常见电路、元器件汇总

2021年6月16日 11点热度 0条评论 来源: 一只有理想的程序猿

电阻两端并联电容

一、对于电子电路

电阻的两端并联一个电容,为了减小对高频信号的阻抗,相当于微分,这样信号上升速度加快,用于提高响应速度;电容一端接电阻,一端接地,则相反,滤去高频,相当于积分,用于滤波。最典型的应用就是放大电路中的高低音频控制。

二、对于电力电路:

不管RC串联还是并联,电容的作用都是一样的,电容的作用就是防止电压突变,吸收尖峰状态的过电压,串联的电阻起阻尼作用,电阻消耗过电压的能量,从而抑制电路的振荡。

并联的电阻吸收电容的电能,防止电容的放电电流过大,避免对与之并联的器件(如晶闸管)造成损坏。最典型的应用就是防止操作过电压。.

如下图所示VCC_12V中电容电阻的应用。

瞬态抑制二极管

TVS管是一种高效能的保护器件,当两端受到瞬间的高能量冲击时,TVS管能瞬间的将自身的高阻特性转化为低阻特性,吸收大电流从而将TVS管两端的电压钳制在一个确定的值上(TVS管的耐压值),从而使后边电路免受瞬态高能量的冲击,保护电路安全。如下图所示:

如果电路能承受的电压冲击不高于DC24V,那么在电源处焊接一个26V的TVS管,当供电电压不超过26V时,TVS管处于高阻态;而当电源处瞬间来了个高于26V的脉冲后,TVS管能快速的将电路电压钳制在24V,从而保证了电路板的安全。

总的来说瞬态抑制二极管的作用有:

(1)将TVS二极管加在信号及电源线上,能防止微处理器或单片机因瞬间的肪冲,如静电放电效应、交流电源之浪涌及开关电源的噪音所导致的失灵。

(2)静电放电效应能释放超过10000V、60A以上的脉冲,并能持续10ms;而一般的TTL器件,遇到超过30ms的10V脉冲时,便会导至损坏。利用TVS二极管,可有效吸收会造成器件损坏的脉冲,并能消除由总线之间开关所引起的干扰(Crosstalk)。

(3)将TVS二极管放置在信号线及接地间,能避免数据及控制总线受到不必要的噪音影响。

瞬态抑制二极管工作原理:

器件并联于电路中,当电路正常工作时,它处于截止状态(高阻态),不影响线路正常工作,当电路出现异常过压并达到其击穿电压时,它迅速由高阻态变为低阻态,给瞬间电流提供低阻抗导通路径,同时把异常高压箝制在一个安全水平之内,从而保护被保护IC或线路;当异常过压消失,其恢复至高阻态,电路正常工作。

主要特性参数:

结合示意图理解其特性参数:

①反向断态电压(截止电压)VRWM与反向漏电流IR:反向断态电压(截止电压)VRWM表示TVS管不导通的最高电压,在这个电压下只有很小的反向漏电流IR。

②击穿电压VBR:TVS管通过规定的测试电流IT时的电压,这是表示TVS管导通的标志电压(P4SMA、P6SMB、1.5SMC、P4KE、P6KE、1.5KE系列型号中的数字就是击穿电压的标称值,其它系列的数字是反向断态电压值)。TVS管的击穿电压有±5%的误差范围(不带“A”的为±10%)。

③脉冲峰值电流IPP:TVS管允许通过的10/1000μs波的最大峰值电流(8/20μs波的峰值电流约为其5倍左右),超过这个电流值就可能造成永久性损坏。在同一个系列中,击穿电压越高的管子允许通过的峰值电流越小。

