* м^ С11)НЛХ()ЖД1-НИЕ СИМВОЛА

0

А АМПЕРМЕТР

V ВОЛЬТМЕТР

"«А - МИЛЛИАМПРРМЕТР

И I Д.

ИЗМЕРИТЕЛЬНЫЕ ПРИБОРЫ

ГАЛЬВАНИЧЕСКИЙЭЛЕМЕНТ

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

НА ШАССИ

О 5 k

УЗЕП ИЛИМОДУЛЬ

АНТЕННА

ГОЛОВНЫЕ ТЕЛЕФОНЫ

^[]ь

КРИСТАЛЛИЧЕСКИЙ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЙДВИГАТЕЛЬ

НЕСКОПЬКО

ГАЛЬВАНИЧЕСКИХЭЛЕМЕНТОВ

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ БАТАРЕИ

ЗЕМЛЯ

ЗАЗЕМЛЕНИЕ

ППАВКИЙПРЕДОХРАНИТЕЛЬ

0=

ТЕЛЕГРАФНЫЙ

МИКРОФОН

КОНТАКТЫ

НЕРАЗЪЕМ-

вдюще го УСТРОЙСТВА

СЕТЕВАЯ ВИЛКА

СЕГЬВАП

РАЗЪЕМ-

КОАКСИАЛЫК)! ГНЕЗДО

КОАКСИАЛЬНЫЙ ШТЕКЕР

ВИЛКд'А

«—

ЭПГКТРОПРОИГ РЫ-

МНОГОКОНТАКТНЫЙ СОРДИНИТЕЛЬ

一及@-

ОБЫЧНЫЙ СОЕДИНГНИЯ

PO3I ТКА

ГНЕЗДО

「мгздо дпяПОДК11Ю <ЕН5Х

ЛОГИЧЕСКИЙЭЛЕМЕНТ

ЛОГИЧЕСКИЙЭЛЕМЕНТ

МИКРОФОНА

ЭКРАНИРОВАННЫЙ

ТЕЛЕФОННОЕ ГНЕЗДО

ТЕЛЕФОННЫЙ ШТЕКЕР

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕСОЕДИНИТЕЛИ

ПРОВОД

ЭКРАНИ-

РОВАННЫЙМНОГОЖИЛЬНЫЙПРОВОД

ОБЩИЙ ПРОВОД

I1

КОАКСИ-АЛЬНЫЙКАБЕЛЬ

ЭКРАНИРУЮЩИЙ КОЖУХ

ЭКРАНИРОВАНИЕ

■О0-

ИНВЕРТОР

ЛОГИЧЕСКИЕ

ПРОЧИЕЛОГИЧЕСКИЕЭЛЕМЕНТЫ

ЭЛЕМЕНТЫ

НЕОНОВАЯ ЛАМПА

冃二

：ОНТРОЛ1эНАЯ ЛАМПА

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕЛАМПЫ

КАНАЛ Л-ТИПА

КАНАЛ Р-ТИПА

ДВУХЗАТВОРНЫЕ ПОЛЕВЫЕ МОП-ТРАНЗИСТОРЫ

КАНАЛ Л-Т ИЛАКАНАЛ П-ТИПА

3® ： 、④:

КАНАЛ рТИПА КАНАЛ р-ТИПА КАНАЛ р-ТИПА

ПОЛЕВОЙ ПОЛЕВОЙ ТРАНЗИСТОР ОДНОПЕРЕХОДНЫЙ МОП-ТРАНЗИСТОР С УПРАВЛЯЮЩИМ ТРАНЗИСТОР рпПЕРЕХОДОМ

ЛИНЕЙНЫЕ ИНТЕГРАЛЬНЫЕ СХЕМЫ

ГРАНЗИСТОРЫ

The 555 Project Book

Robert J. Traister

TAB BOOKS INC.

Blue Ridge Summit PA 17214

Перевод с английского

В. А. ДАВЫДОВА и А. И. ЗИЛЬБЕРМАНА

под редакцией канд. техн, наук Л. С. ХОДОША

Москва «Мир» 1988

ББК 32.85 Т66

УДК 621.38

Трейстер Р.

Т66 — Радиолюбительские схемы на ИС типа 555: Пер. с англ. — М.: Мир, 1988. — 263 с., ил.

ISBN 5-03-00114Ь2

Как самому собрать и отладить звуковой генератор н электронный орган, метроном и электронный таймер, устройство тревожной сигнализации и схему задержки? В книге американского автора приведены 33 схемы разнообразных электронных устройств, в которых используется широко распространенн а я ИС 555 (отечественный аналог — КРЮ06ВИ1). Каждая схема снабжена подробными рекомендациями по сборке, наладке и эксплуатации.

Для радиолюбителей и лиц, увлекающихся самодеятельным техническим творчеством.

2402020000—229

~ё41(01)—88— 166—88 % 1ББК 32.85

Редакция литературы по электронике

ISBN 5・O3・OO1141・2(PVCCK.)© 1985 by TAB Book Inc.

ISBN 0-8306-1996-8 (англ.) © 觀沢龈русски近…

От редактора перевода

В настоящее время интегральные схемы (ИС) находят все более широкое применение в радиолюбительской практике. Они используются в радиопередатчиках, радиоприемниках,звуковой аппаратуре, радиолюбительских измерительных приборах, бытовой электронной аппаратуре и т. д. Именно для радиолюбителей, приступающих к использованию ИС в своей деятельности или имеющих небольшой опыт их применения, и предназначена эта книга. Основное внимание в ней уделено ИС таймера серии 555 (отечественный аналог — КР1006ВИ1) и разнообразным радиолюбительским устройствам, выполненным на ее основе. Благодаря своей универсальности эта таймерная ИС получила широкое распространение за рубежом, уступая только операционным усилителям и стабилизаторам. О ее распространенности в радиолю- бительской практике свидетельствуют н те 33 устройства разнообразного назначения, которые описаны в данной книге. Краткие сведения об ИС 555 и основных схемах ее включения имеются в отечественной литературе, например в книге В. Л. Шило «Линейные интегральные схемы в радиоэлектронной аппара- туре》(М.: Советское радио, 1979). Однако приведенный там материал ориентирован на специалиста по радиоэлектронике В журнале《Радио》'(1986 г., № 7, с. 57—58) опубликована небольшая заметка Е. Пецюха н А. Казарца «Интегральный таймер КР1006ВН1》, посвященная отечественному аналогу ИС 555.

Предлагаемая книга успешно восполняет существующий пробел, так как вместе с подробными сведениями о самой ИС и схемах ее включения содержит описания многочисленных радиолюбительских устройств с детальными рекомендациями по их сборке и наладке. Но сначала автор в простой и доходчивой форме знакомит читателя с основами полупроводниковой микроэлектроники и дает ряд полезных советов

по выполнению монтажных работ при сборке радиолюбительских устройств и по оснащению рабочего места радиолюбителя. Применительно к американской элементной базе автор описывает основные виды компонентов микроэлектронных схем и простейшие методы измерения их параметров. Отдельная глава посвящена главному «действующему лицу» книги —• ИС таймера серии 555, ее основным параметрам, схемам включения и режимам работы. Для начинающих радиолюбителей будут весьма полезны советы и рекомендации автора (опытного радиолюбителя с большим стажем) по организации хранения электронных компонентов и радиодеталей.

Очень полезный материал, посвященный систематическому и последовательному подходу к поиску и устранению неисправностей, завершает книгу. Эти рекомендации автора помогут радиолюбителям всех категорий, занимающимся наладкой собственных устройств и схем, а также ремонтом радиоэлектронной аппаратуры самого различного назначения.

Главный раздел книги — это описание 33 радиолюбительских электронных устройств на основе тай* мерной ИС 555. Все они могут принести вполне реальную пользу в радиолюбительской практике и дают богатую пищу для пытливого ума с точки зрения развития предлагаемых схемных решений и расширения сферы их применения. Большой интерес для радиолюбительской практики представляют: простейшая схема звукового генератора (схема 4), электронный метроном (схема 5), разнообразные электронные таймеры (схемы 7, 18, 24), тональный генератор для изучающих азбуку Морзе на телеграфных ключах (схема 8), частотный калибратор для настройки радиоприемников (схема 13), низкочастотные тактовые генераторы (схемы 19, 20), схемы задержки (29,30). Молодые радиолюбители наверняка получат удовольствие от сборки, наладки и эксплуатации таких необычных устройств, как генератор звуковых эффектов (схема 17) и простейший электронный орган (схема 26). Хотелось бы особо подчеркнуть, что все схемы чрезвычайно просты в сборке и наладке (ни в одной из них не требуется печатный монтаж) и доступны даже начинающим радиолюбителям.

Книга будет интересна и полезна как начинающим, так и опытным радиолюбителям, а также руководителям радиокружков и клубных секций. Часть материала может представить интерес и для специалистов по радиоэлектронике.

Остановимся теперь на вопросах приобретения радиодеталей и электронных компонентов для радиолюбительской деятельности. В нашей стране их можно приобрести в специализированных радиомагазинах, отделах радиотоваров крупных универмагов, отделах уцененных товаров магазинов «Пнонер», «Юный техник», а также по почте — по каталогам Посылторга, имеющимся в отделениях связи. К сожалению, выбор радиотоваров в торговой сети пока не очень велик, а ИС КР1006ВИ1 в продажу практически не поступает. (В более благоприятном положении находятся организованные радиолюбители, занимающиеся в кружках при домах пионеров, радиоклубах и т. д., для которых существуют дополнительные источники снабжения.) Поэтому мы очень надеемся, что выход книги в свет поможет соответствующим министерствам оперативно решить эту конкретную проблему и более эффективно организовать торговлю радиолюбительскими товарами.

Ведь роль массового радиолюбительского творчества в решении задач ускорения научно-технического прогресса и подготовке квалифицированных специалистов по радиоэлектронике и вычислительной технике просто невозможно переоценить.

