電子元器件技術(shù)
發(fā)布時(shí)間:2011/8/24 11:03:46 訪問次數(shù):1276
任何一個(gè)電子裝置、設(shè)備或系統(tǒng),無論簡(jiǎn)單或復(fù)雜,都是由少則幾個(gè)到幾十、多則成千上萬個(gè)作用各不相同的電子元器件組成的?梢赃@樣說,沒有高質(zhì)量的電子元器件,就沒有高性能的電子設(shè)備。
電子元器件是電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),是組成電子設(shè)備的基礎(chǔ)單元,位于電子產(chǎn)業(yè)的前端,電子制造技術(shù)每次升級(jí)換代都是由于元器件的變革引起的;同時(shí)元器件也是學(xué)習(xí)掌握電子工藝技術(shù)的基礎(chǔ),無論初學(xué)還是進(jìn)一步提高,都離不開元器件這個(gè)基本環(huán)節(jié)。
1.電子元器件的概念
不同領(lǐng)域中電子元器件的概念是不一樣的。
1)狹義電子元器件
在電子學(xué)中電子元器件的概念是以電原理來界定的,即能夠?qū)﹄娦盘?hào)(電流或電壓)進(jìn)行控制的基本單元。因此只有電真空器件(以電子管為代表)、半導(dǎo)體器件和由基本半導(dǎo)體器件集成化構(gòu)成的各種集成電路才稱為電子元器件。電子學(xué)意義上的電子元器件范
圍比較小,可稱為狹義的電子元器件,其使用僅限于電子學(xué)學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域。
2)通義電子元器件
在電子技術(shù)特別是應(yīng)用電子技術(shù)領(lǐng)域,電子元器件的定義是具有獨(dú)立電路功能、構(gòu)成電路的基本單元,其范圍擴(kuò)大了許多,除了狹義電子元器件外,不僅包括了通用的電抗元件(通常稱為三大基本元件的電阻、電容、電感器)和機(jī)電元件(連接器、開關(guān)、繼電器等),還包括了各種專用元器件(包括電聲器件、光電器件、敏感元器件、顯示器件、壓電器件、磁性元件、保險(xiǎn)元件以及電池等),一般電子技術(shù)類書刊(本書亦煞)提到電子元器件指的就是它們,因此可稱為通義的電子元器件。
3)廣義電子元器件
在電子制造工程中、特別是產(chǎn)品制造領(lǐng)域,電子元器件范圍又?jǐn)U大了。凡是構(gòu)成電子產(chǎn)品的各種組成部分,除了通義的電子元器件外,還包括各種結(jié)構(gòu)件(包括電線電纜、電子五金件、塑料件等)、功能件(包括散熱器、屏蔽件、防護(hù)件等)、電子專用材料(包括電熱材料、電子玻璃、光學(xué)材料、功能金屬等)以及電子組件、模塊部件(如穩(wěn)壓/穩(wěn)流電源,AC/DC、DC/DC電源轉(zhuǎn)換器,可編程控制器,LED/液晶屏組件以及逆變器、變頻器等)以及印制電路板(一般指未裝配元器件的裸板)、微型電機(jī)(伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等)等。這種廣義電子元器件概念,一般只在電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)供應(yīng)鏈范圍應(yīng)用。
三種元器件概念的關(guān)系如圖4.3.1所示。
2.電子元器件的分類
電子元器件有多種分類方式,應(yīng)用于不同的領(lǐng)域和范圍。
1)按制造行業(yè)劃分——元件與器件
元件與器件是按照元器件制造過程中是否改變材料分子組成與結(jié)構(gòu)來區(qū)分的,是行業(yè)劃分的概念。在元器件制造行業(yè),器件
由半導(dǎo)體企業(yè)制造,而元件則由電子零部件企業(yè)制造。
元件:加工中沒有改變分子成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。如電阻、電客、電感器、電位器、變壓器、連接器、開關(guān)、石英/陶瓷元件、繼電器等。
器件:加工中改變分子成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。主要是各種半導(dǎo)體產(chǎn)品,如二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管,各種光電器件、各種集成電路等,也包括電真空器件和液晶顯示等。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,元器件的品種越來越多、功能越來越強(qiáng),涉及范圍也在不斷擴(kuò)大,元件與器件的概念也在不斷變化,逐漸模糊。例如有時(shí)說元件或器件時(shí)實(shí)際指的是元器件,而像半導(dǎo)體敏感元件實(shí)際按定義應(yīng)該稱為器件等。
