2.1　iPhone手机基本元件

iPhone手机和普通手机一样，也是由主板、显示屏、电池、外壳等组成的，在本节中主要介绍iPhone手机主板上的基本电子元件——电阻、电容、电感。这三个元件是好兄弟，几乎在iPhone手机大部分电路中都能看到这三个弟兄的身影，大哥是电阻，二弟是电容，老三是电感。这弟兄三个占主板元器件数量的80%以上。根据“二八法则”，掌握了电阻、电容、电感这三个基本电子元件后，就认识了iPhone手机主板上80%的元件。

二八法则在经济学和管理学中有广泛的应用，同样，也可以应用在iPhone手机维修行业，例如只要掌握20%的技巧，就可以维修手机80%的故障。

2.1.1　电阻

电阻器在日常维修中一般称为电阻，包括贴片电阻、直插电阻等，手机主板上使用的电阻主要是贴片电阻。

电阻是手机中使用最多的电子元件。

1．电阻外形特征及电路符号

贴片电阻与直插电阻是有明显区别的，由于直插电阻不在手机中使用，因此这里只看贴片电阻的外形特征。

（1）电阻的外形特征

1）手机中的电阻

电阻是手机中应用很广的元件之一，在手机中几乎所有的电路中都有电阻的存在，如图2-1所示。

2）贴片电阻

贴片电阻的表面是黑色的，外形呈扁平状，其两端是银色的，是电阻的焊点，其底部（也就是“肚皮”）是白色的。

贴片电阻的外形特征如图2-2所示。

电阻的阻值有些标注在电阻的表面，有些不标注，尤其是体积太小的电阻。未标注阻值的电阻需要查阅手机电路原理图或通过测量才能获得其具体阻值，如图2-3所示。

3）贴片排阻

在iPhone手机中还有一种电阻的组合形式叫排阻，如图2-4所示。排阻就是把两个或两个以上具有相同阻值的电阻组合在一起的复合电阻。

排阻主要用在数字电路的接口电路中。

（2）电阻的电路符号

在手机电路图中，各种电子元件都有它们特定的表达方式，即元器件的电路符号。电阻的电路符号通常如图2-5所示。左边是国外手机电路原理图中的电路符号，右边是国内手机电路原理图中的电路符号。注意，左边的电路符号不要与电感的电路符号相混淆。

2．电阻的工作原理及特性

电阻的工作原理类似于河道中的拦河坝，为了拦住河流，人们会在河道中建一道拦河坝，这样在大旱之年可以拦住水流，大涝之年可以放开水闸不至于漫堤。

在物理学中，用电阻来表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大，表示导体对电流的阻碍作用越大，和河道中拦河坝一样，建得越高对河流的阻力越大。不同的导体，电阻也不同，电阻是导体本身的一种特性。

（1）电阻的工作原理

导体的电阻是它本身的一种性质，其大小取决于导体的长度、横截面积、材料和温度，即使它两端没有电压，没有电流通过，它的阻值也是一个定值。在一般情况下，这个定值可以看作是不变的，对于光敏电阻和热敏电阻来说，电阻值是不定的。对于一般的导体来讲，还存在超导的现象，这些都会影响电阻的阻值。

1）欧姆定律

在同一电路中，导体中的电流跟导体两端的电压成正比，跟导体的电阻值成反比，这就是欧姆定律，基本公式是I=U/R。

欧姆定律由乔治·西蒙·欧姆提出，为了纪念他对电磁学的贡献，物理学界将电阻的单位命名为欧姆，以符号Ω表示。

2）电阻的串并联

①电阻的串联

两个电阻首尾相接且中间没有分支，就是电阻的串联。在串联电阻电路中，经过每个电阻的电流一样，但每个电阻两端的电压不同，如图2-6所示，电阻串联后的总电阻增大（AB间的电阻），R总=R₁+R₂。

在串联电路中，流经R₁的电流I₁等于流经R₂的电流I₂，等于总电流I_总。

②电阻的并联

若两个或几个电阻的连接方式是首首相连、尾尾相连，则为电阻的并联。在并联电阻电路中，每个电阻两端的电压一样，但流过每个电阻的电流一般不同。并联电阻的总电阻减小（AB间的电阻），1/R_总=1/R₁+1/R₂。

