应用可靠性2-元器件选用

1、2.1元器件质量等级国产元赛件质量相关栋准 # #2.1元器件质量等级国产元赛件质量相关栋准 元器件可靠性应用与电路可靠性设计第2章电子兀器件的选用主讲：庄奕琪本章概要2.1元器件质量等级2.2元器件选择通则2.3常用元器件的选用2.4特殊环境下的元器2.5降额选用件选用按级别分国家标准GB、国家军用标准GJB行业标准、行业军用标准企业标准、企业军用标准七专技术条件QZT（专批、专技、专人、专机、专料、专检、专卡，QZJ8406）按类型分规范：元器件的总规范和详细规范，统称产品规范标准：试验和测嵐标准、质呈保证大纲和生产线认证标准、元器件材料和寥件标准、型号命名标准、文字和图形符号标准等指导性

2、技术文件：指导正确选择和使用元器件的指南、用丁电子设备可靠性预计的手册、元器件系列型谱等2.1元器件质量等级元薜件规范举例国军标/国标编号国军标/国标名称等效采用的美军标编号GJB33A-1997半导体分立器件总规范MIL-S-19500HGJB597A-1996半导体集成电路总规范MIL.M38510GGJB2438A-2002混合集成电路通用规范MIL-H-38534CGJB63B-2001有可縊性指标的固体电解质但电容器总规范MILC39003GJB65B-1999有可縊性指标的电磁继电器总规范MIL-R-39016GB/T4589.1-2006半导体器件分立器件和集成电路总规范NAGB

3、/T89764996膜集成电路和混合膜集成电路总规范NA元器件的产品规范是元器件生产线认证和元器件鉴定的依据之一.也是使用方选择、采购元器件的主要依据2.1元器件质量等级元薜件标准举例2.1元器件质量等级元薜件标准举例 #国军标/田标编号国军标/国标名称等效采用的美军标编号GJB128A-1997半导体分立器件试骏方法MIL-SrD-750HGJB360A-1996电子及电气元件试骏方法MIL.rD-202FGJB548B-2005微电了器件试验方法和程序MIL-STD-SSSDGB-T1772-1979电子元器件失效率试脸方法N/AGJB2649-1996军用电子元件失效率抽样方案和程序NA

4、GJB1217-1991电连接器试验方法MIL-STD-1344AGJB3157-1998半导体分立器件失效分析方法和程序N/AGJB3233-1998半导体集成电路失效分析程序和方法N/AGJB4027A-2006军用电子元器件破坏性物理分析方法MIL-STD-1580A元器件使用者充分了解上述元器件试验方法的标准，有助丁深入地学握元器件承受各种应力的能力，并为正确制订二次筛选或失效分析的规则提供了参考依据2.1元器件质量等级国产军用元赛件的质量认证认证名称认证依据认证单位认证通过标志七专审査七专协议电子五所列入七专目录质虽:认证国军标中国军用电子元器件质量认证委员会列入合格产品目录(QPL

5、)或合格生产厂目录(QML)质量认定行业军标或法规性文件行业制订的认证单位列入行业合格产品目录 2.1元器件质量等级电子元采件央数率等级失效率等级名称失效率等级代号最大失效率(1/h)GB/T1772GJB2649亚五级YL3X10-5五级WM105六级LP2七级QRio-7八级BSio-8九级J10汨十级S10讥用失效率來表征可靠性的不足之处：一是贵重、高单价器件难以获得失效率数据，二是失效率不能反映抗恶劣环境等其它可靠性特性2.1元器件质量等级质量与质量等级质量：元器件在设计、制造、筛选过程中形成的品质特征，可通过质量认证试验确定质量等级：元器件品质的量化状态或水平质量系数：表征元器件质量

6、等级的定量参数指标质量保证等级：元器件总规范规定的质量等级，用于表征元器件的固有可靠性，亦简称质量等级2.1元器件质量等级美军标g规范质量分级2.1元器件质量等级美军标g规范质量分级 #2.1元器件质量等级质量等级体糸 元器件总规范体系一质量保证等级国军标总规范规定的器件的质嵐保证等级和有可靠性指标元件的失效率等级不同元器件，等级分法及符号不同用丁元器件生产控制、选择和采购，与失效率不一定有一一对应的关系元器件可靠性预计体系一质量等级GJB299C-2006（MIL-HDBK-217F）电子设备可靠性预计手册和GJB/Z108A电子设备非工作状态可靠性预计手册规定的质呈等级，用质呈系数刃q表征

7、，反映了同类元器件不同质戢等级的相对质呈差异分为A级、B级、C级（可细分为A1、B2之类的子级）用丁电子设备可靠性预计，与失效率有一一对应的关系2.1元器件质量等级国军栋g规范质量分级元器件类别依据标准质戢分级（从低到高）半导体分立器件GJB33A-L997质虽保证等级：JP（普军级）、JT（特军级）.JCT（超特军级）、JY（宇航级）半导体集成电路GJB597A-1996质呈保证等级：B1级、B级、S级混合集成电路GJB2438A-2002质呈保证等级：H1级、H级、K级仃可靠性指标的元件相应的元件总规范失效率等级：L（亚五级）.M（五级）.P（六级）.R（七级.S（八级）元器件类别依据标准

