电子系统设计与实践第一讲

电子系统设计与实践第一讲常用电子器件介绍一.电阻1.电阻按功能分(1)普通电阻用作降压或限流(2)热敏电阻正温度系数(PTC)负温度系统(NTC)(3)光敏电阻用作光敏传感器(4)压敏电阻用于吸收过电压(5)可变电阻(6)其它特种功能电阻2.普通电阻按材料分A.碳膜电阻B.金属膜电阻碳膜电阻和金属膜电阻一般为小功率电阻(小于5W)C.绕线电阻不适合在高频电路中应用D.水泥电阻均为功率电阻,可达数百W3.按结构分A.引脚式B.贴片式C.网络式多只电阻并联4.技术参数A.标称阻值1.0，1.2，1.5，1.8，2.0，2.2，2.4，2.7，3.0，3.3，3.6，3.9，4.3，4.7，5.0，5.1，5.6，6.2，6.8，7.5，8.2，9.1实际电阻值取上述基数的B.标准功率W,W,W,W,W,1W,2W,5W,50W,100W11610n120181412C.精度D.耐压小功率电阻耐压有：50V,100V,150V,200V,300V1/8W电阻的耐压为150V左右D.温度系数±５ＰＰＭ／℃－±５０ＰＰＭ／℃5%，1%，0.5%，0.25%，0.1%，0.01%引脚电阻技术参数表普通金属膜贴片电阻技术参数二.电容器1.电容按材料分(1)瓷片电容有高压和低压之分(2)ＣＢＢ金属化薄膜电容主要有聚脂膜和聚丙烯膜(3)独石电容(4)钽电容(5)铝电解电容２．按电解质性质分固态电容器：ＣＢＢ、瓷片等液态电容器：铝电解电容３．按封装分带引脚贴片网络电容多个电容封装在一起４．电容器主要技术参数Ａ、标称容量1.0，1.2，1.5，1.8，2.2，2.7，3.3，3.6，3.9，4.2，4.7，5.6，6.2，6.8，7.5，8.2。Ｂ．耐压实际电容值取上述基数的10n6.3V,10V,16V,25V,35V,50V,63V,100V,160V,250V,400V,450V,630V,1000V,1250V,2KV,3KV,5KV,10KVＣ．精度±5%(J级)±10%(K级)，±20%(M级)Ｄ．损耗角（tgδ）Ｅ．串联等效电阻（ESR）前二个参数在高频电路或开关电源中很重要Ｅ．最大脉动电流如：400V/10µF/280mAＦ．寿命普通电容（CD11系列）寿命1000小时/85°下，工作温度每降低10°C，电解电容寿命增加一倍。每增加10°C，寿命减少一倍。Ｇ、漏电流I=0.02CV+25µA如：400V/10µF电容I=105µA上述三个指标主要用于铝电解电容ＣＢＢ电容技术参数电解电容技术参数三．电感１．电感分类Ａ．色码电感空芯电感，容量小，只有µH级Ｂ．高频（铁氧体芯）电感非线性元件，电感量随工作频率而改变，可做µH、mH级，Ｃ．低频（矽钢片）电感：频率在几百Ｈｚ以下，可做mH级。２．按封装分Ａ．引脚Ｂ．贴片３．技术指标Ａ．标称容量电感容量一般按用户要求定制．Ｂ．额定电流电感线圈的载流能力，如0.5A，1A。Ｃ．额定电压线圈承受的电压，在高压应用场合，要考虑耐压问题。Ｄ．精度±5%(J级)±10%(K级)，±15%(Ｌ级)，±20%(M级),±30%(N级)Ｅ．损耗电感损耗有铁损和铜损两部分组成。铁损：磁涡流产生的损耗，随频率增加而大幅度增加铜损：漆包线电阻产生的热损耗四．磁性材料１．磁性材料分类Ａ．硬磁硬磁主要有钕铁硼材料组成，用于制造扬声器和电机Ｂ．软磁软磁有铁氧体粉末组成，用于高频电感软磁又分为MnZn和NiZn，高导和低导２．主要技术指标Ａ．初始磁导率初始磁导率是磁性材料的磁导率(B/H)在磁化曲线始端的极限值，即：式中：真空磁导率；Ｈ交流磁场强度；Ｂ交流磁通密度。001limiHBH0Ｂ．饱和磁通密度磁化到饱和状态的磁通密度Ｃ．