電子元器件選擇和應(yīng)用

1、電子元器件選擇和應(yīng)用發(fā)布人：admin   發(fā)布日期：2010-1-4   點(diǎn)擊數(shù)：325  電子元器件在選用時(shí)至少應(yīng)遵循下列準(zhǔn)則：1. 元器件的技術(shù)條件、技術(shù)性能、質(zhì)量等級(jí)等均應(yīng)滿足裝備的要求； 2. 優(yōu)先選用經(jīng)實(shí)踐證明質(zhì)量穩(wěn)定、可靠性高、有發(fā)展前途的標(biāo)準(zhǔn)元器件，不允許選用淘汰品種和禁用的元器件；3. 應(yīng)最大限度地壓縮元器件品種規(guī)格和生產(chǎn)廠家；4. 未經(jīng)設(shè)計(jì)定型的元器件不能在可靠性要求高的軍工產(chǎn)品中正式使用； 5. 優(yōu)先選用有良好的技術(shù)服務(wù)、供貨及時(shí)、價(jià)格合理的生產(chǎn)廠家的元器件。對(duì)關(guān)鍵元器件要進(jìn)行用戶對(duì)生產(chǎn)方的質(zhì)量認(rèn)定；6

2、. 在性能價(jià)格比相等時(shí)，應(yīng)優(yōu)先選用國(guó)產(chǎn)元器件。電子元器件在應(yīng)用時(shí)應(yīng)重點(diǎn)考慮以下問題，并采取有效措施，以確保電子元器件的應(yīng)用可靠性： 1. 降額使用。經(jīng)驗(yàn)表明，元器件失效的一個(gè)重要原因是由于它工作在允許的應(yīng)力水平之上。因此為了提高元器件可靠性，延長(zhǎng)其使用壽命，必須有意識(shí)地降低施加在元器件上的工作應(yīng)力（電、熱、機(jī)械應(yīng)力），以使實(shí)際使用應(yīng)力低于其規(guī)定的額定應(yīng)力。這就是降額使用的基本含義。 2. 熱設(shè)計(jì)。電子元器件的熱失效是由于高溫導(dǎo)致元器件的材料劣化而造成。由于現(xiàn)代電子設(shè)備所用的電子元器件的密度越來越高，使元器件之間通過傳導(dǎo)、輻射和對(duì)流產(chǎn)生熱耦合，熱應(yīng)力已成為影響元器件可靠性的重要因素之一。因此在元

3、器件的布局、安裝等過程中，必須充分考慮到熱的因素，采取有效的熱設(shè)計(jì)和環(huán)境保護(hù)設(shè)計(jì)。 3. 抗輻射問題。在航天器中使用的元器件，通常要受到來自太陽和銀河系的各種射線的損傷，進(jìn)而使整個(gè)電子系統(tǒng)失效，因此設(shè)計(jì)人員必須考慮輻射的影響。目前國(guó)內(nèi)外已陸續(xù)研制了一些抗輻射加固的半導(dǎo)體器件，在需要時(shí)應(yīng)采用此類元器件。 4. 防靜電損傷。半導(dǎo)體器件在制造、存儲(chǔ)、運(yùn)輸及裝配過程中，由于儀器設(shè)備、材料及操作者的相對(duì)運(yùn)動(dòng)，均可能因磨擦而產(chǎn)生幾千伏的靜電電壓，當(dāng)器件與這些帶電體接觸時(shí)，帶電體就會(huì)通過器件“引出腿”放電，引起器件失效。不僅MOS器件對(duì)靜電放電損傷敏感，在雙極器件和混合集成電路中，此項(xiàng)問題亦會(huì)造成嚴(yán)重后果。

4、 5. 操作過程的損傷問題。操作過程中容易給半導(dǎo)體器件和集成電路帶來機(jī)械損傷，應(yīng)在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及裝配和安裝時(shí)引起重視。如引線成形和切斷，印制電路板的安裝、焊接、清洗，裝散熱板、器件布置、印制電路板涂覆等工序，應(yīng)嚴(yán)格貫徹電裝工藝規(guī)定。 6. 儲(chǔ)存和保管問題。儲(chǔ)存和保管不當(dāng)是造成元器件可靠性降低或失效的重要原因，必須予以重視并采取相應(yīng)的措施。如庫房的溫度和濕度應(yīng)控制在規(guī)定范圍內(nèi)，不應(yīng)導(dǎo)致有害氣體存在；存放器件的容器應(yīng)采用不易帶靜電及不引起器件化學(xué)反應(yīng)的材料制成；定期檢查有測(cè)試要求的元器件等。3.2.2 半導(dǎo)體集成電路的選擇和應(yīng)用半導(dǎo)體集成電路選擇應(yīng)按如下程序和要求進(jìn)行：1. 根據(jù)對(duì)應(yīng)用部位的電性能以及