在并联电路中，流经R₁的电流I₁和流经R₂的电流I₂之和等于总电流I_总，如图2-7所示。

③电阻的混联

在实际电路中，电阻的并联与串联有时是同时存在的，如图2-8所示，电阻的串并联关系是：R₂和R₃并联，并联后再与R₁、R₄串联。

流经R₁的电流I₁等于流经R₄的电流I₄，也等于流经R₂的电流I₂与流经R₃的电流I₃之和。

（2）电阻的特性

电阻的主要物理特性是变电能为热能，是一个耗能元件，电流经过它就会产生热能。当流经它的电流过大时，它会发热直至烧坏。

对信号来说，交流与直流信号都可以通过电阻，但会有一定的衰减。换句话说，电阻对交流信号和直流信号的阻碍作用是一样的。这样也方便分析交直流电路中电阻的作用。

3．电阻的单位及标注方法

（1）电阻的单位

电阻都有一定的阻值，它代表这个电阻对电流流动“阻力”的大小，电阻的单位是欧姆。用符号Ω表示，常用的还有kΩ（千欧）、MΩ（兆欧）。其换算关系是：1MΩ=1000kΩ，1kΩ=1000Ω。

（2）电阻阻值的标注方法

贴片电阻的阻值和一般电阻一样，在电阻体上标明。电阻共有三种阻值标称法，但标称方法与一般电阻器不完全一样。

在手机中，大部分贴片电阻由于体积太小，很少有标注数值的。

1）数字索位标称法

一般电阻采用这种标称法，数字索位标称法就是在电阻体上用三位数字来标明其阻值。它的第一位和第二位为有效数字，第三位表示在有效数字后面所加0的个数，这一位不会出现字母。

例如，472表示4700Ω，151表示150Ω。

如果是小数，就用R表示小数点，用m代表单位为毫欧姆（mΩ）的电阻。

例如，2R4表示2.4Ω，R15表示0.15Ω，1R00表示1.00Ω，R200表示0.200Ω，R005表示5.00mΩ，6m80表示6.80mΩ。

电阻的数字索位标称法如图2-9所示。

2）色环标称法

一般圆柱形固定电阻器采用这种标称法，贴片电阻与一般电阻一样，大多采用四环（有时三环）标明其阻值。第一环和第二环是有效数字，第三环是倍率。例如，“棕绿黑”表示15Ω，“蓝灰橙银”表示68kΩ，误差±10%。

色环标称法的色环代码表如图2-10所示。

3）E96数字代码与字母混合标称法

数字代码与字母混合标称法也是采用三位标明电阻阻值，即“两位数字加一位字母”，其中两位数字表示的是E96系列电阻代码，第三位是用字母代码表示的倍率。

例如，51D表示“332×10³=332kΩ”，249Y表示“249×10^-2=2.49Ω”。

E96系列电阻代码表如图2-11所示。

倍率代码表如图2-12所示。

4．电阻在电路中的作用

电阻用于表示导体对电流阻碍作用的大小，其在电路中的作用一般有4种，包括限流、分压、分流、转化为内能，特殊的0Ω电阻还具有其独特的功能。

（1）限流作用

为使通过电路的电流不超过额定值或实际工作需要的规定值，以保证电路的正常工作，通常可在电路中串联一个小阻值的电阻，把这种可以限制电流大小的电阻叫作限流电阻。

（2）分压作用

一般手机电路都有额定电压值，若电源比额定电压高，则不可把电路直接接在电源上。在这种情况下，可在电路中串接一个合适阻值的电阻，让它分担一部分电压，电路便能在额定电压下工作，这样的电阻称为分压电阻。

（3）分流作用

当在电路的干路上需同时接入几个工作电流不同的电路时，可以在额定电流较小的电路两端并联接入一个电阻，这个电阻的作用是“分流”。

（4）将电能转化为内能的作用

电流通过电阻时，会把电能全部（或部分）转化为内能。用来把电能转化为内能的电器叫电热器，如电烙铁、电炉、电饭煲、取暖器等。

（5）0Ω电阻的作用

在电路中没有任何功能，只是在PCB上为了调试方便或兼容设计等原因，可以做跳线用。如果某段线路不用，不接该电阻即可（不影响外观）。

5．电阻损坏故障现象

电阻损坏主要表现在以下几个方面：

（1）开路

电阻开路是维修比较常见的故障，电阻开路后，没有电流流过电阻，可能会造成部分电路无法工作。可用万用表的欧姆挡来判断电阻是否开路。

（2）阻值变大

电阻阻值变大也是维修中常见的故障之一，当电阻阻值变大后，流过该电路的电流变小，可能会造成该部分电路工作不正常或者不工作，可以使用万用表的欧姆挡测量电阻阻值大小来判断阻值是否变大。

