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1、目 錄第一節(jié) 電阻器 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第1頁(yè) 1第二節(jié) 電容器 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第4頁(yè) 4第一節(jié) 電阻器 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第1頁(yè) 1第二節(jié) 電容器 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tConten
2、tid=Content l 第4頁(yè) 4第三節(jié) 電感器 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第6頁(yè) 6第四節(jié) 變壓器 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第8頁(yè) 8第五節(jié) 繼電器 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第10頁(yè) 10第六節(jié) 二極管 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&
3、ShowType=0&tContentid=Content l 第11頁(yè) 11第七節(jié) 三極管 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第16頁(yè) 16第八節(jié) 場(chǎng)效應(yīng)管 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第18頁(yè) 18第九節(jié) 光電耦合器 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第19頁(yè) 19第十節(jié) 保險(xiǎn)元件 HYPERL
4、INK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第十節(jié) 19第十一節(jié) 晶體振蕩器 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第21頁(yè) 21第十二節(jié) 霍爾器件 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第十二節(jié) 21第十三節(jié) 集成電路 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=C
5、ontent l 第22頁(yè) 22第十四節(jié) 集成穩(wěn)壓器件 HYPERLINK /editor.asp?ChannelID=1&ShowType=0&tContentid=Content l 第23頁(yè) 23電子元器件封裝(Package)對(duì)于芯片來(lái)說(shuō)是必須的,也是至關(guān)重要的。封裝也可以說(shuō)是指安裝半導(dǎo)體集成電路芯片用的外殼,它不僅起著保護(hù)芯片和增強(qiáng)導(dǎo)熱性能的作用,而且還是溝通芯片內(nèi)部世界與外部電路的橋梁和規(guī)格通用功能的作用。(1)物理保護(hù)。因?yàn)樾酒仨毰c外界隔離,以防止空氣中的雜質(zhì)對(duì)芯片電路的腐蝕而造成電氣性能下降,保護(hù)芯片表面以及連接引線等,使相當(dāng)柔嫩的芯片在電氣或熱物理等方面免受外力損害及外部環(huán)
6、境的影響;同時(shí)通過(guò)封裝使芯片的熱膨脹系數(shù)與框架或基板的熱膨脹系數(shù)相匹配,這樣就能緩解由于熱等外部環(huán)境的變化而產(chǎn)生的應(yīng)力以及由于芯片發(fā)熱而產(chǎn)生的應(yīng)力,從而可防止芯片損壞失效?;谏岬囊?,封裝越薄越好,當(dāng)芯片功耗大于2W時(shí),在封裝上需要增加散熱片或熱沉片,以增強(qiáng)其散熱冷卻功能;51OW時(shí)必須采取強(qiáng)制冷卻手段。另一方面,封裝后的芯片也更便于安裝和運(yùn)輸。(2)電氣連接。封裝的尺寸調(diào)整(間距變換)功能可由芯片的極細(xì)引線間距,調(diào)整到實(shí)裝基板的尺寸間距,從而便于實(shí)裝操作。例如從以亞微米(目前已達(dá)到01 3m以下)為特征尺寸的芯片,到以10m為單位的芯片焊點(diǎn),再到以100m為單位的外部引腳,最后劍以毫米為
7、單位的印刷電路板,都是通過(guò)封裝米實(shí)現(xiàn)的。封裝在這里起著由小到大、由難到易、由復(fù)雜到簡(jiǎn)單的變換作用,從而可使操作費(fèi)用及材料費(fèi)用降低,而且能提高工作效率和可靠性,特別是通過(guò)實(shí)現(xiàn)布線長(zhǎng)度和阻抗配比盡可能地降低連接電阻,寄生電容和電感來(lái)保證正確的信號(hào)波形和傳輸速度。(3)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格化。規(guī)格通用功能是指封裝的尺寸、形狀、引腳數(shù)量、間距、長(zhǎng)度等有標(biāo)準(zhǔn)規(guī)格,既便于加工,又便于與印刷電路板相配合,相關(guān)的生產(chǎn)線及生產(chǎn)設(shè)備都具有通用性。這對(duì)于封裝用戶、電路板廠家、半導(dǎo)體廠家都很方便,而且便于標(biāo)準(zhǔn)化。相比之下,裸芯片實(shí)裝及倒裝目前尚不具備這方面的優(yōu)勢(shì)。由于組裝技術(shù)的好壞還直接影響到芯片自身性能的發(fā)揮和與之連接的印刷電
8、路板(PCB)的設(shè)計(jì)和制造,對(duì)于很多集成電路產(chǎn)品而言,組裝技術(shù)都是非常關(guān)鍵第一節(jié) 電阻器電阻器是用電阻率較大的材料(碳或鎳鉻合金等)制成。它在電路中起著限流、分壓的作用。一、電阻器的分類(lèi)電阻器在電子產(chǎn)品中是必不可少、使用最多的元器件。它的種類(lèi)很多,常見(jiàn)的有下列幾種分類(lèi)。1、按阻值可否調(diào)節(jié)分有固定電阻器、可變電阻器兩大類(lèi)。固定電阻器是指電阻值不能調(diào)節(jié)的電阻器;可變電阻器是指阻值在某個(gè)范圍內(nèi)可調(diào)節(jié)的電阻器,如電位器。2、按制造材料分有線繞電阻、非線繞電阻。3、按用途分有通用型、高阻型、高壓型、高頻無(wú)感型。除以上三種分類(lèi)方法以外,還有按結(jié)構(gòu)形狀及引出線進(jìn)行分類(lèi)。1電阻的認(rèn)識(shí)各種材料的物體對(duì)通過(guò)它的電