В заключение хочется пожелать успеха радиолюбителям, которые будут собирать схемы, приведенные в книге, и выразить надежду, что наиболее инициативные и пытливые из них создадут еще более интересные и гораздо более сложные устройства, чем описанные здесь. В конце книги помещен список отечественных аналогов для ИС и полупроводниковых приборов, включенных в приведенные схемы. Радиолюбителям, использующим в своей работе другие иностранные источники, рекомендуем для отыскания аналогов справочник А. В. Нефедова и В. И. Горде- евоП «Отечественные полупроводниковые приборы и их зарубежные аналогии. — М.• Радио к связь. 1986.

Л. С. Ходом

Моим старым друзьям Керку и Бетти Страттонам, которые были для меня источником вдсх* новения, когда я больше всего в этом нуждался.

ВВЕДЕНИЕ

Каково число различных схем, устройств и прибо- ров, в которых нашла применение ИС таймера 555? Точный ответ на этот вопрос дать невозможно, но можно смело утверждать, что на сегодняшний день оно составляет сотни тысяч. Число таких изделий растет с каждым днем, поскольку ИС 555 н 556 (два таймера 555 в одном корпусе) по-прежнему широко применяются в современной продукции, выпускаемой радиоэлектронной промышленностью. Тот факт, что ИС 555 на протяжении ряда лет не подвергалась различного рода усовершенствованиям и не была вытеснена более совершенными микросхемами,— обстоятельство довольно необычное для нашего времени, характеризующегося быстрым прогрессом в области электроники. ИС 555 применяется в самых разнооб- разных устройствах ——от таймеров, используемых вместо старинных песочных часов при варке яиц, до сложнейших частотомеров и компьютеров. Реализованные в ИС 555 способы генерации импульсов и формирования временных задержек полностью удовлетворяют требованиям, предъявляемым к подобным устройствам, и заслужили одобрение изготовителей электронной аппаратуры. По сравнению с современными микросхемами таймер 555 представляет собой довольно простую схему. Большинство компаний выпускают эту ИС в 8-выводном корпусе, а в нем, как в тайнике из пластмассы, металла и керамики, находятся более 25 транзисторов, столько же резисторов и большое число межсоединений. Если электрическую принципиальную схему ИС 555, размер корпуса которой составляет 13 X 6,5 мм, собрать на дискретных компонентах, то такая конструкция окажется намного дороже и много больше, а ее масса

составит около 0.5 кг. В ИС 555 все эти элементы размешены на миниатюрном кристалле кремния.^

Поскольку таймер 555 представляет собой сложную схему, выполненную на одном кристалле ИС, т° для него имеется огромное число возможных применений. В любительских приемопередатчиках ИС часто применяются в качестве низкочастотного звукового генератора сигнала, используемого для включения СВЧ-ретрансляторов. В импульсных устройствах она используется для формирования временных задержек с точностью до долей микросекунды. В компьютерах ИС 555 находит применение в качестве ге- нератора тактовых импульсов. Эту схему можно использовать даже для задания времени при варке яиц.

В настоящую книгу включены 33 схемы, выполненные на основе таймера типа 555. Они применимы в самых разнообразных областях и могут быть использованы для развлечения, экспериментирования,^а также в качестве функциональных блоков сложной электронной аппаратуры.

НС 555 представляет собой идеальное пособие для ознакомления с принципами разработки устройств на интегральных схемах. Несмотря на свою многофункциональность и эффективность, она, по всей видимости, является самой дешевой из всех имеющихся сегодня в продаже интегральных схем. Кроме того, 555 весьма «терпима» к неправильным включениям, ошибочной установке в схему компонентов с неверными номиналами, а также к ошибкам монтажа, что может немедленно вывести из строя другие, более чувствительные к подобному обращению НС.

Я надеюсь, что приведенные в этой книге практические советы окажутся полезными читателю, а описанные в ней схемы вызовут у него интерес, будут им без труда собраны и принесут определенную пользу. Экзотические ИС появлялись^ и исчезали, а ИС 555 продолжала оставаться одной из самых популярных схем в течение всего последнего десятилетия. Нет сомнений, что она сохранит сбои позиции и в последующие десять лет.

Глава ГМИКРОЭЛЕКТРОНИКАГлава ГМИКРОЭЛЕКТРОНИКА衣БтекаДм^衣БтекаДм^WWW.DMITRI.TKWWW.DMITRI.TK

Глава Г

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

Глава Г

МИКРОЭЛЕКТРОНИКА

衣БтекаДм^

衣БтекаДм^

WWW.DMITRI.TK

WWW.DMITRI.TK

Микроэлектроника ——это область электронной техники, охватывающая вопросы создания и эксплуатации электронных схем в микроминиатюрном исполнении. Этот же термин употребляется для описания изготовления микроминиатюрных электронных схем, содержащих диоды, транзисторы, интегральные микросхемы и другие компоненты. Данная книга стала возможна благодаря большим достижениям микроэлектроники, хотя она посвящена одной микросхеме, которая служит нам уже долгие годы.

Интегральная микросхема 555 называется таймером, но может быть применена во многих электронных устройствах. Она используется в электронной промышленности с самого момента своего появления. Хотя у нее уже довольно солидный возраст, она по- прежнему входит в некоторые наиболее сложные электронные устройства, которые выпускаются в настоящее время.

Я часто сравниваю таймер 555 со старой электронной лампой типа 6146, разработанной несколько десятилетий назад, когда возникла необходимость в универсальной генераторной и усилительной лампе, которая могла бы работать в широком диапазоне частот. Эта радиолампа заполнила очень большой разрыв между маломощными радиолампами н радиолампами большой мощности. Ее модернизированный вариант получил обозначение 6146А, позднее был выпущен вариант 6146В, к настоящему времени, возможно, появились уже модели С и D. Суть дела в том, что эта электронная лампа, сконструированная много лет назад, до сих пор не устарела в отличие от многих」2мп. разработанных в то же время.

То же самое можно сказать и об интегральной микросхеме 555. Она выпускается почти всеми фир- 10

мами, производящими полупроводниковые приборы, причем, несмотря на все усовершенствования, происшедшие благодаря успехам электронной промышленности, почти в своем первоначальном виде. Микроэлектроника совершенствует технику в целом, поскольку опа позволяет создавать сложнейшие микросхемы в миниатюрных корпусах, но трудно улучшить само совершенство, а микросхема 555 определенно близка к нему.

Микроэлектроника, или техника микроминиатюризации, как она иногда называется,— это развивающаяся в последние годы технология создания электронных схем и устройств в микроминиатюрных корпусах. Она объединяет много различных технических приемов. Микроэлектроника появилась в результате многолетних исследований и разработок в области электроники, направленных на то, чтобы получить миниатюрные схемы, которые выполняли бы те же функции, что и значительно более крупные схемы. По мере развития микроэлектронные схемы становятся все более сложными и более миниатюрными одновременно. Дискретные полупроводниковые приборы и микросхемы малой степени интеграции сейчас значительно потеснили электронные лампы, которые долгое время применялись в электронных системах. Но и их в свою очередь постепенно заменяют средние и большие интегральные схемы.

Микроэлектроника — это непрерывно расширяющаяся область электронной техники, которая в настоящее время охватывает многие типы интегральных схем (ИС), в том числе тонкопленочные, толстопленочные, гибридные и полупроводниковые. Все эти ИС находят широкое применение в цифровой, аналоговой и других видах электроники. Сейчас можно изготовить несколько схем на одном кристалле кремния, что еще больше увеличивает плотность упаковки и в то же время уменьшает размеры, массу и число внешних соединений. При этом также резко возрастают надежность, количество выполняемых логических функций и возможности систем на основе таких микросхем.

Полупроводниковой (монолитной) называется такая ИС, все электронные элементы которой объеди-

о。。。。" —пми inMU 丄1 '''丁 п 000001 oooool Au* hu hu П hu hu XMUn ooooolо。。。。" —пми inMU 丄1 '''丁 п 000001 oooool Au* hu hu П hu hu XMUn ooooolРис. 1.2. Сравнение размеров схемы на дискретных компонентах (а) и интегральной схемы (б) (без соблюдения масштаба).Рис. 1.2. Сравнение размеров схемы на дискретных компонентах (а) и интегральной схемы (б) (без соблюдения масштаба).

о。。。。" —пми inMU 丄1 '''丁 п 000001 oooool Au* hu hu П hu hu XMUn oooool

о。。。。" —пми inMU 丄1 '''丁 п 000001 oooool Au* hu hu П hu hu XMUn oooool

Рис. 1.2. Сравнение размеров схемы на дискретных компонентах (а) и интегральной схемы (б) (без соблюдения масштаба).

Рис. 1.2. Сравнение размеров схемы на дискретных компонентах (а) и интегральной схемы (б) (без соблюдения масштаба).

йены на миниатюрном кристалле кремния. Что это значит — легко понять, сравнив схему JK-триггера, собранного из дискретных полупроводниковых компонентов, с такой же схемой, изготовленной по интегральной технологии. Для изготовления первой схемы (рис. 1.1) требуется большое число дискретных приборов и соединений, а также выполнение многих операций герметизации и других технологических операций, каждая из которых представляет собой возможный источник неисправностей. Если же эта схема делается в интегральном исполнении на маленьком кристалле кремния, то количество паяных соединений резко сокращается, так как все элементы в схеме соединяются между собой внутри корпуса ИС при помощи процесса вакуумного напыления металла.

Такая микросхема в сравнении с предыдущей показана на рис. 1.2. В результате подобной замены

увеличиваются эффективность и надежность работы схемы и уменьшаются вероятность отказа, а, следовательно, необходимость поиска и устранения неисправностей. Из сказанного видно, что технология интегральных схем оказала большую помощь всей электронной промышленности.

Рис.Рис.

Рис.

Рис.

Процесс изготовления интегральной схемы довольно сложен и требует тщательности и точности выполнения. Прежде чем приступить к изготовлению микросхемы, выращенный кристалл кремния нужно разрезать на тонкие, как лист бумаги, пластины, как показано на рис. 1.3. Эти пластины затем шлифуются и полируются (с той стороны, которая будет использована для изготовления активных элементов). Обратная сторона пластины полируется только в специальных случаях. Во всех остальных случаях она оставляется шлифованной.

Шлифовка производится при помощи абразива (обычно это алунд), до тех пор пока не исчезнут все видимые следы резки. Только одна сторона пластины многократно полируется полировальными пастами со все более мелкими зернами. На последней стадии производится химическое травление, чтобы

Рнс. 1.4. Сборка интегральных схем.

