手機電路中的基本元件主要包括電阻、電容、電感、晶體管等。由于手機體積小、功能強大,電路比較復雜,決定了這些元件必須采用貼片式安裝(SMD),片式元件與傳統(tǒng)的通孔元器件相比,貼片元件安裝密度高,減小了引線分布的影響,降低了寄生電容和電感,高頻特性好,并增強了搞電磁干擾和射頻干擾能力。
一、電阻
表面貼片安裝的電阻元件外型多呈薄片形狀,引腳在元器件的兩端。電阻一般為黑色,手機中的電阻大多末標出其阻值,個別個頭稍大的電阻在其表面一般用三位數(shù)表示其阻值的大小,三位數(shù)的前兩位數(shù)是有效數(shù)字,第三位數(shù)是10的指數(shù)。如100表示10n,102表示1000n即1kn,當阻值小于10n時,以*R*表示,將R看作小數(shù)點,如5R1表示5.1Ω。
個別手機采用了組合電阻,如諾基亞8210手機的R805、R120就采用了組合電阻,共有四個引腳和外電路
相連,內(nèi)部電路如圖2—1所示。
二、電容
在手機中,電容一般為黃色或淡藍色,個別電解除電容也用紅色的,電解電容稍大,無極性電容很小,最小的只有1mmx2mm,有的電容在其中間標出兩個字符,大部分電容則未標出其容量。手機中的電解電容,在其一端有一較窄的暗條,表示該端為其正極。
對于標出容量的電容,一般其第一個字符是英文字母,代表有效數(shù)字,第二個字符是數(shù)字,代表10的指數(shù),電容單位為pF,具體含義見表2-1所示。
例,一個電容器標注為G3,通過查表,查出G=1.8,3=103,那么,這個電容器的標稱值為1.8x
103=1800pF。
電解電容器當其外殼極性標志不清時,可用下述方法進行判別:
用指針式萬用表的R×10K擋,分別兩次對調(diào)測量電容器兩端的電阻值,當表針穩(wěn)定時,比較兩次測量的讀數(shù)的大小,取值較大的讀數(shù)時,這時萬用表黑筆接的是電容器的正極,紅筆接的是電容器的負極,其原理一是利用了萬用表內(nèi)部的電池用電源,二是利用了電解電容反向漏電流比正向漏電流大的特性。
三、電感和微帶線
電感是一個電抗器件,它在電子電路中也經(jīng)常使用。將一根導線繞在鐵芯或磁芯上或一個空心線圈就是一個電感。在手機電路中,一條特殊的印刷銅線即構(gòu)成一個電感,在一定條件下,又稱其為微帶線。電感的主要物理特征是將電能轉(zhuǎn)換為磁能并儲存起來,也可說它是一個儲存磁能的元件。電感是利用電磁感應的原理進行工作的。當有電流流過某一根導線時,就會在這根導線的周圍產(chǎn)生電磁場,而這個電磁場又會對處在這個電磁場范圍內(nèi)的導線產(chǎn)生電磁感應現(xiàn)象。
與手機板上的電阻、電容不同的是—,手機電路中的電感的外觀形狀多種多樣,有的電感很大,從外觀上很容易判斷;但有的電感的外觀形狀和電阻。電容的外觀相差不大,很難判斷。用萬用表的歐姆檔可以檢查電感是否開路。
手機電路中比較常見的電感有以下幾種:一種是兩端銀白色,中間是白色的;另一種是兩端是銀白色,中間是藍色的。還有一種電源電路的電感,體積比較大,一般為圓形或方形,黑色,很容易辨認。如摩托羅拉V998手機的儲能電感L901(黑色,方形),三星188手機的儲能電感L401(黑色,圓形)等。
