电子系统可靠性设计电子元器件的可靠性选用ppt课件.pptx

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1、电子元器件的可靠性选用,2.1 元器件可靠性等级2.2 元器件选择通则2.3 电阻器的选用2.4 电容器的选用2.5 二极管的选用2.6 晶体管的选用2.7 集成电路的选用2.8 元器件降额使用,2.1 元器件可靠性等级,电子元器件是电子系统硬件的最基本单元电子元器件的可靠性很重要电子元器件在研制、生产时：有一套的保证可靠性的措施和手段电子元器件的不可维修：绝大多数元器件都是不可维修的，一旦失效，必须更换本章研究：利用厂家提供的电子元器件，设计出高可靠性的系统,2.1.1 元器件可靠性标准1.选择电子元器件的意义元器件的固有可靠性：电子元器件在制造过程中，由制造厂家保证的可靠性工程实践表明：即

2、使使用高固有可靠性的元器件，也不一定做出高可靠性的产品很多时候电子元器件的失效：不是因为电子元器件的固有可靠性不高，而是设计者的选择和使用不当造成的资料表明：由于元器件的使用不当（使用不正确），造成的元器件失效占所有元器件失效的50%,2.电子元器件的标准,按照级别分类：1)国家级标准 国家标准GB，简称国标 国家军用标准GJB，简称国军标 早期的国家军用标准：七专技术条件QZT，指专批、专技、专人、专机、专料、专检、专卡 2)行业级标准 行业标准、行业军用标准 电子、航天、航空等行业制定的，适合本行业的标准 3)企业级标准 企业标准、企业军用标准,按照类型分类：1)规范 产品规范：包括元器件

3、的总规范和详细规范 总规范，又称通用规范：指对某一类元器件的质量控制规定的共性要求 详细规范：对某类元器件的一个或一系列型号规定的具体性能和质量控制要求,国军标和国标规定的元器件的总规范：,2)标准指可靠性试验方法、测量检验规范、失效分析方法、质量保证大纲、生产线认证标准、元器件材料和零件标准、型号命名标准、文字和图形符号标准等,国标和国军标规定的元器件可靠性标准：,3)指导性技术文件 指导正确选择和使用元器件的指南、用于电子设备可靠性预计的手册、元器件系列型号目录等,2.1.2 元器件质量等级,国标和国军标规定的失效率等级代号：,元器件的质量：元器件在设计、制造、筛选过程中形成的品质特征，可

4、通过质量认证试验确定元器件的质量等级：元器件装机使用前，按产品执行标准或供需双方的技术协议，在制造、检验及筛选过程中其质量的控制等级，用于表示元器件的固有可靠性。具有相同物理结构、功能和技术指标相同的元器件，可能具有不同的质量等级,国军标中规定的质量保证等级：,2.1.3 元器件质量认证,质量认证的内容：1.对元器件生产单位质量保证能力的评定；2.对生产的元器件，进行鉴定或考核，如果合格，列入合格制造商目录，或合格产品目录,我国军用电子元器件的质量认证：,2.1.4 元器件质量等级的选择,选择元器件的质量等级，考虑四个方面：,使用更高的质量等级,可靠性分配指标高的器件，使用更高的质量等级,使用

5、时应依据 II III顺序选用：I：建立了相应的军用规范，并列入军用电子元器件合格制造商目录、合格产品目录的产品，属于高可靠产品 II：已通过军标要求的部分或全部试验和检验要求（包括100%筛选、质量一致性检验等）的产品，属于准高可靠产品 III：由各个厂家自行认定、没有经过高可靠性试验的一般产品，属于非高可靠产品,2.2 元器件选择通则2.2.1 综合考虑,1.易产生可靠性问题的元器件 1）对外界应力敏感的元器件 CMOS电路：输入阻抗高，对静电、浪涌、电磁干扰敏感 小信号放大器：例如高精度运算放大器、无线接收电路的放大电路 对过电压、浪涌电流、噪声、电磁干扰敏感 塑料封装器件：构成塑料的树

