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電子元器件基礎(chǔ)知識培訓(xùn)東佳培訓(xùn)電子元器件基礎(chǔ)知識培訓(xùn)東佳培訓(xùn)目的:
使公司的各層工作人員能夠正確地識別日常操作中常用的各類元件,結(jié)合產(chǎn)品的BOM表學(xué)習(xí)并應(yīng)用以下基礎(chǔ)知識:從外觀能看出該元件的種類﹑名稱以及是否有極性、方向性。從元件表面的標(biāo)記能讀出該元件的性能參數(shù)﹑容許誤差范圍等參數(shù)。能識別各類元件在線路板上的絲印圖。知道在作業(yè)過程中不同元件須注意的事項(xiàng)。目的:
使公司的各層工作人員能夠正確地識別日常操作中電子技術(shù)發(fā)展史第一部分電子技術(shù)發(fā)展史第一部分
電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來的新興技術(shù),二十世紀(jì)發(fā)展最迅速,應(yīng)用最廣泛,成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。進(jìn)入21世紀(jì),人們)電子計(jì)算機(jī)和因特網(wǎng)為標(biāo)志的信息社會。高科技面臨的是以微電子技術(shù)(半導(dǎo)體和集成電路為代表的廣泛應(yīng)用使社會生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)獲得了空前的發(fā)展。現(xiàn)代電子技術(shù)在國防、科學(xué)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、通訊(信息處理、傳輸和交流)及文化生活等各個(gè)領(lǐng)域中都起著巨大的作用?,F(xiàn)在的世界,電子技術(shù)無處不在:收音機(jī)、彩電、音響、VCD、DVD、電子手表、數(shù)碼相機(jī)、微電腦、大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)流水線、因特網(wǎng)、機(jī)器人、航天飛機(jī)、宇宙探測儀,可以說,人們現(xiàn)在生活在電子世界中,一天也離不開它。
電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來電子技術(shù)的應(yīng)用電子技術(shù)的應(yīng)用基本器件的兩個(gè)發(fā)展階段分立元件階段(1905~1959)真空電子管、半導(dǎo)體晶體管集成電路階段(1959~)SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI
基本器件的兩個(gè)發(fā)展階段分立元件階段(1905~1959)主要階段概述
第一代電子
產(chǎn)品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一只半導(dǎo)體三極管,它以小巧、輕便、省電、壽
命長等特點(diǎn),很快地被各國應(yīng)用起來,在很大范圍內(nèi)取代了電子管。五十年代末期,世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路,它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅芯片上,使電子產(chǎn)品向更小型化發(fā)展。集成電路從小規(guī)模集成電路迅速發(fā)展到大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路,從而使電子產(chǎn)品向著高效能低消耗、高精度、高穩(wěn)定、智能化的方向發(fā)展。主要階段概述第一代電子
產(chǎn)品以電分立元件階段電子管時(shí)代(1905~1948)為現(xiàn)代技術(shù)采取了決定性步驟主要大事記1905年愛因斯坦闡述相對論——E=mc21906年亞歷山德森研制成高頻交流發(fā)電機(jī)德福雷斯特在弗菜明二極管上加?xùn)艠O,制威第一只三極管1912年阿諾德和蘭米爾研制出高真空電子管1917年坎貝爾研制成濾波器1922年弗里斯研制成第一臺超外差無線電收音機(jī)1934年勞倫斯研制成回旋加速器1940年帕全森和洛弗爾研制成電子模擬計(jì)算機(jī)1947年肖克萊、巴丁和布拉頓發(fā)明晶體管;香農(nóng)奠定信息論的基礎(chǔ)
真空電子管分立元件階段電子管時(shí)代(1905~1948)主要大事記190分立元件階段晶體管時(shí)代(1948~1959)宇宙空間的探索即將開始主要大事記1947年貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克萊研制成第一個(gè)點(diǎn)接觸型晶體管1948年貝爾實(shí)驗(yàn)室的香農(nóng)發(fā)表信息論的論文英國采用EDSAG計(jì)算機(jī),這是最早的一種存儲程序數(shù)字計(jì)算機(jī)1949年諾伊曼提出自動傳輸機(jī)的概念1950年麻省理工學(xué)院的福雷斯特研制成磁心存儲器1952年美國爆炸第一顆氫彈1954年貝爾實(shí)驗(yàn)室研制太陽能電池和單晶硅1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星1958年美國得克薩斯儀器公司和仙童公司宣布研制成第一個(gè)集成電路分立元件階段晶體管時(shí)代(1948~1959)主要大事記194集成電路階段時(shí)期規(guī)模集成度(元件數(shù))50年代末小規(guī)模集成電路(SSI)10060年代中規(guī)模集成電路(MSI)100070年代大規(guī)模集成電路(LSI)>100070年代末超大規(guī)模集成電路(VLSI)1000080年代特大規(guī)模集成電路(ULSI)>100000自1958年第一塊集成元件問世以來,集成電路已經(jīng)跨越了小、中、大、超大、特大、巨大規(guī)模幾個(gè)臺階,集成度平均每2年提高近3倍。隨著集成度的提高,器件尺寸不斷減小。
1985年,1兆位ULSI的集成度達(dá)到200萬個(gè)元件,器件條寬僅為1微米;1992年,16兆位的芯片集成度達(dá)到了3200萬個(gè)元件,條寬減到0.5微米,而后的64兆位芯片,其條寬僅為0.3微米。集成電路階段時(shí)期規(guī)模集成度50年代末小規(guī)模集成電路(集成電路階段集成電路制造技術(shù)的發(fā)展日新月異,其中最具有代表性的集成電路芯片主要包括以下幾類,它們構(gòu)成了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的基石。可編程邏輯器件(PLD)微控制芯片(MCU)數(shù)字信號處理器(DSP)大規(guī)模存儲芯片(RAM/ROM)集成電路階段集成電路制造技術(shù)的發(fā)展IBM7090電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展伴隨著電子技術(shù)的發(fā)展而飛速發(fā)展起來的電子計(jì)算機(jī)所經(jīng)歷的四個(gè)階段充分說明了電子技術(shù)發(fā)展的四個(gè)階段的特性。第一代(1946~1957)電子管計(jì)算機(jī)第二代(1958~1963)晶體管計(jì)算機(jī)第三代(1964~1970)集成電路計(jì)算機(jī)第四代(1971~)大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)于1946年在美國研制成功,取名ENIAC。這臺計(jì)算機(jī)使用了18800個(gè)電子管,占地170平方米,重達(dá)30噸,耗電140千瓦,價(jià)格40多萬美元,是一個(gè)昂貴耗電的"龐然大物"。由于它采用了電子線路來執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和存儲信息,從而就大大提高了運(yùn)算速度。ENIAC每秒可進(jìn)行5000次加法和減法運(yùn)算,把計(jì)算一條彈道的時(shí)間短為30秒。它最初被專門用于彈道運(yùn)算,后來經(jīng)過多次改進(jìn)而成為能進(jìn)行各種科學(xué)計(jì)算的通用電子計(jì)算機(jī)。從1946年2月交付使用,到1955年10月最后切斷電源,ENIAC服役長達(dá)9年。