Tutorial:如何从数据手册中获取你需要的信息

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Tutorial:如何从数据手册中获取你需要的信息

2024-04-14 14:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

    数据手册(Datasheet)中包含器件的所有信息,想要使用一个器件就必须先看它的数据手册,了解它的基本信息与使用方法。但绝大多数初学者不是找不到数据手册,就是是没有掌握阅读它的正确方法,一打开数据手册看着满篇的字(尤其是满篇英文)和图表就不想看下去了。本文将对数据手册的查找与阅读方法作以阐释。

(I) 如何找到数据手册

   1.到官网上直接找

    很显然在阅读数据手册之前你必须找到它(废话)。如果你知道器件是哪个厂商的,那去官网直接搜索器件名称即可。通用型器件(如7400系列和4000系列逻辑器件、通用型运放等)各大厂商均有生产,所以去各大厂商的官网搜索一般都能找得到。

    接下来展示几个范例:

TI(德州仪器)官网。在上面的搜索框里直接输入器件名称然后回车搜索

第一条就是。点那个Data Sheet的按钮就能看见数据手册了。ADI(亚德诺半导体)官网。同理直接搜索即可。

出来第一条就是。数据手册四个字都快写脸上了不会再找不到了吧(

这是Infineon(英飞凌)的官网。同理

给你列出来一排各种后缀的器件,选你想要的那个就行。数据手册点那个Acrobat PDF文件图标就能看。

        而某些厂商的官网并没有这么直观,例如赛灵思(Xilinx):

右边有个搜索按钮。点开就出搜索框了。没出来可能是网不好。让我们查查这个器件这么多文档哪个才是呢?

    这就需要从网站里找文档了。还是以德州仪器官网为例。假如我们要找LM358(通用型双运放),首先点击“产品(Products)”栏会跳出来产品分类:

德州仪器的产品分类。看见那个Calculators了吗?TI也生产计算器,而且它家计算器是真的强(

    LM358是一款运放,所以点击第一个放大器(Amplifiers)的链接。

    再点击运算放大器[Operational Amplifers(op amps)]的按钮,在页面下面找到通用运放(General Purpose Opamps):

  点进去就是下面这个页面。由于LM358是通用运放而且工作电压大于26V,所以点下面那个>26V op amps:

那么问题来了:查数据手册之前你是不知道LM358的最大工作电压的。

    然后会进入产品列表页面。在列表上面的搜索框里输入器件名称即可。

这就是了

    以上步骤很复杂,而且如果你不知道器件的分类或某些参数的话,用这个方法是找不到的。这种方法的主要用途是通过限定参数来查找你需要的器件(选型)。但对于某些做的不太好的半导体公司的官网,通过产品分类一级一级地寻找数据手册是唯一的方法。

    此外一部分半导体公司可通过产品分类直接进入产品列表页面,这样直接在列表中搜索器件即可。还是以TI官网为例,细心的人可能会发现在一开始的页面上面有个选项卡,切换到产品(Products)选项卡即可直接进入产品列表页面:

    同理,意法半导体(ST)的产品列表在产品页面的Product Selector选项卡里:

    其他厂商的搜索方法与之类似,此处不再赘述。

    除了数据手册之外还有一系列有用的文档,例如打开LM358的产品页面,翻到下面Technological Documents部分,会有几个技术文档:

常见的技术文档有这几种:

    数据手册(Datasheet)。包含了该器件的一系列基本信息,如特性、性能参数、使用方法、封装等。

    应用笔记(Application Notes, AppNotes)。讲述在特定应用中使用该器件的方法。

    勘误手册(Errata Sheet)。含有技术文档的勘误内容。

    参考手册(Reference Manual)。包含器件某方面的详细信息。例如STM32系列单片机的参考手册中会讲述其硬件的详细构造以及编程方法。

    不同厂商对各类型技术文档的定义不同,上面举的例子只是一个大致的类型。

    2.到数据手册查询网站上找

    假如你不知道手里的器件是哪家产的而且要查的还不是通用器件,就得去专门的数据手册查询网站,例如Alldatasheet(alldatasheet.com)、Datasheet Catalog(datasheetcatalog.com)等。

    以Alldatasheet为例,下图是网站页面,在下面搜索框里直接搜即可:

注意右上角可以调语言的,有中文。

    会搜出各大厂商该产品的数据手册:

    点击链接会跳出器件页面,在上面的选项卡里点PDF(PDF文件)或者HTML(直接网页形式)就能看见了。

    其他数据手册查询网站的用法大致类似,此处不再赘述。

3.到元器件零售网站上找

    一般来说用以上两种方法能找到大部分器件的数据手册。如果用以上两种方法找不到的话,那么可以试试到某些元器件零售网站,如Mouser、Digi-Key、RS Components等搜索该器件,器件页面中都会有器件数据手册的链接。同时你可以发现大部分器件尤其是单片机现在是没有货的

4.其他方法

    除了上述方法外还可以直接联系经销商或者官方寻找器件数据手册。此处不再赘述。

(II) 如何阅读数据手册

    通常数据手册主要分为以下几个部分:

    器件简介。通常在手册的第一页,列出器件的特点、功能概述、典型应用等。

    引脚分配。给出器件各个引脚的功能,与各封装下的引脚分配。

    参数特性。列出器件的详细参数。有的数据手册还会提供器件的参数特性曲线。

    功能详解。详细介绍器件的功能及其实现,给出器件内部结构框图等。

    应用信息。详细介绍如何使用该器件。

    封装信息。给出该器件的封装尺寸图。

    下文将对这些部分进行详细阐述。

    1.器件简介

    通常数据手册的第一页会提供器件的简介,让阅读者对该器件有个大致的了解。例如TI的LM358数据手册第一页是这样的:

    标题开门见山,告诉你这个器件是什么。例如上图中这一标题“Industry-Standard Dual Operational Amplifiers”,即说明LM358是工业标准双运算放大器。

    第一页分为Features(特性)、Applications(应用)、Description(简介)三大部分。其中Features介绍了产品的主要特性,如果产品有某些性能参数非常优异也会在此处着重介绍。Applications介绍了产品的主要应用,Description对产品功能特性做简要介绍。此外一份数据手册中可能会介绍同一类型的多个器件,或同型号下不同后缀的器件(封装、性能上可能略有差别),也会在此列出。

    再比如安森美半导体(ON Semiconductor)的LM358数据手册:

虽然没详细分出来几个部分,但内容大差不差

    该手册第一页内容与前述基本类似。所不同的是还包含了产品的引脚分配图与不同封装的外观示意图,方便用户查阅。

    某些厂商的手册第一页可能只包含一部分信息,其他信息要到后面才会详细介绍。如STM32单片机的数据手册只给出了产品的功能特性(因为实在是太多了)、外观示意图等:

多吧。STM32F4xx功能简介甚至能写到第二页

    2.引脚分配

    如上,部分厂商会把器件的引脚分配直接写在第一页(尤其是一些不太复杂的器件)。而大多数厂商会专门开一个章节描述器件的引脚分配,这一节通常被称为Pinouts(引脚分配)、Pin Configuration and Description(引脚配置及介绍)、Pinouts and Pin Description(引脚分配与引脚功能介绍)等等。这一节主要介绍器件的引脚分配以及各个引脚的功能。例如TI的LM358数据手册中Pin Configuration and Functions(引脚配置与功能)一节即包含了DIP/SOIC和LCCC等封装的引脚分配,同时在下方以表格形式列出了引脚功能:

    再比如AD637 RMS-DC转换器的数据手册中引脚分配一节,包含的信息大致相同:

    3.参数特性

    参数特性一节详细描述了该器件的使用条件、性能参数等。这一节通常叫做规格(Specifications)、电特性(Electrical Characteristics)等。如ADI的AD8601精密运放该节中就包含了输入失调电压、共模抑制比、压摆率等重要参数的最大、最小、典型值,同时包含了特性不同的两种不同后缀(A与D)器件的性能参数。

    部分厂商的数据手册中还会给出绝对最大值(Absolute Maximum Ratings,或称限制值Limiting Value等)部分,该部分提供了器件工作条件的极限范围,如最高电源电压、最高输入电压等。超过该范围将导致器件损坏。下图是AD8601数据手册中绝对最大值部分:

    表中的参数特性是在特定条件下测试出来的,特殊情况下可能无法代表器件的实际工作特性。部分厂商会给出器件性能参数随工作条件而变化的曲线,如频响特性曲线等。设计时可参考这些曲线获取更精确的器件工作信息。下图为AD8601的参数特性曲线页:

这几张图是增益(1开环,3闭环)或电压摆幅(2和4)对频率的曲线图。

    同时,某些器件的特性曲线中会给出器件外部参数的取值与器件工作特性的关系,供用户选择合适的外部器件参数(但这些内容也可能在功能详解和应用信息这两节出现)。如TI的CD4046锁相环数据手册中给出了锁相环中心频率与外部元件R1,C1和供电电压的关系:

这手册也够老的了

    4.功能详解

    这一节里详细介绍器件的功能与工作原理。这一节通常叫做详细介绍(Detailed Description)、工作原理(Theory of Application)、功能介绍(Functional Description)等。这一部分对理解器件的功能十分重要,故建议仔细阅读。以TI的LM358数据手册为例,该节给出了功能框图,并对运放的特性做了详细介绍:

内容太多截不下来,详细参考数据手册

    5.应用信息

    应用信息一节包含了器件的一些典型应用以及这些应用电路的参数选择等内容。这一节通常被称为应用信息(Application Infomation)、应用与实现(Application and Implementation)、典型应用(Typical Applications)等。注意部分数据手册会把这一节的内容包括在功能详解章节中。例如ST的LM324四运算放大器数据手册中给出了LM324的一系列典型应用:

也是够多的

    6.封装信息

    封装信息一节包含了不同封装器件的详细尺寸信息。这一节通常被称为封装信息(Package Infomation)、机械信息(Mechanical Data)等。部分厂商的数据手册还会给出贴片焊盘的参考数据等。例如ST的LM324数据手册中给出了QFN、TSSOP、SO三种贴片封装的详细尺寸及其焊盘信息:

QFN的Exposed PAD是长在芯片底部的一个大金属焊盘,很难焊

    7.其他信息

    除以上内容外数据手册中还可能包含PCB布局参考(称PCB Layouts或Layouts,常见于DC/DC控制器等PCB布局对性能参数有较大影响的器件)、购买信息(Ordering Infomation,提供不同后缀元器件性能与封装的参考以便用户分清楚不同后缀的区别,方便购买)、数据手册的版本历史(Revision History,记录数据手册不同版本之间修改了什么内容)等。这些信息有的很重要(如DC/DC控制器的PCB布局参考,不按手册上的来可能根本无法正常工作),有的则没那么重要(版本历史等),阅读时需要具体情况具体分析。

后记

若发现文章里有误或有需要改进的地方,敬请不吝赐教。

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