удалить все нарушения поверхностного слоя, возник^ шие при полировке.

Следующий этап — это процесс диффузии, который осуществляется в специальной печи, в атмосфере, содержащей атомы примесей, куда помещается тщательно отполированная пластина. Печь показана на рис. 1.3. Атомы примесей служат для того, чтобы придать ИС требуемые электрические характеристики. Концентрация атомов примесей, вводимых в пла-» стину с помощью диффузии, задается путем поддержания нужной температуры в печи и времени, в течение которого пластина находится в ней. После того как вся пластина будет равномерно легирована примесями, начинается собственно изготовление полупроводниковых приборов. Таким образом одновременно могут быть изготовлены несколько сотен микросхем (рнс. 1.4).

Пленочные микросхемы

Пленочные микросхемы отличаются от полупроводниковых, описанных выше, тем, что их элементы получаются не с помощью диффузии примесей в подложку, а наращиваются слоями на подложке (обычно керамической) посредством осаждения, трафарет-

ной печати, травления либо путем сочетания этих операций. При помощи этой технологии изготавливаются только пассивные элементы, поскольку она не позволяет создавать активные элементы. Установка активных компонентов и электрические соединения между ними выполняются почти так же, как в обычных интегральных схемах или транзисторах осуще。 ствляется приварка внешних выводов. ,

Гибридные микросхемы

Гибридными можно назвать такие ИС, при изготовлении которых либо объединяются схемы двух или нескольких типов (т. е. пленочные и полупроводниковые) ,либо ИС одного или нескольких типов и дискретные компоненты. Конструкции гибридных ИС показаны на рис. 1.5. Основное преимущество гибрид* ных микросхем перед другими типами состоит в нх конструктивной гибкости. Этот тип ИС находит широкое применение при мелкосерийном выпуске электронных устройств и изготовлении высокочастотных схем специального назначения.

В гибридной технологии могут быть применены различные элементы и схемы, например дискретные компоненты, которые электрически и механически совместимы с интегральными схемами. Они используются для выполнения дополнительных функций, которые невозможно реализовать в составе полупроводниковых ИС, и могут быть изготовлены, испытаны и собраны по такой же технологии и на том же оборудовании. Готовые микросхемы поставляются в виде не смонтированных в корпуса кристаллов (бескорпус- ная микросхема). Такие кристаллы, как правило, идентичны по своим функциям тем, которые поступают в продажу в рамках основной номенклатуры изделий предприятия —— изготовителя микросхем. А чтобы получить законченную высококачественную микросхему, потребитель должен соответствующим образом присоединить выводы и смонтировать ее в корпус. Эти микросхемы обычно герметизируются для защиты от механических и атмосферных воздействий. Соединительные проводники из золотой проволоки диаметром 0,025 мм присоединяются к соответствующим вы<

ИСИСКорпусКорпустьнкопленбчйме резисторытьнкопленбчйме резисторыВнутрисхемные соединенияВнутрисхемные соединенияТдйкоплеяочный кЗпденсаторТдйкоплеяочный кЗпденсатор

ИС

ИС

Корпус

Корпус

тьнкопленбчйме резисторы

тьнкопленбчйме резисторы

Внутрисхемные соединения

Внутрисхемные соединения

Тдйкоплеяочный кЗпденсатор

Тдйкоплеяочный кЗпденсатор

ИСИСВнутрисхемные соединенияВнутрисхемные соединения11Рис. 1.5. Конструкция гибридной схемы.Рис. 1.5. Конструкция гибридной схемы.Ножка корпуса ТО-5Ножка корпуса ТО-5Тонкопленочный компонентТонкопленочный компонент

ИС

ИС

Внутрисхемные соединения

Внутрисхемные соединения

1

1

Рис. 1.5. Конструкция гибридной схемы.

Рис. 1.5. Конструкция гибридной схемы.

Ножка корпуса ТО-5

Ножка корпуса ТО-5

Тонкопленочный компонент

Тонкопленочный компонент

водам, выступающим из корпуса и предназначенным для внешних соединений микросхемы.

Корпуса интегральных микросхем

Корпуса интегральных микросхем прошли большой путь от применяемых до сих пор корпусов транзисторного типа (приспособленных для размещения большего числа выводов) до широко используемых в настоящее время планарных корпусов и корпусов с

двухрядным расположением выводов (DIP)、. Обычно эти корпуса имеют не более 14 выводов, однако у некоторых типов корпусов количество выводов значительно больше. Для больших интегральных схем (БИС) сконструированы корпуса с количеством выводов, ДОХОДЯЩИМ до 160.

Модифицированный корпус ТО-5

Модифицированный корпус ТО-5, рассматриваемый здесь в качестве примера, имеет точно такой же внешний вид, как и стандартный корпус ТО-5 для

КолпачокКолпачокСоединительные U——• проволочкиСоединительные U——• проволочки。。Контактные площадки Кристалл ПрипойКонтактные площадки Кристалл ПрипойКсваровсе донышко с “глазкам%： покрытое золотомСтеклянная заготовка g выводамиКсваровсе донышко с “глазкам%： покрытое золотомСтеклянная заготовка g выводамиВыводыВыводыРис. 1.6. Модифицированный корпус ТО-5 в разобранном виде.Рис. 1.6. Модифицированный корпус ТО-5 в разобранном виде.транзисторов, но модернизированный путем увеличения числа выводов и размеров корпуса.Методы изготовления модифицированного корпуса ТО-5 представляют собой расширенный набор технологических операций, применяемых при производстве стандартных транзисторных корпусов. Поскольку модифицированный корпус ТО-5 обычно имеет 10 выводов, а не 3 или 4, как стандартный транзисторный корпус, диаметр окружности, на которой расположентранзисторов, но модернизированный путем увеличения числа выводов и размеров корпуса.Методы изготовления модифицированного корпуса ТО-5 представляют собой расширенный набор технологических операций, применяемых при производстве стандартных транзисторных корпусов. Поскольку модифицированный корпус ТО-5 обычно имеет 10 выводов, а не 3 или 4, как стандартный транзисторный корпус, диаметр окружности, на которой расположен

Колпачок

Колпачок

Соединительные U——• проволочки

Соединительные U——• проволочки

。

。

Контактные площадки Кристалл Припой

Контактные площадки Кристалл Припой

Ксваровсе донышко с “глазкам%： покрытое золотом

Стеклянная заготовка g выводами

Ксваровсе донышко с “глазкам%： покрытое золотом

Стеклянная заготовка g выводами

Выводы

Выводы

Рис. 1.6. Модифицированный корпус ТО-5 в разобранном виде.

Рис. 1.6. Модифицированный корпус ТО-5 в разобранном виде.

транзисторов, но модернизированный путем увеличения числа выводов и размеров корпуса.

Методы изготовления модифицированного корпуса ТО-5 представляют собой расширенный набор технологических операций, применяемых при производстве стандартных транзисторных корпусов. Поскольку модифицированный корпус ТО-5 обычно имеет 10 выводов, а не 3 или 4, как стандартный транзисторный корпус, диаметр окружности, на которой расположен

транзисторов, но модернизированный путем увеличения числа выводов и размеров корпуса.

Методы изготовления модифицированного корпуса ТО-5 представляют собой расширенный набор технологических операций, применяемых при производстве стандартных транзисторных корпусов. Поскольку модифицированный корпус ТО-5 обычно имеет 10 выводов, а не 3 или 4, как стандартный транзисторный корпус, диаметр окружности, на которой расположен

ны выводы, у него немного больше (5,8 мм, а не 5,1 мм). Модифицированный корпус ТО-5 показан на рис. 1.6. Для изготовления выводов и донышка корпуса используется ковар — сплав железа с никелем, а для изготовления заготовки с выводами — стекло марки 7052. Колпачок корпуса может быть изготовлен из нейзильбера, ковара или никеля, но чаще всего употребляется ковар, поскольку он имеет такой же коэффициент линейного расширения, как и стеклянная заготовка ножки, что позволяет получать их спай с согласованными температурными характеристиками.

Стеклянная заготовка ножки и донышко собираются, как показано на рис. 1.6, а затем их соединение герметизируется путем сплавления в печи при температуре 1000 ℃. После герметизации весь узел, называемый ножкой корпуса, подвергается очистке и его выводы обрезаются до необходимой длины. Затем ножка покрывается слоем золота толщиной 0,025 мм, осаждаемым из цианистых соединений.

Чтобы прикрепить кристалл интегральной схемы к ножке, между ними помещается навеска припоя, затем на эту конструкцию помещается груз и она нагревается до температуры примерно 395 ℃. При этом кристалл, припой и ножка корпуса сплавляются друг с другом.

Поскольку элементы интегральной схемы (транзисторы, диоды и т. д.) очень малы, приварить проволочные выводы непосредственно к точкам на кристалле ИС невозможно. Для этой цели в процессе изготовления кристалла на нем создаются специальные относительно крупные контактные площадки, расположенные по его краям и соединенные с помощью металлизации с соответствующими точками в ПС. При сборке кристалла в корпус эти контактные пло- шадки соединяются с выводами корпуса при помощи тонких проволочек (диаметром от 0,025 до 0,075 мм). Эти проволочки могут быть золотыми или алюминиевыми и присоединяются посредством термокомпрессии или ультразвуковой сваркн. На заключительном этапе сборки кристалла в корпус ТО-5, который проводится в атмосфере с регулируемым химическим составом, к ножке приваривается колпачок.

Вертикальная устансвкаВертикальная устансвканад поверхностьюнад поверхностьюW窘^=©@=зW窘^=©@=з

Вертикальная устансвка

Вертикальная устансвка

над поверхностью

над поверхностью

W窘

^=©@=з

W窘

^=©@=з

Установка в отверстие плать!

£=^о) ©^=3£=^о) ©^=3^—©©=7^—©©=7Рис. 1.7. Два способа установки корпуса ТО-5 на плату.Рис. 1.7. Два способа установки корпуса ТО-5 на плату.

£=^о) ©^=3

£=^о) ©^=3

^—©©=7

^—©©=7

Рис. 1.7. Два способа установки корпуса ТО-5 на плату.