剩余磁通密度从磁饱和状态去除磁场后，剩余的磁通密度Ｄ．矫顽力从饱和状态去除磁场后，磁芯继续被反向的磁场磁化，直至磁场密度减小到零，此时的磁场强度称为矫顽力sBrBCHBsHC0HBBrＥ．品质因数Ｑ品质因数为损耗因数的倒数：Ｆ．磁芯损耗磁芯在高磁通密度时的单位体积损耗1tanmLQRCoreLossPcv(Kw/m³)Temperature(℃)Pcv–Temperature(100KHz,200mT)TP4TP4AＧ．电感因数具有一定形状和尺寸的磁芯上每一匝线圈产生的电感量，即：Ｄ．居里温度TC在该温度下磁芯的磁状态由铁磁性转变成顺磁性2LALNTμTCμ=10.2μmaxμmax0.8μmax３．磁芯形状及规格Ａ．磁性形状常用有环形、EI、EE、PQ、EFD、RM等Ｂ．低导磁率磁性用作功率电感和功率变压器，初始导磁一般在3000以下Ｃ．高导磁率磁性用作滤波电感和信号变压器，初始导磁一般在5000以上低导ＭnZn功率铁氧体技术参数Ｄ．ＲＭ磁性AADEBFC五．功率二极管１．工作原理＋＋＋＋＋－－－－－－－－－－－－－－－－－－－－＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋＋P型区空间电荷区N型区内电场２．分类按材料分有分硅管和锗管，按功能分：Ａ．普通整流管一般用于开关频率1kHZ以下的输入整流电路中，其反向恢复时间一般在5μs以上。Ｂ．快恢二极管反向恢复时间100ns以下，工作频率在20kHZ以上时需用快恢二极管。Ｃ．肖特基二极管肖特基二极管的反向恢复时间更短（10-40ns），一般用在高频开关电源的输出级整流电路中。３．技术参数Ａ．正向平均电流IF（AV）指功率二极管连续工作时，在规定的环境温度和散热条件下，其允许流过的最大工频正弦半波电流的平均值。Ｂ．正向压降UF指功率二极管在指定温度下，流过某一稳定的正向电流时对应的压降。Ｃ．反向重复峰值电压URRMＤ．最高工作结温TJM最高工作结温是指在PN结不致损坏的前提下所能承受的最高平均温度，用TJM表示。Ｅ．反向恢复时间trr功率二极管从正向偏置转向为反向偏置的过程中，正向电流IF降至零时刻起到反向电流为其最大值IRP的25%所需时间。Ｆ．浪涌电流IFSM指功率二极管所承受的最大连续一个或几个工频周期的过电流五．功率ＭＯＳ管N+GSDP沟道b)N+N-SGDPPN+N+N+沟道a)GSDN沟道图1-19１．工作原理２．结构特点a、电压控制元件，输入阻抗高。b、导通电阻Ron大.c、工作频率高（对功率器件而言）d、是一种元细胞集成器件,适合并联e、DS极之间内部寄生二极管3．主要技术指标a、额定电压Uds它主要由VMOS管的漏源击穿电压U(BR)DS决定b、最大漏极电流Idmax标称MOS管电流额定参数c、阀值电压Ugs(th)又称门极开启电压d、导通电阻：Rone、最高工作频率fm:Uds作用下，电子从源区（S）通过沟道到漏区所需要的时间f、开通时间和关断时间：开通和关断时间越大,则MOS管开关损耗越大.g、极间电容输入电容：Ciss=CGS+CGD输出电容：Coss=CDS+CGD４、常用MOS器件：2N700060V/0.2AIRFD01460V/1.7AIRFD210200V/0.6AIRFD110100V/1.0AIRF530100V/15AIRF630200V/9AIRF730400V/5.5AIRF830500V/4.5AIRF840500V/8AIRFBF20900V/1.7AIRFBF30900V/3.6A功率半导体主要生产厂家:A、国际整流器公司、意法半导体公司、美国APT公司、快捷半导体公司、安森美半导体公司