電子元器件的篩選與檢測 - 全文

　　動手準(zhǔn)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程中不浪費時間，減少差錯，同時也保證制成后的裝置能長期穩(wěn)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(guī)的工業(yè)化生產(chǎn)中，都設(shè)有專門的元器件篩選檢測車間，備有許多通用和專用的篩選檢測裝備和儀器，但對于業(yè)余電子愛好者來說，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，因為許多電子愛好者所用的電子元器件是郵購來的，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(xiàn)電路不能正常工作，再去檢查，不僅浪費很多時間和精力，而且拆來拆去很容易損壞元件及印刷電路板。

　?、磐庥^質(zhì)量檢查

　　拿到一個電子元器件之后，應(yīng)看其外觀有無明顯損壞。如變壓器，看其所有引線有否折斷，外表有無銹蝕，線包、骨架有無破損等。如三極管，看其外表有無破損，引腳有無折斷或銹蝕，還要檢查一下器件上的型號是否清晰可辨。對于電位器、可變電容器之類的可調(diào)元件，還要檢查在調(diào)節(jié)范圍內(nèi)，其活動是否平滑、靈活，松緊是否合適，應(yīng)無機械噪聲，手感好，并保證各觸點接觸良好。

　　各種不同的電子元器件都有自身的特點和要求，各位愛好者平時應(yīng)多了解一些有關(guān)各元件的性能和參數(shù)、特點，積累經(jīng)驗。

　?、?a href="http://ttokpm.com/v/tag/2364/" target="_blank">電氣性能的篩選

　　要保證試制的電子裝置能夠長期穩(wěn)定地通電工作，并且經(jīng)得起應(yīng)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(yīng)力或多種應(yīng)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(yīng)力等級選擇適當(dāng)，劣質(zhì)品會失效，而優(yōu)良品則會通過。人們在長期的生產(chǎn)實踐中發(fā)現(xiàn)新制造出來的電子元器件，在剛投入使用的時候，一般失效率較高，叫做早期失效，經(jīng)過早期失效后，電子元器件便進(jìn)入了正常的使用期階段，一般來說，在這一階段中，電子元器件的失效率會大大降低。過了正常使用階段，電子元器件便進(jìn)入了耗損老化期階段，那將意味著壽終正寢。這個規(guī)律，恰似一條浴盆曲線，人們稱它為電子元器件的效能曲線，如圖1所示。

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　　電子元器件失效的原因，是由于在設(shè)計和生產(chǎn)時所選用的原材料或工藝措施不當(dāng)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始就進(jìn)入正常使用階段，減少失效，增加其可靠性。

　　在正規(guī)的電子工廠里，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，模擬實際工作條件，再加上+80℃-+180℃的高溫經(jīng)歷幾個小時，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)余愛好者來說，在單件電子制作過程中，是不太可能采取這些方法進(jìn)行老化檢測的，在大多數(shù)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，也可采用簡易電老化方式，可采用一臺輸出電壓可調(diào)的脈動直流電源，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(diào)整流過元器件的電流強度，使其功率為1.5-2倍額定功率，通電幾分鐘甚至更長時間，利用元器件自身的特性而發(fā)熱升溫，完成簡易老化過程。

　　⑶元器件的檢測

　　經(jīng)過外觀檢查以及老化處理后的電子元器件，還必須通過對其電氣性能與技術(shù)參數(shù)地測量，以確定其優(yōu)劣，剔除那些已經(jīng)失效的元器件。當(dāng)然，對于不同的電子元器件應(yīng)有不同的測量儀器，但對于業(yè)余電子愛好者來說，一般不具備專用電子測量儀器的條件，但起碼應(yīng)有一塊萬用電表，利用萬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(shù)很多，我們要根據(jù)業(yè)余制作牽涉到的必須要弄清楚的有關(guān)參數(shù)進(jìn)行檢測，而不必對該元器件的所有參數(shù)都一一檢測。下面例舉幾種基本元器件的檢測。

　?、?a target="_blank">電阻器。它是所有電子裝置中應(yīng)用最為廣泛的一種元件，也是最便宜的電子元件之一。它是一種線性元件，在電路中的主要用途有：限流、降壓、分壓、分流、匹配、負(fù)載、阻尼、取樣等。

　　檢測該元件時，主要看它的標(biāo)稱阻值與實際測量阻值的偏差程度。在大量的生產(chǎn)中，由于加工過程中各道工序?qū)?a target="_blank">電阻器的作用，電阻器的實際值不可能做到與它的標(biāo)稱值完全一致，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%。再加上萬用電表檢測電阻器時的誤差，一般要求其誤差不超過允許偏差的10%即認(rèn)為合格。同時亦可通過外觀檢查綜合判斷其優(yōu)劣。

　?、?a href="http://ttokpm.com/tags/電容/" target="_blank">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，同時也是容易失效的元件。在檢查電容器時，如果電解電容器的貯存期超過了三年，可以認(rèn)為該元件已經(jīng)失效。有些電容器上沒有出廠年限標(biāo)志，外觀則完好無損，肉眼很難判斷出它的質(zhì)量問題，因此就必須要對它進(jìn)行檢測。