Рис. 1.7. Два способа установки корпуса ТО-5 на плату.

Модифицированный корпус ТО-5 может устанавливаться вертикально над поверхностью печатной платы или в отверстии в ней (рнс. 1.7). Второй способ предпочтительнее, но в любом случае, установи лен ли корпус над платой или в ней, через область присоединения выводов корпуса не должны проходить другие печатные проводники ни на одной из сторон платы. При установке над поверхностью платы между контактными площадками не остается места для прокладки дополнительных проводников, тогда как при установке микросхемы в отверстии платы расстояние между контактными площадками вполне достаточно для размещения дополнительных- проводников (так как увеличивается диаметр окружности, по которой расположены контактные отверстия).

Интегральная микросхема 555 обычно выпускается в миниатюрном 8-штырьковом пластмассовом кор噌 пусе типа DIP. Но иногда эта микросхема может встретиться и в круглом металлическом корпусе, имеющем конструкции) типа ТО-5. То же самое можно сказать и о микросхеме типа 556, которая представляет собой два таймера 555 на одном кристалле. Однако в большинстве магазинов, торгующих то.

варами для радиолюоителеи, предлагаются микросхемы в пластмассовом корпусе типа DIP, который наиболее широко используется для сборки этих таймерных ИС.

Проверка электронных компонентов

У тех, кто прежде работал только с дискретными компонентами, переход на микросхемы вызывает некоторую неуверенность. Это связано с новизной таких приборов по сравнению с теми, которые им уже хорошо известны. Но в интегральных схемах нет ничего нового. Они уже долгое время служат нам, и многие конструкторы давно предпочитают их аналогичным схемам из дискретных компонентов. Включение ИС в схему не более сложно, чем включение трех или четырех транзисторов ——в зависимости от числа ее выводов. У таймера 555 только восемь внешних выводов, но даже и они не всегда подключаются все вместе. Кроме того, можно использовать специальную панельку для установки ИС, чтобы дополнительно защитить их от повреждений, возможных при непосредственной припайке выводов.

Когда говорят, что ИС — это целая схема на кристалле, то такое утверждение не всегда точно. Каждая микросхема в большинстве случаев требует для своей работы некоторого количества дополнительных дискретных компонентов. Микросхема обычно представляет собой только часть полной схемы, в которую могут входить другие ИС, а также транзисторы, диоды и дополнительные дискретные элементы. Поэтому необходимо знать, как проверить те или иные приборы для выявления неисправностей и наладки электронных схем, которые будут описаны в одной из следующих глав.

Можно приобрести специальный тестер для интегральных микросхем, но этот прибор может оказаться довольно дорогим и потребовать большого объема знаний для правильной эксплуатации. Можно также приобрести прибор для проверки транзисторов и приспособить его для контроля микросхем или частей микросхем, содержащих транзисторы, электроды которых подключены к внешним выводам.

Единственным прибором, необходимым для полной наладки и проверки схем, представленных в этой книге, является обычный мультиметр (универсальный прибор). Одна из следующих глав посвящена применению этого прибора, но сначала остановимся на по л)щроводниковых компонентах. Приведенный ниже материал взят из книги 《Общее руководство по замене полупроводниковых приборов фирмы «Сильвания» (Sylvania ECG Semiconductor Master Replacement Guide), изданной фирмой «Филипс И-С-Джи». Он посвящен проверке многих различных типов полупроводниковых приборов, большинство которых будет использовано в схемах, описываемых в нашей книге. Кроме того, многие из этих методов могут быть применены и при проверке ИС

Омметры

Омметры при работе с транзисторными схемами следует использовать с большой осторожностью. Необходимо помнить, что омметр содержит внутренний источник напряжения. К тому же некоторые измерив тельные приборы могут иметь большой выходной ток.

Измерения производятся при помощи остроконечных щупов, что облегчает проверку печатных плат. Щупы уменьшают опасность случайного замыкания соседних проводников. В то же время острые концы щупов легко прокалывают изоляционную смолу, лак или пленку окисла на поверхности проводников. Неправильные измерения часто являются результатом плохого контакта щупа с печатным проводником.

Внутрисхемные измерения часто приводят к неверным результатам из-за шунтирующего действия рп-пе-» реходов транзисторов, которые смещаются в прямом направлении напряжением источника питания омметра (рис. 1.8). Если омметр подключить так, как показано на рисунке, то под действием напряжения его внутреннего источника питания на эмиттерном переходе транзистора возникнет прямое смещение. Это приведет к тому, что сопротивление перехода Re шунтирует резистор R2.

Низкоомное шунтирующее действие могут оказывать также малогабаритные электролитические кон-»

денсаторы, включенные как разделительные или развязывающие, в том случае, если полярность внутреннего источника питания омметра не соответствует полярности конденсаторов. При неправильном подключении эти компоненты могут быть выведены из строя даже невысоким напряжением Выход из строя возможен и при правильном включении в том случае, если действующее напряжение превышает номинальное напряжение конденсатора. Некоторые конденсаторы рассчитаны только на напряжение 3 В, в то

Омметр

Рис. 1.8. Неправильное измерение сопротивления резистора из-за прямого смещения эмиттерного перехода, (С любезного разре・ шения фирмы Philips ECG Inc.)

время как внутренний источник питания многих омметров имеет напряжение 5 В и может достигать 30 В. (Большинство электронных авометров используют источник питания напряжением 1,5 В и безопасны в тех случаях, когда проверяемая схема легко повреждается даже при небольшом повышении приложенного напряжения.)

Общее правило при измерениях в транзисторных схемах заключается в том, чтобы один из выводов проверяемого элемента был отключен, тогда не воз- никает шунтирующая цепь. Однако измерение, показанное на рис. 1.8, может быть выполнено, если сме- нить полярность выводов омметра, в этом случае эмиттерный переход смещается в обратном направлении. Для таких измерений необходимо знать полярность напряжения на выводах омметра.

Включение омметра, при котором переходы транзистора смещаются в обратном направлении, связано с риском превысить напряжение пробоя %「переход да. В особенности это относится к эмиттерному переходу, который пробивается при более низком обратном напряжении. Если не известно Уы（ево）транзистора и в омметре используется источник питания па несколько вольт, то лучше отключить транзистор-

Измерения, в ходе которых переходы транзистора преднамеренно или случайно смещаются в прямом направлении, также рискованны, так как при этом через транзистор может пойти слишком большой ток. Смешенный в прямом направлении переход практически представляет собой короткое замыкание, поэтому суммарной ток определяется в основном напряжением питания омметра и его внутренним сопротивлением. Многие омметры, в том числе и электронные авометры, обладают током короткого замыкания около 100 мА на шкале R X L Такой ток может вывести из строя транзисторы. Во избежание пробоя транзистора нужно использовать такой режим измерения, при котором ток короткого замыкания не превышает 1 мА. Для большинства приборов безопасными являются шкалы R X ЮО или R X 1。к. Не измеряйте токи прямо смешенных переходов на шкале R X 1-

Суммнруя, можно сказать, что прежде, чем производить измерения омметром, необходимо все обдумать. Перед измерениями с помошью омметра следует выяснить три вещи: полярность напряжения на его выводах, напряжение внутреннего источника питания и ток короткого замыкания. Если шунтирующая цепь не может быть однозначно устранена выбором полярности омметра, то необходимо отключить от схемы один из выводов проверяемого компонента.

Другое испытательное оборудование

Обратите внимание на то, что в некоторых условиях возможна утечка напряжения между каким-либо измерительным или испытательным устройством с сетевым питанием и шасси проверяемой схемы, что также может вызвать повреждения транзисторов..

Определение выводов немаркированных транзисторов

Может случиться, что заводская маркировка на корпусе транзистора стерта. В таком случае функции выводов транзистора можно определить несколькими измерениями омметром, как показано на рис, 1.9.

Высокое прямоеВысокое прямоесопротивление

Высокое прямое

Высокое прямое

V коллектором)V коллектором)(Низкое прямое сопротивление)(Низкое прямое сопротивление)(Низкое прямое(Низкое прямоесопротивление)сопротивление)Этот вывод」 является базойQЭтот вывод」 является базойQ(Между, эмиттер ом и

V коллектором)

V коллектором)

(Низкое прямое сопротивление)

(Низкое прямое сопротивление)

(Низкое прямое

(Низкое прямое

сопротивление)

сопротивление)

Этот вывод」 является базой

Q

Этот вывод」 является базой

Q

Рис. 1.9. Измерительная схема идентификации выводов транзисторов. Q — идентификация базового вывода, б — идентификация типа транзистора. Низкое прямое сопротивление при данной полярности означает, что транзистор pnp-типа. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Inc.)

Сначала измеряется сопротивление между каждой парой выводов в прямом и обратном направлениях. Низкое сопротивление (менее 500 Ом) окажется в том cjiyqae, когда омметр создает прямое смещение на эмиттерном или коллекторном переходе. Наибольшее сопротивление в прямом направлении будет получено, когда омметр включен между эмиттерным и коллекторным выводами. Такая проверка позволяет выявить вывод базы: это будет вывод, который не подключен при измерении омметром высокого сопротивления при прямом смещении.

Следующий шаг позволяет определить тип транзистора. Для этого измеряется сопротивление между выводом базы и любым другим выводом. Если ннз« кое сопротивление получится, когда к базе подключен отрицательный полюс омметра, то транзистор —* рмр-типа. Низкое сопротивление, замеренное при соединении базы с положительным полюсом омметра, указывает на транзистор прп-типа.

Проверка биполярных транзисторов

Обычно можно считать, что транзистор, который работает в соответствии со своими паспортными характеристиками по рабочему напряжению, рассеиваемой мощности и температуре, имеет неограниченный срок службы. Неисправности транзисторных схем чаще всего вызываются повреждением или неправильной работой каких-либо других компонентов. Особенно это касается случаев, когда используются малогабаритные трансформаторы и электролитические конденсаторы. Несмотря на высокую надежность самих транзисторов, их неисправности случаются из-за коротких замыканий или обрывов в цепях смещения, кратковременных перегрузок, механических повреждений и даже ошибок при обслуживании аппаратуры.

