硬件基础部件知识及选型
- 1 三极管
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- 1.1三极管概述
- 1.2三极管原理
- 1.3 三极管分辨法
- 1.4 三极管分类及选型
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- 1.41三极管类型
- 1.42三极管选型
- 2 电阻
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- 2.1电阻概述
- 2.2.电阻分类及选型
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- 2.21电阻类型
- 1.42电阻选型
- 3 电容
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- 3.1电容概述
- 3.2 电容原理
- 4 场效应管
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- 4.1 绝缘栅场效应管（MOS管）概述
- 4.1 绝缘栅场效应管（MOS管）原理
- 4.3 MOS分辨方法
- 4.4 MOS分类及选型
- 5 电感
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- 5.1电感概述
- 5.2电感原理
1 三极管
1.1三极管概述
三极管，全称为半导体三极管，又称双极晶体管、晶体三极管，是一种半导体器件的作用是将微弱信号放大成大范围值的电信号，也用作无触点开关。
1.2三极管原理
三极管是半导体的基本部件之一，它是电子电路的核心部件。三极管是在一个半导体基板上制作两个非常接近的PN结，两个PN结将整个半导体分为三部分，中间为基区，两侧为发射区和集电区。PNP和NPN两种，如图1所示。 
NPN与PNP区分:箭头朝内PNP，箭头朝外NPN，导通电压顺箭头过，电压导通，电流控制；
三种工作状态：，放大(暂时不用)，；
| 工作状态 | 发射结 | 集电结 |
|---|---|---|
| 饱和状态 | 正偏 | 正偏 |
| 截止状态 | 反偏 | 反偏 |
1.3 三极管分辨法
方法一:用数字万用表测量时，用二极管档测量，红表笔相当于电池，黑表笔相当于电池。。 先测基极：表笔两次导通，表笔两次截止为基极。再次测量集电极和发射极：基极和集电极的压降要比基极和发射极的压降要小。
1.4 三极管分类及选型
1.41三极管类型
三极管的常用类型有两种。由于这两种三极管工作时对电压极性的要求不同，不能相互替代。
三极管的材料包括锗和硅。它们之间最大的区别是起始电压不同。PN结的导通电压为0.2V而硅管PN结的导通电压为0.6～0.7V。在放大电路中，一般可以用相同类型的锗管代替相同类型的硅管，或者用相同类型的硅管代替相同类型的锗管，但由于其起始电压不同，必须对基极偏置电压进行必要的调整。但必须具体分析脉冲电路和开关电路中不同材料的三极管是否可以交换，不能盲目更换。
1.42三极管选型
需要了解三极管的主要参数。最好手里有一本晶体管特性手册。三极管的参数很多。根据实践经验，我认为我们主要了解三极管的四个极限参数:ICM、BVCEO、PCM及fT可满足95%以上的使用需求。
1.最常用于电子电路。主要用作小信号的放大、控制或振荡器。选择三极管时，首先要弄清楚电子电路的工作频率。 特征频率fT。随着工作频率的增加，三极管的放大能力会降低，对应β=1时的频率fT特征频率称为三极管。 一般要求：
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当三极管基极开路时，集电极-发射极反向击穿电压。如果集电极和发射极之间的电压超过这个值，三极管可能会产生很大的集电极电流，这被称为击穿。三极管击穿后会造成永久性损坏或性能下降。BVCEO可根据电路的电源电压来决定选择，
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PCM它是集电极最大的允许耗散功率。当三极管工作时，集电极电流会在集电结上产生热量并加热三极管。如果耗散功率过大，三极管就会烧坏。如果三极管在使用中大于PCM长时间工作会损坏三极管。需要注意的是，大功率三极管给出的最大允许耗散功率是加入一定规格散热器时的参数。使用时一定要注意这一点。
4** ICM**它是集电极的最大允许电流。当集电极电流超过一定值时，其电流放大系数β它会下降的。因此，三极管的电流放大系数规定β当变化不超过允许值时，集电极的最大电流称为ICM。因此，当集电极电流在使用中时IC超过ICM三极管不会损坏，但会造成损坏β降低值会影响电路的工作性能。。 对于大功率三极管，只要不是高频发射电路，我们都不必考虑三极管的特征频率fT。三极管的集电极-发射极反向击穿电压BVCEO这个极限参数的考虑与小功率三极管相同。集电极最大允许电流ICM选择主要根据三极管带来的负载计算。三极管的集电极允许最大功耗PCM这是大功率三极管的关键问题。需要注意的是，大功率三极管必须有良好的散热器。
2 电阻
2.1电阻概述
电阻是阻碍物质中电子流动的能力，即电阻值和单位Ω。电阻器是一种对电流流动有一定阻力的装置。电阻器通常被称为电阻，以便更方便地表达。 1KΩ=1000Ω，1MΩ=1000KΩ。
2.2.电阻分类及选型
2.21电阻类型
1.色环电阻器 ：若电阻采用四色环表示。其第一色环是十位数，第二色环是个位数，第三色环为应乘位数，第四色环为误差率，数如图1. 
