電子元器件的認識

第二節 三極管

半導體三極管也稱(chēng)為晶體三極管，可以說(shuō)它是電子電路中最重要的器件。它最主要的功能是電流放大和開(kāi)關(guān)作用。三極管顧名思義具有三個(gè)電極。二極管是由一個(gè)PN結構成的，而三極管由兩個(gè)PN結構成，共用的一個(gè)電極成為三極管的基極（用字母b表示）。其他的兩個(gè)電極成為集電極（用字母c表示）和發(fā)射極（用字母e表示）。由于不同的組合方式，形成了一種是NPN型的三極管，另一種是PNP型的三極管。

三極管的種類(lèi)很多，并且不同型號各有不同的用途。三極管大都是塑料封裝或金屬封裝，常見(jiàn)三極管的外觀(guān)如圖，大的很大，小的很小。三極管的電路符號有兩種：有一個(gè)箭頭的電極是發(fā)射極，箭頭朝外的是NPN型三極管，而箭頭朝內的是PNP型。實(shí)際上箭頭所指的方向是電流的方向。

電子制作中常用的三極管有90××系列，包括低頻小功率硅管9013（NPN）、9012（PNP），低噪聲管9014（NPN），高頻小功率管9018（NPN）等。它們的型號一般都標在塑殼上，而樣子都一樣，都是TO-92標準封裝。在老式的電子產(chǎn)品中還能見(jiàn)到3DG6（低頻小功率硅管）、3AX31（低頻小功率鍺管）等，它們的型號也都印在金屬的外殼上。我國生產(chǎn)的晶體管有一套命名規則，電子愛(ài)好者最好還是了解一下：
? ? 第一部分的3表示為三極管。第二部分表示器件的材料和結構，A： PNP型鍺材料 B： NPN型鍺材料 C： PNP型硅材料 D： NPN型硅材料 第三部分表示功能，U：光電管 K：開(kāi)關(guān)管 X：低頻小功率管 G：高頻小功率管 D：低頻大功率管 A：高頻大功率管。另外，3DJ型為場(chǎng)效應管，BT打頭的表示半導體特殊元件。

三極管最基本的作用是放大作用，它可以把微弱的電信號變成一定強度的信號，當然這種轉換仍然遵循能量守恒，它只是把電源的能量轉換成信號的能量罷了。三極管有一個(gè)重要參數就是電流放大系數β。當三極管的基極上加一個(gè)微小的電流時(shí)，在集電極上可以得到一個(gè)是注入電流β倍的電流，即集電極電流。集電極電流隨基極電流的變化而變化，并且基極電流很小的變化可以引起集電極電流很大的變化，這就是三極管的放大作用。

三極管還可以作電子開(kāi)關(guān)，配合其它元件還可以構成振蕩器。

第三節 可控硅

可控硅也稱(chēng)作晶閘管，它是由PNPN四層半導體構成的元件，有三個(gè)電極，陽(yáng)極A，陰極K和控制極G 。

可控硅在電路中能夠實(shí)現交流電的無(wú)觸點(diǎn)控制，以小電流控制大電流，并且不象繼電器那樣控制時(shí)有火花產(chǎn)生，而且動(dòng)作快、壽命長(cháng)、可靠性好。在調速、調光、調壓、調溫以及其他各種控制電路中都有它的身影。

可控硅分為單向的和雙向的，符號也不同。單向可控硅有三個(gè)PN結，由最外層的P極和N極引出兩個(gè)電極，分別稱(chēng)為陽(yáng)極和陰極，由中間的P極引出一個(gè)控制極。

單向可控硅有其獨特的特性：當陽(yáng)極接反向電壓，或者陽(yáng)極接正向電壓但控制極不加電壓時(shí)，它都不導通，而陽(yáng)極和控制極同時(shí)接正向電壓時(shí)，它就會(huì )變成導通狀態(tài)。一旦導通，控制電壓便失去了對它的控制作用，不論有沒(méi)有控制電壓，也不論控制電壓的極性如何，將一直處于導通狀態(tài)。要想關(guān)斷，只有把陽(yáng)極電壓降低到某一臨界值或者反向。

雙向可控硅的引腳多數是按T1、T2、G的順序從左至右排列（電極引腳向下，面對有字符的一面時(shí)）。加在控制極G上的觸發(fā)脈沖的大小或時(shí)間改變時(shí)，就能改變其導通電流的大小。

與單向可控硅的區別是，雙向可控硅G極上觸發(fā)脈沖的極性改變時(shí)，其導通方向就隨著(zhù)極性的變化而改變，從而能夠控制交流電負載。而單向可控硅經(jīng)觸發(fā)后只能從陽(yáng)極向陰極單方向導通，所以可控硅有單雙向之分。