IBM360晶體管計(jì)算機(jī)ENIAC品牌電腦IBM7090電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展伴隨著電子技術(shù)ENIAC第一代(1946~1957)電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代:它的基本電子元件是電子管,內(nèi)存儲器采用水銀延遲線,外存儲器主要采用磁鼓、紙帶、卡片、磁帶等。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的限制,運(yùn)算速度只是每秒幾千次~幾萬次基本運(yùn)算,內(nèi)存容量僅幾千個(gè)字。程序語言處于最低階段,主要使用二進(jìn)制表示的機(jī)器語言編程,后階段采用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。體積大,耗電多,速度低,造價(jià)高,使用不便,主要局限于一些軍事和科研部門進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。(ENIAC)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展ENIAC第一代(1946~1957)電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代:它的電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展IBM7090第二代(1958~1963)晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代:它的基本電子元件是晶體管,內(nèi)存儲器大量使用磁性材料制成的磁芯存儲器。與第一代電子管計(jì)算機(jī)相比,晶體管計(jì)算機(jī)體積小,耗電少,成本低,邏輯功能強(qiáng),使用方便,可靠性高
。(IBM7090)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展IBM7090第二代(1958~1963)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第三代(1964~1970)集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代:它的基本元件是小規(guī)模集成電路和中規(guī)模集成電路,磁芯存儲器進(jìn)一步發(fā)展,并開始采用性能更好的半導(dǎo)體存儲器,運(yùn)算速度提高到每秒幾十萬次基本運(yùn)算。由于采用了集成電路,第三代計(jì)算機(jī)各方面性能都有了極大提高:體積縮小,價(jià)格降低,功能增強(qiáng),可靠性大大提高。(IBM360系列為代表)IBM360晶體管計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第三代(1964~1970)集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第四代(1971~)大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代:它的基本元件是大規(guī)模集成電路,甚至超大規(guī)模集成電路,集成度很高的半導(dǎo)體存儲器替代了磁芯存儲器,運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬次,甚至上億次基本運(yùn)算。具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)。品牌電腦電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第四代(1971~)大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代EDA技術(shù)電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心就是EDA技術(shù)。EDA是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺,融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成的電子CAD通用軟件包,主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計(jì)工作,即IC設(shè)計(jì)、電子電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化(ESDA)階段(90年代以后):設(shè)計(jì)人員按照“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法,對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和功能劃分,系統(tǒng)的關(guān)鍵電路用一片或幾片專用集成電路(ASIC)實(shí)現(xiàn),然后采用硬件描述語言(HDL)完成系統(tǒng)行為級設(shè)計(jì),最后通過綜合器和適配器生成最終的目標(biāo)器件。EDA技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段:計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)階段(70年代):用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行IC版圖編輯、PCB布局布線,取代了手工操作。計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)階段(80年代):與CAD相比,CAE除了有純粹的圖形繪制功能外,又增加了電路功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)。CAE的主要功能是:原理圖輸入,邏輯仿真,電路分析,自動布局布線,PCB后分析。ARM開發(fā)板EDA技術(shù)電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心就是EDA技術(shù)。EDA是納米電子技術(shù)納米電子學(xué)主要在納米尺度空間內(nèi)研究電子、原子和分子運(yùn)動規(guī)律和特性,研究納米尺度空間內(nèi)的納米膜、納米線。納米點(diǎn)和納米點(diǎn)陣構(gòu)成的基于量子特性的納米電子器件的電子學(xué)功能、特性以及加工組裝技術(shù)。其性能涉及放大、振蕩、脈沖技術(shù)、運(yùn)算處理和讀寫等基本問題。其新原理主要基于電子的波動性、電子的量子隧道效應(yīng)、電子能級的不連續(xù)性、量子尺寸效應(yīng)和統(tǒng)計(jì)漲落特性等。從微電子技術(shù)到納米電子器件將是電子器件發(fā)展的第二次變革,與從真空管到晶體管的第一次變革相比,它含有更深刻的理論意義和豐富的科技內(nèi)容。在這次變革中,傳統(tǒng)理論將不再適用,需要發(fā)展新的理論,并探索出相應(yīng)的材料和技術(shù)。納米電子技術(shù)納米電子學(xué)主要在納米尺度空間內(nèi)研第二部分電子元器件簡介第二部分電子元器件簡介電子元器件種類:電阻(R)電容(C)電感、磁珠(L)二極管(D)三極管(Q)晶體(X)集成IC(U)電子元器件種類:電阻(R)電阻
1、概述我們平常在工作中所說的電阻(Resistance)其實(shí)是電阻器。電阻器是一種具有一定阻值,一定幾何形狀,一定性能參數(shù),在電路中起電阻作用的實(shí)體元件。在電路中,它的主要作用是穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓,作為分流器、分壓器和消耗電能的負(fù)載使用。電阻1、概述電阻大部分電阻器的引出線為軸向引線,一小部分為徑向引線,為了適應(yīng)現(xiàn)代表面組裝技術(shù)(SMT)的需要,還有“無引出線”的片狀電阻器(或叫無腳零件),片狀電阻器像米粒般大小、扁平的,一般用自動貼片機(jī)擺放。電阻器是非極性元件,電阻器的阻值可在元件體通過色環(huán)或工程編碼來鑒別。電阻大部分電阻器的引出線為軸向引線,一小電阻2、種類我們常見的電阻器有下列幾種:(1)金屬膜電阻器(2)碳膜電阻器(3)線繞電阻器(4)電位器(5)電阻網(wǎng)絡(luò)器(6)熱敏電阻器不同的電阻器,不僅其電阻值不同,功能也不一樣,所以不同的電阻器是不可以隨便替代的。電阻2、種類繞線電阻金屬膜電阻碳膜電阻貼片電阻繞線電阻金屬膜電阻碳膜電阻貼片電阻排阻水泥電阻可變電阻排阻水泥電阻可變電阻貼片電阻貼片電阻壓敏電阻壓敏電阻熱敏電阻熱敏電阻電阻3.單位電阻的單位是歐姆(Ω),千歐(KΩ),兆歐(MΩ)。它們的換算公式為
