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手机中常见元器件的认识

2010-02-27  三合贾老师

手机中常见元器件的认识
 

       手机电路中的基本元件主要包括电阻、电容、电感、晶体管等。由于手机体积小、功能强大,电路比较复杂,决定了这些元件必须采用贴片式安装(SMD),片式元件与传统的通孔元器件相比,贴片元件安装密度高,减小了引线分布的影响,降低了寄生电容和电感,高频特性好,并增强了搞电磁干扰和射频干扰能力。
一、电阻
表面贴片安装的电阻元件外型多呈薄片形状,引脚在元器件的两端。电阻一般为黑色,手机中的电阻大多末标出其阻值,个别个头稍大的电阻在其表面一般用三位数表示其阻值的大小,三位数的前两位数是有效数字,第三位数是10的指数。如100表示10n102表示1000n1kn,当阻值小于10n时,以*R*表示,将R看作小数点,如5R1表示5.1Ω
个别手机采用了组合电阻,如诺基亚8210手机的R805R120就采用了组合电阻,共有四个引脚和外电路
相连,内部电路如图2—1所示。

二、电容
在手机中,电容一般为黄色或淡蓝色,个别电解除电容也用红色的,电解电容稍大,无极性电容很小,最小的只有1mmx2mm,有的电容在其中间标出两个字符,大部分电容则未标出其容量。手机中的电解电容,在其一端有一较窄的暗条,表示该端为其正极。
对于标出容量的电容,一般其第一个字符是英文字母,代表有效数字,第二个字符是数字,代表10的指数,电容单位为pF,具体含义见表2-1所示。

例,一个电容器标注为G3,通过查表,查出G=1.83=103,那么,这个电容器的标称值为1.8x
103=1800pF

电解电容器当其外壳极性标志不清时,可用下述方法进行判别:
用指针式万用表的R×10K挡,分别两次对调测量电容器两端的电阻值,当表针稳定时,比较两次测量的读数的大小,取值较大的读数时,这时万用表黑笔接的是电容器的正极,红笔接的是电容器的负极,其原理一是利用了万用表内部的电池用电源,二是利用了电解电容反向漏电流比正向漏电流大的特性。
三、电感和微带线
电感是一个电抗器件,它在电子电路中也经常使用。将一根导线绕在铁芯或磁芯上或一个空心线圈就是一个电感。在手机电路中,一条特殊的印刷铜线即构成一个电感,在一定条件下,又称其为微带线。电感的主要物理特征是将电能转换为磁能并储存起来,也可说它是一个储存磁能的元件。电感是利用电磁感应的原理进行工作的。当有电流流过某一根导线时,就会在这根导线的周围产生电磁场,而这个电磁场又会对处在这个电磁场范围内的导线产生电磁感应现象。
与手机板上的电阻、电容不同的是,手机电路中的电感的外观形状多种多样,有的电感很大,从外观上很容易判断;但有的电感的外观形状和电阻。电容的外观相差不大,很难判断。用万用表的欧姆档可以检查电感是否开路。
手机电路中比较常见的电感有以下几种:一种是两端银白色,中间是白色的;另一种是两端是银白色,中间是蓝色的。还有一种电源电路的电感,体积比较大,一般为圆形或方形,黑色,很容易辨认。如摩托罗拉V998手机的储能电感L901(黑色,方形),三星188手机的储能电感L401(黑色,圆形)等。
需要说明的是:在部分手机电路中,还常常用一段特殊形状的铜皮来构成一个电感。通常我们把这种电感称为印刷电感或微带线。在手机电路中,微带线一般有两个方面的作用。一是它把高频信号能较有有效有传输;二是微带线与其它固体器件如电感、电容等构成一个匹配网络,使信号输出端与负载能很好地匹配。微带线耦合器常用在射频电路中,特别是接收的前级和发射的末级。用万用表量微带线的始点和末点是相通的,但绝不能将始点和末点短接。微带线结构如图2-2所示。