6、脂材料有吸湿特性，与硅芯片材料、金属管脚材料的热性能相差较大 对湿气、热冲击、温度循环敏感,2）工作应力接近电路最大应力的器件 有时，即使工作应力只是接近极限应力，也会给元器件带来隐性损伤。功率器件：功率接近极限值 高压器件：电压接近极限值 电源电路：电压和电流接近极限值 高频器件：频率接近极限值 超大规模芯片：功耗接近极限值,3）频率与功率都大的器件 功率越大、频率越高，则元器件温度越高、寿命越短、越容易失效 时钟输出电路：在整个电路中频率最高，且要驱动几乎所有数字电路模块 总线控制与驱动电路：驱动能力强，频率高 无线收发电路中的发射机：功率和频率接近极限值,2.选择高可靠性元器件的要素,1

7、)极限电特性 元器件能经受最大施加的电应力2)工作温度范围 元器件的额定工作温度范围应等于或宽于所要经受的工作温度范围3)工艺质量与可制造性 元器件工艺成熟且稳定可控，成品率应高于规定值，封装应能与设备组装工艺条件相容4)稳定性 在温度、湿度、频率、老化等变化的情况下，参数变化在允许的范围内,5)寿命和失效率 工作寿命或贮存寿命应不短于使用它们的设备的预计寿命6)环境适应性，满足系统的工作环境 注意元器件工作环境的温度、湿度、振动、粉尘、电源波动、电磁干扰，包括特殊环境：潮热、盐雾、沙尘、酸雨、霉菌、辐射、高海拔等7)失效模式 对元器件的典型失效模式和失效机理有充分了解 失效模式：开路、短路、

8、参数漂移等 失效机理：元器件失效的物理原因 失效模式分布：一种元器件，可能有多种失效模式，不同失效模式出现的概率不一样,元器件失效模式的分布,8)可维修性和可保障性 应考虑安装、拆卸、更换是否方便，所需的工具和熟练等级,9)可用性 供货商多于1个，长期、稳定、连续、批量供货，供货周期满足设备制造计划进度，能保证元器件失效时的及时更换要求等10)成本，元器件的价格 在满足所要求的性能、寿命和环境条件下，考虑采用性价比高的元器件,11)满足系统功能与性能的要求 电压、电流、频率、驱动能力、功耗、体积、重量、安装方式等,12)满足系统可靠性的要求 对系统的可靠性逐级分解并分配，对每个器件的失效率提出

9、具体要求,13)考虑元器件的标准化 选择符合国家标准的器件，方便更换和维修；选择经过实际应用证明可靠的器件14)抗静电能力 选择抗静电能力强的器件,3.品种型号的选择,1）高可靠性元器件的特征 制造商认证：生产厂商通过了权威部门的合格认证 生产线认证：产品只能在认证合格的专用生产线上生产 可靠性检验：产品进行并通过了一系列的性能和可靠性试验，100%筛选和质量一致性检验 工艺控制水平：产品的生产过程得到了严格的控制，成品率高 标准化程度：产品的生产和检验符合国际、国家或行业通用规范及详细规范要求,2）选择型号的优先选用规则(1)优先选用标准的、通用的、系列化的元器件，慎重选用新品种和非标准器件

10、，最大限度地压缩元器件的品种规格和承制单位的数量(2)优先选用列入元器件优选目录的元器件(3)优先选用制造技术成熟的元器件，选用能长期、连续、稳定、大批量供货，且成品率高的定点供货单位(4)优先选用能提供完善的工艺控制数据、可靠性应用指南或使用规范的厂家产品(5)在质量等级相当的前提下，优先选用集成度高的器件，少选用分立器件,元器件优选目录:,元器件优选目录：根据不同类型电子设备的可靠性指标要求和使用环境条件的要求，确定该设备所需的电子元器件的质量等级，拟制该设备的元器件优选清单。在应用时，根据产品各研制阶段的实际需要，对元器件优选目录实施动态管理,合格产品目录（QPL）：可由国家主管部门、行