需要說明的是:在部分手機電路中,還常常用一段特殊形狀的銅皮來構(gòu)成一個電感。通常我們把這種電感稱為印刷電感或微帶線。在手機電路中,微帶線一般有兩個方面的作用。一是它把高頻信號能較有有效有傳輸;二是微帶線與其它固體器件如電感、電容等構(gòu)成一個匹配網(wǎng)絡,使信號輸出端與負載能很好地匹配。微帶線耦合器常用在射頻電路中,特別是接收的前級和發(fā)射的末級。用萬用表量微帶線的始點和末點是相通的,但絕不能將始點和末點短接。微帶線結(jié)構(gòu)如圖2-2所示。
四、二極管
手機中的二極管主要有以下幾種:
1.普通二極管
普通二極管是利用二極管的單向?qū)щ娦詠砉ぷ鞯模袃蓚€引腳,一般為黑色,在其一端有一白色的豎條,表示該端為負極。
2.穩(wěn)壓二極管
穩(wěn)壓二極管簡稱穩(wěn)壓管,是利用二極管的反向擊穿特性來工作的。在手機電路中,它常常用于受話器(喇叭、揚聲器)電路、振動器電路和鈴聲電路。由于手機電路所使用的受話器、蜂鳴器和振動器都帶有線圈,當這些電路工作時,由于線圈的感生電壓會導致一個很高的反峰電壓,穩(wěn)壓二極管就是用來防止這個反峰電壓引起電路損壞的。
另外,在手機的充電電路、電源電路也較多地采用了穩(wěn)壓二極管。
3.變?nèi)荻O管
變?nèi)荻O管是采用特殊工藝使PN結(jié)電容隨反向偏壓變化比較靈敏的一種特殊二極管。二極管結(jié)電容的大小除了與本身結(jié)構(gòu)和工藝有關(guān)外,還與外加的反向電壓有關(guān)。
與一般的二極管不同的是,變?nèi)荻O管需要反向偏壓才能正常工作,即變?nèi)荻O管的負極接電源的正極,變?nèi)荻O管的正極接電源的負極。
當變?nèi)荻O管的反向偏壓增大時,變?nèi)荻O管的結(jié)電容變小;當變?nèi)荻O管的反向偏壓減小時,變?nèi)荻O管的結(jié)電容增大。
變?nèi)荻O管是一個電壓控制元件,通常用于振蕩電路,與其他元件一起構(gòu)成VCO(壓控振蕩器)。在VCO電路中,主要利用它的結(jié)電容隨反偏壓變化而變化的特性,通過改變變?nèi)荻O管兩端的電壓便可改變變?nèi)荻O管電容的大小,從而改變振蕩頻率。
一般情況下,在手機電路中,只要看到變?nèi)荻O管的符號,基本上可以斷定這個電路是一個壓控振蕩器。變?nèi)荻O管既然是一個電壓控制元件,那么它所存在的電路就有一個電壓控制信號。
在手機電路中,這個電壓控制信號是來自頻率合成環(huán)路中的鑒相器輸出端。
4.發(fā)光二極管 發(fā)光二極管在手機中主要被用來作背景燈及信號指示燈,發(fā)光二極管一般分發(fā)紅光、綠光、黃光等幾種,發(fā)光二極管的發(fā)光的顏色取決于制造材料。發(fā)光二極管對工作電流有要求,一般為幾毫安(mA)至幾十毫安,發(fā)光二極管的發(fā)光強度基本上與發(fā)光二極管的正向電流成線形關(guān)系。但如果流過發(fā)光二極管的電流太大,就有可能造成發(fā)光二極管損壞。在實際運用中,一般在二極管電路中串接一個限流電阻,以防止大電流將發(fā)光二極管損壞。發(fā)光二極管只工作在正偏狀態(tài)。正常情況下,發(fā)光二極管的正向電壓在1.5-3V之間。
另外,還有一些特殊的發(fā)光二極管,如紅外二極管。目前越來越多的手機中都使用了紅外發(fā)光二極管,它被用來進行紅外線傳輸。
5.組合二極管
