学文网电子元件篇1
1.1简介
电子元件概念:电子元件也称为被动元件，主要包括电容滤波器、电感镇流器、电阻变压器等等，属于电子类产品的范畴。电子器件与电子元件一起组成电路板的核心部件，是组成各种电子产品设备的基础。在当今，TDK公司生产的电子元件几乎占国际全部电子市场零部件的46.1%，可以看出，TDK公司电子元件已经基本上占据了国际市场的垄断地位。
1.2电子元件市场现状
据TDK公司统计，当前世界电子元件的需求量总额约在6000亿美元左右，预计到2015年，市场规模将突破8000亿美元。TDK公司生产的电子元件在笔记本电脑、智能手机生产领域中的占比都非常高，占比高达到二分之一。高性能电子元件的成本占电子设备整机总成本的约1/3左右。随着TDK公司生产的高性能电子产品功能的逐渐增多，市场电子设备整机对TDK电子元件的需求数量也逐年增加。随着全球电子产业向中国的大规模迁移，TDK公司生产的高性能电子元件在我国电子市场的占比也成逐年上升态势。
2TDK高性能电子元件在电子设备中的应用
2.1陶瓷电容器
陶瓷电容器是国际上技术发展最快、需求数量最大的高性能电子元件之一。TDK公司生产的陶瓷电容器主要配备于各类民用设备和***用设备的集成电路中，使用领域现在也已经拓展到电脑设备、多功能控制仪表、白色家电、智能手机、汽车电子等行业。当前，TDK公司生产陶瓷电容器已成为国际电容器市场的主体，在大容量市场中，陶瓷电容器也已占据绝对优势。全球市场的需求量从2010年的7070亿个，增至2014年21000亿个，市场需求量非常巨大，TDK陶瓷电容器的产业化市场前景广阔。
2.2电感类元件
TDK公司生产的多层电感类元件是镇流线圈型结构的新型高性能电子元件，是当今世界电感类元件发展的方向标。这类电感元件的生产已经形成了颇具规模的利润产业，拥有近千亿美元的国际大市场。多层电感器的使用领域主要包括影音数码产品、智能通信、办公自动化设备等。多层电感器，市场的年需求量大约在3000亿个左右，年增幅约37%。
2.3微波频率元件
TDK公司生产的微波谐虑器和震波电子元件是一种***民双用的新型电子器件，它是在火箭动力制导、空间安全技术和微波处理系统的推动下研发起来的[2]。这种元件典型的使用领域包括:***事上用的雷达、航空航天技术的空间应用技术、移动通信系统等等。近些年来，移动通信行业的飞速发展，大大推动了高性能电子元件向小型集约化和多频化发展的进程，微波频率元件也正朝着这个方向大踏步发展。为了满足WLAN网络、通信移动技术和集成电子电路生产的需要，TDK公司生产的一大批微波频率元件不断在市场上出现，包括片式双工器、片式祸合器、收发模块、祸合器、平衡功分器等。随着移动技术的发展，微波频率元件及所需材料的市场前景大好。
3TDK公司高性能电子元件的未来机遇
TDK公司电子元件产品已经进入了一个高速更新换代的时期。其主要表现是插装向内部组配、数字模拟化、移动式数据平台、电子集成化趋势转变。从技术层面的角度来看，高性能电子元件的多层片式化、片式集成化和集成多功能化成为技术发展的主要方向。基于多层片式陶瓷技术和高温片式陶瓷技术的新一代电子元件已成为当今电子元件的主流，而电子集成化则是电子元件的发展主方向。新一代电子元件已经成为电子产业的新的增长点。此外，在国际化的大趋势下，国际电子行业中心逐渐向中国市场转移，电子元件的本土化采购将成为大势所趋。未来几年，TDK公司的电子元件市场必将出现高速增长规模[3]。TDK公司电子元件产业的利润增长点在于高端产品的研发。片式电子元件的全面升级换代，电子电路集成技术的飞速发展，为TDK公司提供了一系列电子技术跨越式发展的技术平台。抓住历史机遇，增加资本投放力度，研究开发具有TDK公司自主技术产权的新一代电子元件集成系统，是TDK公司未来的发展大趋势，市场前景广阔。
4结论
随着电子元件技术领域的不断发展，TDK公司在这一领域取得了巨大的突破。为了使企业自身获得更大的市场销售利润，TDK公司在电子元件技术上进行了深层次的开发和摸索，取得了巨大的成功。在***用，民用电子设备和新技术领域都占据了自己的一席之地，并稳稳的抓住了国际市场的需求脉搏，为企业未来的发展奠定了良好基础。
电子元件篇2
[实验目的]
1.学习常用电磁学仪器仪表的正确使用及简单电路的联接。
2.掌握用伏安法测量电阻的基本方法及其误差的分析。
3.测定线性电阻和非线性电阻的伏安特性。
[实验原理]
测量电阻的方法有多种，伏安法是常用的基本方法之一。所谓伏安法，就是运用欧姆定律，测出电阻两端的电压和其上通过的电流，根据即可求得阻值R。也可运用作***法，做出伏安特性曲线，从曲线上求得电阻的阻值。对有些电阻，其伏安特性曲线为直线，称为线性电阻，如常用的碳膜电阻、线绕电阻、金属膜电阻等。另外，有些元件，伏安特性曲线为曲线，称为非线性电阻元件，如灯泡、晶体二极管、稳压管、热敏电阻等。非线性电阻元件的阻值是不确定的，只有通过作***法才能反映它的特性。
用伏安法测电阻，原理简单，测量方便，但由于电表内阻接入的影响，给测量带来一定系统误差，如***1和***2，分别为电流表内接和电流表外接两种电路。在电流表内接法中，由于电压表测出的电压值V包括了电流表两端的电压，因此，测量值要大于被测电阻的实际值。由
可见，由于电流表内阻不可忽略，故产生一定误差。
在电流表外接法中，由于电流表测出的电流I包括了流过电压表的电流，因此，测量值要小于实际值。由可见，由于电压表内阻不是无穷大，故给测量带来一定的误差。
上述两种联接电路的方法，都给测量带来一定的系统误差，即测量方法误差。为此，必须对测量结果进行修正。其修正值为ΔRx=Rx-R，其中R为测量值，Rx为实际值。
