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          從0開始:500行代碼實現 LSM 數據庫

          LSM-Tree 是很多 NoSQL 數據庫引擎的底層實現,例如 LevelDB,Hbase 等。本文基于《數據密集型應用系統設計》中對 LSM-Tree 數據庫的設計思路,結合代碼實現完整地闡述了一個迷你數據庫,核心代碼 500 行左右,通過理論結合實踐來更好地理解數據庫的原理。

          一 SSTable(排序字符串表)

          之前基于哈希索引實現了一個數據庫,它的局限性是哈希表需要整個放入到內存,并且區間查詢效率不高。

          在哈希索引數據庫的日志中,key 的存儲順序就是它的寫入順序,并且對于同一個 key 后出現的 key 優先于之前的 key,因此日志中的 key 順序并不重要。這樣的好處是寫入很簡單,但沒有控制 key 重復帶來的問題是浪費了存儲空間,初始化加載的耗時會增加。

          現在簡單地改變一下日志的寫入要求:要求寫入的 key 有序,并且同一個 key 在一個日志中只能出現一次。這種日志就叫做 SSTable,相比哈希索引的日志有以下優點:

          1)合并多個日志文件更加簡單高效。

          因為日志是有序的,所以可以用文件歸并排序算法,即并發讀取多個輸入文件,比較每個文件的第一個 key,按照順序拷貝到輸出文件。如果有重復的 key,那就只保留最新的日志中的 key 的值,老的丟棄。

          2)查詢 key 時,不需要在內存中保存所有 key 的索引。

          如下圖所示,假設需要查找 handiwork,且內存中沒有記錄該 key 的位置,但因為 SSTable 是有序的,所以我們可以知道 handiwork 如果存在一定是在 handbag 和 handsome 的中間,然后從 handbag 開始掃描日志一直到 handsome 結束。這樣的好處是有三個:

          • 內存中只需要記錄稀疏索引,減少了內存索引的大小。
          • 查詢操作不需要讀取整個日志,減少了文件 IO。
          • 可以支持區間查詢。

          二 構建和維護 SSTable

          我們知道寫入時 key 會按照任意順序出現,那么如何保證 SSTable 中的 key 是有序的呢?一個簡單方便的方式就是先保存到內存的紅黑樹中,紅黑樹是有序的,然后再寫入到日志文件里面。

          存儲引擎的基本工作流程如下:

          • 當寫入時,先將其添加到內存的紅黑樹中,這個內存中的樹稱為內存表。
          • 當內存表大于某個閾值時,將其作為 SSTable 文件寫入到磁盤,因為樹是有序的,所以寫磁盤的時候直接按順序寫入就行。為了避免內存表未寫入文件時數據庫崩潰,可以在保存到內存表的同時將數據也寫入到另一個日志中(WAL),這樣即使數據庫崩潰也能從 WAL 中恢復。這個日志寫入就類似哈希索引的日志,不需要保證順序,因為是用來恢復數據的。
          • 處理讀請求時,首先嘗試在內存表中查找 key,然后從新到舊依次查詢 SSTable 日志,直到找到數據或者為空。
          • 后臺進程周期性地執行日志合并與壓縮過程,丟棄掉已經被覆蓋或刪除的值。

          以上的算法就是 LSM-Tree(基于日志結構的合并樹 Log-Structured Merge-Tree) 的實現,基于合并和壓縮排序文件原理的存儲引擎通常就被稱為 LSM 存儲引擎,這也是 Hbase、LevelDB 等數據庫的底層原理。

          三 實現一個基于 LSM 的數據庫

          前面我們已經知道了 LSM-Tree 的實現算法,在具體實現的時候還有很多設計的問題需要考慮,下面我挑一些關鍵設計進行分析。

          1 內存表存儲結構

          內存表的 value 存儲什么?直接存儲原始數據嗎?還是存儲寫命令(包括 set 和 rm )?這是我們面臨的第一個設計問題。這里我們先不做判斷,先看下一個問題。

          內存表達到一定大小之后就要寫入到日志文件中持久化。這個過程如果直接禁寫處理起來就很簡單。但如果要保證內存表在寫入文件的同時,還能正常處理讀寫請求呢?

          一個解決思路是:在持久化內存表 A 的同時,可以將當前的內存表指針切換到新的內存表實例 B,此時我們要保證切換之后 A 是只讀,只有 B 是可寫的,否則我們無法保證內存表 A 持久化的過程是原子操作。

          • get 請求:先查詢 B,再查詢 A,最后查 SSTable。
          • set 請求:直接寫入 A
          • rm 請求:假設 rm 的 key1 只在 A 里面出現了,B 里面沒有。這里如果內存表存儲的是原始數據,那么 rm 請求是沒法處理的,因為 A 是只讀的,會導致 rm 失敗。如果我們在內存表里面存儲的是命令的話,這個問題就是可解的,在 B 里面寫入 rm 命令,這樣查詢 key1 的時候在 B 里面就能查到 key1 已經被刪除了。

          因此,假設我們持久化內存表時做禁寫,那么 value 是可以直接存儲原始數據的,但是如果我們希望持久化內存表時不禁寫,那么 value 值就必須要存儲命令。我們肯定是要追求高性能不禁寫的,所以 value 值需要保存的是命令, Hbase 也是這樣設計的,背后的原因也是這個。

          另外,當內存表已經超過閾值要持久化的時候,發現前一次持久化還沒有做完,那么就需要等待前一次持久化完成才能進行本次持久化。換句話說,內存表持久化只能串行進行。

          2 SSTable 的文件格式

          為了實現高效的文件讀取,我們需要好好設計一下文件格式。

          以下是我設計的 SSTable 日志格式:

          • 數據區:數據區主要是存儲寫入的命令,同時為了方便分段讀取,是按照一定的數量大小分段的。
          • 稀疏索引區:稀疏索引保存的是數據段每一段在文件中的位置索引,讀取 SSTable 時候只會加載稀疏索引到內存,查詢的時候根據稀疏索引加載對應數據段進行查詢。
          • 文件索引區:存儲數據區域的位置。

          以上的日志格式是迷你的實現,相比 Hbase 的日志格式是比較簡單的,這樣方便理解原理。同時我也使用了 JSON 格式寫入文件,目的是方便閱讀。而生產實現是效率優先的,為了節省存儲會做壓縮。

          四 代碼實現分析

          我寫的代碼實現在:TinyKvStore,下面分析一下關鍵的代碼。代碼比較多,也比較細碎,如果只關心原理的話可以跳過這部分,如果想了解代碼實現可以繼續往下讀。

          1 SSTable

          內存表持久化

          內存表持久化到 SSTable 就是把內存表的數據按照前面我們提到的日志格式寫入到文件。對于 SSTable 來說,寫入的數據就是數據命令,包括 set 和 rm,只要我們能知道 key 的最新命令是什么,就能知道 key 在數據庫中的狀態。

          /**
           * 從內存表轉化為ssTable
           * @param index
           */
            private void initFromIndex(TreeMap< String, Command> index) {
              try {
                  JSONObject partData = new JSONObject(true);
                  tableMetaInfo.setDataStart(tableFile.getFilePointer());
                  for (Command command : index.values()) {
                      //處理set命令
                      if (command instanceof SetCommand) {
                          SetCommand set = (SetCommand) command;
                          partData.put(set.getKey(), set);
                      }
                      //處理RM命令
                      if (command instanceof RmCommand) {
                          RmCommand rm = (RmCommand) command;
                          partData.put(rm.getKey(), rm);
                       }
          
                      //達到分段數量,開始寫入數據段
                      if (partData.size() >= tableMetaInfo.getPartSize()) {
                          writeDataPart(partData);
                      }
                  }
                  //遍歷完之后如果有剩余的數據(尾部數據不一定達到分段條件)寫入文件
                  if (partData.size() > 0) {
                       writeDataPart(partData);
                  }
                  long dataPartLen = tableFile.getFilePointer() - tableMetaInfo.getDataStart();
                  tableMetaInfo.setDataLen(dataPartLen);
                  //保存稀疏索引
                  byte[] indexBytes = JSONObject.toJSONString(sparseIndex).getBytes(StandardCharsets.UTF_8);
                  tableMetaInfo.setIndexStart(tableFile.getFilePointer());
                  tableFile.write(indexBytes);
                  tableMetaInfo.setIndexLen(indexBytes.length);
                  LoggerUtil.debug(LOGGER, "[SsTable][initFromIndex][sparseIndex]: {}", sparseIndex);
          
                //保存文件索引
                tableMetaInfo.writeToFile(tableFile);
                LoggerUtil.info(LOGGER, "[SsTable][initFromIndex]: {},{}", filePath, tableMetaInfo);
          
              } catch (Throwable t) {
                   throw new RuntimeException(t);
              }
          }

          寫入的格式是基于讀取倒推的,主要是為了方便讀取。例如 tableMetaInfo 寫入是從前往后寫的,那么讀取的時候就要從后往前讀。這也是為什么 version 要放到最后寫入,因為讀取的時候是第一個讀取到的,方便對日志格式做升級。這些 trick 如果沒有動手嘗試,光看是很難理解為什么這么干的。

          /**
           * 把數據寫入到文件中
          * @param file
          */
          public void writeToFile(RandomAccessFile file) {
              try {
                  file.writeLong(partSize);
                  file.writeLong(dataStart);
                  file.writeLong(dataLen);
                  file.writeLong(indexStart);
                  file.writeLong(indexLen);
                  file.writeLong(version);
              } catch (Throwable t) {
                  throw new RuntimeException(t);
              }
          }
          
          /**
          * 從文件中讀取元信息,按照寫入的順序倒著讀取出來
          * @param file
          * @return
          */
          public static TableMetaInfo readFromFile(RandomAccessFile file) {
              try {
                  TableMetaInfo tableMetaInfo = new TableMetaInfo();
                  long fileLen = file.length();
          
                  file.seek(fileLen - 8);
                  tableMetaInfo.setVersion(file.readLong());
          
                  file.seek(fileLen - 8 * 2);
                  tableMetaInfo.setIndexLen(file.readLong());
          
                  file.seek(fileLen - 8 * 3);
                  tableMetaInfo.setIndexStart(file.readLong());
          
                  file.seek(fileLen - 8 * 4);
                  tableMetaInfo.setDataLen(file.readLong());
          
                  file.seek(fileLen - 8 * 5);
                  tableMetaInfo.setDataStart(file.readLong());
          
                  file.seek(fileLen - 8 * 6);
                  tableMetaInfo.setPartSize(file.readLong());
          
                  return tableMetaInfo;
              } catch (Throwable t) {
                  throw new RuntimeException(t);
              }
          }