9、流呈現(xiàn)一定的阻力這種阻礙電流的作用叫電阻。具有一定的阻值一定的幾何形狀一定的技朮性能的在電路中起電阻作用的電子組件叫阻器即通常所稱(chēng)的電阻。電阻R在數(shù)值上等于加在電阻上的電壓U通過(guò)的電流I的比值即R=U/I。2種類(lèi)a 按制作材料可分為碳膜電阻金屬膜電阻線繞電阻和水泥電阻等。其中常用的為碳膜電阻而水泥電阻則常用于大功率電器中或用作負(fù)載。b 按功率大小可為1/8w以下(Chip)1/8w1/4w1/2w1w2w等。c 按阻值表示法又可分為數(shù)字表示法及色環(huán)表示法。d 按阻值的精密度又可分為精密電阻(五環(huán))和普通電阻(四環(huán))。精密電阻通常在Z軸表中用“F”表示。3電阻的單位及換算a 電阻的單位我們常用的
10、電阻單位為千歐(K),兆歐(M)電阻最基本的單位為歐姆()b 電阻的換算1M = 1000K = 106 1 = 10-3 K = 10-6 M4電阻的電路符號(hào)及字母表示a 電路符號(hào)我們常用的電路符號(hào)有兩種 或b 字母表示R5電阻的作用阻流和分壓。6. 電阻的阻值辨認(rèn)由于電阻阻值的表示法有數(shù)字表示法和色環(huán)表示法兩種因而電阻阻值的讀數(shù)也有兩種a 數(shù)字表示法此表示法常用于CHIP組件中。辨認(rèn)時(shí)數(shù)字之前兩位為有效數(shù)字而第三位為倍率。例如 334表示33104=330 K 275表示27105=2.7 Mb.色環(huán)表示法 第一、二環(huán) 顏色: 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰 白 代碼: 0 1 2 3
11、 4 5 6 7 8 9第三環(huán):100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 10-1 10-2第四環(huán):金:土5銀:土10(a).以上為四環(huán)電阻的色環(huán)及表示相應(yīng)的數(shù)字其中第一二環(huán)為有效數(shù)字第三環(huán)為倍率第四環(huán)為誤差。(b).五環(huán)電阻表示方法:第一、二、三為有效數(shù)字,第四環(huán)為倍數(shù),第五環(huán)為誤差(依顏色),例如紅棕紅棕棕 阻值為 212101=2.12 K17.電阻數(shù)字表示法與色環(huán)表示法的相互運(yùn)算a 7.6 K5 用色環(huán)表示為紫藍(lán)紅金。b 7.61 K1 用色環(huán)表示為紫藍(lán)棕棕棕。c 820 K 用四環(huán)及五環(huán)表示(四環(huán)誤差為金五環(huán)誤差為棕) 四環(huán)灰紅黃金五環(huán)灰紅黑橙
12、棕二、部分電阻器外形及圖形符號(hào)1、電阻器外形:2、圖形符號(hào): 三、電阻器的主要技術(shù)參數(shù) 標(biāo)稱(chēng)阻值、允許誤差和額定功率是固定電阻器的主要參數(shù)。電阻器標(biāo)有的電阻數(shù)值,這就是電阻器的阻值標(biāo)稱(chēng)值。電阻標(biāo)稱(chēng)值往往和它的實(shí)際值不完全相符,實(shí)際值和標(biāo)稱(chēng)值的差值除以標(biāo)稱(chēng)值所得的百分?jǐn)?shù),就是電阻的誤差=(實(shí)際值-標(biāo)準(zhǔn)值)/標(biāo)準(zhǔn)值所得百分比,它反映了電阻器的精密程度。下表為常用電阻器的誤差等級(jí)。允許誤差0.5% 1% 2%5% 10% 20%級(jí) 別005 01 02 類(lèi) 型精密型普通型額定功率是指電阻器長(zhǎng)時(shí)間正常工作下能承受最大功率。額定功率較大的電阻器,一般都將額定功率直接印在電阻器上。額定功率較小的電阻器,可
13、以從它的幾何尺寸和表面面積上看出,如下表:外 形 尺 寸額定功率碳膜電阻金屬膜電阻LDLD0.06W82.50.125W122.572.20.25W154.582.60.5W254.510.84.21W286136.62W46818.58.6四、電阻器主要技術(shù)參數(shù)的標(biāo)志方法電阻器的標(biāo)稱(chēng)阻值和誤差通常都標(biāo)在電阻器上,標(biāo)志方法有以下幾種。1、直標(biāo)法直標(biāo)法是用數(shù)字和文字符號(hào)在電阻器上直接標(biāo)出主要參數(shù)的標(biāo)志方法,如圖1-1所示,電阻值為5.1K,誤差為5%。若電阻器上未標(biāo)注誤差,則均為20%。2、文字符號(hào)法文字符號(hào)法是用數(shù)字和文字符號(hào)或兩者有規(guī)律的組合,在電阻器上標(biāo)志出主要參數(shù)的標(biāo)志方法。具體方法為:
14、阻值的整數(shù)部分寫(xiě)在阻值單位標(biāo)志符號(hào)的前面,阻值的小數(shù)部分寫(xiě)在阻值單位標(biāo)志符號(hào)的后面,如圖1-2所示,阻值為4.7K。5.1K5% 4K7 圖1-1 圖1-2標(biāo)志符號(hào)規(guī)定如下:歐姆(1歐姆),用表示,例:0.1標(biāo)志為1千歐(103歐姆),用K表示,例:1K標(biāo)志為1K兆歐(106歐姆),用M表示,例:2.2M標(biāo)志為2M2千兆歐(109歐姆),用G表示,例:5.6109標(biāo)志為5G6兆兆歐(1012歐姆),用T表示,例:4.71012標(biāo)志為4T73、色標(biāo)法 色標(biāo)法是按規(guī)定的顏色在電阻器上標(biāo)志主要參數(shù)的標(biāo)志方法。具體規(guī)定參見(jiàn)下表:顏色有效數(shù)字乘數(shù)允許誤差%棕色11011紅色21022橙色3103黃色41
15、04綠色51050.5藍(lán)色61060.25紫色71070.1灰色8108白色9109黑色0100銀色10-210金色10-15例:四環(huán)電阻,見(jiàn)圖1-3,該電阻的標(biāo)稱(chēng)阻值為2K,允許誤差為5%。五環(huán)電阻,見(jiàn)圖1-4,該電阻的標(biāo)稱(chēng)阻值為2.4K,允許誤差為1%。4、數(shù)碼表示法 數(shù)碼表示法是在電阻器上用三位數(shù)碼表示標(biāo)稱(chēng)值的標(biāo)志方法。數(shù)碼從左至右,第一、二位為有效值,第三位為乘數(shù),即零的個(gè)數(shù),單位為。誤差通常采用文字符號(hào)J(5%)、K(10%)表示。圖1-5 圖1-6例:圖1-5,該電阻的標(biāo)稱(chēng)阻值為2.2K,允許誤差為5%。圖1-6,該電阻的標(biāo)稱(chēng)阻值為10K,允許誤差為10%。五、電阻器的好壞判別目測(cè)
16、可以看出引線折斷或電阻體燒壞等外表故障;用萬(wàn)用表歐姆檔或其他專(zhuān)用測(cè)試儀器可測(cè)試電阻器內(nèi)部是否良好及阻值是否正常。CHIP組件的規(guī)格 名稱(chēng)(英制) 名稱(chēng)(公制) L W0402 1005 1.0mm 0.5mm0603 1608 1.6mm 0.8mm0805 2125 2.0mm 1.25mm1206 3216 3.2mm 1.6mm1210 3225 3.2mm 2.5mm國(guó)巨常規(guī)貼片電阻命名方法 RCXXXXXXXXXXXXXL封裝:020104020603080512061210181220102512精度:F=1%J=5%包裝:R=紙編帶溫度系數(shù):-=根據(jù)規(guī)格書(shū)編帶大小:07=7英寸1