電子制作中常用可控硅，單向的有MCR－100等，雙向的有TLC336等。

這是TLC336的樣子：

第四節 集成電路

集成電路是一種采用特殊工藝，將晶體管、電阻、電容等元件集成在硅基片上而形成的具有一定功能的器件，英文為縮寫(xiě)為IC，也俗稱(chēng)芯片。集成電路是六十年代出現的，當時(shí)只集成了十幾個(gè)元器件。 后來(lái)集成度越來(lái)越高，也有了今天的P－III。

集成電路根據不同的功能用途分為模擬和數字兩大派別，而具體功能更是數不勝數，其應用遍及人類(lèi)生活的方方面面。集成電路根據內部的集成度分為大規模中規模小規模三類(lèi)。其封裝又有許多形式。"雙列直插"和"單列直插"的最為常見(jiàn)。消費類(lèi)電子產(chǎn)品中用軟封裝的IC，精密產(chǎn)品中用貼片封裝的IC等。

對于CMOS型IC，特別要注意防止靜電擊穿IC，最好也不要用未接地的電烙鐵焊接。使用IC也要注意其參數，如 工作電壓，散熱等。數字IC多用＋5V的工作電壓，模擬IC工作電壓各異。集成電路有各種型號，其命名也有一定規律。一般是由前綴、數字編號、后綴組成。前綴表示集成電路的生產(chǎn)廠(chǎng)家及類(lèi)別，后綴一般用來(lái)表示集成電路的封裝形式、版本代號等。常用的集成電路如小功率音頻放大器LM386就因為后綴不同而有許多種。LM386N是美國國家半導體公司的產(chǎn)品，LM代表線(xiàn)性電路，N代表塑料雙列直插。這里有各大IC生產(chǎn)公司的商標及其器件型號前綴。

集成電路型號眾多，隨著(zhù)技術(shù)的發(fā)展，又有更多的功能更強、集成度更高的集成電路涌現，為電子產(chǎn)品的生產(chǎn)制作帶來(lái)了方便。在設計制作時(shí)，若沒(méi)有專(zhuān)用的集成電路可以應用，就應該盡量選用應用廣泛的通用集成電路，同時(shí)考慮集成電路的價(jià)格和制作的復雜度。在電子制作中，有許多常用的集成電路，如NE555（時(shí)基電路）、LM324（四個(gè)集成的運算放大器）、TDA2822（雙聲道小功率放大器）、KD9300（單曲音樂(lè )集成電路）、LM317（三端可調穩壓器）等。

第三章：各種集成電路簡(jiǎn)介

第一節 三端穩壓IC

電子產(chǎn)品中常見(jiàn)到的三端穩壓集成電路有正電壓輸出的78××系列和負電壓輸出的79××系列。故名思義，三端IC是指這種穩壓用的集成電路只有三條引腳輸出，分別是輸入端、接地端和輸出端。它的樣子象是普通的三極管，TO-220的標準封裝，也有9013樣子的TO-92封裝。

用78/79系列三端穩壓IC來(lái)組成穩壓電源所需的外圍元件極少，電路內部還有過(guò)流、過(guò)熱及調整管的保護電路，使用起來(lái)可靠、方便，而且價(jià)格便宜。該系列集成穩壓IC型號中的78或79后面的數字代表該三端集成穩壓電路的輸出電壓，如7806表示輸出電壓為正6V，7909表示輸出電壓為負9V。

78/79系列三端穩壓IC有很多電子廠(chǎng)家生產(chǎn)，80年代就有了，通常前綴為生產(chǎn)廠(chǎng)家的代號，如TA7805是東芝的產(chǎn)品，AN7909是松下的產(chǎn)品。（點(diǎn)擊這里，查看有關(guān)看前綴識別集成電路的知識）

有時(shí)在數字78或79后面還有一個(gè)M或L，如78M12或79L24，用來(lái)區別輸出電流和封裝形式等， 其中78L調系列的最大輸出電流為100mA， 78M系列最大輸出電流為1A，78系列最大輸出電流為1．5A。它的封裝也有多種，詳見(jiàn)圖。塑料封裝的穩壓電路具有安裝容易、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，因此用得比較多。 79系列除了輸出電壓為負。引出腳排列不同以外，命名方法、外形等均與78系列的相同。

因為三端固定集成穩壓電路的使用方便，電子制作中經(jīng)常采用，可以用來(lái)改裝分立元件的穩壓電源，也經(jīng)常用作電子設備的工作電源。電路圖如圖所示。