          從文件中加載 SSTable

          從文件中加載 SSTable 時只需要加載稀疏索引,這樣能節省內存。數據區等查詢的時候按需讀取就行。

          /**
               * 從文件中恢復ssTable到內存
               */
              private void restoreFromFile() {
                  try {
                      //先讀取索引
                      TableMetaInfo tableMetaInfo = TableMetaInfo.readFromFile(tableFile);
                      LoggerUtil.debug(LOGGER, "[SsTable][restoreFromFile][tableMetaInfo]: {}", tableMetaInfo);
                      //讀取稀疏索引
                      byte[] indexBytes = new byte[(int) tableMetaInfo.getIndexLen()];
                      tableFile.seek(tableMetaInfo.getIndexStart());
                      tableFile.read(indexBytes);
                      String indexStr = new String(indexBytes, StandardCharsets.UTF_8);
                      LoggerUtil.debug(LOGGER, "[SsTable][restoreFromFile][indexStr]: {}", indexStr);
                      sparseIndex = JSONObject.parseObject(indexStr,
                              new TypeReference< TreeMap< String, Position>>() {
                              });
                      this.tableMetaInfo = tableMetaInfo;
                      LoggerUtil.debug(LOGGER, "[SsTable][restoreFromFile][sparseIndex]: {}", sparseIndex);
                  } catch (Throwable t) {
                      throw new RuntimeException(t);
                  }
              }

          SSTable 查詢

          從 SSTable 查詢數據首先是要從稀疏索引中找到 key 所在的區間,找到區間之后根據索引記錄的位置讀取區間的數據,然后進行查詢,如果有數據就返回,沒有就返回 null。

          /**
           * 從ssTable中查詢數據
           * @param key
           * @return
           */
          public Command query(String key) {
              try {
                  LinkedList< Position> sparseKeyPositionList = new LinkedList<>();
          
                  Position lastSmallPosition = null;
                  Position firstBigPosition = null;
          
                  //從稀疏索引中找到最后一個小于key的位置,以及第一個大于key的位置
                  for (String k : sparseIndex.keySet()) {
                      if (k.compareTo(key) <= 0) {
                          lastSmallPosition = sparseIndex.get(k);
                      } else {
                          firstBigPosition = sparseIndex.get(k);
                          break;
                      }
                  }
                  if (lastSmallPosition != null) {
                      sparseKeyPositionList.add(lastSmallPosition);
                  }
                  if (firstBigPosition != null) {
                      sparseKeyPositionList.add(firstBigPosition);
                  }
                  if (sparseKeyPositionList.size() == 0) {
                      return null;
                  }
                  LoggerUtil.debug(LOGGER, "[SsTable][restoreFromFile][sparseKeyPositionList]: {}", sparseKeyPositionList);
                  Position firstKeyPosition = sparseKeyPositionList.getFirst();
                  Position lastKeyPosition = sparseKeyPositionList.getLast();
                  long start = 0;
                  long len = 0;
                  start = firstKeyPosition.getStart();
                  if (firstKeyPosition.equals(lastKeyPosition)) {
                      len = firstKeyPosition.getLen();
                  } else {
                      len = lastKeyPosition.getStart() + lastKeyPosition.getLen() - start;
                  }
                  //key如果存在必定位于區間內,所以只需要讀取區間內的數據,減少io
                  byte[] dataPart = new byte[(int) len];
                  tableFile.seek(start);
                  tableFile.read(dataPart);
                  int pStart = 0;
                  //讀取分區數據
                  for (Position position : sparseKeyPositionList) {
                      JSONObject dataPartJson = JSONObject.parseObject(new String(dataPart, pStart, (int) position.getLen()));
                      LoggerUtil.debug(LOGGER, "[SsTable][restoreFromFile][dataPartJson]: {}", dataPartJson);
                      if (dataPartJson.containsKey(key)) {
                          JSONObject value = dataPartJson.getJSONObject(key);
                          return ConvertUtil.jsonToCommand(value);
                      }
                      pStart += (int) position.getLen();
                  }
                  return null;
              } catch (Throwable t) {
                  throw new RuntimeException(t);
              }
          }

          2 LsmKvStore

          初始化加載

          • dataDir:數據目錄存儲了日志數據,所以啟動的時候需要從目錄中讀取之前的持久化數據。
          • storeThreshold:持久化閾值,當內存表超過一定大小之后要進行持久化。
          • partSize:SSTable 的數據分區閾值。
          • indexLock:內存表的讀寫鎖。
          • ssTables:SSTable 的有序列表,按照從新到舊排序。
          • wal:順序寫入日志,用于保存內存表的數據,用作數據恢復。

          啟動的過程很簡單,就是加載數據配置,初始化內容,如果需要做數據恢復就將數據恢復到內存表。

          /**
           * 初始化
           * @param dataDir 數據目錄
           * @param storeThreshold 持久化閾值
           * @param partSize 數據分區大小
          */
          public LsmKvStore(String dataDir, int storeThreshold, int partSize) {
              try {
                  this.dataDir = dataDir;
                  this.storeThreshold = storeThreshold;
                  this.partSize = partSize;
                  this.indexLock = new ReentrantReadWriteLock();
                  File dir = new File(dataDir);
                  File[] files = dir.listFiles();
                  ssTables = new LinkedList<>();
                  index = new TreeMap<>();
                  //目錄為空無需加載ssTable
                  if (files == null || files.length == 0) {
                      walFile = new File(dataDir + WAL);
                      wal = new RandomAccessFile(walFile, RW_MODE);
                      return;
                  }
          
                  //從大到小加載ssTable
                  TreeMap< Long, SsTable> ssTableTreeMap = new TreeMap<>(Comparator.reverseOrder());
                  for (File file : files) {
                      String fileName = file.getName();
                      //從暫存的WAL中恢復數據,一般是持久化ssTable過程中異常才會留下walTmp
                      if (file.isFile() && fileName.equals(WAL_TMP)) {
                          restoreFromWal(new RandomAccessFile(file, RW_MODE));
                      }
                      //加載ssTable
                      if (file.isFile() && fileName.endsWith(TABLE)) {
                          int dotIndex = fileName.indexOf(".");
                          Long time = Long.parseLong(fileName.substring(0, dotIndex));
                          ssTableTreeMap.put(time, SsTable.createFromFile(file.getAbsolutePath()));
                      } else if (file.isFile() && fileName.equals(WAL)) {
                          //加載WAL
                          walFile = file;
                          wal = new RandomAccessFile(file, RW_MODE);
                          restoreFromWal(wal);
                      }
                  }
                  ssTables.addAll(ssTableTreeMap.values());
              } catch (Throwable t) {
                  throw new RuntimeException(t);
              }
          }

          寫入操作

          寫入操作先加寫鎖,然后把數據保存到內存表以及 WAL 中,另外還要做判斷:如果超過閾值進行持久化。這里為了簡單起見我直接串行執行了,沒有使用線程池執行,但不影響整體邏輯。set 和 rm 的代碼是類似,這里就不重復了。

          @Override
          public void set(String key, String value) {
              try {
                  SetCommand command = new SetCommand(key, value);
                  byte[] commandBytes = JSONObject.toJSONBytes(command);
                  indexLock.writeLock().lock();
                  //先保存數據到WAL中
                  wal.writeInt(commandBytes.length);
                  wal.write(commandBytes);
                  index.put(key, command);
          
                  //內存表大小超過閾值進行持久化
                  if (index.size() > storeThreshold) {
                      switchIndex();
                      storeToSsTable();
                  }
              } catch (Throwable t) {
                  throw new RuntimeException(t);
              } finally {
                  indexLock.writeLock().unlock();
              }
          }

          內存表持久化過程

          切換內存表及其關聯的 WAL:先對內存表加鎖,然后新建一個內存表和 WAL,把老的內存表和 WAL 暫存起來,釋放鎖。這樣新的內存表就可以開始寫入,老的內存表變成只讀。

          執行持久化過程:把老內存表有序寫入到一個新的 ssTable 中,然后刪除暫存內存表和臨時保存的 WAL。

          /**
            * 切換內存表,新建一個內存表,老的暫存起來
            */
            private void switchIndex() {
               try {
                   indexLock.writeLock().lock();
                   //切換內存表
                   immutableIndex = index;
                   index = new TreeMap<>();
                   wal.close();
                   //切換內存表后也要切換WAL
                   File tmpWal = new File(dataDir + WAL_TMP);
                   if (tmpWal.exists()) {
                       if (!tmpWal.delete()) {
                           throw new RuntimeException("刪除文件失敗: walTmp");
                       }
                   }
                   if (!walFile.renameTo(tmpWal)) {
                       throw new RuntimeException("重命名文件失敗: walTmp");
                   }
                   walFile = new File(dataDir + WAL);
                   wal = new RandomAccessFile(walFile, RW_MODE);
               } catch (Throwable t) {
                   throw new RuntimeException(t);
               } finally {
                   indexLock.writeLock().unlock();
               }
           }
          
          /**
           * 保存數據到ssTable
           */
          private void storeToSsTable() {
              try {
                  //ssTable按照時間命名,這樣可以保證名稱遞增
                  SsTable ssTable = SsTable.createFromIndex(dataDir + System.currentTimeMillis() + TABLE, partSize, immutableIndex);
                  ssTables.addFirst(ssTable);
                  //持久化完成刪除暫存的內存表和WAL_TMP
                  immutableIndex = null;
                  File tmpWal = new File(dataDir + WAL_TMP);
                  if (tmpWal.exists()) {
                       if (!tmpWal.delete()) {
                           throw new RuntimeException("刪除文件失敗: walTmp");
                      }
                  }
              } catch (Throwable t) {
                  throw new RuntimeException(t);
              }
           }

          查詢操作

          查詢的操作就跟算法中描述的一樣:

          • 先從內存表中取,如果取不到并且存在不可變內存表就從不可變內存表中取。
          • 內存表中查詢不到就從新到舊的 SSTable 中依次查詢。
          @Override
          public String get(String key) {
              try {
                  indexLock.readLock().lock();
                  //先從索引中取
                  Command command = index.get(key);
                  //再嘗試從不可變索引中取,此時可能處于持久化sstable的過程中
                  if (command == null && immutableIndex != null) {
                      command = immutableIndex.get(key);
                  }
                  if (command == null) {
                      //索引中沒有嘗試從ssTable中獲取,從新的ssTable找到老的
                      for (SsTable ssTable : ssTables) {
                          command = ssTable.query(key);
                          if (command != null) {
                              break;
                          }
                      }
                  }
                  if (command instanceof SetCommand) {
                      return ((SetCommand) command).getValue();
                  }
                  if (command instanceof RmCommand) {
                      return null;
                  }
                  //找不到說明不存在
                  return null;
              } catch (Throwable t) {
                  throw new RuntimeException(t);
              } finally {
                  indexLock.readLock().unlock();
              }
          }

          總結

          知行合一,方得真知。如果我們不動手實現一個數據庫,就很難理解為什么這么設計。例如日志格式為什么這樣設計,為什么數據庫保存的是數據操作而不是數據本身等等。

          本文實現的數據庫功能比較簡單,有很多地方可以優化,例如數據持久化異步化,日志文件壓縮,查詢使用布隆過濾器先過濾一下。有興趣的讀者可以繼續深入研究。

          參考資料
          《數據密集型應用系統設計》

          相關鏈接
          https://github.com/x-hansong/TinyKvStore

          作者 | 蕭愷

          本文為阿里云原創內容,未經允許不得轉載。

          路基礎知識(一)

