電子元件入門基礎(chǔ),常用電子元器件詳解大全作用-漲知識必讀
信息來源:本站 日期:2017-12-12
電子元器件的固有可靠性取決于產(chǎn)品的可靠性設(shè)計, 在產(chǎn)品的制造過程中, 由于人為因素或原材料、 工藝條件、 設(shè)備條件的波動, 最終的成品不可能全部達到預(yù)期的固有可靠性。 在每一批成品中, 總有一部分產(chǎn)品存在一些潛在的缺陷和弱點, 這些潛在的缺陷和弱點, 在一定的應(yīng)力條件下表現(xiàn)為早期失效。 具有早期失效的元器件的平均壽命比正常產(chǎn)品要短得多。電子設(shè)備能否可靠地工作基礎(chǔ)是電子元器件能否可靠地工作。如果將早期失效的元器件裝上整機、 設(shè)備, 就會使得整機、 設(shè)備的早期失效故障率大幅度增加, 其可靠性不能滿足要求,而且還要付出極大的代價來維修。 因此, 應(yīng)該在電子元器件裝上整機、 設(shè)備之前, 就要設(shè)法把具有早期失效的元器件盡可能地加以排除, 為此就要對元器件進行篩選。 根據(jù)國內(nèi)外的篩選工作經(jīng)驗, 通過有效的篩選可以使元器件的總使用失效率下降1 - v 2個數(shù)量級, 因此不管是軍用產(chǎn)品還是民用產(chǎn)品, 篩選都是保證可靠性的重要手段。
定義如下:
篩選效率 W=剔除次品數(shù)/實際次品數(shù)
篩選損耗率 L=好品損壞數(shù)/實際好品數(shù)
篩選淘汰率 Q=剔降次品數(shù)/進行篩選的產(chǎn)品總數(shù)
理想的可靠性篩選應(yīng)使W=1,L=0,這樣才能達到可靠性篩選的目的。Q值大小反映了這些產(chǎn)品在生產(chǎn)過程中存在問題的大小。0值越大, 表示這批產(chǎn)品篩選前的可靠性越差,亦即生產(chǎn)過程中所存在的問題越大, 產(chǎn)品的成品率低。
篩選項目選擇越多, 應(yīng)力條件越嚴(yán)格, 劣品淘汰得越徹底, 其篩選效率就越高, 篩選出的元器件可靠性水平也越接近于產(chǎn)品的固有可靠性水平。但是要付出較高的費用、 較長的周期, 同時還會使不存在缺陷、 性能良好的產(chǎn)品的可靠性降低。故篩選條件過高就會造成不必要的浪費, 條件選擇過低則劣品淘汰不徹底, 產(chǎn)品的使用可靠性得不到保證。 由此可見, 篩選強度不夠或篩選條件過嚴(yán)都對整批產(chǎn)品的可靠性不利。 為了有效而正確地進行可靠性篩選,必須合理地確定篩選項目和篩選應(yīng)力, 為此, 必須了解產(chǎn)品的失效機理。 產(chǎn)品的類型不同, 生產(chǎn)單位不同以及原材料及工藝流程不同時, 其失效機理就不一定相同, 因而可靠性篩選的條件也應(yīng)有所不同。因此, 必須針對各種具體產(chǎn)品進行大量的可靠性試驗和篩選摸底試驗, 從而掌握產(chǎn)品失效機理與篩選項目間的關(guān)系。 元器件篩選方案的制訂要掌握以下原則: ①篩選要能有效地剔除早期失效的產(chǎn)品, 但不應(yīng)使正常產(chǎn)品提高失效率。②為提高篩選效率, 可進行強應(yīng)力篩選, 但不應(yīng)使產(chǎn)品產(chǎn)生新的失效模式。③合理選擇能暴露失效的最佳應(yīng)力順序。④對被篩選對象可能的失效模式應(yīng)有所掌握。 ⑤為制訂合理有效的篩選方案, 必須了解各有關(guān)元器件的特性、 材料、 封裝及制造技術(shù)。此外, 在遵循以上五條原則的同時, 應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)周期, 合理制定篩選時間。
