀不能潤濕玻璃。當(dāng)力的作用平衡時(shí)流動(dòng)也停止了，液體和固體交界處形成一定的角度，這個(gè)角稱潤濕角，是定量分析潤濕現(xiàn)象的一個(gè)物理量。實(shí)際應(yīng)用中以90o為潤濕的分界。如果焊料能潤濕焊件，我們則說它們之間可以焊接，觀測(cè)潤濕角是焊接檢測(cè)的方法之一。一般質(zhì)量合格的鉛錫焊料和銅之間的潤濕角可達(dá)20o，實(shí)際應(yīng)用中一般以45o為焊接質(zhì)量的檢驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)。這種擴(kuò)散的結(jié)果，使得焊料和焊件界面上形成一種新的合金層，我們稱之為結(jié)合層。由于結(jié)合層的總用將焊料和焊件結(jié)合成一個(gè)整體，實(shí)現(xiàn)金屬連續(xù)性。,實(shí)際上是一種半附著性結(jié)合，強(qiáng)度很低；而大于6μm則使組織粗化，產(chǎn)生脆性，降低強(qiáng)度。綜上所述，我們獲得關(guān)于錫焊的理性認(rèn)識(shí)：將表面清潔的焊件與焊料加熱到一定溫度，焊料熔化并潤濕焊件表面，在其界面上發(fā)生金屬擴(kuò)散并形成結(jié)合層，從而實(shí)現(xiàn)金屬的焊接。對(duì)焊點(diǎn)的質(zhì)量要求，應(yīng)包括電接觸良好、機(jī)械性能好和美觀三個(gè)方面。 錫焊工具與材料焊接工具和材料是實(shí)施焊接作業(yè)必不可少的條件。一、焊接工具：電烙鐵 （1）電烙鐵是手工施焊的主要工具，選擇合適的烙鐵，合理地使用它，是保證焊接質(zhì)量的基礎(chǔ)。按加熱方式分為：直熱式、感應(yīng)式、氣體燃燒式等；按發(fā)熱能力分為：20W，30W，……，300W等，一般在電子元器件焊接時(shí)應(yīng)使用功率不大于30W的電烙鐵；按功能分為:單用式、兩用式、調(diào)溫式等。它又可分為內(nèi)熱式和外熱式兩種。尖頭型烙鐵發(fā)熱面積小，適于焊接焊點(diǎn)小且密集的元器件；方頭型烙鐵發(fā)熱面積大，加熱快，適于焊接焊點(diǎn)較大，引腳疏散的元器件。靜電防護(hù)型烙鐵的烙鐵頭引出一條線，通過三極插座接地，從而保證烙鐵頭不帶靜電，用于焊接極易被靜電損壞的MOS器件。① 發(fā)熱元件：其中能量轉(zhuǎn)換部分是發(fā)熱元件，俗稱烙鐵芯子。② 烙鐵頭：作為熱量存儲(chǔ)和傳遞的烙鐵頭，一般用紫銅制成。④ 接線柱：這是發(fā)熱元件同電源線的連接處。這樣做，可以便于焊接和防止烙鐵頭表面氧化?！? 電烙鐵要用220V交流電源，使用時(shí)要特別注意安全。要使外殼妥善接地。并檢查烙鐵頭是否松動(dòng)。要防止跌落。不可亂甩，以防燙傷他人。不焊時(shí)，應(yīng)放在烙鐵架上?！　　袷褂媒Y(jié)束后，應(yīng)及時(shí)切斷電源，拔下電源插頭。 二、輔助工具　　為了方便焊接操作常采用尖嘴鉗、偏口鉗、鑷子和小刀等做為輔助工具。 三、焊料和焊劑 輔助工具焊料　焊料由易熔金屬構(gòu)成，焊接時(shí)熔化，與待焊金屬材料結(jié)合，在待焊材料表面形成合金層，將待焊材料連接在一起。其優(yōu)點(diǎn)為：①焊接溫度低，減少了元器件、印制線路板等被焊物件受熱損壞的機(jī)會(huì)；②由于共晶焊錫可以由液體直接變成固體，減少了焊點(diǎn)冷卻過程中元器件松動(dòng)而出現(xiàn)的虛焊；③共晶焊錫的抗拉強(qiáng)度和剪切強(qiáng)度高。但如果鉛含量超標(biāo)，將會(huì)使熔點(diǎn)提高，光亮度和流動(dòng)性變差；尤其是如其中含有錳、鋅等雜質(zhì)，即使含量很低，也將大幅度提高焊料的熔點(diǎn)，大大降低焊接質(zhì)量。