Существует много различных тестеров и анализаторов транзисторов. Некоторые из них измеряют только ток утечки и коэффициент усиления по току, тогда как другие могут измерять все параметры транзисторов. С точки зрения обслуживания достаточно нескольких простых измерений, чтобы обнаружить большинство неисправностей. Такие измерения, как будет описано ниже, позволяют обнаружить короткие замыкания, обрывы и повышенную утечку и обеспечивают грубую проверку наличия усиления по току. К счастью, для этого требуется минимум оборудования. Для некоторых таких измерений нужен только омметр. Более тщательные измерения можно выполнить при помоши всего нескольких дополнительных компонентов.

Проверка рп-переходов

Транзистор содержит два рп-перехола, или диод- ные структуры. Главные характеристики транзистора 26

связаны с «поведением》переходов, тогда как остальные его части служат лишь для соединения с ними. Неисправность транзистора поэтому объясняется в большинстве случев неправильной работой одного из выпрямляющих переходов. Дефект может заключаться в обрыве или коротком замыкании перехода или в слишком большом обратном токе (токе утечки).

Приближенную, но вполне приемлемую проверку состояния переходов можно сделать при помощи омметра. В первую очередь измеряется прямое сопротивление каждого перехода. На рис. 1Д0 показана схема включения транзистора р枕р-тнпа. Отрицательный полюс омметра соединен с базой. Прямое сопротивление обоих переходов измеряется поочередным касанием эмиттерного и коллекторного выводов транзистора положительным полюсом омметра. Высокое сопротивление означает обрыв перехода. Нормальный переход должен иметь сопротивление менее 500 Ом. Соблюдайте описанные выше предосторожности в случае применения омметра. Прямое сопротивление переходов транзистора 〃р〃-тнпа можно измерить точ< но таким же способом, как показано на рис. 1・10. но сменив полярность щупов омметра.

Чтобы проверить, нет ли короткого замыкания или повышенного тока утечки, нужно поменять полярность омметра и переключить его на измерение более высокого сопротивления (рис. 1J1). Омметр подает обратное смещение на каждый переход по очереди и на стрелочном приборе регистрируется ток утенкн.

Омметр (шкала RxlOO)Омметр (шкала RxlOO)

Омметр (шкала RxlOO)

Омметр (шкала RxlOO)

Рис. L10. Метод проверки прямого сопротивления обоих пере* ходов. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Inc.).

Если прибор показывает низкое сопротивление, то это означает, что в переходе замыкание или повышен ток утечки. У германиевых транзисторов малой и средней мощности обратное сопротивление должно быть не менее 500 кОм.

Типичное значение сопротивления, получаемое при помощи омметра на шкале R X Ю к, составляет от 700 кОм до 1,5 МОм. Кремниевые транзисторы имеют гораздо более высокое сопротивление. Мощные транзисторы имеют большие по размерам переходы,

Омметр (шкала) RxioK)Омметр (шкала) RxioK)Рис. 1.11. Метод проверки обратного сопротивления обоих переходов. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Inc.)Рис. 1.11. Метод проверки обратного сопротивления обоих переходов. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Inc.)

Омметр (шкала) RxioK)

Омметр (шкала) RxioK)

Рис. 1.11. Метод проверки обратного сопротивления обоих переходов. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Inc.)

Рис. 1.11. Метод проверки обратного сопротивления обоих переходов. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Inc.)

м поэтому токи утечки в них также больше. Для мощных транзисторов обратное сопротивление переходов должно быть 50 кОм или выше.

Проверка обратного сопротивления /гр/?-транзнсто- ров должна производиться при полярности выводов омметра, противоположной показанной на рис. 1.11. Обратите внимание на то, что измеренное численное значение сопротивления в омах не имеет физического смысла, так как омметр измеряет только линейные сопротивления. Величина этого сопротивления в омах различна для разных омметров и меняется даже при переключениях диапазона измерений. Указанные здесь минимальное и максимальное значения соответствуют большинству практических случаев. Чтобы повысить точность проверки транзисторов омметром, нужно сравнить измеренные сопротивления с их значениями, полученными для заведомо исправного транзистора того же типа.

Проверка усиления по току

Усилительное действие транзистора можно проверить при помощи омметра по схеме, показанной на рис. 1.12. Сначала измеряется ток /кэо при резисторе сопротивлением 500 кОм, не подключенном к базе.

500 кОм500 кОмРис. 1.12. Измерение усиления транзистора с помощью омметра. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Ina)Рис. 1.12. Измерение усиления транзистора с помощью омметра. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Ina)

500 кОм

500 кОм

Рис. 1.12. Измерение усиления транзистора с помощью омметра. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Ina)

Рис. 1.12. Измерение усиления транзистора с помощью омметра. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Ina)

Подключение резистора создает небольшое смещение в базовой цепи, и измеритеУчьный прибор регистрирует возрастание тока в коллекторной цепи (уменьшение сопротивления).

Проверка полевых транзисторов

Проверка полевых транзисторов несколько сложнее, чем биполярных, при этом нужно учитывать следующее：

Является ли данный прибор полевым транзистором с управляющим рп-переходом или МОП-тран* зистором?

Является ли даннн访 полевой транзистор прнбо ром с каналом р- или п-типа?

Если это МОП-транзистор, то какого типа —• обогащенный или обедненный?

Не пытайтесь касаться схемы или брать в руки полевой транзистор, не зная наверняка, какой прибор перед вами — с управляющим ри-переходом или МОП транзистор с изолированным затвором. Выяснить это надо обязательно, так как незащищенный МОП-транзистор с изолированным затвором можво

вывести из строя, если не принять надлежащих мер предосторожности. В случае необходимости взять в руки, установить на плату или заменить транзистор такого типа следует соблюдать следующие правила:

Прежде чем устанавливать его в схему, необходимо либо убедиться, что все выводы соединены друг с другом при его изготовлении металлической закорачивающей пружинкой, прикрепляемой к транзистору, либо сделать это, используя электропроводящий пенопласт. Заметим, что обычный пенополистирол не подходит, поскольку он может накапливать большой электростатический заряд.

Если вы берете транзистор рукой, то рука должна быть заземлена.

Жало паяльника должно быть заземлено.

Транзистор нельзя устанавливать в схему или удалять из нее при включенном питании.

Проверка полевых транзисторов с управляющим рп-переходом

Прямое сопротивление транзистора может быть измерено низковольтным омметром на шкале RX100. Присоедините отрицательный вывод омметра к затвору, а положительный к стоку или истоку, если имеете дело с транзистором с каналом 九-тнпа. Если транзистор с каналом р-тнпа, то поменяйте полярность.

Чтобы измерить обратное сопротивление полевого n-канального транзистора, присоедините положительный полюс омметра к затвору, а отрицательный к истоку или стоку. Прибор должен показать почти бесконечное сопротивление. Низкое сопротивление свидетельствует об утечке или коротком замыкании. Для проверки р-канального транзистора поменяйте полярность.

Проверка МОП-транзисторов

Прямое и обратное сопротивления МОП-транзисторов можно проверить низковольтным омметром на шкале для измерения самых больших сопротивлений. МОП-транзистор с изолированным затвором имеет очень большое входное сопротивление. Следователь-

но, мы получим почти бесконечное сопротивление при измерении прямого и обратного сопротивлений между затвором и стоком или истоком. Низкое сопротивление говорит о пробое диэлектрика между затвором и стоком или истоком.

Проверка диодов

Поскольку диоды и выпрямители не являются усилительными приборами, простой проверки на короткое замыкание, обрыв или повышенную утечку вполне достаточно, чтобы судить о правильности их работы. Однако описанные ниже методы проверки неприменимы к специальным выпрямителям в цепях фокусировки и к высоковольтным утроителям напряжения.

Диоды и выпрямители

Прямое сопротивление диодов и выпрямителей (выпрямительных диодов) проверяется подключением положительного и отрицательного полюсов омметра, предварительно установленного на шкалу R X100, соответственно к положительному (аноду) и отрицательному (катоду) выводам. Измеренное сопротивление должно составлять от 500 до 600 Ом для обычных кремниевых диодов и от 200 до 300 Ом для германиевых диодов, а для выпрямительных диодов (германиевых или кремниевых) из-за их большого размера сопротивление ниже, чем у соответствующих обычных диодов. Высоковольтные диоды состоят из нескольких диодов, соединенных последовательно, поэтому при измерении их сопротивление оказывается более высоким. Описанный прием хорошо подходит для быстрого определения работоспособности диода.

Чтобы проверить диод на короткое замыкание или утечку, нужно переключить омметр на высокоомную шкалу и поменять местами его выводы. Низкое сопротивление укажет на короткое замыкание или повышенную утечку диода. У германиевых диодов обратное сопротивление составляет от 100 кОм до 1 МОм. Кремниевые диоды имеют более высокое обратное сопротивление, которое может достигать 1000 МОм.

СтабилитронСтабилитрон⑥⑥резистор аллрезистор аллВольтметр постоянного токаВольтметр постоянного тока■о八■о八йека Дад»йека Дад»www.dmitri.tkwww.dmitri.tkТокоограничительныиТокоограничительныинапряженияРегулятор токанапряженияРегулятор тока

Стабилитрон

Стабилитрон

⑥

⑥

резистор алл

резистор алл

Вольтметр постоянного тока

Вольтметр постоянного тока

■о八

■о八

йека Дад»

йека Дад»

www.dmitri.tk

www.dmitri.tk

Токоограничительныи

Токоограничительныи

напряжения

Регулятор тока

напряжения

Регулятор тока

Регулируемый источник питания постоянного тока

Рнс. 1.13. Схема проверки стабилитронов. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG Inc.)

Однако некоторые диоды могут иметь и более низкое обратное сопротивление, но нормально работают в некоторых схемах. У выпрямительных диодов, которые имеют рп-переходы большой площади, токи утечки больше.

Стабилитроны

Чтобы быстро определить обрыв, короткое замыкание или повышенную утечку стабилитрона, подключите омметр в прямом направлении, как для обычного диода. Однако такая проверка, хотя она и полезна, не дает главной информации о стабилитроне, а именно стабилизирует ли он напряжение на заданном уровне? Проверка стабилизирующей функции стабилитрона производится при помощи регулируемого источника питания, снабженного измерительным прибором, который позволяет измерять напряжение и ток.