17、0=10英寸13=13英寸阻值:比如:5R6,56R,560R,56K,1M終端類(lèi)型:L=無(wú)鉛比如 RC0402FR-0756RL:封裝0402,56歐姆,1%,7英寸編帶,無(wú)鉛產(chǎn)品風(fēng)華常規(guī)貼片電阻命名方法 RXXXXXXXXXX額定功率:C=常規(guī)功率S=提升功率封裝:01=020102=040203=060305=080506=12061210=12101812=181210=201012=2512溫度系數(shù):W=200ppmU=400ppmK=100ppmL=250ppm阻值 標(biāo)識(shí):比如:5R6,561,5601,562,1004精度:D=0.5%F=1%J=5%包裝:T=編帶包裝B=塑料盒
18、包裝C=塑料袋散裝比如 RC03L5601FT:常規(guī)功率,封裝0603,5.6k歐姆,1%,250ppm,無(wú)鉛產(chǎn)品第二節(jié) 電容器一、電容器的分類(lèi):由兩個(gè)金屬極,中間夾有絕緣介質(zhì)構(gòu)成1、按電容量可否變化分固定式及可變式兩大類(lèi)一、電容器的型號(hào)命名方法國(guó)產(chǎn)電容器的型號(hào)一般由四部分組成(不適用于壓敏、可變、真空電容器)。依次分別代表名稱(chēng)、材料、分類(lèi)和序號(hào)。第一部分:名稱(chēng),用字母表示,電容器用C。第二部分:材料,用字母表示。第三部分:分類(lèi),一般用數(shù)字表示,個(gè)別用字母表示。第四部分:序號(hào),用數(shù)字表示。用字母表示產(chǎn)品的材料:A-鉭電解、B-聚苯乙烯等非極性薄膜、C-高頻陶瓷、D-鋁電解、E-其它材料電解、G
19、-合金電解、H-復(fù)合介質(zhì)、I-玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機(jī)薄膜、N-鈮電解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-云母紙、Y-云母、Z-紙介幅二、電容器的分類(lèi)按照結(jié)構(gòu)分三大類(lèi):固定電容器、可變電容器和微調(diào)電容器。按電解質(zhì)分類(lèi)有:有機(jī)介質(zhì)電容器、無(wú)機(jī)介質(zhì)電容器、電解電容器和空氣介質(zhì)電容器等。按用途分有:高頻旁路、低頻旁路、濾波、調(diào)諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器。高頻旁路:陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。低頻旁路:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。濾波:鋁電解電容器、紙介電容器、復(fù)合紙介電容器、液體鉭電容器。調(diào)諧:陶瓷電容器、云母電
20、容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。高頻耦合:陶瓷電容器、云母電容器、聚苯乙烯電容器。低頻耦合:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。小型電容:金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。三、常用電容器1、鋁電解電容器用浸有糊狀電解質(zhì)的吸水紙夾在兩條鋁箔中間卷繞而成,薄的化氧化膜作介質(zhì)的電容器.因?yàn)檠趸び袉蜗驅(qū)щ娦再|(zhì),所以電解電容器具有極性.容量大,能耐受大的脈動(dòng)電流容量誤差大,泄漏電流大;普通的不適于在高頻和低溫下應(yīng)用,不宜使用在25kHz以上頻率低頻旁路、信號(hào)耦合、電源濾波2
21、、鉭電解電容器用燒結(jié)的鉭塊作正極,電解質(zhì)使用固體二氧化錳溫度特性、頻率特性和可靠性均優(yōu)于普通電解電容器,特別是漏電流極小,貯存性良好,壽命長(zhǎng),容量誤差小,而且體積小,單位體積下能得到最大的電容電壓乘積對(duì)脈動(dòng)電流的耐受能力差,若損壞易呈短路狀態(tài)超小型高可靠機(jī)件中3、薄膜電容器結(jié)構(gòu)與紙質(zhì)電容器相似,但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質(zhì)頻率特性好,介電損耗小不能做成大的容量,耐熱能力差濾波器、積分、振蕩、定時(shí)電路4、瓷介電容器穿心式或支柱式結(jié)構(gòu)瓷介電容器,它的一個(gè)電極就是安裝螺絲。引線電感極小,頻率特性好,介電損耗小,有溫度補(bǔ)償作用不能做成大的容量,受振動(dòng)會(huì)引起容量變化特別適于高頻旁路5、獨(dú)石電容器
22、(多層陶瓷電容器)在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料,疊合后一次繞結(jié)成一塊不可分割的整體,外面再用樹(shù)脂包封而成小體積、大容量、高可靠和耐高溫的新型電容器,高介電常數(shù)的低頻獨(dú)石電容器也具有穩(wěn)定的性能,體積極小,Q值高容量誤差較大噪聲旁路、濾波器、積分、振蕩電路6、紙質(zhì)電容器一般是用兩條鋁箔作為電極,中間以厚度為0.0080.012mm的電容器紙隔開(kāi)重疊卷繞而成。制造工藝簡(jiǎn)單,價(jià)格便宜,能得到較大的電容量一般在低頻電路內(nèi),通常不能在高于34MHz的頻率上運(yùn)用。油浸電容器的耐壓比普通紙質(zhì)電容器高,穩(wěn)定性也好,適用于高壓電路7、微調(diào)電容器電容量可在某一小范圍內(nèi)調(diào)整,并可在調(diào)整后固定于某個(gè)電容值。瓷介
23、微調(diào)電容器的Q值高,體積也小,通常可分為圓管式及圓片式兩種。8、云母和聚苯乙烯介質(zhì)的通常都采用彈簧式東,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,但穩(wěn)定性較差。線繞瓷介微調(diào)電容器是拆銅絲外電極來(lái)變動(dòng)電容量的,故容量只能變小,不適合在需反復(fù)調(diào)試的場(chǎng)合使用9、陶瓷電容器用高介電常數(shù)的電容器陶瓷鈦酸鋇一氧化鈦擠壓成圓管、圓片或圓盤(pán)作為介質(zhì),并用燒滲法將銀鍍?cè)谔沾缮献鳛殡姌O制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。具有小的正電容溫度系數(shù)的電容器,用于高穩(wěn)定振蕩回路中,作為回路電容器及墊整電容器。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用,或?qū)Ψ€(wěn)定性和損耗要求不高的場(chǎng)合包括高頻在內(nèi)。這種電容器不宜使用在脈沖電路中,因?yàn)樗鼈円子?/p>
