時間：2023-05-30 10:46:26
開篇：寫作不僅是一種記錄，更是一種創造，它讓我們能夠捕捉那些稍縱即逝的靈感，將它們永久地定格在紙上。下面是小編精心整理的12篇陶瓷電容器，希望這些內容能成為您創作過程中的良師益友，陪伴您不斷探索和進步。
關鍵詞：MLCC；熱應力；檢測方法
1 引言
多層陶瓷電容器(Multi-layer Ceramic Capacitors，MLCC)又被稱為片式疊層電容器、獨石電容器等，被廣泛用于家電、電腦、手機、軍工、航天等電子信息類領域，已經成為世界上用量最大、發展最快的一種片式元件[1]。近年來，國內MLCC的年市場需求量幾乎都超過5000億只。
MLCC起源于20世紀60年代，隨著表面貼裝技術的廣泛應用，采用Ni賤金屬內電極(Base Metal Electrode，BME)制備MLCC的工藝在90年代得到飛速發展，于21世紀初形成比較完善的賤金屬內電極工藝，使MLCC制作成本下降了70%以上[2]。在小型化方面每兩三年就出現一個新的規格，在容量方面則不斷追求更薄介質和更高介質層數，使MLCC在近十年來不斷推出更大容量的產品。我國MLCC起步較晚，MLCC生產技術和工藝相對落后，國產MLCC多數為低端產品[3]。由于國際上對我國進行知識產權技術封鎖，國內自主研發技術還處于相對弱勢，而商用MLCC特別是低成本MLCC的市場競爭越來越激烈，利用檢測技術來提高MLCC產品的質量已成為一種必要的手段。
典型的MLCC多層介質結構由幾百層陶瓷介質和金屬電極交互疊加，高容量MLCC甚至可達上千層，由于陶瓷和金屬電極的熱膨脹系數不同，在熱沖擊、熱循環等作用下，電極-介質接觸界面很容易產生熱應力，由此造成的損傷稱為“熱應力損傷”[4]。研究表明僅熱沖擊這一種熱應力造成的失效就占總失效產品的25%左右[5，6]。由此可見，MLCC熱應力損傷是一種重要的損傷模式。
因此，通過靈敏熱應力損傷檢測技術對存在熱應力隱性失效的產品進行評估，可以保證MLCC的可靠性，具有重要的實用價值。本文對常見的熱應力損傷檢測方法進行總結和歸納，重點介紹課題組研究的基于噪聲的元器件熱應力損傷檢測方法。
2 熱應力損傷檢測方法
MLCC熱應力損傷檢測方法可以分為直觀觀察、模擬分析和參數退化表征三類，分別對應著不同的檢測方法。下面將對常見的熱應力損傷檢測方法及優缺點進行介紹。
2.1 直觀觀察
所謂直觀觀察，就是利用圖像等手段直接對損傷的位置和類型進行監測，常見的方法包括磨片分析法、聲波/超聲掃描檢測法等。
(1) 磨片分析法
磨片分析法是一種典型的破壞性分析方法，也是一種常規的損傷分析和檢測方法。磨片分析的過程為：先將被測樣品制作成有一定硬度的研磨臺，然后將研磨臺放在高速旋轉的砂紙上研磨，直到看到需要的剖面，再進行拋光，以便觀察面清晰，確保觀察效果，最后在顯微鏡下觀察樣品的內部結構[2，7]。
磨片分析法可以通過剖面及相應的顯微鏡檢測得到MLCC失效部位的成分、形貌等精細結構，從而幫助失效機理的分析[8]。但由于磨片過程中選取拍片的位置對于磨片的結果有較大影響，很容易造成不良品漏判，因此，磨片分析法不能完全保證備件產品的可靠性。
(2)聲波/超聲檢測法
利用聲波或超聲波可以對MLCC進行無損缺陷探測。常見的聲學/超聲檢測試驗包括聲學發射試驗、激光掃描聲學顯微鏡試驗和C型聲學掃描顯微鏡試驗等[9]。在所有的聲學/超聲檢測方法中，超聲掃描檢測是MLCC最重要的一種無損檢測方法[2，10]。
超聲掃描檢測法就是利用超聲波的穿透和反射特性來檢測樣品中的缺陷。超聲波在固體、液體、氣體中都可以傳播，且在同一種物質中超聲波直接穿透物質。當物質中存在缺陷時，超聲波會在兩種不同物質的界面產生反射，從而探測到缺陷的存在。
超聲波可以十分有效地探測出MLCC內部的缺陷和形態，如空洞、分層和水平裂紋等，因而可以有效的篩除有缺陷的產品，從而提高批量MLCC的可靠性。超聲波檢測法也存在其局限性，主要是檢測效率較低，不適用于大批量產品的檢測分選；其次進行超聲無損檢測前對設備的調試、MLCC產品排序、MLCC表面的清潔與表面除泡要求很高，否則容易出現誤判[7]。
2.2 模擬分析
所謂模擬分析法就是利用模擬的手段對損傷和缺陷進行預測，進而對熱應力損傷機制分析、工藝改進和可靠性提高等提供依據的方法。常見的模擬分析方法為有限元分析法，通過有限元分析軟件，利用數學方法對材料的熱學及力學特性的分布與量級進行較為精確的計算。
MLCC中的溫度變化率或溫度梯度所產生的熱應力超過材料的承受能力時，就會產生裂紋[11-12]。采用有限元分析和實驗測量相結合的研究方法可以對MLCC質量進行有效的研究，但是由于MLCC內部溫度與時間相關性復雜，導致失效判據難以判定，同時數學模型建立困難，使有限元分析法的推廣受到了很大的限制[13]。
2.3 參數退化表征
所謂參數退化表征方法，就是利用器件參數的退化對器件性能進行表征，進而監測器件缺陷的一種方法。隨著MLCC介質厚度逐年變薄，漏電流對MLCC的影響越來越大(見圖1)。漏電流過大，也就是“漏電”，成為MLCC最重要的一種失效模式。對MLCC的參數監測最主要的就是監測漏電流和絕緣電阻，兩者具有倒數關系。利用參數退化對MLCC性能進行表征的方法包括液體檢漏法、加速壽命試驗和噪聲檢測等。
(1) 液體檢漏法
液體檢漏法是一種古老的MLCC無損檢測方法，利用對陶瓷表面滲透性非常強的液體(例如甲醇、鹽水等)涂覆陶瓷介質表面，液體通過毛細管作用滲透進入MLCC器件，加電后產生很大的漏電流，從而可幫助診斷出MLCC中的缺陷[9]。
液體檢漏法只對表面缺陷或者與表面貫通的內部缺陷有效，可以有效的診斷出較為嚴重的分層和開裂缺陷，目前也作為MLCC的一種常規檢測手段。但液體檢漏法對陶瓷介質內部較小的缺陷無效，常作為一種輔助檢測方法。
(2)加速壽命實驗法
在電子元器件中，產品的工作壽命是評估產品可靠性的重要數量特征之一[14]。在傳統的壽命實驗中，國內外偏重于進行高加速壽命實驗(HALT)[15]。HALT的實驗條件為2~8倍額定電壓和100~175℃之間的高溫[16]。HALT使MLCC退化速度加快，通過觀測MLCC的漏電流或絕緣電阻的加速失效率推算出預期失效。利用MTTF數據來預測無故障工作時間是HALT的重要特性。
HALT可以快速評價某一批電容在某些失效模式下的時間分布，從而大量縮短試驗時間，節省人力、財力和物力，但這種方法具有破壞性，屬于破壞性檢測方法，僅適用于對批量樣品進行總體性能的考察和抽樣，高加速得到的試驗結果需要與實際工作中遇到的結果相結合進行使用，不能單獨作為一種判據。
(3)漏電流和噪聲檢測方法
所謂漏電流和噪聲檢測方法就是通過漏電流和噪聲的退化來判斷MLCC的退化程度，從而對MLCC的損傷進行判定的方法。其中，噪聲是指電流噪聲，在低頻區域可以反應器件缺陷的信息。
這種方法首先由M. Tacano等在2009年提出，他們指出漏電流和噪聲檢測比高加速壽命試驗得到的MTTF方法可以更為快速的給出MLCC的可靠性信息。西安電子科技大學506實驗室對MLCC的噪聲檢測表明，MLCC低頻噪聲檢測比漏電流檢測更靈敏，而且具有忠實性和一致性。我課題組研制的電子元器件噪聲測試系統可以檢測和分析元器件中的各種噪聲，并實現采集和處理，從中提取MLCC熱應力及其他應力損傷的有用信息。
3 結束語
熱應力損傷是MLCC最重要的損傷模式之一。根據國產MLCC的現狀，通過檢測手段來提高MLCC成品的批量可靠性是一種可行的手段，現有的檢測方法各有優缺點，通過合理搭配，可以有效的對含有熱應力損傷的MLCC進行剔除，從而提高MLCC的應用可靠性水平。
參考文獻
[1] Hiroshi KISHI，Youichi MIZUNO，Hirokazu CHAZONO. Base-Metal Electrode-Multilayer Ceramic Capacitors: Past，Present and Future Perspectives [J]. The Japan Society of Applied Physics，2003(42)：1-15
[2] 梁力平，賴永雄，李基森. 片式疊層陶瓷電容器的制造與材料[M].廣州：暨南大學出版社，2008
[3] 陳祥沖，黃新友. 賤金屬內電極多層陶瓷電容器研發產業及現狀[J]. 新材料產業，2005(3)：58-60
[4] 李賀. 基于多層陶瓷技術(MLC)和低溫共燒陶淺析無源元件熱點應用領域技術的發展[N]. CEM，2007-10-24
[5] 姚立真.可靠性物理[M]. 北京：電子工業出版社. 2004
[6] 莫郁薇. 熱應力對半導體分立器件失效率的影響 [J].電子產品與可靠性試驗，1996(5)，25-31
[7] 肖培義，李基森，盧藝森，陳杰. 超聲波探傷技術在MLCC 檢測中的應用研究[J].電子質量檢測技術卷，2006，7：18-20