2.贴片电阻又称贴片电阻，表面安装电阻。贴片电阻主要有矩形和圆形两种形状。常用的贴片电阻平的小方块，两侧的引脚焊片是银白色的。 ：贴片电阻具有体积小、重量轻、电性能稳定、可靠性高、装配成本低、机械强度高、频率高等特点。 ：在电路图上用三位数字来表示元器件标称阻值的方法被称为数码标示法。该法常见于贴片电阻器上。 在三位数字中，从左往右的前两位为有效数字，第三位数字表示因在有效数字后所加0的个数。如“103”表示10103，“334”表示33104. 
3. 水泥电阻器
水泥电阻器是一种绕线电阻，将电阻绕于无碱性耐热瓷件上，外面加上防腐蚀耐热耐湿材料固定而成。一般情况下，外部填充物为水泥，故称水泥电阻器。 ：水泥电阻器具有耐高功率，散热性好，稳定性好，耐震的特点。常用于过流检测，保护电路，音频功率放大的电路中。 
直标法
直标法是将电阻值的标称值用数字和文字符号按一定组合规律标在电阻体上 为了防止小数点在印刷不清时引起误会，故将小于1的值放在字母后面。如0.22Ω=R22，2.2Ω=2R2，2200Ω=2K2，2210000Ω=2M21. 如图电阻器阻值的允许误差则由字母表示。 
1.42电阻选型
电阻的应用一般。 1 电阻选型首先要考虑电阻值它影响着电流的计算**（I=U/R），同时也涉及到功率的计算（P=I²R）**，此外还有其它分压偏置等电路的计算。
2 封装 封装的类型和尺寸，而贴片电阻器常用的尺寸规格从小到大排列有：0201、0402、0603、0805、1206、1210、2010、2512。
3 额定功率 如果在电阻器身上加载超过其本身所能承受的功率，电阻器最终会因为过热而烧毁。
4 降额 高温会使得电阻的额定功率成比例下降。至于降额的幅度，需要根据项目的实际情况以及设计的标准来综合考虑，
3 电容
3.1电容概述
电容器是储存电量和电能的元件，电容器由一个导体发出的电场线全部终止在另一个导体的导体系构成。电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比，基本单位是。电容器在调谐、旁路、耦合、滤波等电路中起着重要的作用。 1法拉（F）= 103毫法（mF）=106微法（μF）=109纳法（nF）=1012皮法（pF）。 根据电容的定义我们得知，电容（用C表示）是一定电势差（用U表示）下的电荷储藏量。电荷储藏量一般称为“带电量”，用Q来表示。那么，按以下公式计算电容量C=Q/U。 多电容并联的情况下，总的电容量为各个并联电容的电容量总和，即C总=C1+C2+C3+…+Cn。而电容串联的总电容量的倒数，是各个串联电容的电容量倒数之和，即1/C=1/C1+1/C2+…+1/Cn。
3.2 电容原理
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耦合：隔直流通交流。
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滤波：将一定频段内的信号从总信号中去除。
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退耦：消除每级放大器之间的有害低频交连。
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高频消振：消除放大器可能出现的高频啸叫。
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谐振：用在LC谐振电路中的电容器称为谐振电容。
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旁路：去除某一频段的信号；全频域旁路电容电路和高频旁路电容电路等所去掉信号频率不同。
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中和：消除自激。
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定时：在需要通过电容充电、放电进行时间控制的电路中使用定时电容电路，电容起控制时间常数大小的作用。
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积分：在电势场扫描的同步分离电路中，采用这种积分电容电路，可以从场复合同步信号中取出场同步信号。
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微分：从各类（主要是矩形脉冲）信号中得到尖顶脉冲触发信号。