          電路基礎知識(1)——電阻

          導電體對電流的阻礙作用稱著電阻,用符號R表示,單位為歐姆、千歐、兆歐,分別用Ω、KΩ、MΩ表示。

          一、電阻的型號命名方法:

          國產電阻器的型號由四部分組成(不適用敏感電阻)

          第一部分:主稱 ,用字母表示,表示產品的名字。如R表示電阻,W表示電位器。

          第二部分:材料 ,用字母表示,表示電阻體用什么材料組成,T-碳膜、H-合成碳膜、S-有機實心、N-無機實心、J-金屬膜、Y-氮化膜、C-沉積膜、I-玻璃釉膜、X-線繞。

          第三部分:分類,一般用數字表示,個別類型用字母表示,表示產品屬于什么類型。1-普通、2-普通、3-超高頻 、4-高阻、5-高溫、6-精密、7-精密、8-高壓、9-特殊、G-高功率、T-可調。

          第四部分:序號,用數字表示,表示同類產品中不同品種,以區分產品的外型尺寸和性能指標等

          例如:R T 1 1 型普通碳膜電阻a1}

          二、電阻器的分類

          1、線繞電阻器:通用線繞電阻器、精密線繞電阻器、大功率線繞電阻器、高頻線繞電阻器。

          2、薄膜電阻器:碳膜電阻器、合成碳膜電阻器、金屬膜電阻器、金屬氧化膜電阻器、化學沉積膜電阻器、玻璃釉膜電阻器、金屬氮化膜電阻器。

          3、實心電阻器:無機合成實心碳質電阻器、有機合成實心碳質電阻器。

          4、敏感電阻器:壓敏電阻器、熱敏電阻器、光敏電阻器、力敏電阻器、氣敏電阻器、濕敏電阻器。

          三、主要特性參數

          1、標稱阻值:電阻器上面所標示的阻值。

          2、允許誤差:標稱阻值與實際阻值的差值跟標稱阻值之比的百分數稱阻值偏差,它表示電阻器的精度。

          允許誤差與精度等級對應關系如下:±0.5%-0.05、±1%-0.1(或00)、±2%-0.2(或0)、±5%-Ⅰ級、±10%-Ⅱ級、±20%-Ⅲ級

          3、額定功率:在正常的大氣壓力90-106.6KPa及環境溫度為-55℃~+70℃的條件下,電阻器長期工作所允許耗散的最大功率。

          線繞電阻器額定功率系列為(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、4、8、10、16、25、40、50、75、100、150、250、500

          非線繞電阻器額定功率系列為(W):1/20、1/8、1/4、1/2、1、2、5、10、25、50、100

          4、額定電壓:由阻值和額定功率換算出的電壓。

          5、最高工作電壓:允許的最大連續工作電壓。在低氣壓工作時,最高工作電壓較低。

          6、溫度系數:溫度每變化1℃所引起的電阻值的相對變化。溫度系數越小,電阻的穩定性越好。阻值隨溫度升高而增大的為正溫度系數,反之為負溫度系數。

          7、老化系數:電阻器在額定功率長期負荷下,阻值相對變化的百分數,它是表示電阻器壽命長短的參數。

          8、電壓系數:在規定的電壓范圍內,電壓每變化1伏,電阻器的相對變化量。

          9、噪聲:產生于電阻器中的一種不規則的電壓起伏,包括熱噪聲和電流噪聲兩部分,熱噪聲是由于導體內部不規則的電子自由運動,使導體任意兩點的電壓不規則變化。

          四、電阻器阻值標示方法

          1、直標法:用數字和單位符號在電阻器表面標出阻值,其允許誤差直接用百分數表示,若電阻上未注偏差,則均為±20%。

          2、文字符號法:用阿拉伯數字和文字符號兩者有規律的組合來表示標稱阻值,其允許偏差也用文字符號表示。符號前面的數字表示整數阻值,后面的數字依次表示第一位小數阻值和第二位小數阻值。

          表示允許誤差的文字符號

          文字符號 D F G J K M

          允許偏差 ±0.5% ±1% ±2% ±5% ±10% ±20%

          3、數碼法:在電阻器上用三位數碼表示標稱值的標志方法。數碼從左到右,第一、二位為有效值,第三位為指數,即零的個數,單位為歐。偏差通常采用文字符號表示。

          4、色標法:用不同顏色的帶或點在電阻器表面標出標稱阻值和允許偏差。國外電阻大部分采用色標法。

          黑-0、棕-1、紅-2、橙-3、黃-4、綠-5、藍-6、紫-7、灰-8、白-9、金-±5%、銀-±10%、無色-±20%

          當電阻為四環時,最后一環必為金色或銀色,前兩位為有效數字, 第三位為乘方數,第四位為偏差。 當電阻為五環時,最後一環與前面四環距離較大。前三位為有效數字, 第四位為乘方數, 第五位為偏差。

          五、常用電阻器

          1、電位器

          電位器是一種機電元件,他*電刷在電阻體上的滑動,取得與電刷位移成一定關系的輸出電壓。

          1.1 合成碳膜電位器

          電阻體是用經過研磨的碳黑,石墨,石英等材料涂敷于基體表面而成,該工藝簡單, 是目前應用最廣泛的電位器。特點是分辯力高耐磨性好,壽命較長。缺點是電流噪聲,非線性大, 耐潮性以及阻值穩定性差。

          1.2 有機實心電位器

          有機實心電位器是一種新型電位器,它是用加熱塑壓的方法,將有機電阻粉壓在絕緣體的凹槽內。有機實心電位器與碳膜電位器相比具有耐熱性好、功率大、可*性高、耐磨性好的優點。但溫度系數大、動噪聲大、耐潮性能差、制造工藝復雜、阻值精度較差。在小型化、高可*、高耐磨性的電子設備以及交、直流電路中用作調節電壓、電流。

          1.3 金屬玻璃鈾電位器

          用絲網印刷法按照一定圖形,將金屬玻璃鈾電阻漿料涂覆在陶瓷基體上,經高溫燒結而成。特點是:阻值范圍寬,耐熱性好,過載能力強,耐潮,耐磨等都很好, 是很有前途的電位器品種,缺點是接觸電阻和電流噪聲大。

          1.4 繞線電位器

          繞線電位器是將康銅絲或鎳鉻合金絲作為電阻體,并把它繞在絕緣骨架上制成。繞線電位器特點是接觸電阻小,精度高,溫度系數小,其缺點是分辨力差,阻值偏低,高頻特性差。主要用作分壓器、變阻器、儀器中調零和工作點等。

          1.5 金屬膜電位器

          金屬膜電位器的電阻體可由合金膜、金屬氧化膜、金屬箔等分別組成。特點是分辯力高、耐高溫、溫度系數小、動噪聲小、平滑性好。

          1.6 導電塑料電位器

          用特殊工藝將DAP(鄰苯二甲酸二稀丙脂)電阻漿料覆在絕緣機體上,加熱聚合成電阻膜,或將DAP電阻粉熱塑壓在絕緣基體的凹槽內形成的實心體作為電阻體。特點是:平滑性好、分辯力優異耐磨性好、壽命長、動噪聲小、可*性極高、耐化學腐蝕。用于宇宙裝置、導彈、飛機雷達天線的伺服系統等。

          1.7 帶開關的電位器

          有旋轉式開關電位器、推拉式開關電位器、推推開關式電位器

          1.8 預調式電位器

          預調式電位器在電路中,一旦調試好,用蠟封住調節位置,在一般情況下不再調節。

          1.9 直滑式電位器

          采用直滑方式改變電阻值。

          1.10 雙連電位器

          有異軸雙連電位器和同軸雙連電位器

          1.11 無觸點電位器

          無觸點電位器消除了機械接觸,壽命長、可*性高,分光電式電位器、磁敏式電位器等。

          2、實芯碳質電阻器

          用碳質顆粒壯導電物質、填料和粘合劑混合制成一個實體的電阻器。

          特點:價格低廉,但其阻值誤差、噪聲電壓都大,穩定性差,目前較少用。

          3、繞線電阻器

          用高阻合金線繞在絕緣骨架上制成,外面涂有耐熱的釉絕緣層或絕緣漆。

          繞線電阻具有較低的溫度系數,阻值精度高, 穩定性好,耐熱耐腐蝕,主要做精密大功率電阻使用,缺點是高頻性能差,時間常數大。

          4、薄膜電阻器

          用蒸發的方法將一定電阻率材料蒸鍍于絕緣材料表面制成。主要如下:

          4.1 碳膜電阻器

          將結晶碳沉積在陶瓷棒骨架上制成。碳膜電阻器成本低、性能穩定、阻值范圍寬、溫度系數和電壓系數低,是目前應用最廣泛的電阻器。

          4.2 金屬膜電阻器。

          用真空蒸發的方法將合金材料蒸鍍于陶瓷棒骨架表面。

          金屬膜電阻比碳膜電阻的精度高,穩定性好,噪聲, 溫度系數小。在儀器儀表及通訊設備中大量采用。

          4.3 金屬氧化膜電阻器

          在絕緣棒上沉積一層金屬氧化物。由于其本身即是氧化物,所以高溫下穩定,耐熱沖擊,負載能力強。

          4.4 合成膜電阻

          將導電合成物懸浮液涂敷在基體上而得,因此也叫漆膜電阻。

          由于其導電層呈現顆粒狀結構,所以其噪聲大,精度低,主要用他制造高壓, 高阻, 小型電阻器。

          5、金屬玻璃鈾電阻器

          將金屬粉和玻璃鈾粉混合,采用絲網印刷法印在基板上。

          耐潮濕, 高溫, 溫度系數小,主要應用于厚膜電路。

          6、貼片電阻SMT

          片狀電阻是金屬玻璃鈾電阻的一種形式,他的電阻體是高可*的釕系列玻璃鈾材料經過高溫燒結而成,電極采用銀鈀合金漿料。體積小,精度高,穩定性好,由于其為片狀元件,所以高頻性能好。

          7、敏感電阻

          敏感電阻是指器件特性對溫度,電壓,濕度,光照,氣體, 磁場,壓力等作用敏感的電阻器。

          敏感電阻的符號是在普通電阻的符號中加一斜線,并在旁標注敏感電阻的類型,如:t. v等。

          7.1、壓敏電阻

          主要有碳化硅和氧化鋅壓敏電阻,氧化鋅具有更多的優良特性。

          7.2、濕敏電阻

          由感濕層,電極, 絕緣體組成,濕敏電阻主要包括氯化鋰濕敏電阻,碳濕敏電阻,氧化物濕敏電阻。氯化鋰濕敏電阻隨濕度上升而電阻減小,缺點為測試范圍小,特性重復性不好,受溫度影響大。碳濕敏電阻缺點為低溫靈敏度低,阻值受溫度影響大,由老化特性, 較少使用。