[8] Lloyd W. Condra，Grant M. Johnson，Michael G. Pecht，Aris Christou. Evaluation of Manufacturing Variables in the Reliability of Surface Mount Capacitors [J]. IEEE Transactions on Materials，hybrids and Electronic Materials，1992.15(4)：542-552
[9] 戴玲. 提高脈沖電容器儲能密度的新方法的研究[D].武漢.華中科技大學：2005
[10] 朱志芳. 高儲能密度陶瓷電容器電氣性能的研究[D]. 武漢：華中科技大學，2005
[11] 杜磊，孫承永，黃繼頗，包軍林. 表面組裝技術中熱應力的有限元分析. 電子元件[J]，1994(4):15-19
[12] 付興中，榮麗梅，黃超，戴強. RF MLCC熱應力分析[J]. 電子產品可靠性與環境試驗，2009：48-52
[13] I. P. Lipscomb，P. M. Weaver & J. Swingler，J. W. McBride. Micro-computer tomography―An aid in the investigation of structural changes in lead zirconate titanate ceramics after temperature-humidity bias testing [J]. J Electroceram，2009(23)：7275
[14] Jung-Rag Yoon，Kyung-Min Lee. Analysis the Reliability of Multilayer Ceramic Capacitor with inner Ni Electrode under highly Accelerated Life Test Conditions [J]. Transaction on Materials and Electronic Materials，2009.10(1)：5-8
1、陶瓷電容器與紙介電容器。如果是陶瓷電容器與紙介電容器之間要進行互相替換的話，必須在容量、耐壓相同，體積不限的條件下進行。
2、云母電容器代替金屬化紙介電容器。如果我們在用云母電容器代替金屬化紙介電容器的時候，必須在不限體積、耐壓和電容均相同的情況下進行。另外，我們還需要考慮替換成本，將價格計算在內。
3、金屬化紙介電容器代替云母電容器。在使用金屬化紙介電容器代替云母電容器的時候，其前提必然是以工作頻率、絕緣電阻值要求不高為前提，并且電容器必須是同耐壓、同容量的情況下進行。
4、同容量電容器之間的替換。若無條件限制，同容量耐壓高的電容器可代替耐壓低的電容器、誤差小的電容器可代替誤差大的電容器。
5、金屬化紙介電容器代替玻璃釉電容器。在不考慮頻率影響的情況下，同容量、同耐壓的金屬化紙介電容器可代替玻璃釉電容器。
6、非密封型電容代替密封電容器。同容量同耐壓的非密封型電容替換密封電容，必須是在對防潮性能要求不高的情況下才可以。否則，電容會因為密封不好，沾了潮氣，導致電容性能變差。
7、串聯情況下的使用。串聯兩只以上不同容量、不同耐壓的大電容可代替小電容；串聯后電容器的耐壓要考慮到每個電容器上的壓降都要在其耐壓允許的范圍內。
8、并聯情況下的使用。并聯兩只以上的不同耐壓、不同容量的小容量電容器可代替大電容器，并聯后的耐壓以最小耐壓電容器的耐壓值為準。
（來源：文章屋網 ）
第6屆手機國際展會于3月26-28日在北京舉行。此次展會以“亞洲和手機通信”為主題，吸引了眾多手機產業的中外相關企業參展，其中，日本廠商多達50家，村田制作所(muRata)就是其中之一。該公司主要展示的是泛網通信和汽車電子產品。另外，最令人注目的是具有鮮明特色的、集其優勢產品與技術于一身的產物，即會騎自行車的機器人――村田頑童。
村田制作所的工程師演示了村田頑童的獨特技藝：以超低速在平衡木上行駛而不會倒下，平衡木的寬度與村田頑童的車輪相同。它不倒的原因在于配置在鞍形支架下的陀螺傳感器，只要感覺到一絲晃動，就會檢測出車體的傾斜，一旦檢測出自行車的傾斜，即通過旋轉村田頑童心中的大輻板，產生消除傾斜的力。如此反復，以調節平衡。通過收發命令的藍牙模塊、用于電眼照相機的透光性陶瓷透鏡、電池、電源模塊、電容器、電磁干擾濾波器等部件，以及該公司的控制技術、電路設計方法、軟件工具等實現了這種能力。所以，村田頑童是該公司優勢技術與產品的整和產物。其中，最為突出的就是陶瓷電容器、陀螺傳感器、噪聲消除元器件和藍牙模塊。目前，村田制作所的陶瓷電容器已經占據35％的全球市場份額，噪聲消除元器件也有30%的市場占有率。此外，其藍牙模塊也在手機中得到了廣泛的應用，并且開始計劃向在過去兩年里創造了便攜式音頻播放器市場神話的iPod方向發展。
村田制作所還以“車體控制、安全、舒適、信息化”為切入點，重點介紹了其在汽車市場上的綜合應對能力以及產品和技術，特別是傳感器，該公司將主要面向汽車間距感測、氣囊等安全系統力推新品。同時，車身控制和導航應用也是其傳感器的重點發展方向。該公司的振動陀螺傳感器采用壓電陶瓷制造，并融合了最新的MEMS技術，通過獨特的振蕩子結構，實現了較強的抗振和抗沖擊能力，結合其穩定的溫度特性，可為汽車導航系統的高性能化提供保證。
另外，實現泛網通信也是村田制作所一直追求的目標，特別是以手機、DVD錄像機、筆記本電腦等信息家電為中心，集中展示了他們的相關產品和技術。該公司在移動通信用濾波器的小型化方面具有一定的特色。它們的GIGAFIL介質濾波器與初期型號產品相比，實現了1/2000的小型化。而為將同樣的功能從介質濾波器轉換到表面波(SAW)濾波器而開發的SAW收發器具有更小的體積，順應了移動電話小型化的發展潮流。
村田制作所企劃管理集團宣傳部部長大島幸男表示：“我們今后將有3個重點發展方向，即無線通信、傳感器和節能。此次展出的產品和技術，特別是村田頑童，對整個產業的各個領域都有很大的應用和借鑒價值。”
膜電容器（特別是金屬化膜電容器）基于由兩層金屬化聚丙烯構成的繞組。聚丙烯薄膜（絕緣體）的厚度決定額定電壓的大小（可達若干kV）。聚丙烯的一個特殊特征是其自愈能力。由于通常使用的聚丙烯薄膜非常薄，所以此能力對避免閃絡之后的短路極其重要。其他與設計有關的性質包括低ESR、ESL和相對寬的工作溫度范圍。
鋁電解質電容器由兩層鋁薄膜和夾在其間的一層或兩層用導電液（電解液）浸過的紙張組成。由于第一層鋁薄膜的氧化層的厚度和電解液的性質，其工作電壓限于約500V。重要器件性質包括非常高的電荷儲存容量和相對容量而言的小尺寸。但是，由于電解質電容器是極化的，所以其在交流電環境中的用途有限。雖然鋁電解質電容器在單位體積下的電容值較高，但由于其特定結構，該電容值會隨溫度和頻率的變化而變化。歐姆損耗和頻率相關損耗會造成充電/放電期間的發熱，這會限制可能的紋波電流。另外，由于化學過程的作用，電性質也會隨時間而變化，這會導致故障率在規定使用壽命結束后增加。
陶瓷電容器由于使用陶瓷絕緣材料而能耐受極高電壓。將磨得非常細小的順電鐵電基礎材料在高溫下燒結成電容性元件，其可作為電介質用作電極支柱。陶瓷電容器只能儲存少量電荷，且通常用于高頻電壓條件下的濾波用途。在這些應用中，相導線和中性導線通過電容器與大地短接。目前市場上的高壓電容器能夠承受若干kV的過電壓。
現代電源和轉換器的功率密度日益增加，目前已可達到兆瓦范圍。現代半導體支持在日益增加的頻率下進行高負載切換，使得以可接受成本實現緊湊的高功率轉換器設計成為可能。但是，隨著功率密度的不斷增加，對電容器的要求也在提高。
通常，轉換器輸入電路（或多或少延伸的結構）是以能源來區分的。特別是在太陽能轉換器的情況下，輸入值取決于陽光強度，因而可能存在很大差異，使最好工作點的安排變得困難。因此，必須在輸入位置提供DC能源儲存器件。由于高DC電壓分量、所需要的高儲存容量以及輸入電路電容器能夠相應地提供超大尺寸的特點，輸入電容器是用電解質電容器來實現的。由于不大可能有非常高的交流分量，所以電容器幾乎不受壓力。
對中間電路電容器（亦稱直流鏈電容器）的要求明顯更為復雜。它們在DC/DC轉換器和DC/AC逆變器之間充當儲能器件，且其輸入電流包含非常高的交流分量（紋波）。輸出側電壓必須非常平穩，以確保向逆變器提供穩定的直流電壓。低電容轉換器的典型例子是MKP1848系列金屬化聚丙烯電容器，而HDMKP系列電容器則適用于更大的轉換器。
如果可用空間太小或必須儲存更多能量，則鋁電容器是合適的替代方案。對于負載范圍達到100kW或更大的應用，可使用中間電路電容器（常常是較大的鋁電容器）。