Присоедините к выходу источника питания испытываемый стабилитрон последовательно с токоограничительным резистором и медленно увеличивайте выходное напряжение, пока через стабилитрон не потечет заданный ток (рис. 1.13). Теперь подключите вольтметр параллельно стабилитрону, чтобы измерить напряжение стабилизации. Изменяйте ток через ста-

билитрон в ту и в другую сторону от заданного значения. Если стабилитрон работает нормально, то напряжение должно оставаться постоянным.

Проверка тиристоров и снмисторов

Чтобы приблизительно оценить пусковые характеристики обычных тиристоров (кремниевых управляемых выпрямителей) и симметричных триодных тиристоров (симисторов), можно произвести испытание при помощи омметра, как показано на рис. 1.14. Отрицательный вывод омметра подключен к катоду, а положительный к аноду. Установив на омметре шкалу R X I, соедините управляющий электрод с анодом. Нормальными будут показания омметра от 15 до 50 Ом. Примечание: если отключить управляющий электрод от анода, то на приборе должно сохраниться то же показание, пока не будет отключен анод или катод. Если теперь снова подключить выводы омметра к аноду и катоду, он не должен показывать никакого конечного сопротивления, пока управляющий электрод вновь не будет соединен с анодом.

Проверка интегральных схем

С точки зрения практики бывает легче просто заменить микросхему, если есть подозрение, что она неисправна. Если новая микросхема исправна, то неисправную можете просто выбросить в мусорное ведро. Если же причина неисправности находится где-то в другом месте схемы, то у вас будет микросхема в запасе.

Замену НС легче всего производить, если схема собрана с использованием панельки для ИС, а не самой интегральной схемы. Тогда очень просто быстро

Рис. 1.14. Схема проверки тиристоров при помс-щи омметра. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG /пс.)Рис. 1.14. Схема проверки тиристоров при помс-щи омметра. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG /пс.)

Рис. 1.14. Схема проверки тиристоров при помс-щи омметра. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG /пс.)

Рис. 1.14. Схема проверки тиристоров при помс-щи омметра. (С любезного разрешения фирмы Philips ECG /пс.)

3333

33

33

2 口，Трей стер

удалить старую микросхему и произвести ее замену. Нужно быть очень внимательным, так как монтажные ошибки, например неправильная полярность, могут вызвать непоправимое повреждение ИС, как только вы включите схему. Если удалить НС и установить на ее место новую, то она также будет повреждена, как только на нее будет подано напряжение. Прежде чем включать какую-либо электронную схему, еще и еше раз проверьте, правильно ли включена батарея или другой источник питания. Проверьте выводы и соединения всех остальных компонентов, чтобы убедиться, что все они включены в соответствии с принципиальной схемой.

Я конструирую электронные устройства уже много лет, и мне ни разу не попадались негодные микросхемы, но я сам вывел из строя несколько НС из-за неправильного монтажа. Правда, это не значит, что новые микросхемы не могут быть неисправными. В редких случаях могут попасться и непригодные. То же самое можно сказать, разумеется, и о других схемных компонентах, хотя вероятность такого случая очень мала.

Фирма《Поли-Пакс》иногда предлагает сдвоенные интегральные схемы, такие, как 556, которые представляют собой аналог микросхемы 555. Один из их внутренних таймеров, аналогичных 555, может быть неисправным, в то время как другой работает нормально. Поскольку в большинстве случаев бывает нужен только один таймер 555, такие неисправные микросхемы вполне пригодны для работы. Нужно уметь проверять такие сомнительные микросхемы и определять, какие из них пригодны, а какие нет.

Используя некоторые из принципов, изложенных в описании испытаний полупроводниковых компонентов, можно проверить на работоспособность многие из простых ИС (таких, как ИС 555). Для такой проверки необходимо располагать принципиальной схемой внутренних элементов ИС и знать, какие из них соединены с внешними выводами. Например, выводы некоторых транзисторов могут быть подключены к трем внешним контактам микросхемы. Разумеется, могут быть и внутренние соединения с такими тран・ зисторами. Но все же есть шанс, что удастся прове-

рить нужный транзистор при помощи омметра, осо бенно если известны сопротивления внутренних резисторов в этой части схемы.

Разумеется, в НС имеются и другие элементы, которые не соединены непосредственно с выводами. В таком cjiyqae наилучший метод проверки состоит в том, чтобы включить эту микросхему в устройство, которое заведомо работоспособно. Например, легко собрать одну из простейших схем, приведенных в данной книге, используя монтажную панельку для микросхемы. Первая проверка проводится с микросхемой, которая, заведомо исправна. После этого про^ сто выньте исправную микросхему и замените ее на микросхему, которую надо проверить. Этим методом можно быстро проверить большую партию микросхем, отделив неработающие.

Экспериментирование

В гл. 6 содержатся описания 33 электронных схем, выполненных с использованием ИС 555 или 556. Многие из предложенных схем могут быть изменены в соответствии с вашими потребностями, и мы поддерживаем попытки читателей внести такие изменения, но только после того, как описанная схема будет собрана и окажется работоспособной. Если же сразу начать вносить изменения, то, вероятнее всего, дело кончится тем, что схема просто не будет работать. Проше всего начинать вносить изменения в схему, которая работает правильно. Если при замене какой-либо детали схема перестала работать, то вернитесь к исходному варианту и повторите попытку. Изменения, таким образом, надо производить маленькими шагами, до тех пор пока не будут достигнуты желаемые результаты.

Таймер 555 используется, как следует из его названия, для построения электронных таймеров, схем временной задержки, автогенераторов и т. д. Временные интервалы или рабочая частота (либо и то и другое) определяются в большинстве случаев внешними резисторами и конденсаторами. Чтобы получить различные временные интервалы и частоты, можно изменять номинала этих внешних компонентов. Если

в одной из публикуемых схем выходной сигнал представляет собой звуковой сигнал частотой 1000 Гц, то это вовсе не означает, что нельзя просто заменить несколько простых компонентов, чтобы получить частоту в два раза меньше или в десять раз больше исходной.

ИС 555 работает при постоянном напряжении от менее 5 до 18 В. Изменения напряжения питания также приводят к изменению временных интервалов или частоты колебаний почти во всех случаях. Если вы намереваетесь использовать более высокое или более низкое напряжение питания, чем это указано на принципиальной схеме, то очень может быть, что также придется внести дополнительные изменения в номиналы компонентов. Если изменения напряжения питания малы, то небольшими будут и изменения в номиналах компонентов. Если же использовать напряжение питания 5 В для схемы, которая рассчитана на 15 В, то могут потребоваться и существенные изменения номиналов компонентов.

При занятиях микроэлектроникой, в частности при разработке любительских устройств с применением ИС, требуется осторожность, особенно при монтаже компонентов. Однако не нужно бояться этого. Проведя несколько часов за сборкой и экспериментами, вы поймете, что создание электронных устройств на ИС ——самый простой и легкий вид конструирования электронных устройств. Многие встретились с трудностями при переходе от электронных ламп к транзисторам, и столь же многие с энтузиазмом их преодолели. Те, кто совершил такой переход, поняли, насколько легко работать с полупроводниковыми компонентами, как только начали мыслить категориями полупроводниковой электроники. Такого рода затруднения свойственны иеловеку. Мы чувствуем себя уверенно, когда хорошо знаем что-то, и боимся неизвестного.

Кое-кто получает точно такую же психологическую травму при переходе от дискретных полупроводниковых компонентов к интегральным микросхемам. Подобных трудностей 15 лет назад было больше, чем сейчас, но и теперь они время от времени дают о себе знать. Действительно, независимо от того, как

глубоко вы продвинетесь в технике конструирования на” интегральных микросхемах, вы никогда не расстанетесь с дискретными компонентами, так как их все еще необходимо использовать. Если вы уверенно чувствуете себя, работая с диодами, транзисторами и другими дискретными полупроводниковыми компо： нентами, то вспомните, что интегральная микросхема состоит именно из них. Различие лишь в том, что кто-то уже выполнил за вас большую часть ее м°н〉 тажных соединений.

отека Дклотека ДклWWW.DMITRI.TKWWW.DMITRI.TK^эх ^ао^эх ^ао

отека Дкл

отека Дкл

WWW.DMITRI.TK

WWW.DMITRI.TK

^эх ^ао

^эх ^ао

Глава 2，’

ТЕХНИКА МОНТАЖА ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ

Тем, кто только начинает собирать электронные схемы, эта глава даст основы знаний о том, что включает этот процесс, какой инструмент нужен и как надо действовать, чтобы схема заработала с первой попытки. Для более опытных радиолюбителей представленные здесь сведения могут послужить кур・ сом «повышения квалификации» по правильной тех^ нике монтажа. Умение хорошо сконструировать и собрать схему—это искусство, которое можно изучить и освоить практически только методом проб и ошибок. Но трудность не только в этом. Очень важно помнить, что каждую ступеньку следует преодолевать не торопясь, внимательно, и на каждом этапе нужно убедиться, что предыдущий выполнен так, как положено. Если вы новичок, то советуем начать с более простых схем гл. 6 и переходить к более сложным# чтобы постепенно повышать свое мастерство. В этой книге нет слишком сложных схем, и те из читателей, у которых есть некоторый практический опыт в элек* тронике, не встретят больших трудностей.

Инструмент

Рабочее место для занятий электроникой должно быть оборудовано набором инструментов, который обычно используется при монтаже схем. Вероятно, самым важным является инструмент для пайки. Можно иметь несколько паяльников различных типов, но наиболее удобен так называемый микропаяльник мощностью 25——30 Вт. Ввиду того что полупроводниковые компоненты, используемые в схемах, описываемых в данной книге, малы, рекомендуем использовать микропаяльник. Он обеспечивает достаточный нагрев

и при этом не подвергает компоненты опасности выхода из строя.

Другое устройство, называемое рабочим местом для пайки, очень удобно для монтажа электронных схем (рис. 2.1). Оно состоит из микропаяльника, изолированной подставки и блока управления. Блок управления служит для поддержания постоянной температуры жала паяльника. Он автоматически включается, когда температура жала падает ниже определенного уровня, и выключается, когда она достигает

Рнс. 2.L Хорошо оборудованное рабочее место для пайки-

требуемого уровня. Такое устройство очень удобно, но иметь его не обязательно.

