
- •Лабораторный практикум по Электрофизическим методам исследования диэлектриков
- •Введение
- •Тема 1. Приборы, используемые для проведения исследований электротехнических материалов
- •1.1. Мосты переменного тока
- •1.1.1. Мост переменного тока р577
- •1.1.2. Мост переменного тока р5026
- •1.1.3. Мост переменного тока р5058
- •1.1.4. Автоматические мосты переменного тока
- •1.2. Осциллографы
- •1.3. Генераторы
- •Тема 2. Проводимость полупроводников и металлов лабораторная работа № 2.1
- •2.1. Терморезисторы: термисторы и позисторы
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.2
- •2.2. Общие сведения о варисторах
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к работе
- •2. Исследование вольтамперной характеристики варистора
- •7. Исследование зависимости сопротивления от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 2.3
- •2.3. Определение типа носителей в полупроводниках
- •2.3.1. Метод термозонда
- •2.3.2. Метод Холла
- •2.3.3. Определение концентрация и подвижности носителей
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Определение типа носителей с помощью метода термозонда
- •1.1. Подготовка к работе
- •1.2. Определение типа носителей разных кристаллов
- •2. Исследования по методу Холла
- •2.1. Определение типа основных носителей в датчике Холла
- •2.3. Исследование вольтамперной характеристики датчика
- •2.4. Определение микропараметров кристалла датчика Холла
- •2.6. Определение зависимости эдс Холла от величины тока
- •2.9. Определение зависимости эдс Холла величины индукции в
- •Отчетные материалы
- •Тема 3. Поляризация диэлектриков Лабораторная работа № 3.1 "Исследование жидкокристаллических индикаторов"
- •3.1. Теоретические сведения о жк-индикаторах
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к измерениям
- •2. Изучение жк-сегментов индикатора
- •4. Исследование зависимости емкости Сn(u)
- •5. Определение зависимости значений Uпор от частоты f
- •6. Определение частоты fкр в зависимости от напряжения
- •7. Определение зависимостей ε(f) и tgδ(f) материала
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.2 "Активная сегнетокерамика"
- •3.2. Основные свойства сегнетоэлектриков
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка материалов
- •1. Испытание 1.
- •2. Испытание 2
- •2.6. Анализ зависимости параметров диэлектрика от температуры
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 3.3 "Исследование свойств радиочастотных кабелей"
- •3.3. Теоретические сведения о радиочастотных кабелях
- •3.3.1. Распространение электромагнитных волн по кабелю
- •3.3.2. Обозначение и строение радиочастотных кабелей
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 4. Диэлектрические потери Лабораторная работа № 4.1 "Исследование зависимости ε и tg диэлектрика от температуры и частоты"
- •4.1. Методы оценки диэлектрических потерь
- •4.1.1. Схемы замещения реального конденсатора
- •4.1.2. Расчет величины активных потерь в диэлектрике
- •4.1.3. Мост переменного тока р577
- •4.1.4. Зависимость tg от температуры и частоты
- •4.1.5. Зависимость от температуры и частоты
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка материалов
- •Отчетные материалы
- •Тема 5. Пробой диэлектриков Лабораторная работа № 5.1
- •5.1. Общие сведения о пробое воздуха
- •5.1.1. Влияние различных факторов на пробой воздуха
- •5.1.2. Описание эксперимента
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 6. Тепловые свойства диэлектриков Лабораторная работа № 6.1 "Исследование тепловых свойств диэлектрических материалов"
- •6.1. Методы оценки тепловых потоков
- •6.1.1. Параметры теплового потока
- •6.1.2. Теплопроводность плоской стенки
- •6.1.3. Теплопроводность цилиндрической стенки
- •6.1.4. Влияние факторов на коэффициент теплопроводности
- •6.1.5. Понятие о нагревостойкости материалов
- •6.1.6. Методы измерения температуры и теплового потока
