电子元器件无线通信

1、1,手机常用电子元器件,HUAYU Wireless Elvis Chen 2014-7-7,2,目录,电阻/电容/电感 二极管/三极管/场效应管 保险丝 晶体 滤波器/声表滤波器/低通滤波器/双工器/巴伦 耦合器/天线开关/功率放大器PA LDO/DCDC/限流芯片/电压检测/电流检测 PA供电IC/充电IC/模拟开关 光距离传感器/加速度传感器/陀螺仪/电阻罗盘 memory 平台套片,3,电阻器(Resistor): 定义：用导体制成具有一定阻值的元件. 作用: 主要职能就是阻碍电流流过 分类： a.按阻值特性:固定、可调、特种(热敏电阻) b.按制造材料:碳膜、金属膜、线绕等 c.按安

2、装方式: 插件、贴片,4,电容器（capacitor）: 定义：由两金属电极夹一层绝缘介质 构成的一种储能元件. 作用: 滤波、隔直流、射频匹配 分类： a.按介质:有机薄膜、瓷介质、电解 b.按安装方式: 插件电阻、贴片电阻 c. 高频（小于100pf）高容（uF级别）,5,电容:不同介质材料的MLCC按温度稳定性分成三类：,COG/NPO:超稳定级I级（工类）,温度性能最稳,基本上不随温度变化 X7R:属稳定级II级,电气性能较稳定, 温度从0C变化为70C时，电容容量的变化为15%，常用于容量为3300pF0.33uF的电容 Y5V(Z5U):属能用级（）,具有很高的介电常数,常用于生产

3、小体积,大容量的电容器,其容量随温度改变比较明显.,6,电感（inductor）: 定义：能产生电感作用的元件统称为电感 （线圈） 作用：阻交流通直流,阻高频通低频(滤波) 分类： a.按结构：绕线、叠成 b.按材质：空芯、铁氧体（陶瓷）、 铁芯 c.按功能：高频电感nH、功率电感uH,7,电感器结构的分类:,8,基本概念 半导体：常温下导电性能介于导体与绝缘体之间， 如硅Si，锗Ge（四价元素） 掺杂： 半导体掺入5价元素-N型半导体（右图） 掺入3价元素-P型半导体 PN结：P型和N型半导体做在一起，交界面即形成 单向导电性：PN结具有单向导电性，即二极管,二极管,9,二极管,基本参数:

4、正向压降VF： 能使二极管导通的正向最低电压 最大反向电压VR：二极管长期正常工作时所允许的最高反压. 若越过此值,PN结可能被击穿 连续电流IF： 长期正常工作时的最大正向电流 反向电流IR： 未击穿时反向电流值 最高工作频率fm：若工作频率超过fm，则二极管的单向 导电性能将不能很好地体现 封装：SOD123 1206 SOD323 0805 SOD523 0603 SOD923 0402 其他如插件,10,二极管分类:,普通二极管（如整流二极管） 肖特基二极管（Schottky Barrier Diode） 稳压二极管（反向工作，典型稳压值） 发光发射管 瞬变电压抑制二极管：TVS管,1

5、1,三极管:,半导体三极管： 也称双极型晶体管,晶体三极管,简称三极管,由两个PN结形成，是一种电流控制电流的半导体器件.,12,三极管的分类:,a.按材质分: 硅管、锗管 b.按结构分: NPN 、 PNP c.按功能分: 开关管、功率管、达林顿管、 光敏管等.,13,三极管的主要参数:,a. 特征频率fT:当f= fT时,三极管完全失去电流放大功能.如果工作频率大于fT,电路将不正常工作. b. 工作电压/电流:用这个参数可以指定该管的电压电流使用范围. c. hFE:电流放大倍数. d. VCEO:集电极发射极反向击穿电压,表示临界饱和时的饱和电压. e. PCM:最大允许耗散功率. f

6、. 封装形式：SOT23, SOT323,14,场效应管,场效应晶体管(MOS FET)： 简称场效应管.由多数载流子参与导电,也称为单极型晶体管.它属于电压控制型半导体器件. NMOS右图 / PMOS 特点: 具有输入电阻高（108109）、噪声小、功耗低、动态范围大、易于集成、没有二次击穿现象、安全工作区域宽等优点,现已成为双极型晶体管和功率晶体管的强大竞争者.,15,场效应管的分类:,场效应管分：结型、绝缘栅型(MOS)两大类 按沟道材料: 绝缘栅（MOS）型：分N沟道和P沟道两种. 封装：SOT23 ， SOT323,16,场效应管的主要参数,Idss 饱和漏源电流.是指栅极电压UG