          氧化物濕敏電阻性能較優越,可長期使用,溫度影響小,阻值與濕度變化呈線性關系。有氧化錫,鎳鐵酸鹽,等材料。

          7.3、光敏電阻

          光敏電阻是電導率隨著光量力的變化而變化的電子元件,當某種物質受到光照時,載流子的濃度增加從而增加了電導率,這就是光電導效應。

          7.4、氣敏電阻

          利用某些半導體吸收某種氣體后發生氧化還原反應制成,主要成分是金屬氧化物,主要品種有:金屬氧化物氣敏電阻、復合氧化物氣敏電阻、陶瓷氣敏電阻等。

          7.5、力敏電阻

          力敏電阻是一種阻值隨壓力變化而變化的電阻,國外稱為壓電電阻器。所謂壓力電阻效應即半導體材料的電阻率隨機械應力的變化而變化的效應。可制成各種力矩計,半導體話筒,壓力傳感器等。主要品種有硅力敏電阻器,硒碲合金力敏電阻器,相對而言, 合金電阻器具有更高靈敏度。

          電路設計基礎知識(2)——電容

          電容是電子設備中大量使用的電子元件之一,廣泛應用于隔直,耦合, 旁路,濾波,調諧回路, 能量轉換,控制電路等方面。用C表示電容,電容單位有法拉(F)、微法拉(uF)、皮法拉(pF),1F=10^6uF=10^12pF

          一、電容器的型號命名方法

          國產電容器的型號一般由四部分組成(不適用于壓敏、可變、真空電容器)。依次分別代表名稱、材料、分類和序號。

          第一部分:名稱,用字母表示,電容器用C。

          第二部分:材料,用字母表示。

          第三部分:分類,一般用數字表示,個別用字母表示。

          第四部分:序號,用數字表示。

          用字母表示產品的材料:A-鉭電解、B-聚苯乙烯等非極性薄膜、C-高頻陶瓷、D-鋁電解、E-其它材料電解、G-合金電解、H-復合介質、I-玻璃釉、J-金屬化紙、L-滌綸等極性有機薄膜、N-鈮電解、O-玻璃膜、Q-漆膜、T-低頻陶瓷、V-云母紙、Y-云母、Z-紙介

          二、電容器的分類

          按照結構分三大類:固定電容器、可變電容器和微調電容器。

          按電解質分類有:有機介質電容器、無機介質電容器、電解電容器和空氣介質電容器等。

          按用途分有:高頻旁路、低頻旁路、濾波、調諧、高頻耦合、低頻耦合、小型電容器。

          高頻旁路:陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、滌綸電容器、玻璃釉電容器。

          低頻旁路:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器。

          濾 波:鋁電解電容器、紙介電容器、復合紙介電容器、液體鉭電容器。

          調 諧:陶瓷電容器、云母電容器、玻璃膜電容器、聚苯乙烯電容器。

          高頻耦合:陶瓷電容器、云母電容器、聚苯乙烯電容器。

          低頻耦合:紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、滌綸電容器、固體鉭電容器。

          小型電容:金屬化紙介電容器、陶瓷電容器、鋁電解電容器、聚苯乙烯電容器、固體鉭電容器、玻璃釉電容器、金屬化滌綸電容器、聚丙烯電容器、云母電容器。

          三、常用電容器

          1、鋁電解電容器

          用浸有糊狀電解質的吸水紙夾在兩條鋁箔中間卷繞而成,薄的化氧化膜作介質的電容器.因為氧化膜有單向導電性質,所以電解電容器具有極性.容量大,能耐受大的脈動電流容量誤差大,泄漏電流大;普通的不適于在高頻和低溫下應用,不宜使用在25kHz以上頻率低頻旁路、信號耦合、電源濾波

          2、鉭電解電容器

          用燒結的鉭塊作正極,電解質使用固體二氧化錳溫度特性、頻率特性和可*性均優于普通電解電容器,特別是漏電流極小,貯存性良好,壽命長,容量誤差小,而且體積小,單位體積下能得到最大的電容電壓乘積對脈動電流的耐受能力差,若損壞易呈短路狀態超小型高可*機件中

          3、薄膜電容器

          結構與紙質電容器相似,但用聚脂、聚苯乙烯等低損耗塑材作介質頻率特性好,介電損耗小不能做成大的容量,耐熱能力差濾波器、積分、振蕩、定時電路

          4、瓷介電容器

          穿心式或支柱式結構瓷介電容器,它的一個電極就是安裝螺絲。引線電感極小,頻率特性好,介電損耗小,有溫度補償作用不能做成大的容量,受振動會引起容量變化特別適于高頻旁路

          5、獨石電容器

          (多層陶瓷電容器)在若干片陶瓷薄膜坯上被覆以電極槳材料,疊合后一次繞結成一塊不可分割的整體,外面再用樹脂包封而成小體積、大容量、高可*和耐高溫的新型電容器,高介電常數的低頻獨石電容器也具有穩定的性能,體積極小,Q值高容量誤差較大噪聲旁路、濾波器、積分、振蕩電路

          6、紙質電容器

          一般是用兩條鋁箔作為電極,中間以厚度為0.008~0.012mm的電容器紙隔開重疊卷繞而成。制造工藝簡單,價格便宜,能得到較大的電容量 

          一般在低頻電路內,通常不能在高于3~4MHz的頻率上運用。油浸電容器的耐壓比普通紙質電容器高,穩定性也好,適用于高壓電路

          7、微調電容器

          電容量可在某一小范圍內調整,并可在調整后固定于某個電容值。

          瓷介微調電容器的Q值高,體積也小,通常可分為圓管式及圓片式兩種。

          8、云母和聚苯乙烯介質的通常都采用彈簧式東,結構簡單,但穩定性較差。

          線繞瓷介微調電容器是拆銅絲〈外電極〉來變動電容量的,故容量只能變小,不適合在需反復調試的場合使用

          9、陶瓷電容器

          用高介電常數的電容器陶瓷〈鈦酸鋇一氧化鈦〉擠壓成圓管、圓片或圓盤作為介質,并用燒滲法將銀鍍在陶瓷上作為電極制成。它又分高頻瓷介和低頻瓷介兩種。

          具有小的正電容溫度系數的電容器,用于高穩定振蕩回路中,作為回路電容器及墊整電容器。低頻瓷介電容器限于在工作頻率較低的回路中作旁路或隔直流用,或對穩定性和損耗要求不高的場合〈包括高頻在內〉。這種電容器不宜使用在脈沖電路中,因為它們易于被脈沖電壓擊穿。高頻瓷介電容器適用于高頻電路

          云母電容器就結構而言,可分為箔片式及被銀式。被銀式電極為直接在云母片上用真空蒸發法或燒滲法鍍上銀層而成,由于消除了空氣間隙,溫度系數大為下降,電容穩定性也比箔片式高。頻率特性好,Q值高,溫度系數小不能做成大的容量廣泛應用在高頻電器中,并可用作標準電容器

          10、玻璃釉電容器由一種濃度適于噴涂的特殊混合物噴涂成薄膜而成,介質再以銀層電極經燒結而成"獨石"結構性能可與云母電容器媲美,能耐受各種氣候環境,一般可在200℃或更高溫度下工作,額定工作電壓可達500V,損耗tgδ0.0005~0.008 

          四、電容器主要特性參數:

          1、標稱電容量和允許偏差

          標稱電容量是標志在電容器上的電容量。

          電容器實際電容量與標稱電容量的偏差稱誤差,在允許的偏差范圍稱精度。

          精度等級與允許誤差對應關系:00(01)-±1%、0(02)-±2%、Ⅰ-±5%、Ⅱ-±10%、Ⅲ-±20%、 Ⅳ-(+20%-10%)、Ⅴ-(+50%-20%)、Ⅵ-(+50%-30%)

          一般電容器常用Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ級,電解電容器用Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ級,根據用途選取。

          2、額定電壓

          在最低環境溫度和額定環境溫度下可連續加在電容器的最高直流電壓有效值,一般直接標注在電容器外殼上,如果工作電壓超過電容器的耐壓,電容器擊穿,造成不可修復的永久損壞。

          3、絕緣電阻

          直流電壓加在電容上,并產生漏電電流,兩者之比稱為絕緣電阻.

          當電容較小時,主要取決于電容的表面狀態,容量〉0.1uf時,主要取決于介質的性能,絕緣電阻越小越好。

          電容的時間常數:為恰當的評價大容量電容的絕緣情況而引入了時間常數,他等于電容的絕緣電阻與容量的乘積。

          4、損耗

          電容在電場作用下,在單位時間內因發熱所消耗的能量叫做損耗。各類電容都規定了其在某頻率范圍內的損耗允許值,電容的損耗主要由介質損耗,電導損耗和電容所有金屬部分的電阻所引起的。 

          在直流電場的作用下,電容器的損耗以漏導損耗的形式存在,一般較小,在交變電場的作用下,電容的損耗不僅與漏導有關,而且與周期性的極化建立過程有關。

          5、頻率特性

          隨著頻率的上升,一般電容器的電容量呈現下降的規律。

          五、電容器容量標示

          1、直標法

          用數字和單位符號直接標出。如01uF表示0.01微法,有些電容用“R”表示小數點,如R56表示0.56微法。

          2、文字符號法

          用數字和文字符號有規律的組合來表示容量。如p10表示0.1pF,1p0表示1pF,6P8表示6.8pF, 2u2表示2.2uF.

          3、色標法

          用色環或色點表示電容器的主要參數。電容器的色標法與電阻相同。

          電容器偏差標志符號:+100%-0--H、+100%-10%--R、+50%-10%--T、+30%-10%--Q、+50%-20%--S、+80%-20%--Z。

          電路設計基礎知識(3)——電感線圈

          電感線圈是由導線一圈*一圈地繞在絕緣管上,導線彼此互相絕緣,而絕緣管可以是空心的,也可以包含鐵芯或磁粉芯,簡稱電感。用L表示,單位有亨利(H)、毫亨利 (mH)、微亨利(uH),1H=10^3mH=10^6uH。

          一、電感的分類

          按 電感形式 分類:固定電感、可變電感。

          按導磁體性質分類:空芯線圈、鐵氧體線圈、鐵芯線圈、銅芯線圈。

          按 工作性質 分類:天線線圈、振蕩線圈、扼流線圈、陷波線圈、偏轉線圈。

          按 繞線結構 分類:單層線圈、多層線圈、蜂房式線圈。

          二、電感線圈的主要特性參數

          1、電感量L

          電感量L表示線圈本身固有特性,與電流大小無關。除專門的電感線圈(色碼電感)外,電感量一般不專門標注在線圈上,而以特定的名稱標注。

          2、感抗XL

          電感線圈對交流電流阻礙作用的大小稱感抗XL,單位是歐姆。它與電感量L和交流電頻率f的關系為XL=2πfL

          3、品質因素Q

          品質因素Q是表示線圈質量的一個物理量,Q為感抗XL與其等效的電阻的比值,即:Q=XL/R

          線圈的Q值愈高,回路的損耗愈小。線圈的Q值與導線的直流電阻,骨架的介質損耗,屏蔽罩或鐵芯引起的損耗,高頻趨膚效應的影響等因素有關。線圈的Q值通常為幾十到幾百。

          4、分布電容

          線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小,穩定性變差,因而線圈的分布電容越小越好。

          三、常用線圈

          1、單層線圈

          單層線圈是用絕緣導線一圈挨一圈地繞在紙筒或膠木骨架上。如晶體管收音機中波天線線圈。

          2、蜂房式線圈

          如果所繞制的線圈,其平面不與旋轉面平行,而是相交成一定的角度,這種線圈稱為蜂房式線圈。而其旋轉一周,導線來回彎折的次數,常稱為折點數。蜂房式繞法的優點是體積小,分布電容小,而且電感量大。蜂房式線圈都是利用蜂房繞線機來繞制,折點越多,分布電容越小