10^6Ω=10^3KΩ=1MΩ電阻3.單位電阻4、功率 功率的單位是瓦特,電阻器的功率能告訴我們它在正常使用情況下能釋放多少能量,功率越高,釋放的能量越多。 注意:盡管電阻阻值一樣,也不可使用低功率的電阻代替高功率的電阻。電阻4、功率電阻5、誤差 誤差是允許電阻阻值變動的范圍,用正號(+)或負(fù)號(-)表示其正常的變動狀況。比如一個(gè)電阻阻值為100Ω±10%,則電阻阻值可以在90-110Ω之間變化。 精密電阻的誤差在±2%以下,用五個(gè)色環(huán)識別:半精密電阻的誤差在±2%以上,用四個(gè)色環(huán)識別。
電阻5、誤差電阻6、電阻的標(biāo)識方法色環(huán)法示值法直接標(biāo)識法電阻6、電阻的標(biāo)識方法色環(huán)法電阻6.1、色環(huán)法目前國標(biāo)上普遍流行色環(huán)標(biāo)識電阻,色環(huán)在電阻器上有不同的含義,它具有簡單、直觀、方便等特點(diǎn)。色環(huán)電阻中最常見的是四環(huán)電阻和五環(huán)電阻。電阻6.1、色環(huán)法電阻色環(huán)法規(guī)則:
四色環(huán)表示阻值,其中前三條色環(huán)(從最靠近引腳的色環(huán)數(shù)起)標(biāo)明兩位有效數(shù)字倍率,第4位表示誤差范圍(用金、銀色表示),適用于普通電阻。電阻色環(huán)法規(guī)則:電阻色環(huán)法規(guī)則:
精密電阻用五色環(huán)表示阻值,前三條表示有效數(shù),第4條表示倍率,第5條表誤差范圍,適用于精密電阻。
電阻色環(huán)法規(guī)則:顏色
第一有效數(shù)
第二有效數(shù)
倍率
誤差
黑
00100
棕
11101紅
22102
橙
33103黃
44104
綠
55105
藍(lán)
66106紫
77107
灰
88108白
99109
金
10-1
±5%銀
10-2±10%無色
±20%四色環(huán)表示法
顏色第一有效數(shù)第二有效數(shù)倍率誤差黑00100棕五色環(huán)表示法
顏色
第一有效數(shù)
第二有效數(shù)
第三有效數(shù)倍率
誤差
黑
000100
棕
111101紅
222102
橙
333103黃
444104
綠
555105
藍(lán)
666106紫
777107
灰
888108白
999109
金
10-1
±5%銀
10-2±10%無色
±20%五色環(huán)表示法
顏色第一有效數(shù)第二有效數(shù)第三有效數(shù)倍率6.2示值法:
四位數(shù)表示法
前三位表示有效數(shù)字,第四位數(shù)表示有效數(shù)字后“0”的個(gè)數(shù),這樣得出的阻值單位也為其基本單位歐姆(Ω)。如:“1001”表示1000歐姆。這種電阻的誤差范圍一般為+1%,一般在0805封裝的貼片電阻上比較常見。三位數(shù)表示法
前二位表示有效數(shù)字,第三位數(shù)表示有效數(shù)字后“0”的個(gè)數(shù),這樣得出的阻值單位為其基本單位歐姆(Ω)。如:“223”表示22000歐姆。這種電阻的誤差范圍一般是J級,即+5%,這種表示方法一般在0603封裝的貼片電阻電阻上比較常見。6.2示值法:
四位數(shù)表示法三位數(shù)表示法例如:
“222”表示22X102=2200Ω,即2.2kΩ
注:片狀電阻除了阻值與誤差等級這兩個(gè)參數(shù)外﹐還有承受功率和體積二個(gè)參數(shù)﹐常用的電阻所能承受的功率有1/10W,1/8W,1/4W等﹐常用的電阻的尺寸有0603﹑0805﹑1206等。電阻的尺寸用英制單位英寸表示﹐如0603表示0.06×0.03英寸﹐一般而言﹐0805規(guī)格的電阻承受的功率為1/10W﹐也有少部分為本1/8W,1206規(guī)格的電阻承受的功率為1/8W。例如:
“222”表示22X102=2200Ω,即2.2kΩ6.3直接標(biāo)識法:
6.3直接標(biāo)識法:
電阻器件的選用原則:阻值符合電路的要求容許誤差在電路的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)功率滿足電路的要求體積符合使用的線路板的要求
電阻器件的選用原則:阻值符合電路的要求電容1.什么是電容
兩塊互相靠近但彼此絕緣的金屬片就可以構(gòu)成一個(gè)電容,它是一種儲能的元件。
兩塊金屬片這間的絕緣材料叫做絕緣介質(zhì)。在電路圖中,電容用字母“C”表示,基本單位是“法拉”簡稱“法”,用字母“F”來表示。
我們定義電容兩極板之間的電壓為U,兩極板所帶的電量為Q,則有
C=Q/U電容1.什么是電容
那么兩極板間的電壓增加1V所需要的電量,這個(gè)值就是這個(gè)電容的容量。電容的大小不是由Q或U決定的,而是由電容本身的性質(zhì)決定的。C=εS/4πkd其中ε是一個(gè)常數(shù),與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。k是靜電力常量,k=9.0×10^9N·m^2/C^2。電容的單位除了F外,還有μF(微法)、
nF(納法)、pF(皮法)。1F=10^6μf1μf=10^3nF1nF=10^3pF那么兩極板間的電壓增加1V所需要的電量,這個(gè)值就是這個(gè)2.電容的分類電容的種類很多,按結(jié)構(gòu)分有固定電容、可變電容、微調(diào)電容;按介質(zhì)材料分有
紙介電容、瓷介電容、玻璃釉電容、獨(dú)石電容、滌綸電容、
云母電容、鋁電解電容、鉭電解電容、聚苯乙烯電容、聚碳酸酯薄膜電容等;按極性分有有極性電容和無極性電容;按安裝結(jié)構(gòu)有直插電容和貼片電容。2.電容的分類電容的種類很多,按結(jié)構(gòu)分有固
獨(dú)石電容鋁電解電容鉭電解電容瓷介電容薄膜電容
獨(dú)石電容鋁電解電容鉭電解電容瓷介電容薄膜電容3.電容的性能參數(shù)3.1電容的標(biāo)稱容量及其偏差電容器的標(biāo)稱容量和偏差與電阻器的規(guī)定相同,但不同種類的電容會使用不同系列,其偏差有±10%、±20%等幾種。它的標(biāo)記方法有以下4種:(1)直標(biāo)法直接把電容器的容量、額定電壓、最高使用溫度、偏差等級標(biāo)記在電容器體上。有時(shí)因電容器的面積小而省略單位,但存在這樣的規(guī)律,即小數(shù)點(diǎn)前面為0時(shí),單位為μf,小數(shù)點(diǎn)前不為0時(shí),則單位為pF。如下圖所示:3.電容的性能參數(shù)3.1電容的標(biāo)稱容量及其偏差鋁電解電容無極性薄膜電容鋁電解電容無極性薄膜電容(2)數(shù)碼表示法一般用三位數(shù)字表示﹕前面兩位表示有效數(shù)值﹐最后一位表示零的個(gè)數(shù)﹐得出的容量單位是pF(皮法)﹐這種方法在較小的電容上常用﹐如﹕陶瓷電容、獨(dú)石電容等。如﹕“102”表示該電容的容量為1000pF
(3)文字符號法該標(biāo)記方法有數(shù)字和字母兩部分組成,其中字母可當(dāng)成小數(shù)點(diǎn),而數(shù)字和字母兩者共同決定該電容的容量。例如:(2)數(shù)碼表示法(3)文字符號法該標(biāo)記方法有數(shù)字P82=0.82PF6n8=6.8nF2μ2=
2.2μf(4)色標(biāo)法
電容器的色標(biāo)法與電阻器的色標(biāo)法規(guī)定相同,其基本單位為pF,一般有三條色環(huán),其顏色代表三個(gè)數(shù)字,其中前兩位代表數(shù)值,第三位代表有多少個(gè)0;讀碼的方向是自上而下。有時(shí)還會在最后增加一色環(huán)表示電容的額定電壓。P82=03.2耐壓
耐壓是指電容器在電路中長期有效地工作而不被擊穿所能承受的最大直流電壓。在交流電壓中,電容器的耐壓值應(yīng)大于電壓的峰值,否則,電容器可能被擊穿。耐壓的大小與介質(zhì)材料有關(guān)。3.3工作溫度范圍電容器必須在指定的工作溫度范圍內(nèi)才能穩(wěn)定工作。一般的電解電容都直接標(biāo)出它的上限工作溫度,如85℃或是105℃。3.2耐壓3.3工作溫度范圍3.4損耗角正切值tanδ
損耗角正切值tanδ是指當(dāng)電流流過電容器時(shí)電容器的損耗功率與存儲功率的比值,該值的大小取決于電容器介質(zhì)所使用的材料、厚度及制造工藝,它真實(shí)的表征了電容器質(zhì)量的優(yōu)劣。Tanδ數(shù)值一般都在0.0001~0.01之間,其數(shù)值越小,表示電容器質(zhì)量越好。3.5溫度系數(shù)