8、质戢分级（从低到高）半导体分立器件MIL-S-19500质虽保证等级：JAN（普军级）、JANTX（特军级、JANTXV（超特军级）、JANS（宇航级）微电路MIL-M-38510质虽保证等级：883级及B级、S级混合集成电路MIL-PRF-38534质虽保证等级：D级.E级、G级、H级、K级半导体集成电路MIL-I-38535质虽保证等级：M级、Q级、V级有可靠性指标的元件相应的元件总规范失效率等级：L（亚五级）.M（五级）、P（六级）、R（七级）.S（八级）2.1元器件质量等级GJB299C质量分级:单片IC质虽等级质呈要求说明质呈要求补充说明A符合GJB597A列入质虽认证合格产品目录的

9、S级产品-符合GJB597A列入质虽认证合格产品目录的B级产品-符合GJB597A列入质虽认证合格产品目录的B1级产品-符合GB4589.1的III类产品，或经中国电子元器件质虽认证合格的11类产品按QZJ840614840615“七专技术条件组织生产的I、g产品：符合SJ331RI、g类产品B按GJB597A的筛选要求进行筛选的B、质虽等级产品，符合GB4589.1的II类产品按七九0五”七专质虽控制技协议组织生产的产品：符合SJ33L的II类产品b2符合GB4589.1的I类产品符合SJ331的III类产品iZi*Lj.g2910V5.D2.1元器件质量等级GJE299C质量分级:电阻薜2

10、.1元器件质量等级GJE299C质量分级:电阻薜 2.1元器件质量等级GJE299C质量分级:屁合IC 质盘等级质虽要求说明质呈要求补充说明A符合GJB2438列入鉴定合格制造厂一览表的K级产品鸟符合GJB2438列入鉴定合格制造厂一览表的H级产品-A3符合GJB2438列入鉴定合格制造厂一览表的H1级产品-符合GB8976和GBL1493质虽评定水平为K级产品按QZJ840616混合集成电路“七专”技术条件组织生产的产品BBi符合GB8976和GBL1493质虽评定水平为匚级产品按“七九0五”七专质虽控制技术协议组织生产的产品；符合SJ820的产品b2符合GB8976和GBL1493质戢评定

11、水平为M级产品2.1兀器件质量等级GJB299C质量分级站体管及二极管质戢等级质虽要求说明质量要求补充说明A符合GJB33A列入质虽认证合格产品目录的JCT级产品A,符合GJB33A列入质虽认证合格产品13录的JT级产品A3符合GJB33A列入质虽认证合格产品13录的JP级产品按QZJ8406LLV七专”技术条件组织生产的产品符合GB45891且经中国电子器件质虽认证委员会认证合格的I【类产品；符合GB45891III类的产品按QZJ8406ir七专技术条件组织生产的产品BBi符合GB45891II类产品，按军用标准筛选要求等进行筛选的民质虽等级产品按“七九0五”七专质虽控制技术协议组织生产的

12、产品b2符合GB45891I类产品符合SJ614的产品C低档产品质城等级质蜃要求说明质蜃要求补充说明AAQ符介GJB244列入质显认证合格产品目录的Q级产品Ajl符介GJB244列入质显认证合格产品目录的L级产品A*符介GJB244、GJB601、GJB920列入质錨:认证合格产品目录的产品A.符介GB/T5729、GB7153.GB6663.GB/T10193xGB.T13189.GB/T15654且经中国电子元器件质劇认证委员会认证合格的产品按QZJ840629、QZJ84063(T七专”技术条件组织生产的产品BB.有附加质显要求的禺质蜃等级的产品按匕九0五”七专质虽控制技术协议组织生产的

13、产品b2符介GB/T5729、GB6663.GB7153.GB10193、GB/T13189.GB；T15654.SJ1156、SJ1553、SJ1557.SJ1559、SJ2028.SJ2307.SJ2309.SJ2742的产品符合SJ75xSJ904.SJ1329、SJ2308的产品C低档产品2.1元器件质量等级GJB299C质量分级:瓷介电彖彖质蛋等级质st要求说明质量要求补充说明A%符介GJB924列入质晁认证合格产品目录的B级产品AQ符介GJB924列入质晁认证合格产品目录的B级产品Ail符介GJB924列入质晁认证合格产品目录的L级产品Ajw符介GJB924列入质量认证合格产品目录

14、的軒级产品符介GJB1314列入质蜃认证合格产品11录的产品-a2按质量认证标准,经中国电子元器件质员认证委员会认证合格的产品符介QZJ840624”七专技术条件的产品BBj有附加质显要求的B,质贵等级的产品符合七九0五”七专质量控制技术协议的产品：b2符合GB2693、GB5968、GB9322、GB9324的产品-C低档产品2.1元器件质量等级军用微电路的优选等级2.1元器件质量等级军用微电路的优选等级 #2.1元器件质量等级GJBg砒与299C的对比 2.1元器件质量等级质量等级的选择依据元器件质量等级选用依据（产品的用途和特点IA产品在系统中的重要性A产品可靠性分配的指标高低i在电路中

15、失效率较高的元器件GJB/Z299C规定的质匡等级国军标总规范规定的质显等级（金七专）单片IC混介IC半导体分立器件有可靠性措标的电容器有可靠性指标的继电器无可靠性指标的元件AAjSKJCTS(B)sR(Q)、P(L)sM(W)M(五级真)与有可靠性折标的最低一个级别同，例如対干电容器同纠“对于继电器同A.同其他依次类推A：BHJTGL（亚五级Y）或GGB1H1JP或G无此种表示GGGBBl七九0五”有附加质昴要求的禺质彊等级的产品B2无相应的国军标等级.执行国标或行标的产品CCl无相应的国军标等级.执行行标的产品C2低档产品，无相应的国军标等级使用时应依据III-iii顺序选用：I：建立了相