24、被脈沖電壓擊穿。高頻瓷介電容器適用于高頻電路云母電容器就結(jié)構(gòu)而言,可分為箔片式及被銀式。被銀式電極為直接在云母片上用真空蒸發(fā)法或燒滲法鍍上銀層而成,由于消除了空氣間隙,溫度系數(shù)大為下降,電容穩(wěn)定性也比箔片式高。頻率特性好,Q值高,溫度系數(shù)小不能做成大的容量廣泛應(yīng)用在高頻電器中,并可用作標(biāo)準(zhǔn)電容器10、玻璃釉電容器由一種濃度適于噴涂的特殊混合物噴涂成薄膜而成,介質(zhì)再以銀層電極經(jīng)燒結(jié)而成獨(dú)石結(jié)構(gòu)性能可與云母電容器媲美,能耐受各種氣候環(huán)境,一般可在200或更高溫度下工作,額定工作電壓可達(dá)500V,損耗tg0.00050.008四、電容器主要特性參數(shù):1、標(biāo)稱(chēng)電容量和允許偏差標(biāo)稱(chēng)電容量是標(biāo)志在電容器上
25、的電容量。電容器實(shí)際電容量與標(biāo)稱(chēng)電容量的偏差稱(chēng)誤差,在允許的偏差范圍稱(chēng)精度。精度等級(jí)與允許誤差對(duì)應(yīng)關(guān)系:00(01)-1%、0(02)-2%、-5%、-10%、-20%、-(+20%-10%)、-(+50%-20%)、-(+50%-30%)一般電容器常用、級(jí),電解電容器用、級(jí),根據(jù)用途選取。2、電容額定電壓在最低環(huán)境溫度和額定環(huán)境溫度下可連續(xù)加在電容器的最高直流電壓有效值,一般直接標(biāo)注在電容器外殼上,如果工作電壓超過(guò)電容器的耐壓,電容器擊穿,造成不可修復(fù)的永久損壞。直流電壓加在電容上,并產(chǎn)生漏電電流,兩者之比稱(chēng)為絕緣電阻.當(dāng)電容較小時(shí),主要取決于電容的表面狀態(tài),容量0.1uf時(shí),主要取決于介質(zhì)
26、的性能,絕緣電阻越小越好。電容的時(shí)間常數(shù):為恰當(dāng)?shù)脑u(píng)價(jià)大容量電容的絕緣情況而引入了時(shí)間常數(shù),電容時(shí)間常數(shù)等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。4、損耗電容在電場(chǎng)作用下,在單位時(shí)間內(nèi)因發(fā)熱所消耗的能量叫做損耗。各類(lèi)電容都規(guī)定了其在某頻率范圍內(nèi)的損耗允許值,電容的損耗主要由介質(zhì)損耗,電導(dǎo)損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。在直流電場(chǎng)的作用下,電容器的損耗以漏導(dǎo)損耗的形式存在,一般較小,在交變電場(chǎng)的作用下,電容的損耗不僅與漏導(dǎo)有關(guān),而且與周期性的極化建立過(guò)程有關(guān)。5、頻率特性隨著頻率的上升,一般電容器的電容量呈現(xiàn)下降的規(guī)律。五、電容器容量標(biāo)示1、直標(biāo)法用數(shù)字和單位符號(hào)直接標(biāo)出。如01uF表示0.01微法
27、,有些電容用“R”表示小數(shù)點(diǎn),如R56表示0.56微法。2、文字符號(hào)法用數(shù)字和文字符號(hào)有規(guī)律的組合來(lái)表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF,2u2表示2.2uF.3、色標(biāo)法用色環(huán)或色點(diǎn)表示電容器的主要參數(shù)。電容器的色標(biāo)法與電阻相同。電容器偏差標(biāo)志符號(hào):+100%-0-H、+100%-10%-R、+50%-10%-T、+30%-10%-Q、+50%-20%-S、+80%-20%-Z。2、按介質(zhì)分有空氣介質(zhì)電容器、油浸電容器及固體介質(zhì)(云母、紙介、陶瓷、薄膜等)電容器。3、按極性分有極性電容器和無(wú)極性電容器1種類(lèi)按極性可分為有極性電容和無(wú)極性電容。其中常用的有極性
28、電容為電解電容和鉭質(zhì)電容。無(wú)極性電容常用的有陶瓷電容(又稱(chēng)瓷片電容)和塑料電容(又稱(chēng)麥拉電容)。2電容的電路符號(hào)及字母表示法(1) 電容的電路符號(hào)有兩種為有極性電容 為無(wú)極性電容(2) 電容字母表示C (3) 電容的特性隔直通交。(4) 作用用于貯存電荷的組件貯存電量充值放電濾波耦合旁路。3電容的單位及換算公式a 電容的單位基本單位為法拉(F)。常用的有微法(UF)皮法(PF)。b 換算公式1F=103MF=106UF=109NF=1012PF4電解電容(EC)的參數(shù)電解電容有三個(gè)基本參數(shù)容量耐壓系數(shù)溫度系數(shù)其中10UF為電容容量50V為耐壓系數(shù)105為溫度系數(shù)。電解電容的特點(diǎn)是容量大漏電大耐
29、壓低。按其制作材料又分為鋁電解電容及鉭質(zhì)電解電容。前者體積大損耗大后者體積小損耗小性能較穩(wěn)定。極性區(qū)分長(zhǎng)腳為正短腳為負(fù)負(fù)極有一條灰?guī)А3S脝挝粸閁F級(jí)。 5陶瓷電容(CC)陶瓷電容標(biāo)示:其中有一橫的50V二橫的為100V而沒(méi)有一橫的為500V。換算223J電容為22103PF=0.022UF “J”表示誤差。6塑料(麥拉)電容(MC)常用的麥拉電容其表示法如104J表示容量為0.1UFJ為誤差100V為耐壓值。7色環(huán)電容(臥式)電容材料一般為聚脂類(lèi)體積較小數(shù)值與電阻讀法相似但后面單們?yōu)镻F。例如(1) 棕紅黃銀 容量為0.12UF 誤差為10(2) 棕紅金 容量為0.12UF 色環(huán)電容與色環(huán)電
30、阻的區(qū)別色環(huán)電容本體底色一般為淡黃色或紅色中間部分又兩端略高而色環(huán)電阻一般兩端隆起中間部分略低。 8電容常用字母代表誤差B: 0.1,C: 0.25,D: 0.5,F: 1,G: 2,J: 5,K: 10,M: 20,N: 30,Z:+80-20。二、部分電容器外形及圖形符號(hào)1、電容器外形2、圖形符號(hào):三、電容器的主要技術(shù)參數(shù)標(biāo)稱(chēng)容量、允許誤差、額定電壓、絕緣電阻、漏電流、損耗因數(shù)及時(shí)間常數(shù)均為電容器的主要技術(shù)參數(shù)。1、電容器的標(biāo)稱(chēng)容量及允許誤差的基本含義與電阻器一樣。電容的基本單位為F(法拉),即在1V電壓下電容器所能儲(chǔ)存的電量為1庫(kù)倫,其容量即為1F。用F作單位在應(yīng)用中往往太大,所以常用毫
31、法(mF)、微法(F)、納法(nF)和皮法(pF)。其關(guān)系如下:1F=103mF1mF=103F1F=103nF1nF=103pF2、額定電壓額定電壓通常也稱(chēng)作耐壓,是指在允許的環(huán)境溫度范圍內(nèi),電容長(zhǎng)時(shí)間正常工作施加的最大電壓有效值。電容的額定電壓通常是指直流工作電壓。3、絕緣電阻及漏電流 電容介質(zhì)不可能絕對(duì)不導(dǎo)電,當(dāng)電容加上直流電壓時(shí),電容器會(huì)有漏電流產(chǎn)生。若漏電流太大,電容器就會(huì)發(fā)熱損壞。除電解電容外,其他電容器的漏電流是極小的,故用絕緣電阻參數(shù)來(lái)表示其絕緣性能;而電解電容因漏電較大,故用漏電流表示其絕緣性能(與容量成正比)。4、損耗因數(shù) 電容的損耗因數(shù)指有功損耗與無(wú)功損耗功率之比。通常電