          3、鐵氧體磁芯和鐵粉芯線圈

          線圈的電感量大小與有無磁芯有關。在空芯線圈中插入鐵氧體磁芯,可增加電感量和提高線圈的品質因素。

          4、銅芯線圈

          銅芯線圈在超短波范圍應用較多,利用旋動銅芯在線圈中的位置來改變電感量,這種調整比較方便、耐用。

          5、色碼電感器

          色碼電感器是具有固定電感量的電感器,其電感量標志方法同電阻一樣以色環來標記。

          6、阻流圈(扼流圈)

          限制交流電通過的線圈稱阻流圈,分高頻阻流圈和低頻阻流圈。

          7、偏轉線圈

          偏轉線圈是電視機掃描電路輸出級的負載,偏轉線圈要求:偏轉靈敏度高、磁場均勻、Q值高、體積小、價格低。

          變壓器

          變壓器是變換交流電壓、電流和阻抗的器件,當初級線圈中通有交流電流時,鐵芯(或磁芯)中便產生交流磁通,使次級線圈中感應出電壓(或電流)。變壓器由鐵芯(或磁芯)和線圈組成,線圈有兩個或兩個以上的繞組,其中接電源的繞組叫初級線圈,其余的繞組叫次級線圈。

          一、分類

          按冷卻方式分類:干式(自冷)變壓器、油浸(自冷)變壓器、氟化物(蒸發冷卻)變壓器。

          按防潮方式分類:開放式變壓器、灌封式變壓器、密封式變壓器。

          按鐵芯或線圈結構分類:芯式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、殼式變壓器(插片鐵芯、C型鐵芯、鐵氧體鐵芯)、環型變壓器、金屬箔變壓器。

          按電源相數分類:單相變壓器、三相變壓器、多相變壓器。

          按用途分類:電源變壓器、調壓變壓器、音頻變壓器、中頻變壓器、高頻變壓器、脈沖變壓器。

          二、電源變壓器的特性參數

          1 工作頻率

          變壓器鐵芯損耗與頻率關系很大,故應根據使用頻率來設計和使用,這種頻率稱工作頻率。

          2 額定功率

          在規定的頻率和電壓下,變壓器能長期工作,而不超過規定溫升的輸出功率。

          3 額定電壓

          指在變壓器的線圈上所允許施加的電壓,工作時不得大于規定值。

          4 電壓比

          指變壓器初級電壓和次級電壓的比值,有空載電壓比和負載電壓比的區別。

          5 空載電流

          變壓器次級開路時,初級仍有一定的電流,這部分電流稱為空載電流。空載電流由磁化電流(產生磁通)和鐵損電流(由鐵芯損耗引起)組成。對于50Hz電源變壓器而言,空載電流基本上等于磁化電流。

          6 空載損耗:指變壓器次級開路時,在初級測得功率損耗。主要損耗是鐵芯損耗,其次是空載電流在初級線圈銅阻上產生的損耗(銅損),這部分損耗很小。

          7 效率

          指次級功率P2與初級功率P1比值的百分比。通常變壓器的額定功率愈大,效率就愈高。

          8 絕緣電阻

          表示變壓器各線圈之間、各線圈與鐵芯之間的絕緣性能。絕緣電阻的高低與所使用的絕緣材料的性能、溫度高低和潮濕程度有關。

          三、音頻變壓器和高頻變壓器特性參數

          1 頻率響應

          指變壓器次級輸出電壓隨工作頻率變化的特性。

          2 通頻帶

          如果變壓器在中間頻率的輸出電壓為U0,當輸出電壓(輸入電壓保持不變)下降到0.707U0時的頻率范圍,稱為變壓器的通頻帶B。

          3 初、次級阻抗比

          變壓器初、次級接入適當的阻抗Ro和Ri,使變壓器初、次級阻抗匹配,則Ro和Ri的比值稱為初、次級阻抗比。在阻抗匹配的情況下,變壓器工作在最佳狀態,傳輸效率最高。

          電路設計基礎知識(二)

          一、 中國半導體器件型號命名方法

          半導體器件型號由五部分(場效應器件、半導體特殊器件、復合管、PIN型管、激光器件的型號命名只有第三、四、五部分)組成。五個部分意義如下:

          第一部分:用數字表示半導體器件有效電極數目。2-二極管、3-三極管

          第二部分:用漢語拼音字母表示半導體器件的材料和極性。表示二極管時:A-N型鍺材料、B-P型鍺材料、C-N型硅材料、D-P型硅材料。表示三極管時:A-PNP型鍺材料、B-NPN型鍺材料、C-PNP型硅材料、D-NPN型硅材料。

          第三部分:用漢語拼音字母表示半導體器件的內型。P-普通管、V-微波管、W-穩壓管、C-參量管、Z-整流管、L-整流堆、S-隧道管、N-阻尼管、U-光電器件、K-開關管、X-低頻小功率管(F3MHz,Pc1W)、A-高頻大功率管(f>3MHz,Pc>1W)、T-半導體晶閘管(可控整流器)、Y-體效應器件、B-雪崩管、J-階躍恢復管、CS-場效應管、BT-半導體特殊器件、FH-復合管、PIN-PIN型管、JG-激光器件。

          第四部分:用數字表示序號

          第五部分:用漢語拼音字母表示規格號

          例如:3DG18表示NPN型硅材料高頻三極管

          日本半導體分立器件型號命名方法

          二、日本生產的半導體分立器件,由五至七部分組成。通常只用到前五個部分,其各部分的符號意義如下:

          第一部分:用數字表示器件有效電極數目或類型。0-光電(即光敏)二極管三極管及上述器件的組合管、1-二極管、2三極或具有兩個pn結的其他器件、3-具有四個有效電極或具有三個pn結的其他器件、┄┄依此類推。

          第二部分:日本電子工業協會JEIA注冊標志。S-表示已在日本電子工業協會JEIA注冊登記的半導體分立器件。

          第三部分:用字母表示器件使用材料極性和類型。A-PNP型高頻管、B-PNP型低頻管、C-NPN型高頻管、D-NPN型低頻管、F-P控制極可控硅、G-N控制極可控硅、H-N基極單結晶體管、J-P溝道場效應管、K-N 溝道場效應管、M-雙向可控硅。

          第四部分:用數字表示在日本電子工業協會JEIA登記的順序號。兩位以上的整數-從“11”開始,表示在日本電子工業協會JEIA登記的順序號;不同公司的性能相同的器件可以使用同一順序號;數字越大,越是近期產品。

          第五部分: 用字母表示同一型號的改進型產品標志。A、B、C、D、E、F表示這一器件是原型號產品的改進產品。

          美國半導體分立器件型號命名方法

          三、美國晶體管或其他半導體器件的命名法較混亂。美國電子工業協會半導體分立器件命名方法如下:

          第一部分:用符號表示器件用途的類型。JAN-軍級、JANTX-特軍級、JANTXV-超特軍級、JANS-宇航級、(無)-非軍用品。

          第二部分:用數字表示pn結數目。1-二極管、2=三極管、3-三個pn結器件、n-n個pn結器件。

          第三部分:美國電子工業協會(EIA)注冊標志。N-該器件已在美國電子工業協會(EIA)注冊登記。

          第四部分:美國電子工業協會登記順序號。多位數字-該器件在美國電子工業協會登記的順序號。

          第五部分:用字母表示器件分檔。A、B、C、D、┄┄-同一型號器件的不同檔別。如:JAN2N3251A表示PNP硅高頻小功率開關三極管,JAN-軍級、2-三極管、N-EIA 注冊標志、3251-EIA登記順序號、A-2N3251A檔。

          四、 國際電子聯合會半導體器件型號命名方法

          德國、法國、意大利、荷蘭、比利時等歐洲國家以及匈牙利、羅馬尼亞、南斯拉夫、波蘭等東歐國家,大都采用國際電子聯合會半導體分立器件型號命名方法。這種命名方法由四個基本部分組成,各部分的符號及意義如下:

          第一部分:用字母表示器件使用的材料。A-器件使用材料的禁帶寬度Eg=0.6~1.0eV 如鍺、B-器件使用材料的Eg=1.0~1.3eV 如硅、C-器件使用材料的Eg>1.3eV 如砷化鎵、D-器件使用材料的Eg<0.6eV 如銻化銦、E-器件使用復合材料及光電池使用的材料

          第二部分:用字母表示器件的類型及主要特征。A-檢波開關混頻二極管、B-變容二極管、C-低頻小功率三極管、D-低頻大功率三極管、E-隧道二極管、F-高頻小功率三極管、G-復合器件及其他器件、H-磁敏二極管、K-開放磁路中的霍爾元件、L-高頻大功率三極管、M-封閉磁路中的霍爾元件、P-光敏器件、Q-發光器件、R-小功率晶閘管、S-小功率開關管、T-大功率晶閘管、U-大功率開關管、X-倍增二極管、Y-整流二極管、Z-穩壓二極管。

          第三部分:用數字或字母加數字表示登記號。三位數字-代表通用半導體器件的登記序號、一個字母加二位數字-表示專用半導體器件的登記序號。

          第四部分:用字母對同一類型號器件進行分檔。A、B、C、D、E┄┄-表示同一型號的器件按某一參數進行分檔的標志。

          除四個基本部分外,有時還加后綴,以區別特性或進一步分類。常見后綴如下:

          1、穩壓二極管型號的后綴。其后綴的第一部分是一個字母,表示穩定電壓值的容許誤差范圍,字母A、B、C、D、E分別表示容許誤差為±1%、±2%、±5%、±10%、±15%;其后綴第二部分是數字,表示標稱穩定電壓的整數數值;后綴的第三部分是字母V,代表小數點,字母V之后的數字為穩壓管標稱穩定電壓的小數值。