11、业主管部门或企业自行编制，高可靠设备必须采取QPL内的元器件推荐产品目录（PPL）：应是QPL的一个子集，高可靠设备应优先采用PPL内的元器件合格制造商目录（QML）：已通过相关认证的厂商或者生产线,3）供货商应提供的可靠性信息,详细规范及符合的标准：国军标、国标、行标、企标 认证情况：QPL、QML、PPL、IECQ等 质量等级与可靠性水平：失效率、寿命（MTTF）、抗静电强度、抗辐照水平等 可靠性试验数据：加速与现场，环境与寿命，近期及以往，所采用的试验方法与数据处理方法 成品率数据：中测（裸片）、总测（封装后）等 质量一致性数据：批次间，晶圆间，芯片间，平均值、方差、分布工艺稳定性数据：

12、统计工艺控制（SPC）数据，批量生产情况 采用的工艺和材料：最好能提供关键工艺和材料的主要参数指标使用手册与操作规范：典型应用电路、可靠性防护方法等,2.2.2 工艺考虑,2.2.3 封装考虑,插孔安装（TH）和表面贴装(SMT）是目前元器件在PCB上的主要安装方式,针对表面安装的半导体分立器件与集成电路的封装形式,针对表面安装的无源元件的封装形式,管脚的寄生参数,寄生参数典型值 有引脚元件：寄生电感1nH/mm/引脚（越短越好），寄生电容4pF/引脚 无引脚元件：寄生电感0.5nH/端口，寄生电容0.3pF/端口不同封装形式寄生效应的比较（寄生参数由小到大）无引脚贴装BGAQFPSMDDIP

13、,寄生参数与封装形式的关系,电容器的寄生电感还与电容器的封装形式有关。管脚宽长比越大，寄生电感越小,电容器的串联电感与封装形式的关系,有利于可靠性 引线极短：降低了分布电感和电容，提高了抗干扰能力和电路速度 机械强度高：提高了电路抗振动和冲击的能力 装配一致性好：成品率高，参数离散性小 不利于可靠性 材料不匹配性增加：某些陶瓷基材的SMT元件（如某些电阻器、电容器、无引线芯片载体LCC）与PCB基板环氧玻璃的热膨胀系数不匹配，引发热应力失效 较易污染：SMT元件与PCB板之间不易清洁，易驻留焊剂的污染物，需采用特殊的处理方法表面贴装对可靠性是利远大于弊，目前已占了90的比例,SMT对可靠性的影

14、响,封装材料的比较,塑料封装 优点：成本低（约为陶瓷封装的55），重量轻（约为陶瓷封装的1/2），管脚数多，高频寄生效应弱，便于自动化生产 缺点：气密性差，吸潮，不易散热，易老化，对静电敏感 适用性：大多数半导体分立器件与集成电路常规产品 陶瓷封装 优点：气密性好，散热能力强（热导率高），高频绝缘性能好，承受功率大，布线密度高 缺点：成本高 适用性：航空、航天、军事等高端市场 金属封装 优点：气密性好，散热能力强，具有电磁屏蔽能力，可靠性高 缺点：成本高，管脚数有限 适用性：小规模高可靠器件通常称塑封为非气密封装，陶瓷和金属为气密封装,塑封的可靠性问题,吸潮性问题 塑料封装所采用环氧树脂材料本

15、身具有吸潮性，湿气容易在其表面吸附 水汽会引起塑封材料自身的蠕变，如入侵到芯片内部，则会导致腐蚀以及表面沾污,气密性问题 塑料管壳与金属引线框架、半导体芯片等材料的热膨胀系数的差异要大得多(与陶瓷及金属管壳相比)温度变化时会在材料界面产生相当大的机械应力界面处产生缝隙导致气密性劣化 水汽在缝隙处聚集温度上升时迅速汽化而膨胀界面应力进一步加大有可能使塑封体爆裂（“爆米花”效应）PCB再流焊时温度可在540s内上升到205250，上升梯度达到12,再流焊（亦称回流焊）是在PCB上安装表面贴装元件的主要方法。在再流焊过程中，元器件封装温度可能有100200的变化,温度适应性问题 塑封材料的玻璃化转换