16、应的军用规范，并列入军用电子元器件QPL、QML表的产品，属于高可靠产品，如美军S级和B级产品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，属丁-准高可靠产品，如美军883级产品III：由各个厂家H行认定、没有经过高可靠性试验的一般产品，屈于非高可靠产品2.1元器件质量等级彖易混请的概念举例工作温度范围-军用：-55+125C工业用：40+85匕商业用：+70匕质量等级B1：产品总规范质虽保证等级，适用丁国产微电路：可靠性预计质厳等级，适用于几乎所有国产元器件B-1：可靠性预计质嵐等级，适应于美国产集成电路军品认证J级公：“军标认证”后所赋予产品的

17、一个质戢等级军级：口语化表示，可能通过了军标认证或者某些考核，但也可能是自封的2.2元器件选择通则寓可霜元器件的特征2.2元器件选择通则寓可霜元器件的特征 #2.2元器件选择通则易产生应用可需性问題的器件 对外界应力敏感的器件CMOS电路：对静电.闩锁.浪涌嫩感小信号放大器：对过电压、噪声、干扰敏感塑料封装器件：对湿气、热冲击、温度循环敏感工作应力接近电路最大应力的器件功率器件：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：功耗接近极限值无线收发电路中的发射机：功率和频率接近极限值Ccpyng/.ib/2010V5.92.2元器件选择

18、通则选用元彖件要考虑的十大要素工作温度范围：元器件的额定丁作温度范朗应等丁或宽丁所要经受的匸作温度范围电特性：元器件除了满足装备功能要求之外，要能经受最大施加的电应力工艺质量与可制造性：元器件工艺稳定可控，成品率应高丁规定值，封装应能与设备组装工艺条件相容稳定性：在温度、湿度、频率、老化等变化的悄况下，参数变化在允许的范闱内寿命：工作寿命或贮存寿命应不短丁使用它们的设备的预计寿命环境适应性：应能良好地丁作丁各种使用坏境，特别是如潮热.盐雾、沙尘.酸雨、霉菌.辐射.高海拔等特殊坏境失效模式：对元器件的典型失效模式和失效机理应有充分了解可维修性：应考虑安装、拆卸.更换是否方便以及所需要的工具和熟练

19、等级可用性：供货商多丁J个，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1成本：在能同时满足所要求的性能、寿命和环境制约条件下，考虑采用性价比高的元器件ftr.tCi7ii.-rt.ciMH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，能随时提供全面的统计工艺控制（SPC）数据，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2.2元器件选择通则品种型号的优丸选用规则优先选

20、用标准的、通用的、系列化的元器件，憤重选用新品种和非标准器件，最大限度地压缩元器件的品种规格和承制单位的数量示例：根抑;MIL-HDBK-217FN2,同等条件F.64位CPU的失效率7j57fit.32位CPU的失效率为28fit优先选用列入推荐日录（合格产品淸单QPL、推荐产品淸单PPL、合格制造商淸单QML等）中的元器件优先选用器件制造技术成熟的产品，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在质量等级相当的询提下，优先选用集成度高的器件，少选用分立器件2.2元器件选择通则示例:考疾cmos怂片工艺氷平2

21、.2元器件选择通则示例:考疾cmos怂片工艺氷平 2.2元器件选择通则元薜件优选目录的制订 元器件名称、型号、规格元器件生产单位A元器件采用标准元器件质量等级元器件主要性能参数元器件使用环境元器件封装形式元器件新旧型号与国内外型号对比元器件录内容元器件优选日录是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淸单。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。/ZiiUiJ.g202.2元器件选择通则供货商应提供的可菲性估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

22、、IECQ）质量等级与可靠性水平（失效率、寿命等）可靠性试验数据（加速与现场，环境与寿命，近期及以往）成品率、工艺控制水平（SPC）和批量生产情况采用的工艺和材料（最好能提供关键工艺数据和材料参数指标）使用手册与操作规范（典型应用电路、可靠性防护方法等）3別:即b/2010V5.9以集成电路为例：最小线条:0.350.250.180.13um衬底材料:CMOSSOISiGeGaAsSiC互连材料：CuAI（国外先进工艺）AICu（国内现有工艺）3OLD工一殳UJH1.S无机有机ALUMNUM钝化材料：SiNPSG聚烯亚胺2.2元器件选择通则示例:考疾cmos怂片工艺氷平2.2元器件选择通则示例

23、:考疾cmos怂片工艺氷平 #2.2元器件选择通则元薜件优选目录的制订 #TIME链合材料与引线机械强度的关系Zi.ULJ.g218*汪！t键合材料：AuCuAI（Si）电路形式：数/模分离数/模合一RF/BB分离RF/BB合一CMOS芯片成壮率与可靠性的01关糸005成品率（有时称为质虽）：出厂或老化筛选中在批虽器件发现的合格器件数可靠性：经历一年以上的上机时间后的失效器件数-一般而言，器件的质量与成品率越高，可靠性越好。但质量与成品率相同的器件，可靠性并非完全相同 2.2元器件选择通则元薜件优选目录的制订 #2.3常用元器件的选用电阻器电位器电容器二极管晶体管晶闸管VDMOS管集成电路继电

24、器电池231电阻器示例1：电阻薜引发失效sPD放大SS-_-lOOOppm*1/週用俩用小于1便碳令成將2.2D-10MQ0.25-1.0W10%+400-900pfW：肚冲低电於金展1（标妙）in-10MH0.125-2.5W/50200ppm代通川/工业及军用13便士佥厲膜（离RD1MQ-100m0.5-1W5%*/-3(300ppnT応压及令用5-N)便fe金,城釉1Q-1(X)MO0.25W2%.5%/-75400ppm/T小尺寸3便土统绕0.1n-33KH2-20W5%.10%大功卒15-15便士(0.0110W-100W.ifi)50使士金幅除（fl!密）5O-iMH0.125-0