四、二极管
手机中的二极管主要有以下几种:
1.
普通二极管
普通二极管是利用二极管的单向导电性来工作的,有两个引脚,一般为黑色,在其一端有一白色的竖条,表示该端为负极。
2.
稳压二极管
稳压二极管简称稳压管,是利用二极管的反向击穿特性来工作的。在手机电路中,它常常用于受话器(喇叭、扬声器)电路、振动器电路和铃声电路。由于手机电路所使用的受话器、蜂鸣器和振动器都带有线圈,当这些电路工作时,由于线圈的感生电压会导致一个很高的反峰电压,稳压二极管就是用来防止这个反峰电压引起电路损坏的。
另外,在手机的充电电路、电源电路也较多地采用了稳压二极管。
3.
变容二极管
变容二极管是采用特殊工艺使PN结电容随反向偏压变化比较灵敏的一种特殊二极管。二极管结电容的大小除了与本身结构和工艺有关外,还与外加的反向电压有关。
与一般的二极管不同的是,变容二极管需要反向偏压才能正常工作,即变容二极管的负极接电源的正极,变容二极管的正极接电源的负极。
当变容二极管的反向偏压增大时,变容二极管的结电容变小;当变容二极管的反向偏压减小时,变容二极管的结电容增大。
变容二极管是一个电压控制元件,通常用于振荡电路,与其他元件一起构成VCO(压控振荡器)。在VCO电路中,主要利用它的结电容随反偏压变化而变化的特性,通过改变变容二极管两端的电压便可改变变容二极管电容的大小,从而改变振荡频率。
一般情况下,在手机电路中,只要看到变容二极管的符号,基本上可以断定这个电路是一个压控振荡器。变容二极管既然是一个电压控制元件,那么它所存在的电路就有一个电压控制信号。
在手机电路中,这个电压控制信号是来自频率合成环路中的鉴相器输出端。

4.发光二极管 发光二极管在手机中主要被用来作背景灯及信号指示灯,发光二极管一般分发红光、绿光、黄光等几种,发光二极管的发光的颜色取决于制造材料。发光二极管对工作电流有要求,一般为几毫安(mA)至几十毫安,发光二极管的发光强度基本上与发光二极管的正向电流成线形关系。但如果流过发光二极管的电流太大,就有可能造成发光二极管损坏。在实际运用中,一般在二极管电路中串接一个限流电阻,以防止大电流将发光二极管损坏。发光二极管只工作在正偏状态。正常情况下,发光二极管的正向电压在15-3V之间。
另外,还有一些特殊的发光二极管,如红外二极管。目前越来越多的手机中都使用了红外发光二极管,它被用来进行红外线传输。

5.组合二极管
所谓组合二极管,也就是说,由几个二极管共同构成一个二极管模块电路。如三星A288手机开关机控制电路的D107就是一个组合二极管,内部集中了四个二极管共同构成一个模块结构,内部电路结构及实物如图2-3所示。

组合二极管还有三支脚、四支脚的,这些组合二极管在三星手机中应用较多,这里不再一一分析。
五、三极管
1.
三极管的结构
手机电路中使用的三极管都是SMD器件,从电路结构上可分为以下几种:
(1)
普通三极管
普通三极管有三个电极的,也有四个电极的,外型及管脚排列如图2-4所示。

四个引脚的三极管中,比较大的一个引脚是三极管输出端,另有两个引脚相通是发射极,余下的一个是基极。
晶体三极管的外型和双二极管(即两个二极管组成的元件,也为三个引脚)、场效应管极为相似,判断时应注意区分,以免造成误判。
(2)
带阻三极管
带阻三极管是由一个三极管及一、二个内接电阻组成的,如图2—5所示。

带阻三极管在电路中使用时相当于一个开关电路,当状态转换三极管饱和导通时Ic很大,ce间输出电压很低,当状态转换三极管截止时,Ic很小,ce间输出电压很高,相当于VCC(供电电压)。管子中的R1决定了管子的饱和深度,R1越小,管子饱和越深,Ic电流越大,ce间输出电压很低,抗干扰能力越强,但R1不能太小,否则会影响开关速度。R2的作用是为了减小管子截止时集电极反向电流,·并可减小整机的电源消耗。带阻三极管外观结构上与普通三极管并无多大区别,要区分它们只能通过万用表进行测量。
(3)
组合三极管
所谓组合三极管,就是由几个三极管共同构成一个模块。组合三极管在手机电中得到了广泛的应用。如摩托罗拉V998手机的混频管Q1254(见图2-6,内部由二个普通三极管组成)