为了减小上述误差，必须根据待测阻值的大小和电表内阻的不同，正确选择测量电路。当Rx>>RmA且RxRmA且Rx
一般安培表内阻在0.1 W以下，毫安表为几欧姆至一、二百欧姆，微安表为几百欧姆至一、二千欧姆。
对同一块电压表，各量程的电阻与相应量程之比为一常量，定义为电压表的每伏欧姆数，常在电压表标度盘上标明，单位为W/V。因而，RV =每伏欧姆数?量程。
经过以上处理，可以减小和消除由于电表接入带来的系统误差，但电表本身的仪器误差仍然存在，它决定于电表的准确度等级和量程，其相对误差为，式中DI和DV为电流表和电压表允许的最大示值误差。
以上的内容书上都有，我就不解释了。下面重点说一下非线性的电子元件的伏安特性曲线的绘制：
首先要想绘制非线性的电子元件的伏案特性曲线就必须要了解各非线性元件的特性，才能选择正确的实验方法，适合的监测电路，得出正确的实验结论。常用的非线性元件有：检波二极管、整流二极管、稳压二极管、发光二极管和光电二极管等。
1.检波和整流二极管
检波二极管和整流二极管都具有单向导电作用，他们的差别在于允许通过电流的大小和使用频率范围的高低。
2.稳压二极管
稳压二极管的特点是反向击穿具有可逆性，反向击穿后，稳压二极管两端的电压保持恒定，这个电压叫稳压二极管的工作电压。
3.发光二极管
发光二极管是由半导体发光材料制成的，与材料的禁带宽度所对应的电压叫发光二极管的开启电压。当加在发光二极管两端的电压小于开启电压时，发光二极管不会发光，其中也没有电流流过。电压一旦超过开启电压，电流急剧上升，二极管处于导通状态并发光，此时电流与电压呈线性关系，直线与电压坐标的交点可以认为是开启电压。
4.光电二极管
光电二极管除了具有一般二极管的特性外，它的PN结装在管子的顶部，可以直接接收光照。无光照时，光电二极管的伏安特性与普通二极管相似；在光照下，构成光电二极管的PN结能产生电动势，称为光生伏特效应。与普通二极管不同，光电二极管通常工作在反向偏置电压状态或无偏压状态。它的伏安特性可用下式表示
（ 2 ）
其中I0是无光照的反向饱和电流，U是二极管的端电压，e为电子电荷，KB为波尔兹曼常数，T是绝对温度，n是理想系数，IL是无偏压状态下光照时的短路电流，它与光照时的光功率成正比。其伏安特性曲线如***三所示，E0～E5表示不同入射光光强。由此可知，光电二极管的伏安特性曲线由二个部分组成：
（1）反偏工作状态，光电流与偏压、负载电阻几乎无关（在很大的动态范围内）；
（2）无偏工作状态，光电二极管的光电流随负载电阻变化很大。
电子元件篇3
目前基础化工品或者大宗化工品行业总体上仍在去产能阶段，基本上是没有趋势的阶段，价格跟随成本波动。但是，个别子行业：染料、农药（百草枯、草甘膦）、氨纶等由于环保导致供给端收缩，已出现拐点景气向上，部分成长股依然表现了强劲的供给创造需求式的高增长。建议重点关注染料板块（浙江龙盛、闰土股份）、农药板块（百草枯、沙隆达、红太阳、草甘膦）和氨纶板块（华峰氨纶、泰和新材、新乡化纤、友利控股）。
近期我们了解到分散染料第三、第四大企业浙江吉华、江苏之江由于环保问题，仅有50%开工率。前三家分散染料企业占据75%的市场份额，未来一旦由于环保原因导致不达标的企业停产、限产，染料价格有望迎来新一轮上涨，而且本轮涨价分散染料和活性染料有望齐涨，建议重点关注染料行业相关企业投资机会，首推环保治理最佳企业浙江龙盛。
成长品种。建议重点关注目前估值合理未来增长确定性强的品种联化科技、鼎龙股份、纳川股份、万顺股份、烟台万润。长期看好国瓷材料、烟台万润、长海股份等。
通信：关注4G和有线网络双向网改
***出台鼓励信息消费的方案，总体目标：到2015年信息消费规模超过3.2万亿元，年均增长20%以上。
方案明确要求提高城市宽带的接入速度和农村宽带的覆盖率，对于目前FTTH宽带建设，此次无异 于添了一把火，相关宽带产业链的重点公司烽火通信、日海通讯和新海宜等受益明显。年内发放4G牌照成大概率事件，中移动抢跑，4G大规模建设进入日程，相关产业链受益可预期，例如中兴通讯、富春通信、大富科技、世纪鼎利等。
国网的组建再次提上日程，但是我们认为省网自筹资金进行双向网改成为主流，2013H2进程有所加快，主要有湖南有线、江西有线、南京有线等双向网改投资加快，相关设备公司数码视讯、初灵信息、亿通科技和同洲电子等受益。发展新媒体内容，其内涵是传统媒体的新媒体转型，包括出版的数字化，影视剧的高清化、3D化等，发展影视剧制作和游戏产业，相关传统媒体转型成为主要看点，重点关注浙报传媒、博瑞传播和皖新传媒等。
扶持主要集中在***策、税收优惠和融资鼓励方面。年底前再取消或下放一批行***审批事项和行***管理事项。
电子元件：把握三大主线
受需求放缓和库存调节因素影响，智能机7月份未现应有旺季，平板市场亦有调整。整体而言，我们认为智能机更应从渗透率转向精选配置升级和产业转移加速子板块，包括微电声、连接器/结构件、锂电池、摄像头、FPC、电感等子行业优质公司仍值得持续关注，立讯精密在FPC亦有较好表现，未来更有望在海外客户突破；布局下一轮创新热点亦是主线，包括可穿戴式、柔性显示、传感、无线等。
从近期中报来看，较多公司低于预期显示电子板块仍面临业绩压力，下半年业绩显着改善或回调后绩优成长股将是布局重心，建议把握三大主线，核心标的包括：智能终端（立讯精密、歌尔声学、锦富新材）、LED（三安光电、阳光照明、聚飞光电）、安防（海康威视、大华股份、安居宝），以及微电声、连接器/结构件、锂电池、摄像头、FPC、电感等子行业优质公司，立讯精密三季展望超预期，迎来经营拐点；锦富新材参股石墨烯公司并加速少数股权整合，下半年望有显着业绩改善，值得关注。其他短期仍有不确定因素、但明年确定且可长线看好公司如大族、兴森亦可在四季度关注。