5、體積、價(jià)格等方面的要求，確定所選半導(dǎo)體集成電路的種類和型號(hào)； 2. 根據(jù)對(duì)應(yīng)用部位的可靠性要求，確定所選半導(dǎo)體集成電路應(yīng)執(zhí)行的規(guī)范（或技術(shù)條件）和質(zhì)量等級(jí)； 3. 根據(jù)對(duì)應(yīng)用部位其他方面的要求，確定所選半導(dǎo)體集成電路的封裝形式、引線涂覆、輻射強(qiáng)度保證等級(jí)及單粒子敏感度等；4. 對(duì)大功率半導(dǎo)體集成電路，選擇內(nèi)熱阻足夠小者；5. 選擇抗瞬態(tài)過載能力足夠強(qiáng)的半導(dǎo)體集成電路；            6. 選擇導(dǎo)致鎖定最小注入電流和最小過電壓足夠大的半導(dǎo)體集成電路； 7. 盡量選擇靜電敏感度等級(jí)

6、較高的半導(dǎo)體集成電路。如待選半導(dǎo)體集成電路未標(biāo)明靜電敏感度等級(jí)，則應(yīng)進(jìn)行抗靜電能力評(píng)價(jià)試驗(yàn)，以確定該品種抗靜電能力的平均水平。為了確保半導(dǎo)體集成電路的應(yīng)用可靠性，必須采取如下措施。 1. 降額。設(shè)計(jì)電子設(shè)備時(shí)，對(duì)微電路所承受的應(yīng)力應(yīng)在額定應(yīng)力的基礎(chǔ)上按GJB/Z35電子元器件降額準(zhǔn)則降額。 2. 容差設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)電子設(shè)備時(shí)，應(yīng)了解所采用微電路的電參數(shù)變化范圍（包括制造容差、溫度漂移、時(shí)間漂移、輻射漂移等），并以此為基礎(chǔ)，借助于有效的手段，進(jìn)行容差設(shè)計(jì)。應(yīng)盡量利用計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)（CAD）手段進(jìn)行容差設(shè)計(jì)。 3. 熱設(shè)計(jì)。溫度是影響微電路失效率的重要因素。在微電路工作失效率模型中，溫度對(duì)失效率的影響

7、通過溫度應(yīng)力系數(shù)T體現(xiàn)。T是溫度的函數(shù)，其形式隨微電路的類型而異。對(duì)微電路來說，溫度升高10o20o約可使T增加一倍。防過熱最終目標(biāo)是將微電路的芯片結(jié)溫控制在允許范圍內(nèi)，對(duì)高可靠設(shè)備，要求控制在100以下。微電路的芯片結(jié)溫決定于自身功耗、熱阻和熱環(huán)境。因此，將芯片結(jié)溫控制在允許范圍內(nèi)的措施包括控制自身功耗、熱阻和熱環(huán)境。 4. 防靜電。對(duì)于靜電敏感電路，防靜電措施可參考有關(guān)著作和國(guó)軍標(biāo)。對(duì)于靜電敏感的CMOS集成電路，在使用中除嚴(yán)格遵守有關(guān)的防靜電措施外，還應(yīng)注意:(1)不使用的輸入端應(yīng)根據(jù)要求接電源或接地，不得懸空； (2)作為線路板輸入接口的電路，其輸入端除加瞬變電壓抑制二極管外，還應(yīng)對(duì)地

8、接電阻器，其阻值一般取0.21M; (3)當(dāng)電路與電阻器、電容器組成振蕩器時(shí)，電容器存儲(chǔ)電荷產(chǎn)生的電壓可使有關(guān)輸入端的電壓短時(shí)高于電源電壓。為防止這一現(xiàn)象導(dǎo)致鎖定，應(yīng)在該輸入端串聯(lián)限流電阻器（其阻值一般取定時(shí)電阻的23倍）； (4)作為線路板輸入接口的傳輸門，每個(gè)輸入端都應(yīng)串聯(lián)電阻器（其值一般取50100），以防止鎖定； (5)作為線路板輸入接口的邏輯門，每個(gè)輸入端都應(yīng)串聯(lián)電阻器（其值一般取100200），以防止鎖定； (6)對(duì)作為線路板輸入接口的應(yīng)用部位，應(yīng)防止其輸入電位高于電源電位（先加信號(hào)源后加線路板電源就可導(dǎo)致這一現(xiàn)象發(fā)生），以防止鎖定。5防瞬態(tài)過載。瞬態(tài)過載嚴(yán)重時(shí)，使半導(dǎo)體集成電路完

9、全失效。輕微時(shí)，也致使半導(dǎo)體集成電路有損傷，使其技術(shù)參數(shù)降低、壽命縮短。對(duì)此必須采取防瞬態(tài)過載措施。 6.防寄生耦合。寄生耦合可能導(dǎo)致數(shù)字電路誤碼和模擬電路自激。防寄生耦合包括防電源內(nèi)阻耦合和防布線寄生耦合兩個(gè)方面。 (1)防電源內(nèi)阻耦合。防電源內(nèi)阻器耦合的主要措施是在線路板的適當(dāng)位置，安裝電源去耦電容器，以減少電路引出端處的電源輸出阻抗。電源去耦電容器配置的原則如下： a.動(dòng)態(tài)功耗電流較大的電路，每個(gè)電路的每個(gè)電源引出端配一只小容量電源去耦電容器，其品種一般采用獨(dú)石瓷介電容器，其容量一般限0.010.1F； b.動(dòng)態(tài)功耗電流較小的電路，幾個(gè)相距較近電路接同一電源的引出端共用一只小容量電源去耦