電子元器件的失效大多數(shù)是由于體內(nèi)和表面的各種物理化學(xué)變化所引起, 它們與溫度有密切的關(guān)系。溫度升高以后, 化學(xué)反應(yīng)速度大大加快, 失效過程也得到加速。使得有缺陷的元器件能及時暴露, 予以剔除。
高溫篩選在半導(dǎo)體器件上被廣泛采用,它能有效地剔除具有表面沽污、鍵合不良、氧化層有缺陷等失效機理的器件。通常在最高結(jié)溫下貯存2 4 -1 6 8小時。
高溫篩選簡單易行, 費用不大, 在許多元器件上都可以施行。通過高溫貯存以后還可以使元器件的參數(shù)性能穩(wěn)定下來, 減少使用中的參數(shù)漂移。 各種元器件的熱應(yīng)力和篩選時間要適當(dāng)選擇, 以免產(chǎn)生新的失效機理。
篩選時, 在熱電應(yīng)力的共同作用下, 能很好地暴露元器件體內(nèi)和表面的多種潛在缺陷,它是可靠性篩選的一個重要項目。
各種電子元器件通常在額定功率條件下老煉幾小時至168小時,有些產(chǎn)品,如集成電路, 不能隨便改變條件, 但可以采用高溫工作方式來提高工作結(jié)溫, 達到高應(yīng)力狀態(tài), 各種元器件的電應(yīng)力要適當(dāng)選擇, 可以等于或稍高于額定條件, 但不能引人新的失效機理。功率老煉需要專門的試驗設(shè)備, 其費用較高, 故篩選時間不宜過長。民用產(chǎn)品通常為幾個小時 , 軍用高可靠產(chǎn)品可選擇 1 0 0 .1 6 8小時, 宇航級元器件可以選擇2 4 0小時甚至更長的周期。
電子產(chǎn)品在使用過程中會遇到不同的環(huán)境溫度條件, 在熱脹冷縮的應(yīng)力作用下, 熱匹配
性能差的元器件就容易失效。 溫度循環(huán)篩選利用了極端高溫和極端低溫間的熱脹冷縮應(yīng)力,能有效的剔除有熱性能缺陷的產(chǎn)品。元器件常用的篩選條件是-55 ~+1 2 5℃, 循環(huán)5 ~10次。
離心加速度試驗又稱恒定應(yīng)力加速度試驗。 這項篩選通常在半導(dǎo)體器件上進行, 把利用高速旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的離心力作用于器件上, 可以剔除鍵合強度過弱、 內(nèi)引線匹配不良和裝架不良的器件, 通常選用20000 g 離心加速度持續(xù)試驗一分鐘。
在對產(chǎn)品進行振動或沖擊試驗的同時進行電性能的監(jiān)測常被稱為監(jiān)控振動或監(jiān)控沖擊試驗。 這項試驗?zāi)苣M產(chǎn)品使用過程中的振動、 沖擊環(huán)境, 能有效地剔除瞬時短、 斷路等機械結(jié)構(gòu)不良的元器件以及整機中的虛焊等故障。在高可靠繼電器、 接插件以及軍用電子設(shè)備中, 監(jiān)控振動和沖擊是一項重要的篩選項目。
典型的振動條件是: 頻率2 0 ~ 2000 Hz , 加速度2~20 g , 掃描1~ 2周期, 在共振點附近要多停留一段時間。 典型的沖擊篩選條件是1500^ -3000g , 沖擊3 ~5 次, 這項試驗僅適用于元器件。