2)按電路功能劃分一一分立與集成
分立器件:具有一定電壓電流關(guān)系的獨(dú)立器件,包括基本的電抗元件、機(jī)電元件、半導(dǎo)體分立器件(二極管、雙極三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管)等。
集成器件:通常稱為集成電路,指一個(gè)完整的功能電路或系統(tǒng)采用集成制造技術(shù)制作在一個(gè)封裝內(nèi),組成具有特定電路功能和技術(shù)參數(shù)指標(biāo)的器件。
分立器件與集成電路器件的本質(zhì)區(qū)別是,分立器件只具有簡(jiǎn)單的電壓電流轉(zhuǎn)換或控制功能,不具備電路的系統(tǒng)功能;而集成電路器件則可以組成完全獨(dú)立的電路或系統(tǒng)功能。實(shí)際上,具有系統(tǒng)功能的集成電路已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的“器件”和“電路”,而是一個(gè)完整的產(chǎn)品,例如數(shù)字電視系統(tǒng),已經(jīng)將全部電路集成在一個(gè)芯片內(nèi),習(xí)慣上仍然稱其為集成電路。
3)按工作機(jī)理劃分一一無源與有源
無源元件與有源元件,也稱為無源器件與有源器件,是根據(jù)元器件工作機(jī)理來劃分的,一般用于電路原理討論。
無源元件:工作時(shí)只消耗元器件輸入信號(hào)電能的元器件,本身不需要電源就可以迸行信號(hào)處理和傳輸。無源器件主要包括電阻、電位器、電容、電感、二極管以及諧振器、濾波器、混頻器開關(guān)和光無源元件等。
有源元件:正常工作的基本條件是必須向元件提供相應(yīng)的電源,如果沒有電源,器件將無法工作。有源器件包括三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、集成電路等,是以半導(dǎo)體為基本材料構(gòu)成的元器件,也包括電真空器件。
4)按組裝方式一—插裝與貼裝
在表面組裝技術(shù)出現(xiàn)前,所有元器件都是以插裝方式組裝在電路板上。在表面組裝技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛的現(xiàn)代,大部分元器件都有插裝與貼裝兩種封裝形式,一部分新型元器件已經(jīng)淘汰了插裝式封裝。
插裝:組裝到印制電路板上時(shí)需要在印制電路板上打通孔,引腳在電路板另一面實(shí)現(xiàn)焊接連接的元器件,通常有較長(zhǎng)的引腳和體積;
貼裝:組裝到印制電路板上時(shí)無需在印制電路板通孔,引線直接貼裝在印制電路板銅箔上的元器件,通常是短引腳或無引腳片式結(jié)構(gòu)。
5)按使用環(huán)境分類——元器件可靠性
電路元器件種類繁多,隨著電子技術(shù)和工藝水平的不斷提高,大量新的器件不斷出現(xiàn),對(duì)于不同的使用環(huán)境,同一器件也有不同的可靠性標(biāo)準(zhǔn),相應(yīng)不同可靠性有不同的價(jià)格,例如,同一器件軍用品的價(jià)格可能是民用品的10倍,甚至更多,工業(yè)品介于二者之間。
民用品:對(duì)可靠性要求一般、性價(jià)比要求高,一般應(yīng)用于家用、娛樂、辦公等領(lǐng)域;
工業(yè)品:對(duì)可靠性要求較高、性價(jià)比要求一般,一般應(yīng)用于工業(yè)控制、交通、儀器儀表等;
軍用品:對(duì)可靠性要求很高、價(jià)格不敏感,一般應(yīng)用于軍工、航天航空、醫(yī)療等領(lǐng)域。
6)電子應(yīng)用技術(shù)中關(guān)于元器件的分類
電子應(yīng)用技術(shù)對(duì)元器件的分類,既不按純學(xué)術(shù)概念去劃分,也不按行業(yè)分工的劃分,而是按元器件應(yīng)用特點(diǎn)來劃分,如圖4.3.2所示。