10、電容器，其品種和容量同a項(xiàng)； c.必要時(shí)每塊線路板配一只或幾只大容量電源去耦電容器，其品種一般采用固體鉭電容器，容量一般取10F。 應(yīng)根據(jù)半導(dǎo)體集成電路的有關(guān)參數(shù)（例如動(dòng)態(tài)功耗電流尖峰）和它所在線路板的情況（例如板上電路總數(shù)）確定電源去耦電容器的具體配置。對(duì)于54HC/HCT、54HCS/HCTS、54AC/ACT以及54LS、54ACS和54F系列中的中規(guī)模集成電路，按上述原則中的a項(xiàng)實(shí)施；對(duì)上述系列中的小規(guī)模集成電路以及4000B系列中的中規(guī)模集成電路，按上述b項(xiàng)實(shí)施。（2）防布線寄生耦合。半導(dǎo)體集成電路的布線包括與其引出端直接連接相連的連線和由它構(gòu)成線路的連線。應(yīng)借助于正確的布線設(shè)計(jì)減小

11、布線寄生耦合。布線設(shè)計(jì)的原則如下：a.信號(hào)線的長(zhǎng)度盡量短，相鄰信號(hào)線間的距離不應(yīng)過近； b.信號(hào)中含有高頻分量且對(duì)精度要求不特別高的電路，其地線設(shè)計(jì)采用大面積接地帶方式，要點(diǎn)為電路的地引出端通過盡量短而粗的連線與接地帶相連； c.信號(hào)的主要成分為低頻分量且對(duì)精度要求很高的電路，其地線設(shè)計(jì)采用會(huì)聚于一點(diǎn)的分別布線方式，要點(diǎn)為每個(gè)電路的每個(gè)地引出端都有自己的專用地線，它們最后合聚于線路板或電子設(shè)備的一個(gè)點(diǎn)。3.2.3 半導(dǎo)體分立器件的選擇和應(yīng)用半導(dǎo)體分立器件選擇程序和要求如下：1. 根據(jù)應(yīng)用部位的性質(zhì)，在優(yōu)選目錄或系列型譜中選用合適的半導(dǎo)體分立器件的門類。 2. 根據(jù)對(duì)應(yīng)用部位的電性能以及體積、重

12、量、價(jià)格等方面的要求，在優(yōu)選目錄或系列型譜中選用合適的半導(dǎo)體分立器件的品種、型號(hào)及其生產(chǎn)廠。 3. 根據(jù)對(duì)應(yīng)用部位的可靠性要求，確定所選半導(dǎo)體分立器件應(yīng)執(zhí)行的規(guī)范（技術(shù)條件）和質(zhì)量保證等級(jí)。 4. 根據(jù)對(duì)應(yīng)用部位的環(huán)境適應(yīng)性要求，確定所選半導(dǎo)體分立器件的封裝形式、引線涂覆和輻射強(qiáng)度保證等級(jí)。選擇時(shí)還應(yīng)注意半導(dǎo)體分立器件的抗瞬態(tài)過載能力、內(nèi)熱阻和抗靜電能力等有關(guān)性能指標(biāo)，并應(yīng)貫徹最大限度壓縮品種的原則。半導(dǎo)體分立器件應(yīng)用的一般要求如下。 1. 降額。在使用半導(dǎo)體分立器件時(shí)，有意識(shí)地使器件實(shí)際所承受的應(yīng)力低于器件的額定應(yīng)力，這就是對(duì)半導(dǎo)體分立器件的降額使用。設(shè)計(jì)電子設(shè)備時(shí)，可按GJB/Z35電子元

13、器件降額準(zhǔn)則對(duì)半導(dǎo)體分立器件合理地降額使用。需要降額的主要參數(shù)是結(jié)溫、電壓和電流。 2. 容差設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)電子設(shè)備時(shí)，應(yīng)適當(dāng)放寬半導(dǎo)體分立器件的參數(shù)允許變化范圍（包括半導(dǎo)體分立器件的制造容差、溫度漂移、時(shí)間漂移、輻射導(dǎo)致的漂移等），以保證半導(dǎo)體分立器件的參數(shù)在一定范圍內(nèi)變化時(shí)，電子設(shè)備仍能正常的工作。只要可能，電路的性能應(yīng)基于器件（晶體管、二極管）最穩(wěn)定的參數(shù)之上。設(shè)計(jì)人員在電路的設(shè)計(jì)中應(yīng)留有足夠的余量，以便適應(yīng)由于參數(shù)漂移引起的電氣性能的改變。這些參數(shù)如晶體管的hFE（共發(fā)射極靜態(tài)正向電流傳輸比）、ICBO（發(fā)射極開路時(shí)集電極直流截止電流）、二極管的VF（直流導(dǎo)通電壓）和IR（最大反向電流）。