在元件成本方面，鋁電容器有明顯優勢；470μF/450V鋁電容器的成本只有類似膜電容器的五分之一。但是，薄膜電容器只需較少的保護電路來限制其故障效應。高開關頻率和陡開關側面需要使用阻尼電容器（緩沖器）。吸收電容MKP386M的任務是減小或消除電壓和電流尖峰及開關損耗。通過抑制由半導體的開關所造成電壓和電流過沖可減少噪聲發射（EMI）。
作為替代方案，開發人員越來越多地在電力電子應用中使用復雜的開關算法來進行脈沖寬度調制，以提高效率和改善網絡質量。這些設計使用更高的頻率和諧波，所以必須在輸出位置使用LC和LCL濾波器進行濾波。交流濾波電容器（女IMKP1847系列）提供更大的電容值范圍、各種連接配置，并為提高安全性而提供符合UL810標準要求的所謂分段式薄膜技術。
由于功率密度的日益增加，對過載和故障行為的考慮受到重視。損害形式可能是短路、開路或居于二者之間（更高的漏電流）；如果出現過熱，電解質會由于壓力減小和繞組干燥而泄漏。
不受負載變化影響的穩定高電壓
可再生能源（如風能和太陽能）的日益整合使電網面臨新的挑戰。用于穩定高壓電網電壓的電容器的使用環境完全不同于通常的電容器，并具有不同的設計要求和尺寸。它們用于維持標準要求，按照這些要求，最終用戶獲得的電網電壓偏差不可超過230VAC±10%。
附加提供電容性無功功率能夠穩定電壓；向電容區或電感區的輕微相移可以提高電壓。為此，可按照需要連接并聯電抗器或電容器組。架空線路在高負載條件下會表現出電感特性。電壓會下降并在電容性無功功率造成相移時再次增加。
除了電壓穩定性，電壓質量也是電網運營者考慮的一個重要事項。在電網工作期間，會有諧波（頻率為基波頻率倍數的疊加電壓）疊加于基波。通常，第三諧波（150Hz）在重負載電網中最顯著，所以必須顯著予以降低。對應的濾波器安裝通常是在200～300MVA的功率范圍之內。
無功功率的減小由帶阻尼功能的機械開關電容器組（MSCDN）來提供。如果由于電網中出現大負載而必須保持電壓水平，可通過將電容器連接至每個相來實現。利用高電壓電抗器L調節電容器C1和C2會使50Hz電流分量不受阻礙地流過C2。但接近中心頻率的頻率流過電阻器并轉化為熱，因此干擾頻率顯著減小。
單個電容器的設計
電容器由繞線元件構成。這些器件可在約2kV電壓的范圍內保持最好工作狀態，所以必須將大量元件串聯起來，以實現所要求的250～300kV耐受電壓。為使這些巨型電容器易于運輸和進行模塊化安裝，專業制造商現在能夠將繞線元件裝配在不銹鋼外殼之中并予以焊接，以提供一個密封接頭。這些裝置稱為中壓電容器。
連接至第一電容器（C1）的高電壓分配在30～40個電容器上，使每個電容上的電壓約為7.5kV。電容器的重量最大不能超過100千克，每個并聯電容器串不超過10個。一個C1電容器的電容值為35～40μF。這些電容器由若干繞組元件組成，這些元件在內部進行連接，形成串聯繞組群。在第二電容器（C2）中，所連接的30～40kV電壓分配到約5個電容器串上，使每個電容器上的電壓約為7kV，電容值約為45μF。
技術實現會產生非常大的設備。一個電容器繞組元件的電極由一張鋁薄膜和電介質（由若干層聚丙烯薄膜組成）構成。如果將這種設計需要的所有薄膜依次排列起來，會產生一條800萬米長的薄膜帶，遠超過地軸長度的一半，薄膜面積可覆蓋350個標準FIFA足球場。以重量來表示，這需要超過10噸鋁和約25噸聚丙烯。為了將這么大的有效面積的薄膜壓緊，鋁薄膜和聚丙烯薄膜首先要繞成圓形，然后被壓平。然后將這些扁平繞組堆疊、連接、絕緣，并裝配和密封在矩形外殼中。僅電容器（包括外殼和連接器）的總重就可遠超50噸。
這許多例子都證明了電容器在電力電子和電力工程中的廣泛應用。它們還可作為輔助組件用于更多應用，如混合動力車和電動車、電表及大功率驅動裝置的控制。
ST、CIOilit以及斯帕蘭扎尼傳染病研究所合作研發高精度的病毒分析儀，
幫助提早發現埃博拉病毒
意法半導體（STMicroelectronics，簡稱ST）、Clonit以及意大利拉扎羅斯帕蘭扎尼國家傳染病研究所（NationalInstitute for Infectious Diseases LazzaroSpallanzani）經過幾個星期的合作，開發出一款能夠在75分鐘內檢測出埃博拉病毒的便攜分析儀原型設計。
該便攜分析儀基于實時聚合酶鏈反應（RT-PCR，RealTime Polymerase Chain Reaction）的分子生物學技術。這項合作的下一步開發任務是將定點保健站（point-of-care）的埃博拉病毒檢測方案最佳化，包括最大限度降低在處理生物樣品過程中可能受到感染的風險，同時降低成本，使其能夠大規模廣泛推廣應用，以加快實現快速診斷埃博拉以及其它傳播性較強的病毒鋪平道路。
意大利拉扎羅斯帕蘭扎尼國家傳染病研究所是意大利衛生部指定的兩家埃博拉護理治療中心之一；該分析工具套件原型設計通過了該中心制定的國際標準測試，能夠準確地發現血液中的埃博拉病毒，而整個化驗過程中只需幾毫升人類血液樣品，并可用稀釋100萬倍的血液樣品驗證了化驗結果的精確度。因為檢測靈敏度及準確度極高，該解決方案可用于病癥早期的病毒檢測，有助于大幅度抑制致命性傳染病傳播與蔓延。
該工具套件有4個主要組件：
?提取器（extractor）：存放血液樣品，提取RNA病毒；
?微型硅芯片（silicon microchip）：意法半導體的AgrateBrianza和Catania實驗室研發、尺寸僅為郵票大小的微型硅芯片可充當微型反應器，重現提取遺傳物質的微米級放大篩選過程。被提取的RNA放入反應器內，可根據RT PCR檢測方法逆轉成DNA并被放大。
?專門試劑（specific reagents）：Clonit開發的反應試劑，預置于微型芯片上，按照國際質量控制法規規定的標準和控制方法，執行量化實時PCR（病毒裝載）過程；
?便攜光學讀取器（portable optical reader）：意法半導體開發的解決方案，檢測血液樣本是否存在病毒DNA，并將數據發送到相連的電腦主機，由電腦主機軟件處理檢測數據.并以圖表形式顯示處理結果。
除了檢測準確外，快速的檢測速度和小尺寸也使該分析套件非常適用于急救和醫院外的現場診斷。
閃光燈是一個用途非常廣泛的輔助工具，它是攝影光源的一種，當拍照時，周圍環境的自然光源（日光）或人工光源（燈光等）不足的時候，閃光燈就成了彌補這一不足的機動光源。各種相機內置或外加的萬次閃光燈，最通用的都是通過振蕩和變壓器升壓，經電容器儲存能量，在需要的瞬間釋放并感應出高壓，激發惰性氣體發出脈沖光源，從而獲得極強的瞬時功率。
以高亮度LED為閃光燈源的低壓閃光燈的出現，給傳統的閃光燈帶來一個革命性的變化。低壓閃光燈不需要振蕩電路、不需要升壓變壓器和儲能大電容器，Flash LED只需要3.5—4.5V的直流電壓、100mA的電流就可使其發出2000mcd—3000mcd的高亮度光線，照亮需要輔助光的被攝主體。LED低壓閃光燈電路簡單、高效、省電、低成本、占PCB面積特小，特別適用于手機、數碼相機和手持設備，因此將贏得整個手持影像產品市場的青睞。
高壓閃光燈電路
目前常用的閃光燈電路大多是高壓閃光燈電路，它由振蕩電路、升壓變壓器、儲能大電容器、高壓線圈、惰性氣體閃光燈組成，典型電路圖如圖1。
低壓閃光燈方案
低壓閃光燈的電路十分經濟，主要由升壓、穩壓的電荷泵、Flash LED(LED閃光燈)、閃光控制開關組成。如圖2所示。
低壓閃光燈優勢
? 低壓閃光燈電路簡單、高效、省電、低成本、占PCB面積特小；
? 具備多種閃光燈模式，即自動閃光、脈沖閃光、連續單閃光、消除紅眼閃光，還可作為DVC的照明；
? 整個電路主要由電荷泵和Flsah LED組成；
? 不需要高壓，省去升壓變壓器和儲能大電容器；
? 高亮度SMD Flsah LED發光能達2000-5000mcd；
? SMD Flsah LED功耗低、不發熱、長壽命；
? 電容式電荷泵轉換效率高、周邊器件少；
? 電荷泵具有SHDN輸入端，可接受主機的控制信號，自動操作；
? 所有器件均超小封裝，占地面積小，安裝成本低；
? 適用于手機、DSC、DVC；
? 適合帶拍照功能手機，保護被拍照人隱私需要。
手機相機閃光燈典型電路
手機照相機的分辨率為20—100萬像素，由于手機的體積都比較小，因此它所能給予安裝閃光燈的空間也十分有限，Flash LED的幾何尺寸是5X6X2.5mm，以后將會有3X3X2mm的更小封裝，電荷泵是SOT-23封裝，都是Mini型的，剛好能滿足手機設計的要求。
圖3是100-200mA峰值電流的手機照相機閃光燈電路圖，它用一顆AAT3110IGU-4.5V的電容式電荷泵，將手機鋰電池的電壓升壓并穩壓至4.5V，向一顆EL-61-25UWC Flash LED提供4.5V工作電壓、100-200mA峰值電流，FDG335N MOSFET作為閃光開關，峰值電流經它形成回路。電荷泵的輸入濾波電容器為10uF，輸出濾波電容器為4.7uF，儲能電容器為1uF，均選用等效串聯電阻（ESR）小的X7R、X5R陶瓷電容器。RB為Flash LED平衡電阻，RF為峰值電流調節電阻，改變這個電阻可以設定峰值電流的大小，見表1 AAT3110IGU-4.5V峰值Flash LED電流試驗表所示。圖3為閃光前后Flash LED的電流變化圖。