溫度系數(shù)是反映電容器穩(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù),該值有正有負(fù),它的絕對值越小,表明電容器的溫度穩(wěn)定性越高。3.4損耗角正切值tanδ
4.電容器的誤差等級:等級代號BCDFGJKMZ誤差范圍+0.10pF
+0.25pF
+0.50pF
+1%
+2%
+5%
+10%
+20%
+80%
-20%在相同尺寸與容量的規(guī)格下,偏差較大的電容器的價(jià)格相對便宜點(diǎn)。
4.電容器的誤差等級:等級代號誤差范圍+0.10+0.25
電解電容器,有正負(fù)機(jī)之分
電解電容器,有正負(fù)機(jī)之分
電解電容器在電路板上的絲印
電解電容器在電路板上的絲印
5.片狀電容器的選用:一類電介質(zhì)--NPO(COG)
電氣性能最穩(wěn)定,基本上不隨溫度、電壓與時(shí)間的改變而改變,適用于對穩(wěn)定性要求高的高頻電路。二類電介質(zhì)--X7R(2X1)
電氣性能較穩(wěn)定,在溫度,電壓與時(shí)間改變時(shí)性能的變化并不顯著,適用于隔直,偶合、旁路與對容量穩(wěn)定性要求不太高的鑒頻電路。由于X7R是一種強(qiáng)電介質(zhì),因而能造出容量比NPO介質(zhì)更大的電容器。三類電介質(zhì)--Y5V(2F4)
具有較高的介電常數(shù),常用于生產(chǎn)比容較大的,標(biāo)稱容量較高的大容量電容器產(chǎn)品,但其容量穩(wěn)定性較X7R差,容量、損耗對溫度,電壓等測試條件較敏感。
5.片狀電容器的選用:一類電介質(zhì)--NPO(COG)
片狀電容器的封裝:
有0201、0402、0603、0805、1206、1210、1812等封裝尺寸。尺寸規(guī)格(長*寬英寸)
0201=0.02*0.01
0402=0.04*0.02
0603=0.06*0.03
0805=0.08*0.05
1206=0.12*0.06
片狀電容器的封裝:有0201、0402、0603、0
電感電感線圈就是由導(dǎo)線一圈一圈地繞在絕緣管上,導(dǎo)線彼此互相絕緣,而絕緣管可以是空心的,也可以包含鐵芯或磁粉芯,簡稱電感,它是儲能元件,在電路中用“L”來表示,單位有亨利(H)、毫亨(mH)、微亨(μH)。
1H=1000mH1mH=1000μH
1.什么是電感
電感電感線2.電感的分類
電感的分類有多種形式,按電感形式分有固定電感、可變電感;按導(dǎo)磁體性質(zhì)分有空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈;按工作性質(zhì)分有天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉(zhuǎn)線圈;按繞線結(jié)構(gòu)分有單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈;按工作頻率分有高頻線圈、低頻線圈等。
3.電感線圈的主要特性參數(shù)(1)電感量L
電感量L表示線圈本身固有特性,與電流大小無關(guān)。2.電感的分類電感的分類有多種形式,按(2)感抗XL電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL,單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關(guān)系為XL=2πfL(3)品質(zhì)因素Q品質(zhì)因素Q是表示線圈質(zhì)量的一個(gè)重要物理量,Q為感抗XL與其等效的電阻的比值,即:Q=XL/R。線圈的Q值愈高,回路的損耗愈小。線圈的Q值通常為幾十到幾百。
(4)分布電容
線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小,穩(wěn)定性變差,因而線圈的分布電容越小越好。(2)感抗XL(5)標(biāo)稱電流
指線圈允許通過的電流大小,通常用字母A、B、C、D、E分別表示,標(biāo)稱電流值為50mA、150mA、300mA、700mA、1600mA。
4.幾種常見的電感(1)繞線電感用金屬漆包線與環(huán)形磁石自行繞制,一般無標(biāo)記;也有將金屬漆包線繞到工字形鐵芯上,作電源濾波用電感。(5)標(biāo)稱電流4.幾種常見的電感(1)繞線電感(2)片狀電感
外形同貼片電容相似,其顏色一般較黑,其電感量用三位數(shù)表示﹐前兩位為有效數(shù)字﹐第三位數(shù)字為有效數(shù)字后的“0”的個(gè)數(shù)﹐得出的電感量單位為微亨﹐其誤差等級用英文字母表示﹕J、K、M分別表示+5%、+10%、+20%。(3)磁珠
磁珠的主要原料為鐵氧體。鐵氧體是一種立方晶格結(jié)構(gòu)的亞鐵磁性材料。鐵氧體材料為鐵鎂合金或鐵鎳合金,它的制造工藝和機(jī)械性能與陶瓷相似,顏色為灰黑色。
(2)片狀電感
磁珠等效于電阻和電感串聯(lián),但電阻值和電感值都隨頻率變化。磁珠與電感的區(qū)別:
(1)單位不同電感的單位是H,而磁珠的單位是Ω。因?yàn)榇胖榈膯挝皇前凑账谀骋活l率產(chǎn)生的阻抗來標(biāo)稱的,而阻抗的單位是歐姆。磁珠的DATASHEET上一般會提供頻率和阻抗的特性曲線圖,一般以100MHz為標(biāo)準(zhǔn),比如600R@100MHz,意思就是在100MHz頻率的時(shí)候磁珠的阻抗相當(dāng)于600歐姆。
磁珠等效于電阻和電感串聯(lián),但電阻值和電感(2)用途不同電感是儲能元件,多用于電源濾波回路,側(cè)重于抑止傳導(dǎo)性干擾,如在LC振蕩電路、中低頻的濾波電路等,其應(yīng)用頻率范圍很少超過50MHz。而磁珠是能量轉(zhuǎn)換(消耗)器件,多用于信號回路,主要用于EMI方面,用來吸收超高頻信號,如一些RF電路、PLL、振蕩電路、含超高頻存儲器電路等。(4)變壓器
多繞組磁性器件,有初、次級之分,根據(jù)用途不同可分為低頻輸入、輸出變壓器,中頻變壓器,寬頻帶變壓器,脈沖變壓器等。(2)用途不同
貼片式磁珠直插式磁珠繞線電感變壓器
貼片式磁珠直插式磁珠繞線電感變壓器
二極管1.二極管的構(gòu)成在半導(dǎo)體材料硅或鍺晶體中摻入三價(jià)元素雜質(zhì)可構(gòu)成缺殼粒的P型半導(dǎo)體,摻入五價(jià)元素雜質(zhì)可構(gòu)成多余殼粒的N形半導(dǎo)體。兩種半導(dǎo)體接觸在一起的點(diǎn)或面構(gòu)成PN結(jié),由PN結(jié)構(gòu)成二極管。2.二極管的符號:普通二極管發(fā)光二極管
二極管1.二極管的構(gòu)成普通二極管發(fā)光二極管穩(wěn)壓二極管變?nèi)荻O管雙向擊穿二極管雙向二極管穩(wěn)壓二極管變?nèi)荻O管雙向擊穿二極管雙向二極管3.二極管的類型
二極管種類有很多,按照所用的半導(dǎo)體材料,可分為鍺二極管(Ge管)和硅二極管(Si管)。根據(jù)其不同用途,可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開關(guān)二極管等。按照管芯結(jié)構(gòu),又可分為點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。3.二極管的類型二極管種類有很多,按照所在電子電路中,將二極管的正極接在高電位端,負(fù)極接在低電位端,二極管就會導(dǎo)通,這種連接方式,稱為正向偏置。必須說明,當(dāng)加在二極管兩端的正向電壓很小時(shí),二極管仍然不能導(dǎo)通,流過二極管的正向電流十分微弱。只有當(dāng)正向電壓達(dá)到某一數(shù)值(這一數(shù)值稱為“門檻電壓”,鍺管約為0.2V,硅管約為0.6V)以后,二極管才能真正導(dǎo)通。導(dǎo)通后二極管兩端的電壓基本上保持不變(鍺管約為0.3V,硅管約為0.7V),稱為二極管的“正向壓降”。4.二極管的導(dǎo)電特性(1)正向特性
在電子電路中,將二極管的正極接在高電位端,負(fù)極接在低(2)反向特性
在電子電路中,二極管的正極接在低電位端,負(fù)極接在高電位端,此時(shí)二極管中幾乎沒有電流流過,此時(shí)二極管處于截止?fàn)顟B(tài),這種連接方式,稱為反向偏置。二極管處于反向偏置時(shí),仍然會有微弱的反向電流流過二極管,稱為漏電流。當(dāng)二極管兩端的反向電壓增大到某一數(shù)值,反向電流會急劇增大,二極管將失去單方向?qū)щ娞匦?,這種狀態(tài)稱為二極管的擊穿。(2)反向特性在電子電路中,二極管的正極5.二極管的主要參數(shù)用來表示二極管的性能好壞和適用范圍的技術(shù)指標(biāo),稱為二極管的參數(shù)。不同類型的二極管有不同的特性參數(shù)。對初學(xué)者而言,必須了解以下幾個(gè)主要參數(shù):