注意三端集成穩壓電路的輸入、輸出和接地端絕不能接錯，不然容易燒壞。一般三端集成穩壓電路的最小輸入、輸出電壓差約為2V，否則不能輸出穩定的電壓，一般應使電壓差保持在4-5V，即經(jīng)變壓器變壓，二極管整流，電容器濾波后的電壓應比穩壓值高一些。

在實(shí)際應用中，應在三端集成穩壓電路上安裝足夠大的散熱器（當然小功率的條件下不用）。當穩壓管溫度過(guò)高時(shí)，穩壓性能將變差，甚至損壞。

當制作中需要一個(gè)能輸出1．5A以上電流的穩壓電源，通常采用幾塊三端穩壓電路并聯(lián)起來(lái)，使其最大輸出電流為N個(gè)1．5A，但應用時(shí)需注意：并聯(lián)使用的集成穩壓電路應采用同一廠(chǎng)家、同一批號的產(chǎn)品，以保證參數的一致。另外在輸出電流上留有一定的余量，以避免個(gè)別集成穩壓電路失效時(shí)導致其他電路的連鎖燒毀。

第二節 語(yǔ)音集成電路

電子制作中經(jīng)常用到音樂(lè )集成電路和語(yǔ)言集成電路，一般稱(chēng)為語(yǔ)言片和音樂(lè )片。它們一般都是軟包封，即芯片直接用黑膠封裝在一小塊電路板上。語(yǔ)音IC一般還需要少量外圍元件才能工作，它們可直接焊到這塊電路板上。

別看語(yǔ)音IC應用電路很簡(jiǎn)單，但是它確確實(shí)實(shí)是一片含有成千上萬(wàn)個(gè)晶體管芯的集成電路。其內部含有振蕩器、節拍器、音色發(fā)生器、ROM、地址計算器和控制輸出電路等。音樂(lè )片內可存儲一首或多首世界名曲，價(jià)格很便宜，幾角錢(qián)一片。音樂(lè )門(mén)鈴都是用這種音樂(lè )片裝的，其實(shí)成本很低。

不同的語(yǔ)言片內存儲了各種動(dòng)物的叫聲，簡(jiǎn)短語(yǔ)言等，價(jià)格要比音樂(lè )片貴些。但因為有趣，其應用越來(lái)越多。會(huì )說(shuō)話(huà)的計算器、倒車(chē)告警器、報時(shí)鐘表等。語(yǔ)音電路盡管品種不少，但不能根據用戶(hù)隨時(shí)的要求發(fā)出聲音，因為商品化的語(yǔ)音產(chǎn)品采用掩膜工藝，發(fā)聲的語(yǔ)音是做死的，使成本得到了控制。

一般語(yǔ)音集成電路的生產(chǎn)廠(chǎng)家都可以特別定制語(yǔ)音的內容，但因為要掩模，要求數量千片以上。近年來(lái)出現的OTP語(yǔ)音電路解決了這一問(wèn)題。OTP就是一次性可編程的意思，就是廠(chǎng)家生產(chǎn)出來(lái)的芯片，里面是空的，內容由用戶(hù)寫(xiě)入（需開(kāi)發(fā)設備），一旦固化好，再也不能擦除，信息也就不會(huì )丟失。它的出現為開(kāi)發(fā)人員試制樣機提供了方便，特別適合于小批量生產(chǎn)。

業(yè)余制作采用可錄放的語(yǔ)言電路是十分方便的，UM5506、ISD1400、ISD2500等，外圍元件極少。bitbaby第一次知道可錄放語(yǔ)音集成電路，是在九幾年的無(wú)線(xiàn)電雜志上，記得那時(shí)是UM5101和T6668，都是用41256等DRAM的。那時(shí)多想有那么一套，不用磁帶就可以錄音的怪物，還能在放音時(shí)隨意變調呢。早期的數碼留言機也用它們，由于使用DRAM，如果沒(méi)有后備電池，一旦斷電后，所有的信息都會(huì )丟失。

現在采用EEPROM的語(yǔ)音電路大大方便了電子愛(ài)好者，它隨錄隨放，不怕掉電，使用方便，外圍元件少。只是價(jià)格較貴些，每秒鐘成本約1元人民幣。這類(lèi)語(yǔ)音錄放集成電路首推（美國）ISD公司的ISD系列。國內、臺灣都有廠(chǎng)家生產(chǎn)兼容的芯片及軟包封的芯片、模塊，但從結構來(lái)看，猜想來(lái)自于ISD。

