常用元件可靠性能與選擇

1、,第二章 常用元件可靠性能與選擇,談英姿tanyz@seu.edu.cn東南大學自控系工業(yè)自動化教研室2005-2006學年 第2學期,第 2 頁,本章主要內(nèi)容,元件的失效特性元件的失效機理元件的選擇與降額使用電阻器性能比較及應用電容器特性及應用數(shù)字集成電路特性與型號高速CMOS54/74HC系列接口設(shè)計半導體器件的選擇元器件的裝配工藝對可靠性影響,第 3 頁,元件的失效特性,元件的失效規(guī)律早期失效期，穩(wěn)定工作期

2、和衰老期元件的失效形式突然失效、退化失效、局部失效和全局失效,第 4 頁,元件的失效機理,溫度影響濕度影響電壓影響振動、沖擊影響,第 5 頁,元件的選擇與降額使用,元件的選擇準則滿足性能要求滿足可靠性要求選用經(jīng)實踐檢驗證明性能優(yōu)良的定型元件盡量減少元器件的品種、型號盡量選用符合國標和部標的元器件考慮整機的工作環(huán)境考慮產(chǎn)品的成本元件的降額設(shè)計 使元器件在低于其額定應力情況下工作合理的降額是提高元

3、器件和零部件可靠性的有效方法,第 6 頁,電阻器性能比較及應用,電阻器的噪聲與頻率特性電阻器的選擇電阻器使用的注意事項電阻器的型號命名及標稱阻值,第 7 頁,電阻器的噪聲與頻率特性,交流電通過電阻器時，電阻器在一定的頻率下呈現(xiàn)出電感性或電容性，從而使工作狀態(tài)發(fā)生變化。,一般情況下，分布電容 為0.2－0.5 ，包括引線電感在內(nèi)，剩余電感 為10－30nH,,,,第 8 頁,電阻器的噪聲與頻率特性,交流信號通過

4、高阻值電阻時，電阻器主要呈現(xiàn)出容性，阻抗因分布電容而減小。當頻率為100kHz時，對地電容為5pF,分布電容為0.5pF時，實際電阻值的變化幅值在10%以上。,,第 9 頁,電阻器的選擇,,第 10 頁,碳膜固定電阻器,1、較低價格的電阻器 2、小體積，可節(jié)省安裝空間 3、寬電阻值范圍：1Ω~68MΩ4、有散裝、紙帶和卷軸包裝形式 5、額定功率：1/6W~2W 6、可提供各種引線整形產(chǎn)品,第 11 頁,金屬膜固定電阻器,1、

5、溫度系數(shù)從25到150ppm/℃ 2、小體積，可節(jié)省安裝空間 3、寬電阻值范圍：2.2Ω~5.6MΩ 4、極低的噪聲、電抗和電壓系數(shù) 5、有散裝、紙帶和卷軸包裝形式 6、可提供各種引線整形產(chǎn)品,第 12 頁,金屬氧化膜固定電阻器,1、具有大負荷下的優(yōu)良耐久性 2、阻值允許偏差±5%（±2%、±10%）3、阻燃性結(jié)構(gòu)，安全性好 4、有散裝、紙帶和卷軸包裝形式5、耐高溫性能優(yōu)越,第 13 頁,

6、瓷殼固定電阻器,1、小型化大功率，在大負荷下耐久性優(yōu)良 2、由瓷殼填封導熱材料結(jié)構(gòu)，安全性高 3、有線繞和金屬氧化膜兩種芯體 4、電阻值范圍寬（可達0.1Ω~75kΩ）,第 14 頁,其他電阻器,排阻 電位器,第 15 頁,電阻器的選擇,,,第 16 頁,電阻器使用的注意事項,降低功率額定值使用脈沖負載時電阻的功率降額使用降低額定電壓值的使用,,第 1