分類只是把元器件作為知識(shí)而做的歸納和總結(jié),不同領(lǐng)域不同分類是不足為怪的,迄今也沒有一種分類方式可以完美無缺。實(shí)際上在元器件供應(yīng)商那里,分類是沒有一定之規(guī)的,例如某大型元器件供應(yīng)商網(wǎng)站關(guān)于元器件分類如圖4.3.3所示。 ZL50000DP
任何一個(gè)電子裝置、設(shè)備或系統(tǒng),無論簡(jiǎn)單或復(fù)雜,都是由少則幾個(gè)到幾十、多則成千上萬個(gè)作用各不相同的電子元器件組成的?梢赃@樣說,沒有高質(zhì)量的電子元器件,就沒有高性能的電子設(shè)備。
電子元器件是電子產(chǎn)業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ),是組成電子設(shè)備的基礎(chǔ)單元,位于電子產(chǎn)業(yè)的前端,電子制造技術(shù)每次升級(jí)換代都是由于元器件的變革引起的;同時(shí)元器件也是學(xué)習(xí)掌握電子工藝技術(shù)的基礎(chǔ),無論初學(xué)還是進(jìn)一步提高,都離不開元器件這個(gè)基本環(huán)節(jié)。
1.電子元器件的概念
不同領(lǐng)域中電子元器件的概念是不一樣的。
1)狹義電子元器件
在電子學(xué)中電子元器件的概念是以電原理來界定的,即能夠?qū)﹄娦盘?hào)(電流或電壓)進(jìn)行控制的基本單元。因此只有電真空器件(以電子管為代表)、半導(dǎo)體器件和由基本半導(dǎo)體器件集成化構(gòu)成的各種集成電路才稱為電子元器件。電子學(xué)意義上的電子元器件范
圍比較小,可稱為狹義的電子元器件,其使用僅限于電子學(xué)學(xué)術(shù)研究領(lǐng)域。
2)通義電子元器件
在電子技術(shù)特別是應(yīng)用電子技術(shù)領(lǐng)域,電子元器件的定義是具有獨(dú)立電路功能、構(gòu)成電路的基本單元,其范圍擴(kuò)大了許多,除了狹義電子元器件外,不僅包括了通用的電抗元件(通常稱為三大基本元件的電阻、電容、電感器)和機(jī)電元件(連接器、開關(guān)、繼電器等),還包括了各種專用元器件(包括電聲器件、光電器件、敏感元器件、顯示器件、壓電器件、磁性元件、保險(xiǎn)元件以及電池等),一般電子技術(shù)類書刊(本書亦煞)提到電子元器件指的就是它們,因此可稱為通義的電子元器件。
3)廣義電子元器件
在電子制造工程中、特別是產(chǎn)品制造領(lǐng)域,電子元器件范圍又?jǐn)U大了。凡是構(gòu)成電子產(chǎn)品的各種組成部分,除了通義的電子元器件外,還包括各種結(jié)構(gòu)件(包括電線電纜、電子五金件、塑料件等)、功能件(包括散熱器、屏蔽件、防護(hù)件等)、電子專用材料(包括電熱材料、電子玻璃、光學(xué)材料、功能金屬等)以及電子組件、模塊部件(如穩(wěn)壓/穩(wěn)流電源,AC/DC、DC/DC電源轉(zhuǎn)換器,可編程控制器,LED/液晶屏組件以及逆變器、變頻器等)以及印制電路板(一般指未裝配元器件的裸板)、微型電機(jī)(伺服電機(jī)、步進(jìn)電機(jī)等)等。這種廣義電子元器件概念,一般只在電子產(chǎn)品生產(chǎn)企業(yè)供應(yīng)鏈范圍應(yīng)用。
三種元器件概念的關(guān)系如圖4.3.1所示。
2.電子元器件的分類
電子元器件有多種分類方式,應(yīng)用于不同的領(lǐng)域和范圍。
1)按制造行業(yè)劃分——元件與器件
元件與器件是按照元器件制造過程中是否改變材料分子組成與結(jié)構(gòu)來區(qū)分的,是行業(yè)劃分的概念。在元器件制造行業(yè),器件
由半導(dǎo)體企業(yè)制造,而元件則由電子零部件企業(yè)制造。
元件:加工中沒有改變分子成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。如電阻、電客、電感器、電位器、變壓器、連接器、開關(guān)、石英/陶瓷元件、繼電器等。
器件:加工中改變分子成分和結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品。主要是各種半導(dǎo)體產(chǎn)品,如二極管、三極管、場(chǎng)效應(yīng)管,各種光電器件、各種集成電路等,也包括電真空器件和液晶顯示等。