Чтобы выполнить пайку, необходимо запастись припоем. В электронике обычно используется трубчатый припой с канифолью внутри. Под этим названием он обычно продается в магазинах для радиолюбителей. Не путайте трубчатый припой с канифолью с припоем с паяльной кислотой, который продается в магазинах скобяных изделий! Последний применяется преимущественно для лужения и содержит кислоту, которая быстро выведет из строя электронную схему.

Другие инструменты, которые должны быть на рабочем месте радиолюбителя, это пара плоскогубцев с тонкими губками, кусачки-бокорезы, миниатюрный перочинный нож, приспособление для снятия изоляции с проводников, набор отверток (крестообразных и плоских) ? гаечные ключи, набор гаек и болтов,

изоляционная лента, зажимы типа «крокодила и за・ жлмы-теплоотводы. Вовсе не обязательно, чтобы все перечисленные инструменты были самого высокого качества и цены, но не следует приобретать их и среди уцененных товаров. Чаще всего придется пользоваться кусачками-бокорезами и плоскогубцами, поэтому эти инструменты должны быть достаточно качественными, а остальные инструменты можно приобретать по умеренной цене. Бокорезы понадобятся для обрезки выводов деталей, удаления компонентов с печатных плат и обрезки лишних участков платы, когда схема готова. Плоскогубцы нужны для изгибания проволочных выводов, а также для их скручивания, когда требуется надежное механическое соединение. Об этом будет рассказано ниже в этой главе.

Тех инструментов, которые здесь описаны, вполне достаточно, чтобы собирать схемы, приведенные в этой книге. Для более сложных схем могут потребоваться специальные инструменты, не упомянутые здесь, а те, у кого уже есть опыт сборки электронных схем, вероятно, имеют значительно более богатый набор инструментов, приобретенных на протяжении некоторого времени. Но набор инструментов, предложенный здесь, для начала вполне хорош и должен вас удовлетворить.

Техника пайки

Наиболее важный момент при монтаже электронной схемы независимо от особенностей схемы и используемых компонентов——это пайка. Она является причиной наибольшего числа затруднений, которые испытывают как начинающие, так и опытные радиолюбители. Причина этого состоит не в сложности самого процесса пайки, а в том, что она требует величайшей аккуратности. Всего лишь один плохо припаянный контакт — и вся схема будет работать неправильно или неустойчиво. Процесс же поиска и устранения неисправности может оказаться очень длительным из-за необходимости перепайки всех соединений. Всего этого легко избежать — просто не надо жалеть времени, чтобы все пайки выполнять аккуратно и придерживаться следующих правил:

Все проводники, которые должны быть спаяны, следует тщательно осмотреть, чтобы убедиться, что на них нет масел, загрязнений или остатков изоляции. Посторонние частицы должны тщательно удаляться, пока поверхность не станет чистой и блестящей.

Проводники должны быть крепко скручены друг с другом, чтобы получить так называемое механическое соединение. Убедитесь в прочности механического соединения, осторожно подергивая выводы компонентов. Если они неподвижны, значит это соединение существует.

Включите паяльник и дайте ему прогреться до нужной температуры. Не пытайтесь пользоваться паяльником прежде, чем он как следует прогреется.

Когда паяльник нагреется до нужной температуры, прилежите его к соединению, а не к припою. Это, пожалуй, наиболее важный момент, и если его выполнить неверно, то получится дефектный спай с «холодной》 пайкой. «Холодная» пайка ——это результат того, что припой наносится на место соединения, прежде чем выводы компонентов или проводники хорошо прогреты жалом паяльника. Только после того как соединение будет прогрето паяльником, на него помещается капля припоя, который может свободно растечься по проводникам. Если соединение нагреется до той же температуры, что и паяльник, то припой расплавится и заполнит все полости в 《скрутке》 проводов. Обязательно используйте небольшую каплю припоя, так как слишком большое его количество также вызовет образование 《холодного» спая. Это связано с тем, что слишком большая навеска припоя полностью не расплавится.

Когда припой растечется по спаиваемому соединению, уберите паяльник и подождите 20 с, пока припой остынет. Очень важно, чтобы в это время спаиваемые проводники не двигались, так как это может привести к растрескиванию припоя и наргше- нию контакта. Когда пройдет 20 с, осторожно подергайте выводы, чтобы убедиться, что в только что сделанном соединении отсутствует механическая подвижность. Теперь внимательно осмотрите соединение: нет ли в нем признаков «холодной» пайки, такнх“

как тусклая поверхность или нерасплавившиеся кусочки припоя. Хорошо пропаянное соединение должно быть ровным и блестящим. Если все в порядке, можете приступать к пайке следующего соединения-

Описанная последовательность действий довольно проста, и если следовать ей при выполнении пайки, то у вас почти не будет неприятностей при монтаже схем. Советуем новичкам потренироваться в этом деле на кусочках перфорированных монтажных плат и дефектных компонентах, пока весь процесс не будет выполняться автоматически. Еще одно преимущество тренировки, перед тем как приступить к реаль* ным схемам, заключается в том, что некоторые ком- поненты (полупроводниковые приборы) могут быть повреждены из-за перегрева даже маломощным паяльником, если их нагреть слишком сильно. Таким образом, при пайке важно действовать быстро, чтобы избежать нагрева компонентов выше допустимой температуры. Несколько часов тренировки дадут необходимые навыки, чтобы выполнять пайку качественно и с наименьшими затратами времени.

Один из инструментов, о котором говорилось выше в этой главе, очень удобен при выполнении пайки. Это теплоотвод, т. е. устройство, которое отводит и поглощает тепло от чувствительных компонентов и рассеивает его в воздухе. Для этой цели можно использовать пару зажимов типа «крокодн』》，хотя существуют и специальные зажимы для отвода тепла< «Крокодилы» неплохо выполняют эту работу, и нх, пожалуй, проще всего приобрести.

Кроме того, очень хорошим теплоотводом могут служить плоскогубцы. Они просто помещаются в точ- ку‘ вблизи корпуса компонента, как показано на рис. 2.2. Часть тепла передается по выводу от места пайки, однако большая его часть будет поглощаться плоскогубцами. Единственным недостатком этого инструмента является то, что его надо держать рукой. Все, что требуется при пользовании зажимами «крокодила или специальными теплоотводами,— это просто установить их в нужное место, после чего руки 6уд\% полностью свободны для выполнения других операций во время пайки. Старайтесь размещать ин- струментн, применяемые для теплоотвода, как меж-

Рис. 22 Применение плоскогубцев в качестве теплоотвода.

но ближе к корпусу компонента. Если теплоотвод будет установлен слишком близко к месту пайки, то он отберет слишком много тепла, что приведет к 《холодной》пайке.

Большинство электронных схем, описанных в этой книге, можно собрать на перфорированной монтажной плате. Ее можно приобрести в любом магазине для радиолюбителей, и она обеспечивает большую гибкость при сборке разнообразных схем. Такие монтажные платы дешевы и могут приобретаться поштучно или комплектами, включающими платы различных размеров. Они изготовляются из жесткого диэлектрика или листового изоляционного материала с рядами отверстий, в которые можно вставлять выводы компонентов и соединительные проводники. Часть перфорированной монтажной платы показана на рис. 2・3・

На некоторых перфорированных монтажных платах бывает очень много отверстий, р а сп о ложен н ых с малым шагом, на других отверстий меньше и ози

размещены реже. Прежде чем приступить к монтажу схемы, нужно решить, какая плата больше подходит в данном случае. Это зависит от количества компонентов, их размеров и применяемого метода монтажа. Перфорированные монтажные платы выпускаются различной толщины, хотя большинство из них весит менее 30 г. Более толстые монтажные платы следует применять в тех случаях, когда в схеме, которую предполагается собрать, используются более тяжелые компоненты, для которых нужна прочная подложка.

Установку компонентов на перфорированной монтажной плате можно выполнить одним из двух основных способов, причем в обоих случаях выводы компонентов вставляются в отверстия платы, а все паяные соединения делаются на ее противоположной стороне. Наиболее распространен горизонтальный монтаж компонентов (рис. 2.4). При этом компоненты располагаются вдоль поверхности платы, а их выводы вставляются в отверстия с шагом, соответствующим длине компонентов. Этот метод рекомендуется начинающим радиолюбителям, так как он облегчает визуальный контроль схемы. Однако он требует больше места, чем другой метод ——так называемый вертикальный монтаж.

При вертикальном монтаже (рис. 2.5) каждый компонент устанавливается перпендикулярно поверх-

Рис 2.3. Участок перфорированной монтажной платы.

Монтажная плата

Рнс. 2.4. Пример горизонтального монтажа компонентов.

ностн перфорированной платы. Хотя при этом вмв。- дн также вставляются в отверстия платы, расстояния между этими отверстиями меньше, чем при горизон- тальном монтаже. Поскольку при таком методе мон- тажа используется пространство над платой, сама плата может быть гораздо меньших размеров.

Если выбран вертикальный монтаж, то необходи- мо изолировать вывод, который идет вдоль компонен- та от его верхнего конца к монтажной плате. Это можно сделать при помощи полихлорвиниловой трубки» которая продается в магазинах для радиолюбителей. Трубка надевается на вывод компонента до его припайки. Она будет надежной защитой для не- згизолированного вывода от места его крепления на корпусе компонента до входа в плату. Эта операция проиллюстрирована на рис. 2.6.

Рис. 2.5. Вертикальный монтаж компонентов.Рис. 2.5. Вертикальный монтаж компонентов.

Рис. 2.5. Вертикальный монтаж компонентов.

Рис. 2.5. Вертикальный монтаж компонентов.

I I中 山I I中 山компонентакомпонентаИзолирующая трубка Вывод

I I

中 山

I I

中 山

компонента

компонента

Рис. 2.6. Гибкая трубка надевается на вывод компонента для его изоляции.

При вертикальном монтаже нужно помнить, что он уменьшает только размеры монтажной платы, при этом пространство, необходимое для размещения компонентов, просто приобретает «третье нзмеренне». Иногда желательно или просто необходимо объединить оба метода монтажа в одной схеме. Это может быть удобно в том случае, когда обнаруживается, что частично готовая схема не умещается на выбранной для нее перфорированной плате. Тогда достаточно легко установить часть крупных компонентов вер« тикально и продолжить сборку схемы.