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补偿：在卡座的低音补偿电路中，使用这种低频补偿电容电路，以提升放音信号中的低频信号，此外，还有高频补偿电容电路。
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自举：常用的OTL功率放大器输出级电路采用这种自举电容电路，以通过正反馈的方式少量提升信号的正半周幅度。
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分频：在音箱的扬声器分频电路中，使用分频电容电路，以使高频扬声器工作在高频段，中频扬声器工作在中频段，低频扬声器工作在低频段。
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负载电容：是指与石英晶体谐振器共同决定负载谐振频率的有效外界电容。负载电容常用的标准值有16pF、20pF、30pF、50pF和100pF。负载电容可以根据具体情况作适当的调整，通过调整一般可以将谐振器的工作频率调到标称值。
4 场效应管
场效应管主要有两种类型，分别是。
4.1 绝缘栅场效应管（MOS管）概述
MOS管是FET的一种(另一种是JFET)，可以被制造成增强型或耗尽型，P沟道或N沟道共4种类型，但实际应用的只有和，所以通常提到NMOS，或者PMOS指的就是这两种。
4.1 绝缘栅场效应管（MOS管）原理
、 PMOS管就是positive管，是积极的管，而NMOS管是negative管，是消极的管。积极的管就是顺应潮流，顺势而为；消极的管就是违背趋势，逆流而上。 很显然，电流从源极（输入端）到漏极（输出端），那就是顺势而为，因为源极就是源头嘛，因此这种管就是PMOS管；而电流要是从漏极（输入端）到源极（输出端），那就是逆流而上，是NMOS管。
记忆技巧： 1.交叉的线最多的是源极； 2.栅极也就是门（gate），既然是门，就具有控制的职能。 3.无论是PMOS管还是NMOS管，二极管的方向正好与输入输出的方向是相反的 4.无论是PMOS管还是NMOS管，栅源极箭头的方向正好与二极管的方向相同 5.无论是PMOS管还是NMOS管，我们只需要比较G极电压与S极电压大小关系就可以判断MOS管能不能导通 6.对于PMOS管来说，电流是从源极（输入端）到漏极（输出端），从上到下，各节点电平应该是依次变小的，因此栅极G的电压必须小于源极电压；换句话说，当UGS<0时，PMOS管才导通。 7.对于NMOS管来说，电流是从漏极（输入端）到源极（输出端），从下到上，各节点电平应该是依次变小的，因此栅极G的电压必须大于源极电压；换句话说，当UGS>0时，NMOS管才导通。
4.3 MOS分辨方法
4.4 MOS分类及选型
5 电感
5.1电感概述
电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。电感器的结构类似于变压器，但只有一个绕组。电感器具有一定的电感，它只阻碍电流的变化。如果电感器在没有电流通过的状态下，电路接通时它将试图阻碍电流流过它;如果电感器在有电流通过的状态下，电路断开时它将试图维持电流不变。电感器又称扼流器、电抗器、动态电抗器。
5.2电感原理
电感的作用：滤波、振荡、延迟、陷波;形象说法：“通直流，阻交流
通直流：所谓通直流就是指在直流电路中，电感的作用就相当于一根导线，不起任何作用
阻交流：在交流电路中，电感会有阻抗，即XL，整个电路的电流会变小，对交流有一定的阻碍作用。
电感的阻流作用：电感线圈线圈中的自感电动势总是与线圈中的电流变化。
电感的调谐与选频作用：电感线圈与电容器并联可组成LC调谐电路。
电感还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。 电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用，还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。电感在电路最常见的作用就是与电容一起，组成LC滤波电路。电容具有“阻直流，通交流”的特性，而电感则有“通直流，阻交流”的功能。如果把伴有许多干扰信号的直流电通过LC滤波电路，那么，交流干扰信号将被电感变成热能消耗掉;变得比较纯净的直流电流通过电感时，其中的交流干扰信号也被变成磁感和热能，频率较高的最容易被电感阻抗，这就可以抑制较高频率的干扰信号。
电感器具有阻止交流电通过而让直流电顺利通过的特性，频率越高，线圈阻抗越大。因此，电感器的主要功能是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。