所謂組合二極管,也就是說,由幾個二極管共同構(gòu)成一個二極管模塊電路。如三星A288手機開關(guān)機控制電路的D107就是一個組合二極管,內(nèi)部集中了四個二極管共同構(gòu)成一個模塊結(jié)構(gòu),內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)及實物如圖2-3所示。
組合二極管還有三支腳、四支腳的,這些組合二極管在三星手機中應用較多,這里不再一一分析。
五、三極管
1.三極管的結(jié)構(gòu)
手機電路中使用的三極管都是SMD器件,從電路結(jié)構(gòu)上可分為以下幾種:
(1)普通三極管
普通三極管有三個電極的,也有四個電極的,外型及管腳排列如圖2-4所示。
四個引腳的三極管中,比較大的一個引腳是三極管輸出端,另有兩個引腳相通是發(fā)射極,余下的一個是基極。
晶體三極管的外型和雙二極管(即兩個二極管組成的元件,也為三個引腳)、場效應管極為相似,判斷時應注意區(qū)分,以免造成誤判。
(2)帶阻三極管
帶阻三極管是由一個三極管及一、二個內(nèi)接電阻組成的,如圖2—5所示。
帶阻三極管在電路中使用時相當于一個開關(guān)電路,當狀態(tài)轉(zhuǎn)換三極管飽和導通時Ic很大,ce間輸出電壓很低,當狀態(tài)轉(zhuǎn)換三極管截止時,Ic很小,ce間輸出電壓很高,相當于VCC(供電電壓)。管子中的R1決定了管子的飽和深度,R1越小,管子飽和越深,Ic電流越大,ce間輸出電壓很低,抗干擾能力越強,但R1不能太小,否則會影響開關(guān)速度。R2的作用是為了減小管子截止時集電極反向電流,·并可減小整機的電源消耗。帶阻三極管外觀結(jié)構(gòu)上與普通三極管并無多大區(qū)別,要區(qū)分它們只能通過萬用表進行測量。
(3)組合三極管
所謂組合三極管,就是由幾個三極管共同構(gòu)成一個模塊。組合三極管在手機電路中得到了廣泛的應用。如摩托羅拉V998手機的混頻管Q1254(見圖2-6,內(nèi)部由二個普通三極管組成)、
三星A188手機的開機控制管U608(見圖2-7,內(nèi)部由二個帶阻三極管組成)等都是組合三極管。
2.三極管的判別
(1) 管腳的判別
將萬用電表置于電阻Rxlk擋,用黑表筆接三極管的某一管腳(假設作為基極),再用紅表筆分別接另外兩個管腳。如果表針指示的兩次都很大,該管便是PNP管,其中黑表筆所接的那一管腳是基極。若表針指示的兩個阻值均很小,則說明這是一只NPN管,黑表筆所接的那一管腳是基極。如果指針指示的阻值一個很大,一個很小,那么黑表筆所接的管腳就不是三極管的基極,再另換一外管腳進行類似測試,直至找到基極。
判定基極后就可以進一步判斷集電極和發(fā)射極。仍然用萬用表Rxlk檔,將兩表筆分別接除基極之外的兩電極,如果是PNP型管,用一個100k電阻接于基極與紅表筆之間,可測得一電阻值,然后將兩表筆交換,同樣在基極與紅表筆間接100k電阻,又測得一電阻值,兩次測量中阻值小的一次紅表筆所對應的是PNP管集電極,黑表筆所對應的是發(fā)射極。如果NPN型管,電阻100k就要接在基極與黑表筆之間,同樣電阻小的一次黑表筆對應的是NPN管集電極,紅表筆所對應的是發(fā)射極。在測試中也可以用潮濕的手指代替100k電阻捏住集電極與基極。注意測量時不要讓集電極和基極碰在一起,以免損壞晶體管。
(2)鍺管和硅管的判別
用數(shù)字萬用表測量管子基極和發(fā)射極PN結(jié)的正向壓降,硅管的正向壓降一般為0.5—0.8V,鍺管正向壓降,一般為0.2—0.4V。