隨著電子技術(shù)的發(fā)展,元器件的品種越來越多、功能越來越強(qiáng),涉及范圍也在不斷擴(kuò)大,元件與器件的概念也在不斷變化,逐漸模糊。例如有時(shí)說元件或器件時(shí)實(shí)際指的是元器件,而像半導(dǎo)體敏感元件實(shí)際按定義應(yīng)該稱為器件等。
2)按電路功能劃分一一分立與集成
分立器件:具有一定電壓電流關(guān)系的獨(dú)立器件,包括基本的電抗元件、機(jī)電元件、半導(dǎo)體分立器件(二極管、雙極三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、晶閘管)等。
集成器件:通常稱為集成電路,指一個(gè)完整的功能電路或系統(tǒng)采用集成制造技術(shù)制作在一個(gè)封裝內(nèi),組成具有特定電路功能和技術(shù)參數(shù)指標(biāo)的器件。
分立器件與集成電路器件的本質(zhì)區(qū)別是,分立器件只具有簡(jiǎn)單的電壓電流轉(zhuǎn)換或控制功能,不具備電路的系統(tǒng)功能;而集成電路器件則可以組成完全獨(dú)立的電路或系統(tǒng)功能。實(shí)際上,具有系統(tǒng)功能的集成電路已經(jīng)不是簡(jiǎn)單的“器件”和“電路”,而是一個(gè)完整的產(chǎn)品,例如數(shù)字電視系統(tǒng),已經(jīng)將全部電路集成在一個(gè)芯片內(nèi),習(xí)慣上仍然稱其為集成電路。
3)按工作機(jī)理劃分一一無源與有源
無源元件與有源元件,也稱為無源器件與有源器件,是根據(jù)元器件工作機(jī)理來劃分的,一般用于電路原理討論。
無源元件:工作時(shí)只消耗元器件輸入信號(hào)電能的元器件,本身不需要電源就可以迸行信號(hào)處理和傳輸。無源器件主要包括電阻、電位器、電容、電感、二極管以及諧振器、濾波器、混頻器開關(guān)和光無源元件等。
有源元件:正常工作的基本條件是必須向元件提供相應(yīng)的電源,如果沒有電源,器件將無法工作。有源器件包括三極管、場(chǎng)效應(yīng)管、集成電路等,是以半導(dǎo)體為基本材料構(gòu)成的元器件,也包括電真空器件。
4)按組裝方式一—插裝與貼裝
在表面組裝技術(shù)出現(xiàn)前,所有元器件都是以插裝方式組裝在電路板上。在表面組裝技術(shù)應(yīng)用越來越廣泛的現(xiàn)代,大部分元器件都有插裝與貼裝兩種封裝形式,一部分新型元器件已經(jīng)淘汰了插裝式封裝。
插裝:組裝到印制電路板上時(shí)需要在印制電路板上打通孔,引腳在電路板另一面實(shí)現(xiàn)焊接連接的元器件,通常有較長(zhǎng)的引腳和體積;
貼裝:組裝到印制電路板上時(shí)無需在印制電路板通孔,引線直接貼裝在印制電路板銅箔上的元器件,通常是短引腳或無引腳片式結(jié)構(gòu)。
5)按使用環(huán)境分類——元器件可靠性
電路元器件種類繁多,隨著電子技術(shù)和工藝水平的不斷提高,大量新的器件不斷出現(xiàn),對(duì)于不同的使用環(huán)境,同一器件也有不同的可靠性標(biāo)準(zhǔn),相應(yīng)不同可靠性有不同的價(jià)格,例如,同一器件軍用品的價(jià)格可能是民用品的10倍,甚至更多,工業(yè)品介于二者之間。
民用品:對(duì)可靠性要求一般、性價(jià)比要求高,一般應(yīng)用于家用、娛樂、辦公等領(lǐng)域;
工業(yè)品:對(duì)可靠性要求較高、性價(jià)比要求一般,一般應(yīng)用于工業(yè)控制、交通、儀器儀表等;
軍用品:對(duì)可靠性要求很高、價(jià)格不敏感,一般應(yīng)用于軍工、航天航空、醫(yī)療等領(lǐng)域。
6)電子應(yīng)用技術(shù)中關(guān)于元器件的分類
電子應(yīng)用技術(shù)對(duì)元器件的分類,既不按純學(xué)術(shù)概念去劃分,也不按行業(yè)分工的劃分,而是按元器件應(yīng)用特點(diǎn)來劃分,如圖4.3.2所示。
分類只是把元器件作為知識(shí)而做的歸納和總結(jié),不同領(lǐng)域不同分類是不足為怪的,迄今也沒有一種分類方式可以完美無缺。實(shí)際上在元器件供應(yīng)商那里,分類是沒有一定之規(guī)的,例如某大型元器件供應(yīng)商網(wǎng)站關(guān)于元器件分類如圖4.3.3所示。 ZL50000DP
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