【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 216。 標(biāo)稱(chēng)值和允許誤差n 允許誤差：177。2%177。5%177。10%177。20%+20% 30%+50%20%+100%10%n 標(biāo)稱(chēng)值：電容類(lèi)別允許誤差容量范圍標(biāo) 稱(chēng) 容 量 系 列紙介電容、金屬化紙介電容、紙膜復(fù)合介質(zhì)電容、低頻（有極性）有機(jī)薄膜介質(zhì)電容177。5%177。10%177。20%100pF~1uF 1uF~100uF1 2 4 6 8 10 15 20 3050 60 80 100高頻（無(wú)極性）有機(jī)薄膜介質(zhì)電容、瓷介電容、玻璃釉電容、云母電容177。5% 177。10% 177。20% 鋁、鉭、鈮、鈦電解電容177。10%177。20%+50/20%+100/10% (容量單位uF)216。 耐壓值指其能夠承受的最大直流電壓，也叫做電容的直流工作電壓。如果在交流電路中，要注意所加的交流電壓最大值不能超過(guò)電容的直流工作電壓值。常用固定電容的直流工作電壓系列如下所示，其中有*的的數(shù)值，只限電解電容用。單位：V1．646．310162532*4050631001251602503004004505006301000216。 絕緣電阻電容兩極之間的電阻叫做絕緣電阻，或者叫做漏電電阻。漏電電阻越小，漏電越嚴(yán)重。電容漏電會(huì)引起能量損耗，這種損耗不僅影響電容的壽命，而且會(huì)影響電路的工作。因此，漏電電阻越大越好。一般在1000兆歐以上。216。 等效電路216。 失效模式216。 電容器的使用注意事項(xiàng)n 耐壓：實(shí)際使用電壓應(yīng)比額定電壓低20％～30％n 環(huán)境溫度：溫度過(guò)高會(huì)使電容器很快老化、干枯，安裝時(shí)不要把大功率器件放在電容器傍邊。n 注意電解電容的極性n 電容器噪聲：電容器也會(huì)產(chǎn)生噪聲，特別是用在微小信號(hào)的處理電路中，由于電容漏電或溫度變化產(chǎn)生噪聲。 二極管216。 二極管的種類(lèi)n 按照所用的半導(dǎo)體材料，可分為鍺二極管（Ge管）和硅二極管（Si管）。n 根據(jù)其不同用途，可分為檢波二極管、整流二極管、穩(wěn)壓二極管、開(kāi)關(guān)二極管等。n 按照管芯結(jié)構(gòu)，又可分為點(diǎn)接觸型二極管、面接觸型二極管及平面型二極管。n 另外還有發(fā)光二極管等n 二極管的伏安特性216。 主要參數(shù)n 額定正向工作電流：是指二極管長(zhǎng)期連續(xù)工作時(shí)允許通過(guò)的最大正向電流值。因?yàn)殡娏魍ㄟ^(guò)管子時(shí)會(huì)使管芯發(fā)熱，溫度上升，溫度超過(guò)容許限度（硅管為140℃左右，鍺管為90℃左右）時(shí)，就會(huì)使管芯過(guò)熱而損壞。所以，二極管使用中不要超過(guò)二極管額定正向工作電流值。例如，常用的IN4001－4007型鍺二極管的額定正向工作電流為1A。n 最高反向工作電壓：加在二極管兩端的反向電壓高到一定值時(shí)，會(huì)將管子擊穿，失去單向?qū)щ娔芰?。為了保證使用安全，規(guī)定了最高反向工作電壓值。例如，IN4001二極管反向耐壓為50V，IN4007反向耐壓為1000V。n 反向電流：反向電流是指二極管在規(guī)定的溫度和最高反向電壓作用下，流過(guò)二極管的反向電流。反向電流越小，管子的單方向?qū)щ娦阅茉胶谩Ｖ档米⒁獾氖欠聪螂娏髋c溫度有著密切的關(guān)系，大約溫度每升高10，反向電流增大一倍。