          2、整流二極管后綴是數字,表示器件的最大反向峰值耐壓值,單位是伏特。

          3、晶閘管型號的后綴也是數字,通常標出最大反向峰值耐壓值和最大反向關斷電壓中數值較小的那個電壓值。

          如:BDX51-表示NPN硅低頻大功率三極管,AF239S-表示PNP鍺高頻小功率三極管。

          五、歐洲早期半導體分立器件型號命名法

          歐洲有些國家,如德國、荷蘭采用如下命名方法。

          第一部分:O-表示半導體器件

          第二部分:A-二極管、C-三極管、AP-光電二極管、CP-光電三極管、AZ-穩壓管、RP-光電器件。

          第三部分:多位數字-表示器件的登記序號。

          第四部分:A、B、C┄┄-表示同一型號器件的變型產品。

          俄羅斯半導體器件型號命名法由于使用少,在此不介紹。

          一、半導體二極管參數符號及其意義

          CT---勢壘電容

          Cj---結(極間)電容, 表示在二極管兩端加規定偏壓下,鍺檢波二極管的總電容

          Cjv---偏壓結電容

          Co---零偏壓電容

          Cjo---零偏壓結電容

          Cjo/Cjn---結電容變化

          Cs---管殼電容或封裝電容

          Ct---總電容

          CTV---電壓溫度系數。在測試電流下,穩定電壓的相對變化與環境溫度的絕對變化之比

          CTC---電容溫度系數

          Cvn---標稱電容

          IF---正向直流電流(正向測試電流)。鍺檢波二極管在規定的正向電壓VF下,通過極間的電流;硅整流管、硅堆在規定的使用條件下,在正弦半波中允許連續通過的最大工作電流(平均值),硅開關二極管在額定功率下允許通過的最大正向直流電流;測穩壓二極管正向電參數時給定的電流

          IF(AV)---正向平均電流

          IFM(IM)---正向峰值電流(正向最大電流)。在額定功率下,允許通過二極管的最大正向脈沖電流。發光二極管極限電流。

          IH---恒定電流、維持電流。

          Ii--- 發光二極管起輝電流

          IFRM---正向重復峰值電流

          IFSM---正向不重復峰值電流(浪涌電流)

          Io---整流電流。在特定線路中規定頻率和規定電壓條件下所通過的工作電流

          IF(ov)---正向過載電流

          IL---光電流或穩流二極管極限電流

          ID---暗電流

          IB2---單結晶體管中的基極調制電流

          IEM---發射極峰值電流

          IEB10---雙基極單結晶體管中發射極與第一基極間反向電流

          IEB20---雙基極單結晶體管中發射極向電流

          ICM---最大輸出平均電流

          IFMP---正向脈沖電流

          IP---峰點電流

          IV---谷點電流

          IGT---晶閘管控制極觸發電流

          IGD---晶閘管控制極不觸發電流

          IGFM---控制極正向峰值電流

          IR(AV)---反向平均電流

          IR(In)---反向直流電流(反向漏電流)。在測反向特性時,給定的反向電流;硅堆在正弦半波電阻性負載電路中,加反向電壓規定值時,所通過的電流;硅開關二極管兩端加反向工作電壓VR時所通過的電流;穩壓二極管在反向電壓下,產生的漏電流;整流管在正弦半波最高反向工作電壓下的漏電流。

          IRM---反向峰值電流

          IRR---晶閘管反向重復平均電流

          IDR---晶閘管斷態平均重復電流

          IRRM---反向重復峰值電流

          IRSM---反向不重復峰值電流(反向浪涌電流)

          Irp---反向恢復電流

          Iz---穩定電壓電流(反向測試電流)。測試反向電參數時,給定的反向電流

          Izk---穩壓管膝點電流

          IOM---最大正向(整流)電流。在規定條件下,能承受的正向最大瞬時電流;在電阻性負荷的正弦半波整流電路中允許連續通過鍺檢波二極管的最大工作電流

          IZSM---穩壓二極管浪涌電流

          IZM---最大穩壓電流。在最大耗散功率下穩壓二極管允許通過的電流

          iF---正向總瞬時電流

          iR---反向總瞬時電流

          ir---反向恢復電流

          Iop---工作電流

          Is---穩流二極管穩定電流

          f---頻率

          n---電容變化指數;電容比

          Q---優值(品質因素)

          δvz---穩壓管電壓漂移

          di/dt---通態電流臨界上升率

          dv/dt---通態電壓臨界上升率

          PB---承受脈沖燒毀功率

          PFT(AV)---正向導通平均耗散功率

          PFTM---正向峰值耗散功率

          PFT---正向導通總瞬時耗散功率

          Pd---耗散功率

          PG---門極平均功率

          PGM---門極峰值功率

          PC---控制極平均功率或集電極耗散功率

          Pi---輸入功率

          PK---最大開關功率

          PM---額定功率。硅二極管結溫不高于150度所能承受的最大功率

          PMP---最大漏過脈沖功率

          PMS---最大承受脈沖功率

          Po---輸出功率

          PR---反向浪涌功率

          Ptot---總耗散功率

          Pomax---最大輸出功率

          Psc---連續輸出功率

          PSM---不重復浪涌功率

          PZM---最大耗散功率。在給定使用條件下,穩壓二極管允許承受的最大功率

          RF(r)---正向微分電阻。在正向導通時,電流隨電壓指數的增加,呈現明顯的非線性特性。在某一正向電壓下,電壓增加微小量△V,正向電流相應增加△I,則△V/△I稱微分電阻

          RBB---雙基極晶體管的基極間電阻

          RE---射頻電阻

          RL---負載電阻

          Rs(rs)----串聯電阻

          Rth----熱阻

          R(th)ja----結到環境的熱阻

          Rz(ru)---動態電阻

          R(th)jc---結到殼的熱阻

          r δ---衰減電阻

          r(th)---瞬態電阻

          Ta---環境溫度

          Tc---殼溫

          td---延遲時間

          tf---下降時間

          tfr---正向恢復時間

          tg---電路換向關斷時間

          tgt---門極控制極開通時間

          Tj---結溫

          Tjm---最高結溫

          ton---開通時間

          toff---關斷時間

          tr---上升時間

          trr---反向恢復時間

          ts---存儲時間

          tstg---溫度補償二極管的貯成溫度

          a---溫度系數

          λp---發光峰值波長

          △ λ---光譜半寬度

          η---單結晶體管分壓比或效率

          VB---反向峰值擊穿電壓

          Vc---整流輸入電壓

          VB2B1---基極間電壓

          VBE10---發射極與第一基極反向電壓

          VEB---飽和壓降

          VFM---最大正向壓降(正向峰值電壓)

          VF---正向壓降(正向直流電壓)

          △VF---正向壓降差

          VDRM---斷態重復峰值電壓

          VGT---門極觸發電壓

          VGD---門極不觸發電壓

          VGFM---門極正向峰值電壓

          VGRM---門極反向峰值電壓

          VF(AV)---正向平均電壓

          Vo---交流輸入電壓

          VOM---最大輸出平均電壓

          Vop---工作電壓

          Vn---中心電壓

          Vp---峰點電壓

          VR---反向工作電壓(反向直流電壓)

          VRM---反向峰值電壓(最高測試電壓)

          V(BR)---擊穿電壓

          Vth---閥電壓(門限電壓)

          VRRM---反向重復峰值電壓(反向浪涌電壓)

          VRWM---反向工作峰值電壓

          V v---谷點電壓

          Vz---穩定電壓

          △Vz---穩壓范圍電壓增量

          Vs---通向電壓(信號電壓)或穩流管穩定電流電壓

          av---電壓溫度系數

          Vk---膝點電壓(穩流二極管)

          VL ---極限電壓

          二、雙極型晶體管參數符號及其意義

          Cc---集電極電容

          Ccb---集電極與基極間電容

          Cce---發射極接地輸出電容

          Ci---輸入電容

          Cib---共基極輸入電容

          Cie---共發射極輸入電容

          Cies---共發射極短路輸入電容

          Cieo---共發射極開路輸入電容

          Cn---中和電容(外電路參數)

          Co---輸出電容

          Cob---共基極輸出電容。在基極電路中,集電極與基極間輸出電容

          Coe---共發射極輸出電容

          Coeo---共發射極開路輸出電容

          Cre---共發射極反饋電容

          Cic---集電結勢壘電容

          CL---負載電容(外電路參數)

          Cp---并聯電容(外電路參數)

          BVcbo---發射極開路,集電極與基極間擊穿電壓

          BVceo---基極開路,CE結擊穿電壓

          BVebo--- 集電極開路EB結擊穿電壓

          BVces---基極與發射極短路CE結擊穿電壓

          BV cer---基極與發射極串接一電阻,CE結擊穿電壓

          D---占空比

          fT---特征頻率

          fmax---最高振蕩頻率。當三極管功率增益等于1時的工作頻率

          hFE---共發射極靜態電流放大系數

          hIE---共發射極靜態輸入阻抗

          hOE---共發射極靜態輸出電導

          h RE---共發射極靜態電壓反饋系數

          hie---共發射極小信號短路輸入阻抗

          hre---共發射極小信號開路電壓反饋系數

          hfe---共發射極小信號短路電壓放大系數

          hoe---共發射極小信號開路輸出導納

          IB---基極直流電流或交流電流的平均值

          Ic---集電極直流電流或交流電流的平均值

          IE---發射極直流電流或交流電流的平均值

          Icbo---基極接地,發射極對地開路,在規定的VCB反向電壓條件下的集電極與基極之間的反向截止電流

          Iceo---發射極接地,基極對地開路,在規定的反向電壓VCE條件下,集電極與發射極之間的反向截止電流

          Iebo---基極接地,集電極對地開路,在規定的反向電壓VEB條件下,發射極與基極之間的反向截止電流

          Icer---基極與發射極間串聯電阻R,集電極與發射極間的電壓VCE為規定值時,集電極與發射極之間的反向截止電流

          Ices---發射極接地,基極對地短路,在規定的反向電壓VCE條件下,集電極與發射極之間的反向截止電流

          Icex---發射極接地,基極與發射極間加指定偏壓,在規定的反向偏壓VCE下,集電極與發射極之間的反向截止電流

          ICM---集電極最大允許電流或交流電流的最大平均值。

          IBM---在集電極允許耗散功率的范圍內,能連續地通過基極的直流電流的最大值,或交流電流的最大平均值

          ICMP---集電極最大允許脈沖電流

          ISB---二次擊穿電流

          IAGC---正向自動控制電流

          Pc---集電極耗散功率

          PCM---集電極最大允許耗散功率

          Pi---輸入功率

          Po---輸出功率

          Posc---振蕩功率

          Pn---噪聲功率

          Ptot---總耗散功率

          ESB---二次擊穿能量

          rbb''---基區擴展電阻(基區本征電阻)

          rbb''Cc---基極-集電極時間常數,即基極擴展電阻與集電結電容量的乘積

          rie---發射極接地,交流輸出短路時的輸入電阻

          roe---發射極接地,在規定VCE、Ic或IE、頻率條件下測定的交流輸入短路時的輸出電阻

          RE---外接發射極電阻(外電路參數)

          RB---外接基極電阻(外電路參數)

          Rc ---外接集電極電阻(外電路參數)

          RBE---外接基極-發射極間電阻(外電路參數)

          RL---負載電阻(外電路參數)

