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常用电子元器件基础知识总结

1、0欧电阻作用

调试与设计兼容

跳线

地与地,电源与IC连接

2.上下拉电阻

防止输入端悬空

减少外部电流对芯片的干扰

增加或减少驱动电流 (发光二极管的一般限流电阻为1-2K)

1K电阻为限流电阻,由分压公式可知最大采样电压:2k/(10k 2k)* 12v= 2V ,当电池电压为11时V时,IO口腔检测到的电压为1.83V(2k/(10k 2k)* 11v = 1.83V.

去耦电容和旁路电容在电子电路中起着抗干扰的作用,电容的位置不同,名称也不同。对于同一电路,旁路(bypass)电容器以输入信号中的高频噪声为过滤对象,过滤前级携带的高频杂波,去耦(decoupling)电容器,又称退耦电容器,是以输出信号的干扰为过滤对象。所谓退耦,是指当前后电路电流变化时,供电电路中形成的电流波动会影响电路的正常运行。换句话说,退耦电路可以有效地消除电路之间的寄生耦合。

在直流电路中,电容器相当于断路。在交流电路中,由于交流电流的大小和方向随着时间的推移而变化。随着交流电流的变化,电容器完成了充放电过程。因此,电容器相当于交流电路中的电流(事实上,没有电流通过电容器)。

电容器在电路中的主要作用如下:

起到耦合作用

它是指用于交流放大器和其他电容耦合电路的耦合电路中的电容 ,前后级通过耦合电容连接起到隔离流通的作用。

2.起到滤波的作用

滤波电路中使用的电容器称为滤波电容器,用于电力滤波器和各种滤波电路 ,滤波器电容器能有效地过滤某一频段内的有害信号。

3.起到退耦的作用

多级放大器直流电源电路中使用的电容称为去耦电容 ,去耦电容消除了各级放大器之间有害的低频交叉连接。

4.起到旁路作用

旁路电路中使用的电容器称为旁路电容器。如果需要从电路中的信号中去除频带的信号 ,经常使用电容器旁路。除信号频率不同外,还有全频域旁路电容电路和高频旁路电容电路。

5、起到定期作用

指定时电路中使用的电容器称为定时电容器。电容器在需要通过电容器充放电来控制时间常数的电路中起着控制时间常数的作用。

6.发挥微分和积分的作用

用于微分电路的电容器称为微分电容器。 为了在触发器电路中获得尖顶触发信号,通常使用微分电容电路从各种主要矩形脉冲信号中获得尖顶脉冲触发信号。用于积分电路的电容器称为积分电容器。例如,在电视机场扫描的同步分离电路中,使用积分电容电路,可以从现场复合同步信号中取出同步信号。

7.起到补偿作用

补偿电路中使用的电容器称为补偿电容器,如电网中的无功功率补偿。它利用电容器在线路上的电流与电感电流相反的原理。只要连接到线路上的电容器数量与负载的电感分量相匹配,就可以消除或减少负载吸收到电网的无功功率 。这样可以减轻电线和变压设备的负担,提高电线和变压设备的利用率。

8.起到分频的作用

指分频电路中的电容器称为分频电容。在扬声器的分频电路中,高频扬声器通过分频电容在高频段工作 ,中频扬声器在中频段工作,低频扬声器在低频段工作。

(1)储能滤波必须在电源和负载之间有电容。

(2)如果负载电流为150mA以下是储能电容一般选择220uF或330uF或者更大。

(3)实际选择的电容一般比计算的大10~50倍,比如68uF,实际可能会使用680uF。 由于电解电容器误差较大,一般选择较大的。

(4)电源附近的电容器具有储能和滤波的功能,但储能电容器的容量一般较大,只能考虑低频波;因此,在储能电容器附近增加一个非常小的电容器来考虑高频波。储能电容器一般采用电解电容器,而高频电容器一般为小瓷片电容器,一般采用104电容器。

(5)在1uF上述电容器一般选择电解电容器,因为电解电容器容量相对较大,虽然精度不高,但只能选择电解电容器大容量;小容量一般选择瓷电容器 (一般都是贴片式的,也有插件式的。这两种包装在功能上没有区别,只是在画画PCB需要考虑的时候,比如这个板子对高度有要求,可以选择贴片),瓷片电容器的特点:容量小但精度高;电源部分一般采用瓷片电容器和电解电容器。瓷片电容器没有极性,电解电容器有极性,加号端必须连接正极,反向连接会使电源短路,电容器爆炸,瓷片电容器一般用于过滤高频波。