A188手机的开机控制管U608(见图2-7,内部由二个带阻三极管组成)等都是组合三极管。

2.三极管的判别
(1)
管脚的判别
将万用电表置于电阻Rxlk挡,用黑表笔接三极管的某一管脚(假设作为基极),再用红表笔分别接另外两个管脚。如果表针指示的两次都很大,该管便是PNP管,其中黑表笔所接的那一管脚是基极。若表针指示的两个阻值均很小,则说明这是一只NPN管,黑表笔所接的那一管脚是基极。如果指针指示的阻值一个很大,一个很小,那么黑表笔所接的管脚就不是三极管的基极,再另换一外管脚进行类似测试,直至找到基极。
判定基极后就可以进一步判断集电极和发射极。仍然用万用表Rxlk档,将两表笔分别接除基极之外的两电极,如果是PNP型管,用一个100k电阻接于基极与红表笔之间,可测得一电阻值,然后将两表笔交换,同样在基极与红表笔间接100k电阻,又测得一电阻值,两次测量中阻值小的一次红表笔所对应的是PNP管集电极,黑表笔所对应的是发射极。如果NPN型管,电阻100k就要接在基极与黑表笔之间,同样电阻小的一次黑表笔对应的是NPN管集电极,红表笔所对应的是发射极。在测试中也可以用潮湿的手指代替100k电阻捏住集电极与基极。注意测量时不要让集电极和基极碰在一起,以免损坏晶体管。
(2)
锗管和硅管的判别
用数字万用表测量管子基极和发射极PN结的正向压降,硅管的正向压降一般为0.5—0.8V,锗管正向压降,一般为0.2—0.4V

六、场效应管
场效应管与三极管相似,但两者的控制特性却截然不同,三极管是电流控制元件,通过控制基极电流达到控制集电极电流或发射极电流的目的,即需要信号源提供一定的电流才能工作,因此,它的输入电阻较低,场应管则是电压控制元件,它的输出电流决定于输入电压的大小,基本上不需要信号源提供电流,所以,它的输入阻抗很高,此外,场效应管还具有开关速度快、高频特性好、热稳定性好,功率增益大、噪声小等优点,因此,在手机电路中得到了广泛的应用。
场效应管分为普通场效应管和组合场效应管,外观结构和普通三极管及组合三极管相似,维修和代换时应注意区分。
场效应管按其结构的不同可分为结型场效应管和绝缘栅(金属氧化物)场效应管两种类型,其中金属氧化物场效应管在手机中应用最多。
手机使用的金属氧化物功率场效应管,多数采用N沟道场效应管,个别则采用了P沟道场效应管,检修时应加以区分。
1.
结型场效管的判别
将万用表置于RXlk档,用黑表笔接触假定为栅极G管脚,然后用红表笔分别接触另两个管脚。若阻值均比较小(5?--10),再将红、黑表笔交换测量一次。如阻值均很大,属N沟道管,且黑表接触的管脚为栅极G,说明原先的假定是正确的。同样也可以判别出P沟道的结型场效应管。
2.
金属氧化物场效应管的判别
(1)
栅极G的判定
用万用表Rxl00挡,测量功率场效应管任意两引脚之间的正、反向电阻值,其中一次测量中两引脚电阻值为数百欧姆,这时两表笔所接的引脚是D极与S极,则另一引脚未接表笔为G极。
(2)
漏极D、源极S及类型的判定
用万用表RxlokD,挡测量D极与S极之间正、反向电阻值,正向电阻值约为0.2x10kfl,反向电阻值在(5—∞)x10kfl。在测反向电阻时,红表笔所接引脚不变,黑表笔脱离所接引脚后,与G极触碰一下,然后黑表笔去接原引脚,此时会出现两种可能:
若万用表读数由原来较大阻值变为零,则此时红表笔所接为S极,黑表笔所接为D极。用黑表笔触发G极有效(使功率场效应管D极与S极之间正、反向电阻值均为012),则该场效应管为N沟道型。
若万用表读数仍为较大值,则黑表笔接回原引脚不变,改用红表笔去触碰G极,然后红表笔接回原引脚,此时万用表读数由原采阻值较大变为0,则此时黑表笔所接为S极,红表笔所接为D极。用红表笔触发G,极有效,该场效应管为P沟道型。
(3)
金属氧化物场效应管的好坏判别
用万用表Rxlkll挡去测量场效应管任意两引脚之间的正、反向电阻值。如果出现两次及两次以上电阻值较小(几乎为0xkll),则该场效应管损坏;如果仅出现一次电阻值较小(一般为数百欧姆),其余各次测量电阻值均为无穷大,还需作进一步判断。用万用表Rxlkfl挡测量D极与S极之间的正、反电阻值。对于N沟道管,红表笔接S极,黑表笔先触碰G极后,然后测量D极与S极之间的正、反向电阻值。若测得正、反向电阻值均为0fl,该管为好的,对于P沟道管,黑表笔接S极,红表笔先触碰G极后,然后测量D极与S极之间的正、反向电阻值,若测得正、反向电阻值均为01l,则该管是好的。否则表明已损坏。
需要说明的是:金属氧化物场效应管其栅极很容易感应电荷而将管子击穿,维修时应注意防静电。

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