7、7 頁,電阻器的型號命名及標稱阻值,電阻器的型號一般由四部分組成：主稱；材料；分類；序號,第 18 頁,色碼電阻識別口訣,棕1紅2橙是345黃綠6是藍7紫8灰9是白黑色圓圈大鴨蛋金銀本是負1,2色碼電阻記周全,第 19 頁,電阻器的型號命名及標稱阻值,,,第 20 頁,電容器特性及應用,電容器是電子線路中不可缺少的一種儲能元件。利用電容器的沖放電作用，既可實現(xiàn)信號的耦合、積分和濾波作用，又可實現(xiàn)對干擾信號的去耦或旁路作用。

8、電容器的等效電路電容器的種類及選用電容器的使用注意事項電容器的型號及容量表示法,第 21 頁,電容器的等效電路,介質(zhì)損耗絕緣電阻等效串聯(lián)電感電容器的介質(zhì)吸收特性,,第 22 頁,電容器的種類及選用,電容的基本單位用法拉（F）表示，其它單位還有：毫法（mF）、微法（uF）、納法（nF）、皮法（pF）電容器的基本結(jié)構(gòu)是兩塊靠得很近，但彼此絕緣的金屬極板。,第 23 頁,電容器的種類及選用,云母電容器（CY）紙介電容器（C

9、Z）陶瓷電容器（CC）塑料介質(zhì)電容器（CB,CL）電解電容器（CD）鋁電解電容（成本低，容量大，耐熱性差，穩(wěn)定性差）鉭電解電容（成本高，精度高，體積小，漏電小）云母和陶瓷介質(zhì)電容器的電容量較低（大約在5000pF以下）；紙、塑料和一些陶瓷介質(zhì)形式的電容器居中（大約在0.005uF~1.0uF）；通常電解電容器的容量較大。,第 24 頁,各種電容器,,,,,,,,,,,,,,,陶瓷電容,第 25 頁,,鋁電解電容器,成本低，

10、容量大，耐熱性差，穩(wěn)定性差,第 26 頁,薄膜電容器,薄膜電容器具有容量穩(wěn)定、可靠性高、損耗小、絕緣電阻高等特點。,第 27 頁,鉭電解電容器,成本高，精度高，體積小，漏電小,第 28 頁,陶瓷電容器,瓷介電容是用氧化鈦、鈦酸鋇、鈦酸鍶等材料制成陶瓷, 并以此作為介質(zhì)而制成的電容器，這種電容器廣泛使用于各種電子設(shè)備中。,,第 29 頁,電容器的使用注意事項,注意電容器的耐壓注意環(huán)境溫度注意電解電容的極性注意電容器產(chǎn)生的干擾噪聲,,

11、電容器的型號及容量表示法,,第 31 頁,電容器介質(zhì)材料,字母   電容器介質(zhì)材料             字母    電容器介質(zhì)材料 A  鉭電解               

12、;                 L           聚脂等極性有機薄膜B  聚笨乙烯等非極性有機薄膜     N    

13、 鈮電解C  高頻陶瓷               O           玻璃膜D   鋁電解        &

14、#160;        Q           漆膜E  其他材料電解                  

15、0;       T           低頻陶瓷G  合金電解                        

16、60;       V           云母紙H     紙膜復合                     

17、0;           Y           云母I     玻璃釉                   

18、                Z            紙J      金屬化紙,第 32 頁,電容的用途,1．隔直流：作用是阻止直流通過而讓交流通過。 2．旁路（去耦）：為交流電路

19、中某些并聯(lián)的元件提供低阻抗通路。 3．耦合：作為兩個電路之間的連接，允許交流信號通過并傳輸?shù)较乱患夒娐?4．濾波：這個對DIY而言很重要，顯卡上的電容基本都是這個作用。 5．溫度補償：針對其它元件對溫度的適應性不夠帶來的影響，而進行補償，改善電路的穩(wěn)定性。 6．計時：電容器與電阻器配合使用，確定電路的時間常數(shù)。 7．調(diào)諧：對與頻率相關(guān)的電路進行系統(tǒng)調(diào)諧，比如手機、收音機、電視機。 8．整流 ：整流其實是二極管的作