(6)瓷片电容的容值一般是:几皮法到几百纳法之间,譬如:33皮法、68皮法、47皮法、100皮法、200皮法、220皮法、 470皮法,860皮法,1000皮法=1纳法(102电容).2纳法、4.7纳法、10纳法(103电容)、100纳法(104)等。当电源有高电压脉冲(高dv/dt,即电压变化率大,高dv/dt会对后面的电路造成很大的电磁干扰)之后,就可以通过瓷片电容,以免影响后面的电路。浪涌电流:高di/dt;尖峰电压:高dv/dt。通常选择104电容器来过滤高频。

(8)电容的容抗=1/(2πfC):f指电源的频率,C指电容值;频率越大,容抗越小。

(9)带宽:任何电路都在一定的频率范围内工作,称为带宽。大于或小于带宽电路可能不会正常工作。电路中必须有许多电容器。根据电容抗的计算公式,可以看出,过高或过低的频率会使电容器工作具有不同的特性,即电路板不稳定,从这个角度也需要这个带宽。

(10)电压:选择电容器的耐压值,电容器两端的电压一般为1.5倍(取一些余量可以延长电容器的使用寿命),比如电容器正极的电压是50v,耐压值为75v的电容。

(1)半波整流(限幅)

kbp206是一座整流桥。交流正弦波整流后变成直流馒头波(半正弦)。也就是说,如果整流后没有大电解电容平波,单一整流桥将是不稳定的直流。

计算如下:假设供电是国内市电220VAC,整流后无大电解,Vmax=220*1.414=311V,它是一种不稳定的直流,如果有大电解,电压会稳定很多,Vmax=220*1.414=311V。

(2):全波整流

(3):检波

(4)稳压

C1.过滤交流电流,单个硅二极管导通压降至0.6V导通后,管道压降基本不变,三根普通二极管叠加,直流电压稳定在1.8V 。

如图所示,1N4148是高速开关二极管,与普通二极管的区别在于可以对应高频信号,不会影响性能。由于二极管压降基本不变,当输入端为低电平时,二极管导通I/O口PG二极管钳位于07电压下.6V左右。当输入端为3.3v当二极管截止时,分压公式可以在I/O口PG7电压为2V左右。开关二极管主要用于防止电流倒流和损坏IC芯片。

倒灌是电流进入IC在内部,电流总是流入电位较低的地方。例如,电压源通常是输出电流,但如果另一个电源同时存在,电位高于电源,电流将流入电源,称为倒流。

处理器将在电路设计过程中遇到MCU的I/O电平和模块I/O电平不同的问题需要电平转换,以确保两者之间的正常通信。如果两侧的电平不同,则直接连接通信,如TTL电流倒灌会发生在电平上。会议会使电流过大IO口腔上的钳位二极管快速过载并损坏,使单片机复位失败。使可编程器件程序紊乱。会出现闩效应。如果接口电路没有设计好,严重就会烧芯片,或者烧芯片IO口,轻者就会导致工作紊乱,工作不正常。有时候这种问题自己在设计调试的时候根本发现不了,在批量生产或者用户在使用的时候才出现芯片被烧掉,或者IO口被烧掉。如果我们在设计的时候能考虑到接口的一些问题就可以提高产品的可靠性。

参考文章:百度安全验证https://baijiahao.baidu.com/s?id=1672639828536982382

(1)原理:开关二极管是为在电路上进行"开"、"关"而特殊设计制造的一类二极管。其原理和普通二极管的原理没啥区别,但针对于开关二极管,最重要的特点是高频条件下的表现。高频条件下,二极管的势垒电容表现出来极低的阻抗,并且与二极管并联。当这个势垒电容本身容值达到一定程度时,就会严重影响二极管的开关性能。极端条件下会把二极管短路,高频电流不再通过二极管,而是直接绕路势垒电容通过,二极管就失效了。而开关二极管的势垒电容一般极小,这就相当于堵住了势垒电容这条路,达到了在高频条件下还可以保持好的单向导电性的效果。

(2)应用:用于电子设备的开关电路、检波电路、高频和脉冲整流电路及自动控制电路中。也有好多分类,分为普通开关二极管、高速开关二极管、超高速开关二极管、低功耗开关二极管、高反压开关二极管、硅电压开关二极管等多种。

(3)选型:一般选1N4148这个型号

但是如果想选其他型号,可以根据其主要参数选:

功率:得稍微大点

直流反向耐压和平均整流:根据相应的电路选,尽量大点,但不要太大

8050三级管参数 类型:开关型 极性:NPN 材料:硅 最大集存器电流(A):0.5 A 直流电增益:10 to 60 功耗:625 mW 最大集存器发射电(VCEO):25 频率:150 KHz

9013三极管是一种NPN型小功率三极管。三极管是半导体基本元器件之一,具有电流放大作用,是电子电路的核心元件。

开关电路设计:

有些人设计的开关电路就没有基极电阻,有可能不是他不知道这种电路结构,而是他不会调参数,不管怎么改变Rb,始终电路都没有进入饱和区,最后将Rb短接后发现电路正常了,导致他认为这样电路是可以用的。

事实上,没有基极电阻,如果说是单片机的IO口接的控制引脚,那么单片机工程师控制单片机IO口输出高电平的时候,IO口上的电压只有0.7V左右。那是由于单片机IO口的电流只有10mA左右,不能给三极管提供足够大大的电流,以至于拉低电压至三极管b、e之间的导通电压0.7V左右。当给三极管基极能够提供足够电流,而控制电压大于三极管b、e之间电压极限电压的时候就会烧坏三极管,如果没有大于它的极限电压,但是电流很大,时间久了就会导致三极管热损坏。所以只有设置合适的基极电阻才能保证电路的可靠性。

R1电阻的接入是由于控制端没有接任何东西就会出现高阻状态,三极管的工作状态是不确定的。为了安全起见,没有对三极管进行控制的时候,应该让三极管工作在截止区,要想NPN型三极管截止,Ib就要很小,可以选择在三极管基极接一个下拉电阻,如图所示。取值是要远大于(10倍以上)Rb的,这样才能下拉电阻不影响对三极管的控制。个人的取值习惯是100K。

如果我们想驱动无源蜂鸣器,那么就要在控制端输入一个方波信号进行控制,这时候就需要三极管进行快速切换,想加快三极管切换速度就要如图所示,在Rb上并联一个加速电容C1。其原理是,电容两端的电压不能发生突变,那么控制端给一个高电平的瞬间,电容可以视为短路,此时的电流最大,因此加快了三极管的导通速度,这个暂态过程很快就结束了,电容充电完成后进入了稳态,电容就形如开路,而不影响电路的正常工作。由于电容在控制端高电平期间充了左正右负的电压,当控制端变成低电平(0V)瞬间电容两端的电压不能突变,所以在电容的右端出现了负电压,加快了三极管的关断。大多数情况下,加速电容取值约为几百个pF。为什么加了加速电容就能实现加快关断与导通,那是因为三极管是存在结电容的,导通与关断时间是决定于结电容的充放电时间的,这个现象就叫米勒效应,加了加速电容后,就加快了结电容充放电时间,使得三极管很快跨越了米勒平台,所以能加快三极管的关断与导通。

 原文:百度安全验证https://baijiahao.baidu.com/s?id=1671353566660290653&wfr=spider&for=pc

继电器控制

3.放大电路设计:百度安全验证https://baijiahao.baidu.com/s?id=1669470005117219712&wfr=spider&for=pc

Mos管是一种开关器件。

(1)有三个极。G:栅极;D漏极;S:源极。

(2)有一个反向二极管封装在Mos的内部,反向接在DS极之间,称为体二极管。当Mos管关闭时,极间电容中储存的能量可以通过体二极管流回到D极,对能量进行回收。

同时,有大的反向电流流过时,电流也会直接流过该反向二极管,不会对MOS管照成损坏。

(3)N型MOS管的特性(和N型三极管类比)

第一:N型三极管是通过电流来导通的,B极有一个大于或等于1mA的电流时,那么CE之间就会导通,并且CE之间的电流大约为100mA,为B极电流的100倍。

第二:N型MOS管是通过电压导通的,G极和S极之间有一个大于阈值电压的电压,那么DS就会导通,并且DS之间可以流过的电流非常大。

具体的最大电流需要查dataset,譬如AON6244型号的N型MOS管DS能流过的最大的电流为86A。

第三:大多数的MOS管的阈值电压为4点几V,譬如4.5V,当电压小于4.5V时,MOS管不工作或是工作在放大区;只有当G极和S极电压大于4.5V时,MOS管才完全导通。

总结: N型MOS管通过G极和S极之间的门控电压来控制D极与S极之间的导通(类似于N型三极管)。  

5.N型MOS管的一般接法

(1)G级和S级一般会接一个电阻(几k到几百K),防止静电击穿mos管。

(2)对于高压小电流的MOS管,G级电阻的阻值一般在100R到500R之间,330R用得比较多。

(3)对于低压大电流的MOS管,G极电阻一般在20R到30R,20R用得多。  

6.在工程中N型MOS管比P型MOS管用得多的原因 (1)N型MOS管的开关速度比P型快。因为P型MOS管开关慢所以功率损耗就会多,发热量比N型MOS管大。

(2)N型MOS管耐压比P型高,所以在高压应用领域,几乎看不到P型MOS管。

(3)N型MOS管通过电流的能力比P型MOS管强,N型MOS管能通过的电流更大。

总结,N型Mos管的特点:速度快,耐压高,电流大。通常情况下都是使用N型Mos管。

 

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