25、.4W0.()51%*/-SCjipin/r10-50便上戏統（精密）icig0.1-0.5W0.0!0.1%+/-3I0ppZP：2-20英镑体金朋（梢甯）1n-200KQ0.33-1W0.0051%/5pjxn/乞电阻利络及阵列ion-1Mn0.125-0.3W2%/-1003(多电阻10-35便上（毎个元件）4/-50ppmT(*KK)片状IR电阴OQ-IOMQ0.1-0.5U1%.2%,5%/-!00200ppET：农面安裝SJ合0-2-2便士2.3.1电阻器液诵电路的电阻选用（续）2.3.1电阻器液诵电路的电阻选用（续） #2.3.1电阻器综合比较 失效率金局膜V碳实芯V碳膜V线绕V

26、片式温度稳定性金朋箔线绕金屈膜碳膜抗浪涌能力（电喩兼容性及高频特性）线绕（存在线圈电感）轴向引线型（存山螺旋切割沟楷电感）片状（无引线,外形小高阻值（圈数或槽数多低阻值（圈数或槽数少）K引线短引线无引线外形尺寸大.功率大外形尺寸小.功率小承受过功率能力水泥线绕金属膜碳膜片式自身噪声碳膜（不连续性大）金属膜线绕片状金局箔2.3.1电阻器液涌电路的电阻选用可能出现浪涌的电路类型：采用电感负载的开关电路（如开关电源，采用电容负载的开关电路（如CMOS驱动器），晶闸管电路特点：瞬时高电压（浪涌）.有效值很小.峰峰值很大，平均功率很小，峰值功率很大实例：用RC支路町限制晶闸管开关断开时出现的浪涌电压，但

27、电阻本身会承受一个接近于电源电压的浪涌电压（见右图）电阻的选用慎重选用：螺旋切割碳膜或金属膜电阻（寄生电感大），小型片状电阻（承受过功率能力小），线绕电阻（即使是髙功率的）推荐选用：合成碳实心电阻，金属釉电阻电阻功率的确定单脉冲电路：电阻允许的最大连续电压（LEV,极限发热电压）应高于实际可能产生的脉冲电压最大值重复脉冲电路：电阻的额定功率应大于脉冲的平均功率Pavge矩形脉冲：Pmv=送（堤脉冲持续期）RT指数脉冲：P吓=是在0.37B勺时间常数）R2T式中，W是峰值脉冲电压，/?是电阻的标称值，T是脉冲周期。231电阻器精确电路的电阻选用电阻网络输出（b）同相放大器电阻网络（a）反相放大器

28、2.3.1电阻器液诵电路的电阻选用（续）2.3.1电阻器液诵电路的电阻选用（续） # #2.3.1电阻器综合比较 #2.3.1电阻器液诵电路的电阻选用（续）2.3.1电阻器液诵电路的电阻选用（续） # 2.3.1电阻器综合比较 #比例放大器：精确的电阻比决定了精确的放大器增益0.5VrwfI0.25ViRR-10V分压器：精确的电阻比决定了精确的输出分压比Ctr./电阻排的特点（与分立电阻比）优点：生产加工成本低，组装容易，一致性好，精度髙，温度稳定性好（如单个电阻的温度系数为250,电阻排的温度系数为50,电阻排中各个电阻之间的温度系数差只有5）缺点：耐压和功耗相对较低，PCB布局难度和布线

29、长度增加公共型二:;分立型（內邯笛的（b）外疫by何20需要更低阻值JO11OQ:低电阻型金属般电阻线绕电阻001-100Q:金屈板电阻（低精度.功率用金屈箔电IB（髙粘度）需要更高阻值100MQ:超高电阻型金厲膜电阻（高压），玻璃电阻（微小电荷检测）i5W：金厲板电阻（低阻）.金屈辄化膜电阻（高阻）需要更大额定功率520W:水泥电阻20W:电乩金堀佬装电肌25-100V:片状电阻(1/161/10W)需要更高耐展V300V:碳膜电陆金履膜电阻&碳槪电阻6*1/4旳300VlkV:绝缘涂层电阻llkV：高用金履膜电阻卜10%:普通碳膜及金屁膜电阻色阻器选用指南5%:氣化金属膜电阻碍要更髙粘度1

30、士12%:闪膜及薄膜金厲膜电狙.片状电阻0.10.5%:薄膜金属膜电阻,高精度线绕电阻200ppmC:普通碳膜及金厲般电阻，金属板电阳疸10020ppC:氧化金以膜电阻.功率线绕电阻,耳膜金属膜电阻需翌更小温度系数225100ppmeC:薄膜金屈膜电阻线绕电阻4*W/jlIII9ZIW/J0090801706050403020102.3.2电位器预防滑动点开路导玫器件损坏 # #2.3.1电阻器综合比较 # # #2.3.1电阻器综合比较 #电阻比方式V。不受&的粘度及温度系数的影响.滑动点开路不会影响u但较难用丁高频电路，肉存在阻抗匹配.相位特性等诸多限制绝对值方式V。受&的梢度及温度系数的