7、S=0时的漏源电流. Up 夹断电压.是指使漏源间刚截止时的栅极电压. Ut 开启电压.使漏源间刚导通时的栅极电压. gM 跨导.是表示栅源电压UGS 对漏极电流ID的控制能力, 即漏极电流ID变化量与栅源电压UGS变化量的比值. BVDS 漏源击穿电压.是指栅源电压UGS一定时,场效应管正常 工作所能承受的最大漏源电压. PDSM 最大耗散功率,是指允许的最大漏源耗散功率. IDSM 最大工作电流.指正常工作漏源间所允许的最大电流,17,保险丝:,概念: 具有过流保护作用的电子装置,通过自身熔断而切断电路或自身发热使其电阻急剧升高 分类: 保险丝管；可恢复保险丝；熔断电阻器； 按结构可分为：

8、无引线式和引线焊接式. 按熔断时间可分为：普通型、快速熔断型、延时熔断型. 主要参数： 额定电压： 额定电流： 熔断时间：,18,常见保险丝图示:,自恢复保险丝,保险丝管,温度保险丝,19,晶体振荡器,石英晶体： 俗称晶振.是利用石英晶体的压电效应而制成的谐振元件. XO：普通单晶体，10ppm TCXO：温度补偿晶体，5ppm XO =Crystal Oscillator 石英晶体,20,晶体主要参数：,a.标称频率:在规定条件下,晶振的谐振中心频率. b.调整频差:在规定条件下,基准温度时的工作频率相对标称频率的最大偏离值.(ppm) c.温度频差:在规定条件下,在整个工作温度范围内,相对

9、于基准温度时工作频率的允许偏离值. d.负载电容: 是指与晶振一起决定负载谐振频率的有效外界电容.常用标准值有:12pF 、 16pF 、 20pF 、 30pF. 封装：2016,2520,3225，MC-135，MC146 插件,21,滤波器,声表滤波器：利用压电材料，将射频讯号转换成声波讯号，经过一段距离传递（滤波处理）之后，再将声波转换成所需的射频讯号 工艺分类： 表面波滤波器：SAW 体声波滤波器：BAW 薄膜腔声谐振滤波器：FBAR 性能好 滤波器形式分类： 单端（一进一出） 差分（一进二出） 双工器（集成两个滤波器） 功能分类： 带通滤波器 低通滤波器,22,声表滤波器（saw）

10、,声表滤波器：将射频讯号转换成声波讯号，经过一段距离传递之后，再将接收之声波讯号转换成所需的射频讯号 主要参数： 使用频段（单端/差分） 适用位置（TX，RX） 插入损耗 带外抑制能力 输入最大功率 封装（1109/ 1411）,滤波器频率特性,23,低通滤波器（low pass filter）,定义：容许低于截止频率的信号通过， 但高于截止频率的信号不能通过的电子滤波装置 主要参数： 使用频段 插入损耗 带外抑制能力 输入最大功率 封装（2*1.25，1*0.5）,低通滤波器频率特性 （红色）,24,双工器,定义：将发射和接收讯号相隔离，保证接收和发射都能同时正常工作（由发射和接收saw集成

11、） 主要参数： 使用频段 插入损耗 带外抑制能力 输入最大功率 封装（2016/ 2520）,滤波器频率特性,25,巴伦Balun（balance-unbalance）,定义：用于非平衡-平衡转换的器件，同时具有阻抗变换的功能（单端50-差分100/150） 主要参数： 使用频段 插入损耗 输入最大功率 封装（2012/ 2520）,TDD B41接收链路的滤波,26,耦合器,定义：采样部分射频能量用以间接检测主信号大小的器件 主要参数： 使用频段 插入损耗 耦合系数 输入最大功率 封装（1608）,耦合器间接测量示意,27,天线开关,定义：切换天线工作状态的开关，接在天线和射频处理电路之间。

12、 功能：切换不同的工作频段，切换接收和发射 分类：SPnT(单刀多掷） n=2,3,4,5,6,7,8,10,12,14 DPnT（双刀多掷） n=4,6,8 主要参数： 几刀几掷 控制接口（GPIO/MIPI） 输入最大功率 适用频率范围 通道间隔离度 是否带GSM滤波器,28,功率放大器（PA）,定义：把小功率信号放大输出大功率信号的器件 功能：放大信号 分类：单频段PA 多模多频PA PA模组（PA+开关集成） 主要参数： 适用频段 控制接口（GPIO/MIPI） 放大增益模式与倍数 线性度 最大输出功率 功耗电流,单频段PA的引脚图,PA模组的引脚图,29,射频部分框架图纸,30,产品