齐鲁证券
计算机应用：三大领域具备发展前景
近期，***《***关于促进信息消费扩大内需的若干意见》，三类信息化服务的公司将受益此次投资机会。
面向行业应用需求，具备促进企业用户信息化能力的企业。由于中国企业目前信息化程度较浅，各行业信息化程度深浅不一，很多针对企业级用户的软件支持和服务仍存在较大的市场空间。
提升民生领域信息服务水平，推进信息资源共享的企业。民生信息化主要包括医疗信息化和教育信息化两大领域。民生信息化市场空间广阔，且在中央和地方***府财***支持下，信息化技术的应用正突飞猛进，未来民生信息化领域将存在较多的投资机会。
推动智慧城市建设，加速信息化融合的企业。目前，我国智慧城市建设已经正式走向***府大力推动的阶段，且试点规模扩张大大超出市场预期，智慧城市建设已进入加速周期。
电子元件篇4
【关键词】电子元件 失效分析 技术 发展
1 失效分析的常用方法
1.1 拔出插入法
拔出插入法是监视将组件板上的电子元件拔出又插入的过程，通过监视判断故障是否发生，确定失效的具体部位。这种方法看似操作简单，但拔出插入法不一定有效，因为有时会存在特殊情况，例如焊接不牢和接触不良，这些因素会使技术人员产生错误的判断，影响下一步分析的实行。
1.2 感官辨别法
感官判断法就是通过人体的一些感官判断是否故障。包括眼睛观察电子元件外形是否正常，手触摸电子元件判断电子元件的温度、软硬程度等，鼻子嗅电子元件的味道是否正常，耳朵倾听电子元件的声音判断电子元件工作过程中发声是否正常。感官辨别法的优势是操作简单，节约成本，但要求工作人员有丰富的经验，并且技术人员的判断容易受到环境和感官敏感程度的影响。
1.3 电源拉偏法
电源拉偏法就是将正常电源电压升高或降低，使器件的工作处于异常状态，从而使损坏的电子元件将故障或薄弱环节暴露，以此确定故障电子元件的的位置。但是电源拉偏法通常适用于器件工作较长时间后造成的故障或是电压波动造成的故障，而且不管是拉高电源还是拉低电源都对电子元件会产生一定的破坏性，会对器件造成一定的损伤，操作不慎就会使器件完全损坏。
1.4 换上备件法
换上备件法就是将怀疑有问题的那个电子元件取下，换上一个新的、合格的备件，如果换上后，整个器件工作正常，说明换下的电子元件是有问题的，如果没有正常工工作则说明有问题的电子元件不是换下的电子元件。这样通过一次次的换上备件法可最终确定器件的故障部分。但这种方法的缺陷之一是耗时长，操作不便。
2 失效分析的思路
失效分析不仅受技术的限制，还收思路的影响。为了对电子元件进行准确有效的分析，清晰的思路是必备的。一般情况下，电子元件的失效分析思路有以下几步：（1）确定电子元件是否失效。（2）从失效的现象入手，运用理论分析确定某些可能失效的电子元件。（3）确定排除疑点的方案，对可能失效的电子元件一个个分析。（4）通过实践，运用分析方法找出失效的电子元件。（5）结合理论，分析失效可能存在的原因。（6）用分析方法进行检验找出失效的电子元件。（7）针对电子元件失效的原因提出可行性的建议。（8）用大量实验检验建议是否有效。（9）通过对进一步的实验结果进行分析找到更可行、更合理的方案。
3 失效技术挑战
电子元件的发展中最有代表性的产品就是集成电路，未来的集成电路必将向更精细，更精密，更复杂的方向发展，但现有分析技术已经不能适应集成电路的发展。随着集成电路的发展，分析技术必须实现相应的发展速度才能适应它的变化。
3.1 失效定位与电测
失效定位是通过各种各样的分析方法一步步缩小电子元件故障的范围，并最终确定失效的具体部位。如果是对集成电路进行失效分析，可以将范围从整个电路板缩小到某个范围更小的部分，通过进一步的分析、判断、试验，最终确定失效的具体位置。但是未来的集成电路是朝着规模更大，精细度越高的方向发展，这会使失效定位变得越来越困难。
3.2 系统级芯片
失效分析的另一个难题就是系统级芯片。随着科技发展，集成电路的电路也会变得越来越复杂，晶体管数量越来越大，互联层的数量也变得越来越多使得失效分析越来越困难，同时由于一般的系统级芯片的频率都较高，要想使电子元件故障再现，通过系统级芯片是难以实现的。
3.3 新材料处理
失效分析中至关重要的一步是物理分析，对物理分析影响较大的是金属化层，传统的金属化层材料，如二氧化硅、氮化硅、铝等都已经找到相应的处理方法，分析技术已经发展得较为成熟。但随着集成电路的快速发展，越来越多的新材料也被应用在集成电路上，同时因为新材料的应用，技术人员对新材料的相关属性并不了解，这使新材料的处理面临着难题。
电子设备提高其可靠性是通过不断与失效作斗争实现的，通过对电子元件进行失效分析，研究失效原因，找到失效的原因，发现电子元件本身存在的缺陷，针对电子元件自身缺陷进行工艺上的改良，使电子元件的可靠性得以提高，最终使电子设备和电子系统运行正常，某种程度上也会使电子设备或电子系统的寿命增加。
4 结语
随着科技的发展，对电子元件的失效分析技术发展的也也越来越快，很多都使用到高科技产品进行失效分析，例如光学显微镜分析技术、红外分析技术、声学显微镜分析技术、液晶热点检测技术、光辐射显微分析技术、微分析技术等。但传统的分析方法仍然有它自己的优势，在依赖高科技产品进行分析的同时也要注重传统分析方法及技术。
参考文献
[1]徐爱斌，刘发.破坏性物理分析（DPA）技术促进国产电子元器件质量提高[J].电子产品可靠性与环境试验，2002（05）.