（3）接触不良

当电阻引脚与焊盘接触不良的时候，会造成电路有时工作，有时不工作，可以通过补焊的方法来解决。

（4）阻值变小或短路

在维修工作中，很少碰到有电阻出现阻值变小或短路现象，阻值变小或短路的原因可能是手机进水后，有污物附着在电阻表面。电阻本身几乎不可能出现阻值变小或短路现象。

6．使用万用表测量电阻

（1）将黑表笔插入COM插座，红表笔插入V/Ω插座。

（2）将量程开关转至相应的电阻量程上，然后将测试表笔跨接在被测电阻上。

测量方法如图2-13所示。

当所测量电阻值超过1MΩ以上时，读数需几秒时间才能稳定，这在测量高电阻时是正常的；当输入端开路时，则显示过载情形；测量在线电阻时，要确认被测电路所有电源已关断及所有电容都已完全放电时，才可进行。

2.1.2　电容

iPhone手机中的电容一般为贴片多层陶瓷电容器（Multi-Layer Ceramic Chip Capacitor, MLCC）、贴片钽电解电容、贴片铝电解电容等。电容是电容器的简称。

电容是一种储能元件，是电子线路中不可缺少的重要元件。电容器是由两个相互靠近的金属电极板中间夹绝缘介质构成的。在电容的两个电极上加电压时，电容器就能储存电能。

电容器广泛用于高低频电路和电源电路中，起耦合、滤波、旁路、谐振、升压、定时等作用。

1．电容的外形特征及电路符号

iPhone手机、智能穿戴设备等便携设备中的贴片电容个头比较小，与一般便携设备中带引线的电容外形有明显的区别。

（1）电容的外形特征

1）手机中的电容

在iPhone手机中，电容的数量仅次于电阻，如图2-14所示。

2）电容的外形特征

①贴片多层陶瓷电容

贴片多层陶瓷电容是手机中最常见的一种电容，也是手机中使用量最多的一种。贴片多层陶瓷电容表面的颜色从黄色到浅灰色都有，且上下两个面的颜色一致；一般没有黑色的，而且看起来比电阻更“胖”一点；两端的颜色是银白色的，也就是电容的焊点，如图2-15所示。

贴片多层陶瓷电容是无极性电容。

②贴片钽电解电容

贴片钽电解电容表面颜色一般为黑色或黄色，也有其他颜色的，但是不多见。贴片钽电容的表面标注了电容容量和电容耐压值，如图2-16所示。

贴片钽电解电容是有极性电容，在贴片钽电解电容表面，有标志线或有突出的一端是电容的正极。

③排容

排容是一排容量相同的电容放在一起的复合电容，在很多智能手机都有使用，如图2-17所示。

（2）电容的电路符号

在iPhone手机中，应用较多的一般为有极性电容和无极性电容，还有穿心电容、可变电容、微调电容等。

在电路原理图中，无极性电容符号一般是两个平行线，然后在这两个平行线上引出两条引线来。无极性电容符号如图2-18所示，无极性电容没有极性区分。

在有极性的电容中，有“+”符号的一端为电容的正极，如图2-19所示，在旧电容符号中，电容正极用一个长方体标识。

2．电容的工作原理及特性

（1）电容的工作原理

电容器是一种能储存电荷的容器，它是由两片靠得较近的金属片，中间再隔以绝缘物质而组成的。

可以将电容理解为一个蓄水池，蓄水池越大，蓄水池装满水后水量越大，其标称电压就相当于蓄水的水位对底部的压强。电容器容量的大小就相当于蓄水的容积。水源流入时大时小（波动），不会影响用水的稳定性。如果用水量大于水源，蓄水池没有水了，其流量和水源流入一样（波动）。所以电解电容起到“蓄水”作用。

（2）电容的串并联

在电路中，电容也有串联与并联两种接入方式，两个电容首尾相接中间无分支就是串联，两个电容首首连接、尾尾连接则是并联，如图2-20所示。

但电容的串／并联与电阻的串／并联不同：电容的串联使电容的总电容减少，并联使总电容增大。

电容器并联时，相当于电极的面积加大，电容量也就加大了。并联时的总容量为各电容量之和，即C_并=C₁+C₂+C₃+……电容并联时，耐压值取决于耐压最小的电容，这个有点类似于木桶原理。一个木桶能盛多少水，不取决于最长的那块木板，而是由最短的木板决定。