31、影响，滑动点开路会使V。达到最大值，有可能使U损坏CGpf；gj.ibyO.XZig,g202.3.2电位器预防滑动点接紐不良导敷器件损坏2.3.2电位器预防滑动点接紐不良导敷器件损坏 #2.3.1电阻器综合比较 #绝对值方式将电阻调整方式山电阻比方式改为绝对值方式，使问题得以解决D】I0D1电阻比方式可变电阻器滑动点接触不良f输出电压从+5V上升到近+12V-导致耐压仅为7V的TTL电路全部报废2.3.2电位器预防滑动点接紐不良导敷器件损坏2.3.2电位器预防滑动点接紐不良导敷器件损坏 # #2.3.1电阻器综合比较 #2.3.2电位器预防滑动点接紐不良导敷器件损坏2.3.2电位器预防滑动点

32、接紐不良导敷器件损坏 # #2.3.1电阻器综合比较 #232电位器预防滑动点接紐不良导致性能劣化R=RJkAAAAAAk.输入场/?!R2输出r山R/R3决宦放大器增益可变电阻器的滑动片接触电阻r=0滑动片接触电阴彫响增益由R2/R1决定放大器増益可变电阻器的滑动片接触电阻r0但不影响增益较好2.3.2电位器预卩方动噪拓的彩响2.3.2电位器预卩方动噪拓的彩响 # #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 作为可变电阻用时，电位器的滑动点要与一端短接，使得流过滑动点（弧刷）的直流电流尽可能地少，从而延长弧刷的寿命正确错误2.3.2电位器预防振动或温度变化剧鬼的环蜕影响（a）反相放大器（增益为OdB）

33、（b）同相放大器附为20画2.3.2电位器预卩方动噪拓的彩响2.3.2电位器预卩方动噪拓的彩响 # #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #2.3.2电位器预卩方动噪拓的彩响2.3.2电位器预卩方动噪拓的彩响 #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #在振动环境或者温度变化剧烈的坏境中，尽献不要使用町变电阻。如必须使用，也应尽虽减少阻值变化范閑（如上例）。Ccuf；gi.tb/rtdZimzj.g201尽可能将电位器用在大信号一侧尽可能将电位器的滑动节点远离输入端（C）合理用法（d）不合理用法2.3.3电容器与电阻彖的不同电容器的种类远比电阻器多电容器容量的容差比电阻器阻值的容差大，通用电容一般为5%2

34、0%,高介电常数陶瓷电容器可达-20%+80%电容器的温度系数通常高于电阻器的温度系数电容器的容量有可能随工作频率、工作电压而变化有的电容器（如电解电容器）具有极性在直流和交流工作状态下的额定电压不同，通常后者低于前者 2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #2.3.3电容器可帶性相关特性:额定电压与圾性AC儀加KIOOVDCBT定电乐AC电电圧16V12V25V20V50V40V1OOV75V2ODVIOOV25OV150V4OOV200V(30(600V)25OV1000V400V2000VW*Cl(SO/60H)电容器的交流额定电压V直流额定电压电解电容器具有极性（C）湿式钳2.3.3电容器可

35、靠性相关特性:彖量建工作电压的变化20&特止50温#补偿型）1、B特性测（?子介H備城型）Lku、卜电?0-一、生50V(高;a测茎条牛:B；S1F內1kHz,CH;为1叫Hz.0-20-40-60-801040502030直流电压/VdcTOOq # 2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #233电谷器可帶性相关特性:彖量陋温度的变化温度系数：每变化单位温度时阻值的变化比例，单位为ppm/C,或者在操作温度范围内电容的百分比变化208020n00118060 # #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 # # #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #彖值稔主性问題2.3.3电容器Gm、=CgxU+最人止容差

36、）x（1+最人止温度系数）x（1+最人止电压系数）x（l+最人止频率系数）x（1+最人止老化系数）q诃小=5x（l+最人负容差）x（l+掖人负温度系数）x（1+掖人负电压系数）xd+IiiX负频率系数）x（1+巌人负老化系数） # #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #实际电容值随容差、温度.电压.频率和时间的变化鼓大可以达到10倍以上，故不能忽视.尤其是在定时.调谐.振荡器等对电容值的粘度及稳定性要求高的电路中对于不同类型的电容容差和漂移的影响程度是不一样的。在此例中，聚碳酸酣鼓好.而Z5U多层阳遼电容掖差对于不同类型的电容决定容值变化的关键因索是不一样的.如聚碳酸屬主要受初始容 # #2.3

37、.2电位器延长弧刷的寿令 #差支配而但珠电容在高频段农现川了址坏的性能乙/Zi*L2.3.3电容器旨谐振问題（续） 2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #2.3.3电容器自谐振问題捂06BS0.40.10060.040.020.010.2fKM)丿呈容性：理想电容器，乙二X广丿呈感性：寄生电感L取所致,乙=Xl=j2刃jC切6/亿iZi.Lu.g2010V5.92.3.3电容器旨谐振问題（续） #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #2.3.3电容器旨谐振问題（续） # #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #233电容器不同性质的电彖并朕自谐振频率若接近或者低于电路的匚作频率.就会严垂影响电容的使用效果

38、（如去耦不同电容器的零区位置及其变化尖锐程度不一样。如47uF袒电容的零区叫能在500Hz而且十分平坦SolOOpFCOG电容的零区可能会在100MHz而且十分尖锐电容尺寸越小.引线越短，则自感越小，自谐振频率越高.因此小的.无引线的片状电容器的自谐振频率远高于大的.有引线的电容辭。寄生串联电阻越大则零区底部越平坦.因此电解电容频率特性的底部较平滑Ctpyncir.ib/Ziiu.g20IOV5.92.3.3电容器旨谐振问題（续） # #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #2.3.3电容器旨谐振问題（续） # #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #、r%-Zi/、%V%、2-X/Z/川/作用扩大应