(1) 阻焊劑：顧名思義，阻焊劑是用來阻止焊接的，一般為絕緣漆，涂在線路板不需要焊接的地方，俗稱刷綠（紅）油，用于提高絕緣強(qiáng)度，且便于實(shí)施波峰焊等自動(dòng)焊接。助焊劑可分為酸性、弱酸性和中性三類。2 助焊劑可減小熔化后焊料表面的張力，提高其流動(dòng)性，有助于潤濕而形成良好的焊點(diǎn)。市場(chǎng)上出售的焊油，是典型的酸性助焊劑，腐蝕性很強(qiáng)，能很好地清潔焊接面，但殘留的焊油會(huì)腐蝕元器件引線，降低機(jī)械強(qiáng)度。一、焊前處理 　　焊接前，應(yīng)對(duì)元件引腳或電路板的焊接部位進(jìn)行焊前處理。刮去金屬引線表面的氧化層，使引腳露出金屬光澤。　 （2）元件鍍錫　　在刮凈的引線上鍍錫。即可使引線均勻地鍍上一層很薄的錫層。若是多股金屬絲的導(dǎo)線，打光后應(yīng)先擰在一起，然后再鍍錫?！? （）。左手用尖嘴鉗或鑷子夾持元件或?qū)Ь€。烙鐵頭刃面上要吃錫，即帶上一定量焊錫。電烙鐵與水平面大約成60℃角。烙鐵頭在焊點(diǎn)處停留的時(shí)間控制在2～3秒鐘。左手仍持元件不動(dòng)?！　、苡描囎愚D(zhuǎn)動(dòng)引線，確認(rèn)不松動(dòng)，然后可用偏口鉗剪去多余的引線。要保證焊接質(zhì)量。錫和被焊物融合牢固。 　　虛焊是焊點(diǎn)處只有少量錫焊住，造成接觸不良，時(shí)通時(shí)斷。這兩種情況將給電子制作的調(diào)試和檢修帶來極大的困難?！　『附与娐钒鍟r(shí)，一定要控制好時(shí)間。太短，潤濕不夠，焊點(diǎn)亮度差，且容易造成虛焊、假焊。3焊接步驟—五步焊接法，①準(zhǔn)備施焊準(zhǔn)備好焊錫絲和烙鐵。②加熱焊件將烙鐵接觸焊接點(diǎn)，注意首先要保持烙鐵加熱焊件各部分，例如印制板上引線和焊盤都使之受熱，其次要注意讓烙鐵頭的扁平部分（較大部分）接觸熱容量較大的焊件，烙鐵頭的側(cè)面或邊緣部分接觸熱容量較小的焊件，以保持焊件均勻受熱。④移開焊錫當(dāng)熔化一定量的焊錫后將焊錫絲移開。的方向。對(duì)于熱容量較小的焊點(diǎn)，例如印制電路板上的小焊盤，有時(shí)用三步法概括操作方法，即將上述步驟2，3合為一步，4，5合為一步。特別是各步驟之間停留的時(shí)間，對(duì)保證焊接質(zhì)量至關(guān)重要，只有通過實(shí)踐才能逐步掌握。在拆焊時(shí)，應(yīng)注意時(shí)間及方法的掌握，以免損壞焊件或印制板。印制線路板上的盤式焊點(diǎn)焊件的拆除：(1) 分點(diǎn)拆除法 對(duì)于電容、電阻等只有兩個(gè)焊點(diǎn)的元器件，可先用電烙鐵加熱一點(diǎn)，同時(shí)用鑷子將引腳拉出來，然后用樣的方法拆除另外一點(diǎn)，即可拆下待拆焊件?？上扔秒娎予F和吸錫器等專用吸錫工具，將各焊點(diǎn)的焊料逐個(gè)去除，再用空心針頭將各引腳逐個(gè)與焊盤分離，然后即可拆下元器件；或用專用烙鐵頭同時(shí)加熱元器件的所有引腳，熔化焊料從而拔下待拆器件。采用自動(dòng)化焊接，可以大大提高焊接速度，并使焊點(diǎn)質(zhì)量有較高的一致性。經(jīng)過預(yù)焊的元器件由前面的裝接工序插裝到印制板上，由傳送帶傳送，經(jīng)過泡沫助焊劑槽被噴上助焊劑，加熱器將助焊劑烘干，然后經(jīng)過裝有熔融焊料的錫鍋，進(jìn)行一次性焊接，帶焊料凝固后再送到切頭機(jī)剪去過長的引腳。另外，對(duì)未安裝元器件的安裝孔也需貼上膠帶，以免焊錫填入孔中。浸焊的設(shè)備也較簡(jiǎn)單，由于錫鍋內(nèi)的焊料表面是靜止的，表面氧化物易粘在焊點(diǎn)上，因而需經(jīng)常清除。波峰焊接工藝是目前應(yīng)用最廣泛的自動(dòng)化焊接工藝，不但生產(chǎn)效率高，而且焊接質(zhì)量高，因而在工廠里它取代了大部分傳統(tǒng)的焊接工藝。再流焊又稱回流焊、重流焊