电容串联时，相当于电容极板距离变长，电容容量减少，串联时电容总容量为各电容倒数之和。C_串=1/C₁+1/C₂+1/C₃……电容串联时，耐压值相当于所有电容耐压值之和。

（3）电容的特性

1）“隔直通交”特性

电容的电路符号很形象，是两块相互绝缘的平行板，这也表明了它的基本功能：隔直通交，电容的一切功能都源自于此。

对于恒定直流电来说，理想的电容就像一个断开的开关，表现为开路状态。而对于交流电来讲，理想电容则为一个闭合开关，表现为通路状态，如图2-21所示。

在图2-21中详细描述了直流电受电容阻挡的原因。事实上，电容并非立刻将直流电阻隔，当电路刚接通时，电路中会产生一个极大的电流值，然后随着电容不断充电，极板电压逐渐增强，电路中的电流不断减小，最终电容电压和电源电压相等且反向，从而达到和电源平衡的状态。

这里有很关键的一点需要明确，无论是直流还是交流环境，理想的电容内部是不会有任何电荷（电流）通过的。只是两极板电荷量对比发生了变化，从而产生了电场。

2）储能特性

把电容器的两个电极分别接在电源的正、负极上，过一会儿即使把电源断开，两个引脚间仍然会有残留电压（可以用万用表观察），可以说电容器储存了电荷。电容器极板间建立起电压，积蓄起电能，这个过程称为电容器的充电。充好电的电容器两端有一定的电压。电容器储存的电荷向电路释放的过程称为电容器的放电。

电容的储能特性如图2-22所示。

3）容抗特性

交流电是能够通过电容的，但是将电容器接入交流电路中时，由于电容器的不断充电、放电，因此电容器极板上所带电荷对定向移动的电荷具有阻碍作用，物理学上把这种阻碍作用称为容抗，用字母Xc表示。电容对交流电的阻碍作用叫作容抗。

电容量大，交流电容易通过电容，说明电容量大，电容的阻碍作用小，信号通过电容后，其幅度会发生变化，即电容输出端的信号幅度比输入端的小。

交流电的频率高，交流电也容易通过电容，说明频率高，电容的阻碍作用也小。电容的容抗随信号频率的升高而减小，随信号频率的降低而增大，对于交流信号，频率高的信号比频率低的信号更容易通过电容到其他电路中去。

3．电容的单位及容量标注方法

（1）电容的单位

电容的符号是C，在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，常用的电容单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF，又称微微法）等。

换算关系是：1法拉（F）=1000毫法（mF）=1 000 000微法（μF），1微法（μF）=1 000纳法（nF）=1 000 000皮法（pF）。

（2）电容容量标注方法

1）直标法

用数字和单位符号直接标出，如10μF表示10微法。有些电容用μ表示小数点，如μ47表示0.47微法。

在图2-23所示的贴片铝电解电容上，22表示22μF。

2）文字符号法

用数字和文字符号有规律的组合来表示容量。如p10表示0.1pF，1p0表示1pF，6p8表示6.8pF，2μ2表示2.2μF。

3）色标法

用色环或色点表示电容器的主要参数。电容器的色标法与电阻相同，电容器的色标示例：标称电容量为0.047μF、允许偏差为±5%的电容器的表示方法如图2-24所示。

由于贴片电容几乎没有采用色标法，因此图2-24以直插式电容为例进行说明。

4）数学计数法

如图2-25所示的贴片钽电容的标值为107，容量就是：10×10 000 000pF=100μF。如果标值为473，即为47×1000pF=0.047μF（后面的7和3都表示10的多少次方）。又如，332=33× 100pF=3300pF。

4．电容在电路中的作用

电容在iPhone手机电路中具有隔直通交、通高频阻低频的特性，广泛应用在耦合、隔直、旁路、滤波、调谐、能量转换和自动控制等方面。

（1）滤波电容

它接在直流电压的正负极之间，以滤除直流电源中不需要的交流成分，使直流电平滑，通常采用大容量的电解电容，也可以在电路中同时并接其他类型的小容量电容以滤除高频交流电。