16、温度为130160，超过此温度后塑封材料会软化，对气密性也有不利影响 商用塑封器件的温度范围一般为070、-40+85、40+125，难以达到军用温度范围-55+125,引线及钝化材料的选择,引线涂覆形式的选择 镀金：环境适应性好，易焊性佳，成本高 镀锡：易焊性好，环境适应性一般，成本中等 热焊料浸渍涂覆：质量最差 内部钝化材料的选择 芯片表面涂覆有机涂层或有机薄膜：慎用 芯片表面淀积有无机材料薄膜：可用 内部气氛 真空封装：抗辐照，对管壳密封性要求高 惰性气体封装：易形成污染及电离气体，有利于抵抗外界气氛侵入,实际电容器的简化电路模型：,由等效电阻（ESR）Rs、等效串联电感（ESL）Ls、

17、静电容C组成,电容的阻抗：,Zc=Rs+j（2f L-1/(2fC)）,电容的自谐振频率：,理想电容的阻抗是随着频率的升高降低，而实际电容的阻抗分为3个区域：,实际电容的阻抗图：,小于自谐振频率：电容保持电容的特性，其阻抗随频率的增加而降低，等于自谐振频率：电容的阻抗最小，等于等效电阻（ESR）Rs大于自谐振频率：由于引线长度和导线电感的影响，电容表现为电感的作用，因此对高频噪声的滤波作用减弱，甚至消失,大容量铝电解电容的自谐振频率：工艺特性原因，铝电解电容的等效串联电阻ESR，等效串联电感ESL比较难做小，因此铝电解电容的自谐振频率点通常都比较低，大致在几十KHz到几MHz范围 在频率为几百

18、MHz时，铝电解电容呈现感性，损耗过大时，用在大功率场合，会发热而烧坏,注意以下问题：1）74系列、54系列集成电路：最大工作电压(5V)比较低 HTL、CMOS集成电路：最大工作电压达到15V或更高 不同的集成电路延时也不一样2)与门、与非门不用的输入端：通过1个几K欧姆电阻接高电平，或不用的输入端并联在有用的输入端 或门、或非门不用的输入端：接到地上，或与其他有输入信号的输入端接到一起 其它芯片不用的输入端：接到保证器件正常工作的状态,3）注意电路的驱动能力不同的数字集成电路，其负载性能、驱动性能、工作速度、输出电平不一样负载性能：IIL（低电平输入电流）、IIH（高电平输入电流）、CIN

19、（输入等效电容）驱动性能参数：IOH（高电平输出的电流）、IOL（低电平输出电流）、CP（输出等效电容）,4）MOS、CMOS器件：防止静电损坏器件。人体静电：KV、十几KV,2.3电阻器的选择和使用1、电阻的主要参数（1）电阻值厂家只生产标准电阻值的电阻,上表中的电阻可以乘以10的n次方在设计时，必须选择标准电阻值的电阻,色环电阻：,电阻的色码表示方法,47,22,四色环电阻：,五色环电阻：,（2）额定功率 每种电阻都有额定功率选择电阻时：电阻的额定功率必须大于电阻实际消耗的功率在脉冲工作情况下：平均功率不能大于额定功率常见功率：1/4W、1/8W,大功率电阻：1W、2W等,（3）高频特性每