如果您對語(yǔ)音集成電路很感興趣，請密切留意bitbaby的網(wǎng)站。為了讓您更好地了解語(yǔ)音IC，bitbaby以后將把精心收集的語(yǔ)音IC應用圖集貼到網(wǎng)上來(lái)，以方便您查詢(xún)使用。

這里是幾張語(yǔ)音IC的圖片：

這是經(jīng)典的KD9300門(mén)鈴音樂(lè )芯片：
這是"請注意－倒車(chē)"的語(yǔ)言片：
這是能夠驅動(dòng)十二個(gè)LED閃光的芯片
這是軟包封的ISD1420芯片：（好貴：－（

第三節 數字集成電路

數字集成電路產(chǎn)品的種類(lèi)很多種。數字集成電路構成了各種邏輯電路，如各種門(mén)電路、編譯碼器、觸發(fā)器、計數器、寄存器等。它們廣泛地應用在生活中的方方面面，小至電子表，大至計算機，都是有數字集成電路構成的。

結構上，可分成TTL型和CMOS型兩類(lèi)。74LS/HC等系列是最常見(jiàn)的TTL電路，它們使用5V的電壓，邏輯"0"輸出電壓為小于等于0.2V，邏輯"1"輸出電壓約為3V。CMOS數字集成電路的工作電壓范圍寬，靜態(tài)功耗低，抗干擾能力強，更具優(yōu)點(diǎn)。數字集成電路有個(gè)特點(diǎn)，就是它們的供電引腳，如16腳的集成電路，其第8腳是電源負極，16腳是電源正極；14腳的，它的第7腳是電源的正極。

通常CMOS集成電路工作電壓范圍為3-18V，所以不必像TTL集成電路那樣，要用正正好好的5V電壓。CMOS集成電路的輸入阻抗很高，這意味著(zhù)驅動(dòng)CMOS集成電路時(shí)，所消耗的驅動(dòng)功率幾乎可以不計。同時(shí)CMOS集成電路的耗電也非常的省，用CMOS集成電路制作的電子產(chǎn)品，通常都可以用干電池供電。

CMOS集成電路的輸出電流不是很大，大概為10mA左右，但是在一般的電子制作中，驅動(dòng)一個(gè)LED發(fā)光二極管還是沒(méi)有問(wèn)題的。此外，CMOS集成電路的抗干擾能力也較強，即行話(huà)所說(shuō)的噪聲容限較大，且電源電壓越高，抗干擾能力越強。

電子制作中常用的數字集成電路有4001、4011、4013、4017、4040、4052、4060、4066等型號，建議多買(mǎi)些備用。市場(chǎng)上的數字集成電路進(jìn)口的較多，產(chǎn)品型號的前綴代表生產(chǎn)公司，常見(jiàn)的有MC1XXXX（摩托羅拉）、CDXXXX（美國無(wú)線(xiàn)電RCA）、HEFXXXX（飛利普）、TCXXXX（東芝）、HCXXXX（日立）等。一般來(lái)說(shuō)，只要型號相同，不同公司的產(chǎn)品可以互換。這里有一張表，是關(guān)于集成電路前綴及其生產(chǎn)公司的。

需要注意的是，CMOS集成電路容易被靜電擊穿，因此需要妥善保存。一般要放在防靜電原包裝條中，或用錫箔紙包好。另外焊接的時(shí)候，要用接地良好的電烙鐵焊，或者索性拔掉插頭，利用余熱焊接。不過(guò)說(shuō)實(shí)話(huà)，現在的CMOS集成電路因為改進(jìn)了生產(chǎn)工藝，防靜電能力都有很大提高，不少人都不太注意為CMOS集成電路防靜電，IC卻也活著(zhù)。

這里是TC4066（電子模擬開(kāi)關(guān)） 的外形圖：

第四節 模擬集成電路

模擬集成電路被廣泛地應用在各種視聽(tīng)設備中。收錄機、電視機、音響設備等，即使冠上了"數碼設備"的好名聲，卻也離不開(kāi)模擬集成電路。

實(shí)際上，模擬集成電路在應用上比數字集成電路復雜些。每個(gè)數字集成電路只要元器件良好，一般都能按預定的功能工作，即使電路工作不正常，檢修起來(lái)也比較方便，1是1，0是0，不含糊。模擬集成電路就不一樣了，一般需要一定數量的外圍元件配合它工作。那么，既然是"集成電路"，為什么不把外圍元件都做進(jìn)去呢？這是因為集成電路制作工藝上的限制，也是為了讓集成電路更多地適應于不同的應用電路。