          RG---信號源內阻

          Rth---熱阻

          Ta---環境溫度

          Tc---管殼溫度

          Ts---結溫

          Tjm---最大允許結溫

          Tstg---貯存溫度

          td----延遲時間

          tr---上升時間

          ts---存貯時間

          tf---下降時間

          ton---開通時間

          toff---關斷時間

          VCB---集電極-基極(直流)電壓

          VCE---集電極-發射極(直流)電壓

          VBE---基極發射極(直流)電壓

          VCBO---基極接地,發射極對地開路,集電極與基極之間在指定條件下的最高耐壓

          VEBO---基極接地,集電極對地開路,發射極與基極之間在指定條件下的最高耐壓

          VCEO---發射極接地,基極對地開路,集電極與發射極之間在指定條件下的最高耐壓

          VCER---發射極接地,基極與發射極間串接電阻R,集電極與發射極間在指定條件下的最高耐壓

          VCES---發射極接地,基極對地短路,集電極與發射極之間在指定條件下的最高耐壓

          VCEX---發射極接地,基極與發射極之間加規定的偏壓,集電極與發射極之間在規定條件下的最高耐壓

          Vp---穿通電壓。

          VSB---二次擊穿電壓

          VBB---基極(直流)電源電壓(外電路參數)

          Vcc---集電極(直流)電源電壓(外電路參數)

          VEE---發射極(直流)電源電壓(外電路參數)

          VCE(sat)---發射極接地,規定Ic、IB條件下的集電極-發射極間飽和壓降

          VBE(sat)---發射極接地,規定Ic、IB條件下,基極-發射極飽和壓降(前向壓降)

          VAGC---正向自動增益控制電壓

          Vn(p-p)---輸入端等效噪聲電壓峰值

          V n---噪聲電壓

          Cj---結(極間)電容, 表示在二極管兩端加規定偏壓下,鍺檢波二極管的總電容

          Cjv---偏壓結電容

          Co---零偏壓電容

          Cjo---零偏壓結電容

          Cjo/Cjn---結電容變化

          Cs---管殼電容或封裝電容

          Ct---總電容

          CTV---電壓溫度系數。在測試電流下,穩定電壓的相對變化與環境溫度的絕對變化之比

          CTC---電容溫度系數

          Cvn---標稱電容

          IF---正向直流電流(正向測試電流)。鍺檢波二極管在規定的正向電壓VF下,通過極間的電流;硅整流管、硅堆在規定的使用條件下,在正弦半波中允許連續通過的最大工作電流(平均值),硅開關二極管在額定功率下允許通過的最大正向直流電流;測穩壓二極管正向電參數時給定的電流

          IF(AV)---正向平均電流

          IFM(IM)---正向峰值電流(正向最大電流)。在額定功率下,允許通過二極管的最大正向脈沖電流。發光二極管極限電流。

          IH---恒定電流、維持電流。

          Ii--- 發光二極管起輝電流

          IFRM---正向重復峰值電流

          IFSM---正向不重復峰值電流(浪涌電流)

          Io---整流電流。在特定線路中規定頻率和規定電壓條件下所通過的工作電流

          IF(ov)---正向過載電流

          IL---光電流或穩流二極管極限電流

          ID---暗電流

          IB2---單結晶體管中的基極調制電流

          IEM---發射極峰值電流

          IEB10---雙基極單結晶體管中發射極與第一基極間反向電流

          IEB20---雙基極單結晶體管中發射極向電流

          ICM---最大輸出平均電流

          IFMP---正向脈沖電流

          IP---峰點電流

          IV---谷點電流

          IGT---晶閘管控制極觸發電流

          IGD---晶閘管控制極不觸發電流

          IGFM---控制極正向峰值電流

          IR(AV)---反向平均電流

          IR(In)---反向直流電流(反向漏電流)。在測反向特性時,給定的反向電流;硅堆在正弦半波電阻性負載電路中,加反向電壓規定值時,所通過的電流;硅開關二極管兩端加反向工作電壓VR時所通過的電流;穩壓二極管在反向電壓下,產生的漏電流;整流管在正弦半波最高反向工作電壓下的漏電流。

          IRM---反向峰值電流

          IRR---晶閘管反向重復平均電流

          IDR---晶閘管斷態平均重復電流

          IRRM---反向重復峰值電流

          IRSM---反向不重復峰值電流(反向浪涌電流)

          Irp---反向恢復電流

          Iz---穩定電壓電流(反向測試電流)。測試反向電參數時,給定的反向電流

          Izk---穩壓管膝點電流

          IOM---最大正向(整流)電流。在規定條件下,能承受的正向最大瞬時電流;在電阻性負荷的正弦半波整流電路中允許連續通過鍺檢波二極管的最大工作電流

          IZSM---穩壓二極管浪涌電流

          IZM---最大穩壓電流。在最大耗散功率下穩壓二極管允許通過的電流

          iF---正向總瞬時電流

          iR---反向總瞬時電流

          ir---反向恢復電流

          Iop---工作電流

          Is---穩流二極管穩定電流

          f---頻率

          n---電容變化指數;電容比

          Q---優值(品質因素)

          δvz---穩壓管電壓漂移

          di/dt---通態電流臨界上升率

          dv/dt---通態電壓臨界上升率

          PB---承受脈沖燒毀功率

          PFT(AV)---正向導通平均耗散功率

          PFTM---正向峰值耗散功率

          PFT---正向導通總瞬時耗散功率

          Pd---耗散功率

          PG---門極平均功率

          PGM---門極峰值功率

          PC---控制極平均功率或集電極耗散功率

          Pi---輸入功率

          PK---最大開關功率

          PM---額定功率。硅二極管結溫不高于150度所能承受的最大功率

          PMP---最大漏過脈沖功率

          PMS---最大承受脈沖功率

          Po---輸出功率

          PR---反向浪涌功率

          Ptot---總耗散功率

          Pomax---最大輸出功率

          Psc---連續輸出功率

          PSM---不重復浪涌功率

          PZM---最大耗散功率。在給定使用條件下,穩壓二極管允許承受的最大功率

          RF(r)---正向微分電阻。在正向導通時,電流隨電壓指數的增加,呈現明顯的非線性特性。在某一正向電壓下,電壓增加微小量△V,正向電流相應增加△I,則△V/△I稱微分電阻

          RBB---雙基極晶體管的基極間電阻

          RE---射頻電阻

          RL---負載電阻

          Rs(rs)----串聯電阻

          Rth----熱阻

          R(th)ja----結到環境的熱阻

          Rz(ru)---動態電阻

          R(th)jc---結到殼的熱阻

          r δ---衰減電阻

          r(th)---瞬態電阻

          Ta---環境溫度

          Tc---殼溫

          td---延遲時間

          tf---下降時間

          tfr---正向恢復時間

          tg---電路換向關斷時間

          tgt---門極控制極開通時間

          Tj---結溫

          Tjm---最高結溫

          ton---開通時間

          toff---關斷時間

          tr---上升時間

          trr---反向恢復時間

          ts---存儲時間

          tstg---溫度補償二極管的貯成溫度

          a---溫度系數

          λp---發光峰值波長

          △ λ---光譜半寬度

          η---單結晶體管分壓比或效率

          VB---反向峰值擊穿電壓

          Vc---整流輸入電壓

          VB2B1---基極間電壓

          VBE10---發射極與第一基極反向電壓

          VEB---飽和壓降

          VFM---最大正向壓降(正向峰值電壓)

          VF---正向壓降(正向直流電壓)

          △VF---正向壓降差

          VDRM---斷態重復峰值電壓

          VGT---門極觸發電壓

          VGD---門極不觸發電壓

          VGFM---門極正向峰值電壓

          VGRM---門極反向峰值電壓

          VF(AV)---正向平均電壓

          Vo---交流輸入電壓

          VOM---最大輸出平均電壓

          Vop---工作電壓

          Vn---中心電壓

          Vp---峰點電壓

          VR---反向工作電壓(反向直流電壓)

          VRM---反向峰值電壓(最高測試電壓)

          V(BR)---擊穿電壓

          Vth---閥電壓(門限電壓)

          VRRM---反向重復峰值電壓(反向浪涌電壓)

          VRWM---反向工作峰值電壓

          V v---谷點電壓

          Vz---穩定電壓

          △Vz---穩壓范圍電壓增量

          Vs---通向電壓(信號電壓)或穩流管穩定電流電壓

          av---電壓溫度系數

          Vk---膝點電壓(穩流二極管)

          VL ---極限電壓

          三、場效應管參數符號意義

          Cds---漏-源電容

          Cdu---漏-襯底電容

          Cgd---柵-源電容

          Cgs---漏-源電容

          Ciss---柵短路共源輸入電容

          Coss---柵短路共源輸出電容

          Crss---柵短路共源反向傳輸電容

          D---占空比(占空系數,外電路參數)

          di/dt---電流上升率(外電路參數)

          dv/dt---電壓上升率(外電路參數)

          ID---漏極電流(直流)

          IDM---漏極脈沖電流

          ID(on)---通態漏極電流

          IDQ---靜態漏極電流(射頻功率管)

          IDS---漏源電流

          IDSM---最大漏源電流

          IDSS---柵-源短路時,漏極電流

          IDS(sat)---溝道飽和電流(漏源飽和電流)

          IG---柵極電流(直流)

          IGF---正向柵電流

          IGR---反向柵電流

          IGDO---源極開路時,截止柵電流

          IGSO---漏極開路時,截止柵電流

          IGM---柵極脈沖電流

          IGP---柵極峰值電流

          IF---二極管正向電流

          IGSS---漏極短路時截止柵電流

          IDSS1---對管第一管漏源飽和電流

          IDSS2---對管第二管漏源飽和電流

          Iu---襯底電流

          Ipr---電流脈沖峰值(外電路參數)

          gfs---正向跨導

          Gp---功率增益

          Gps---共源極中和高頻功率增益

          GpG---共柵極中和高頻功率增益

          GPD---共漏極中和高頻功率增益

          ggd---柵漏電導

          gds---漏源電導

          K---失調電壓溫度系數

          Ku---傳輸系數

          L---負載電感(外電路參數)

          LD---漏極電感

          Ls---源極電感

          rDS---漏源電阻

          rDS(on)---漏源通態電阻

          rDS(of)---漏源斷態電阻

          rGD---柵漏電阻

          rGS---柵源電阻

          Rg---柵極外接電阻(外電路參數)

          RL---負載電阻(外電路參數)

          R(th)jc---結殼熱阻

          R(th)ja---結環熱阻

          PD---漏極耗散功率

          PDM---漏極最大允許耗散功率

          PIN--輸入功率

          POUT---輸出功率

          PPK---脈沖功率峰值(外電路參數)

          to(on)---開通延遲時間

          td(off)---關斷延遲時間

          ti---上升時間

          ton---開通時間

          toff---關斷時間

          tf---下降時間

          trr---反向恢復時間

          Tj---結溫

          Tjm---最大允許結溫

          Ta---環境溫度

          Tc---管殼溫度

          Tstg---貯成溫度

          VDS---漏源電壓(直流)

          VGS---柵源電壓(直流)

          VGSF--正向柵源電壓(直流)

          VGSR---反向柵源電壓(直流)

          VDD---漏極(直流)電源電壓(外電路參數)

          VGG---柵極(直流)電源電壓(外電路參數)

          Vss---源極(直流)電源電壓(外電路參數)