14、這些參數(shù)可能減小或增加到規(guī)定數(shù)值的兩倍。對(duì)于公差、溫度和時(shí)間造成的元器件性能的變化應(yīng)該采用一般現(xiàn)實(shí)的限制；對(duì)于那些在使用（壽命）期間穩(wěn)定性較差的特性，應(yīng)比穩(wěn)定性較好的特性給予更寬的限制。半導(dǎo)體器件在其壽命期內(nèi)參數(shù)值會(huì)在規(guī)定的限制范圍內(nèi)發(fā)生變化，因此，就長(zhǎng)壽命可靠性來說，設(shè)計(jì)方案應(yīng)當(dāng)能夠允許表3.2所列的參數(shù)漂移。 表3.2 器件參數(shù)容限參數(shù)二極管晶體管硅可控整流器初始增益±10匹配增益±20漏電流（斷路）+100%+100恢復(fù)、開關(guān)時(shí)間+20%+20正向、飽和結(jié)電壓降+10%+10+100正向、匹配結(jié)電壓降±50齊納調(diào)整結(jié)電壓降±20齊納基準(zhǔn)結(jié)電壓降&#

15、177;10 3. 防過熱。溫度是影響半導(dǎo)體分立器件壽命的重要因素。防過熱的主要目的在于把半導(dǎo)體分立器件的結(jié)溫控制在允許的范圍內(nèi)。一般情況下，硅半導(dǎo)體器件的最高結(jié)溫為175，而鍺為100，但經(jīng)常為了提高可靠性而把硅器件最高結(jié)溫定在175以下（甚至低到100）。半導(dǎo)體分立器件的結(jié)溫與熱阻、功耗及環(huán)境溫度有關(guān)。熱阻包括內(nèi)熱阻、外熱阻和接觸熱阻。內(nèi)熱阻取決于半導(dǎo)體分立器件的設(shè)計(jì)、材料、結(jié)構(gòu)和工藝，是半導(dǎo)體分立器件自身的屬性，在產(chǎn)品詳細(xì)規(guī)范中一般能查到。 為了合理控制外熱阻及接觸熱阻，使用半導(dǎo)體分立器件時(shí)應(yīng)進(jìn)行可靠性熱設(shè)計(jì)。其要點(diǎn)如下：(1)功率半導(dǎo)體分立器件應(yīng)裝在散熱器上；  &

16、#160;         (2)散熱器的表面積應(yīng)滿足熱設(shè)計(jì)要求； (3)工作于正常大氣條件下的型材散熱器應(yīng)使肋片沿其長(zhǎng)度方向垂直安裝，以便于自然對(duì)流。.散熱器上有多個(gè)肋片時(shí)，應(yīng)選擇肋片間距大的散熱器； (4)半導(dǎo)體分立器件外殼與散熱器間的接觸熱阻應(yīng)盡可能小。實(shí)現(xiàn)這一要求的措施包括：增大接觸面積，接觸面保持光潔，必要時(shí)接觸面可涂上導(dǎo)熱膏或加熱絕緣硅橡膠片，借助于合適的緊固措施保證緊密接觸等；(5)散熱器進(jìn)行表面處理（粗糙度適當(dāng)并使表面呈黑色），以增強(qiáng)輻射換熱；(6).對(duì)熱敏感的半導(dǎo)體分立器件，安裝時(shí)應(yīng)遠(yuǎn)離耗散功率大

17、的元器件；(7)工作于真空環(huán)境中的半導(dǎo)體分立器件，散熱器設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)以只有輻射和傳導(dǎo)散熱為基礎(chǔ)。 4.防靜電。靜電放電對(duì)半導(dǎo)體分立器件造成的損傷往往具有隱蔽性和發(fā)展性，即靜電放電造成的損傷有時(shí)難以檢查出來，但經(jīng)過一定時(shí)間之后暴露，導(dǎo)致半導(dǎo)體分立器件完全失效，這一點(diǎn)使得防靜電措施更有必要。對(duì)于靜電敏感的半導(dǎo)體分立器件，防靜電措施應(yīng)貫徹于其應(yīng)用（包括測(cè)試、裝配、運(yùn)輸和貯存等）的每一個(gè)環(huán)節(jié)中。 5. 防瞬態(tài)過載。電子設(shè)備在正常工作或故障時(shí)，可能發(fā)生某些電應(yīng)力的瞬態(tài)過載（例如啟動(dòng)或斷開的浪涌電壓、浪涌電流、感性負(fù)載反電勢(shì)等）使半導(dǎo)體分立器件受到損傷。為防止瞬態(tài)過載造成的損傷，可采取以下措施：(1)選擇過載