對于模擬集成電路的參數、在線(xiàn)各管腳電壓，家電維修人員是很關(guān)注的，它們就是憑借這些判斷故障的。對業(yè)余電子愛(ài)好者來(lái)說(shuō)，只要掌握常用的集成電路是做什么用的就行了，要用時(shí)去查找相關(guān)的資料。

許多電子愛(ài)好者都是從裝收音機、音響放大器開(kāi)始的，用集成電路裝，確實(shí)是一種樂(lè )趣。相信大家對這兩者也都感興趣。裝的收音機有兩種，一是AM中波的，通常用CIC7642、TA7641集成塊裝。另一種是FM調頻的，通常要求具有一定的水平，用TDA7010、TDA7021、TDA7088，CXA1019（CXA1191）、CXA1238等。這些集成塊也是收音機長(cháng)商所采用的經(jīng)典IC。

CIC7642外形象一個(gè)9013，僅三個(gè)引腳，工作于1.5V下，其內部集成了多個(gè)三極管，用于組裝直放式收音機，而且極易成功，因此許多電子入門(mén)套件少不了它。其兼容型號為MK484、YS414，許多進(jìn)口的微型收音機、電子表收音機都用。
TA7641P裝出來(lái)的收音機為超外差式，性能要好，但是因為有中周，制作調試都有點(diǎn)復雜，如果能買(mǎi)到套件組裝，那也不算麻煩（照著(zhù)指示把元件焊到電路板上就行啦：－〕。
TDA7000系列是飛利普公司的產(chǎn)品，有bitbaby沒(méi)見(jiàn)過(guò)的TDA7000，以及TDA7010T，TDA7021T，TDA7088T，后三者有個(gè)后綴T，表示是微型貼片封裝的。bitbaby也沒(méi)見(jiàn)過(guò)標準DIP（雙列直插塑封）封裝的，所以盡管它們的應用電路簡(jiǎn)單，做起來(lái)可麻煩，整個(gè)集成電路和一粒赤豆差不多大。（下面有圖）TDA7088T是可以用變容管和電位器實(shí)現電調諧的。
CXA1019是索尼公司生產(chǎn)的， CXA1191是它的改進(jìn)型號，它們被稱(chēng)為單片AM/FM收音集成電路，因為一片IC包含了從高頻放大、本振到中頻放大、低頻（音頻）放大的所有功能。CXA1238是AM/FM立體聲收音集成電路，它不包括音頻放大器，但有立體聲解碼功能，通常用于WALKMAN收放機等。
這里有個(gè)知識，就是CXA的收音IC同一型號有三種不同的大�。�即后綴M型為貼片封裝，S型為小型封裝，P型為DIP封裝）。

音響功放電路也是電子愛(ài)好者們津津樂(lè )道的話(huà)題。通過(guò)親手制作，不但深入了解了原理，更是具有意義。bitbaby并不是發(fā)燒友（也燒不起），對吹毛求疵的"金耳朵"更是持有懷疑態(tài)度。請各位新手不要誤入歧途。做一套實(shí)用的音響才是聰明之舉，不要相信什么"把XXXX IC換成運放之皇NE5532后效果立竿見(jiàn)影"。

Bitbaby幫別人裝過(guò)許多功放，也有不少經(jīng)驗。有的雖然只是用收錄機用的功放集成塊，但因為用了較大功率的電位器、較大容量的濾波電容、較大口徑的揚聲器，效果還是比收錄機好。

TA7240P是收錄機中常用的功放IC，雙聲道，各5.8W，12V左右供電，音質(zhì)一般般。
TDA1521是高保真功放IC，功率較大，音質(zhì)較好，上點(diǎn)檔次的電腦有源音箱也都用該集成塊。
LM1875（TDA2003、TDA2030、TDA2030A）等應用電路差不多，功率不同，TDA2030A是TDA2030的改進(jìn)型，功率稍大。這些集成塊應用也很多，但假貨也多，有的假貨是用廉價(jià)IC打磨過(guò)的，有的則是粗制濫造。
傻瓜功放是一種厚膜集成電路，其實(shí)不過(guò)是把各分立元件封裝在一起，只有輸入引腳用來(lái)接音源，輸出引腳接音箱，以及電源引腳，方便了使用。
此外，還有TDA2822、LM386等的小功率音頻放大器，在電池供電的產(chǎn)品中作功放。用它們也可做有源音箱，廉價(jià)的有源音箱就用它們。

關(guān)于這些集成電路的使用，Bitbaby將在以后貼出文章。

這里是TDA7010T的樣子：