(1)額定正向工作電流是指二極管長期連續(xù)工作時(shí)允許通過的最大正向電流值。因?yàn)殡娏魍ㄟ^管子時(shí)會使管芯發(fā)熱,溫度上升,溫度超過容許限度(硅管為140℃左右,鍺管為90℃左右)時(shí),就會使管芯過熱而損壞。所以,二極管使用中不要超過二極管額定正向工作電流值。例如,常用的IN4001-4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。5.二極管的主要參數(shù)用來表示二極管的性能好壞和(2)最高反向工作電壓加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí),會將管子擊穿,失去單向?qū)щ娔芰Α榱吮WC使用安全,規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如,IN4001二極管反向耐壓為50V,IN4007反向耐壓為1000V。(3)反向電流
指二極管在未擊穿時(shí)的反向電流。其值越小,管子的單向?qū)щ娦阅茉胶?。值得注意的是反向電流與溫度有著密切的關(guān)系,大約溫度每升高10℃,反向電流增大一倍。(2)最高反向工作電壓加在二極管兩端的反向電壓高到一
例如2AP1型鍺二極管,在25℃時(shí)反向電流若為250uA,溫度升高到35℃
,反向電流將上升到500uA,依此類推,在75℃時(shí),它的反向電流已達(dá)8mA,不僅失去了單方向?qū)щ娞匦裕€會使管子過熱而損壞。又如,2CP10型硅二極管,25℃時(shí)反向電流僅為5uA,溫度升高到75℃時(shí),反向電流也不過160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。例如2AP1型鍺二極管,在25℃時(shí)反向電6.二極管的命名規(guī)則
不同國家對二極管的命名規(guī)則有所不同,下面我們簡單介紹一下中國和美國對二極管的命名規(guī)則:(1)中國半導(dǎo)體器件型號命名方法
中國的半導(dǎo)體器件型號由五個(gè)部分組成:第一部分:用數(shù)字表示半導(dǎo)體器件有效電極數(shù)目。
2——
二極管
3——
三極管
第二部分:用漢語拼音字母表示半導(dǎo)體器件的材料和極性。6.二極管的命名規(guī)則不同國家對二極管的命表示二極管時(shí):A——
N型鍺材料
B——
P型鍺材料
C——
N型硅材料
D——P型硅材料表示三極管時(shí):A——
PNP型鍺材料
B——
NPN型鍺材料
C——PNP型硅材料
D——
NPN型硅材料
表示二極管時(shí):A——N型鍺材料第三部分:用漢語拼音字母表示半導(dǎo)體器件的類型P——普通管W——穩(wěn)壓管Z——整流管N——阻尼管K——開關(guān)管X——低頻小功率管G——高頻小功率管D——低頻大功率管A——高頻大功率管第三部分:用漢語拼音字母表示半導(dǎo)體器件的類型P——普第四部分:用數(shù)字表示序號
第五部分:用漢語拼音字母表示規(guī)格號例如:2AP9A——
普通鍺二極管(2)美國半導(dǎo)體分立器件型號命名方法
美國晶體管或其他半導(dǎo)體器件的命名法較混亂。美國電子工業(yè)協(xié)會半導(dǎo)體分立器件命名方法如下:
第一部分:用符號表示器件用途的類型。
JAN——
軍級
JANTX——
特軍級第四部分:用數(shù)字表示序號
第五部分:用漢語拼音字母表示規(guī)格
JANTXV——
超特軍級
JANS——
宇航級(無)——
非軍用品第二部分:用數(shù)字表示PN結(jié)數(shù)目
1——
二極管
2——
三極管
3——
三個(gè)PN結(jié)器件
n——
n個(gè)PN結(jié)器件
JANTXV——超特軍級第二部分:第三部分:美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)注冊標(biāo)志
N——
該器件已在美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)注冊登記。第四部分:美國電子工業(yè)協(xié)會登記順序號。多位數(shù)字——
該器件在美國電子工業(yè)協(xié)會登記的順序號。
第五部分:用字母表示器件分檔。A、B、C、D……
——
同一型號器件的不同檔別。例如:1N4001——
第三部分:美國電子工業(yè)協(xié)會(EIA)注冊標(biāo)志第四部分:美國電7.幾種常見的二極管貼片式穩(wěn)壓二極管直插式穩(wěn)壓二極管發(fā)光二極管發(fā)光二極管7.幾種常見的二極管貼片式穩(wěn)壓二極管直插式穩(wěn)壓二極管發(fā)光二
二極管的絲印二極管的安裝
二極管的絲印二極管的安裝元器件的識別與使用培訓(xùn)教材
穩(wěn)壓二極管在線路板上的安裝
穩(wěn)壓二極管在線路板上的安裝三極管
半導(dǎo)體三極管有兩大類——雙極型半導(dǎo)體三極管和場效應(yīng)半導(dǎo)體三極管。場效應(yīng)管在集成電路中經(jīng)常用到,這里我們只介紹雙極型三極管。1.雙極型三極管(BJT)的結(jié)構(gòu)
BJT是通過一定的工藝,將兩個(gè)PN結(jié)結(jié)合在一起的器件,,由于PN結(jié)的相互影響,是BJT表現(xiàn)出不同于單個(gè)PN結(jié)的特性而具有電流放大作用。BJT又常稱為晶體管。三極管2.BJT的分類晶體管的種類很多,按頻率分,有高頻管、低頻管;按功率分,有小功率管、中功率管、大功率管;按半導(dǎo)體材料分,有硅管、鍺管,按結(jié)構(gòu)分,有NPN型三極管和PNP型三極管;按封狀形式分,有直插三極管、貼片三極管等。3.三極管的符號2.BJT的分類晶體管的種類很多,按頻率分,有高頻管型三極管型三極管型三極管型三極管4.幾種常見的晶體管小功率晶體管大功率晶體管貼片三極管4.幾種常見的晶體管小功率晶體管大功率晶體管貼片三極管
直插晶體管的安裝
直插晶體管的安裝貼片三極管的安裝貼片三極管的安裝5.三極管的命名規(guī)則例如:3DG18型號代號型號代號KC846A1AKC847C1GKC846B1BWKC848A1JKC847A1EKC848B1KKC847BW1FKC848C1L5.三極管的命名規(guī)則例如:3DG18型號代號型號代號KC8型三極管型三極管型三極管型三極管6.三極管的3個(gè)引腳7.三極管的三個(gè)工作狀態(tài)C:集電極B:基極E:發(fā)射極截止?fàn)顟B(tài)放大狀態(tài)飽和狀態(tài)6.三極管的3個(gè)引腳7.三極管的三個(gè)工作狀態(tài)C:集電極截止晶振1.什么是晶振晶振一般叫做晶體諧振器,是用電損耗很小的石英晶體經(jīng)精密切割磨削并鍍上電極焊上引線做成。這種晶體有一個(gè)很重要的特性,如果給他通電,他就會產(chǎn)生機(jī)械振蕩,反之,如果給他機(jī)械力,他又會產(chǎn)生電,這種特性叫。他們有一個(gè)很重要的特點(diǎn),其振蕩頻率與他們的形狀、材料、切割方向等密切相關(guān)。由于石英晶體化學(xué)性能非常穩(wěn)定,熱膨脹系數(shù)非常小,其振蕩頻率也非常穩(wěn)定,由于控制幾何尺寸可以做到很精密,因此,其諧振頻率也很準(zhǔn)確。晶振1.什么是晶振晶振一般叫2.晶振的作用晶振是控制CPU的時(shí)鐘頻率的,也就是產(chǎn)生高低電平的周期
。它是時(shí)鐘電路中最重要的部件,給各部分IC提供基準(zhǔn)頻率,它就像一個(gè)標(biāo)尺,工作頻率不穩(wěn)定會造成相關(guān)設(shè)備工作頻率不穩(wěn)定,自然容易出現(xiàn)問題。3.晶振的分類晶振的分類也有多種形式,按其功能和實(shí)現(xiàn)技術(shù)的不同,可分為恒溫晶體振蕩器(OCXO)、溫度補(bǔ)償晶體振蕩器(TCXO)、普通晶體振蕩器(SPXO)、壓控晶體振蕩器(VCXO);按是否有電源提供才能工作可分為有源晶振和無源晶振;按2.晶振的作用晶振是控制CPU的時(shí)鐘頻率的,也就是產(chǎn)封裝形式分有直插晶振和貼片晶振;按頻率不同,有32.768KHz晶振、11.0592MHz晶振、12MHz晶振、27MHz晶振、28.6364MHz晶振等。4.幾種常見的晶振封裝形式分有直插晶振和貼片晶振;按頻率不同,有32.768K元器件的識別與使用培訓(xùn)教材
直接表示法
振蕩頻率直接用數(shù)字表示,如:32768表示頻率f=32.768kHz,有時(shí)還在外殼上打上廠家的名稱,產(chǎn)品的生
產(chǎn)日期等信息.