數碼相機閃光燈典型電路
增加Flash LED的數量可以滿足數碼相機對閃光亮度和閃光距離的不同要求，圖4是能提供300-400mA電流的數碼相機閃光燈典型電路。一顆AAT3110IGU-4.5V電荷泵只能提供200mA峰值電流（最大IF=250mA/ 100ms），因此需要二顆AAT3110IGU-4.5V電荷泵并聯才能輸出400mA峰值電流；一顆Flash LED的IFP是100mA，因此400mA峰值電流能驅動四顆Flash LED。二顆AAT3110共享CIN 和COUT，可節省PCB空間和成本，第二顆AAT3110 (B) 和閃光門控制共用同一個信號，閃光停閃期間，二極管組成閃光門的RC泄放延遲電路。
LED閃光燈
LED閃光燈目前都是一顆LED閃光燈安裝五個藍色LED管芯加上黃磷濾色鏡的結構原理來發出白光的，這也是最經濟實用的方案；用一顆RGB（紅綠藍）三色管芯LED也是可以合成白光，但一顆RGB LED比一顆LED閃光燈價格貴，紅綠藍三色要分別調控亮度才能合成白光，使用成本較高，只有在需要調節閃光色溫和多彩的高級方案中才選用。
LED閃光燈都帶反光罩和透鏡，因此在幾米的距離內能提供均衡的光線。
Flash LED的外形圖和電路圖符號如圖5所示。Flash LED的主要技術參數是亮度（IV）、視角、前向電壓（VF）、前向電流（IF）、功耗（Pd）、峰值電流IF(Peak)、外形尺寸。表2是常用Flash LED性能表。
【關鍵詞】計算機通信；正常運行；控制系統措施
1．在設計計算機通信與控制系統時要注意以下事項
1．1 在對計算機通信與控制系統設計和配置時，要注意到系統的結構要緊湊，布局要合理，信號傳輸要簡單直接。
在計算機通訊與控制系統的器件安裝布局上，要充分注意到分散參數的影響和采用必要的屏蔽措施：對大功率器件散熱的處理方法；消除由跳線、跨接線、獨立器件平行安裝產生的離散電容、離散電感的影響，合理利用輔助電源和去耦電路。
1．2 計算機通信與控制系統本身要有很高的穩定性。
計算機通信與控制系統的穩定性，一方面取決于系統本身各級電路工作點的選擇和各級間的耦合效果。特別是在小信號電路和功率推動級電路的級間耦合方面，更要重視匹配關系。另一方面取決于系統防止外界影響的能力，除系統本身要具有一定的防止外界電磁影響的能力外，還應采取防止外界電磁影響的措施。
1．3 計算機通信與控制系統防止外界電磁影響的措施，應在方案論證與設計時就給予充分考慮。
2．排除電源電壓波動給計算機通信與控制系統帶來的影響
計算機通信與控制系統的核心就是計算機，計算機往往與強電系統共用一個電源。在強電系統中，大型設備的起、停等都將引起電源負載的急劇變化，也都將會對計算機通信與控制系統產生很大的影響；電源線或其它電子器件引線過長，在輸變電過程中將會產生感應電動勢。防止電源對計算機通信與控制系統的影響應采取如下措施：
2．1 提高對計算機通信與控制系統供電電源的質量。
供電電源的功率因數低，對計算機通信與控制系統將產生很大的影響，為保證計算機通信與控制系統穩定可靠的工作，供電系統的功率因數不能低于0.9。
2．2 采用獨立的電源給計算機通信與控制系統供電。
應對計算機通信與控制系統的主要設備配備獨立的供電電源。要求獨立供電電源電壓要穩定，無大的波動；系統負載不能過大，感性負載和容性負載要盡可能的少。
2．3 對用電環境惡劣場所采取穩壓方法。
對計算機等重要設備采用UPS電源。在穩壓過程中要采用在線式調壓器，不要使用變壓器方式用繼電器接頭來控制的穩壓器。
3．防止由于外界因素對供電電源產生的傳導影響
由于外界因素對電源產生的傳導影響要采取以下措施。
3．1 采用磁環方法
3．1．1 用磁環防止傳導電流的原理。
磁環是抑制電磁感應電流的元件，其抑制電磁感應電流的原理是：當電源線穿過磁環時，磁環可等效為一個串接在電回路中的可變電阻，其阻抗是角頻率的函數。
即：Z二f／(ω)
從上式可以看出：隨著角頻率的增加其阻抗值再增大。
假設Zs是電源阻抗，ZL是負載阻抗，ZC是磁環的阻抗，其抑制效果為：
DB=20Lg[(Zs+ZL+ZC／(ZS+ZL)]
從上述公式中可以看出，磁環抑制高頻感生電流作用取決于兩個因素：一是磁環的阻抗；另一個是電源阻抗和負載的大小。
3．1．2 用磁環抑制傳導電流的原則。
磁環的選用必須遵循兩個原則：一是選用阻抗值較大的磁環：另一個是設法降低電源阻抗和負載阻抗的阻值。
3．2 采用金屬外殼電源濾波器消除高頻感生電流，特別是在高頻段具有良好的濾波作用
電源濾波器的選取原則
對于民用產品，應在100KHZ一30MHZ這一頻率范圍內考慮濾波器的濾波性能。軍用電源濾波器的選取依據GJBl51／152CE03，在GJBl51／152CE03中規定了傳導高頻電流的頻率范圍為15KHZ-50MHZ。
4．抑制直流電源電磁輻射的方法
4．1 利用跟隨電壓抑制器件抑制脈沖電壓
跟隨電壓抑制器中的介質能夠吸收高達數千伏安的脈沖功率，它的主要作用是，在反向應用條件下，當承受一個高能量的大脈沖時，其阻抗立即降至很低，允許大電流通過，同時把電壓箝位在預定的電壓值上。利用跟隨電壓抑制器的這一特性，脈沖電壓被吸收，使計算機通信與控制系統也減少了脈沖電壓帶來的負面影響。
4．2 使用無感電容器抑制高頻感生電流
俗稱“隔直通交”是電容器的基本特性，通常在每一個集成電路芯片的電源和地之間連接一個無感電容，將感生電流短路到地，用來消除感生電流帶來的影響，使各集成電路芯片之間互不影響。
4．3 利用陶瓷濾波器抑制由電磁輻射帶來的影響
陶瓷濾波器是由陶瓷電容器和磁珠組成的T型濾波器，在一些比較重要集成電路的電源和地之間連接一個陶瓷濾波器，會很好起到抑制電磁輻射的作用。
5．防止信號在傳輸線上受到電磁幅射的方法
5．1 在計算機通信與控制系統中使用磁珠抑制電磁射。
磁珠主要適用于電源阻抗和負載阻抗都比較小的系統，主要用于抑制1MHZ以上的感生電流所產生的電磁幅射。選擇磁珠也應注意信號的頻率，也就是所選的磁珠不能影響信號的傳輸，磁珠的大小應與電流相適宜，以避免磁珠飽和。
5．2 在計算機通信與控制系統中使用雙芯互絞屏蔽電纜做為信號傳輸線，屏蔽外界的電磁輻射。
5．3 在計算機通信與控制系統中采用光電隔離技術，減少前后級之間的互相影響。
5．4 在計算機通信與控制系統中要使信號線遠離動力線；電源線與信號線分開走線。輸入信號與輸出信號線分開走線；模擬信號線與數字信號線分開走線。
6．防止司服系統中執行機構動作回饋的方法
6．1 RC組成熄燼電路的方法
用電容器和電阻器串聯起來接入繼電器的接點上，電容器C把觸點斷開的電弧電壓到達最大值的時間推遲到觸點完全斷開，用來抑制觸點間放電。電阻R用來抑制觸點閉合時的短路電流。
對于直流繼電器，可選取：
R=Vdc／IL
C=IL*K
式中，Vdc：直流繼電器工作電壓。
I：感性負載工作電流。
K二0.5-lЧF／A
對于交流繼電器，可選取：
R>0．5*UrmS
C二0.002-0
005(Pc／10) ЧF
式中，Urms：為交流繼電器額定電壓有效值。
Pc：為交流繼電器線圈負載功率。
6．2 利用二極管的單向導電特性
圖1所示電路看起來有點兒像降壓型穩壓器，并使用一個降壓型控制器，但實際上是一種電壓型同步回掃電路。在效率高于85%，輸入電壓范圍為36V~60V的情況下，其面向的應用系統在輸出電流為2A時要求輸出電壓為3.3V。這一電路在幾種已評估過的技術中似乎是最有希望的，因為其效率和成本優于降壓型穩壓器和異步回掃電路。
圖1，這種同步回掃電路具有很高的效率以及多種輸入電壓/輸出電壓比。
LM2743控制器啟動之后，從MMBTA06晶體管和6.2V齊納二極管以及從一個自舉線圈獲得功率。其EN（啟動）輸入端是一個提供UVL（低壓切斷）的比較器，用來防止在28V以下啟動。控制器驅動一個損耗比肖特基二極管還低的同步開關，并利用更低的FET導通電阻作為限流檢測電阻。在引腳11處的150kΩ電阻器產生一個250kHz的開關頻率。由PulseEngineering公司（）設計的回掃變壓器是一個低成本部件，其初級線圈電感為50mH，線匝比為3:1，尺寸為13（長）×15（寬）×11（高）mm。3:1的線匝比防止初級開關流過滿載輸出電流，從而使得開關損耗比降壓型穩壓器小。輸出端的小型LC濾波器能使一只10mF陶瓷電容器處理很大的有效（rms）波紋電流，此外，一只低成本鋁電容器也能消除波紋并緩沖負載瞬態。
圖2，圖1所示電路在很寬的輸出電流范圍內具有高于85%的效率。