18、能力滿足要求的半導(dǎo)體分立器件；(2)對(duì)線路中已知的瞬態(tài)源采取瞬態(tài)抑制措施。例如，對(duì)感性負(fù)載反電勢(shì)可采取與感性負(fù)載并聯(lián)的電阻與二極管串聯(lián)網(wǎng)絡(luò)來加以抑制。當(dāng)然，如用瞬變抑制管取代一般二極管，則抑制效果更好。(3)對(duì)可能經(jīng)受強(qiáng)瞬態(tài)過載的半導(dǎo)體分立器件，應(yīng)對(duì)其本身采取瞬態(tài)過載的防護(hù)措施，例如在干擾進(jìn)入通路中安裝由阻容元器件和箝位器件構(gòu)成的瞬態(tài)抑制網(wǎng)絡(luò)。 6. 防寄生耦合。具有放大功能的半導(dǎo)體分立器件組成的電路，在高頻或超高頻工作時(shí)，必須防止由于寄生耦合而產(chǎn)生的寄生振蕩。防寄生耦合可根據(jù)具體情況，采取以下措施。 (1)防電源內(nèi)阻耦合。電源內(nèi)阻過大，有可能造成半導(dǎo)體分立器件組成的放大電路產(chǎn)生振蕩。防電源內(nèi)

19、阻耦合的實(shí)施要點(diǎn)如下： a.去耦電容器的容量應(yīng)根據(jù)電源負(fù)載電流交流分量的大小確定。一般情況下，電路的速度越高，它從電源所取電流的脈沖分量越大； b.去耦電容器的品種應(yīng)選擇等效串聯(lián)電阻和等效串聯(lián)電感小的電容器，一般選擇瓷介電容器中的獨(dú)石電容器，但需注意其低壓失效的問題； c.去耦電容器的安裝位置應(yīng)盡量靠近半導(dǎo)體分立器件組成的放大電路的電源引線，以減少連線電感對(duì)去耦效果的影響；d.應(yīng)充分考慮去耦電容量增大帶來的電源啟動(dòng)過沖電流增大的副作用。因此必須避免不合理地增大去耦器電容量，并在必要時(shí)采取抑制電源啟動(dòng)過沖電流的措施，例如使電源具有“軟啟動(dòng)”或采用電感器或電阻器加去耦電容器組成的“T”形濾波器。（

20、2）防布線寄生耦合。造成布線寄生耦合的原因及影響耦合強(qiáng)度的因素如下： a.布線電阻自耦合由半導(dǎo)體分立器件組成的放大電路自身的電流在自身的連線電阻上的壓降造成，布線電阻互耦合由其他電路的電流在公共連線電阻上的壓降造成。布線電阻自耦合和互耦合隨連線長(zhǎng)度增加，截面積減少而增強(qiáng)； b.布線電容自耦合由半導(dǎo)體分立器件組成的放大電路自身的交變電壓通過自身兩條連線之間的電容造成。布線電容互耦合由其他電路的交變電壓通過各自有關(guān)連線之間造成。布線電容自耦合和互耦合隨各自表面積增大、相互間距離減少以及介質(zhì)常數(shù)增大而增強(qiáng)；表3.3 二極管類型選擇應(yīng)用應(yīng)用要求選擇類型開關(guān)開關(guān)二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管或肖特基二極

21、管箝位消反電勢(shì)檢波整流不超過3kHz整流二極管超過3kHz快恢復(fù)整流二極管、開關(guān)二極管或肖特基二極管穩(wěn)壓1V以上電壓調(diào)整二極管1V以下正向偏置的開關(guān)二極管、整流二極管電壓基準(zhǔn)電壓基準(zhǔn)管、電壓調(diào)整二極管穩(wěn)流電流調(diào)整二極管調(diào)諧變?nèi)荻O管脈沖電壓保護(hù)瞬變電壓抑制二極管信號(hào)顯示發(fā)光二極管光電敏感光敏二極管、光電池、光伏探測(cè)器 c.布線電感自耦合由半導(dǎo)體分立器件組成的放大電路自身的交變電流通過自感造成。布線電感互耦合由其他電路的交變電流通過互感形成。布線電感自耦合和互耦合隨有關(guān)連線所形成環(huán)的面積增大而增強(qiáng)。 在半導(dǎo)體分立器件選用時(shí)應(yīng)注意其類型選擇。表3.3列出二極管類型選擇，表3.4列出晶體管類型選擇，

22、供選用時(shí)參考。表3.4 晶體管類型選擇應(yīng)用應(yīng)用要求選擇類型小功率放大低輸出阻抗（小于1M）高頻晶體管高輸入阻抗（大于1M）場(chǎng)效應(yīng)晶體管低頻低噪聲場(chǎng)效應(yīng)晶體管功率放大工作頻率10kHz以上高頻功率晶體管工作頻率10kHz以下低頻功率晶體管開關(guān)通態(tài)電阻小開關(guān)晶體管通態(tài)內(nèi)部等效電壓為零場(chǎng)效應(yīng)晶體管功率、低頻(5kHz以下)低頻功率晶體管大電流開關(guān)或作可調(diào)電源閘流晶體管光電轉(zhuǎn)換放大光電晶體管電位隔離浮地光電耦合器3.2.4 電阻器選擇和應(yīng)用電阻器選擇一般注意下述問題。 1.電阻值。不僅要了解生產(chǎn)廠家給出的電阻器的標(biāo)準(zhǔn)電阻值，還應(yīng)了解工作溫度，過電壓及使用環(huán)境均能使阻值漂移。對(duì)于不同結(jié)構(gòu)、不同工藝水平的