晶體的標(biāo)識方法:
直接表示法
振蕩頻率直接用數(shù)字表示,如:
與晶體相比﹐晶振的內(nèi)部除了晶片外﹐還有電阻﹑電容等﹐它已構(gòu)成一個(gè)振蕩電路﹐因此有極性
,有四個(gè)腳﹐外殼用金屬封裝
.晶振:
與晶體相比﹐晶振的內(nèi)部除了晶片外﹐還有電阻﹑電容等﹐它已構(gòu)集成IC:把一個(gè)電子單元電路或某些功能、甚至某一整機(jī)的功能電路制作在一個(gè)晶片或瓷片之上,再封裝在一個(gè)便于安裝焊接的外殼之中。半導(dǎo)體集成電路習(xí)慣稱“集成塊”或“集成片子”,英文縮寫“IC”,在線路板上一般用“U”表示。
集成IC:把一個(gè)電子單元電路或某些功能、甚至某一整機(jī)的集成IC:集成IC:集成IC在線路板上的絲印集成IC在線路板上的絲印IC的封裝形式IC的封裝形式IC的封裝形式IC的封裝形式IC的封裝形式IC的封裝形式IC的封裝形式IC的封裝形式IC的封裝IC的封裝IC的封裝IC的封裝內(nèi)存條內(nèi)存條培訓(xùn)完畢,TKS!QS-9000&QSAOverview-145Copyrightó
ChryslerCorporation,FordMotorCompany,
andGénéralMotorsCorporation,1995Octobre1995TranslationfromtheoriginalEnglishversionapprovedbyacertifiedInstructor(IND/QMD/PS7&10)TRAINING-4.18nEstablish/maintaindocumentedproceduresnIdentifytrainingneedsnShouldbeviewedasastrategicissuenEffectivenessshallbeperiodicallyevaluatedSectionI:ISO9000-ExigencesdeBase培訓(xùn)完畢,TKS!QS-9000&QSAOvervie演講完畢,謝謝觀看!演講完畢,謝謝觀看!電子元器件基礎(chǔ)知識培訓(xùn)東佳培訓(xùn)電子元器件基礎(chǔ)知識培訓(xùn)東佳培訓(xùn)目的:
使公司的各層工作人員能夠正確地識別日常操作中常用的各類元件,結(jié)合產(chǎn)品的BOM表學(xué)習(xí)并應(yīng)用以下基礎(chǔ)知識:從外觀能看出該元件的種類﹑名稱以及是否有極性、方向性。從元件表面的標(biāo)記能讀出該元件的性能參數(shù)﹑容許誤差范圍等參數(shù)。能識別各類元件在線路板上的絲印圖。知道在作業(yè)過程中不同元件須注意的事項(xiàng)。目的:
使公司的各層工作人員能夠正確地識別日常操作中電子技術(shù)發(fā)展史第一部分電子技術(shù)發(fā)展史第一部分
電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來的新興技術(shù),二十世紀(jì)發(fā)展最迅速,應(yīng)用最廣泛,成為近代科學(xué)技術(shù)發(fā)展的一個(gè)重要標(biāo)志。進(jìn)入21世紀(jì),人們)電子計(jì)算機(jī)和因特網(wǎng)為標(biāo)志的信息社會。高科技面臨的是以微電子技術(shù)(半導(dǎo)體和集成電路為代表的廣泛應(yīng)用使社會生產(chǎn)力和經(jīng)濟(jì)獲得了空前的發(fā)展?,F(xiàn)代電子技術(shù)在國防、科學(xué)、工業(yè)、醫(yī)學(xué)、通訊(信息處理、傳輸和交流)及文化生活等各個(gè)領(lǐng)域中都起著巨大的作用?,F(xiàn)在的世界,電子技術(shù)無處不在:收音機(jī)、彩電、音響、VCD、DVD、電子手表、數(shù)碼相機(jī)、微電腦、大規(guī)模生產(chǎn)的工業(yè)流水線、因特網(wǎng)、機(jī)器人、航天飛機(jī)、宇宙探測儀,可以說,人們現(xiàn)在生活在電子世界中,一天也離不開它。
電子技術(shù)是十九世紀(jì)末、二十世紀(jì)初開始發(fā)展起來電子技術(shù)的應(yīng)用電子技術(shù)的應(yīng)用基本器件的兩個(gè)發(fā)展階段分立元件階段(1905~1959)真空電子管、半導(dǎo)體晶體管集成電路階段(1959~)SSI、MSI、LSI、VLSI、ULSI
基本器件的兩個(gè)發(fā)展階段分立元件階段(1905~1959)主要階段概述
第一代電子
產(chǎn)品以電子管為核心。四十年代末世界上誕生了第一只半導(dǎo)體三極管,它以小巧、輕便、省電、壽
命長等特點(diǎn),很快地被各國應(yīng)用起來,在很大范圍內(nèi)取代了電子管。五十年代末期,世界上出現(xiàn)了第一塊集成電路,它把許多晶體管等電子元件集成在一塊硅芯片上,使電子產(chǎn)品向更小型化發(fā)展。集成電路從小規(guī)模集成電路迅速發(fā)展到大規(guī)模集成電路和超大規(guī)模集成電路,從而使電子產(chǎn)品向著高效能低消耗、高精度、高穩(wěn)定、智能化的方向發(fā)展。主要階段概述第一代電子
產(chǎn)品以電分立元件階段電子管時(shí)代(1905~1948)為現(xiàn)代技術(shù)采取了決定性步驟主要大事記1905年愛因斯坦闡述相對論——E=mc21906年亞歷山德森研制成高頻交流發(fā)電機(jī)德福雷斯特在弗菜明二極管上加?xùn)艠O,制威第一只三極管1912年阿諾德和蘭米爾研制出高真空電子管1917年坎貝爾研制成濾波器1922年弗里斯研制成第一臺超外差無線電收音機(jī)1934年勞倫斯研制成回旋加速器1940年帕全森和洛弗爾研制成電子模擬計(jì)算機(jī)1947年肖克萊、巴丁和布拉頓發(fā)明晶體管;香農(nóng)奠定信息論的基礎(chǔ)
真空電子管分立元件階段電子管時(shí)代(1905~1948)主要大事記190分立元件階段晶體管時(shí)代(1948~1959)宇宙空間的探索即將開始主要大事記1947年貝爾實(shí)驗(yàn)室的巴丁、布拉頓和肖克萊研制成第一個(gè)點(diǎn)接觸型晶體管1948年貝爾實(shí)驗(yàn)室的香農(nóng)發(fā)表信息論的論文英國采用EDSAG計(jì)算機(jī),這是最早的一種存儲程序數(shù)字計(jì)算機(jī)1949年諾伊曼提出自動傳輸機(jī)的概念1950年麻省理工學(xué)院的福雷斯特研制成磁心存儲器1952年美國爆炸第一顆氫彈1954年貝爾實(shí)驗(yàn)室研制太陽能電池和單晶硅1957年蘇聯(lián)發(fā)射第一顆人造地球衛(wèi)星1958年美國得克薩斯儀器公司和仙童公司宣布研制成第一個(gè)集成電路分立元件階段晶體管時(shí)代(1948~1959)主要大事記194集成電路階段時(shí)期規(guī)模集成度(元件數(shù))50年代末小規(guī)模集成電路(SSI)10060年代中規(guī)模集成電路(MSI)100070年代大規(guī)模集成電路(LSI)>100070年代末超大規(guī)模集成電路(VLSI)1000080年代特大規(guī)模集成電路(ULSI)>100000自1958年第一塊集成元件問世以來,集成電路已經(jīng)跨越了小、中、大、超大、特大、巨大規(guī)模幾個(gè)臺階,集成度平均每2年提高近3倍。隨著集成度的提高,器件尺寸不斷減小。
1985年,1兆位ULSI的集成度達(dá)到200萬個(gè)元件,器件條寬僅為1微米;1992年,16兆位的芯片集成度達(dá)到了3200萬個(gè)元件,條寬減到0.5微米,而后的64兆位芯片,其條寬僅為0.3微米。集成電路階段時(shí)期規(guī)模集成度50年代末小規(guī)模集成電路(集成電路階段集成電路制造技術(shù)的發(fā)展日新月異,其中最具有代表性的集成電路芯片主要包括以下幾類,它們構(gòu)成了現(xiàn)代數(shù)字系統(tǒng)的基石。可編程邏輯器件(PLD)微控制芯片(MCU)數(shù)字信號處理器(DSP)大規(guī)模存儲芯片(RAM/ROM)集成電路階段集成電路制造技術(shù)的發(fā)展IBM7090電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展伴隨著電子技術(shù)的發(fā)展而飛速發(fā)展起來的電子計(jì)算機(jī)所經(jīng)歷的四個(gè)階段充分說明了電子技術(shù)發(fā)展的四個(gè)階段的特性。第一代(1946~1957)電子管計(jì)算機(jī)第二代(1958~1963)晶體管計(jì)算機(jī)第三代(1964~1970)集成電路計(jì)算機(jī)第四代(1971~)大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)世界上第一臺電子計(jì)算機(jī)于1946年在美國研制成功,取名ENIAC。