39、用频率范围避开自谐振频率所在区域实例WuFifi电解电容自谐振频率为1MH乙故不适用于4020MHz时钟频率电路的去耦，但可将其与10nF且自谐振频率为10100MHz的陶瓷或膜电容并联使用2.3.3电容器旨谐振问題（续） # 2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #233电容器可需性相关特性:功鸵电容器的损失部分乙损耗因素（也称电介质损耗角正切）：tanX电容器阻抗的电阻分虽/电抗分显，用來表征电容器的损耗2.3.3电容器旨谐振问題（续） # #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #2.3.3电容器旨谐振问題（续） # #2.3.2电位器延长弧刷的寿令 #电彖的串朕233电容器好处：降低单个电容耐受的

40、实际供电电压，从而增加其性能和寿命问题：即使各个电容的标称容量相同，但其直流漏电阻也可能有明显差别，导致各个电容实际承受电压有较大不同，有可能使个别电容因过压而损坏对策：给每个电容并接一个泄漏电阻，其阻值小于电容中最小的漏电阻，可使电容的工作电压额定最大电压，同时可缩短电源关断时的放电时间，对安全有利。副作用是会増加整个电路的漏电流，但对于大部分应用（特別是高压滤波器）是可以接受的RRdc12.3.3电容器非固体电鮮电彖的可帶性问題2.3.3电容器非固体电鮮电彖的可帶性问題 2.3.3电容器电压记忆效应 二此效应來源于电容器的介质吸收.即介质分子中的偶极子需要时间在电场中排列自己対采样保持电路

41、影响城大.会导致采样高电平一采用低电平一保持低电平之后，低电平保持不住不同类型的电容器电压记忆效应的强弱不同其中聚苯乙烯和聚丙烯电容的介质吸收系数鼓低.约为0.01%002%“ft2.3.3电容器禽用非电鮮电彖采的特点塑料介质电容聚酯膜电容：容值的温度系数小，介质损耗絞大口明显地随温度和丁作频率变化聚碳酸酯电容，温度系数小，介质损耗低，耐热性好聚丙烯和聚苯乙烯电容：介质损耗极低，温度系数为负口不低，耐热性筮（软化温度较75-100X?）陶瓷介质电容COG（NPO）电容：品质最高，温度系数接近寥，电容值和损耗因数（0.001）几乎不随电压或频率而变化，适丁高稳定性应用，但介电常数较低，电容值范憎

42、受限X5F1X7R电容：介电常数较高.可以在合理的封装尺寸内达到1UF,稳定性不如COG,损耗也较大，电容值和损耗因索随电压和频率的变化可高达10%。X5R的最高工作温度为85C,而X7R为125COY5V和Z5U电容：品质最峑温度系数高，额定温度范邯I窄，损耗也大，但介电常数报高，可做较大容虽电容金属化纸介电容：温升小,过功率能力强,与犁料相比，不易H燃.但易吸删i*iftr./|z.i：v!jfill）漏电大估算公式：漏电流=（0.01-0.03）CVuA,C、V是额定电容.工作电压与电压有关：丁作电压=40%额定电压f漏电流=10%额定漏电流与温度有关：最高温度下的漏电流=10X259下

43、的漏电流功耗大作为滤波器电容时的交变电流IR.通过电容器阻抗的电阻部分ESR会形成功耗f电容器内部的温升t等效串联电PJIESR会随着工作温度降到0C以下而急剧增加功耗ftESR最小=ESR2.3.3电容器非固体电鮮电彖的可帶性问題2.3.3电容器非固体电鮮电彖的可帶性问題 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.3电容器非固体电鮮电彖的可帶性问題2.3.3电容器非固体电鮮电彖的可帶性问題 # 2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.3电容器非固体电鮮电彖的可菲性问題（续1）工作温度范围较窄电容随温度/而J,工作温度范刖约为-40C85C（电容变化疑20%损耗随温度降低和频率增高而变得更

44、差寿命有限工作寿命和储存寿命都有限，因为电介质终会干枯，是少数儿种不使用就会退化的电子元件之一。长期存放而不极化，AI2O3介质膜有可能退化，导致漏电增加2.3.3电容器可需性的综合比较 #2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.3电容器非固体电鮮电彖的可靠性问題（续2）体积重量大通常是电路中体积最大和质呈最大的元件，抗振动能力较薄弱，因此需小心选择固定安装方式，保证其连接端的机械强度（貞覘.0氣ISMftW）盹冷析出亘J湿式祀电解电容器b/C/.tZiiLLJ.g291075.92.3.3电容器可需性的综合比较 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.3电容器可需性的综合比较 # 2.