20、种电阻都存在分布电容、引线电感，等效电路为：,Lx：引线电感Cx：分布电容，由于电路的分布特点而具有的电容其大小：和电阻的种类和材料、频率有关,高频特性：薄膜电阻最好，合成电阻较好，线绕电阻最差薄膜电阻：频率大于100MHz时，其阻值保持不变,（4）电阻噪声电阻工作时，产生噪声：在电阻两端产生无规律的噪声电压。,k：玻尔兹曼常数，等于1.3810-23J/K T：绝对温度B：电阻的工作带宽R：电阻值例如：100K的电阻，工作带宽为5MHz，环境温度为300K（摄氏27）时，噪声电压为100V，如果有效信号为几十V，则有用信号被噪声淹没,噪声电压为：,（5）温度系数每种电阻都有自己的温度系数，温

21、度系数：指温度改变1时，电阻值的变化量 设计系统时：要考虑温度变化对阻值的影响（6）最高允许电压指电阻两端的最高允许电压实际使用时，不能超过最高允许电压,2、电阻的类型和特点（1）合成电阻 由导电材料（例如：石墨）、填充料（例如：黏土）、黏合剂制成。优点：体积小，价格低、抗过载能力强，失效率低缺点：阻值稳定性差、噪声大、温度系数大、高频特性差使用场合：频率不高、稳定性要求不高的场合,（2）薄膜电阻分为碳膜电阻、金属薄膜电阻碳膜电阻：优点：阻值广、价格低、频率特性好缺点：温度范围小，阻值稳定性差金属薄膜电阻：分为金属膜电阻、金属氧化膜电阻 优点：高频性能好、噪声小、温度系数小、阻值准确稳定、温度

22、范围大 缺点：功耗小使用场合：高稳定、高寿命、高精度的场合，适用在高频电路、高速数字电路中,（3）线绕电阻使用合金细丝绕制绝缘体中制成优点：阻值准确、工作稳定、温度系数小、噪声电压低、功率大、温度性能好缺点：不能用于高频(50KHz以上)、体积大、价格高、阻值小场合：功率大、频率低、阻值要求精确（4）合成电位器 稳定性不高、精度不高（5）线绕电位器 有精密型、半精密型,3.嵌入式系统中常用的特种电阻（1）热敏电阻1）PTC热敏电阻 正温度系数，随温度的升高，电阻值增加,电阻在RminRmax之间对温度变化,2）NTC功率热敏电阻负温度系数：温度增加时，电阻值减小当有大电流（110A）通过这种电

23、阻时：由于电阻消耗电能，而发热，电阻值减小使用场合：电源系统中使用，保护整流器,例如：,无电阻Rt时：当开机加电时，大的电解电容对电源呈现短路状态，会产生很大的冲击电流，损耗整流器,有电阻Rt时：当开机加电时，,当过了几十秒后，电流流过电阻Rt，电阻温度升高，电阻值下降，为0.5,电阻Rt上刚刚开始时，电阻值很大，为10，会限制对电容的充电电流,如果不使用NTC功率热敏电阻，使用普通的电阻：,在 大电容充电完后，需要使用别的电路把此电阻短路，降低功耗,（2）压敏电阻Varistor用于过压保护的半导体陶瓷电阻压敏电阻的符号：,电压很小时：电流很小；电压达到一定值时：电流迅速增加响应时间：为ns

24、级，比气体放电管快，比TVS管稍慢一些功能：实现电子电路的过压保护、防雷击电路。抑制浪涌电压的影响,特性曲线：,例子：压敏电阻对直流电机的保护,（3）熔断电阻器既有电阻的功能，也有熔断器的功能电路正常：此电阻的功率小于额定功率，电路异常：电流过大，此电阻的功率大于额定功率，就会熔断。熔断时间：秒级，功率越大，熔断时间越短。,2.4 电容器的选用1、电容的等效电路,Le：等效的串联电感，与电容的引线长短、电容的材质、电容的体积有关,Re：串联电阻，由电容的介质决定，一般很小,Ri：电容的绝缘电阻，一般很大。绝缘电阻越小，漏电流越大,C：电容,例如：铝电解电容，体积大，Le较大；,陶瓷电容，体积小