這臺計(jì)算機(jī)使用了18800個(gè)電子管,占地170平方米,重達(dá)30噸,耗電140千瓦,價(jià)格40多萬美元,是一個(gè)昂貴耗電的"龐然大物"。由于它采用了電子線路來執(zhí)行算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和存儲信息,從而就大大提高了運(yùn)算速度。ENIAC每秒可進(jìn)行5000次加法和減法運(yùn)算,把計(jì)算一條彈道的時(shí)間短為30秒。它最初被專門用于彈道運(yùn)算,后來經(jīng)過多次改進(jìn)而成為能進(jìn)行各種科學(xué)計(jì)算的通用電子計(jì)算機(jī)。從1946年2月交付使用,到1955年10月最后切斷電源,ENIAC服役長達(dá)9年。IBM360晶體管計(jì)算機(jī)ENIAC品牌電腦IBM7090電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展伴隨著電子技術(shù)ENIAC第一代(1946~1957)電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代:它的基本電子元件是電子管,內(nèi)存儲器采用水銀延遲線,外存儲器主要采用磁鼓、紙帶、卡片、磁帶等。由于當(dāng)時(shí)電子技術(shù)的限制,運(yùn)算速度只是每秒幾千次~幾萬次基本運(yùn)算,內(nèi)存容量僅幾千個(gè)字。程序語言處于最低階段,主要使用二進(jìn)制表示的機(jī)器語言編程,后階段采用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)。體積大,耗電多,速度低,造價(jià)高,使用不便,主要局限于一些軍事和科研部門進(jìn)行科學(xué)計(jì)算。(ENIAC)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展ENIAC第一代(1946~1957)電子管計(jì)算機(jī)時(shí)代:它的電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展IBM7090第二代(1958~1963)晶體管計(jì)算機(jī)時(shí)代:它的基本電子元件是晶體管,內(nèi)存儲器大量使用磁性材料制成的磁芯存儲器。與第一代電子管計(jì)算機(jī)相比,晶體管計(jì)算機(jī)體積小,耗電少,成本低,邏輯功能強(qiáng),使用方便,可靠性高
。(IBM7090)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展IBM7090第二代(1958~1963)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第三代(1964~1970)集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代:它的基本元件是小規(guī)模集成電路和中規(guī)模集成電路,磁芯存儲器進(jìn)一步發(fā)展,并開始采用性能更好的半導(dǎo)體存儲器,運(yùn)算速度提高到每秒幾十萬次基本運(yùn)算。由于采用了集成電路,第三代計(jì)算機(jī)各方面性能都有了極大提高:體積縮小,價(jià)格降低,功能增強(qiáng),可靠性大大提高。(IBM360系列為代表)IBM360晶體管計(jì)算機(jī)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第三代(1964~1970)集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第四代(1971~)大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代:它的基本元件是大規(guī)模集成電路,甚至超大規(guī)模集成電路,集成度很高的半導(dǎo)體存儲器替代了磁芯存儲器,運(yùn)算速度可達(dá)每秒幾百萬次,甚至上億次基本運(yùn)算。具有體積小、功能強(qiáng)、可靠性高等特點(diǎn)。品牌電腦電子計(jì)算機(jī)的發(fā)展第四代(1971~)大規(guī)模集成電路計(jì)算機(jī)時(shí)代EDA技術(shù)電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心就是EDA技術(shù)。EDA是指以計(jì)算機(jī)為工作平臺,融合應(yīng)用電子技術(shù)、計(jì)算機(jī)技術(shù)、智能化技術(shù)最新成果而研制成的電子CAD通用軟件包,主要能輔助進(jìn)行三方面的設(shè)計(jì)工作,即IC設(shè)計(jì)、電子電路設(shè)計(jì)和PCB設(shè)計(jì)。電子系統(tǒng)設(shè)計(jì)自動化(ESDA)階段(90年代以后):設(shè)計(jì)人員按照“自頂向下”的設(shè)計(jì)方法,對整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行方案設(shè)計(jì)和功能劃分,系統(tǒng)的關(guān)鍵電路用一片或幾片專用集成電路(ASIC)實(shí)現(xiàn),然后采用硬件描述語言(HDL)完成系統(tǒng)行為級設(shè)計(jì),最后通過綜合器和適配器生成最終的目標(biāo)器件。EDA技術(shù)發(fā)展的三個(gè)階段:計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)(CAD)階段(70年代):用計(jì)算機(jī)輔助進(jìn)行IC版圖編輯、PCB布局布線,取代了手工操作。計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)階段(80年代):與CAD相比,CAE除了有純粹的圖形繪制功能外,又增加了電路功能設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),并且通過電氣連接網(wǎng)絡(luò)表將兩者結(jié)合在一起,實(shí)現(xiàn)了工程設(shè)計(jì)。CAE的主要功能是:原理圖輸入,邏輯仿真,電路分析,自動布局布線,PCB后分析。ARM開發(fā)板EDA技術(shù)電子設(shè)計(jì)技術(shù)的核心就是EDA技術(shù)。EDA是納米電子技術(shù)納米電子學(xué)主要在納米尺度空間內(nèi)研究電子、原子和分子運(yùn)動規(guī)律和特性,研究納米尺度空間內(nèi)的納米膜、納米線。納米點(diǎn)和納米點(diǎn)陣構(gòu)成的基于量子特性的納米電子器件的電子學(xué)功能、特性以及加工組裝技術(shù)。其性能涉及放大、振蕩、脈沖技術(shù)、運(yùn)算處理和讀寫等基本問題。其新原理主要基于電子的波動性、電子的量子隧道效應(yīng)、電子能級的不連續(xù)性、量子尺寸效應(yīng)和統(tǒng)計(jì)漲落特性等。從微電子技術(shù)到納米電子器件將是電子器件發(fā)展的第二次變革,與從真空管到晶體管的第一次變革相比,它含有更深刻的理論意義和豐富的科技內(nèi)容。在這次變革中,傳統(tǒng)理論將不再適用,需要發(fā)展新的理論,并探索出相應(yīng)的材料和技術(shù)。納米電子技術(shù)納米電子學(xué)主要在納米尺度空間內(nèi)研第二部分電子元器件簡介第二部分電子元器件簡介電子元器件種類:電阻(R)電容(C)電感、磁珠(L)二極管(D)三極管(Q)晶體(X)集成IC(U)電子元器件種類:電阻(R)電阻
1、概述我們平常在工作中所說的電阻(Resistance)其實(shí)是電阻器。電阻器是一種具有一定阻值,一定幾何形狀,一定性能參數(shù),在電路中起電阻作用的實(shí)體元件。在電路中,它的主要作用是穩(wěn)定和調(diào)節(jié)電路中的電流和電壓,作為分流器、分壓器和消耗電能的負(fù)載使用。電阻1、概述電阻大部分電阻器的引出線為軸向引線,一小部分為徑向引線,為了適應(yīng)現(xiàn)代表面組裝技術(shù)(SMT)的需要,還有“無引出線”的片狀電阻器(或叫無腳零件),片狀電阻器像米粒般大小、扁平的,一般用自動貼片機(jī)擺放。電阻器是非極性元件,電阻器的阻值可在元件體通過色環(huán)或工程編碼來鑒別。電阻大部分電阻器的引出線為軸向引線,一小電阻2、種類我們常見的電阻器有下列幾種:(1)金屬膜電阻器(2)碳膜電阻器(3)線繞電阻器(4)電位器(5)電阻網(wǎng)絡(luò)器(6)熱敏電阻器不同的電阻器,不僅其電阻值不同,功能也不一樣,所以不同的電阻器是不可以隨便替代的。電阻2、種類繞線電阻金屬膜電阻碳膜電阻貼片電阻繞線電阻金屬膜電阻碳膜電阻貼片電阻排阻水泥電阻可變電阻排阻水泥電阻可變電阻貼片電阻貼片電阻壓敏電阻壓敏電阻熱敏電阻熱敏電阻電阻3.單位電阻的單位是歐姆(Ω),千歐(KΩ),兆歐(MΩ)。它們的換算公式為