圖2示出了圖1所示電路在三種輸入電壓和若干種輸出電流下的測量數據。左邊三條最上方的曲線表示效率；三條較低的曲線表示按右邊刻度計量的以W為單位的總損耗。在不加負載的情況下，VOUT波紋的峰-峰值為6mV，在輸出電流為4A時上升到20mV。在輸出電流為3.5A時，效率迅速下降，這是限流作用造成的。如同任何開關電源，特別回掃電路那樣，印制電路板布局非常重要。如果采用四層或更多層的印制電路板，電源平面和接地平面分開，柵極驅動連線短而寬，你就可以獲得最佳性能。盡管圖1所示電路擬應用于7W單輸出系統中，但這種同步回掃電路可適用于更大的功率范圍；你只要增加次級繞組，就可輕易地將其擴展成多種輸出。增加的輸出端既可以使用二極管整流器，也可以使用低柵壓驅動器驅動的附加FET。
關鍵詞 LTC2436；轉換器；差分輸入
中圖分類號：TN792 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）13-0182-01
LTC2436是帶有一個集成振蕩器的雙通道差分輸入微功率16位無延遲增量累加模數轉換器。它能夠提供800nVRMS噪聲的性能指標，與VREF值無關。兩個差分通道交替轉換，通道識別碼包含在轉換結果中。它采用增量累加技術，提供數字濾波器單次轉換中的穩態建立。LTC2436可以通過單只引腳進行配置，可在50Hz和60Hz+2%上獲得優于87dB的輸入差模抑制。LTC2436轉換器可以被廣泛用于稱重器、直接溫度測量、氣體分析器、應變儀變換器、儀表、數據采集、工業過程控制等領域。
1 LTC2436轉換器硬件功能及性能參數分析
LTC2436差分輸入轉換器可以接受從0.1 V到VCC的任何外部差分基準電壓 ，可靈活實現參數比和遠程傳感檢測配置。全幅差分輸入電壓范圍是從-0.5?VREF到0.5?VREF。共模基準電壓VREFCM和共模輸入電壓VINCM可以分別被設定在GND和VCC之間的任意值。直流共模輸入抑制比超過140dB。
1.1 典型應用及引腳功能
VCC （引腳 1）：正電源電壓。由一個10μF的鈕電容器并聯0.1μF陶瓷電容器旁路到地 （要盡可能靠近該器件）。
REF+（引腳 2），REF-（引腳 3）：差分基準輸入。只要保持正基準輸入REF+超過負基準輸入REF-至少0.1 V，這兩個引腳上的電壓可以取GND到VCC之間的任何值。
CH0+（引腳 4）：差分通道 0 的正輸入引腳。
CH0-（引腳 5）：差分通道 0 的負輸入引腳。
CH1+（引腳 6）：差分通道 1的正輸入引腳。
CH1-（引腳 7）：差分通道 1的負輸入引腳。
GND（引腳 8，9，10，15，16）：地。多個地引腳內部連接以實現最佳地電流流動和VCC去涌。
CS（引腳 11）：低電平有效數字輸入引腳。
SDO（引腳 12）：三態數字輸出引腳。在數據輸出階段，此引腳被用作串行數據輸出端。
SCK（引腳 13）：雙向數字時鐘引腳。
FO（引腳 14）：頻率控制引腳。控制模數轉換器的凹陷頻率和轉換時間的數字輸入。
1.2 性能分析
1）當采用內部振蕩器時，LTC2436每秒可以輸出6.8個讀數。實際數據輸出速率取決于睡眠和數據輸出階段的長度，這由用戶控制，可以做到相當短。 當以外部轉換時鐘工作時（FO連到一個外部振蕩器），LTC2436數據輸出速率可以按期望增加。
2）動態基準電流的幅值取決于非常穩定的內部采樣電容器尺寸和轉換器采樣時鐘的精確度。在整個溫度和電源電壓范圍內，內部時鐘的精確度通常優于0.5%。用外部時鐘也能很容易達到這樣的指標。當相對穩定電阻（50ppm/C）被用作REF+和REF-的外部源阻抗時，期望的動態電流漂移、偏移和增益誤差并不顯著（在整個溫度和電壓范圍內大約為他們各自值的1%）。即使對于最嚴格的應用，一次校準就足夠了。
3）LTC2436基準終端的完全差分特性允許從并聯網絡的四個中心電阻上獲得基準電壓，使溫度變化產生的漂移降至最小。這對于中等精度的傳感器（如微型硅質壓力和強度傳感器）來說是一個理想的基準值。這些器件通常有量級為2%的精度和50 mV到200 mV的輸出幅度。
2 軟件時序設計分析
LTC2436能在兩個差分通道之間自動交替選擇并帶有一個便于使用的3線串行接口，在上電時通道0被自動選擇，之后交替選擇兩個通道（往復式）。工作過程由三個狀態組成。轉換器工作循環開始于轉換階段，接下來是低功率睡眠階段，最后是數據輸出階段。3線接口由串行數據輸出（SDO）、串行時鐘（SCK）和芯片選擇（CS）組成，如下圖所示。
通過時序控制CS和SCK引腳，LTC2436可以提供幾種靈活的工作模式（內部或外部SCK和自由運行轉換模式）。這些不同的模式不需要給配置寄存器編程。
3 結束語
通過對LTC2436硬件電路及相應軟件功能分析不難看出，該款雙通道無延遲差分輸入數模轉換器具有優異的AD轉換性能，同時也提高了數字信號處理的速度和精度，電路配置簡單，應用領域也會越來越廣泛。
參考文獻
陶瓷材料一般分為傳統陶瓷和現代技術陶瓷兩大類。傳統陶瓷是指用天然硅酸鹽粉末(如黏土、高嶺土等)為原料生產的產品。因為原料的成分混雜和產品的性能波動大，僅用于餐具、日用容器、工藝品以及普通建筑材料(如地磚、水泥等)，而不適用于工業用途。現代技術陶瓷是根據所要求的產品性能，通過嚴格的成份和生產工藝控制而制造出來的高性能材料，主要用于高溫和腐蝕介質環境，是現代材料科學發展最活躍的領域之一。下面對現代技術陶瓷3個主要領域:結構陶瓷、陶瓷基復合材料和功能陶瓷作一簡單介紹。
一、結構陶瓷同金屬材料相比，陶瓷的最大優點是優異的高溫機械性能、耐化學腐蝕、耐高溫氧化、耐磨損、比重小(約為金屬的1/3)，因而在許多場合逐漸取代昂貴的超高合金鋼或被應用到金屬材料根本無法勝任的場合，如發動機氣缸套、軸瓦、密封圈、陶瓷切削刀具等。結構陶瓷可分為三大類:氧化物陶瓷、非氧化物陶瓷和玻璃陶瓷。
1、氧化物陶瓷主要包括氧化鋁、氧化鋯、莫來石和鈦酸鋁。氧化物陶瓷最突出優點是不存在氧化問題，原料價格低廉，生產工藝簡單。氧化鋁和氧化鋯具有優異的室溫機械性能，高硬度和耐化學腐蝕性，主要缺點是在1000℃以上高溫蠕變速率高，機械性能顯著降低。氧化鋁和氧化鋯主要應用于陶瓷切削刀具、陶瓷磨料球、高溫爐管、密封圈和玻璃熔化池內襯等。莫來石室溫強度屬中等水平，但它在1400℃仍能保持這一強度水平，并且高溫蠕變速率極低，因此被認為是陶瓷發動機的主要候選材料之一。上述三種氧化物也可制成泡沫或纖維狀用于高溫保溫材料。鈦酸鋁陶瓷體內存在廣泛的微裂紋，因而具有極低的熱膨脹系數和熱傳導率。它的主要缺點是強度低，無法單獨作為受力元件，所以一般用它加工內襯用作保溫、耐熱沖擊元件，并已在陶瓷發動機上得到應用。
2、非氧化物陶瓷主要包括碳化硅、氮化硅和賽龍(SIALON)。同氧化物陶瓷不同，非氧化物陶瓷原子間主要是以共價鍵結合在一起，因而具有較高的硬度、模量、蠕變抗力，并且能把這些性能的大部分保持到高溫，這是氧化物陶瓷無法比擬的。但它們的燒結非常困難，必須在極高溫度(1500～2500℃)并有燒結助劑存在的情況下才能獲得較高密度的產品，有時必須借助熱壓燒結法才能達到希望的密度(>95%)，所以非氧化物陶瓷的生產成本一般比氧化物陶瓷高。這些含硅的非氧化物陶瓷還具有極佳的高溫耐蝕性和抗氧化性，因此一直是陶瓷發動機的最重要材料，目前已經取代了許多超高合金鋼部件。現有最佳超高合金鋼的使用溫度低于1100℃，而發動機燃料燃燒的溫度在1300℃以上，因而普遍采用高壓水強制制冷。待非氧化物陶瓷代替超高合金鋼后，燃燒溫度可提高到1400℃以上，并且不需要水冷系統，這在能源利用和環保方面具有重要的戰略意義。非氧化物陶瓷也廣泛應用于陶瓷切削刀具。同氧化物陶瓷相比，其成本較高，但高溫韌性、強度、硬度、蠕變抗力優異得多，并且刀具壽命長、允許切削速度高，因而在刀具市場占有日益重要地位。它的應用領域還包括輕質無陶瓷軸承、密封件、窯具和磨球等。
3、玻璃陶瓷玻璃和陶瓷的主要區別在于結晶度，玻璃是非晶態而陶瓷是多晶材料。玻璃在遠低于熔點以前存在明顯的軟化，而陶瓷的軟化溫度同熔點很接近，因而陶瓷的機械性能和使用溫度要比玻璃高得多。玻璃的突出優點是可在玻璃軟化溫度和熔點之間進行各種成型，工藝簡單而且成本低。玻璃陶瓷兼具玻璃的工藝性能和陶瓷的機械性能，它利用玻璃成型技術制造產品，然后高溫結晶化處理獲得陶瓷。工業玻璃陶瓷體系有鎂-鋁-硅酸鹽、鋰-鎂-鋁-硅酸鹽和鈣-鎂-鋁-硅酸鹽系列，它們常被用來制造耐高溫和熱沖擊產品，如炊具。此外它們作為建筑裝飾材料正得到越來越廣泛的應用，如地板、裝飾玻璃。