25、，Le小,R1，C1：电容的介质吸收因子电容的介质吸收现象：当把电容两端短路放电后，经过一定时间，在电容两端又会慢慢产生电压，这种现象称为电容的介质吸收现象。,2、基本技术参数（1）电容量 单位：法拉F，常用单位：F，nF、pF表示方法：1）数字加字母：33=3.3F 6p8=6.8pF2）3位数字表示：前2位是有效值，第3位是10的次方例如：104=100000pF=0.1 F（2）额定直流工作电压指电容两端的最大电压保证：电容两端电压的最大值不能超过此电压值,（3）绝缘电阻铝电解电容：绝缘电阻很小，几到几十千欧薄膜电容：绝缘电阻几十兆欧（4）功率损耗理想电容：没有损耗实际使用的电容：都有损

26、耗 铝、钽电解电容：损耗很大 陶瓷电容：损耗适中 薄膜电容、云母电容：损耗很小（5）工作频率（自谐振频率）每种电容都有其频率工作范围,陶瓷电容的自谐振频率：通孔安装0.25inch引线类型、表面安装类型,结论：表面安装类型比通孔安装类型的自谐振频率高很多 原因：表面安装类型管脚短，有更小的引线电感,铝电解电容的自谐振频率：工艺特性原因，铝电解电容的ESR，ESL比较难做小，因此铝电解电容的自谐振频率点通常都比较低，大致在几十KHz到几MHz范围,（6）温度系数：电容值随温度而变化 正温度系数、负温度系数,3、电容的基本类型、特点（1）云母电容：电容量在0.5105pF之间,优点：电容量偏小，温

27、度稳定性好、绝缘电阻大、损耗小、频率特性好缺点：价格高、容量不能做大,有三种：I型瓷介电容：容量不能很大，在0.5104pF之间 优点：容量稳定、频率稳定性好、绝缘电阻非常高、体积小 应用场合：高频、积分、稳定补偿电路II、III型瓷介电容器：容量大，几pF几F 特点：体积小，用于高频滤波,（2）瓷介（陶瓷）电容,容量范围大，10pF几十F优点：价格低缺点：可靠性差、寿命短、频率特性差应用场合：500KHz滤波等,(3)纸介电容,优点：容量稳定、绝缘电阻大、耐压高、损耗低缺点：耐高温差,（4）塑料薄膜电容,（5）电解电容能做出大容量的电容，容量范围：0.1 68000F分为铝电解电容、钽电解电

28、容1）铝电解电容：优点：容量大缺点：漏电流大、耐压不高、可靠性差、寿命短、频率特性差应用场合：电源滤波、低频,插针式电容,大电容值的电容,表贴式的电容,2）钽电解电容分为固体钽电解电容、非固体钽电解电容优点：频率特性、漏电特性、温度特性优于铝电解电容应用场合：电源滤波、能量储存等固体钽电解电容：耐压低，不超过100V非固体钽电解电容：耐压高达500V，,常见电容的主要特性,2.5 二极管的选用 半导体分立器件的选择与使用 包括二极管、三极管、场效应管、晶闸管二极管的选择与使用（1）二极管的分类根据功能：分为开关、整流、稳压、稳流、电压基准、变容、光电、瞬态电压抑制、微波等根据额定正向电流大小：

29、分为小功率二极管（额定正向电流小于1A）、功率二极管（额定正向电流大于1）根据工作频率：低频、高频、微波二极管,瞬态抑制二极管：简称TVS(Transient Voltage Suppressor)管 是高效能保护器件。功能：当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时，它能以10的负12次方秒量级的速度，使两极间的电压箝位于一个预定值，有效地保护电子线路中的精密元器件，免受各种浪涌脉冲的损坏特点：响应速度特别快（为ns级）；TVS管有单向与双向之分，单向TVS管的特性：与稳压二极管相似，双向TVS管的特性：相当于两个稳压二极管反向串联,（2）二极管的主要技术参数1）最大整流电流 Im：指二极