例如2AP1型鍺二極管，在25℃時(shí)反向電流若為250uA，溫度升高到35℃，反向電流將上升到500uA，依此類(lèi)推，在75℃時(shí)，它的反向電流已達(dá)8mA，不僅失去了單方向?qū)щ娞匦裕€會(huì)使管子過(guò)熱而損壞。又如，2CP10型硅二極管，25℃時(shí)反向電流僅為5uA，溫度升高到75℃時(shí)，反向電流也不過(guò)160uA。故硅二極管比鍺二極管在高溫下具有較好的穩(wěn)定性。n 最高工作頻率f：二極管能承受的最高頻率。通過(guò)P－N結(jié)交流電頻率高于此值，二極管則不能正常工作。n 穩(wěn)壓管：利用反向擊穿特性而使穩(wěn)壓管兩端電壓穩(wěn)定的特殊二極管，工作中采取反向接法使之處于反向擊穿狀態(tài)。其主要參數(shù)有穩(wěn)定電壓Uz，最小穩(wěn)定電流Izmin，最大耗散功率PZM，最大工作電流Izmax（PZM= UzIzmax） 光耦合器光耦合器是一種由光電流控制的電流轉(zhuǎn)移器件。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號(hào)放大。輸入的電信號(hào)驅(qū)動(dòng)發(fā)光二極管（LED），使之發(fā)出一定波長(zhǎng)的光，被光探測(cè)器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過(guò)進(jìn)一步放大后輸出。這就完成了電—光—電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號(hào)傳輸具有單向性等特點(diǎn)，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強(qiáng)的共模抑制能力。所以，它在長(zhǎng)線(xiàn)傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。n 類(lèi)型：通用型（又分無(wú)基極引線(xiàn)和基極引線(xiàn)兩種）、達(dá)林頓型、施密特型、高速型、光集成電路、光纖維、光敏晶閘管型（又分單向晶閘管、雙向晶閘管）、光敏場(chǎng)效應(yīng)管型等n 技術(shù)參數(shù)：光耦合器的技術(shù)參數(shù)主要有發(fā)光二極管正向壓降VF、正向電流IF、電流傳輸比CTR、輸入級(jí)與輸出級(jí)之間的絕緣電阻、集電極發(fā)射極反向擊穿電壓V(BR)CEO、集電極發(fā)射極飽和壓降VCE(sat)以及上升時(shí)間、下降時(shí)間、延遲時(shí)間和存儲(chǔ)時(shí)間等。在實(shí)際應(yīng)用中最重要的參數(shù)是電流傳輸比CTR（CurremtTrrasfer Ratio）。通常用直流電流傳輸比來(lái)表示。當(dāng)輸出電壓保持恒定時(shí)，它等于直流輸出電流IC與直流輸入電流IF的百分比。 集成電路在用集成電路進(jìn)行設(shè)計(jì)時(shí)，主要考慮集成電路的噪聲容限、電平、傳輸延遲時(shí)間、上升、下降時(shí)間、扇出能力等。216。 噪聲容限：定義不同系列的集成電路，其噪聲容限也不相同，如下圖所示：，低電平噪聲容限為1V；，；，；216。 門(mén)限電壓：216。 輸入、輸出電容：216。 使用CMOS系列器件的注意事項(xiàng)n CMOS器件是電壓控制型器件，其輸入阻抗極大，對(duì)干擾信號(hào)十分敏感，因此不用的輸入端不應(yīng)開(kāi)路?？