監(jiān)控振動和沖擊需要專門的試驗設(shè)備, 費用昂貴, 在民用電子產(chǎn)品中一般不采用。
除以上篩選項目外, 常用的還有粗細(xì)檢漏、 鏡檢、 線性判別篩選、 精密篩選等。
半導(dǎo)體器件可以劃分為分立器件和集成電路兩大類。分立器件包括各種二極管、 三極管、 場效應(yīng)管、 可控硅、 光電器件及特種器件; 集成電路包括雙極型電路、 MOs電路、 厚膜電路、 薄膜電路等器件。 各種器件的失效模式和失效機理都有差異。 不同的失效機理應(yīng)采用不同的篩選項目, 如查找焊接不良, 安裝不牢等缺陷, 可采用振動加速度; 查找元器件鍵合不牢, 裝片不良, 內(nèi)引線配置不合適等缺陷, 采用離心加速度; 查找間歇短路、 間歇開路等缺陷,采用機械沖擊等。 因此, 不同器件的篩選程序不一定相同。 如晶體管的主要失效模式有短路、開路、 間歇工作、 參數(shù)退化和機械缺陷等五種, 每種失效模式又涉及到多種失效機理, 這些都是制定合理的篩選程序的重要依據(jù)。
常用的電子元器件管有整流、 開關(guān)、 穩(wěn)壓、 檢波和雙基極等類型, 典型的篩選程序如下:
( 1 ) 高溫儲存: 鍺管100℃、 硅管150℃, 96h。
( 2 ) 溫度循環(huán): 鍺管-55℃-+85℃, 5次; 硅管-55℃~+125℃, 5次。
( 3 ) 敲變: 用硬橡膠錘敲3 ~ 5次, 同時用圖示儀監(jiān)視正向特性曲線。
( 4 ) 跌落: 在8 0 c m高度, 按自由落體到玻璃板上5 ~ 1 5次。
( 5 ) 功率老煉: ①開關(guān)管: 1 . 5 倍額定正向電流, 1 2 小時; ②穩(wěn)壓管: 1~1 . 5 倍額定功率,1 2 小時 ; ③檢波整流管: 1~1 . 5 倍額定電流, 1 2 小時; ④雙基極二極管: 額定功率老煉1 2小時。
( 6 ) 高溫反偏: 鍺管7 0 0 C, 硅管1 2 5 0 C , 額定反向電壓2 小時, 漏電流不超過規(guī)范值。
( 7 ) 高溫測試: 鍺管7 0℃, 硅管1 2 5℃。
( 8 ) 低溫測試: -5 5℃。
( 9 ) 外觀檢查: 用顯微鏡或放大鏡檢查外觀質(zhì)量, 剔除玻璃碎裂等有缺陷的管子。
高溫儲存— 溫度循環(huán)— 跌落( 大功率管不做) — 功率老煉— 高低溫測試( 有要求時做) — 常溫測試— 粗細(xì)檢漏— 外觀檢查。
( 1 ) 高溫儲存: 鍺管1 0 0℃、 硅管1 7 5 ℃, 9 6 小時。
( 2 ) 功率老化: 小功率管加功率至結(jié)溫Tjm, 老煉2 4 小時, 高頻管要注意消除有害的高頻振蕩, 以免管子hFE 退化。
高溫儲存— 溫度循環(huán)— ( 跌落) — 離心— 高溫功率老煉— 高溫測試— 低溫測試— 檢漏— 外觀檢查— 常溫測試。
( 1 ) 高溫儲存: 8 5 ~1 7 5 ℃, 9 6小時。
( 2 ) 離心: 20000 g , 1 分鐘
( 3 ) 高溫功率老煉: 8 5℃, 9 6 小時, 在額定電壓、 額定負(fù)載下動態(tài)老煉。
答:半導(dǎo)體:導(dǎo)電能力介于導(dǎo)體和盡緣體之間的物體(如鍺、硅、砷化鎵及很多金屬氧化物)半導(dǎo)體的兩個特性:光敏特性、熱敏特性和摻雜特性。