30、管在额定环境下，长期工作能够通过的最大正向电流2）反向电流 Ico：在反向电压下，流过二极管的电流。通常很小3）最大反向工作电压 URM 指二极管能够承受的最大反向电压此参数是击穿电压的/4）最高工作频率 fmax 指二极管保持其性能的最高频率,稳压二极管,1N4727 3V0 1N4728 3V31N4729 3V61N4730 3V91N4731 4V31N4732 4V71N4733 5V11N4734 5V6,（3）二极管的型号,1N4148 插针式：,1N4148 表贴式：,1N4007的插针式、表贴式,2.6 晶体管(三极管)的选用 由硅、或锗材料制成 分为NPN、PNP两种类型主

31、要技术参数：直流参数、交流参数、极限参数直流参数：共射电流放大倍数、集电结反向截止电流交流参数：共射交流电流放大倍数、共基交流电流放大倍数极限参数：集电极最大允许电流、集电极和发射极的击穿电压、集电极的最大允许功耗,三极管的常用型号：,BU(CEO)、ICM、PCM、最大频率9011 NPN 高频放大 50V 30mA 0.4W 150MHz9012 PNP 低频放大 50V 0.5A 0.625W9013 NPN 低频放大 50V 0.5A 0.625W9014 NPN 低噪放大 50V 0.1A 0.4W 150MHZ9015 PNP 低噪放大 50V 0.1A 0.4W 150MHZ90

32、18 NPN 高频放大 30V 50mA 0.4W 1GHZ8050 NPN 高频放大 40V 1.5A 1W 100MHZ8550 PNP 高频放大 40V 1.5A 1W 100MHZ,TIP41C：NPN，IcM：6A，放大倍数 30-75 集电极发射极最大击穿电压：40V、最大功率：2W；频率：3MHz,三极管的插针式、表贴式类型,3、场效应管 分为结型场效应晶体管、MOS场效应晶体管（金属氧化物半导体）三极管：利用电流控制 场效应管：利用电压控制工作技术参数：夹断电压：使场效应管的电流ID降为0的栅源间电压UGS 栅源之间的电阻：很大 栅源之间的电容：寄生电容 最大漏源电压：漏极和源

33、极的最大允许电压 最大漏源电流：漏极和源极之间的最大允许电流 最大耗散功耗：场效应管的最大功率损耗,场效应管的图片：,国际整流器公司IR：,小电流控制大电流的功率开关器件，又称为可控硅在高压、强电设备上经常使用,4、晶闸管,2.7 集成电路的选用数字集成电路的选择和使用1、TTL数字集成电路 这两种系列的功能完全相同区别是：74系列：民用级 电源电压范围4.75 5.25V，工作温度0 7054系列：军事级或工业级 电源电压范围4.5 5.5V，工作温度-55+12574系列的分类：,2、CMOS数字集成电路系列包括：4000系列：标准系列74C系列：普通系列74HC/HCT：高速系列74HC

34、S/HCTS：蓝宝石衬底高速系列74AC/ACT：超高速系列,3、数字集成电路的应用和注意的问题数字集成电路的分类：各种门电路、驱动器、总线收发器、触发器、寄存器、移位寄存器、编码器、数据选择器、译码器、比较器、CPU（单片机、DSP、ARM）、FPGA、CPLD等电源问题：TTL：5V0.25V或5V0.5V CMOS器件：电源电压范围广,模拟集成电路的选择和使用分类：按照功能分为：线性集成电路、非线性集成电路、功率集成电路线性集成电路：运算放大器、稳压电路非线性集成电路：电压比较器、AD、DA、调制解调器、函数发生器功率集成电路：低频功率器件、射频功率器件、功率开关,1、运算放大器基本特征