在iPhone手机中，滤波电容主要应用于电源管理电路、供电电路等。

（2）退耦电容

所谓退耦，即防止前后电路电流大小变化时，在供电电路中所形成的电流冲动对电路产生影响。换言之，退耦电路能够有效地消除电路之间的寄生耦合。

退偶电容并接于放大电路的电源正负极之间，防止由电源内阻形成的正反馈而引起的寄生振荡。退耦电容的取值通常为47～200μF，退耦压差越大，电容的取值应越大。所谓退耦压差，是指前后电路网络工作电压之差。

在手机的功放电路中，供电脚都接有大容量的退耦滤波电容，这个电容的作用是用来稳定功放的供电电压，可以大大减小负载等的波动对电源的影响，这就是退耦作用。多采用贴片钽电容和贴片铝电解电容。

（3）旁路电容

旁路，是指给信号中的某些有害部分提供一条低阻抗的通路。在交直流信号的电路中，将电容并接在电阻两端或由电路的某点跨接到公共电位上，为交流信号或脉冲信号设置一条通路，避免交流信号成分因通过电阻产生压降衰减。

电源中高频干扰是典型的无用成分，需要将其在进入下一级电路之前滤除掉，一般我们采用电容达到该目的。用于该目的的电容就是旁路电容，它利用了电容的频率阻抗特性（理想电容的频率特性随频率的升高，阻抗降低），可以看出旁路电容主要针对高频干扰（高是相对的，一般认为20MHz以上为高频干扰，20MHz以下为低频纹波）。

（4）耦合电容

在交流信号处理电路中，用于连接信号源和信号处理电路或者作为两个放大器的级间连接，用于隔断直流，让交流信号或脉冲信号通过，使前后级放大电路的直流工作点互不影响。

在iPhone手机中，以上4种用途是最常见的，除此之外，电容在电路中还有调谐、补偿、中和、稳频、反馈等作用。

5．电容损坏故障分析

在iPhone手机中，电容的使用数量仅次于电阻，电容的损坏根据使用电路的不同而表现出不同的故障。电容损坏的特征主要表现在以下几个方面。

（1）击穿

电容击穿后会造成电路无法工作，这种情况主要表现在贴片多层陶瓷电容中；如果是滤波电容击穿还会造成电路短路，这种情况主要表现在贴片铝电解电容和贴片钽电解电容中。

（2）漏电

电容漏电会引起电路工作不正常，造成电路工作电流增大。贴片铝电解电容的漏电情况较多，如果漏电太大就是故障了，不过漏电后，电容仍能起一些作用；贴片钽电解电容漏电会影响电路的正常工作，严重时会烧坏电路的其他元件；而贴片多层陶瓷电容则很少出现漏电问题。

（3）容量减小

不同电路的电容容量减小后引起的问题不同，滤波电容容量减小后会造成电路交流波纹增大，耦合电容容量减小后会造成信号在传输过程中衰减。

（4）开路

电容开路后，已经不能起到一个电容的作用了，如果是滤波电容开路，就会造成电路交流波纹增大很多，而耦合电容开路后则会造成信号无法传送到下一级电路中。

在使用烙铁焊接贴片多层陶瓷电容的时候，尽量不要用烙铁去接触贴片电容的中间部分，只接触两端有焊锡的部分，虽然贴片电容能耐高温，但瞬间高温有时会造成贴片电容断裂。

6．使用万用表测量电容

（1）将红表笔插入COM插座，黑表笔插入V/Ω插座上。

（2）将量程开关转至相应电容量程上，表笔对应极性（注意红表笔极性为“+”极）接入被测电容。测量方法如图2-26所示。

在测试电容前，屏幕显示值可能尚未回到零，残留读数会逐渐减小，但可以不予理会，它不会影响测量的准确度。用大电容挡测量严重漏电或击穿电容时，将显示一些数值且不稳定。在测试电容容量之前，要对电容充分放电，以防止损坏仪表。

2.1.3　电感

当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。把这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”。利用此性质制成的电感元件叫电感器，简称电感。

iPhone手机中的电感主要应用在电源电路和升压电路中，在射频电路、音频电路中也有应用。手机中的电感主要为贴片电感，也称为片式电感器。

1．电感的外形特征及电路符号

电感是用绝缘导线（例如漆包线、纱包线等）绕制而成的电磁感应元件，也是智能手机中常用的元件之一。

（1）电感的外形特征

1）手机中的电感

在iPhone手机中，电感的应用也比较广泛，如图2-27所示。

2）电感的外形特征

在iPhone手机中，电感的外形特征不同，差别也较大，手机中的电感一般有两个引脚，贴片电感没有正负极性之分，可以互换使用。

电感按材料来分，有绕线电感、叠层电感（又分铁氧体和陶瓷体两种）、薄膜电感。叠层陶瓷电感在高频应用中有最好的高频特性。但陶瓷体电感的电感量做不到很高，一般只做到纳亨级别，与贴片叠层式铁氧体电感形成互补，叠层铁氧体可以做到几千微亨，体积越大，电感量越大。