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　?電容器在電路中擔(dān)任隔直、濾波、旁路、耦合、中和、退耦、調(diào)諧、振蕩等。它的常見故障有擊穿、漏電、失效(干涸)。用萬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，這時應(yīng)選用歐姆檔的最高量程(R×1kΩ或R×10kΩ)來測量。如圖2所示。當(dāng)萬用電表的兩根表棒與電容器的兩引腳相接時，表針先向順時間方向偏轉(zhuǎn)一個角度，此時稱為電容器的充電，當(dāng)充電到一定程度時，電容器又開始放電，此時萬用電表的指針便返回到∞位置。在測量過程中，表針擺動的角度越大，說明所檢測的電容器容量越大。表針返回后越接近∞處，說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。

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　　測量電解電容器時，由于其引腳有正、負(fù)極之分，應(yīng)將紅表棒接電容器的負(fù)極，黑表棒接電容器的正極，這樣測量出來的漏電電阻才是正確的。反接時一般漏電電阻要比正接時小，利用這一點，還可判斷出無極性標(biāo)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，表針擺動一下回不到∞處，而是停留在0-∞處的中間某一位置上，說明該電容器漏電嚴(yán)重;也可采取圖3所示的辦法。在萬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(yīng)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，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、拉線電容器，亦可用萬用電表檢測出它們有否碰片或漏電、短路等。

　　③電感器。電感器是一種非線性元件，可以儲存磁能。由于通過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(fù)載、振蕩、陷波、調(diào)諧、補償、偏轉(zhuǎn)等。利用萬用電表對其進(jìn)行檢測時，即只能判斷出它的直流電阻值，如果已經(jīng)標(biāo)明了數(shù)值的電感器，只要其直流電阻值大致符合，即可視為合格。

　?、芫w二極管。晶體二極管是一種非線性器件，它的正、反兩個方向的電阻值相差懸殊，這就是二極管的單向?qū)щ娦?。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。

　　用萬用電表測量二極管時，可選用歐姆檔R×1kΩ。由于二極管具有單向?qū)щ娦?，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(yīng)比正向電阻大數(shù)百倍以上。用紅表棒接二極管的正極，黑表棒接它的負(fù)極，測得的是反向電阻。反之，紅表棒接二極管的負(fù)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、反向電阻都是無窮大，說明該二極管內(nèi)部已開路;如果它的正、反向電阻均為0，說明二極管內(nèi)部已短路;如果它的正、反向電阻相差無幾，說明二極管的性能變差失效。出現(xiàn)以上三種情況的二極管均不能使用。

　?、菥w三極管。三極管是電子裝置中的重要元件，它的質(zhì)量優(yōu)劣直接關(guān)系到系統(tǒng)工作的可靠性和穩(wěn)定性，因此，它是最需要進(jìn)行老化篩選的元件之一。已知一個三極管的型號和管腳排列，可采用如下簡易測試法來判斷它的性能。應(yīng)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(nèi)的高電壓損壞三極管。

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　　在檢查三極管的穿透電流大小時，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(yīng)與管腳對調(diào)。萬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，對于中功率的鍺管，此值應(yīng)大于數(shù)千歐;對于硅管，此值應(yīng)大于數(shù)百千歐。如果所測得的數(shù)值過小，說明管子的穿透電流大，管子的性能不好。如果測量時萬用電表的表針搖擺不定，說明管子的穩(wěn)定性很差。如果測得的阻值接近于零，說明管子內(nèi)部已擊穿短路，不能使用。

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　　在檢查三極管的放大性能β值時，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則按虛線方式連接。測量時表針應(yīng)向右偏轉(zhuǎn)，其偏轉(zhuǎn)角度越大，說明管子的放大倍數(shù)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(nèi)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(jié)型場效應(yīng)管，已知型號與管腳，如果用萬用電表測G(柵極)和S(源極)之間，G與D(漏極)之間沒有PN結(jié)電阻，說明該管子已壞。用萬用電表的R×1kΩ檔，其表棒分別接在場效應(yīng)管的S極和D極上，然后用手碰觸管子和G極，若表針不動，說明管子不好;若表針有較大幅度的擺動，說明管子可用。結(jié)型場效應(yīng)管電路符號與引腳如圖6所示。

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　　以上所述的管子測量方法雖是粗略的，但一般都切實可行，如欲進(jìn)行更嚴(yán)格的測量篩選，則宜使用專門的測試儀器。

　?、?a target="_blank">集成電路。集成電路的門類、品種很多，在業(yè)余條件下，電子愛好者似乎沒有特別的測試方法，采用萬用電表進(jìn)行測量時，只能對照已知的集成塊引腳數(shù)據(jù)，用測得的數(shù)據(jù)與已知的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，從而判斷出被測集成塊的好壞。也可以搭一個簡單的試驗電路，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。如對音樂集成電路進(jìn)行測試，可先制作一個簡易電路，留出音樂集成電路的插腳(或用夾子)，將音樂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。如果你有時間也樂于動手的話不妨自制一些常用的集成電路的簡易試驗儀器(參見本站工具儀表一欄)，可方便日后的電子電路制作。

　?、?其它電子元器件。如常用的各種開關(guān)、接插件、發(fā)光二極管、揚聲器、耳機等，主要用萬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，也可用電池組來試驗其發(fā)光或發(fā)聲程序，以此來判斷其優(yōu)劣。