[2]武金锋，万传波，徐皓，毛玉鹏.角度传感器失效分析及工艺控制[J].仪表技术与传感器，2013（04）.
[3]张***，陈铮，唐建锋，刘超.DC/DC模块输入端电压反加后的影响分析[J].电子设计工程，2012（03）.
[4]付***.安富利公司电子元件部推出的“未来之家”在2004中国数字家电展览会上抢尽风头[J].集成电路应用，2005（01）.
[5]何小龙，吴先献.对电子元件质量监督抽查结果的综合分析[J].电子产品可靠性与环境试验，2000（06）.
作者简介
刘逸潇（1990-），男，四川省广安市人。大学本科学历。研究方向为机械电子。
作者单位
电子元件篇5
一、电气元件
电气设计规范符合相应标准。电子设备的设计、制造符合EN 50155标准，其中温度等级为T3以上。
1.1 电容器
一般使用干式钽电容或陶瓷电容。对于高电容值电容，采用长寿命等级的铝电解电容或纸质电容。电力电容使用寿命大于100，000小时的电容器，并使用无毒浸渍剂。
1.2 电阻
牵引、制动和辅助系统的功率电阻（大于300W）的选用符合标准IEC 60322，其他电阻减低额定值的50%使用。制动电阻的设计要便于拆卸和清洁。
1.3 变压器和电感器
变压器和电感器的选用符合标准IEC 60310。
1.4 半导体
不使用锗（Ge）半导体。分离式半导体根据不同用途设置相应的保护。不使用靠元件“迭配”来使电路具有正确、有效功能的电路。
1.5 印刷电路板
元器件的固定方式，能经得起在长期的地铁运营环境中反复冲击和振动；装配好的印刷电路板，两边涂绝缘、保护涂料，该涂料能被热的电烙铁烫穿，涂料的溶媒对元器件无不利影响；接插件采用标准型号，选择时考虑车辆运营所在地的环境条件和列车寿命期内所需的插/拔次数；印刷电路板和模块用适当的方式保持固定；不采用加“飞线”的方法来纠正设计错误；所有电子元件需经过老化处理，满足EN50155标准。
1.6 微处理器和运算/逻辑单元集成电路
设计要点：电路系统提供大于牵引控制软件所需存储容量20%扩充量；单元封装在易于更换模块的金属壳体内；整个单元由标准的包装系统机箱来支撑。
电路中的PROM均是可拆卸的，便于编程。
I/O信号借助于控制装置上专用的I/O模块来传送。
输入/输出模块的要求：进行过/欠电压、电压突变、短路和开路的保护；进行必要的电压变换；减少噪声和干扰信号。
编程
需结构清晰，易于识别。系统包括Watch-dog的功能。
1.7 干扰要求
设计和布线考虑避免在运行中产生相互干扰。
瞬变过程抑制的要求：对于产生EMI的设备的设计均考虑其EMI的发射；电磁阀和操作器件的线圈装续流二极管或电弧抑制设备；在发生源抑制瞬变过程；电子设备的设计能经受车辆运行环境所能遇到的EMI或瞬变过程。
二、控制和保护电气
2.1 接触器
接触器定义为功率≥5KW的任何开关设备。
接触器能方便地进行检查、拆卸和更换。
触点电流值大于10mA，防止触点发生氧化的现象。
所有接触器上都安装灭弧罩：
触头均消除弹跳，以防止发生金属熔敷和电蚀。
各种接触器绕组均使用固态抑制装置，以防沿低压网络产生的瞬变电压。
2.2 继电器
继电器限定为开关功率
触点计算准确，避免低电平负载；对不同性质的负载进行合理的换算。关键回路的控制继电器采用高可靠性安全性继电器。
各种继电器的绕组使用固态抑制装置，以防沿低压网络产生的瞬变电压。
触点电流值大于10mA，防止触点发生氧化的现象。
所有延时继电器优先R-C延时或固态延时式的。
绝缘材料具有阻燃性能；达到耐温等级温度上限。触点过负载能力能100次成功（交流为200次）切换两倍额定负载电流。
所有继电器的电气寿命不少于106次，且电路的设计将使这些继电器至少满足10年以上的使用寿命。
2.3 开关
不并联使用触点开关以传输等于或大于制造厂规定的电流额定值。
开关上配置一个“定位键”，作用是当开关安装以后，使开关体在开关机械转动时能受制约而固定不动。
触点电流值大于10mA，防止触点发生氧化的现象。
开关每个端子上最多接二根导线。
2.4 保护电路断路器和高速断路器
保护断路器要求非常坚固，能充分地满足预期的运行要求； 所有电路断路器的通和断位置永久性刻在断路器的手柄或外壳上；每个断路器只保护一个回路，任何回路只用一个断路器保护；每对断路器的触头都有相适应的灭弧装置，以防飞弧；断路器额定电流值在断路器安装之后清晰和永久可见；
高速断路器
适用于牵引电路；采用单触点串联连接；由低压控制；***安装或安置在高压箱内。
保护断路器板的布置
保护断路器的布置按安全原则设计；在保护断路器旁有一条线槽，放置每条断路器的导线；底座易于拆卸，便于维护和保养。
2.5 熔断器
熔断器仅用在绝对需要的地方且均有熔断指示。空气隙和漏电距离按相应国际标准的要求。每个熔断器的额定值清晰、持久地印刻在其表面。
三、综合
除以上所述，电气电子元件材料和设计应符合地铁运用环境条件，符合国际国内相关电气和防火及冲击振动的标准规定，所选择的电气装置（继电器、接触器、断路器、接插件、熔断器）的技术数据和说明书（产品样本）应归档保存，以便追踪校核。车辆用所有各类电气配件在装车前均经试验、检查，并验收合格。