绕线电感根据使用环境分为小功率贴片电感和大功率贴片电感。

①绕线电感

绕线电感是用漆包线绕在骨架上做成的，根据不同的骨架材料、不同的匝数而有不同的电感量及Q值。它有三种外形，如图2-28所示。

塑封绕线电感内部有骨架绕线，外部有磁性材料屏蔽，是经塑料模压封装的电感，主要应用在手机的低频电路。塑封绕线电感的主要外部特征是：外部有塑封的黑色材料，内部用线圈绕制而成，两端有引线。

陶瓷（铁氧体）骨架绕线电感是用长方形骨架绕线而成（骨架有陶瓷骨架或铁氧体骨架）的电感，两端头供焊接用。主要特征是：外部或侧面能看到绕制的线圈，两端无引线。

功率电感都是绕线型的，主要用于电源、DC/DC电路中，用作储能器件或大电流LC滤波器件（降低噪声电压输出）。它由方形或圆形工字形铁氧体为骨架，采用不同直径的漆包线绕制而成。功率电感的主要外形特征是：线圈绕在一个圆形的或方形的磁芯上，屏蔽式电感的颜色一般为黑色，是铁氧体磁芯的颜色，从外部看不到线圈。有些大功率贴片电感是非屏蔽式的，从侧面可以看到线圈。

②叠层电感

顾名思义，“叠层电感”就是有很多层叠在一起，这些“层”一般是铁氧体层或者陶瓷层。叠层电感是用磁性材料采用多层生产技术制成的无绕线电感。它采用铁氧体膏浆（或陶瓷层）及导电膏浆交替层叠并采用烧结工艺形成整体单片结构，有封闭的磁回路，所以有磁屏蔽作用。叠层电感具有高的可靠性，由于有良好的磁屏蔽，又无电感器之间的交叉耦合，因此可实现高密度安装。

铁氧体叠层电感和陶瓷叠层电感在外形上无太大区别，主要应用于电源管理电路。常见的叠层电感如图2-29所示。

③薄膜电感

薄膜电感是在陶瓷基片上用精密薄膜采用多层工艺技术制成的，具有高精度且寄生电容极小等特点，如图2-30所示。

薄膜电感主要应用在手机射频电路中，主要外形特征：两端银白色是焊点，中间是白色的，有一端有一个色点，有的中间部分是绿色，有的中间部分是蓝色，它们的外形类似于电阻和电容，但仔细观察还是有明显的区别。

3）印刷电感（微带线）

iPhone手机中的印刷电感（微带线）不是一个独立的元件，是在制作电路板时，利用高频信号的特性，运用弯曲的导线（铜箔）之间的距离形成的一个电感或互感耦合器，起到滤波、耦合的作用。

印刷电感（微带线）一般有两方面的作用：一方面是它能对高频信号进行较有效地传输；另一方面是与其他固体器件（如电感、电容等）构成一个匹配网络，使信号输出端与负载很好地匹配。印刷电感如图2-31所示。

（2）电感的电路符号

在iPhone手机中，电感的电路符号有多种画法，下面具体针对不同情况进行说明。在电路原理图中，电感符号是一个用导线绕成的线圈，注意与电阻符号的区别。图2-32是手机电路图中常见电感的电路符号。

2．电感的工作原理及特性

（1）电感的工作原理

电生磁、磁生电，两者相辅相成。当一根导线中有恒定电流流过时，总会在导线四周激起恒定的磁场，把这根导线弯曲成为螺旋线圈时，应用中学学过的电磁感应定律就能断定螺旋线圈中发生了磁场。将这个螺旋线圈放在某个电流回路中，当这个回路中的直流电变化时，电感中的磁场也应该会发生变化，变化的磁场会带来变化的“新电流”，由电磁感应定律可知，这个“新电流”一定和原来的直流电方向相反，从而在短时刻内对直流电的变化构成一定的抵抗力。只是，一旦变化完成，电流稳固上去，磁场也不再变化，便不再有任何障碍发生。