④最大箝位电压VC:TVS管流过脉冲峰值电流IPP时两端所呈现的电压。

⑤脉冲峰值功率Pm:脉冲峰值功率Pm是指10/1000μs波的脉冲峰值电流IPP与最大箝位电压VC的乘积,即Pm=IPP*VC。

参考文档:http://www.elecfans.com/yuanqijian/erjiguang/20180116616612.html

电压跟随器

电压跟随器的作用:
电压跟随器具有很高的输入阻抗和很低的输出阻抗,是最常用的阻抗变换和匹配电路。电压跟随器常用作电路的输入缓冲级和输出缓冲级。作为整个电路的高阻抗输入级,可以减轻对信号源的影响。作为整个电路的低阻抗输出级,可以提高带负载的能力。电压跟随器一般由晶体管或集成运算放大器构成。

电压跟随器起缓冲、隔离、提高带载能力的作用。共集电路的输入高阻抗,输出低阻抗的特性,使得它在电路中可以起到阻抗匹配的作用,能够使得后一级的放大电路更好的工作。

1、电压隔离器输出电压近似输入电压幅度,并对前级电路呈高阻状态,对后级电路呈低阻状态,因而对前后级电路起到“隔离”作用。

2、电压跟随器常用作中间级,以“隔离”前后级之间的影响,此时称之为缓冲级。基本原理还是利用它的输入阻抗高和输出阻抗低之特点。

3、电压跟随器的输入阻抗高、输出阻抗低特点,可以极端一点去理解,当输入阻抗很高时,就相当于对前级电路开路;当输出阻抗很低时,对后级电路就相当于一个恒压源,即输出电压不受后级电路阻抗影响。一个对前级电路相当于开路,输出电压又不受后级阻抗影响的电路当然具备隔离作用,即使前、后级电路之间互不影响


根据虚短的理解。图中的U1A就属于一个电压跟随器

霍尔电流传感器

工作原理:

霍尔器件是一种采用半导体材料制成的磁电转换器件。如果在输入端通入控制电流IC,当有一磁场B穿过该器件感磁面,则在输出端出现霍尔电势VH。霍尔电势VH的大小与控制电流IC和磁通密度B的乘积成正比,即:VH=KHICBsinΘ。霍尔电流传感器是按照霍尔效应原理制成,对安培定律加以应用,即在载流导体周围产生一正比于该电流的磁场,而霍尔器件则用来测量这一磁场。因此,使电流的非接触测量成为可能。通过测量霍尔电势的大小间接测量载流导体电流的大小。因此,电流传感器经过了电-磁-电的绝缘隔离转换。
参考:http://www.elecfans.com/yuanqijian/sensor/20180329654172.html

三极管反相器

用三极管实现反相器。当输入端给高电平的时候,那么输出端就输出低电平。当输入端给低电平的时候,那么输出端就要输出高电平。


其输出波形与输入波形如下面所表示的那样,输入状态和输出状态处于反向状态。

场效应管反相器

在实际电路中组成的反相器往往是用MOS管组成的,它是利用P沟道型的PMOS管和N沟道型的NMOS管进行互补而成的。PMOS管在电路中起到负载的作用,NMOS管在电路中起到驱动的作用。电路中分别把它们的栅极(G)连接在一起作为反相器的输入端,输出端则是把它们的漏极(D)连接在一起。


在电路中我们可以分析出,当输入端VI是低电平时,即VI=0V,这时NMOS管(下面的MOS管)时截止的,而PMOS管是导通的(上面的MOS管),这时电路输出的电压为VO=Vdd 是高电平;同样的方法我们可以分析到当输入端VI是高电平时,即VI=Vdd,这时NMOS管(下面的MOS管)时导通的,而PMOS管是截止的(上面的MOS管),这时电路输出的电压为VO=0V 是低电平。

CMOS集成门电路

MOS场效应管是一种电压控制型器件,简称MOS管。MOS管像三极管一样,既可以用作放大,也可以当做电子开关使用。MOS管分为耗尽型MOS管和增强型MOS管。电路中常见的是增强型MOS管。

增强型MOS管,需要加合适的电压才能正常工作,增强型MOS管的工作原理:

电源E1通过R1加到NMOS管D、S极,电源E2通过开关S加到NMOS管的G、S极。在开 关S断开时,NMOS管的G极无电压,D、S极所接的两个N区之间没有导电沟道,所以两个 N区之间不能导通,电流ID为0A;如果将开关S闭合,NMOS管的G极获得正电压,与G极 连接的铝电极有正电荷,它产生的电场穿过SiO2层,将P衬底很多的电子吸引靠近SiO2 层,从而在两个N区之间出现导电沟道,由于此时D、S极之间加上正向电压,就有电流ID 从D极流入,再经导电沟道从S极流出。
如果改变E2电压的大小,也即是改变G、S极之间的电压UGS,与G极相连的铝层产生 的电场大小就会变化,SiO2下面的电子数量就会变化,两个N区之间的沟道宽度就会变 化,流过的电流ID大小就会变化。电压UGS越高,沟道就会越宽,电流ID就会越大。
增强型MOS管具有的特点是:在G、S极之间未加电压(即UGS=0V)时,D、S极之间 没有沟道,ID=0A;当G、S极之间加上合适的电压(大于开启电压UT)时,D、S极之间 有沟道形成,电压UGS变化时,沟道宽窄会发生变化,电流ID也会变化。
对于增强型NMOS管,G、S极之间的电压UGS>0V(即UG>US)且UGS>UT时,D、S极 之间才会形成沟道而导通。为分析方便,可认为当NMOS管G极为高电平时导通,为低电 平时截止。 对于增强型PMOS管,G、S极之间的电压UGS<0V且UGS<UT时,D、S极之间才有沟道 形成。为分析方便,可认为当PMOS管G极为低电平时导通,为高电平时截止。

三极管、NPN型 PNP型三级管区分

三极管是一种具有放大功能的半导体器件。
图形符号如下:

NPN型 PNP型三级管区分方式:

PNP型三极管:
两个p型半导体和一个N型半导体按下图a方式结合在一起,两个P型半导体中的正电荷会向中间的N型半导体移动,N型半导体的中的负电荷会向两个P型半导体移动,结果在P、N型半导体的交界处形成PN结。

三级管内部有两个PN结,其中基极和发射极之间的PN结称为发射结,基极与集电极之间的PN结称为集电结。两个PN结将三级管内部分作3个区,与发射极相连的区称为发射区,与基极相连的区称为基区,与集电极相连的区称为集电区。发射区的半导体掺 入杂质多,故有大量的电荷,便于发射电荷;集电区的半导体掺入的杂质少且面积大,便 于收集发射区送来的电荷;基区处于两者之间,发射区流向集电区的电荷要经过基区,故 基区可控制发射区流向集电区电荷的数量,基区就像设在发射区与集电区之间的关卡。
NPN型三极管的构成与PNP型三极管类似,它是由两个N型半导体和一个P型半导体构 成的,如下图所示:

PNP型三极管发射区"发射"的是空穴,其移动方向与电流方向一致,故发射极箭头向里;NPN型三极管发射区"发射"的是自由电子,其移动方向与电流方向相反,故发射极箭头向外。发射极箭头指向也是PN结在正向电压下的导通方向。

磁珠

概念:
磁珠和电感原理是相同的,只是频率特定不同。因此,磁珠的应用便是根据它的通直阻交功能。电感是储能元件,而磁珠是能量转换(消耗)器件,电感多用于电源滤波回路,电感多用于电源滤波回路,侧重于抑止传导性干扰,磁珠多用于信号回路,用来吸收超高频信号,像一些RF电路,PLL,振荡电路,含超高频存储器电路(DDR,SDRAM,RAMBUS等)都需要在电源输入部分加磁珠,而电感是一种储能元件,用在LC振荡电路、中低频的滤波电路等,其应用频率范围很少超过50MHz。

    原文作者:一只有理想的程序猿
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