35、：差分输入、高电压增益、高输入阻抗、低输出阻抗运算放大器的种类：通用运放、精密运放、高速运放、高输入阻抗运放、功率运放（1）集成运放的技术指标输入失调电压：使集成运放输出为0时，输入端需要加的电压差模电压增益：集成运放开环时，输出电压增量和输入电压增量的比值静态功耗：集成运放在额定电源电压下，输入信号为0时，不接负载的功耗,共模抑制比：差模电压增益和共模电压增益的比值单位增益带宽：开环增益为1时，集成运放的频带宽度转换速率：集成运放输出电压的最大变化率,（2）集成运放使用需要注意的问题1）精密集成运放：在应用中要求精度很高的场合2）单位增益带宽：对高频信号放大时，需要单位增益带宽大的集成运放3

36、）防止自激4）防止瞬时过载,常见的集成运放型号：LM358：可以单电源、双电源供电，单位增益带宽：0.7M；最大输出电压为电源电压减去1.5VLMV358：轨到轨输出NE5532：双电源供电，单位增益带宽：10MOP07：精密运放OPA680：宽带运放，可以单电源、双电源供电，单位增益带宽：500MHzAD603：可变增益运放,2、电源集成电路分为固定电压集成电路、可调电压集成电路DC/DC变换电路：赛思德电子科技有限公司,AC/DC变换电路：很多，例如：手机充电器、笔记本电源等三端固定电压输出稳压集成电路：7800系列：输出正电压 7805、7806、7808、7812、7815 多种规格：

37、7805，输出1.5A；78M05：输出0.5A；78L05：输出0.1A,三端固定输出稳压集成电路的典型电路：,7900系列：输出负电压 7905、7906、7908、7912、7915 多种规格：7905，输出1.5A；79M05：输出0.5A；79L05：输出0.1A,飞思卡尔 智能车全国竞赛：使用的电源电路图,AMS1117系列的芯片：,三端可调正电压输出的稳压集成电路：LM117、LM227等,三端可调负电压输出的稳压集成电路：LM137、LM237等,基准电压：高精度电压基准芯片，用于AD、DA芯片。例如：MC1403，输出2.5V，高精度 AD公司的REF系列芯片：,2.9 元器

38、件降额使用指元器件在低于额定工作条件下工作实践证明：对提高元器件的可靠性非常有效额定工作条件：很多 电气：电压、电流、功耗、频率 机械：压力、振动、冲击 环境：温度、湿度、腐蚀电子元器件的降额使用：（1）电阻的降额使用 降低电阻的功率：工作在额定功率的50%60%，工作温度在45以下。降低工作电压：为额定工作电压的75%,电位器：工作在额定功率的20%50%，电压在额定电压的75%（2）电容降额降低电容的工作电压：小于在额定电压的60%环境温度小于45微调电容器：工作在额定电压的30%50%（3）电感降额降低工作电流：为额定电流的60%（4）二极管降额降低反向电压：为最大反向电压的60%降低工

39、作电流：为最大电流的50%降低功耗：为最大功耗的50%必要时加散热器，环境温度小于45,（5）晶闸管降额反向电压：为额定反向电压的60%工作电流：为额定电流的50%必要时加散热器，环境温度为45以下（6）三极管和场效应晶体管降额降低集电极和发射极之间（或漏极到源级）的电压：为最大击穿电压的50%工作电流：为最大允许电流的60%功耗：为最大允许功耗的50%必要时加散热器，环境温度为45以下,（7）数字集成电路降额工作频率：为额定频率的80%输出电流：为最大输出电流的80%环境温度：为45以下必要时加散热器：降低温度降低CPU的工作频率加散热风扇、加大散热面积等（8）模拟集成电路降额电源电压：最高允许电压的70%输出电流：最大输出电流的70%功耗：最大允许功耗的70%环境温度：为45以下湿度、振动、干扰保持在较好的水平上,（3）利用辅助软件进行仿真例如：MultiSim，进行电路仿真 Quartus：FPGA、CPLD仿真,第2章 电子元器件的可靠性选用 内容总结,2.1 元器件可靠性等级2.2 元器件选择通则2.3 电阻器的选用2.4 电容器的选用2.5 二极管的选用2.6 晶体管的选用2.7 集成电路的选用2.8 元器件降额使用,作业：,第2章 结束,