梢愿鶕?jù)使用時(shí)的具體情況，將不用的輸入端與使用的端子連接，或?qū)⒉皇褂玫妮斎攵私与娫椿蚪拥亍Ｈ绻斎胍_懸空，在輸入引腳上很容易積累電荷，產(chǎn)生較大地靜電電壓。雖然器件地輸入管腳都有保護(hù)電路，靜電電壓一般不會(huì)損壞器件，但很容易使輸入管腳電位處于0到1之間地過(guò)渡區(qū)域，使得反相器上、下兩個(gè)場(chǎng)效應(yīng)管均導(dǎo)通，使電路功耗增加，甚至損壞。n 輸入信號(hào)幅度應(yīng)當(dāng)在供電電壓范圍內(nèi)，若輸入信號(hào)幅度超過(guò)供電電壓，則容易使輸入電流過(guò)大，損壞輸入端保護(hù)二極管；同時(shí)過(guò)大得輸入信號(hào)還容易觸發(fā)寄生可控硅現(xiàn)象造成電流損壞。n CMOS電流得驅(qū)動(dòng)能力不大，因此驅(qū)動(dòng)TTL電路的扇出系數(shù)不大。但其輸入電阻很大，輸入電流僅幾個(gè)微安，在不考慮其輸入寄生電容得情況下，CMOS對(duì)CMOS的扇出系數(shù)可達(dá)50以上。n 焊接時(shí)需要防靜電n 輸出端所驅(qū)動(dòng)的電容負(fù)載應(yīng)不大于500pF，否則輸出級(jí)功率過(guò)大會(huì)損壞電路。216。 使用74HC、74LS系列器件的注意事項(xiàng)：n 74HC系列器件的工作電壓為2～6V；～。n 74HC系列器件可以直接驅(qū)動(dòng)74LS系列器件，而74LS系列器件不能直接驅(qū)動(dòng)74HC系列器件。但74HCT系列器件可以。n 應(yīng)極力抑制電源線(xiàn)、地線(xiàn)地高頻噪聲，~。n 74HC系列器件的輸入信號(hào)的上升沿及下降沿不要超過(guò)額定值（500nS）。因?yàn)榇蟛糠?4HC器件都帶有緩沖器，在電路閥值附件的增益非常高，在輸入較寬的信號(hào)時(shí)可能引起輸出振蕩和時(shí)序電路的誤動(dòng)作。n 74HC器件不用的輸入引腳不能懸空。在總線(xiàn)方式時(shí)如8031的P0口，應(yīng)加負(fù)載處理。n 74LS器件不用的輸入引腳可以懸空，此時(shí)被認(rèn)為是高電平。n 74HC與TTL接口由于74LS的輸出電壓與74HC的輸入電壓不匹配，如：，因此需要進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換。用74LS驅(qū)動(dòng)74HC時(shí)加上拉電阻是一種選擇。如下圖所示：上拉電阻使用下式計(jì)算：式中IOH（74LS）為輸出高電平時(shí)的泄漏電流還有一種方法是直接使用與TTL有同樣輸入電平的74HCT系列器件。74HCT系列器件的輸入電流和74HC一樣小，用74LS很容易驅(qū)動(dòng)，速度也不低，故是一種有效的方法。反之，74HC驅(qū)動(dòng)74LS時(shí)，由于電壓電平不存在問(wèn)題，因此決定扇出數(shù)的是74HC低電平的驅(qū)動(dòng)能力。n 驅(qū)動(dòng)能力：由前級(jí)器件的低電平輸出電流、后級(jí)器件的低電平輸入電流，前級(jí)器件的高電平輸出電流、后級(jí)器件的高電平輸入電流可求出前級(jí)器件的扇出數(shù)。（對(duì)于大多數(shù)TTL器件而言，其高電平輸入電流為100uA）。74HC器件可以驅(qū)動(dòng)10個(gè)74LS器件；74LS器件也可以驅(qū)動(dòng)10個(gè)74LS器件；216。 