PCB组件及其功能

关键的外卖

• 网络分析核心价值观:电阻,电容,电感。

• 线性被动者和他们的电路应用。

• 非线性和有源半导体器件在电路使用不同。

常见的PCB组件及其功能定义标准电路操作

学习网络分析有点像学习一门语言:就像一个基本字母如何构建词汇,句子,段落,等等,只有一些离散电路元素需要构建一个世界的电子特性。尽管这是一个令人难以置信的发现,它也是逮捕。少数PCB组件及其功能如何包含整个电子设计吗?理解的关键,电子设计与多个学科是一个广泛的话题,和这些基本组件通常有独特的角色。

主要的PCB组件的家庭

无源线性PCB组件及其功能

电阻、电容和电感在最低层次的抽象代表组件的被动反应系统中电流和电压。电阻是总是存在的;在机械方面,它类似于摩擦。就像无摩擦运动学是现实的简化表面相互作用,零电阻是无法实现。zero-ohm电阻器——随时可买到的组件——似乎与此相悖,但这些电阻只是为了提供一个电阻值,可以忽略(大多数情况下)接近于零。

电容和电感都是礼物,虽然不一定在同一时间。两个值代表的电抗组件或反对交流电;直流电阻是反对党,这两个测量阻抗的向量组件形式。与电阻不同,这只在特定的情况下仅限于负值(非静态电阻和非线性设备),电抗随时可以积极或消极的,前者代表代表电容电感,后者。重要的是,电抗是频率相关,聚焦于电容和电感在低和高频率,分别。

每个组件都包含一定数量的电阻和电抗的无意包含的组件,它不是被设计来提供参数称为寄生。理想化的理解电路元素不提供完整的实际电路响应,考虑作为基本构建块的三个组件:

• 电阻,直流电阻反对流;两个电阻在终端需要实现相同的电压降的比例较大的电流更高的电阻值。电阻的软件的一个主要角色是作为电流限制器敏感组件。然而,极限电流中所进行的工作产生的电阻热根据它的功耗;这些热量必须远离热路由点的生成和任何热敏感组件以防止故障,减少使用寿命,或火灾隐患。电阻也被用来划分电压偏差操作条件,并终止输电线路。

• 电容器,一个电容器电场的形式储存能量通过构建两个板块之间的电荷分离。电容器充电和放电等效电阻和电容的产品;小电容存储更少的能量,但可以应对更多的动态演进的电路条件(反之亦然)。自电容生长在低频率和高频率下降为零(确切的值取决于个人的电容值),他们可以使用高通滤波器,阻止直流和足够快的速度通过AC。电容器也可以少方差条件信号,调整天线频率,并使一致的、可靠的配电整个电气系统。

• 电感-电感是,在许多方面,薄膜电容器:它存储能量在一个磁场,有其电抗增加在高频率,和过滤器时AC信号传递。然而它也执行许多相同的甚至互补功能的电容纹波滤波,调优,构建开关电源。一个电感器是由包装一个绝缘线,通过环形铁磁核心。

非线性和半导体设备

只有被动电路组成的,线性元素可以达到一个惊人数量的功能,然而有源半导体器件允许更大的应用程序。半导体中存在导体和绝缘体之间的空间和他们的国家很容易掺杂后控制过程,介绍了多余的电子,电子空缺,结点间的富(n型)和electron-poor (p型)地区。

最基本的半导体器件二极管。它是一个单一pn结展品极化,在一个方向进行非常好和差(理想情况下,根本没有)。从这个意义上说,一个二极管的功能类似于一个止回阀在流体系统中,作为单向通道电流,防止回流。二极管有各种各样的角色在电路包括电压调节,调优,振荡和发光。

与前面的讨论组件,二极管是一种非线性元素:它的电流和电压不规模比例,而是相关的电流-电压曲线。缺乏线性明显加强区域的操作,如阈值和雪崩电压,需要一个特定的电压满足最低的一个可观的传导可能发生之前结的方向。然而,电流-电压曲线的两个方向上的指数增长是不可持续的,导致永久性损伤或电阻加热分解地区正向偏压方向。

另一个主要半导体器件家庭是晶体管。它还表现出非线性二极管,但它是一个活跃的元素,能够将其他形式的能源转换成电能。晶体管的主要有两个分支:

• 双极结型晶体管(是)构造是两个二极管共享一个共同的半导体结,即。pnp型或npn型设计。这三种掺杂半导体区域对应的三个终端是:基地,集电极和发射极。基地是由活跃的偏置电压,使集电极和发射极之间的传导路径。为获得最佳性能,是旨在从发射极行为,但是,它仍然可以进行从发射器与增益收集器。在前进——或者reverse-biasing基极发射极和基极集电极连接,是可以作为逻辑高或低,分别。

• 场效应晶体管(FET)喜欢是,场效应晶体管包含三个终端——源,门,和流失——类似于发射器,基地,和收藏家。相比之下,场效应晶体管行为只有一个电荷载体(电子或电子空穴)而不是电子和电子空穴的混合是机器。场效应晶体管拥有一些优势是一般权力的角色。首先,它有一个减少画自门终端切换时才消耗功率。这允许更大的包的小型化。第二,场效应晶体管构造对称,使正向和反向操作之间没有区别,增益等。

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