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摘要：电子整机装备是由元器件构成的，元器件的可靠性直接影响整机的可靠性，大量的电子设备故障统计表明，电子元器件失效在整机故障中占首位。 在各式各样的电子电路中，电子元器件是其构成的最基本单位，对于电子类人才来说，学习和掌握元器件的基础知识是最基本的环节，合理的选择电子元器件是电子电路稳定和可靠的有力保障，因此，掌握电子元器件的性能和选择至关重要。
关键词：电子元器件 性能选择
中图分类号：F407文献标识码： A
1 常用电子元器件及其性能
1)电阻器。①电阻器的基本作用。电阻器在电路中的作用，遵循欧姆定律的原则，可知回路内的电流与电源电势成正比，而与电阻值成反比。也就是说电阻在电路中主要起分压和限流的作用。②电阻器的分类。电阻器可分为固定式电阻器和可调（变）式电阻器两大类。根据材料和结构的不同又可分为以下几类：碳膜电阻器、金属膜电阻器、绕线电阻器。③电阻器的技术参数。电阻的主要技术参数有两项：标称阻值和标称功率。标称阻值是指电阻体表面上标注的电阻值。标称功率是指电阻器在直流或交流电路中，在一定大气压和规定的温度下，长期连续工作所允许承受的最大功率。电阻器的标称阻值和误差等级一般标注在电阻体上面，通常有直接标注法和色码（环）标注法两种方法。一是：直接标注法。直接标注法就是直接将电阻器的标称值和误差等级的数字标注在电阻体上。实际使用中，电阻器表面上的单位常省略或简写。二是：色码（环）标注法。为了能从电阻体的各个方向都能看清标注内容，有的电阻器用不同的色环来表示阻值和误差。④电阻器的使用常识。电阻器接入电路时，其引出线的长度以 8～15mm 为宜，不能过长或太短，也不要从根部打弯，否则容易折断,电阻器在存放和使用过程中，要保持漆膜的完整，不允许用锉、刮电阻膜的方法来改变电阻器的阻值，因为漆膜脱落后，电阻器的防潮性能变坏，无法保证正常工作。
2)电容器
电容器的基本作用电容器具有贮存电能和释放电能的基本功能。在充电期间,电容器上的电荷按指数增长,电路中有一按指数衰减的充电电流。放电期间,电容器上电荷和电压按指数
下降,电路中有一按指数衰减的放电电流。在充放电过程中,电容两端的电压不可能突变。容量较大的电容器的储存时间不能太久，否则需要重新激活才可使用。
3）变压器
变压器在电路中主要完成能量和信号传递。在输电方面,当输送功率及负载功率因数一定时,电压愈高,则线路电流愈小。因此在输电时必须利用变压器将电压升高。在用电方面,为了保证用电的安全和合乎用电设备的电压要求,还要利用变压器将电压降低。在电子线路中，根据变压器的结构和用途一般可分为高频变压器（天线线圈）、中频变压器（俗称中周）、低频输入变压器、低频输出变压器等。天线线圈通常会在磁棒上使用，能提高天线线圈的传输效率，增强接收机的抗干扰能力。
4）半导体分立元件
二极管是一种具有单向导电特性或非线性电流电压特性的两极半导体器件。利用单向导电性可以很方便地实现整流、检波、限幅、续流等目的。
三极管的用途极广,但归纳起来可以分为放大和开关作用两个方面。无论哪种
用途,都是基于它对电流控制功能。
5）开关元件
开关元件一般包括陶瓷气体放电管、玻璃放电管和半导体过压保护器。这三种类型的最大优势是开关元件导通前，其全部处于开路状态，电阻较大且少有漏电流，导通后，就会处于短路状态，即便压降较小，也可以通过较大的电流。而三种类型开关元件各有优势。开关元器件类型中除了一些半导体过压保护外，其都具有双向特性。而陶瓷气体放电管和玻璃放电管的电容相对较小。电压速度来说，玻璃放电管和半导体过压保护器的响应速度比较快，甚至达到ns量级。玻璃放电管的击穿电压则是这三类开关元件最高的，虽然半导体过压保护器击穿电压不如玻璃放电管高，但是其穿击电压准确性是较高的。然而开关元件三种类型有优势的同时，也有劣势，尤其是陶瓷体放电管。因电气电离需要一定时间，其反应速度相对于其他开关元件类型，响应速度较慢。这就使得其在开通之前，就有较大漏电流。