参考文献
[1]EN 50155-机车车辆上使用的电子设备
[2]IEC 60322：2001 机车车辆-铁道车辆电气设备-开式结构功率电阻器规则
电子元件篇6
1引言
混沌电路具有丰富的非线性动力学特性,在非线性科学、信息科学、保密通信、混沌密码以及其他工程领域都获得了广泛应用。在诸多用于混沌研究的非线性电路系统中,许多文献均以蔡氏电路为基础研究混沌现象,其优点在于极为简单的系统能产生极为复杂的动力学行为。而在蔡氏电路的各种硬件电路实现中,以非线性电阻元件为核心构建的蔡氏电路占有重要地位[1-5]。但由于其非线性电阻的实现一般采用集成电路模块实现,电路比较复杂,而一些单电子器件,如单电子晶体管(SET),本身就具有非线性电阻的特性,一个器件即可实现若干传统器件所要实现的功能。SET的这种特性可大大降低混沌电路的复杂性,有利于大规模电路的集成。本文基于SET和MOS管的混合结构构建的非线性电阻以及CMOS结构构建的仿真电感电路,实现了一种新型蔡氏电路,并得出其混沌吸引子。
2SET-MOS非线性电阻电路实现
典型蔡氏电路由四个线性元件组成:电感L,电阻R,电容C1、C2和非线性电阻NR(也称为蔡氏二极管),如***1(a)所示;其非线性电阻由分段线性化的负电阻引入:i=g(VC1),如***1(b)所示。研究表明,蔡氏电路中的非线性电阻不仅可以利用分段线性负电阻实现,还可以利用产生光滑连续的非线性函数曲线的电路产生双涡卷混沌[4,5]。SET-MOS混合结构具有准周期的负微分电阻(NDR)特性,因此,可考虑利用此混合结构实现蔡氏电路中的非线性电阻。具有Iin-Vin周期振荡传输函数的SET-MOS器件[7]可以通过调整其外部偏置电压和偏置电流得到其NDR特性。改进后的SET-MOS混合结构的非线性电阻电路（***略）利用SPICE对***2(a)所示非线性电阻电路进行仿真分析。SET的参数设置为:栅极电容CG=0.2aF,漏极电容等于源极电容CD=CS=0.06aF,隧穿结电阻RD=RS=3MΩ;耗尽型NMOS管M1的参数设置为:W=L=100nm,作为电流源,提供20nA的恒定电流;增强型NMOS管M2的沟道宽度W=100nm,沟道长度L=65nm;耗尽型NMOS管M3的沟道宽度W=1μm,沟道长度L=65nm,为SET-MOS结构提供补偿电流;调节电压源V1为1.242V,调节电压源V2为2.148V,得到其Iin-Vin特性曲线,如***2(b)所示,可以满足蔡氏混沌电路对非线性电阻特性的要求。
3CMOS仿真电感电路实现
3.1CCII的CMOS电路实现自从Smith和Sedra于1968年提出电流传输器(CurrentConveyor,CC)以来,电流传输器被确认为一种具有多种功能且与运算放大器相似的基本电路。1970年,CCI被更加通用的第二代电路CCII所取代[9]。利用一个无缓冲的放大器,可以模拟增益为1的源极跟随器,再将其输出X'端的电流进行镜像,得到Z的输出电路,实现的CMOSCCII+电路如（***略）为了正确模拟电流,X的输出阻抗必须与Z匹配。当R1=R2=1kΩ时,可以得到增益为1、器件的3dB带宽为2.5GHz、电源抑制比(PSRR)为41dB、增益为0.972的电流传输器。由CMOS构成的电流传输器CCII-如***4所示[10]。***4中,设晶体管M9~M13规格一致,M10和M11产生的电流为2i。通过M9镜像,在M13得到2i电流。M12提供电流i,并通过Z(+)提供电流-i,晶体管M14和M15提供适当的电流,补偿M13的直流电
3.2CCII的仿真电感电路实现利用两个CCII电路实现的接地仿真电感如***5所示,由同相CCII和反相CCII的构成关系,得:Zins=V1sI1s=sR1R2C=sLeq(1)由(1)式知,仿真电感的值由R1、R2和C的值确定。
4电路的仿真验证
基于SET-MOS混合结构构建的非线性电阻以及CMOS结构构建的仿真电感电路实现的新型蔡氏混沌电路如（***略）。设置参数:α=8,β=100/7。选取电路器件参数:C1=12.5nF,C2=100nF,R=10kΩ,R1=R2=10kΩ,C=7nF,其余各部分器件参数与仿真电感及非线性电阻电路相同。利用SPICE,对提出的基于SET-MOS结构的蔡氏电路进行仿真验证,得到单涡卷吸引子,仿真结果当电路的状态处于单涡卷周期振荡时,分别有以正或负平衡点为核心的两个吸引子共存,但实际电路在每一时刻只能有一个吸引子存在。至于哪一个吸引子(哪一种振荡模式)出现,则由电路通电时刻的初值决定。进一步变化参数α的值,使α=10,即电容C2值不变、C1=10nF时,电路出现双涡卷吸引子,电路的时域波形和相***（***略）经过大量的计算机模拟仿真和吸引子观察发现,当β值一定时,随着α值的增大,即当电容C2值不变、电容C1的值小于等于12.086nF时,电路产生的单涡卷吸引子发生碰撞危机(crisis),形成双涡卷吸引子。当电容C1的值继续减小至10nF时,原来是“实芯”的双涡卷吸引子在吸引子的中心(平衡点)处又逐渐地有“洞”显现出来。这说明,形成双涡卷混沌的机理发生了变化。从整个设计和仿真结果可看出,利用SET-MOS混合结构构建蔡氏混沌电路是可行的,电路的结构简单,且由于电路中使用SET,因此功耗较低,易于实现大规模电路集成。