答:電阻電線內(nèi)通過電流時,電子在導(dǎo)線內(nèi)運動也受著一定的阻力,這種阻力叫做電阻。電阻用符號“R”表示,表示電阻大小的單位是歐姆,簡稱歐,用符號“Ω”表示,丈量大電阻值可用千歐(KΩ)或兆歐(MΩ)。它們之間的換算關(guān)系是:1毫歐(mΩ)=0.001歐(Ω),1千歐=1000歐(Ω),1兆歐=1,000,000歐(Ω)。
答:可調(diào)電阻又稱為電位器,電子設(shè)備上的音量電位器就是個可變電阻。但是一般以為電位器都是可以被手動調(diào)節(jié)的,而可變電阻一般都較小,裝在電路板上不經(jīng)常調(diào)節(jié),可變電阻有三個引腳,其中兩個引腳之間的電阻值是固定,并將該電阻值稱為這個可變電阻的阻值。第三個引腳與任兩個引腳間的電阻值可以隨著軸臂的旋轉(zhuǎn)而改變。這樣,可以調(diào)節(jié)電路中的電壓或電流,達到調(diào)節(jié)的效果。
答:電容器是一種能儲存電荷的容器,它是由兩片靠的較近的金屬片,中間再隔以盡緣物質(zhì)而組成的,按盡緣材料不同,可制成各種各樣的電容器,如:云母、瓷介、紙介、電解電容器等。在構(gòu)造上,又分為固定電容器和可變電容器,電容器對交流電的阻力受交流電頻率影響,即相通容量的電容器對不同頻率的交流電呈現(xiàn)不同的容抗。
答:電解電容器使用金屬箔做一個極板,用金屬箔上橫波的一層氧化薄膜做電介質(zhì),漬過電解液的導(dǎo)電紙作另一個極板。由于氧化膜很薄,電解電容器的電容很大,電解電容有極性,不能接反,一般是圓柱筒狀。
答:“0”在電子電路中代表低電位,“1”代表高電位,假如電路中是5V供電,則“0”代表接地,就是0V;“1”則代表5V。
答:在一塊P型半導(dǎo)體中,摻進一些雜質(zhì),將其中的一部分轉(zhuǎn)換成N型半導(dǎo)體,這樣就形成了PN結(jié),這是所有晶體管的最基本結(jié)構(gòu)。
答:二極管是一種具有單向?qū)щ娦缘碾娮悠骷粗淮饝?yīng)電流往一個方向流過,就是箭頭方向),它類似于我們生活中所用的開關(guān),當(dāng)它正向?qū)〞r,相當(dāng)于開關(guān)處于閉合狀態(tài),當(dāng)它反向時,相當(dāng)于開關(guān)處于斷開狀態(tài)。
答:二極管是由一個PN結(jié)組成的。
答:肖特基二極管是二極管中的一種,它與普通二極管的最大區(qū)別是其正向?qū)〞r的壓降非常低,其開關(guān)速度非常高,這就是優(yōu)點,但其耐壓很低,這是缺點。
答:一般有IN4007和IN4148兩種,和各種電壓的穩(wěn)壓二極管,還有肖特基二極管。
答:IN4148是高速開關(guān)二極管,IN4007是整流二極管;IN4148其開關(guān)速度快。IN4007的反向電壓以及所答應(yīng)通過的電流較IN4148大。
答:穩(wěn)壓二極管是一種特殊二極管,用于箝位線路兩真?zhèn)€電壓,它可以用到與之標(biāo)稱相符的電壓值,其功能相當(dāng)于三端穩(wěn)壓集成電路。它一般是反向接進電路中,但其正向接進電路中時,相當(dāng)于普通二極管。
答:有兩種,分別是PNP和NPN兩種類型。
答:三極管的基本組成部分是兩個靠得很近的、背對背排列的PN結(jié),根據(jù)其排列方式不同,所以又PNP和NPN之分。
答:分別代表基極(b)、發(fā)射極(e)、集電極(c)。
答:能產(chǎn)生具有一定幅度及頻率波形的振蕩器,它一般作為單片機的時鐘基準(zhǔn),對于單片機來說,它就是一塊腕表,為單片機作任何事情時提供時間參考。