6）防过流元件
防过流元件中应该有自恢复保险丝和电流保险丝、电阻，而防过热保护和过热检测元件则应该有温度保险管和温度保险丝。之所以要用自恢复保险丝是因为其属于温度系数热敏电阻。将其应用在防过流和防过热元件时，其电流可能会小于保持电流，这时的电阻也会随之变小。
7）限压元件
限压元件进行分析
限压元件主要包括压敏电阻和TVS管。这两类限压元件在实际应用过程中，有着和二极管一样的限压性能。如果导通电压大于外压电压时，其内阻会很大，其漏电流也相对较小。如果导通电压小于外加电压时，其内阻就会变小，其电流也会随之增大，甚至产生较大的过电流。即便电流较大，对设备两端电压的影响也并不是很大，只有小幅度的上升。同时这两种限压元件也具有低压到高压系列值，可以在多种电压电路中使用。但因这两种限压元件电容相对较大，不能在高频电路中使用。压敏电阻作为硅化晶半导体过电压抑制器, 是较为典型的过电压保护器。其在实际应用过程中是随着外加电压进行变化的非线性元件，和放电气管比较，其对冲击电压的影响速度更快。同时压敏电阻也能承受较大的浪涌电流，最大能承受上百kA浪涌电流。然而因压敏电阻漏电流较大，其分线性较差，即使较放电气管响应速度快，但是其限制大电流较高，其承受冲击能力将会随着冲击次数的增加而减弱，其老化程度也较快，与TVS管相比，压敏电阻反应速度略逊一筹；而TVS管非线性性能与稳压管性能相似，其不仅具有动态电阻低、限制电压低优势，同时也有不易老化、使用寿命长和反应快等优势。然而TVS管在实际应用过程中，通流能力比压敏电阻较小弱。
二、元器件的选择
根据元器件的使用部位的电性能、 体积、质量等要求， 在元器件优选或选用目录中选择元器件的品种、 规格， 并留有足够的余量；根据元器件使用的环境要求， 选择元器件的封装形式、 引线涂覆及辐射强度保证 （RHA）等级等环境适应能力 （不同的应用环境对电子元器件的选用附加要求和试验项目也不同）；根据整机的可靠性要求来选择元器件的质量等级。在元器件选用方面， 许多设计人员往往只注意元器件的性能指标和温度范围是否符合整机的要求， 而忽略了元器件的质量等级、 考核标准和失效模式等与整机可靠性的密切关系， 从而使整机常常出现性能合格， 但可靠性考核却难以通过的情况。因此， 必须对电子元器件的选择和使用加以严格控制， 从元器件可靠性的两个方面着手， 首先选用有质量保证的、 经实践证明其固有可靠性较高的产品。 其次， 应开展二次筛选、 降额设计和热设计等可靠性设计， 并建立完整的质量跟踪体系及质量数据库， 从而形成一种闭环控制系统， 提高元器件的使用可靠性。
1）元器件的技术性能、 执行标准、 质量等级和使用条件等应满足電子装备的要求；
2） 优先选用列入军用电子元器件合格产品目录 （QPL） 及合格制造厂目录 （QML） 中的元器件；
3） 优先选择经认定合格、 质量有保证、 供货及时、 价格合理、 技术服务好以及具有良好信誉的合格电子元器件科研生产单位生产的元器件；
4） 优先选用经工程实践证明质量稳定、 可靠性高、 有发展前景以及供货有保障的标准电子元器件；
5） 应最大限度地压缩元器件品种、 规格和生产单位；
6） 在满足质量要求的前提下， 性价比相当时，应优先选用国产电子元器件， 尽量减少选用进口电子元器件；
7） 不选用未经设计定型的新研发的元器件、 已停产或将要停产的电子元器件；
8） 限制使用质量等级不能完全满足电子装备要求但为实现整机功能而不得不使用的电子元器件；
9） 禁止使用因材料、 工艺和使用条件等原因而被工程要求禁止使用的元器件。
