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初识电路#

内容:常见元件(电阻、电容、电感、二极管、三极管、场效应管) 的应用、选择和封装。

电阻#

电阻是电路中最基本的元件。在电路中,电阻可以用作限流、分压、阻抗匹配、上拉、下拉。

在种类上,电阻包括贴片电阻、碳膜电阻、金属膜电阻和功率电阻。在选择电阻时主要参考的性能指标为功率和阻值。

电阻的封装有很多,包括0805、0603、1206等等。以0805为例,0805表示电阻的尺寸是0.08inch×0.05inch(inch:英寸,1 inch=2.54 mm),合公制2mm×1.2mm。

电容#

在电路中,电容是一个储能元件。电容的作用包括充放电、储能、隔直流、滤波、谐振。

在种类上,电容主要是陶磁电容、铝电解电容、钽电容等。选择电容时,主要参考的指标为电容值、额定电压。

陶瓷电容的封装和贴片电阻类似,铝电解电容封装以SMD为主,钽电容封装以CASE为主。

电感#

常见的电感主要是功率电感、贴片电感等。在电路中,电感也是一个储能元件。电感的作用有滤波、振荡、延迟、陷波、筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等等。选择电感时,主要参考的指标为电感值、额定电流。

二极管#

二极管是一个半导体元件,其工作原理基于PN结。其伏安特性曲线如下图所示:

当电压大于0时,其伏安特性曲线呈现为指数关系。而当电压小于0大于-U_BR时,电流保持一个很小的值。此时的二极管就像开关一样,正向流通,反向截止。这就是二极管的单向导电性。在电压小于0大于-U_BR时,二极管电压变化,而电流不变,此时二极管就可以用于稳定电压。当电压小于-U_BR时,二极管被击穿。

常见的二极管主要包括瞬态抑制二极管(TVS)、稳压二极管、肖特基二极管、发光二极管(LED)、整流二极管、开关二极管等。选择二极管时,主要参考的指标为反向击穿电压、额定电流等。

三极管#

三极管分为两种类型,PNP和NPN。三极管是一个三端元件,基极做控制端,集电极和发射极作为被控制端。以NPN型三极管为例,当U_be≥0.7V时,三极管的C、E两极导通,此时会有两种情况,第一种,电流被放大;第二种,电位被拉低。具体的条件会在下一节课中阐述。

三极管(BJT)主要作用是放大和开关,主要参考的指标为放大系数、击穿电压、最大集电极电流等。

场效应管#

场效应管(MOSFET)主要作用也是放大和开关,与三极管不同的是。场效应管是电压控电流的装置,其功率更小,更容易集成。

多引脚芯片#

多引脚芯片是封装好的电路,包括模拟芯片和数字芯片,如放大器、整流芯片、斩波芯片、DC-DC电源管理、单片机(MCU)、译码器、计时器等等。常见封装有SOT、SOIC、MSOP、LQFP、UFQFPN、UFBGA 等。主要参考的指标较多,如工作电压典型值、各种系数等。

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内容:三极管和场效应管的放大电路、运算放大器的应用。

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