45、3.3电容器电压记忆效应 #烧结型固体钮电容器结构233电容器固体担电鮮电彖的好处基本结构：锈二氧化物作为电介质，烧结的袒粉作为阳极与铝电解电容器相比的特点温度范I制宽：可达55C125X?漏电流小：约为0.01CVUA,可与品质最好的铝电解电容相比损耗因数低：0.04-0.1,约比铝电解电容好两倍温度系数低：电容值在工作温度范I制内的变化3士15%有可能反极性使用：在某些工作电压范国内体积小：可以做成片状电容可靠性高：常常作为军事用途价格高：肉为袒属丁稀有金屈失效率：云母V涤纶V聚苯乙烯V玻璃釉V瓷片V密封纸介V金属化纸介V固体锂电解V液体袒电解V铝电解容量稳定性与低漏电：固体題电解液体钮电

46、解铝电解抗过流过压能力：无机介质高分子有机介质电解2.3.3电容器主要类型81SSVWSBBlffM1nF*l$jdP50-1500V5%,10%.20%车线性惫用構合5-50ff八5%以上,-55lOOX100pF-15pF631000Vsq&.io編.20%I0QXfic.5EWfnitlose士、3英待丙艸100pF-10j以上,-55im离功*.Mff10便士-1.50奂镑it苯乙烯10pFFnF30V-630V-125pprnC按近7-50金属化紙1nF-0.47沙250VAC/20幺-RRMM勿便-1.00英悔M：104220“12V-50V-20%80%(HH通用与HV3便-1.

47、50英镑1p*47rf*50V-5KV取决十电介质卸hftie.M*30住七-2英的00C/NPO1pF-2?nF50-300V2%.5%.10%O*/-3OWWT敏$与定时(SHC)X7R1460nF50-.200V5%,10%20件10ft七1.50英擁通用甥含与去斤/-15%以上55I25T()Y5V.Z51lrf-1010VJ6V.mn：422.-56%3S便士50V.IOOVJO%以.*iQ85T(Htt)1;J-4700hF6.3*100Vf/-20%-辺用存倫為4ft1:-3英钳埶化檢(0.1产（450V以上）10%30%)与去補(10便t*io英)68000pF)I80体钳0.

48、1pF-68两6.3-40V420保岛件能20僅上2英傍0.1pF-150kF6.3-35V20%-血用小尺*6便2.3.3电容器可需性的综合比较 #2.3.3电容器电压记忆效应 #234硅二极管可帶性相关特性：iv曲线的非理想性理想二极它10V漏电流対温度皱感：毎升岛iocTi倍离散性人：达1个数址级以上最人正向电流巾可靠性决定：最大允许结温n最大允许功耗=*唤可承受最大浪涌电流=3070应（浪涌时间833皿）实际二极笹正向压降耳击穿电爪创缶基本与温度无关可承受反向浪涌电压与正向电流打相关：/fhA时耳.=0：。100mA时V7=L0V与温度丁右关：变化速率-2mC2.3.3电容器可需性的综

49、合比较 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.3电容器可需性的综合比较 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.4二极管可霜性相关特性:反向漏电流0255075100saacc)2.3.3电容器可需性的综合比较 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.3电容器可需性的综合比较 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #反向漏电流随温度上升而呈指数型上升对丁同种型号不同厂商生产的二极管，漏电流可能也会有明显的差异整流二极管（IN4004）的漏电流甚至可能比小信号二极管IN4148还低漏电流是可靠性敏感参数之一“：川:f.23.4二极管可需性相关特性:反向恢复数应23.4二极管可需

50、性相关特性:反向恢复数应 # 2.3.3电容器电压记忆效应 #当二极管所加电压从正偏*转为反偏Vr时，需要一段时间产生功耗：在反向恢复期间，VrIr形成了一个相当大的功耗，为此专门研制了“快速恢复”二极管，将反向恢复时间从120us减少到0.15-0.2US形成浪涌：在反向恢复期间，极高的di/dt会如果通过电感负载，会在电路中形成很大的浪涌电压,为此专门研制了di/dt较小的软恢复”二极管（反向恢复时间）的反向电流Ir來清除结内所有导电的载流子2.3.4二极管有特基二极管优点（与pn结二极管相比）正向压降低：0.40.5V,而pn结二极管为0.6TV,故功耗低，常用在髙效率开关电源或整流器中

51、速度快：无少数载流子的电荷存储效应，无反向恢复效应，故常在RF混频器或髙速转换器中缺点（与pn结二极管相比）反向漏电流大：比pn结二极管髙一个数量级左右击穿电压做不大：额定值为30-100V,而pn结二极管可以达到1kV以上易受静电、浪涌而被破坏常规二极管制肖特基二极管 #2.3.3电容器电压记忆效应 #温度系敷ppmV2/*C5mA（在27V以上为2mA）2.43.33.94.75.15.66.28.2101520243339475175686256234二极菅可律性相关特性：稳压二极管温度糸数I-1000 # #2.3.3电容器电压记忆效应 # # 2.3.3电容器电压记忆效应 #正温度系

52、数区：以雪刖击穿为主负温度系数区：以齐纳击穿为主通常在4.75.6V附近具有最低的温度系数，故对温度要求很高的场合可选用该稳压值的器件通常在5.659V附近具有最接近普通二极管正偏电压的温度系数（+2mV/C）,故常用作将密基准二极管3网力灼红叨也2912.3.5晶闸管誤融发阳极和阴极之间出现的不期望的dV/dt脉冲，通过阳极与栅极之间不期望的寄生电容C及其栅到阴极的输入阻抗，在栅极引入总外的电流脉冲i=CdV/dt,有可能导致晶闸管误触发。因此，最大允许的dV/dt是晶闸管的参数指标之一 # #2.3.3电容器电压记忆效应 # # #2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.5晶I闸管缓冲技术

53、 #2.3.3电容器电压记忆效应 #晶闸管的负载（如电炉或灯泡的常温电阻.电机或变压器的绕组电阻）多为感性，因此希望晶闸管的正向电流变化速率di/dt不能太大，否则可能会烧毁器件在阳极阴极之间并联一个C-R-D支路，用丁抑制dV/dt的影响。晶闸管正向电压不够高时,D截止，C抑制dV/dt,R限制di/dt：正向电压较高时,D导通,消除过大的R的不利影响（RRl时，可去除D）Ctpf；gr.iL/r：dZi.Lj.g2010V5.9236晶体管彩响玖极晶体管可需性的因素环境类别：GB地血艮好.GN1S导邨发姑井GF1般地面固定.GF2恶劣地面固定.GM1T隐地面移动.GM2WJ烈地而移动.MP