23、電阻器，電阻值的精度及漂移值都會(huì)不同。這些影響電阻值的因素在選用時(shí)應(yīng)注意。 2.額定功率。電路設(shè)計(jì)所需電阻器的最小額定功率是另一個(gè)重要因素。直流下功率P= I2R，其中I為流經(jīng)電阻器上的電流值。選用電阻器的額定功率應(yīng)大于這個(gè)值。脈沖條件下和間歇負(fù)荷下能承受的實(shí)際功率應(yīng)大于額定功率，但需注意：(1)跨接在電阻器上的最高電壓不應(yīng)超過允許值；(2）不允許連續(xù)過負(fù)荷；(3).平均功率不得超額定值；(4)電位器的額定功率是考慮整個(gè)電位器在電路的加載的情況，對(duì)部分加載的情況下額定功率值應(yīng)相應(yīng)下降。 3. 高額特性。在高頻時(shí)，阻值會(huì)隨頻率而變化。線繞電阻器的高頻性能最差，合成電阻器次之，薄膜電阻器具有最好的

24、高頻性能，大多數(shù)薄膜電阻器的有效直流電阻的阻值在頻率高達(dá)100MHz時(shí)尚能保持基本不變，頻率進(jìn)一步升高時(shí)阻值越大，頻率影響也越大。 4. 質(zhì)量等級(jí)和質(zhì)量系數(shù)。具體產(chǎn)品的相應(yīng)質(zhì)量級(jí)別和質(zhì)量系數(shù)可查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，如對(duì)美國(guó)產(chǎn)品可查閱MIL-HDBK-217，對(duì)我國(guó)產(chǎn)品可查閱GIB/Z299。 5. 種電阻器的特點(diǎn)及主要選用場(chǎng)合。 （1）合成電阻器。特點(diǎn)是價(jià)格低廉，體積小，過載能量強(qiáng)，但阻值穩(wěn)定性差，熱噪聲和電流噪聲均大，電壓系數(shù)和溫度系數(shù)也大，主要用于初始容差不高于±5，長(zhǎng)期穩(wěn)定性要求不高于±15的電路中。 （2）薄膜型電阻器。薄膜型電阻器主要包括金屬膜和金屬氧化膜電阻器兩種，其特

25、點(diǎn)是高頻性能好，電流噪聲低，非線性較小，溫度系數(shù)小，性能穩(wěn)定，缺點(diǎn)是功率較小。主要用在要求高穩(wěn)定、長(zhǎng)壽命、高精度的場(chǎng)合，特別適用于高頻應(yīng)用，如高頻調(diào)諧電路加載器、雷達(dá)脈沖設(shè)備等。 （3）線繞型電阻器。特點(diǎn)是穩(wěn)定性好，溫度系數(shù)小，電壓系數(shù)小，功率型的額定功率大，缺點(diǎn)是體積大，且不能用于高頻（50kHz以上）。 (4) 合成電位器。價(jià)格低，但穩(wěn)定性不高，可用于長(zhǎng)期穩(wěn)定性不高于±20的場(chǎng)合，主要用于調(diào)整晶體管偏壓，調(diào)整RC網(wǎng)絡(luò)的時(shí)間常數(shù)和脈沖發(fā)生器的頻率等。（5）線繞電位器。有精密型、半精密型和功率型等數(shù)種，分別用在有精度要求或功率要求的部位。電阻器應(yīng)用一般應(yīng)注意下述幾個(gè)問題。1.電阻器的

26、安裝。 （1）熱設(shè)計(jì)考慮 電阻器安裝時(shí)必須作下述散熱考慮：a.大型功率電阻器應(yīng)安裝在金屬底座上，以便散熱；b.不許在沒有散熱器情況下，將功率型電阻器直接裝在接線端或印制板上；c.功率電阻器盡可能安裝在水平位置； d.引線長(zhǎng)度應(yīng)短些，使其和印制電路板的接點(diǎn)能起散熱作用。但又不能太短，且最好稍彎曲，以允許熱脹冷縮，如用安裝架，則要考慮其熱脹冷縮的應(yīng)力；e.當(dāng)電阻器成行或成排安裝時(shí)，要考慮通風(fēng)的限制和相互散熱的影響，并將其適當(dāng)組合；f.在需要補(bǔ)充絕緣時(shí)，需考慮因之帶來的散熱問題。 2. 降額應(yīng)用 電阻器按其功能可分為固定電阻器、電位器、熱敏電阻器等。對(duì)于固定電阻器和電位器，影響可靠性的最重要應(yīng)力為電

27、壓、功率和環(huán)境溫度。對(duì)于熱敏電阻，則主要是功率和環(huán)境溫度。因此，應(yīng)對(duì)上述參數(shù)分別進(jìn)行降額使用。由于合成型電阻器為負(fù)溫度和負(fù)電壓系數(shù)，阻體易于燒壞，為此對(duì)其電壓降額應(yīng)特別注意。各種金屬膜和金屬氧化膜電阻器在高頻工作情況下，阻值下降，在低氣壓工作情況下，可承受最高工作電壓減少，降額應(yīng)用時(shí)應(yīng)特別注意。線繞功率電阻器可以經(jīng)受比穩(wěn)態(tài)工作電壓高得多的脈沖電壓，在使用中作相應(yīng)降額。對(duì)于電位器，應(yīng)考慮隨大氣壓力的減小，其承受最高工作電壓減少，在低氣壓應(yīng)用時(shí)應(yīng)進(jìn)一步降額。一個(gè)好的電子設(shè)備設(shè)計(jì)師應(yīng)明白，不同類型和不同阻值的電阻器都有使用電壓的門阻值。盡管功率降額幅度很大（電流限小的情況下），電壓高于門限值也會(huì)被燒