32、容在電場(chǎng)作用下,其儲(chǔ)存或傳遞的一部份電能會(huì)因介質(zhì)漏電及極化作用而變?yōu)橛泻Φ臒崮?,這部分發(fā)熱消耗的能量就是電容的損耗,顯然損耗越大,發(fā)熱也越嚴(yán)重。四、電容器參數(shù)的標(biāo)志方法電容器的標(biāo)稱(chēng)容量及允許誤差一般標(biāo)在電容器上,其方法可分為以下幾種。1、直標(biāo)法直標(biāo)法是將電容器的標(biāo)稱(chēng)容量及允許誤差直接標(biāo)在電容器上的標(biāo)志方法。如圖2-1,CXJD為型號(hào),2200F為標(biāo)稱(chēng)容量,10%為允許誤差,02.5為生產(chǎn)時(shí)間。 2、文字符號(hào)法 標(biāo)稱(chēng)容量的整數(shù)部分通常寫(xiě)在容量單位標(biāo)志符號(hào)的前面,小數(shù)部分寫(xiě)在容量單位標(biāo)志符號(hào)的后面。如3.3F標(biāo)為33,2.2pF標(biāo)為2p2。3、數(shù)碼表示法電容器的數(shù)碼表示法與電阻器的相同。但電容器數(shù)
33、碼表示法中,其單位為pF。如0.1F標(biāo)為104。四、電容器的用途 電容器的基本功能是儲(chǔ)存電荷,它在電子電氣電路中使用十分廣泛,主要用用交流耦合、隔離直流、濾波、交流或脈沖旁路及選頻等。圖6-3所接電容C是常見(jiàn)的濾波電容,下面以圖6-2(b)的波形圖來(lái)說(shuō)明電容濾波的工作過(guò)程。當(dāng)u在第一個(gè)半周的 上升時(shí),電容C開(kāi)始充電;而u在第一個(gè)半周的 下降時(shí),電容C經(jīng)負(fù)載RL放電;在第二個(gè)半周時(shí),電容也是經(jīng)過(guò)充電放電過(guò)程,如此電容循環(huán)重復(fù)進(jìn)行。其放電曲線如圖6-2(b)虛線所示。從圖6-2(b)可以看出,經(jīng)電容濾波后的輸出曲線平滑了許多,在一定負(fù)載時(shí),電容量越大時(shí),輸出曲線越平滑。2) 電容的標(biāo)志方法:(1)
34、 直標(biāo)法:用字母和數(shù)字把型號(hào)、規(guī)格直接標(biāo)在外殼上。(2) 文字符號(hào)法:用數(shù)字、文字符號(hào)有規(guī)律的組合來(lái)表示容量。文字符號(hào)表示其電容量的單位:P、N、u、m、F等。和電阻的表示方法相同。標(biāo)稱(chēng)允許偏差也和電阻的表示方法相同。小于10pF的電容,其允許偏差用字母代替:B0.1pF,C0.2pF,D0.5pF,F(xiàn)1pF。(3) 色標(biāo)法:和電阻的表示方法相同,單位一般為pF。小型電解電容器的耐壓也有用色標(biāo)法的,位置靠近正極引出線的根部,所表示的意義如下表所示:顏色 黑 棕 紅 橙 黃 綠 藍(lán) 紫 灰耐壓 4V 6.3V 10V 16V 25V 32V 40V 50V 63V(4) 進(jìn)口電容器的標(biāo)志方法:進(jìn)
35、口電容器一般有6項(xiàng)組成。第一項(xiàng):用字母表示類(lèi)別:第二項(xiàng):用兩位數(shù)字表示其外形、結(jié)構(gòu)、封裝方式、引線開(kāi)始及與軸的關(guān)系。第三項(xiàng):溫度補(bǔ)償型電容器的溫度特性,有用字母的,也有用顏色的,其意義如下表所示:序號(hào) 字母 顏色 溫度系數(shù) 允許偏差 字母 顏色 溫度系數(shù) 允許偏差1 A 金 +100 R 黃 -2202 B 灰 +30 S 綠 -3303 C 黑 0 T 藍(lán) -4704 G 30 U 紫 -7505 H 棕 -30 60 V -10006 J 120 W -15007 K 250 X -22008 L 紅 -80 500 Y -33009 M 1000 Z -470010 N 2500 SL
36、+350-100011 P 橙 -150 YN -800-5800電容的容量單位及電容容量單位換算方法電容容量單位為“法拉”,用字母“F”表示.比F小的單位還有MF(兆法) ,F (微法),NF(毫微法) ,PF(微微法)在1F=1000Mf=10000001f=1000nf=1000000pF1nf=1000pf由于電容F單位的容量非常大,所以我們看到的一般都是F, nF, pF的單位。在常見(jiàn)的電路圖中F,PF有的將F省略掉顯示,P實(shí)際的電容標(biāo)注法一般是小于9900P用P表示 大于0.01(含0.01)用表示。電容器容量換算:1, N(毫微法)表示 1n=1000P 10n=0.01 100
37、n=0.1 例:3n3表示3300Pf 22N表示0.022f 470n表示0.47f 3, 直接標(biāo)注法: 0.01 0.047 3300pf 560pf 顯示的就是實(shí)際容量不必?fù)Q算4, 用符號(hào)表示:這種符號(hào)多用于貼片或小型電解電容,讀法與用乘方數(shù)表示多少有些相似的地方,使用時(shí)要注意。它的容量單位一般都是f級(jí)的。表示字符 容量單位 f0R1= 0.1f100= 10f / 150=15f / 220= 22f / 330= 33f /470=47fR15= 0.15f / R22= 0.22f / R33=0.33f / R39= 0.39f /R47=0.47f101= 100f / 471
38、=470f /561= 560f1R5=1.5f / 2R2= 2.2f / 3R3= 3.3f / 821=820f5, 用乘方數(shù)表示: 10 10+無(wú)=10P 101 10+0=100P 102 10+00=1000P 103 10+000=0.01 104 10+0000=0.1 105 10+00000=1 前2位為容量。第三位為乘方數(shù),乘方數(shù)單位為P,如221表示22加一個(gè)零等于220P,472表示47加二個(gè)零等于4700P,683表示68加三個(gè)零等于0.068f 備注:溫度系數(shù)的單位10e -6/;允許偏差是 % 。第四項(xiàng):用數(shù)字和字母表示耐壓,字母代表有效數(shù)值,數(shù)字代表被乘數(shù)的1
39、0的冪。第五項(xiàng):標(biāo)稱(chēng)容量,用三位數(shù)字表示,前兩位為有效數(shù)值,第三為是10的冪。當(dāng)有小數(shù)時(shí),用R或P表示。普通電容器的單位是pF,電解電容器的單位是uF。第六項(xiàng):允許偏差。用一個(gè)字母表示,意義和國(guó)產(chǎn)電容器的相同。也有用色標(biāo)法的,意義和國(guó)產(chǎn)電容器的標(biāo)志方法相同。3 電容的主要特性參數(shù):(1) 容量與誤差:實(shí)際電容量和標(biāo)稱(chēng)電容量允許的最大偏差范圍。一般分為3級(jí):I級(jí)5%,II級(jí)10%,III級(jí)20%。在有些情況下,還有0級(jí),誤差為20%。精密電容器的允許誤差較小,而電解電容器的誤差較大,它們采用不同的誤差等級(jí)。常用的電容器其精度等級(jí)和電阻器的表示方法相同。用字母表示:D005級(jí)0.5%;F01級(jí)1%