答:可以根據(jù)不同的程序,完成不同電路功能的具有一定“思考”能力的智能集成電路,英文簡稱:CPU 。
答:整流是將交流電壓變換為單極性電壓(直流電壓);濾波就是從整流后的電壓中取出均勻值,并濾出其中的交流成分。
答:當(dāng)所測信號的頻率(一般情況)低于200HZ時,萬用表可以辨認(rèn),當(dāng)所測信號的頻率高于200HZ時,其所測值將不確定。
答:在電路中,本來不直接相連的線路或元器件由于某種原因(線路碰頭或元器件燒壞)導(dǎo)致電路的電阻變得非常小。
答:alternate current 的縮寫,意思是交流電。
答:direct current的縮寫,意思是直流電。
答:V形槽金屬氧化物半導(dǎo)體的英文縮寫,這里指控制器里面的大功率開關(guān)管,使控制器中最關(guān)鍵的元器件之一,它的質(zhì)量直接影響控制器的可靠性。
答:是安培乘以小時的意思,由于代號AH,是電池電能容量的單位,以2A電放逐電2小時,就是電池放出了4AH的電量,電動車常用的電池為12ah的容量。他的高低直接影響電動車的續(xù)行里程的是非電池經(jīng)多次使用或不正常使用后其容量會下降,就指這一數(shù)值。
答:電壓的單位。符號是V,一千伏特稱為1KV。
答:電流的單位。符號是A,千分之一安培稱為1mA 。
答:電阻的單位。符號是Ω,一千歐姆稱為1KΩ(簡稱1K),一百萬歐姆稱為1MΩ(簡稱1M)。
答:區(qū)別電壓值的高低,不能用作定量的單位,在數(shù)字電路里用1表示高電位(相對較高的電壓),用0表示低電位(相對較低的電壓)。
答:為完成某些特定的電路功能,將很多電子元器件高度集中起來,并用特定的形式進行封裝起來的電子器件。集成電路的型號不一樣,其功能也不一樣,多采用集成電路,有利于減小體積,進步可靠性,英文簡稱IC。
答:是pulse?。鳎椋洌簦琛。恚铮洌酰欤幔簦椋铮睢〉目s寫,意思是:脈沖寬度調(diào)制。是直流調(diào)壓中能量利用較高的一種方式,電動車控制器均采用這種調(diào)速方式。
答:只有輸進、地線、輸出3個引腳的直流穩(wěn)壓集成電路。用作直流電路的串聯(lián)降壓穩(wěn)壓,其穩(wěn)壓較為理想,在各種控制其中很常用。
答:7812是中功率的三端穩(wěn)壓集成電路,封袋為T0220輸出電流為500毫安,正向引腳排列為1腳輸進、2腳地、3腳輸出,78L12為小功率的三端穩(wěn)壓集成電路,封袋為T092,出電流為50毫安,正向引腳排列為1腳輸出、2腳地、3腳輸進。
答:TL494集成電路在電動車控制器的作用是:產(chǎn)生PWM脈沖信號,驅(qū)動功率管,實現(xiàn)對電機調(diào)速,同時兼有電壓比較功能。
答:串行通訊是CPU與外部的一種通訊方式,數(shù)據(jù)是一位一位的數(shù)據(jù)傳送,優(yōu)點是使用的數(shù)據(jù)線很少,可靠性高。天津波音?陸鷹電動車公司首次把這種通訊方式應(yīng)用于電動車,實現(xiàn)了智能型控制器與現(xiàn)實面板之間的可靠性。
答:為了處理數(shù)據(jù),需要將寄存器中的各位數(shù)據(jù)在移位控制信號作用下,依次向高位或低位移動1位,具有移位功能的寄存器簡稱為移位寄存器。
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