集電極開(kāi)路或漏極開(kāi)路輸出門(mén)電路如上圖所示，將Rc放置在集成電路的外部就構(gòu)成了OC門(mén)電路（漏級(jí)開(kāi)路原理相同），需要選擇合適的Rc的阻值，將Rc接到門(mén)的輸出端與電源之間，該OC門(mén)才能具有穩(wěn)定的邏輯功能，如在電路設(shè)計(jì)時(shí)不接Rc，任其集電極開(kāi)路，則該電路不具備正常的邏輯功能（特別是當(dāng)其負(fù)載為CMOS器件時(shí)）。OC門(mén)的最大特點(diǎn)是具有線(xiàn)與功能。幾個(gè)OC門(mén)共用一個(gè)Rc（輸出端并接在一起），其輸出為各個(gè)OC門(mén)輸出之積（線(xiàn)與）。Rc值的選取與OC門(mén)輸出級(jí)的漏電流大小以及OC門(mén)輸出級(jí)的電容和負(fù)載電容有關(guān)。如果僅考慮與負(fù)載的電平配合，Rc可按下式選擇：Rc≥（Vcc－Vil）/nIoc式中：Vil――后級(jí)器件的輸入低電平電壓； n――線(xiàn)與的OC門(mén)數(shù)量； Ioc――OC門(mén)輸出級(jí)漏電流；如果考慮輸出信號(hào)的上升時(shí)間及下降時(shí)間，還需要根據(jù)OC門(mén)輸出級(jí)的電容和負(fù)載電容的大小及上升時(shí)間、下降時(shí)間限制來(lái)確定Rc。5 電路設(shè)計(jì)下面主要就系統(tǒng)設(shè)計(jì)中影響可靠性的一些需要注意的問(wèn)題進(jìn)行討論，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)面臨的問(wèn)題、考慮的因素比這里列出的多得多。 電流倒灌集成電路的典型模型如下：n 。但是在A(yíng)BT,LVT,LVC和AHC/AHCT類(lèi)集成電路中無(wú)此二極管。n D2是半導(dǎo)體集成所產(chǎn)生的寄生二極管(存在于所有數(shù)字集成電路),其輔助功能為對(duì)線(xiàn)路反射的下沖信號(hào)進(jìn)行限幅，提供一些放電保護(hù)功能。n D3用于保護(hù)CMOS電路在放電時(shí)的干擾。在大多數(shù)雙極性器件中也存在此二極管，但為寄生二極管。在集電極開(kāi)路和三態(tài)輸出的雙極性器件中無(wú)此二極管。n D4在所有集成電路中均存在此二極管。它是器件的集電極或漏極的二極管。在雙極性器件中還附加了一個(gè)肖特基二極管對(duì)線(xiàn)路反射的下沖信號(hào)進(jìn)行限幅。在CMOS電路中附加了二極管以增加防靜電功能。電流倒灌產(chǎn)生的原因：當(dāng)使用CMOS型器件作為接口芯片在如下圖所示的電路中使用時(shí)，如果Vcc2斷電，Vcc1繼續(xù)供給G1，G1的高電平輸出電流將通過(guò)D1向Vcc2上的電容充電（該充電電流將使D1迅速過(guò)載并使其損壞。CMOS器件中D1只能承受20mA的電流）并在Vcc2上建立一電壓，該電壓使使用Vcc2供電的其它電路工作不正常，特別使可編程器件。解決措施： 如圖（a）：在信號(hào)線(xiàn)上加一個(gè)幾歐姆的限流電阻，可防止過(guò)流損壞二極管D1，但不能解決灌流在Vcc上建立電壓； 如圖（b）：在信號(hào)線(xiàn)上加二極管D3及上拉電阻R，D3用于阻斷灌流通路，R解決前級(jí)輸出高電平時(shí)使G1的輸入保持高電平。此方法即可解決灌流損壞二極管D1的問(wèn)題，又可解決灌流在Vcc上建立電壓。缺點(diǎn)是二極管D3的加入降低了G1的低電平噪聲容限； 如圖（c）：在G1的電源上增加二極管D7。缺點(diǎn)是前級(jí)輸出高電平時(shí)，G1通過(guò)D1獲得電壓并從輸出高電平給后級(jí)電路。