40、;G02級(jí)2%;JI級(jí)5%;KII級(jí)10%;MIII級(jí)20%。(2) 額定工作電壓:電容器在電路中能夠長(zhǎng)期穩(wěn)定、可靠工作,所承受的最大直流電壓,又稱(chēng)耐壓。對(duì)于結(jié)構(gòu)、介質(zhì)、容量相同的器件,耐壓越高,體積越大。(3) 溫度系數(shù):在一定溫度范圍內(nèi),溫度每變化1,電容量的相對(duì)變化值。溫度系數(shù)越小越好。(4) 絕緣電阻:用來(lái)表明漏電大小的。一般小容量的電容,絕緣電阻很大,在幾百兆歐姆或幾千兆歐姆。電解電容的絕緣電阻一般較小。相對(duì)而言,絕緣電阻越大越好,漏電也小。(5) 損耗:在電場(chǎng)的作用下,電容器在單位時(shí)間內(nèi)發(fā)熱而消耗的能量。這些損耗主要來(lái)自介質(zhì)損耗和金屬損耗。通常用損耗角正切值來(lái)表示。(6) 頻率特性
41、:電容器的電參數(shù)隨電場(chǎng)頻率而變化的性質(zhì)。在高頻條件下工作的電容器,由于介電常數(shù)在高頻時(shí)比低頻時(shí)小,電容量也相應(yīng)減小。損耗也隨頻率的升高而增加。另外,在高頻工作時(shí),電容器的分布參數(shù),如極片電阻、引線和極片間的電阻、極片的自身電感、引線電感等,都會(huì)影響電容器的性能。所有這些,使得電容器的使用頻率受到限制。不同品種的電容器,最高使用頻率不同。小型云母電容器在250MHZ以內(nèi);圓片型瓷介電容器為300MHZ;圓管型瓷介電容器為200MHZ;圓盤(pán)型瓷介可達(dá)3000MHZ;小型紙介電容器為80MHZ;中型紙介電容器只有8MHZ。 貼片電容的命名方法單片陶瓷電容器(通稱(chēng)貼片電容)是目前用量比較大的常用元件,
42、就AVX公司生產(chǎn)的貼片電容來(lái)講有NPO、X7R、Z5U、Y5V等不同的規(guī)格,不同的規(guī)格有不同的用途。下面我們僅就常用的NPO、X7R、Z5U和Y5V來(lái)介紹一下它們的性能和應(yīng)用以及采購(gòu)中應(yīng)注意的訂貨事項(xiàng)以引起大家的注意。不同的公司對(duì)于上述不同性能的電容器可能有不同的命名方法,這里我們引用的是AVX公司的命名方法,其他公司的產(chǎn)品請(qǐng)參照該公司的產(chǎn)品手冊(cè)。NPO、X7R、Z5U和Y5V的主要區(qū)別是它們的填充介質(zhì)不同。在相同的體積下由于填充介質(zhì)不同所組成的電容器的容量就不同,隨之帶來(lái)的電容器的介質(zhì)損耗、容量穩(wěn)定性等也就不同。所以在使用電容器時(shí)應(yīng)根據(jù)電容器在電路中作用不同來(lái)選用不同的電容器。一 NPO電容
43、器NPO是一種最常用的具有溫度補(bǔ)償特性的單片陶瓷電容器。它的填充介質(zhì)是由銣、釤和一些其它稀有氧化物組成的。NPO電容器是電容量和介質(zhì)損耗最穩(wěn)定的電容器之一。在溫度從-55到+125時(shí)容量變化為030ppm/,電容量隨頻率的變化小于0.3C。NPO電容的漂移或滯后小于0.05%,相對(duì)大于2%的薄膜電容來(lái)說(shuō)是可以忽略不計(jì)的。其典型的容量相對(duì)使用壽命的變化小于0.1%。NPO電容器隨封裝形式不同其電容量和介質(zhì)損耗隨頻率變化的特性也不同,大封裝尺寸的要比小封裝尺寸的頻率特性好。下表給出了NPO電容器可選取的容量范圍。封 裝 DC=50V DC=100V0805 0.5-1000pF 0.5-820pF
44、1206 0.5-1200pF 0.5-1800pF1210 560-5600pF 560-2700pF2225 1000pF-0.033F 1000pF-0.018FNPO電容器適合用于振蕩器、諧振器的槽路電容,以及高頻電路中的耦合電容。二 X7R電容器X7R電容器被稱(chēng)為溫度穩(wěn)定型的陶瓷電容器。當(dāng)溫度在-55到+125時(shí)其容量變化為15%,需要注意的是此時(shí)電容器容量變化是非線性的。 X7R電容器的容量在不同的電壓和頻率條件下是不同的,它也隨時(shí)間的變化而變化,大約每10年變化1%C,表現(xiàn)為10年變化了約5%。X7R電容器主要應(yīng)用于要求不高的工業(yè)應(yīng)用,而且當(dāng)電壓變化時(shí)其容量變化是可以接受的條件下
45、。它的主要特點(diǎn)是在相同的體積下電容量可以做的比較大。下表給出了X7R電容器可選取的容量范圍。封 裝 DC=50V DC=100V0805 330pF-0.056F 330pF-0.012F1206 1000pF-0.15F 1000pF-0.047F1210 1000pF-0.22F 1000pF-0.1F2225 0.01F-1F 0.01F-0.56F三 Z5U電容器Z5U電容器稱(chēng)為”通用”陶瓷單片電容器。這里首先需要考慮的是使用溫度范圍,對(duì)于Z5U電容器主要的是它的小尺寸和低成本。對(duì)于上述三種陶瓷單片電容起來(lái)說(shuō)在相同的體積下Z5U電容器有最大的電容量。但它的電容量受環(huán)境和工作條件影響較大
46、,它的老化率最大可達(dá)每10年下降5%。盡管它的容量不穩(wěn)定,由于它具有小體積、等效串聯(lián)電感(ESL)和等效串聯(lián)電阻(ESR)低、良好的頻率響應(yīng),使其具有廣泛的應(yīng)用范圍。尤其是在退耦電路的應(yīng)用中。下表給出了Z5U電容器的取值范圍。封 裝 DC=25V DC=50V0805 0.01F-0.12F 0.01F-0.1F1206 0.01F-0.33F 0.01F-0.27F1210 0.01F-0.68F 0.01F-0.47F2225 0.01F-1F 0.01F-1FZ5U電容器的其他技術(shù)指標(biāo)如下:工作溫度范圍 +10 - +85溫度特性 +22% - -56%介質(zhì)損耗 最大 4%四 Y5V電容
47、器Y5V電容器是一種有一定溫度限制的通用電容器,在-30到85范圍內(nèi)其容量變化可達(dá)+22%到-82%。Y5V的高介電常數(shù)允許在較小的物理尺寸下制造出高達(dá)4.7F電容器。Y5V電容器的取值范圍如下表所示封 裝 DC=25V DC=50V0805 0.01F-0.39F 0.01F-0.1F1206 0.01F-1F 0.01F-0.33F1210 0.1F-1.5F 0.01F-0.47F2225 0.68F-2.2F 0.68F-1.5FY5V電容器的其他技術(shù)指標(biāo)如下:工作溫度范圍 -30 - +85溫度特性 +22% - -82%介質(zhì)損耗 最大 5%從電路來(lái)說(shuō),總是存在驅(qū)動(dòng)的源和被驅(qū)動(dòng)的負(fù)載