如果觉得上面一段描绘十分难懂、拗口，不妨从另一个角度来说明。假定有一条人工渠，渠边有一个大大的水车，水车很重，需要较大流量的渠水才能推进它。首先，渠道中没有水的时候，水车是不会转动的。接下去开启闸门放水，在放水最开始的时分，水流会从小到大，那么水车是怎样变化的呢？

水车会随着水的到来而快速旋转和水同步吗？显然不是，由于惯性和阻力的存在，水车会迟缓的开始转动，过一段时间后才会和水流构成稳固的均衡。水车“起步”，开始迟缓转动的过程，实际上也是水车在阻拦水流向前流，抵抗水流变化的过程。在水流流动、水车转速稳固后，水和水车构成一种调和共生的关系，就互不干预了。

假如关掉闸门呢？关掉闸门后，水会逐步减少，流速也会下降。在水流流速下降的时分，水车并不能快速和水流建立新的均衡，它还会依据之前的速率持续旋转一段时间，并带动水流在一定时间内维持之前的速率，接着水车会随着水流速度降低、水流减少而渐渐中止转动。恰似电感电路中电流的变化幅度的特性，使得电感就像是电路中的一个“整理、梳理者”。

（2）电感的特性

1）电感的“通直隔交”特性

从上面的过程来看，完全可以将电感器的作用和水车等同起来，它们的核心作用都是阻止电流（水流）的变化。比如电流由小到大，水流由大到小的过程中，无论是电感器还是水车都存在一种“滞后”作用，它们能在一定时间内抵御这种变化。从另一个角度来说，正因为电感和水车拥有储存一定能量（惯性）的作用，它们才能在变化来临时试图维持原状，但需要说明的是，当能量耗尽后，就只能随波逐流了。

说到这里，电感器的作用就非常清晰了——那就是“通直流，阻交流”。为什么这样说呢？如果以水车作为例子，直流就是恒定的一个方向的水流，水车虽然在水流开闸后的一小段时间内对水流有阻止作用，但一旦水车和水流建立平衡，则无论是水车还是水流都会按照规律运动，不再会有阻止发生，这就是“通直流”。而“阻交流”，试想，如果渠道中的水流一会儿向左、一会儿向右，水车在其中也无法正常转动，最后的结果是水渠无法形成正常的运转，这就是电感的“阻交流”作用。

在直流电路中，当电感中通过直流电时，由于电感本身电阻很小，几乎可以忽略不计，因此电感对直流电相当于短路。

在交流电路中，由于电压、电流随时间变化，电感元件中的磁场不断变化，引起感应电动势，电感对交流电起着阻碍的作用，阻碍交流电的是电感的感抗，感抗远大于电感器的直流电阻，因此电感有通直流阻交流的特性，这和电容通交流阻直流的特性正好相反。

2）电感的感抗特性

交流电也可以通过线圈，但是线圈的电感对交流电有阻碍作用，这个阻碍叫作感抗。交流电越难以通过线圈，说明电感量越大，电感的阻碍作用就越大；交流电的频率高，也难以通过线圈，电感的阻碍作用也大。实验证明，感抗和电感成正比，和频率也成正比。

当交流电通过电感线圈的电路时，电路中产生自感电动势，阻碍电流的改变，形成了感抗。自感系数越大则自感电动势也越大，感抗也就越大。如果交流电频率大则电流的变化率也大，那么自感电动势也必然大，所以感抗也随交流电的频率增大而增大。交流电中的感抗和交流电的频率、电感线圈的自感系数成正比。在实际应用中，电感起着“阻交、通直”的作用，因而在交流电路中常应用感抗的特性来通低频及直流电，阻止高频交流电。

3．电感的单位及容量标注方法

（1）电感的单位

电感量也称自感系数，是表示电感器产生自感应能力的一个物理量。

电感器电感量的大小主要取决于线圈的圈数（匝数）、绕制方式、有无磁心及磁心的材料等。通常，线圈圈数越多、绕制的线圈越密集，电感量就越大。有磁心的线圈比无磁心的线圈电感量大；磁心导磁率越大的线圈，电感量也越大。

电感量的基本单位是亨利（简称亨），用字母H表示。常用的单位还有毫亨（mH）和微亨（μH），由于H太大，通常用毫亨（mH）和微亨（μH）表示。

电感的换算关系是：1H（亨）=1000mH（毫亨），1mH（毫亨）=1000μH（微亨），1μH（微亨）=1000nH（纳亨），1nH（纳亨）=1000pH（皮亨）。