          VGS(th)---開啟電壓或閥電壓

          V(BR)DSS---漏源擊穿電壓

          V(BR)GSS---漏源短路時柵源擊穿電壓

          VDS(on)---漏源通態電壓

          VDS(sat)---漏源飽和電壓

          VGD---柵漏電壓(直流)

          Vsu---源襯底電壓(直流)

          VDu---漏襯底電壓(直流)

          VGu---柵襯底電壓(直流)

          Zo---驅動源內阻

          η---漏極效率(射頻功率管)

          Vn---噪聲電壓

          aID---漏極電流溫度系數

          ards---漏源電阻溫度系數

          電路設計基礎知識(5)——繼電器

          一、繼電器的工作原理和特性

          繼電器是一種電子控制器件,它具有控制系統(又稱輸入回路)和被控制系統(又稱輸出回路),通常應用于自動控制電路中,它實際上是用較小的電流去控制較大電流的一種“自動開關”。故在電路中起著自動調節、安全保護、轉換電路等作用。

          1、電磁繼電器的工作原理和特性

          電磁式繼電器一般由鐵芯、線圈、銜鐵、觸點簧片等組成的。只要在線圈兩端加上一定的電壓,線圈中就會流過一定的電流,從而產生電磁效應,銜鐵就會在電磁力吸引的作用下克服返回彈簧的拉力吸向鐵芯,從而帶動銜鐵的動觸點與靜觸點(常開觸點)吸合。當線圈斷電后,電磁的吸力也隨之消失,銜鐵就會在彈簧的反作用力返回原來的位置,使動觸點與原來的靜觸點(常閉觸點)吸合。這樣吸合、釋放,從而達到了在電路中的導通、切斷的目的。對于繼電器的“常開、常閉”觸點,可以這樣來區分:繼電器線圈未通電時處于斷開狀態的靜觸點,稱為“常開觸點”;處于接通狀態的靜觸點稱為“常閉觸點”。

          2、熱敏干簧繼電器的工作原理和特性

          熱敏干簧繼電器是一種利用熱敏磁性材料檢測和控制溫度的新型熱敏開關。它由感溫磁環、恒磁環、干簧管、導熱安裝片、塑料襯底及其他一些附件組成。熱敏干簧繼電器不用線圈勵磁,而由恒磁環產生的磁力驅動開關動作。恒磁環能否向干簧管提供磁力是由感溫磁環的溫控特性決定的。

          3、固態繼電器(SSR)的工作原理和特性

          固態繼電器是一種兩個接線端為輸入端,另兩個接線端為輸出端的四端器件,中間采用隔離器件實現輸入輸出的電隔離。

          固態繼電器按負載電源類型可分為交流型和直流型。按開關型式可分為常開型和常閉型。按隔離型式可分為混合型、變壓器隔離型和光電隔離型,以光電隔離型為最多。.

          二、繼電器主要產品技術參數

          1、額定工作電壓

          是指繼電器正常工作時線圈所需要的電壓。根據繼電器的型號不同,可以是交流電壓,也可以是直流電壓。

          2、直流電阻

          是指繼電器中線圈的直流電阻,可以通過萬能表測量。

          3、吸合電流

          是指繼電器能夠產生吸合動作的最小電流。在正常使用時,給定的電流必須略大于吸合電流,這樣繼電器才能穩定地工作。而對于線圈所加的工作電壓,一般不要超過額定工作電壓的1.5倍,否則會產生較大的電流而把線圈燒毀。

          4、釋放電流

           是指繼電器產生釋放動作的最大電流。當繼電器吸合狀態的電流減小到一定程度時,繼電器就會恢復到未通電的釋放狀態。這時的電流遠遠小于吸合電流。

          5、觸點切換電壓和電流

           是指繼電器允許加載的電壓和電流。它決定了繼電器能控制電壓和電流的大小,使用時不能超過此值,否則很容易損壞繼電器的觸點。

          三、繼電器測試

          1、測觸點電阻

          用萬能表的電阻檔,測量常閉觸點與動點電阻,其阻值應為0;而常開觸點與動點的阻值就為無窮大。由此可以區別出那個是常閉觸點,那個是常開觸點。

          2、測線圈電阻

          可用萬能表R×10Ω檔測量繼電器線圈的阻值,從而判斷該線圈是否存在著開路現象。

          3、測量吸合電壓和吸合電流

          找來可調穩壓電源和電流表,給繼電器輸入一組電壓,且在供電回路中串入電流表進行監測。慢慢調高電源電壓,聽到繼電器吸合聲時,記下該吸合電壓和吸合電流。為求準確,可以試多幾次而求平均值。

          4、測量釋放電壓和釋放電流

          也是像上述那樣連接測試,當繼電器發生吸合后,再逐漸降低供電電壓,當聽到繼電器再次發生釋放聲音時,記下此時的電壓和電流,亦可嘗試多幾次而取得平均的釋放電壓和釋放電流。一般情況下,繼電器的釋放電壓約在吸合電壓的10~50%,如果釋放電壓太小(小于1/10的吸合電壓),則不能正常使用了,這樣會對電路的穩定性造成威脅,工作不可*。

          四、繼電器的電符號和觸點形式

          繼電器線圈在電路中用一個長方框符號表示,如果繼電器有兩個線圈,就畫兩個并列的長方框。同時在長方框內或長方框旁標上繼電器的文字符號“J”。繼電器的觸點有兩種表示方法:一種是把它們直接畫在長方框一側,這種表示法較為直觀。另一種是按照電路連接的需要,把各個觸點分別畫到各自的控制電路中,通常在同一繼電器的觸點與線圈旁分別標注上相同的文字符號,并將觸點組編上號碼,以示區別。繼電器的觸點有三種基本形式:

          1.動合型(H型)線圈不通電時兩觸點是斷開的,通電后,兩個觸點就閉合。以合字的拼音字頭“H”表示。

          2.動斷型(D型)線圈不通電時兩觸點是閉合的,通電后兩個觸點就斷開。用斷字的拼音字頭“D”表示。

          3.轉換型(Z型)這是觸點組型。這種觸點組共有三個觸點,即中間是動觸點,上下各一個靜觸點。線圈不通電時,動觸點和其中一個靜觸點斷開和另一個閉合,線圈通電后,動觸點就移動,使原來斷開的成閉合,原來閉合的成斷開狀態,達到轉換的目的。這樣的觸點組稱為轉換觸點。用“轉”字的拼音字頭“z”表示。

          五、繼電器的選用

          1.先了解必要的條件:①控制電路的電源電壓,能提供的最大電流;②被控制電路中的電壓和電流;③被控電路需要幾組、什么形式的觸點。選用繼電器時,一般控制電路的電源電壓可作為選用的依據。控制電路應能給繼電器提供足夠的工作電流,否則繼電器吸合是不穩定的。

          2.查閱有關資料確定使用條件后,可查找相關資料,找出需要的繼電器的型號和規格號。若手頭已有繼電器,可依據資料核對是否可以利用。最后考慮尺寸是否合適。

          3.注意器具的容積。若是用于一般用電器,除考慮機箱容積外,小型繼電器主要考慮電路板安裝布局。對于小型電器,如玩具、遙控裝置則應選用超小型繼電器產品。

          帆老師今日的品種復盤,對IF、RB、RM這三個品種的行情進行了梳理。此外,石帆老師還針對填寫了量表的兩位用戶,進行了1v1的專業指導。就讓我們一起來看看吧!

          IF:滬深300股指主連

          今日的滬深300股指主連走的是一個震蕩,在下一個2b點可以考慮去進行一個操作。

          建議大家去嘗試做一下A50,因為這個品種有夜盤,第二天可以去猜一下這個品種高開低開的概率,鍛煉自身的能力。

          RB:螺紋鋼主連

          當一種品種的走勢在一個區間內徘徊,并且我們無法精準預測市場趨勢時,我們可以采用減少自己的操作頻率的策略,耐心等待自己所需的特定價格點位。

          一旦這些點位出現,我們便能更有針對性地進行操作。

          通過這種策略的使用,我們可以進一步優化我們的交易表現以獲取更好的結果。

          當然,相對于其他品種而言,該品種的走勢相對緩慢,不適合像石帆老師這樣喜歡快節奏或者小波段操作的投資者。

          RM:菜籽粕主連

          要把趨勢的層級算清楚,基于這一小段,運用擴展線進行簡單的評估和預判,但是也要去做出相應的預警。

          比如底下存在兩個尖頂較為平緩的區間,我們難以對未來價格走勢進行準確評估,這時候我們可以采用等待確認位置的策略,在確認出價位后,再利用我們的交易系統來進行具體操作。這樣能有效避免投資風險,提高交易的安全性和盈利能力。

          從60分鐘周期來看,這是一個區間震蕩,可以等2808或者2809的價格出現,去做一個多單,同時設置好止盈止損。

          在1v1交流指導環節,石帆老師強調了,未來是不確定的,我們無法準確的預測未來。

          第一位交易員喜歡均線交易系統,堅持使用均線交易系統,石帆老師詢問了學員,關于均線的作用、趨勢跟蹤、級別分析、均線的滯后性、在一個區間內均線的過濾系統等這些理論的掌握程度。

          學員提出自己的問題“就是連續多次止損對信心的打擊。這種多次止損是進場不好還是每種交易系統都是這樣,交易者就是要克服心理并且一致性執行自己的交易系統就好。”

          針對這些問題老師給這位學員提出了兩點建議:

          1.明白自身的信念系統,自己是不是信任均線,去明白均線的理論

          2.多次止損問題取決于你的交易系統,要完善并提升自己的交易系統

          技術分析是我們用來研究、分析市場價格趨勢的一種工具,其主要目的是幫助我們去預測市場價格的變化和趨勢,并以此來制定相應的投資策略。然而,技術分析只是投資決策的一個方面,我們需要結合自己的投資目標和風險偏好,選擇合適的技術工具,并在實踐中不斷優化和調整。

          第二個交易員是一位90后,對石帆老師的理論非常認可,學習過老師的線上課程,已經掌握了基本的基礎理論,目前出現的問題是:如何在保證盈虧比的情況下提升勝率?自身進場會看信號,但是出場不會操作從而失去機會。

          老師對這位學員提出了以下建議:

          1.明確當前市場走勢的拐點位置,也就是結構的高低點,然后把它們按照層級關系進行梳理和分析。

          2.進行大量的強化訓練推調,通過對不同市場走勢的觀察與分析、進行反復推演來不斷提升自己的交易技能與能力。

          3.不必刻意去區分順勢和逆勢,而是要尋找一個明顯的交易信號,根據自己的層級分析進行預判,然后通過強化訓練中的推調驗證方法,依靠這個信號再去做空單和多單。

          石帆老師認為,在交易過程中,投資者追求高勝率和高盈虧比是相互矛盾的。如果投資者希望獲得高勝率,就必須采取比較保守的交易策略,這往往會導致盈虧比的降低。反之,為了追求高盈虧比,投資者可能會采取更具風險性的交易策略,可能會導致勝率的下降。

          最后,石帆老師在直播中提出了一個小作業,即整理自己的交易系統理論基礎,并找到相關的可證偽資料。


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