- •6.1.7. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •Отчетные материалы
- •Тема 7. Радиокомпоненты Лабораторная работа № 7.4 "Анализ рядов сопротивлений и конденсаторов"
- •7.1. Номинальные параметры резисторов и конденсаторов
- •7.1.1. Ряды сопротивлений и конденсаторов
- •7.1.2. Гистограмма распределения элементов в серии
- •7.1.3. Экспериментальное построение гистограммы выборки
- •7.1.4. Резисторы и конденсаторы для поверхностного монтажа
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к исследованиям
- •2. Исследование параметров резисторов
- •3. Исследование параметров конденсаторов
- •4. Анализ параметров резисторов и конденсаторов smd
- •Отчетные материалы
- •Тема 8. МаГнитные материалы Лабораторная работа № 8.1
- •8.1. Магнитные законы и материалы
- •8.1.1. Магнитные законы
- •8.1.2. Расчет магнитного поля с помощью закона полного тока
- •8.1.3. Общая характеристика магнитных материалов
- •8.1.4. Основные свойства ферромагнитных материалов
- •8.1.5. Магнитные цепи
- •8.1.6. Описание установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Исследование магнитных свойств соленоидов
- •Отчетные материалы
- •Лабораторная работа № 8.2
- •8.2. Общие сведения об экранировании магнитного поля
- •8.2.1. Электромагнитное экранирование
- •8.2.2. Количественная оценка эффекта экранирования
- •8.2.3 Описание лабораторной установки
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов
- •1. Подготовка к испытаниям
- •2. Определение зависимости индукции в(h) без экранов
- •3. Определение экспериментальной величины э при различных экранах
- •3.1. Исследование экрана из немагнитного полимерного материала
- •Экспериментальная таблица для каждого из экранов
- •3.7. Исследование экрана из немагнитного металлического материала
- •3.8. Исследование экрана из ферромагнитного материала
- •3.9. Исследование двухслойного экрана из различных материалов
- •Отчетные материалы
- •Тема 9. Оптическая пирометрия Лабораторная работа № 9.1
- •9.1. Модели и методы оптической пирометрии
- •9.1.1. Параметры и характеристики теплового излучения
- •9.1.2. Законы теплового излучения
- •9.1.3. Оценка температуры яркостным пирометром
- •9.1.4. Оценка теплового потока от нагретого тела
- •9.1.5. Схема установки и работа с пирометром оппир-017
- •9.1.6. Расчет температуры с помощью оптического пирометра
- •Подготовка к работе
- •Измерения и обработка результатов Определение яркостной температуры Тя и расчет температуры т
- •Отчетные материалы
- •Рекомендуемая литература Основная
- •Дополнительная
7.1.4. Резисторы и конденсаторы для поверхностного монтажа
Резисторы
Для изготовления гибридных интегральных схем используются как собственно микросхемы (на твердотельных кристаллах), так и резисторы, конденсаторы поверхностного монтажа (элементы SMD), сформированные на единой, например, стеклотекстолитовой подложке.
Для оценки параметров резисторов и конденсаторов SMD используются разнообразные обозначения, отличающиеся от отечественной маркировки, поэтому следует активно использовать справочную литературу, в том числе, данные Интернета (http://www.radiant.su/rus/articles/?action=show&id=334 и т.п.);
Рассмотрим начальные сведения о маркировке резисторов SMD.
Примерные размеры резисторов SMD, которые подпаиваются в схему, и их типоразмеры (фиксированные размеры) приведены в таблице 7.3.
Таблица 7.3.
Типоразмеры резисторов SMD
|
|
Внешний вид резисторов SMD представлен на рис. 7.3.
Резистор типоразмера 0402 обычно не имеет обозначения на корпусе. На корпусе резисторов других типоразмеров представлен код, например, 452.
а) б) в)
Рис. 7.3. Внешний вид резисторов SMD
Если SMD резисторы типоразмера 0603, 0805, 1206 имеют допуск D = 2 %, 5 % или 10 %, то их маркировка - код состоит из трех цифр: две первые – обозначает мантиссу, а третья - степень для десятичного основания (рис. 7.3).