54、fT负NSB潜艇.NS1L船良好舱中.NS1W船普通舱中,NU規船舲外,AIF匕机用舱.AUFE机无人舱.AIC运输机用舱.ADC运输机无人胳SFF宙飞行.ML导弹发射应用类别：线性放大.逻辑开关岛频.微波工作功率/額定功率T作失效率坏境系数应用系数功率系数结构系数双极晶体管2p=九b元E兀00S2兀加C皋木失效率质劇系数/电氏应力系数HT+273+A7S|1兀丿J工作电压丿襲定电压结构类别:不匹配或互补对.匹配对.达林顿对.双发射极.复式发射极2.3.6晶体管玖极晶体管的安全工作区最大集电极电流（由电流容量决定）100b边界10UA)女全作区二次击穿边界最大耗散功率（由最大允许结温和热阻决定

55、）二次击穿功率（由二次击穿耐量决定）100VCE(V)10最大集电极发射极电压（由击穿电压决定）3恥叫：WW236晶体管双极晶体管的电浇增益236晶体管双极晶体管的电浇增益 # 2.3.3电容器电压记忆效应 #标准的力圧与集电极电流的关系（归化值）直流或小信号电流增益随集电极电流和温度而变化，设计时不能作为一个稳定参数进入高电流区或者进入低电流区，电流增益均要下降，中间的平坦区的范国对丁不同类型的管子会有所不同电流增益会随温度的上升而增加，温度的下降而减少，最大变化幅度可达23倍2.3.6晶体管JFET优点输入阻抗髙，漏电流小，固有噪声低，传输电压损失小缺点漏电流随温度变化大，70C比室温大2

56、0倍，125C则要大1000倍，故较少用于军用电路对输入电压的极性及大小有限制，驱动电路的电源电压必须比输入信号电压大几伏特栅源开启电压随器件可能会有16倍的变化，给偏置电路设计（尤其是低电压电路设计）带来困难 2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.7VDMOSW功率晶体管特性VD(LD)MOSFET功率双极晶体管IGBT最大额定电压1kV1kV1.2kV最大额定电流100A500A500A丿咲延迟时间0时导通，使R被短路.从而减少了功耗237VDMOS管液诵电压的吸收方法:驱动端237VDMOS管液诵电压的吸收方法:驱动端 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #237VDMOS管液诵电压的

57、吸收方法:驱动端237VDMOS管液诵电压的吸收方法:驱动端 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #液涌电压的吸收方法：负栽端3b)并接电阻：但增加功耗并接RC支路：易产生共振并接二极管：可能影响电路速度齐纳二极管：箝位电压应适当237VDMOS管液诵电压的吸收方法:驱动端237VDMOS管液诵电压的吸收方法:驱动端 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #237VDMOS管液诵电压的吸收方法:驱动端237VDMOS管液诵电压的吸收方法:驱动端 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #237VDMOS管自保护VDMOS管237VDMOS管自保护VDMOS管 # 2.3.3电容器电压记忆效应 #j；

58、gEijjZi*Lj.g22.3.8集成电路可靠性相关特性:想片有嫄区温度K是与元器件类型有关的常数，d是激活能，失效率兄=Kexp-亠“1灯丿L38xl（rUK是玻尔兹曼常数，卩址绝对温度有源区工作温度每上升10C,多数元器件的失效率增加1倍（10C规则，a0.5eV）,因此降低温度可以提高元器件的可靠性使用功率降低到额定功率的1/2,多数元器件失效率降低为额定失效率的1/4丄空乂度器件类方72200175C150C100*C金属壳密対小功率管1005010.1參料封装小功率管/101密封型运算放大器2051.50.05功率放大集成电路500100200.5TTL集成电路21.20.50.0

59、6 # 2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.8集成电路可霜性相关特性:功耗与热阻元器件的温度T=PD-R+Ta热阻几耗散功率&环境温度Tk从表面向外对流和辐射从引线传导在T温度下因功率消耗PD而产生的热駅Re是热源与周围环境之间传热路径的有效总电阻周围环境温度 # #2.3.3电容器电压记忆效应 # # #2.3.3电容器电压记忆效应 #热阻越大，功耗越大，环境温度越高，则器件的温度越高热阻由元器件散热能力决定，散热方式有通过引线或管壳传导.通过周边空气对流.空间辐射s # #2.3.3电容器电压记忆效应 # #2.3.3电容器电压记忆效应 #可靠性相关特性:环境温度238集成电路外壳温度

60、（C）垠高允许结温功率晶体管的最大耗散功率与外壳温度的关系CGpyf.gr.!l/r.c.iZi.t7*.额逛耗散功率001斜率=热阻80604020跚806040200 2.3.3电容器电压记忆效应 #2.3.8集成电路可靠性相关特性:对钟频率时钟频率越高，动态功耗越大，同时谐波频率及幅度也就越高，电磁发射能力越强，因此在满足技术指标要求的前提下，应选用最低的时钟频率数字IC能用低速的就不用高速的，高速器件只用在关键的地方。如CMOS通用逻辑电路的选用次序为4000系列HC系列AC系列mGOEscnaslope-20dB/decadecornerfrequency(dependsonlltl