5结论
电子元件篇7
关于压电陶瓷变压器的研究始于20世纪50年代。美国G．E．Motorola Zenith公司的Rosen在1956年阐述了压电陶瓷变压器的基本工作原理，并成功地制备出长条形单片压电陶瓷变压器。但由于这种单片变压器使用的是压电性能较差的BaTiO3陶瓷材料，加上工艺不完善，升压比很低，成本又很高，故当时没有引起人们的重视。后来，随着PZT系、三元系和四元系等压电陶瓷材料的陆续出现，在20世纪70年代末和80年代初，压电陶瓷变压器开始进入实用化。从20世纪90年代末期开始，压电陶瓷变压器得到了蓬勃发展和比较广泛的应用。
1 压电陶瓷变压器的基本结构及工作原理
压电蜂鸣器和压电点火棒是人们较熟悉的两种压电陶瓷产品。压电蜂鸣器是利用压电陶瓷的逆压电效应工作的，给其加上电信号，压电陶瓷将产生振动而发出声音；压电点火棒是利用压电陶瓷的正压电效应工作的，给其加上机械压力，在点火棒两端即有高压产生。这两种器件的能量转换形式是电能与机械能之间的单向转换，而压电陶瓷变压器则是在同一压电陶瓷上同时利用正和逆的压电效应来进行工作的，即经过电能机械能和机械能电能的两次能量变换。压电陶瓷变压器输入端和输出端的振动模式是不同的，因此压电陶瓷变压器实际上是一种特殊的压电陶瓷换能振子。
压电陶瓷变压器按其形状、电极和极化方向不同而有各种结构，其中最简单和最为常用的是Rosen型单层长条形结构，如***1所示。
由该***可知，压电陶瓷变压器由两部分组成，其中左半部分的上下两面都有烧渗的银电极，沿厚度(即从上到下)方向极化，作为输入端，这部分称为驱动部分；右半部分的端头烧渗了银电极，沿长度方向(即从左到右)极化，作为输出端，这部分称为发电部分。当交变电压Uin加到压电陶瓷变压器的输入端时，只要交变电压频率与压电陶瓷的谐振频率一致，就会通过逆压电效应使变压器产生沿长度方向上的伸缩振动，使输入的电能转化为机械能；而发电部分通过正压电效应使机械能转换为电能，产生电压输出。实际上，压电陶瓷的左半部分相当于蜂鸣器，右半部分则类似于点火棒。***1所示的压电变压器的长度大于厚度，如果输入端为低阻抗，输出端为高阻抗，则为升压型变压器。这种变压器在几伏或几十伏的输入电压下，可以产生数千伏的输出。在空载状态时，压电变压器的开路升压比N为
当材料一定时，Qm、k31和k33均为常数，压电变压器的变压比N仅由L和t之比决定。由于QmL/t可以很大，因此可以制作升压比足够大的压电陶瓷变压器。
利用与***1所示的Rosen变压器相似的结构，可以制备如***2所示的压电陶瓷降压变压器。这种降压变压器是将***1中所示的发电部分作为驱动部分，将驱动部分作为发电部分。通过这种变换，发电部分的输入阻抗大于驱动部分的输出阻抗，致使输出电压降低，电流增加。
压电陶瓷变压器除了利用横向振动模式的器件结构形式外，还可利用径向振动、厚度振动、弯曲振动等振动模式来设计和制造其他形式的压电变压器。利用厚度振动模式和径向振动模式，同样可以设计降压或自耦降压压电陶瓷变压器。
压电陶瓷材料是一种脆性材料。为保障压电陶瓷变压器的机械强度，陶瓷片不能做得太长或太薄，因此限制了升压比的提高。为了提高升压比，人们将多层片式电容器( MLCC)的成熟工艺移植到压电陶瓷变压器的制备中，于是在20世纪90年代末，多层独石型和片式压电陶瓷变压器陆续被推向市场。
***3所示为多层片式陶瓷结构示意。这种叠层结构中的相邻两层陶瓷在厚度方向上的极化方向是相反的，各内电极间采用叉指方式交替地连接。在多层压电陶瓷的总厚度与单片内电极 压电陶瓷的厚度相同的情况下，与单片压电陶瓷相比，N层压电陶瓷的等效压电系数(d33)则提高3N倍，电流量增加N2倍，电压将下降N倍（因陶瓷承受的电场相同）。将这种陶 瓷结构用于压电陶瓷变压器的驱动和发电部分，可以通过陶瓷层数来改变变压器的输入和输 出阻抗，从而改变变压比和电流比。
2 压电陶瓷变压器的特性
压电陶瓷变压器的电特性参数有输出功率（功率密度通常为15～20W/cm3）、输入／输 出电压、工作频率、负载阻抗、功率转换效率、器件尺寸和工作温度（通常低于60℃）等。
压电陶瓷变压器具有以下一般特性：
(1)压电陶瓷变压器输出电压的高低与频率直接相关，其输出电压只有在谐振频率附近（fr±lkHz内）才达到最大值；若偏离谐振频率，电压下降的幅度就很大。这是压电陶瓷变压器的重要特性，它与线绕变压器不同，不能在较宽的频率范围内工作。压电陶瓷变压器的、谐振频率会随温度的变化而变化，当环境温度发生变化或变压器工作时因自身机械和介质损耗而发热时，都将引起谐振频率的漂移。当用固定信号激励时，谐振频率的漂移会引起输入电压的变化，从而影响高压电源的稳定工作。因此，在应用中，相应的驱动电路必须具有频率自反馈跟踪能力，方能使变压器始终处于最佳工作状态。