Учитывая сказанное, можно оценить значение сопротивления Rн резистора в Омах. Например, если код резистора 452, первые две цифры 45 - это мантисса, 2 - степень, следовательно, Rн = 45·102 Ом = 4,5 кОм.
Иногда к цифровому коду резистора прибавляется латинская буква R (рис. 7.3, а), которая ставится впереди цифр для обозначения десятичной точки. Например, при коде R470 резистор имеет Rн = 0,47·100 Ом = 0,47 Ом.
Резисторы SMD с типоразмером 0805 и выше, имеющие допуск D = 1%, обозначаются кодом из четырех цифр: первые три цифры - обозначение мантиссу, а четвертая - степень для десятичного основания. Значение Rн сопротивления резистора представляется в Омах. Например, код резистора 4501 - первые три цифры 450 - это мантисса, 1 - степень, в итоге получаем Rн = 450·101 Ом = 4,5 кОм. К данному коду также может прибавляться буква R - обозначение десятичной точки.
Таблица 7.4
Отдельные значения кодов и значений резисторов SMD
-
Код
Значение
Код
Значение
Код
Значение
Код
Значение
S
10-2
R
10-1
A
100
B
10+1
C
10+2
D
10+3
E
10+4
F
10+5
01
100
13
133
25
178
37
237
02
102
14
137
26
182
38
243
03
105
15
140
27
187
39
249
04
107
16
143
28
191
40
255
05
110
17
147
29
196
41
261
06
113
18
150
30
200
42
267
07
115
19
154
31
205
43
274
08
118
20
158
32
210
44
280
09
121
21
162
33
215
45
287
10
124
22
165
34
221
46
294
11
127
23
169
35
226
47
301
12
130
24
174
36
232
48
309
Кодовая маркировка резисторов SMD с допуском в 1 % и типоразмером 0603 обозначаются (табл. 7.4) двумя цифрами и буквой (рис. 7.3, в). Цифры обозначают код, по которому из таблицы выбирается значение мантиссы, а буква - множителя с десятичным основанием. Код определяет значение сопротивления Rн резистора в Омах. Например, код резистора 14R. Первые две цифры 14; для кода 14 – значение мантиссы равно 137, буква R - степень равная 10–1, в итоге получаем Rн = 137·10–1 Ом = 13,7 Ом; код 10C – Rн = 124·10² Ом = 12,4 кОм.
Фирма PHILIPS кодирует номинал резисторов (номинал Rн в Омах) в соответствии с общепринятыми стандартами, описанными выше, т.е. первые две или три цифры указывают на мантиссу, а последние – количество нулей (множитель). В зависимости от допуска (точности) резистора номинал кодируется в виде 3-х или 4-х символов. Буква R выполняет функцию десятичной запятой, или, если она стоит в конце, то указывает на диапазон.
Отличия от стандартной кодировки могут заключаться в трактовке цифр 7, 8, 9 в последнем символе.
Обратим внимание, что если на резисторе PHILIPS представлен код 107, то это не означает, что Rн = 10·107 Ом = 100 Мом (Rн ≠ 100 Мом), но свидетельствует о том, что Rн = 0,1 Ом, аналогично, при кодах 1008 или 108 значение Rн = 1 Ом (рис. 7.5).
Рис. 7.5. Резисторы SMD и их обозначение
Конденсаторы
Керамические конденсаторы SMD маркируются кодом, включающим букву или две буквы и цифры. Первая буква является необязательной - она обозначает код изготовителя. Вторая буква - обозначает мантиссу, которую можно будет выбрать из таблицы 7.5. Цифра, которая стоящая в конце кода - степень десятичного основания. Расчет значения Cн производится в пикофарадах (pF).
Например, код конденсатора R3. Буква - одна, изготовитель – не известен. Значение мантиссу – 4,3; цифра 3 указывает на степень десятичного основания, т.о. получим значение конденсатора Сн = 4,3·103 pF = 4,3 nF. Если код записан в виде KR3, то буква K указывает на производителя (K - Kemet).