28、毀。同時(shí)，對(duì)于各種類型的電阻器，其電流也不高于其載體容限。在降額應(yīng)用電阻器時(shí)（其它電子元器件也是如此），其散熱措施（本身的或外置的）也是需要考慮的因素。 大量試驗(yàn)證明，當(dāng)電阻器降額數(shù)低于10，將得不到預(yù)期的降額效果，失效率有所增加，電阻器降額系數(shù)以10為可靠性減額設(shè)計(jì)的下限值。2.防靜電容差較?。ㄈ?.1%）的金屬膜電阻器易受靜電損傷。體積小、電阻率高的薄膜電阻器，靜電可使其阻值發(fā)生顯著變化（一般變?。?，溫度系數(shù)也相應(yīng)變化。 4.脈沖峰值電壓 在脈沖工作時(shí)即使平均功率不超過額定值，脈沖峰值電壓和峰值功率均不容許太高，應(yīng)滿足下列要求：(1)合成電阻器峰值電壓不超過額定電壓的2倍，峰值功率不得高于

29、30倍；(2).薄膜電阻器峰值電壓不超過額定電壓的1.4倍，峰值功率不超過額定功率4倍；(3).線繞電阻器可以經(jīng)受比通常工作電壓高的多的脈沖都有，但在使用中應(yīng)用相應(yīng)的降額。 5. 輔助絕緣當(dāng)電阻器或電位器與地之間電位差大于250V時(shí)，需采用輔助絕緣措施，以防絕緣擊穿。3.2.5 電容器選擇和應(yīng)用電容器選擇一般注意下述問題。1.       交流額定值在交流條件下工作，要考慮以下因素：(1)額定直流電壓。直流電壓值加上交流電壓峰值不得超過此值。 (2)功率損耗產(chǎn)生的內(nèi)部溫升。此值不應(yīng)使全部溫升（包括環(huán)境溫度影響）超過最大額定溫度。(3)

30、電暈起始電平。電暈?zāi)茉谙喈?dāng)?shù)偷慕涣麟娖较庐a(chǎn)生。 (4)絕緣電阻。小容量電容器，絕緣電阻單位為M。大容量絕緣電阻值用參數(shù)RC，即電容器的時(shí)間常數(shù)表示，單位為M·F。電解電容器以漏電流來反映絕緣電阻，單位為A。2.       質(zhì)量等級(jí)和質(zhì)量系數(shù)具體產(chǎn)品的相應(yīng)質(zhì)量級(jí)別和質(zhì)量系數(shù)可查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)。如對(duì)于美國(guó)產(chǎn)品可查閱MIL-HDBK-217。對(duì)于我國(guó)產(chǎn)品可查閱GJB/Z299。 3各種電容器的特點(diǎn)及主要應(yīng)用場(chǎng)合（1）電容器性能的一般分類。電容器性能的一般分類見表3.5。（2）各類電容器的主要應(yīng)用場(chǎng)合。電容器的主要應(yīng)用場(chǎng)合見表3.6。

31、 （3）瓷介電容器。一類瓷介電容器電容量在0.5至680pF之間，最佳容許偏差為±1。電容器隨時(shí)間、溫度、電壓和頻率的變化都是穩(wěn)定的，可用在溫度穩(wěn)定性要求高或補(bǔ)償電路中其他元件特性隨溫度變化的場(chǎng)合。二類瓷介電容器電容量在0.5至104pF之間，允許偏差為±10%和±20%兩種。電壓系數(shù)隨介電常數(shù)增加而非線性地變大，交流電壓增加會(huì)使電容量及損耗角正切增加，溫度穩(wěn)定性隨介電常數(shù)增加而降低，因此不適用于精密用途。 (4)云母、玻璃電容器。云母、玻璃電容器容量在0.5104pF之間，最佳容許偏差為±1，可用于要求容量較小、品質(zhì)系數(shù)（Q）高以及對(duì)溫度、頻率和時(shí)間穩(wěn)

32、定性好的電路中。表3.5 電容器性能的一般分類適用頻率范圍電容器名稱電容量范圍耐熱性（） 高頻 （1MHz以上）空氣電容器甚小85125陶瓷電容器小、中、大85150（某些達(dá)到200）云母電容器小、中70150玻璃電容器小、中85125聚苯乙烯電容器小、中7085聚四氟乙烯電容器小、中200云母紙電容器小、中125300 音頻 （1kHz20kHz）鐵電陶瓷小85125氧化膜電容器小、中85125紙介（包括金屬化）小、中、大70125聚碳酸酯小、中、大125滌綸電容器小、中、大125 低頻 （幾百赫）鋁電解電容器大、甚大70125鉭箔電解電容器大、甚大85125燒結(jié)鉭電解電容器（液體鉭）大、甚