总结：电子元器件的可靠性包括固有可靠性和应用可靠性两个方面。元器的故有可靠性主要取决于元器制造商的设计、工艺、制造、质量控制及原材料等多种因素所决定。元器件固有可靠性是整机可靠性的基础，如果使用没有一定可靠性保障的元器件，即使采取最完善的设计，整机的可靠性也达不到设计要求，同时整机的可靠性也得不到保障。
关键词：电子元器件 性能选择
中图分类号：F407文献标识码： A
1 常用电子元器件及其性能
1)电阻器。①电阻器的基本作用。电阻器在电路中的作用，遵循欧姆定律的原则，可知回路内的电流与电源电势成正比，而与电阻值成反比。也就是说电阻在电路中主要起分压和限流的作用。②电阻器的分类。电阻器可分为固定式电阻器和可调（变）式电阻器两大类。根据材料和结构的不同又可分为以下几类：碳膜电阻器、金属膜电阻器、绕线电阻器。③电阻器的技术参数。电阻的主要技术参数有两项：标称阻值和标称功率。标称阻值是指电阻体表面上标注的电阻值。标称功率是指电阻器在直流或交流电路中，在一定大气压和规定的温度下，长期连续工作所允许承受的最大功率。电阻器的标称阻值和误差等级一般标注在电阻体上面，通常有直接标注法和色码（环）标注法两种方法。一是：直接标注法。直接标注法就是直接将电阻器的标称值和误差等级的数字标注在电阻体上。实际使用中，电阻器表面上的单位常省略或简写。二是：色码（环）标注法。为了能从电阻体的各个方向都能看清标注内容，有的电阻器用不同的色环来表示阻值和误差。④电阻器的使用常识。电阻器接入电路时，其引出线的长度以 8～15mm 为宜，不能过长或太短，也不要从根部打弯，否则容易折断,电阻器在存放和使用过程中，要保持漆膜的完整，不允许用锉、刮电阻膜的方法来改变电阻器的阻值，因为漆膜脱落后，电阻器的防潮性能变坏，无法保证正常工作。
2)电容器
电容器的基本作用电容器具有贮存电能和释放电能的基本功能。在充电期间,电容器上的电荷按指数增长,电路中有一按指数衰减的充电电流。放电期间,电容器上电荷和电压按指数
下降,电路中有一按指数衰减的放电电流。在充放电过程中,电容两端的电压不可能突变。容量较大的电容器的储存时间不能太久，否则需要重新激活才可使用。
3）变压器
变压器在电路中主要完成能量和信号传递。在输电方面,当输送功率及负载功率因数一定时,电压愈高,则线路电流愈小。因此在输电时必须利用变压器将电压升高。在用电方面,为了保证用电的安全和合乎用电设备的电压要求,还要利用变压器将电压降低。在电子线路中，根据变压器的结构和用途一般可分为高频变压器（天线线圈）、中频变压器（俗称中周）、低频输入变压器、低频输出变压器等。天线线圈通常会在磁棒上使用，能提高天线线圈的传输效率，增强接收机的抗干扰能力。
4）半导体分立元件
二极管是一种具有单向导电特性或非线性电流电压特性的两极半导体器件。利用单向导电性可以很方便地实现整流、检波、限幅、续流等目的。
三极管的用途极广,但归纳起来可以分为放大和开关作用两个方面。无论哪种
用途,都是基于它对电流控制功能。
5）开关元件
开关元件一般包括陶瓷气体放电管、玻璃放电管和半导体过压保护器。这三种类型的最大优势是开关元件导通前，其全部处于开路状态，电阻较大且少有漏电流，导通后，就会处于短路状态，即便压降较小，也可以通过较大的电流。而三种类型开关元件各有优势。开关元器件类型中除了一些半导体过压保护外，其都具有双向特性。而陶瓷气体放电管和玻璃放电管的电容相对较小。电压速度来说，玻璃放电管和半导体过压保护器的响应速度比较快，甚至达到ns量级。玻璃放电管的击穿电压则是这三类开关元件最高的，虽然半导体过压保护器击穿电压不如玻璃放电管高，但是其穿击电压准确性是较高的。然而开关元件三种类型有优势的同时，也有劣势，尤其是陶瓷体放电管。因电气电离需要一定时间，其反应速度相对于其他开关元件类型，响应速度较慢。这就使得其在开通之前，就有较大漏电流。
6）防过流元件