同時(shí)降低了G1的供電電壓，使其在正常使用時(shí)高電平輸出電壓降低。 最有效的解決方法是使用雙極型的器件（如LS器件，ABT器件）作為接口，由于雙極型器件沒(méi)有保護(hù)二極管D1存在，故不存在上述灌流通路。需要注意的是這時(shí)接口的輸入、輸出信號(hào)線(xiàn)上不能加上拉電阻（雙極型器件輸入懸空當(dāng)高電平對(duì)待）。 熱插拔設(shè)計(jì)216。 熱插拔對(duì)電源的影響電路板上電或熱插拔時(shí)會(huì)從電源拉出很大的啟動(dòng)電流并導(dǎo)致電源電壓的波動(dòng)，此現(xiàn)象控制不當(dāng)將影響系統(tǒng)中其它電路的正常使用，甚至導(dǎo)致整個(gè)系統(tǒng)的損壞。熱插拔電路的最低要求是提供浪涌電流限制，防止在大的容性負(fù)載加電時(shí)整個(gè)系統(tǒng)損壞。限流功能還有助于減小供電電源的尺寸，并防止在連接器接觸時(shí)產(chǎn)生電弧。其它熱插拔特性還包括：低等效串聯(lián)電阻、斷路器、狀態(tài)指示、雙插入點(diǎn)檢測(cè)和電源就緒指示。目前我公司的產(chǎn)品除個(gè)別處理機(jī)對(duì)電源采取上電限流措施外，其余電路板使用PTC對(duì)負(fù)載過(guò)流進(jìn)行限制，但沒(méi)有上電限流措施。最簡(jiǎn)單的限流元件是保險(xiǎn)絲，它可以單獨(dú)使用或與其它保護(hù)元件配合使用，由于保險(xiǎn)絲可以有效地防止過(guò)流的沖擊，它們?cè)谙到y(tǒng)中既是必須的(如UL 標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定)，也是系統(tǒng)遇到災(zāi)難性故障時(shí)的最終防線(xiàn)。標(biāo)準(zhǔn)保險(xiǎn)絲的主要缺陷是只能一次性使用，另外一種可替代的小型器件是多重保險(xiǎn)絲，這種保險(xiǎn)絲的物理尺寸可以根據(jù)流過(guò)其自身電流所產(chǎn)生的熱量而膨脹或縮短，多重保險(xiǎn)絲的工作電壓范圍受溫度的限制，但它能夠自復(fù)位，這是相對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)保險(xiǎn)絲的最大優(yōu)點(diǎn)。普通熱插拔電路由電容、齊納管和FET 構(gòu)成，如下圖所示。通過(guò)對(duì)連接在Q1 柵、源極之間的電容C1 充電達(dá)到限制浪涌電流的目的。如果上電期間C1 放電，Q1 的柵極與源極相當(dāng)于短路，Q1 將維持開(kāi)路。C1 充電時(shí)，Vgs增大，Q1 緩慢開(kāi)啟。C1 的大小和Q1 的Vgs指標(biāo)確定了Q1 的開(kāi)啟時(shí)間和負(fù)載電容C2 的充電時(shí)間。齊納管ZD1 用于防止柵源電壓超出其最大額定值。216。 接口IC的熱插拔電路板上電或熱插拔時(shí)如果處理不當(dāng)，會(huì)通過(guò)信號(hào)線(xiàn)對(duì)系統(tǒng)中的其它電路板的正常使用造成影響，也可能造成接口IC的軟損傷或硬損壞。所以在系統(tǒng)及電路板設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)盡量滿(mǎn)足以下要求：電路板在熱插拔時(shí)必須保證地端子首先連接，這是電路板正常工作的基礎(chǔ)。在多電源系統(tǒng)，特別是有負(fù)電源同時(shí)使用的系統(tǒng)中，如果