33、大85200燒結(jié)鉭電解電容器（固體鉭）中、大、甚大85125 電容量范圍：甚小幾個(gè)幾百pF；小幾百幾萬pF；中幾萬pF1F；大110F；甚大10幾千F表3.6 各類電容器的主要應(yīng)用場(chǎng)合 電容器類型應(yīng)用范圍隔直流脈沖旁路耦合濾波調(diào)諧起動(dòng)交流溫度補(bǔ)償貯能空氣微調(diào)電容器微調(diào)陶瓷電容器I類陶瓷電容器II類陶瓷電容器 玻璃電容器 穿心電容器密封云母電容器小型云母電容器密封紙介電容器小型紙介電容器金屬化紙介電容器 薄膜電容器直流電解電容器交流電解電容器鉭電解電容器它們可用作高頻耦合和旁路，或在調(diào)諧電路中作固定電容器元件。它們具有的高絕緣電阻、低功率系數(shù)、低電感和優(yōu)良的穩(wěn)定性等，特別適用于高頻應(yīng)用，在500

34、MHz內(nèi)性能優(yōu)良。云母、玻璃介質(zhì)電容器本質(zhì)上可互換。云母價(jià)廉，但體積較大。（5）紙和塑料或聚酯薄膜電容器。紙和塑料或聚酯薄膜電容器，電容量范圍大，可從10pF至幾十微法之間，最小容差為±2，可用于要求高溫下具有高而穩(wěn)定的絕緣電阻，在寬的溫度范圍內(nèi)具有良好的電容穩(wěn)定性的場(chǎng)合。金屬化聚碳酸酯薄膜是一種較新型的材料，有良好的自愈性能。金屬化電容器一般有自愈性能。這雖然是優(yōu)點(diǎn)，但自愈也會(huì)明顯增加背景噪聲，在通信使用中需注意。此外，即使是正常的自愈也會(huì)產(chǎn)生0.52V電壓的迅速波動(dòng)，因此不宜在脈沖或觸發(fā)電路中使用。（6）固體鉭電解電容器。固體電解質(zhì)鉭電容器容量在0.1470F之間，最小容差為&#

35、177;5。固體鉭電容器是軍用設(shè)備中使用最廣泛的電解電容器和其他電解電容器相比，相對(duì)體積較小，對(duì)時(shí)間和溫度呈良好穩(wěn)定性，缺點(diǎn)是電壓范圍窄（6120V），漏電流大，主要用于濾波、旁路、耦合、隔直流及其他低壓電路中（如晶體管電路）。在設(shè)計(jì)晶體管電路、定時(shí)電路、移相電路及真空管柵極電路時(shí)，應(yīng)考慮到漏電流和損耗角正切的影響。（7）非固體鉭電解電容器。非固體鉭電解電容器電容量在0.2500F之間，特點(diǎn)是體積小，耐壓高（5450V），漏電流小（后兩個(gè)特點(diǎn)都是與固體鉭電解電容器相比而言的），主要用于電源濾波、旁路和大電容量值的能量貯存。無極性非固體鉭電解電容器適用于交流或可能產(chǎn)生直流反向電壓的地方，如低頻調(diào)

36、諧電路、計(jì)算機(jī)電路、伺服系統(tǒng)等。（8）鋁電解電容器。鋁電解電容器的特點(diǎn)是電容量大（765000F）、體積小、價(jià)格低，最好用在60100kHz頻率范圍內(nèi)。一般用于濾除低頻脈沖直流信號(hào)分量和電容量精度要求的場(chǎng)合。由于不能承受低溫和低電壓，一般只能用于地面設(shè)備。 電容器應(yīng)用時(shí)一般應(yīng)注意下述幾個(gè)問題。 1. 降額應(yīng)用。不論是固體電容器還是可變電容器，影響其可靠性的最重要應(yīng)力為電壓和環(huán)境溫度。與其它電子元器件不同的是，降額的直流電壓為其直流電壓和交流電壓峰值之和。對(duì)于大多數(shù)電容器而言，其所承受交流電壓隨其頻率的增長(zhǎng)和其峰值電壓的增加而導(dǎo)致其內(nèi)部溫升增加，致使電容器失效。因此，在高頻應(yīng)用情況下，電壓降額幅度應(yīng)進(jìn)一步加大，對(duì)于電解電容器更為敏感。有經(jīng)驗(yàn)的電子設(shè)備設(shè)計(jì)師在應(yīng)用電容器時(shí)，很注意由于波動(dòng)和脈沖電流而引起的電容器的溫升，尤其在高溫下的惡性循環(huán)導(dǎo)致電容器失效。對(duì)于固定紙/塑料薄膜電容器，在應(yīng)用時(shí)，交流峰值電壓與直流電壓之和不得超過其規(guī)范值。對(duì)于固定玻璃軸電容器，交流電壓最大值不得超過其規(guī)范值。對(duì)于固定云母電容器亦然，但對(duì)固定玻璃軸電容器應(yīng)注意的是脈沖電壓不應(yīng)超過其額定直流