10^6Ω=10^3KΩ=1MΩ電阻3.單位電阻4、功率 功率的單位是瓦特,電阻器的功率能告訴我們它在正常使用情況下能釋放多少能量,功率越高,釋放的能量越多。 注意:盡管電阻阻值一樣,也不可使用低功率的電阻代替高功率的電阻。電阻4、功率電阻5、誤差 誤差是允許電阻阻值變動的范圍,用正號(+)或負(fù)號(-)表示其正常的變動狀況。比如一個(gè)電阻阻值為100Ω±10%,則電阻阻值可以在90-110Ω之間變化。 精密電阻的誤差在±2%以下,用五個(gè)色環(huán)識別:半精密電阻的誤差在±2%以上,用四個(gè)色環(huán)識別。
電阻5、誤差電阻6、電阻的標(biāo)識方法色環(huán)法示值法直接標(biāo)識法電阻6、電阻的標(biāo)識方法色環(huán)法電阻6.1、色環(huán)法目前國標(biāo)上普遍流行色環(huán)標(biāo)識電阻,色環(huán)在電阻器上有不同的含義,它具有簡單、直觀、方便等特點(diǎn)。色環(huán)電阻中最常見的是四環(huán)電阻和五環(huán)電阻。電阻6.1、色環(huán)法電阻色環(huán)法規(guī)則:
四色環(huán)表示阻值,其中前三條色環(huán)(從最靠近引腳的色環(huán)數(shù)起)標(biāo)明兩位有效數(shù)字倍率,第4位表示誤差范圍(用金、銀色表示),適用于普通電阻。電阻色環(huán)法規(guī)則:電阻色環(huán)法規(guī)則:
精密電阻用五色環(huán)表示阻值,前三條表示有效數(shù),第4條表示倍率,第5條表誤差范圍,適用于精密電阻。
電阻色環(huán)法規(guī)則:顏色
第一有效數(shù)
第二有效數(shù)
倍率
誤差
黑
00100
棕
11101紅
22102
橙
33103黃
44104
綠
55105
藍(lán)
66106紫
77107
灰
88108白
99109
金
10-1
±5%銀
10-2±10%無色
±20%四色環(huán)表示法
顏色第一有效數(shù)第二有效數(shù)倍率誤差黑00100棕五色環(huán)表示法
顏色
第一有效數(shù)
第二有效數(shù)
第三有效數(shù)倍率
誤差
黑
000100
棕
111101紅
222102
橙
333103黃
444104
綠
555105
藍(lán)
666106紫
777107
灰
888108白
999109
金
10-1
±5%銀
10-2±10%無色
±20%五色環(huán)表示法
顏色第一有效數(shù)第二有效數(shù)第三有效數(shù)倍率6.2示值法:
四位數(shù)表示法
前三位表示有效數(shù)字,第四位數(shù)表示有效數(shù)字后“0”的個(gè)數(shù),這樣得出的阻值單位也為其基本單位歐姆(Ω)。如:“1001”表示1000歐姆。這種電阻的誤差范圍一般為+1%,一般在0805封裝的貼片電阻上比較常見。三位數(shù)表示法
前二位表示有效數(shù)字,第三位數(shù)表示有效數(shù)字后“0”的個(gè)數(shù),這樣得出的阻值單位為其基本單位歐姆(Ω)。如:“223”表示22000歐姆。這種電阻的誤差范圍一般是J級,即+5%,這種表示方法一般在0603封裝的貼片電阻電阻上比較常見。6.2示值法:
四位數(shù)表示法三位數(shù)表示法例如:
“222”表示22X102=2200Ω,即2.2kΩ
注:片狀電阻除了阻值與誤差等級這兩個(gè)參數(shù)外﹐還有承受功率和體積二個(gè)參數(shù)﹐常用的電阻所能承受的功率有1/10W,1/8W,1/4W等﹐常用的電阻的尺寸有0603﹑0805﹑1206等。電阻的尺寸用英制單位英寸表示﹐如0603表示0.06×0.03英寸﹐一般而言﹐0805規(guī)格的電阻承受的功率為1/10W﹐也有少部分為本1/8W,1206規(guī)格的電阻承受的功率為1/8W。例如:
“222”表示22X102=2200Ω,即2.2kΩ6.3直接標(biāo)識法:
6.3直接標(biāo)識法:
電阻器件的選用原則:阻值符合電路的要求容許誤差在電路的設(shè)計(jì)范圍內(nèi)功率滿足電路的要求體積符合使用的線路板的要求
電阻器件的選用原則:阻值符合電路的要求電容1.什么是電容
兩塊互相靠近但彼此絕緣的金屬片就可以構(gòu)成一個(gè)電容,它是一種儲能的元件。
兩塊金屬片這間的絕緣材料叫做絕緣介質(zhì)。在電路圖中,電容用字母“C”表示,基本單位是“法拉”簡稱“法”,用字母“F”來表示。
我們定義電容兩極板之間的電壓為U,兩極板所帶的電量為Q,則有
C=Q/U電容1.什么是電容
那么兩極板間的電壓增加1V所需要的電量,這個(gè)值就是這個(gè)電容的容量。電容的大小不是由Q或U決定的,而是由電容本身的性質(zhì)決定的。C=εS/4πkd其中ε是一個(gè)常數(shù),與電介質(zhì)的性質(zhì)有關(guān)。k是靜電力常量,k=9.0×10^9N·m^2/C^2。電容的單位除了F外,還有μF(微法)、
nF(納法)、pF(皮法)。1F=10^6μf1μf=10^3nF1nF=10^3pF那么兩極板間的電壓增加1V所需要的電量,這個(gè)值就是這個(gè)2.電容的分類電容的種類很多,按結(jié)構(gòu)分有固定電容、可變電容、微調(diào)電容;按介質(zhì)材料分有
紙介電容、瓷介電容、玻璃釉電容、獨(dú)石電容、滌綸電容、
云母電容、鋁電解電容、鉭電解電容、聚苯乙烯電容、聚碳酸酯薄膜電容等;按極性分有有極性電容和無極性電容;按安裝結(jié)構(gòu)有直插電容和貼片電容。2.電容的分類電容的種類很多,按結(jié)構(gòu)分有固
獨(dú)石電容鋁電解電容鉭電解電容瓷介電容薄膜電容
獨(dú)石電容鋁電解電容鉭電解電容瓷介電容薄膜電容3.電容的性能參數(shù)3.1電容的標(biāo)稱容量及其偏差電容器的標(biāo)稱容量和偏差與電阻器的規(guī)定相同,但不同種類的電容會使用不同系列,其偏差有±10%、±20%等幾種。它的標(biāo)記方法有以下4種:(1)直標(biāo)法直接把電容器的容量、額定電壓、最高使用溫度、偏差等級標(biāo)記在電容器體上。有時(shí)因電容器的面積小而省略單位,但存在這樣的規(guī)律,即小數(shù)點(diǎn)前面為0時(shí),單位為μf,小數(shù)點(diǎn)前不為0時(shí),則單位為pF。如下圖所示:3.電容的性能參數(shù)3.1電容的標(biāo)稱容量及其偏差鋁電解電容無極性薄膜電容鋁電解電容無極性薄膜電容(2)數(shù)碼表示法一般用三位數(shù)字表示﹕前面兩位表示有效數(shù)值﹐最后一位表示零的個(gè)數(shù)﹐得出的容量單位是pF(皮法)﹐這種方法在較小的電容上常用﹐如﹕陶瓷電容、獨(dú)石電容等。如﹕“102”表示該電容的容量為1000pF
(3)文字符號法該標(biāo)記方法有數(shù)字和字母兩部分組成,其中字母可當(dāng)成小數(shù)點(diǎn),而數(shù)字和字母兩者共同決定該電容的容量。例如:(2)數(shù)碼表示法(3)文字符號法該標(biāo)記方法有數(shù)字P82=0.82PF6n8=6.8nF2μ2=
2.2μf(4)色標(biāo)法
電容器的色標(biāo)法與電阻器的色標(biāo)法規(guī)定相同,其基本單位為pF,一般有三條色環(huán),其顏色代表三個(gè)數(shù)字,其中前兩位代表數(shù)值,第三位代表有多少個(gè)0;讀碼的方向是自上而下。有時(shí)還會在最后增加一色環(huán)表示電容的額定電壓。P82=03.2耐壓
耐壓是指電容器在電路中長期有效地工作而不被擊穿所能承受的最大直流電壓。在交流電壓中,電容器的耐壓值應(yīng)大于電壓的峰值,否則,電容器可能被擊穿。耐壓的大小與介質(zhì)材料有關(guān)。3.3工作溫度范圍電容器必須在指定的工作溫度范圍內(nèi)才能穩(wěn)定工作。一般的電解電容都直接標(biāo)出它的上限工作溫度,如85℃或是105℃。3.2耐壓3.3工作溫度范圍3.4損耗角正切值tanδ
損耗角正切值tanδ是指當(dāng)電流流過電容器時(shí)電容器的損耗功率與存儲功率的比值,該值的大小取決于電容器介質(zhì)所使用的材料、厚度及制造工藝,它真實(shí)的表征了電容器質(zhì)量的優(yōu)劣。Tanδ數(shù)值一般都在0.0001~0.01之間,其數(shù)值越小,表示電容器質(zhì)量越好。3.5溫度系數(shù)
溫度系數(shù)是反映電容器穩(wěn)定性的一個(gè)重要參數(shù),該值有正有負(fù),它的絕對值越小,表明電容器的溫度穩(wěn)定性越高。3.4損耗角正切值tanδ
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