（2）电感量的标注方法

贴片电感采用以下两种标注方法。

• 部分nH（纳亨）级的电感一般直接注明，用N或R表示小数点，如10N、47N分别表示10nH、47nH，4N7或4R7均表示4.7nH。
• 三位数字与一位字母。前两位数字代表电感量的有效数字，第三位数字代表零的个数，单位是nH，不足10nH的用N或R表示小数点，第四位字母代表误差。

有些功率电感上直接标注数字，例如220，表示220μH。

贴片电感的标注方法实例如图2-33所示。

4．电感在电路中的作用

电感在iPhone手机电路中主要有滤波、振荡、抗干扰、升压等作用，一般要和其他元件配合使用。

（1）滤波电感

电感在电路中最常见的作用就是与电容一起组成LC滤波电路。电容具有“阻直流，通交流”的本领，而电感则有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路，那么交流干扰信号将被电容变成热能消耗掉；变得比较纯净的直流电流通过电感时，其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能，频率较高的最容易被电感阻抗，这样就可以抑制较高频率的干扰信号。

（2）振荡电感

如果整流是把交流电变成直流电的过程，那么振荡就是把直流电变成交流电的过程，我们把完成这一过程的电路叫作振荡电路。

振荡电感主要用于高频电路，与电容及三极管或集成电路组成一个谐振回路，即电路的固有振荡频率f₀与非交流信号的频率f相等，起到选频的作用，谐振时电路的感抗与容抗等值又反向，回路总电流的感抗最小，电流量最大（指f=f₀的交流信号），LC（电感、电容）谐振电路具有选择频率的作用，能将某一频率f的交流信号选择出来，或直接通过电路振荡将一个低频信号与振荡信号互相调制，然后通过高频放大器将调制的信号发射出去。

（3）抗干扰电感

抗干扰电感主要是抑制电磁波干扰，主要应用于电源电路及信号处理，如磁环电感、共模电感等。

在声音信号输出电路输入处接入共模电感或磁环电感后再接听筒或扬声器。磁环在不同的频率下有不同的阻抗特性。在低频时阻抗很小，当信号频率升高后磁环的阻抗急剧变大。信号频率越高，越容易辐射出去，有的信号线是没有屏蔽层的，这些信号线就成了很好的天线，接收周围环境中各种杂乱的高频信号，而这些信号叠加在传输的信号上就会改变传输的有用信号，严重干扰手机的正常工作。在磁环作用下，既能使正常有用的信号顺利地通过，又能很好地抑制高频干扰信号，而且成本低廉。

（4）升压电感

升压电感主要应用在使用电感的DC/DC（就是指直流转直流电源）升压电路中。在升压电路中，升压电感是将电能和磁场能相互转换的能量转换器件，当MOS（绝缘栅型场效应管）开关管闭合后，电感将电能转换为磁场能储存起来，当MOS断开后，电感将储存的磁场能转换为电场能，且这个能量在和输入电源电压叠加后，通过二极管和电容的滤波得到平滑的直流电压给负载，由于这个电压是输入电源电压和电感的磁场能转换为电能叠加后形成的，因此输出的电压高于输入的电压，即升压过程的完成。

5．电感损坏故障分析

在手机及电子设备中，电感损坏后表现出来的情况各不相同，下面具体描述电感出现问题后的表现。

（1）开路

在直流电路中，当电感开路后，电路的直流通路就会中断，负载因无供电将停止工作。在LC振荡电路中，电感开路将会破坏谐振电路的工作，造成无振荡信号输出而出现故障。

（2）电感量不正常

当电感出现电感量不正常的时候，对电源电路的影响不是很大，但是对LC谐振回路的影响较大，在谐振回路中，电感量决定了振荡频率的高低，如果电感量不正常，将会影响谐振回路的信号输出。

（3）短路、漏电

电感虽然出现短路、漏电的情况较少，但是一旦出现后则很难检修，短路、电感漏电主要表现在匝间短路，匝间短路后就会出现漏感增加，电感量减少，有时会引起电感发热现象。

6．用万用表测量电感

在手机电路中，电感若是损坏，则通常是电感开路，在手机中电感器主要用在射频电路中，LCD背光升压电路和电源供电电路也有应用。

用数字式万用表测量电感的方法：将万用表挡位调节到“二极管|蜂鸣器”上，用万用表表笔接被测电感，如果蜂鸣器发出声音，就说明电感没有开路，如图2-34所示。