Таблица 7.5
Обозначения SMD конденсаторов
Буква |
Мантисса |
Буква |
Мантисса |
Буква |
Мантисса |
Буква |
Мантисса |
A |
1,0 |
J |
2,2 |
Q |
3,9 |
m |
6,0 |
B |
1,1 |
K |
2,4 |
d |
4,0 |
V |
6,2 |
C |
1,2 |
A |
2,5 |
R |
4,3 |
W |
6,8 |
D |
1,3 |
L |
2,7 |
e |
4,5 |
n |
7,0 |
E |
1,5 |
M |
3,0 |
S |
4,7 |
X |
7,5 |
F |
1,6 |
N |
3,3 |
f |
5,0 |
t |
8,0 |
G |
1,8 |
b |
3,5 |
T |
5,1 |
Y |
8,2 |
H |
2,0 |
P |
3,6 |
U |
5,6 |
Z |
9,1 |
В конденсаторах SMD (рис. 7.6) используются различные типы диэлектриков, такие как NP0, Z5U, Y5V и X7R.
NPO – диэлектрики температурно-независимой группы; применяется в радиочастотных генераторах, точных таймерах, ультра стабильных устройствах. X7R – используются в радио-, телеприемниках, компьютерах, аудио- и видеотехнике (цепи общего назначения), где небольшое изменение емкости при изменении температуры не является критичным. Диэлектрики Z5U,Y5V применяются, главным образом, в фильтрующих цепях различных радиоустройств.
Рис.
7.6. Внешний вид конденсатора SMD
Конденсаторы на основе диэлектрика с высокой относительной диэлектрической проницаемостью, согласно стандарту EIA обозначаются тремя символами (табл. 7.6). Два первых символа (буква и цифра) обозначают температурный рабочий диапазон, первый символ соответствует нижней границе температуры, а второй соответственно верхней. Последний символ указывает на допуск D конденсатора.
Таблица 7.6
Маркировка конденсаторов по стандарту EIA
-
Температурный диапазон
Допуск емкости
Первый символ
Нижний предел
Второй символ
Верхний предел
Третий символ
D, %
Z
+ 10
2
+ 45
A
1,0
Y
– 30
4
+ 65
B
1,5
X
– 55
5
+ 85
C
2,2
6
+ 105
D
3,3
7
+ 125
E
4,7
8
+ 150
F
7,5
9
+ 200
P
10
R
15
S
22
T
+22, –33
U
+22, –56
V
+22, –82
Например, код маркировки по EIA стандарту: Y4E. Первый символ Y - нижняя граница температурного диапазона по таблице равна –30С, второй символ - цифра 4 - верхняя граница температурного диапазона, она равна +65С, и последний символ - буква E показывает, что допуск конденсатора составляет D = 4,7%.
Маркировка электролитических SMD конденсаторов производится в соответствии с таблицей 7.7.
Обычно у электролитических SMD конденсаторов емкость и рабочее напряжение обозначается их записью на корпусе, например, код 20 12V означает: Cн = 20 F; Uраб = 12 В. Но в некоторых случаях используется код, в который входит буква и три цифры. Буква обозначает рабочее напряжение (табл. 7.8); две первые цифры мантисса, последняя цифра является множителем - степенью десятичного основания.
Таблица 7.7.
Обозначения электролитических конденсаторов SMD
-
Буква
Uраб, В
Буква
Uраб, В
Буква
Uраб, В
e
2,5
D
20
A
10
G
4
E
25
C
16
J
6,3
V
35
H
50
Дополнительные обозначения на корпусе (обычно полоса) указывают на полярность конденсатора, и один из выводов обозначается, как правило "+".
Пример маркировки электролитического конденсатора: код С565: Cн = 56·105 pF = 5,6 F; Uраб = 16 В.
С обозначением конденсаторов SMD можно ознакомиться в справочниках и в сети Интернет:
– http:// www.symmetron.ru/suppliers/ceramiccap/ceram_vyvod.pdf;
– http://www. radiant. su/ rus/ articles/?action=show&id=334 и т.п..