48、。如果負(fù)載電容比較大,驅(qū)動(dòng)電路要把電容充電、放電,才能完成信號(hào)的跳變,在上升沿比較陡峭的時(shí)候,電流比較大,這樣驅(qū)動(dòng)的電流就會(huì)吸收很大的電源電流,由于電路中的電感,電阻(特別是芯片管腳上的電感,會(huì)產(chǎn)生反彈),這種電流相對(duì)于正常情況來(lái)說(shuō)實(shí)際上就是一種噪聲,會(huì)影響前級(jí)的正常工作。這就是耦合。去藕電容就是起到一個(gè)電池的作用,滿足驅(qū)動(dòng)電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。旁路電容實(shí)際也是去藕合的,只是旁路電容一般是指高頻旁路,也就是給高頻的開(kāi)關(guān)噪聲提高一條低阻抗泄防途徑。高頻旁路電容一般比較小,根據(jù)諧振頻率一般是0.1u,0.01u等,而去耦合電容一般比較大,是10u或者更大,依據(jù)電路中分布參數(shù),以及驅(qū)
49、動(dòng)電流的變化大小來(lái)確定。旁路是把輸入信號(hào)中的干擾作為濾除對(duì)象,而去耦是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象,防止干擾信號(hào)返回電源。這應(yīng)該是他們的本質(zhì)區(qū)別。(轉(zhuǎn))旁路與去偶(退偶)這兩名詞即有差異又有相似的含義。早些時(shí)旁路一詞用得較多些,特指并聯(lián)電路,可以是旁路電容、旁路電阻、旁路電感、旁路二極管等。電路結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn),單其作用主要是濾波與分流。而去藕是去除電路中有害的信號(hào)偶合交連現(xiàn)象,當(dāng)然也有濾波的意思。由于電路偶合的復(fù)雜性其干擾源可能以感應(yīng)為主,也可能是壓降為主,故要分別以多種方式處理。常說(shuō)的公共接地端、公共節(jié)點(diǎn)、公共電源線等在考慮去藕時(shí)尤為重要。電容:只要是電容:最終只有一個(gè)功能:儲(chǔ)能(或是儲(chǔ)存電荷)
50、用于旁路:是讓有用信號(hào)容易通過(guò).(通過(guò)是指從電容的一腳到另一腳)用于去耦:是讓非有用的脈動(dòng)能量通過(guò)(認(rèn)真來(lái)說(shuō)是:儲(chǔ)存在電容里,并適時(shí)釋放出來(lái))要讓某一頻率的波形信號(hào)容易通過(guò)電容,就必須使這一波形信號(hào)的能量無(wú)法完全填滿電容這樣的一個(gè)容器,當(dāng)填滿時(shí),就無(wú)法通過(guò)了至于能否填滿電容這一容器,就得看頻率(填釋的時(shí)間)有量了(能量的強(qiáng)弱,也就是常提的常數(shù)的-R對(duì)電荷有阻礙作用)作為旁路時(shí),要讓有用的信號(hào)通過(guò)電容,就要設(shè)置電路參數(shù)要讓電容在信號(hào)有有效時(shí)間內(nèi)填不滿電荷(電容充滿電的時(shí)間遠(yuǎn)大于信號(hào)周期)容量另一個(gè)就是限制能量強(qiáng)度,也就是串R了,但串R有違旁路的目的,作為去耦是一樣的.只是對(duì)象不同.另:濾波/去耦
51、/旁路之類(lèi)的電容并不是越大越好,如:一個(gè)很大的電源濾波電容,儲(chǔ)存容量是足夠了,但是由于容量過(guò)大.剛通電瞬間,由于電容兩端電壓不能突變,所以整流管上和變壓器上的負(fù)擔(dān)很大,如是后面的濾波電容過(guò)大,使輸出電壓上升過(guò)慢,導(dǎo)致變壓器/整流管等長(zhǎng)時(shí)間超負(fù)荷工作,會(huì)被損壞,或是引起過(guò)載保護(hù)等問(wèn)題。(解決方法是合適減小濾波電容或是采用開(kāi)機(jī)電壓慢升(也就是小電流讓電容上建立正常電平后,再讓電源進(jìn)入工作狀態(tài))又如:旁路電容過(guò)大,因?yàn)槿龢O管(以典型共射極為例)建立正常的工作點(diǎn)后,E極電壓設(shè)為2V,又設(shè)放大電路的輸入低頻非有用信號(hào),使Ce上升為2.2V,如在其后有個(gè)2.7V的高頻有用信號(hào)來(lái)到,因Ce電荷過(guò)多,Re無(wú)法
52、讓Ce快速放電到靜態(tài)電平,會(huì)使一個(gè)或更多個(gè)有用信號(hào)周期失真。又如:去耦,當(dāng)電容過(guò)大,由于退耦電阻的關(guān)系。電壓上升速度過(guò)慢。會(huì)使某些高要求電路復(fù)位不正常。而不能工作。所以,不管是濾波,去耦,旁路。都要選擇合適的RC常數(shù),不要一味追求C過(guò)大,想著C越大,濾波/去耦/旁路效果就越好。真正理解RC常數(shù)這一個(gè)含義。在電子電路中,去耦電容和旁路電容都是起到抗干擾的作用,電容所處的位置不同,稱(chēng)呼就不一樣了。對(duì)于同一個(gè)電路來(lái)說(shuō),旁路(bypass)電容是把輸入信號(hào)中的高頻噪聲作為濾除對(duì)象,把前級(jí)攜帶的高頻雜波濾除,而去耦(decoupling)電容,也稱(chēng)退耦電容,是把輸出信號(hào)的干擾作為濾除對(duì)象。 此主題相關(guān)圖
53、片如下:在電源和地之間也經(jīng)常連接去耦電容,它有三個(gè)方面的作用:一是作為本集成電路的蓄能電容;二是濾除該器件產(chǎn)生的高頻噪聲,切斷其通過(guò)供電回路進(jìn)行傳播的通路;三是防止電源攜帶的噪聲對(duì)電路構(gòu)成干擾。在電路設(shè)計(jì)時(shí)我們常常遇到開(kāi)漏(opendrain)和開(kāi)集(opencollector)的概念。本人雖然在念書(shū)時(shí)就知道其基本的用法,而且在設(shè)計(jì)中并未遇的過(guò)問(wèn)題。但是前兩天有位同事向我問(wèn)起了這個(gè)概念。我忽然覺(jué)得自己對(duì)其概念了解的并不系統(tǒng)。近日,忙里偷閑對(duì)其進(jìn)行了下總結(jié)。所謂開(kāi)漏電路概念中提到的“漏”就是指MOSFET的漏極。同理,開(kāi)集電路中的“集”就是指三極管的集電極。開(kāi)漏電路就是指以MOSFET的漏極為輸
54、出的電路。一般的用法是會(huì)在漏極外部的電路添加上拉電阻。完整的開(kāi)漏電路應(yīng)該由開(kāi)漏器件和開(kāi)漏上拉電阻組成。如圖1所示:此主題相關(guān)圖片如下:組成開(kāi)漏形式的電路有以下幾個(gè)特點(diǎn):1.利用外部電路的驅(qū)動(dòng)能力,減少I(mǎi)C內(nèi)部的驅(qū)動(dòng)。當(dāng)IC內(nèi)部MOSFET導(dǎo)通時(shí),驅(qū)動(dòng)電流是從外部的VCC流經(jīng)Rpull-up,MOSFET到GND。IC內(nèi)部?jī)H需很下的柵極驅(qū)動(dòng)電流。如圖1。2.可以將多個(gè)開(kāi)漏輸出的Pin,連接到一條線上。形成“與邏輯”關(guān)系。如圖1,當(dāng)PIN_A、PIN_B、PIN_C任意一個(gè)變低后,開(kāi)漏線上的邏輯就為0了。這也是I2C,SMBus等總線判斷總線占用狀態(tài)的原理。3.可以利用改變上拉電源的電壓,改變傳輸