二、陶瓷基復合材料復合材料是為了達到某些性能指標將兩種或兩種以上不同材料混合在一起制成的多相材料，它具有其中任何一相所不具備的綜合性能。陶瓷材料的最大缺點是韌性低，使用時會產生不可預測的突然性斷裂，陶瓷基復合材料主要是為了改善陶瓷韌性。基于提高韌性的陶瓷基復合材料主要有兩類:氧化鋯相變增韌和陶瓷纖維強化復合材料。氧化鋯相變增韌復合材料是把部分穩定的氧化鋯粉末同其他陶瓷粉末(如氧化鋁、氮化硅或莫來石)混合后制成的高韌性材料，其斷裂韌性可以達到10Mpam1/2以上，而一般陶瓷的韌性僅有3Mpam1/2左右。這類材料在陶瓷切削刀具方面得到了非常廣泛的應用。纖維強化被認為是提高陶瓷韌性最有效和最有前途的方法。纖維強度一般比基體高得多，所以它對基體具有強化作用;同時纖維具有顯著阻礙裂紋擴展的能力，從而提高材料的韌性。目前韌性最高的陶瓷就是纖維強化的復合材料，例如碳化硅長纖維強化的碳化硅基復合材料韌性高達30Mpam1/2以上，比燒結碳化硅的韌性提高十倍。但因為這類材料價格昂貴，目前僅在軍械和航空航天領域得到應用。另一引人注目的增強材料是陶瓷晶須。晶須是尺寸非常小但近乎完美的纖維狀單晶體，其強度和模量接近材料的理論值，極適用于陶瓷的強化。目前這類材料在陶瓷切削刀具方面已經得到廣泛應用，主要體系有碳化硅晶須-氧化鋁-氧化鋯、碳化硅晶須-氧化鋁和碳化硅晶須-氮化硅。
三、功能陶瓷功能陶瓷是具有光、電、熱或磁特性的陶瓷，已經具有極高的產業化程度。下面根據性能對幾類主要的功能陶瓷作一簡介。
1、導電性能陶瓷材料具有非常廣泛的導電區間，從絕緣體到半導體、超導體。大多數陶瓷具有優異的電絕緣性，因而被廣泛用于電絕緣體。半導體分為電子型和離子型半導體。以晶體管集成電路為代表的是電子型半導體。離子型半導體僅對某些特殊的帶電離子具有傳導作用，最具有代表性的是穩定氧化鋯和β-氧化鋁。穩定氧化鋯僅對氧離子具有傳導作用，主要產品有氧傳感器(主要用來測定發動機的燃燒效率或鋼水中氧濃度)、氧泵(從空氣中獲得純氧)和燃料電池。β-氧化鋁僅對鈉離子具有傳導作用，主要用來制造鈉-硫電池，其特點是高效率、對環境無危害和可以反復充電。陶瓷超導體是近10年才發展起來的，它的臨界超導轉化溫度在所有類超導體中最高，已經達到液氮溫度以上。典型的陶瓷超導體為釔-鋇-銅-氧系列材料，已經在計算機、精密儀器領域得到廣泛應用。
2、介電性能大多數陶瓷具有優異的介電性能，表現在其較高的介電常數和低介電損耗。介電陶瓷的主要應用之一是陶瓷電容器。現代電容器介電陶瓷主要是以鈦酸鋇為基體的材料。當鋇或鈦離子被其他金屬原子置換后，會得到具有不同介電性能的電介質。鈦酸鋇基電介質的介電常數高達10000以上，而過去使用的云母小于10，所以用鈦酸鋇制成的電容器具有體積小、電儲存能力高等特點。鈦酸鋇基電介質還具有優異的正電效應。當溫度低于某一臨界值時呈半導體導電狀態，但當溫度超過這一臨界值時，電阻率突然增加到103～104倍成為絕緣體。利用這一效應的產品有電路限流元件和恒溫電阻加熱元件。許多陶瓷，如鋯鈦酸鉛，具有顯著壓電效應。當在陶瓷上施加外力時，會產生一個相應的電信號，反之亦然，從而實現機械能和電能的相互轉換。壓電陶瓷用途極其廣泛，產品有壓力傳感元件、超聲波發生器等。
3、光學性能陶瓷在光學方面的應用主要包括光吸收陶瓷、透光陶瓷、陶瓷光信號發生器和光導纖維。利用陶瓷光吸收特性在日常生活中隨處可見，如涂料、陶瓷釉和琺瑯。核工業中，利用含鉛、鋇等重離子陶瓷吸收和固定核輻射波在核廢料處理方面應用非常廣泛。陶瓷也可被制造用來透過不同波長的光線，其中最重要的就是紅外線透射陶瓷，它僅允許紅外光線透過，被用來制造紅外窗口，在武器、航空航天領域和高技術設備上得到廣泛應用。這類材料的典型代表有硫化鋅陶瓷和莫來石等。陶瓷還是固體激光發生器的重要材料，典型代表有紅寶石激光器和釔榴石激光器。光導纖維是現代通訊信號的主要傳輸媒介，它是用高純二氧化硅制成的，具有信號損耗低、高保真性、容量大等特性，是金屬信號傳輸線無法比擬的。
4、磁學性能金屬和合金磁性材料具有電阻率低、損耗大的特性，尤其在高頻下更是如此，已經無法滿足現代科技發展的需要。相比之下，陶瓷磁性材料有電阻率高、損耗低、磁性范圍廣泛等特性。陶瓷磁性材料的代表為鐵氧體，一種含鐵的復合氧化物。通過對成份的嚴格控制，可以制造出軟磁材料、硬磁材料和矩磁材料。軟磁材料的磁導率高，飽和磁感應強度大，磁損耗低，主要用于電感線圈、小型變壓器、錄音磁頭等部件。典型的軟磁材料有鎳-鋅、錳-鋅和鋰-鋅鐵氧體。硬磁材料的特性是剩磁大、矯頑力大、不易退磁，主要應用為永久磁體，代表材料為鐵酸鋇。矩磁材料的剩余磁感應強度非常接近于飽和磁感應強度，它是因磁滯回線呈矩形而得名，主要應用于現代大型計算機邏輯元件和開關元件，代表材料為鎂-錳鐵氧體。
關鍵詞：電子陶瓷材料；分類；應用；發展趨勢
1 前言
材料是人類生產和生活的物質基礎，是人類進步與人類文明的標志。隨著空間技術、光電技術、紅外技術、傳感技術、能源技術等新技術的出現、發展，要求材料必須具有耐高溫、抗腐蝕、耐磨等優越的性能，才能在比較苛刻的環境中使用。傳統材料難以滿足目前的要求，因此，開發和有效利用高性能材料已經成為材料科學發展的必然趨勢。
2 工業用電子陶瓷材料的分類
電子陶瓷按功能和用途可以分為五類：絕緣裝置瓷、電容器瓷、鐵電陶瓷、半導體陶瓷和離子陶瓷。絕緣裝置瓷簡稱裝置瓷，具有優良的電絕緣性能，用作電子設備和器件中的結構件、基片和外殼等的電子陶瓷。電子陶瓷按特性可分為高頻和超高頻絕緣陶瓷、高頻高介陶瓷、壓電陶瓷、半導體陶瓷、光電陶瓷、電阻陶瓷等。按應用范圍可分為固定用陶瓷、電真空陶瓷、電容器陶瓷和電阻陶瓷。按微觀結構可分多晶、單晶、多晶與玻璃相、單晶與玻璃相。
（1） 陶瓷基片材料
陶瓷基片材料在電子陶瓷中，占有最重要位置的是絕緣體。特別是高級集成電路用絕緣基片或封裝材料，可以采用尺寸精度為微米或微米以下的高純度致密氧化鋁燒結體。高純度致密氧化鋁具有金屬材料所不具備的絕緣性和高分子材料所不具備的導熱性。
（2） 壓電陶瓷
壓電陶瓷由于是多晶材料，所以使用頻率受到限制。壓電元件可使電信號和機械信號相互轉換。一定形狀的壓電陶瓷元件主要由PbTiO3-PbZrO3系燒結而制成，即使是燒結體，通過極化也可獲得單晶所具有的壓電性。壓電元件的主要用途有火花塞和諧振器。諧振器起選擇性通過特定頻率電波濾器的作用，是電視（TV）、無線電等調諧電路不可缺少的元件。
（3）鐵電陶瓷
鐵電陶瓷以鐵電性晶體為主晶相的電子陶瓷。已發現的鐵電晶體不下千種，但作為鐵電陶瓷主晶相的主要有鈣鈦礦或準鈣鈦礦型的鐵電晶體或固溶體。在一定的溫度范圍內晶體中存在著可隨外加電場而轉變方向的自發極化，這就是晶體的鐵電性。當溫度超過某一臨界值──居里溫度TC時，其極化強度下降為零，晶體即失去鐵電性，而成為一般的順電晶體；與此同時，晶體發生鐵電相到順電相的相變。鐵電體的極化強度還隨電場而劇烈變化。
鐵電陶瓷功能多、用途廣，利用其壓電特性可以制成壓電器件，這是鐵電陶瓷的主要應用，因而常把鐵電陶瓷稱為壓電陶瓷。利用鐵電陶瓷的熱釋電特性可以制成紅外探測器件，在測溫、控溫、遙測、遙感以至生物、醫學等領域均有重要應用價值。典型的熱釋電陶瓷有鈦酸鉛（PbTiO3）等。利用透明鐵電陶瓷PLZT的強電光效應，可以制成激光調制器、光電顯示器、光信息存儲器、光開關、光電傳感器、圖像存儲和顯示器，以及激光等新型器件。
（4） 半導體陶瓷
在陶瓷中，半導體是很多的，除了元素半導體和化合物半導體外，很多種金屬的氧化物也具有半導體性質，甚至還有有機高分子的半導體。而半導體陶瓷則是指采用陶瓷工藝成型的多晶陶瓷材料，它與單晶半導體不同，存在大量晶界，晶粒的半導體化也是在燒成工藝過程中完成的。因此，有豐富的材料微結構狀態和多樣的工藝條件，可以非常敏感的影響材料的性能，這為開辟陶瓷敏感材料的新領域提供了廣闊的天地。電阻隨溫度而變化的性質，可用于非線性電阻。負溫度系數非線性電阻隨溫度上升而電阻降低，具有一般的半導體特性。鐵系金屬的氧化物陶瓷，因為具有化學的和熱的穩定性，所以可用于非線性電阻，在很寬的范圍控制溫度。與此相反，稱為正溫度系數熱敏電阻（PTC熱敏電阻）的元件，用的是半導體化的BaTiO3陶瓷。這種陶瓷因為在相變溫度下電阻急劇增大，如果作為電阻加熱元件而應用，則可在相變溫度附近自動控溫，是很方便的。
（5） 敏感性材料在陶瓷行業中的應用
1） 正溫度系數熱敏電阻材料（PTC）
這種材料的電阻和溫度關系，在低于居里溫度時呈現低阻抗，高于這一溫度時則呈現高阻抗，電阻變化是在居里溫度附近以陡變的方式實現的，組織變化的幅度可高達100～105倍。利用這種特性可以作為自控型發熱元件，還可用做對特定溫度敏感的元件，以及延時開關、過流保護、測溫等方面的元件，因此PTC陶瓷應用領域十分廣闊。PTC熱敏陶瓷材料目前主要是鈦酸鋇，它的居里溫度為120 ℃，通過添加鍶、鉛、錫、鋯等氧化物可以大幅度改變其居里溫度。
2） 負溫度系數電阻器材料
除了PTC熱敏電阻器外，另一類半導體熱敏陶瓷就是負溫度系數（NTC）熱敏陶瓷電阻器，它的電阻對數值隨溫度升高而幾乎呈線形降低。這類材料由錳、銅、鐵、鈷等金屬的復雜氧化物組成，由于組織易于控制，隨溫度變化大，精度高，價格低，所以NTC熱敏電阻器在民用電器、汽車、通訊等設備上用得較多。
3） 由金屬氧化物組成的濕敏陶瓷