六、場效應管
場效應管與三極管相似,但兩者的控制特性卻截然不同,三極管是電流控制元件,通過控制基極電流達到控制集電極電流或發(fā)射極電流的目的,即需要信號源提供一定的電流才能工作,因此,它的輸入電阻較低,場應管則是電壓控制元件,它的輸出電流決定于輸入電壓的大小,基本上不需要信號源提供電流,所以,它的輸入阻抗很高,此外,場效應管還具有開關(guān)速度快、高頻特性好、熱穩(wěn)定性好,功率增益大、噪聲小等優(yōu)點,因此,在手機電路中得到了廣泛的應用。
場效應管分為普通場效應管和組合場效應管,外觀結(jié)構(gòu)和普通三極管及組合三極管相似,維修和代換時應注意區(qū)分。
場效應管按其結(jié)構(gòu)的不同可分為結(jié)型場效應管和絕緣柵(金屬氧化物)場效應管兩種類型,其中金屬氧化物場效應管在手機中應用最多。
手機使用的金屬氧化物功率場效應管,多數(shù)采用N溝道場效應管,個別則采用了P溝道場效應管,檢修時應加以區(qū)分。
1.結(jié)型場效管的判別
將萬用表置于RXlk檔,用黑表筆接觸假定為柵極G管腳,然后用紅表筆分別接觸另兩個管腳。若阻值均比較小(約5?--10歐),再將紅、黑表筆交換測量一次。如阻值均很大,屬N溝道管,且黑表接觸的管腳為柵極G,說明原先的假定是正確的。同樣也可以判別出P溝道的結(jié)型場效應管。
2.金屬氧化物場效應管的判別
(1)柵極G的判定
用萬用表Rxl00擋,測量功率場效應管任意兩引腳之間的正、反向電阻值,其中一次測量中兩引腳電阻值為數(shù)百歐姆,這時兩表筆所接的引腳是D極與S極,則另一引腳未接表筆為G極。
(2)漏極D、源極S及類型的判定
用萬用表RxlokD,擋測量D極與S極之間正、反向電阻值,正向電阻值約為0.2x10kfl,反向電阻值在(5—∞)x10kfl。在測反向電阻時,紅表筆所接引腳不變,黑表筆脫離所接引腳后,與G極觸碰一下,然后黑表筆去接原引腳,此時會出現(xiàn)兩種可能:
若萬用表讀數(shù)由原來較大阻值變?yōu)榱悖瑒t此時紅表筆所接為S極,黑表筆所接為D極。用黑表筆觸發(fā)G極有效(使功率場效應管D極與S極之間正、反向電阻值均為012),則該場效應管為N溝道型。
若萬用表讀數(shù)仍為較大值,則黑表筆接回原引腳不變,改用紅表筆去觸碰G極,然后紅表筆接回原引腳,此時萬用表讀數(shù)由原采阻值較大變?yōu)?span>0,則此時黑表筆所接為S極,紅表筆所接為D極。用紅表筆觸發(fā)G,極有效,該場效應管為P溝道型。
(3)金屬氧化物場效應管的好壞判別
用萬用表Rxlkll擋去測量場效應管任意兩引腳之間的正、反向電阻值。如果出現(xiàn)兩次及兩次以上電阻值較小(幾乎為0xkll),則該場效應管損壞;如果僅出現(xiàn)一次電阻值較小(一般為數(shù)百歐姆),其余各次測量電阻值均為無窮大,還需作進一步判斷。用萬用表Rxlkfl擋測量D極與S極之間的正、反電阻值。對于N溝道管,紅表筆接S極,黑表筆先觸碰G極后,然后測量D極與S極之間的正、反向電阻值。若測得正、反向電阻值均為0fl,該管為好的,對于P溝道管,黑表筆接S極,紅表筆先觸碰G極后,然后測量D極與S極之間的正、反向電阻值,若測得正、反向電阻值均為01l,則該管是好的。否則表明已損壞。
需要說明的是:金屬氧化物場效應管其柵極很容易感應電荷而將管子擊穿,維修時應注意防靜電。