(2)压电陶瓷变压器在输入电压一定时，输出电压随负载阻抗的减小而降低。这是由于压电陶瓷变压器的输入阻抗较大（约十几兆欧至数万兆欧）而引起的。因此，在使用压电陶瓷变压器升压的高压电源中，当负载变化后，变压器的输出电压变化较大，即它们的压电调整率差，这时必须在电路中采取补偿措施，以保证电源具有稳定的输出电压。
(3) 一般的线绕变压器的输入阻抗与负载阻抗是成正比的，而压电陶瓷变压器则相反，当减小其负载阻抗时，输入阻抗反而增大。这种输入阻抗与负载阻抗的特殊关系，在压电陶瓷变压器作为高压电源时极为重要。因为当负载短路时，压电陶瓷变压器会自动断电而不被烧毁，这是压电陶瓷变压器的一个优良特点。
(4)压电陶瓷变压器的安装固定与配置对正确使用很重要。压电陶瓷变压器有半波模和全波模两种安装状态，如***4所示。
在固定陶瓷片时，支撑点必须选定在振动位移为零的地方，否则会严重影响升压比和转换效 率。半波模谐振的支撑点应在压电陶瓷片的中间，全波模谐振的支撑点应在陶瓷片的1/4处。
3 压电陶瓷变压器的特点
压电陶瓷变压器与传统绕线型变压器比较，具有以下特点和优点：
(1)体积小，质量轻，器件几何形状呈超薄(厚度小于4mm)扁平结构，适宜片式化。同时，可根据实际需要制成长度和宽度振动模式的长方体压电变压器及径向振动的圆柱体压电变压器等。
(2)采用阻燃性压电陶瓷制成，不需要铜漆包线和磁心，没有磁饱和现象，不怕潮湿，不怕短路烧毁，安全性好。
(3)工作时是以高频振动的压电方式来实现能量的转换和传输的，不会产生也不受来自外界的电磁干扰。
(4)能量转换效率高，一般可达90％以上，最高可达98％。
(5)输出标准正弦波电压，尤其适用于驱动快速启动的冷阴极荧光灯(CCFL)。
(6)对于低阻负载具有准恒流输出特性，不会产生反峰电压，能对功率放大器起保护作用。
压电陶瓷变压器尽管有许多优点，但也存在一些不足之处，具体表现为：
(1)输出功率较小，单层器件输出功率一般仅为1～2W，多层器件输出功率可达30W。目前成熟产品的输出功率在10W之内，仅适用于小功率和高压小电流领域。
(2)在应用中的配套电路比较复杂，对使用成本和系统可靠性都造成一定影响。
(3)压电陶瓷变压器有一定的谐振频率，当工作频率低于谐振频率时，器件呈电容特性；高于谐振频率时，器件呈电感特性；只有在谐振频率附近时，器件才表现为电阻特性。因此，陶瓷变压器的工作频率受谐振频率的限制，工作带宽较窄，而电磁式变压器不受带宽限制，工作频率范围相对较宽。
4 压电陶瓷变压器的应用及其驱动电路
(1)应用领域
压电陶瓷变压器适用于高电压、小电流和较低功率的电子仪器和设备中，符合电子产品小型化、轻量化、薄型化、高效化及高可靠等方面的要求。全球信息产业日新月异，对压电陶瓷变压器提出了巨大的市场需求。
目前，压电陶瓷变压器主要用于电压升压和降压两个方面。压电陶瓷升压变压器的主要应用领域有冷阴极荧光灯驱动电路、液晶显示器、小功率激光管、电子警棍、负离子发生器、臭氧发生器、静电喷漆、静电除尘、静电复印机、扫描电子显微镜等高压发生装置中；降压型压电陶瓷变压器主要用于各种小型AC/DC和DC/DC模块电源、手提充电器和手机、摄像机等便携式产品的AC/DC适配器。从目前的情况看，压电陶瓷降压变压器的发展和应用滞后于压电陶瓷升压变压器。
(2)基本驱动电路
在20世纪90年代中后期之前，人们利用当时现有的资源，大多采用开关电源通用PWM控制器IC再附加电路来驱动压电陶瓷变压器。后来随着压电陶瓷变压器的迅速发展和日益广泛的应用，使世界各大半导体公司看到了商机．纷纷开发并推出了压电陶瓷变压器专用驱动IC。这些IC具有较宽的输入电压范围，能自动完成频率扫描和跟踪，以使压电变压器工作在准谐振状态。此类驱动IC有很多，如HLMM936、UCC3976、UCC3977和DIT8545等。
压电陶瓷变压器的驱动电路有单开关单端驱动方式、双开关推挽和半桥驱动方式及四开关全桥驱动方式等几种，其中单开关电路拓扑仅适用于驱动小功率压电陶瓷变压器，电路结构比较简单。
1)高压电源用单端驱动电路。***5所示为高压电源电路。该电路是一种DC/DC升压变换器拓扑，压电陶瓷变压器TC用作升压转换器件。控制器IC的振荡器频率能跟踪TC的谐振频率，IC的输出PWM信号驱动互补配置的晶体管VT1和VT2。当IC输出高电平时，VT1导通，UCC经限流电阻R和VT1对MOSFET (VT3)的栅极电容Cgs充电。当VT3、栅极电压达到开启电平时，VT3导通，电流通过电感器L使其储存能量。当IC输出低电平时，VT1截止，VT2导通，VT3截止。在VT3截止时，在L中产生反电势加至TC的输入端，脉冲幅度为UCC的2倍左右。TC输出端上产生的高频正弦波电压经VD1、VD2和电容器C整流滤波，输出一个DC高压(约3000V)。Ra、Rb为取样电阻分压器，在Rb上的采样信号反馈到IC，使高压输出稳定在设定值上。TC为KH3005型压电陶瓷变压器，尺寸为30mm×5mm×2.6mm，额定输出功率为3.5W，谐振频率为55kHz，输入电容为180pF，输出电容为26pF。