防过流元件中应该有自恢复保险丝和电流保险丝、电阻，而防过热保护和过热检测元件则应该有温度保险管和温度保险丝。之所以要用自恢复保险丝是因为其属于温度系数热敏电阻。将其应用在防过流和防过热元件时，其电流可能会小于保持电流，这时的电阻也会随之变小。
7）限压元件
限压元件进行分析
限压元件主要包括压敏电阻和TVS管。这两类限压元件在实际应用过程中，有着和二极管一样的限压性能。如果导通电压大于外压电压时，其内阻会很大，其漏电流也相对较小。如果导通电压小于外加电压时，其内阻就会变小，其电流也会随之增大，甚至产生较大的过电流。即便电流较大，对设备两端电压的影响也并不是很大，只有小幅度的上升。同时这两种限压元件也具有低压到高压系列值，可以在多种电压电路中使用。但因这两种限压元件电容相对较大，不能在高频电路中使用。压敏电阻作为硅化晶半导体过电压抑制器, 是较为典型的过电压保护器。其在实际应用过程中是随着外加电压进行变化的非线性元件，和放电气管比较，其对冲击电压的影响速度更快。同时压敏电阻也能承受较大的浪涌电流，最大能承受上百kA浪涌电流。然而因压敏电阻漏电流较大，其分线性较差，即使较放电气管响应速度快，但是其限制大电流较高，其承受冲击能力将会随着冲击次数的增加而减弱，其老化程度也较快，与TVS管相比，压敏电阻反应速度略逊一筹；而TVS管非线性性能与稳压管性能相似，其不仅具有动态电阻低、限制电压低优势，同时也有不易老化、使用寿命长和反应快等优势。然而TVS管在实际应用过程中，通流能力比压敏电阻较小弱。
二、元器件的选择
根据元器件的使用部位的电性能、 体积、质量等要求， 在元器件优选或选用目录中选择元器件的品种、 规格， 并留有足够的余量；根据元器件使用的环境要求， 选择元器件的封装形式、 引线涂覆及辐射强度保证 （RHA）等级等环境适应能力 （不同的应用环境对电子元器件的选用附加要求和试验项目也不同）；根据整机的可靠性要求来选择元器件的质量等级。在元器件选用方面， 许多设计人员往往只注意元器件的性能指标和温度范围是否符合整机的要求， 而忽略了元器件的质量等级、 考核标准和失效模式等与整机可靠性的密切关系， 从而使整机常常出现性能合格， 但可靠性考核却难以通过的情况。因此， 必须对电子元器件的选择和使用加以严格控制， 从元器件可靠性的两个方面着手， 首先选用有质量保证的、 经实践证明其固有可靠性较高的产品。 其次， 应开展二次筛选、 降额设计和热设计等可靠性设计， 并建立完整的质量跟踪体系及质量数据库， 从而形成一种闭环控制系统， 提高元器件的使用可靠性。
1）元器件的技术性能、 执行标准、 质量等级和使用条件等应满足電子装备的要求；
2） 优先选用列入军用电子元器件合格产品目录 （QPL） 及合格制造厂目录 （QML） 中的元器件；
3） 优先选择经认定合格、 质量有保证、 供货及时、 价格合理、 技术服务好以及具有良好信誉的合格电子元器件科研生产单位生产的元器件；
4） 优先选用经工程实践证明质量稳定、 可靠性高、 有发展前景以及供货有保障的标准电子元器件；
5） 应最大限度地压缩元器件品种、 规格和生产单位；
6） 在满足质量要求的前提下， 性价比相当时，应优先选用国产电子元器件， 尽量减少选用进口电子元器件；
7） 不选用未经设计定型的新研发的元器件、 已停产或将要停产的电子元器件；
8） 限制使用质量等级不能完全满足电子装备要求但为实现整机功能而不得不使用的电子元器件；
9） 禁止使用因材料、 工艺和使用条件等原因而被工程要求禁止使用的元器件。
总结：电子元器件的可靠性包括固有可靠性和应用可靠性两个方面。元器的故有可靠性主要取决于元器制造商的设计、工艺、制造、质量控制及原材料等多种因素所决定。元器件固有可靠性是整机可靠性的基础，如果使用没有一定可靠性保障的元器件，即使采取最完善的设计，整机的可靠性也达不到设计要求，同时整机的可靠性也得不到保障。