由金屬氧化物組成濕敏陶瓷，如：SnO2、ZrO2基等。曾有人開發出使用鈣鈦礦型的陶瓷系列濕度傳感器。該系列中的某一組成表現出很強的濕敏效應。濕敏的原理是基于半導體氧化物吸附水分后改變了表面導電性或電容性。濕度傳感器在電子、食品、紡織工業及各種空調設備、集成電路內非破壞性濕度檢測等場合應用十分廣泛。
4） 壓敏陶瓷
壓敏陶瓷是一類應用極為廣泛的敏感材料。利用材料的電流-電壓非線性特性，可用于制成電壓敏感器件，它的阻值不是恒定值，而是隨電壓增高到一定值時下降，所以也成為變阻器。這一特性特別適用于電子電路、電力系統及家電產品中的過壓保護，發展前景很好。目前，氧化鋅-氧化鉍系材料的應用最為普遍。半導體陶瓷對環境氣氛往往具有選擇性的敏感特性。如氧化錫、氧化鋅、氧化鈦材料體系是若干碳氫化合物敏感元件氧化鋯系材料是測氧分壓最常用的敏感材料。其共同特征是通過有選擇地吸附氣體，使半導體的表面能態發生改變，從而引起電阻率的變化，確定某種未知氣體及其濃度范圍。
3 工業用電子陶瓷材料的應用領域
電子陶瓷是廣泛用于制作電子功能元件的，多數以氧化物為主要成份的燒結體材料。電子陶瓷的制造工藝與傳統的陶瓷工藝大致相同。利用陶瓷材料的高頻或超高頻和低頻電氣物理特性可制作各種不同形狀的固定零件、陶瓷電容器、電真空陶瓷零件、碳膜電阻基體等等。
信息化是21世紀重要的時代特征，信息功能陶瓷材料已經成為現代電子信息技術的重要基石，在能源、家用電器、汽車等方面可以廣泛應用，尤其在通信、廣播、電視、雷達、儀器儀表等電子設備中是不可缺少的組成部分。另外，隨著激光、計算、集成、光學等新技術的發展，電子陶瓷的用途更日益擴大。信息功能陶瓷以其高性能和應用的廣泛性，日益成為許多新型電子元器件的重要關鍵基礎材料，在國民經濟和國防建設中占有十分重要的戰略地位，目前應用最廣的是電子信息領域。隨著電子信息產品進一步向小型化、集成化、寬帶化的方向發展，信息功能陶瓷的細晶化、電磁特性的高頻化、低溫共燒陶瓷技術等將成為發展新一代片式電子元器件的關鍵技術，導致一系列新型電子元件和模塊的出現。信息功能陶瓷作為一大類對電、磁、光、聲、熱、力等信息具有檢測、轉換、存儲、耦合和傳輸等功能的介質材料，廣泛應用于電子信息、集成電路、計算機、自動控制、航空航天、海洋超聲、通信技術、汽車和能源等近代高新技術領域。時下，壓電陶瓷產品門類齊全，不僅廣泛用于軍事和工業領域，還滲透到了人們日常生活的每個角落，其應用領域較廣。
（1） 超聲換能器
近幾年發展較快的有陶瓷諧振器、陶瓷濾波器，還有調諧音叉濾波器、機械濾波器、陶瓷鑒頻器、陷波器和延遲線。其中，陶瓷諧振器、陶瓷濾波器產量已經占我國壓電陶瓷產品的65%以上，相當引人注目。特別是陶瓷諧振器具有高穩定、無需調節、尺寸小和成本低等特點。典型的應用有：電視機、攝錄像機、計算機、CD-ROM驅動器、汽車電器、VCD、電話機、復印機、語音合成器、遙控器和玩具等。壓電超聲換能器是發射和接收超聲波的聲學器件，在水和空氣介質中廣泛應用。在水聲通信中起雷達的作用，被稱為聲吶，是各類艦船必不可少的重要傳感器。在工業中，超聲換能器已被用于超聲清洗、超聲精密加工、超聲加濕、超聲乳化、超聲種子處理、超聲探傷和超聲診斷等。當今，壓電超聲換能器的另一廣泛應用領域是遙測、遙控系統和報警系統。壓電發聲器的典型產品是壓電蜂鳴器和壓電送、受話器、手表、計算器、電子鬧鐘、小型警鈴以及電話、手機的振鈴都離不開蜂鳴器。計測和控制用壓電器件主要有壓力、加速度、角速度傳感器以及超聲測深、超聲測厚、超聲測流速、超聲診斷等。
（2） 數字3C產品
近些年來，集計算機、通信等電子于一體的數字3C產品近年來得到了快速發展，3C融合產品已成為今后重要的發展方向。據預測，3C融合將創造出一個高達4000億美元的產業。3C產業的高速發展，極大地推動著電子基礎產品和元器件的同步協調發展，也對電子元器件的基礎材料――信息功能陶瓷提出了嚴峻的挑戰，同時也提供了良好的發展機遇。
（3） 電子信息產品
我國的電子信息產業，特別是一些附加價值高、技術含量高的新型電子信息產品和一些基礎電子產品的生產水平與發達國家相比仍存在很大差距，不少高端產品在相當大的程度上被外資企業所控制。國外大公司，如：村田、松下、京都陶瓷、摩托羅拉等近年來長驅直入中國市場，目前已占據了國內片式元器件特別是高檔片式元器件市場相當大的份額。我國信息產業正面臨著產品升級換代的機遇和挑戰。
4 電子陶瓷產業加速研發新材料
由于功能陶瓷材料近年來強大的市場需求和戰略地位，世界各國對功能陶瓷的研究與開發都給予了足夠的重視。美國、日本和西歐一些國家都將功能陶瓷作為關鍵技術，投入大量經費進行研究和開發。從總體上看，美、日在功能陶瓷的研究方面居領先地位。功能陶瓷電子元件發展的重要趨勢是小型化、微型化、片式化、模塊化和集成化。這些趨勢向陶瓷材料科學和技術提出了一系列挑戰。因此，圍繞上述應用目標開展的功能陶瓷材料的研究及產業化目前十分活躍。
主要特點
MIC68200是一種低壓差線性穩壓器IC。該IC主要特點：有輸出固定電壓(1．2V、1．5V、1．8V等固定電壓)及輸出電壓可設定的品種；多個MIC68200可組成主、從電源系統，實現主、從電源輸出電壓的排序及跟蹤的要求；輸入電壓范圍1．65～5．5V；輸出可設定的電壓范圍0．5～5．0V；輸出固定電壓的電壓精度典型值為±1．0％(最大值為±2％)；可輸出最大峰值電流為2A，連續輸出電流可達1A，以滿足上電時高電流的要求；低壓差，輸出1A時的典型壓差值為500mA；有關閉電源控制，在關閉狀態時耗電0．01μA(典型值)；有較好的電壓調整率及負載調整率；內部有過熱關閉及過流限制保護；小尺寸薄型10引腳MLF封裝(0．85mm×3 mm×3 mm)；工作結溫范圍40℃～+125℃。
引腳排列及功能
MIC68200的引腳排列如圖1所示，各引腳功能如表1所示
主要參數
MIC68200的主要參數：輸入電壓范圍1．65～5．5V；EN端輸入電壓范圍0～VIN(EN高電平電壓大于1．0V)，關閉電源時EN為低電平(電壓小于0．2V)，斜坡控制電壓VRC=0～5．5V；輸出電壓精度在±2％內(典型值為±1％)；輸出電壓負載調整率0．3％(典型值)，電壓調整率0．06％(典型值)；壓差500mV／A(最大值)；地電流在輸出1A時的典型值為15mA，關閉電源時耗電典型值為0．01μA；內部電流限制為3．4A；POR端輸出低電平時是輸入欠壓狀態，低電平電壓為60mV(典型值)；輸出電壓在上電時比正常電壓低10％之內(上升)，關斷時，比正常電壓低12．5％(下降)時輸出高電平；固定輸出器件，其跟蹤精度為10mV。
典型應用電路
1 固定輸出與輸出可設定的基本電路
固定輸出的基本電路如圖2所示。采用MIC68200-1．8YML(型號中-1．8表示輸出固定的1．8V電壓，YML是型號的后綴)，輸出1．8V。ADJ／SNS端與OUT端連接，RC端及Delay端不用，可懸空；VIN端加上3．3V輸入電壓，當EN端輸入高電平(>1V)時，電源輸出1．8V。當VOUT的輸出電壓大于90％×1．8V時，POR端輸出高電平(上電復位信號)；若EN端輸入低電平(
圖中，47kΩ是開漏輸出的上拉電阻，Cnv是輸入電容(0．1μF)，GOUT是輸出電容(4．7μF)，一般采用介質材料為X7R或X5R的貼片式多層陶瓷電容器(MLCC)。輸出電壓可設定的基本電路如圖3所示(其型號為MIC68200YML)。輸出電壓VOUT與外接電阻分壓器R1、R2的關系為
VOUT=0．5V[1+(R1／R2)]
式中，0．5V是內部的基準電壓。
由于ADJ／SNS端的輸入阻抗極高，所以R1、R 2可采用阻值較大的電阻(R1、R2≤1M)。當R1>50kΩ時，需在R1上并聯1個0．1μF(CFF)的電容，以避免由于相位滯后而產生不穩定。一般設R1=10kμ，已知VOUT值后可求出R2值。
例如VIN=3．3V，R1=10kΩ，R2=2．5kΩ時，VOUT為：VOUT=0．5V[1十(R1／R2)]
=0．5 V[1+(10k／2．5k)]=2．5V
可設定輸出電壓范圍是0．5～5．0V，輸入電壓VIN一般取VOUT+1V左右。
2 主從電源排序電路
圖4是一種主從電源排序電路。輸入電壓VIN=3．3V，主電源輸出電壓VOUT＝1．8V，從電源輸出電壓VOUT2=1．5V。在排序上要求從電源后上電、先斷電，如圖5中的VOUT1及VOUT2的電壓波形圖所示(在圖5中，主電源的有關參數后加1，從電源的有關參數后加2)。
電源要求的排序是由主、從電源的Delay端設置延遲電容CDLY來實現的。在圖4中，主電源的Delay端外接CDLY1=10nF到地。從電源的Delay端外接CDLY2=1nF到地。器件內部有1個±1μA的雙向電流源，在上電時，電流源向CDLY充電到一定電壓，產生TPOR的延遲時間；在關斷時，CDLY上的電壓向電流源放電到一定電壓，產生TSHDN延遲時間。充電、放電的電流是相同的，所以TPOR=TSHDN°其延遲時間與CDLY的關系為：
TPOR=TSHDN=1．13(CDLY／Ma)