表1列出了MPT系列压电陶瓷变压器的尺寸与参数，供选用时参考。
2)基于DIT8545的单开关CCFL驱动电路。一种基于控制器DIT8545的小屏幕LCD背光照明用冷阴极荧光灯(CCFL)单端单开关驱动电路如***6所示。该驱动电路是一个输入DC电压为3～13.5V的DC-AC变换器电路，压电陶瓷变压器TC(采用PZT材料)输出视CCFL规格而定。在一般情况下，CCFL工作电压为200～600V，工作电流为2～8mA。
电子元件篇8
关键词：稳压 稳压二极管 应用 检测 故障特点
在我们电路设计与分析时，常常会遇到关于稳压二极管的问题，对于这种常用的器件，本文笔者将在其应用及常现故障、检测等方面进行总结性阐述。
众所周知，稳压二极管也称齐纳二极管或反向击穿二极管，在电路中起稳定电压作用。稳压二极管工作在反向击穿状态时，其两端的反向电压在一定反向电流范围内不随反向电流变化而变化。利用这一性质，在电路里常用于构成稳压电路。
稳压二极管通常由硅半导体材料采用合金法或扩散法制成。它既具有普通二极管的单向导电特性，又可工作于反向击穿状态。在反向电压较低时，稳压二极管截止；当反向电压达到一定数值时，反向电流突然增大，稳压二极管进入击穿区，此时即使反向电流在很大范围内变化时，稳压二极管两端的反向电压也能保持基本不变。但若反向电流增大到一定数值后，稳压二极管则会被彻底击穿而损坏。稳压二极管构成的稳压电路，虽然稳定度不很高，输出电流也较小，但却具有简单、经济实用的优点，因而应用非常广泛。
下面我们讲讲在实际电路中，稳压二极管的几个问题。
一、使用注意要点
1.要注意一般二极管与稳压二极管的区别。2.注意稳压二极管正向使用与反向使用的区别。3.要注意限流电阻的作用及阻值大小的影响。在稳压二极管稳压电路中，一般都要串接一个电阻，该电阻在电路中起限流和提高稳压效果的作用。若不加该电阻即R=0时，容易烧坏稳压管，稳压效果也会极差。4.要注意输入与输出的压差。5.稳压管可串联使用。6.稳压管一般不并联使用。几个稳压管并联后，稳压值将由最低(包括正向导通后的电压值)的一个来决定。7.选择二极管的基本原则：A.要求导通电压低时选锗管；要求反向电流小时选硅管。B.要求导通电流大时选面结合型；要求工作频率高时选点接触型。c.要求反向击穿电压高时选硅管。D.要求耐高温时选硅管。
二、关于二极管的检测
1 正、负电极的判别
从稳压二极管外形上看，金属封装稳压二极管管体的正极一端为平面形，负极一端为半圆面形。塑封稳压二极管管体上印有彩色标记的一端为负极，另一端为正极。对标志不清楚的稳压二极管，也可以用万用表判别其极性，测量的方法与普通二极管相同，即用万用表Rx1k档，将两表笔分别接稳压二极管的两个电极，测出一个结果后，再对调两表笔进行测量。在两次测量结果中，阻值较小那一次，黑表笔接的是稳压二极管的正极，红表笔接的是稳压二极管的负极。若测得稳压二极管的正、反向电阻均很小或均为无穷大，则说明该二极管已击穿或开路损坏。
2 稳压值的测量
用0-30V连续可调直流电源，对于13V以下的稳压二极管，可将稳压电源的输出电压调至15V，将电源正极串接1只1.5kΩ限流电阻后与被测稳压二极管的负极相连接，电源负极与稳压二极管的正极相接，再用万用表测量稳压二极管两端的电压值，所测的读数即为稳压二极管的稳压值。若稳压二极管的稳压值高于15V，则应将稳压电源调至20V以上。
当然，也可用低于1000V的兆欧表为稳压二极管提供测试电源。其方法就不在这里阐述。若测量稳压二极管的稳定电压值忽高忽低，则说明该二极管的性不稳定。
三、稳压二极管的应用
1 浪涌保护电路：稳压管在准确的电压下击穿，这就使得它可作为限制或保护之元件来使用，因为各种电压的稳压二极管都可以得到，故对于这种应用特别适宜。***中的稳压二极管D是作为过压保护器件。只要电源电压VS超过二极管的稳压值D就导通，使继电器J吸合负载RL就与电源分开。
2 电视机里的过压保护电路：EC是电视机主供电压，当EC电压过高时，D导通，三极管BG导通，其集电极电位将由原来的高电平(5V)变为低电平，通过待机控制线的控制使电视机进入待机保护状态。
3 电弧抑制电路：在电感线圈上并联接入一只合适的稳压二极管(也可接入一只普通二极管原理一样)的话，当线圈在导通状态切断时，由于其电磁能释放所产生的高压就被二极管所吸收，所以当开关断开时，开关的电弧也就被消除了。这个应用电路在工业上用得比较多，如一些较大功率的电磁吸控制电路就用到它。
4 串联型稳压电路：在此电路中，串联稳压管BG的基极被稳压二极管D钳定在13V,那么其发射极就输出恒定的12V电压了。这个电路在很多场合下都有应用。
四、稳压二极管的常见故障特点
稳压二极管的故障主要表现在开路、短路和稳压值不稳定。在这三种故障中，前一种故障表现出电源电压升高；后两种故障表现为电源电压变低到零伏或输出不稳定。常用稳压二极管的型号及稳压值如下表
稳压管也是一种晶体二极管，它是利用PN结的击穿区具有稳定电压的特性来工作的。稳压管在稳压没备和一些电子电路中获得广泛的应用。我们把这种类型的二极管称为稳压管，以区别用在整流、检波和其他单向导电场合的二极管。