Самое главное при конструировании электронных схем независимо от выбранного метода монтажа — использовать практический опыт и применять такие методы, которые позволят сделать схему наиболее эффективно.

Выполняя сборку на участке платы, полезно размещать компоненты, которые должны соединяться друг с другом, как можно ближе к поверхности платы. Такой способ весьма эффективен при выполнении соединений, так как обеспечивает минимальную длину межсоединений и, следовательно, соединительных проводов. Иногда все-таки приходится использовать короткие навесные провода, однако удачное размещение компонентов на плате зачастую позволяет сократить время пайки н площадь, занятую на плате.

Для многих схем, описанных в этой книге, будут приведены варианты компоновки, для которых гарантирована нормальная работоспособность. Разумеется, эту компоновку можно при необходимости менять, если при этом сохранять малую длину всех соединительных проводов. И вообще помните: чем проще схема, тем больше шансов, что она заработает сразу после сборки, и тем надежнее она будет затем работать.

Рабочее место радиолюбителя

Хотя заглавие этого раздела предполагает, что у зас в квартире есть рабочее место, предназначенное исключительно для занятий электроникой, не следует огорчаться и тем, у кого такого специального места нет. Рабочее место радиолюбителя должно лишь

удовлетворять некоторым требованиям для удобной работы. Это может быть обычный кухонный стол, который становится рабочим местом в вечернее время.

Запаситесь чем-нибудь, чтобы накрыть стол и защитить его поверхность от капель припоя и царапин, которые можно сделать инструментами или выводами компонентов. Подберите удобный стул, так как иногда придется подолгу сидеть в одной позе. Позаботьтесь также о хорошем источнике верхнего освещения. Помните, что придется рассматривать миниатюрные компоненты, соединять их между собой, поэтому хороший источник света существенно облегчит работу. Если света не хватает, то можно приобрести подержанную лампу и повесить ее высоко над столом, чтобы дополнительно осветить рабочее место.

Советую также разложить инструменты в определенном порядке, а не держать их в инструментальном ящике на полу возле стула. Тогда будет гораздо легче найти тот или иной инструмент, когда он понадобится, не меняя позы и не перерывая весь ящик. Такая подготовка позволит сократить время монтажа и не отвлекаться от схемы, с которой вы работаете.

Собирая схему на перфорированной монтажной плате, вы обнаружите, что все время приходится переворачивать ее с одной стороны на другую, чтобы вставить выводы компонентов в отверстия платы и скрутить их с другой стороны. Есть простой способ избавиться от этой процедуры. Выбирая подходящий кусок перфорированной платы, возьмите такой, который несколько превышает по размерам требуемый для схемы, и поставьте его на несколько деревянных брусков, как на подставку.

Теперь можно вставлять выводы в отверстия и скручивать их, не переворачивая плату. Для большей устойчивости перфорированную плату можно прибить к брускам несколькими гвоздиками. Когда все компоненты размещены на плате и вы готовы к пайке, просто вытащите гвоздики, переверните плату н начинайте паять. После того как все спаяно, обрежьте бокорезами лишние части перфорированной монтажной платы. Такой способ не только удобен, но и реально экономит время.

Если вам повезло н рабочее место находится нс в жилых помещениях дома, а, например, в подвале, Свободной комнате и т. д., то перфорированную монтажную плату можно закрепить в тисках, если они есть. Работать с тисками можно точно так же, как описано выше, и так же перевернуть плату для пайки соединений. Другое преимущество специально выделенного рабочего места заключается в том, что не нужно каждый раз все убирать в конце работы.

Следует аккуратно обращаться со схемой в ходе монтажа, чтобы не подвергать опасности компонен* ты, которые легко повредить тем или иным способом. Кладите пл ату со схемой подальше от края стола и не держите инструмент и другие тяжелые предметы рядом с ней, чтобы не было опасности ударить ими плату или уронить их на нее сверху. Пока схема не закончена и не заключена в корпус, ее легко повредить, поэтому позаботьтесь о соответствующей защите.

Правила монтажа

При сборке электронных схем совершенно необходимо следовать некоторым полезным правилам. Некоторые из них, перечисленные ниже, вытекают просто из здравого смысла и применяются во многих случаях, но мы приводим их здесь, чтобы гарантировать успех в работе. Одно из самых главных правил заключается в том, что нельзя приступать к сборке схемы, пока все компоненты, соединители и корпус не находятся под руками. Если приступить к сборке, когда нескольких компонентов еще нет, то нарушится порядок сборки схемы, в результате чего появляется вероятность пропустить важный этап работы.

Скажем, вы собираете схему и запоминаете, что надо сделать, чтобы закончить ее, когда появятся недостающие компоненты. Затем часть компонентов появляется, вы устанавливаете их в схему, думая, что сделали все, как надо, включаете питание, а схема не работает. В конце концов целую схему придется выбросить после многочасовых безуспешных попыток устранить неисправность и все это из-за одного единственного забытого компонента. Подобных

неудач не будет, если следовать этому наиболее важному правилу.

Другое полезное правило заключается в том, что надо делать почаще перерывы в работе, чтобы дать отдых уму и телу. Если долго находиться в одной и той же позе, пристально вглядываясь в мелкие провода и компоненты, то устает не только тело, но и голова. Не приступайте к работе над схемой, если вы уже утомлены ——усталый человек ошибается чаще. И помните, что вы работаете с электричеством, которое представляет смертельную опасность, особенно если из-за утомления внимание рассеяно.

Если почувствуете небольшую усталость, прекратите работу и сделайте перерыв на 10—15 мин, пока не отдохнете. Не планируйте срок окончания работы над схемой. Почувствовав, что не успеваете, вы начнете торопиться или будете продолжать работу в состоянии утомления. В результате могут возникнуть ошибки в монтаже, неправильная полярность или «холодная» пайка — все, чего можно было бы избежать.

Итак, чтобы успешно собрать электронную схему, большую или маленькую, простую или сложную, необходимо правильно выполнять каждый этап работы. Прежде чем начать, необходимо организовать удобное рабочее место, обеспечивающее аккуратное выполнение работы. Во время работы инструмент и прочие принадлежности всегда должны быть пол руками. Если созданы все нужные условия и есть инструмент, то все остальное достаточно просто, однако при условии выполнения правил сборки схем. Кроме того, не спешите к финишу. Поспешность может погубить любую работу и превратить сравнительно простую схему в многоголовое чудовище, быстро пожирающее время, компоненты и деньги.

Глава X*

КОМПОНЕНТЫ ЭЛЕКТРОННЫХ СХЕМ И ИЗМЕРЕНИЯ

БтекаДЙя^-^WWW.DMITRI.TK )оБтекаДЙя^-^WWW.DMITRI.TK )о

БтекаДЙя^-^

WWW.DMITRI.TK )о

БтекаДЙя^-^

WWW.DMITRI.TK )о

Большинство электронных схем, описанных в этой книге, построены на основе популярной интегральной микросхемы — таймера типа 555. Интегральная микросхема (ИС) представляет собой целую электронную схему на одном кристалле кремния, но чтобы получить действующее электронное устройство, необходимо некоторое количество дополнительных компонентов. Это могут быть резисторы, конденсаторы, катушки индуктивности, диоды и транзисторы. Чтобы собирать электронные устройства на ИС, необходимо знать, как работают эти дополнительные компоненты* Цель данной книги — описать электронные схемы, которые вполне под силу собрать радиолюбителю средней квалификации в домашней мастерской. Книга также дает возможность радиолюбителю учиться на каждой из стадий процесса конструирования схем.

Большинство описанных здесь схем должны заработать сразу же после сборки, однако некоторые из них необходимо отрегулировать или настроить. Для этого могут понадобиться некоторые электронные измерительные приборы, однако в большинстве случаев вполне достаточно недорогого мультиметра. Бывает, что готовая схема отказывается работать, н тогда придется выполнить небольшую работу по поиску и устранению неисправностей. В этом случае очень важно иметь понятие об основных параметрах электронных приборов н схем и их физическом смысле. Иногда потребуется измерить ток и напряжение или внутреннее сопротивление. Эта глава — своего рода азбука электроники, и она должна помочь в будущем при изготовлении, наладке и поиске и устранении неисправностей в схемах.

Напряжение

Электрическое напряжение — это разность потенциалов между точками схемы. Само напряжение представляет собой силу, которая вызывает ток в схеме. Образно напряжение можно уподобить ракетке, ударяющей по теннисному мячу. Полет мяча можно сравнить с протеканием тока, а ракетка — это та потенциальная сила, которая его вызывает.

Есть два основных вида напряжения — постоянное и переменное. Для работы большинства схем, описанных в этой книге, требуется постоянное напряжение. Часто источником этого напряжения служат батареи# Переменное напряжение — это, например, то напряжение, которое имеется в сетевых розетках в наших квартирах. Ток и напряжение взаимозависимы и должны рассматриваться совместно.

Основной единицей напряжения является вольт (В), однако существуют производные единицы, которые используются для удобства в практических измерениях. Милливольт (мВ) соответствует разности потенциалов в тысячную вольта. Для еще меньших напряжений применяется такая единица, как микровольт (мкВ), составляющая тысячную милливольта, или миллионную вольта. Один киловольт (кВ) равен 1000 В. Большинство схем в этой книге работают при напряжениях, которые измеряются в вольтах.

Когда говорят о напряжении, необходимо знать, постоянное оно или переменное. В основных электрических схемах напряжение измеряется между двумя точками： положительным и отрицательным полюсами. Чтобы в схеме пошел ток, эти полюса следует подключить к цепи питания схемы, а чтобы установить, есть ли ток,— к измерительному прибору. Когда источник питания правильно подключен к электронной схеме или к нагрузке, то в* соответствующей цепи течет ток, направленный от отрицательного полюса к положительному.

Все схемы постоянного тока имеют определенную полярность. Постоянная полярность означает, что один из контактов схемы всегда будет положительным, а другой ——всегда отрицательным. У источников переменного тока напряжение постоянно меняется.