13、射频部分,31,电源IC-LDO,低压差线性稳压器（low dropout regulator） 一种线性直流电压转换器件，其输入电流等于输出电流，仅能在降压应用中，通常500mA以内应用。 优点：稳定性好，负载响应快。输出纹波小。使用简单。 缺点：自身功耗大，效率低，输入输出的电压差不能太大。 基本参数： 输出电压(Output Voltage) 最大输出电流(Maximum Output Current) 输入输出电压差(Dropout Voltage) 接地电流(Ground Pin Current) 静态电流 线性调整率(Line Regulation) 电源抑制比(PSSR) 封装：

14、SOT23-5，SOT23-6,32,电源IC-DCDC,开关型直流电压转换器 一种非线性直流电压转换器件，其输入电流不等于输出电流，在降压/升压可应用，最大输出电流可达3A以上，要用功率电感储能完成功能。 优点：损耗小效率高、输入电压范围大，适用较大的转换功率； 缺点：有开关信号干扰，文波稍大，成本相对LDO高 基本参数： 输出电压（固定输出/可调输出） 最大输出电流 输入电压范围 工作效率 开关频率 封装：SOT23-5，SOT23-6，SOT23-8 DFN(dual flat package) 双侧引脚扁平封装,33,电源IC-限流芯片,限流芯片 限制输出到负载的电流到某恒定电流值的芯

15、片，保护电压不被拉低，防止负载异常而不被烧坏 应用场景：充电宝输出，usb OTG接口等 基本参数： 最大限制电流 控制电流精度 输入电压范围 内阻 封装：SOT23-5，SOT23-6 DFN,34,电源IC-电压监测,电压监测芯片 监控某电压值，跟设定的参考电压比较，一旦电压低于或高于参考电压则输出信号，告诉系统做响应的措施； 应用场景：电池低压关机，电池低压关闭充电宝功能等 基本参数： 使用电压范围 可设的电压等级 测量精度,35,电源IC-电流检测（运放）,电流检测芯片 用于检测某线路上的电流值的芯片，利用串接在该线路上的采用电阻，分析电压得到对应电流值。 应用场景：过流检测，电池充放

16、电/OTG电流 监控 基本参数： 使用电流范围 输出电压范围 测量精度,36,电源IC-PA供电IC,PA供电芯片 用于PA供电的平台级定制化的电源芯片，通常是可调的DCDC，用于降低PA的功耗 应用场景：PA供电，控制功耗 基本参数： 输入电压范围 输出电压范围 控制电压精度 通信接口,37,电源IC-充电芯片,充电芯片 用于给锂电池或镍氢电池充电的IC，主要有线性和DCDC两种 分类：线性充电IC ：简单的LDO式路径管理的充电：1A以内，价格低 DCDC充电IC：DCDC降压式（直接接电池） 多合一IC：DCDC降压式+路径管理（+OTG升压） 基本参数： 输入电压范围（过压保护） 电池

17、电压（4.2/4.35V） 充电峰值电流 通信接口（普通IO，IIC。） 过充保护功能,38,模拟开关,定义：完成低频信号切换功能。采用MOS管的开关方式实现关断或打开；由于用模拟器件的特性实现，称为模拟开关 优点：由于具有功耗低、速度快、无机械触点、体积小和使用寿命长等 特点，因而，在自动控制系统和计算机中得到了广泛应用 基本参数： 供电电压范围 开关速度（eg. 20nS） 工作带宽（eg. 300MHz） 导通电阻（eg. 4.5） 控制接口电平（eg. H1.5V）,39,传感器-光距离传感器,定义：包含光线强度和距离探测功能的传感器；一般由发光模块和检光模块组成。 应用场景：检测环境

18、光线强度，自动调节手机屏幕亮度； 检测人脸靠近听筒的距离，自动关闭或打开屏幕显示； 基本参数： 光强检测分辨率（eg. 16bit ADC) 有效检测距离（eg. 100mm) 检测周期（eg. 可调2.72mS6S） 通信接口（eg. I2C） 休眠功耗（eg. 2.5uA）,APDS-9900,40,传感器-加速度传感器/G-sensor,定义：把加速度感应力转换成电信号的器件；有单轴/双轴和3轴等不同集成度的。常用的有微电机系统做的电容式的。 用场景：检测手机动作、震动、自动旋转屏幕；赛车游戏方向盘 基本参数： 加速度检测范围（eg. 正负3倍g） 检测精度（eg. 1%) 检测周期（eg. 可调1120次/S） 供电电压范围 通信接口（eg. I2C） 休眠功耗（eg. 2.5uA）,MMA7660FC,电阻式传感器,41,传感器-陀螺仪,定义：把旋转角度转换成电信号的器件；有单轴/双轴和3轴等不同集成度的。 用场景：3D手机游戏动作还原 基本参数： 转角度检测范围 检测精度 检测周期 供电电压范围 通信接口 休眠功耗,加速度与角速度,42,传感器-电子罗盘,定义：也叫数字指南针，是用电子技术制作的