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【基础知识】~ 稳压二极管、三极管、放大电路、逻辑门晶体管数量、FPGA 器件结温范围、FPGA 加载方式、...

1. 稳压二极管

稳压二极管,英文名称 Zener diode,又称齐纳二极管。利用 PN 在结反向击穿状态下,其电流可以在很大范围内变化,电压基本不变,从而产生稳压二极管。这种二极管是一种半导体器件,在临界反向击穿电压之前电阻很高.在这个临界击穿点,反向电阻降低到一个非常小的值,电流在这个低电阻区域增加,电压保持恒定,稳压二极管根据击穿电压进行分级。由于这一特点,稳压管主要用作稳压器或电压基准元件。稳压二极管可串联在较高的电压下使用,通过串联获得较高的稳定电压。

2. 三极管

三极管,全称为半导体三极管,又称双极晶体管和晶体三极管,是一种电流控制电流的半导体器件·它的功能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

晶体三极管是电子电路的核心元件,是半导体的基本元件之一。

三极管是在一块半导体基片上制作两个相距很近的 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 两个。有三个极,分别叫集电极。 C,基极 B,发射极 E。

3. 放大电路

以 NPN 以型硅三极管为例, 我们把从基极 B 流至发射极 E 电流称为基极电流 Ib; 把从集电极 C 流至发射极 E 电流称为集电极电流 Ic。 这两个电流的方向都流出发射极,所以发射极 E 用箭头来表示电流的方向。 在这里插入图片描述

3.1 放大三极管

集电极电流由基极电流控制(假设电源可以为集电极提供足够大的电流),基极电流的小变化会导致集电极电流的大变化,变化满足一定的比例关系:集电极电流的变化是基极电流的变化 β 倍,即电流变化被放大 β 所以我们把 β 称为三极管的放大倍数(β 一般远大于 比如几十,几百)。 如果我们在基极和发射极之间添加一个变化的小信号,这将导致基极电流 Ib 的变化,Ib的变化被放大后,导致了 Ic 变化很大。若集电极电流 Ic 电阻流过 R 是的,根据电压计算公式 U=R*I 这个电阻可以算 上电压会发生很大的变化。当我们取出电阻上的电压时,我们会得到放大的电压信号。

4. 逻辑门晶体管数量

非门 2 个 与非门 4 个 或非门 4 个 与门 = 与非 非 =6 个 或门 = 或非 非 =6 个

5. FPGA 设备结温范围

商用级结温范围为 0~85 摄氏度, 工业级结温范围-40~100 摄氏度。

6. FPGA 加载方式

粗略可分为主动和被动。

主动加载是指原因 FPGA 被动加载是指控制配置过程 FPGA 仅被动接收配置数据。

最常见的被动配置模式是 JTAG 下载 bit 文件。 主动配置就是 FPGA 主动发起对 Flash 的读写。

7. 特殊触发器施密

施密特触发器有两两种稳定状态,但与一般触发器不同,施密特触发器采用电位触发方式,其状态由输入信号电位维持;施密特触发器具有不同的阈值电压。

对于标准施密特触发器,当输入电压高于正向阈值电压,输出为高;当输入电压低于负向阈值电压,输出为低;当输入在正负向阈值电压之间,输出不改变,也就是说输出由高电准位翻转为低电准位,或是由低电准位翻转为高电准位时所对应的阈值电压是不同的。只有当输入电压发生足够的变化时,输出才会发生变化,因此将该元件命名为触发器。这种双阈值动作被称为迟滞,表明施密特触发器有记忆。施密特触发器本质上是一种双稳态多谐振荡器

施密特触发器可用作波形整形电路,可将模拟信号波形整形成数字电路可处理的方波波形。此外,由于施密特触发器具有滞回特性,可用于抗干扰。其应用包括开回路配置中的抗干扰,以及闭回路正负回路配置中的多谐振荡器。

8. C 语言结构化编程

结构化程序设计方法 自上而下;逐步细化;模块化设计;结构化编码;

9. 中断向量地址

中断向量地址,即存储中断向量存储单元地址,中断服务常规程序入口地址。 在 PC/AT 中断向量是指中断服务程序的入口地址。

10. 寄生效应

所谓寄生效应,就是那些溜进你的人 PCB 电路损坏、头痛、原因不明的小故障。它们是隐藏在高速们是隐藏在高速电路中的寄生电容器和寄生电感器。包括由封装引脚和印刷线过长形成的寄生电感器;从焊盘到地面、电源平面和印刷线之间形成的寄生电容器;通孔之间的相互影响以及许多其他可能的寄生效应。

理想情况下,导线无电阻、电容和电感。实际上,导线采用金属铜,具有一定的电阻率,如果导线足够长,积累的电阻也相当可观。如果两条平行电线之间存在电压差异,则相当于形成一个平行电容器(您想象)。磁场(特别是当电流(特别是当电流发生变化时),磁场会产生感应电场,影响电子运动。可以说,包括组件管脚在内的每条实际导线都会产生感应电势,即寄生电感。

在直流或低频的情况下,这种寄生效应是看不见的。在交流条件下,特别是在高频交流条件下,影响非常大。根据复阻抗公式,电容和电感会对电流的运动造成很大的阻碍,可以转化为阻抗。这种寄生效应很难克服和触摸。只有通过优化线路,才能尽可能使用短管脚 SMT 不可能完全消除元器件的影响。

11. 上拉电阻的作用

:通过电阻将状态不确定的信号线夹在高电平(上拉)或低电平(下拉) 拉)。

  1. 提高电路稳定性,避免误动 如果上拉电阻示例中的按钮不通过电阻拉到高电平,则在上电时可能会出现误动作,因为在上电时 FPGA 芯片的引脚电平是不确定的,上拉电阻 R12 它的存在保证了它的引脚处于高电平状态,没有误动作。
  2. 提高输出管脚的承载能力 受其他外围电路的影响 FPGA 输出高电平时能力不足,达不到 VCC 状态会影响整个系统的正常运行,上拉电阻的存在会增强管脚的驱动能力。

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