55、電平。如圖2,IC的邏輯電平由電源Vcc1決定,而輸出高電平則由Vcc2決定。這樣我們就可以用低電平邏輯控制輸出高電平邏輯了。4.開(kāi)漏Pin不連接外部的上拉電阻,則只能輸出低電平。5.標(biāo)準(zhǔn)的開(kāi)漏腳一般只有輸出的能力。添加其它的判斷電路,才能具備雙向輸入、輸出的能力。此主題相關(guān)圖片如下:應(yīng)用中需注意:1.開(kāi)漏和開(kāi)集的原理類(lèi)似,在許多應(yīng)用中我們利用開(kāi)集電路代替開(kāi)漏電路。例如,某輸入Pin要求由開(kāi)漏電路驅(qū)動(dòng)。則我們常見(jiàn)的驅(qū)動(dòng)方式是利用一個(gè)三極管組成開(kāi)集電路來(lái)驅(qū)動(dòng)它,即方便又節(jié)省成本。如圖3。2.上拉電阻Rpull-up的阻值決定了邏輯電平轉(zhuǎn)換的沿的速度。阻值越大,速度越低功耗越小。反之亦然。此主題相
56、關(guān)圖片如下:以下是對(duì)電源設(shè)計(jì)和接地技術(shù)討論的一個(gè)整理,希望對(duì)大家的工作有用。 如何設(shè)計(jì)一個(gè)合適的電源對(duì)于現(xiàn)在一個(gè)電子系統(tǒng)來(lái)說(shuō),電源部分的設(shè)計(jì)也越來(lái)越重要,我想通過(guò)和大家探討一些自己關(guān)于電源設(shè)計(jì)的心得,來(lái)個(gè)拋磚引玉,讓我們?cè)陔娫丛O(shè)計(jì)方面能夠都有所深入和長(zhǎng)進(jìn)。Q1:如何來(lái)評(píng)估一個(gè)系統(tǒng)的電源需求Answer:對(duì)于一個(gè)實(shí)際的電子系統(tǒng),要認(rèn)真的分析它的電源需求。不僅僅是關(guān)心輸入電壓,輸出電壓和電流,還要仔細(xì)考慮總的功耗,電源實(shí)現(xiàn)的效率,電源部分對(duì)負(fù)載變化的瞬態(tài)響應(yīng)能力,關(guān)鍵器件對(duì)電源波動(dòng)的容忍范圍以及相應(yīng)的允許的電源紋波,還有散熱問(wèn)題等等。功耗和效率是密切相關(guān)的,效率高了,在負(fù)載功耗相同的情況下總功耗就
57、少,對(duì)于整個(gè)系統(tǒng)的功率預(yù)算就非常有利了,對(duì)比LDO和開(kāi)關(guān)電源,開(kāi)關(guān)電源的效率要高一些。同時(shí),評(píng)估效率不僅僅是看在滿負(fù)載的時(shí)候電源電路的效率,還要關(guān)注輕負(fù)載的時(shí)候效率水平。至于負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)能力,對(duì)于一些高性能的CPU應(yīng)用就會(huì)有嚴(yán)格的要求,因?yàn)楫?dāng)CPU突然開(kāi)始運(yùn)行繁重的任務(wù)時(shí),需要的啟動(dòng)電流是很大的,如果電源電路響應(yīng)速度不夠,造成瞬間電壓下降過(guò)多過(guò)低,造成CPU運(yùn)行出錯(cuò)。一般來(lái)說(shuō),要求的電源實(shí)際值多為標(biāo)稱(chēng)值的5%,所以可以據(jù)此計(jì)算出允許的電源紋波,當(dāng)然要預(yù)留余量的。散熱問(wèn)題對(duì)于那些大電流電源和LDO來(lái)說(shuō)比較重要,通過(guò)計(jì)算也是可以評(píng)估是否合適的。Q2:如何選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路Answer:根據(jù)分析
58、系統(tǒng)需求得出的具體技術(shù)指標(biāo),可以來(lái)選擇合適的電源實(shí)現(xiàn)電路了。一般對(duì)于弱電部分,包括了LDO(線性電源轉(zhuǎn)換器),開(kāi)關(guān)電源電容降壓轉(zhuǎn)換器和開(kāi)關(guān)電源電感電容轉(zhuǎn)換器。相比之下,LDO設(shè)計(jì)最易實(shí)現(xiàn),輸出紋波小,但缺點(diǎn)是效率有可能不高,發(fā)熱量大,可提供的電流相較開(kāi)關(guān)電源不大等等。而開(kāi)關(guān)電源電路設(shè)計(jì)靈活,效率高,但紋波大,實(shí)現(xiàn)比較復(fù)雜,調(diào)試比較煩瑣等等。Q3:如何為開(kāi)關(guān)電源電路選擇合適的元器件和參數(shù)Answer:很多的未使用過(guò)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)的工程師會(huì)對(duì)它產(chǎn)生一定的畏懼心理,比如擔(dān)心開(kāi)關(guān)電源的干擾問(wèn)題,PCBlayout問(wèn)題,元器件的參數(shù)和類(lèi)型選擇問(wèn)題等。其實(shí)只要了解了,使用一個(gè)開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)還是非常方便的。一個(gè)
59、開(kāi)關(guān)電源一般包含有開(kāi)關(guān)電源控制器和輸出兩部分,有些控制器會(huì)將MOSFET集成到芯片中去,這樣使用就更簡(jiǎn)單了,也簡(jiǎn)化了PCB設(shè)計(jì),但是設(shè)計(jì)的靈活性就減少了一些。開(kāi)關(guān)控制器基本上就是一個(gè)閉環(huán)的反饋控制系統(tǒng),所以一般都會(huì)有一個(gè)反饋輸出電壓的采樣電路以及反饋環(huán)的控制電路。因此這部分的設(shè)計(jì)在于保證精確的采樣電路,還有來(lái)控制反饋深度,因?yàn)槿绻答伃h(huán)響應(yīng)過(guò)慢的話,對(duì)瞬態(tài)響應(yīng)能力是會(huì)有很多影響的。而輸出部分設(shè)計(jì)包含了輸出電容,輸出電感以及MOSFET等等,這些的選擇基本上就是要滿足一個(gè)性能和成本的平衡,比如高的開(kāi)關(guān)頻率就可以使用小的電感值(意味著小的封裝和便宜的成本),但是高的開(kāi)關(guān)頻率會(huì)增加干擾和對(duì)MOSFE
60、T的開(kāi)關(guān)損耗,從而效率降低。使用低的開(kāi)關(guān)頻率帶來(lái)的結(jié)果則是相反的。對(duì)于輸出電容的ESR和MOSFET的Rds_on參數(shù)選擇也是非常關(guān)鍵的,小的ESR可以減小輸出紋波,但是電容成本會(huì)增加,好的電容會(huì)貴嘛。開(kāi)關(guān)電源控制器驅(qū)動(dòng)能力也要注意,過(guò)多的MOSFET是不能被良好驅(qū)動(dòng)的。一般來(lái)說(shuō),開(kāi)關(guān)電源控制器的供應(yīng)商會(huì)提供具體的計(jì)算公式和使用方案供工程師借鑒的。Q4:如何調(diào)試開(kāi)關(guān)電源電路Answer:有一些經(jīng)驗(yàn)可以共享給大家1:電源電路的輸出輸出通過(guò)低阻值大功率電阻接到板內(nèi),這樣在不焊電阻的情況下可以先做到電源電路的先調(diào)試,避開(kāi)后面電路的影響。2:一般來(lái)說(shuō)開(kāi)關(guān)控制器是閉環(huán)系統(tǒng),如果輸出惡化的情況超過(guò)了閉環(huán)可
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