延遲時間的單位與電容的單位有關，如表2所示。
例如，主電源為Delay端外接CDLY1=10nF，則其TPOR及TSHDN為
TPOR=TSHDN=1．13(10Nf／1μA)=11．3ms
從圖4、圖5中可以看到：由于從電源的EN端接在主電源的POR端，所以在主電源上電往TPOR1延遲后從電源才上電；在EN1為低電平時，由于主電源的CDLY1大于從電源的CDLY2，所以TSHDN1>TSHDN22，這樣使從電源先關斷而主電源后關斷，而主電源后關斷，實現了電源排序的要求。
一種典型的排序電路如圖6所示，它由固定輸出1．8V的主電源及1．2V從電源組成。該電源給帶內核的微處理器(μP)供電：主電源給I／O端口供電； 從電源給內核供電。另外，從電源的POR端給μP提供上電復位信號。
主、從電源的Delay端外接的延遲電容器CDLYM及CDLYS(符號中M表示主電源，S表示從電源)的電容量不同時，其排序不同。圖7中，CDLYM=1nF，CDLYS=2nF，是主電比從電源先關斷的排序；在圖8中；CDLYM=2nF，CDLYS=1nF，是主電源比從電源后關斷的排序。
3斜坡升壓與斜坡降壓電路
若在MIC68200的RC端連接一個電容(CRAMP)到地，內部的雙向電流源(±1μA)在上電時給CRAMP充電，在關斷時CRAMP上的電壓經電流源放電，使輸出電壓在上電及關斷時電壓形成斜坡，如圖9所示。
從零電壓上升到額定電壓的時間(即斜坡上升時間)TSLEW及斜坡下降時間TDOWN與CRAMP的關系如下：
在固定輸出的電源時，
TSLEW=VOUT(CRAMP／μA)
在輸出電壓可設定的電源時，
TSLEW=0．5V(CRAMP／μA)
例如，在固定輸出1．8V電源中，若CRAMP=5．6nF，則TSLEW=10．08ms(計算值)，約10ms。若在輸出可設定的電路中，要求TSLEW=10ms時，則CRAMP要求20nF。
當EN端為低電平時，CRAMP上電壓放電，輸出電壓斜坡下降，其斜坡下降時間TDWON的計算公式與POR上電延遲的時間計算公式相似，僅用CRAMP換CDLY，公式如下：TDOWN=1．13(CRAMP／μA)
一種帶有斜坡升、降壓的電源排序電路如圖10所示。
4電源跟蹤電路
電源跟蹤有兩種：正常跟蹤與比例跟蹤(Ratiometric Tracking)。分別介紹如下。
①正常跟蹤
正常跟蹤時，從電源的RC端由主電源的輸出電壓來驅動。內部的控制緩沖器保證從電源的輸出電壓常稍高于主電源的輸出電壓，以保證從電源正確地調節。如果主、從電源都是固定輸出電源，其電路如圖11所示。從圖11中的電壓波形圖可清楚地看到主、從電源在上電及斷電時，兩電壓跟蹤的情況(上升的斜率與下降的斜率基本一樣)。
如果主、從電源都由輸出可設定的電源組成，則控制從電源RC端的電壓經分壓器分壓后輸入，主電源的分壓電壓等于從電源輸出電壓；若主、從電源輸出電壓相同，則VCR電壓高于從電源輸出電壓2％～4％。一種由兩個輸出可設定的MIC68200組成的主、從電源跟蹤電路如圖12所示。主電源輸出電壓VOUT1=2．5V，從電源輸出電壓VOUT2=0．7V。從電源的RC端與VOUT1的分壓器相連接。VRC可從圖12中的分壓器計算出：VRC=VOUT2。從圖12的電壓波形圖中可看出：VOUT1及VOUT2在上電及斷電時其斜率基本相同，實現了電源的跟蹤。
②比例跟蹤
比例跟蹤時，主、從電源上電關斷時斜率并不相同，但要求上電時VOUT1，與VOUT2達到額定電壓的時間相同，斷電時降到零時間要相同。在由兩個固定輸出電源組成的電源時，為達到比例跟蹤，從電源的RC端由主電源輸出電壓的分壓器來控制，其VRC的電壓要求為
VRC=90％×VOUT2
圖13是一種由兩個固定輸出電源組成的比例跟蹤電路。輸入電壓VIN=2．5V主電源輸出電壓VOUT1=1．8V，從電源輸出電壓VOUT2=1．2V，從電源RC端控制電壓VRC為
VRC=90％×VOUT2=1．2V×0．9=1．08V
圖13中，VOUT1的分壓器由1kΩ及15kΩ電阻組成，其分壓器的電壓就是1．08V。從圖13的電壓波形圖中可清楚地看到，VOUT1及VOUT2在上電及斷電時，到達額定電壓的時間及斷電時降到零電壓的時間是相同的。
【關鍵詞】功能材料；特點；發展現狀
一、引言
功能材料的概念是美國Morton J A于1965年首先提出來的。功能材料是指具有一種或幾種特定功能的材料，如磁性材料、光學材料等，它具有優良的物理、化學和生物功能，在物件中起著“功能”的作用。隨著社會的不段發展，功能材料的作用越來越大。下面對幾種功能材料做一些簡單的介紹。
二、鐵電材料
在具有壓電效應的材料中，具有自發極化（自發極化包括二部分：一部分來源于離子直接位移；另一部分是由于電子云的形變），且自發極化能夠為外電場所轉向的一類材料稱為鐵電材料。鐵電材料的發展大體可以分為四個階段：羅息鹽時期—發現鐵電性；KDP時期—鐵電熱力學理論；鈣鈦礦時期—鐵電軟模理論；鐵電薄膜及器件時期—小型化（鐵電液晶、聚合物復合材料、薄膜材料和異質結構等非均勻系統）。
現代功能材料的應用非常廣泛，可作信息存儲、圖象顯示；可以做成小體積大容量的陶瓷電容器；鐵電薄膜能用于不揮發存貯器外，還可利用其壓電特性，用于制作壓力傳感器，聲學共振器，還可利用鐵電薄膜熱釋電非致冷紅外傳感器研究等。
雖然應用廣泛，但鐵電材料的研究面臨很多困難，例如薄膜化引起的界面問題，小型化帶來的尺寸效應和加工、表征問題，集成化導致的兼容性問題等等。同時，與鐵電材料及器件相關的新原理、新方法、新應用都值得我們去研究和開發。
三、鐵磁材料
隨著材料科學的發展，鐵磁材料已成為一種重要的智能材料。鐵磁材料主要包括軟磁材料、硬磁材料、和矩磁材料。
軟磁材料是具有低矯頑力和高磁導率的磁性材料。軟磁材料易于磁化，也易于退磁，廣泛用于電工設備和電子設備中。例如變壓器，變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是一級級線圈、二級線圈和鐵心。在電器設備和無線電路中，常用作升降電壓、安全隔離等。其中鐵芯芯便是軟磁體。
硬磁材料是指磁化后不易退磁而能長期保留磁性的一種鐵氧體材料，也稱為永磁材料或恒磁材料。硬磁材料可用于永久揚聲器、擴音器、電話等。揚聲器紙盆背面是磁鐵，外磁式揚聲器用金屬螺絲刀去接觸磁鐵時會感覺到磁性的存在；內磁式揚聲器中沒有這種感覺，但是外殼內部確有磁鐵，便是硬磁體。
矩磁材料，是指具有矩形磁滯回線的鐵氧體材料。它的特點是，當有較小的外磁場作用時，就能使之磁化，并達到飽和，去掉外磁場后，磁性仍然保持與飽和時一樣。
四、熱電材料
熱電材料又叫稱溫差電材料，是一種利用固體內部載流子的運動實現熱能和電能直接相互轉換的功能材料，主要用于熱電發電和制冷。
熱電材料根據運作溫度可分為三類：碲化鉍及其合金，這是被廣為使用于熱電致冷器的材料，其最佳運作溫度
五、形狀記憶材料
具有一定形狀的固體材料，在某一低溫狀態下經過塑性變形后，通過加熱到這種材料固有的某一臨界溫度以上時，材料又恢復到初始形狀的現象，稱為形狀記憶效應。具有形狀記憶效應的材料稱為形狀記憶材料。形狀記憶材料分為三類：形狀記憶合金（鈦-鎳系形狀記憶合金，銅基系形狀記憶合金和鐵系形狀記憶合金）；形狀記憶陶瓷；形狀記憶聚合物。
形狀記憶材料作為新型功能材料在航空航天、自動控制系統、醫學、能源等領域具有重要的應用。形狀記憶合金已廣泛用于人造衛星天線、機器人和自動控制系統、儀器儀表、醫療設備和能量轉換材料。近年來，又在高分子聚合物、陶瓷材料、超導材料中發現形狀記憶效應，而且在性能上各具特色，更加促進了形狀記憶材料的發展相應用。
六、納米材料
納米是一個長度單位，1nm=10-9m。納米材料是指在結構上具有納米尺度調制特征的材料，納米尺度一般是指1-100nm。當一種材料的結構進入納米尺度特征范圍時，其某個或某些性能會發生明顯的變化。
納米材料的發展大致可劃分為三個階段：
第一階段（1990年以前）：主要是在實驗室探索用各種方法制備各種材料的納米顆粒粉體或合成塊體，研究評估表征的方法，探索納米材料不同于普通材料的特殊性能。
第二階段（1990-1994年）：人們關注的熱點是如何利用納米材料已發掘的物理和化學特性，設計納米復合材料。
第三階段（1994年至今）：納米組裝體系、人工組裝合成的納米結構材料體系正在成為納米材料研究的新熱點。
納米材料的特性主要有：小尺寸效應、表面和界面效應、量子尺寸效應和宏觀量子隧道效應。
納米材料的應用非常廣泛，比如納米陶瓷材料、納米傳感器、納米傾斜功能材料、納米半導體材料、納米催化材料以及在家電、紡織工業和機械工業上的應用。
材料是現代科技和國民經濟的物質基礎。一個國家生產材料的品種、數量和質量是衡量其科技和經濟發展水平的重要標志。隨著新技術將更迅猛地發展，我們對功能材料的需求也日益迫切。因此，我們要加強對功能材料的研制和開發應用，把新成果應用于勞動生產。
