深入钻研串联和并联电路

关键的外卖

• 学习基本的元素在串联和并联

• 并联和串联电路利用晶体管

• 串联和并联谐振电路的讨论

左边的图阐述了并联电路和串联电路在右边

最终,串联和并联电路的区别可以归纳为以下两个句子。

在串联电路中,组件从端到端连接,创建一个路径电流流。电路中的所有元素具有相同的电流流过。

在并联电路中,所有组件连接,两个电节点共享。每个组件都有相同的电压。

当然,大多数电路现在既不是纯粹的系列也不是纯粹的平行,但二者的组合。通常,您将看到子电路在一个较大的电路包含并行系列元素或元素。

我们将提供基本的例子与电阻两端设备任意,但这些定义也适用于电容和电感。然后我们将讨论更为复杂与晶体管串联和并联电路,电感器和电容器。

元素系列

通过R4串联电阻R1示意图

串联电路是指组件连接的端到端,见上图。例如,电压源供应电压,导致单一分支电流电路中,通过R4 R1的所有方法。

为了计算每个电阻上的电压降,您可以使用欧姆定律并把当前的分支(相同的电流电阻)的阻力。计算每个电阻上的电压降的另一种方法是将它作为一个分压器并使用相应的分压器方程。

元素并行

通过并行R3示意图显示R1

在并联电路中,所有组件有两个常见的电气节点。在大多数电路,电线被假定为零电压降穿过他们,这样,所有节点所连接的电线有相同的电压。如上图所示,电阻R1、R2和R3底部都有一个电常见节点(恰好是连接到电池的负极),和一个电共模顶部(恰好是连接到电池的正极端子)。

所有组件都有两个共同电气节点,它们都有相同的电压降。图像中,节点是电连接到电池的正负极上使用,这样,所有的电阻有一个V电压降成正比。

以下是晶体管并联电路

晶体管并联可以用来帮助调节电流的单个晶体管可能是不够的。与多个晶体管并联,当前处理能力可以更好地处理并防止任何单个晶体管持续伤害。

例如,假设我们想电力马达所需电流(1.5)大于单个晶体管(1)可以提供。添加第二个晶体管将允许的总安全电流消耗2 a-enough马达。如果电机是连接到供应,那么的收藏家是可以连接到第二个终端,与所有三个共享一个共同的节点。两个晶体管的基础将会连接到电机控制和排放。

这可能是有用的,如果两个晶体管(和任何其他被动组件使用)是完全匹配的。在现实中,很少会出现这种情况,会发生热失控或不匹配。发生这种现象的原因有一个制造晶体管之间的不匹配,导致单个晶体管比另一个吸引更多的电流,从而造成永久性伤害。

出于这个原因,你应该利用低值电阻串联与每一个发射器。这提供了负面的反馈;在过载的情况下,节点的发射器是会增加,导致小VBE从而减少电流消耗。

与MOSFET晶体管并联和串联电路

一个特别常见的应用是在CMOS(互补金属氧化物半导体)逻辑。图片与非门;晶体管以下节点标记为“出”NMOS晶体管,而晶体管以上节点标记为“出”是PMOS晶体管。

系列的NMOS晶体管。如果A和B都很高,那么两个晶体管进行电流。相同的电流进入顶级NMOS(输入)排水出口底部NMOS晶体管串联(输入B),都必须提供一个低阻输出连接到电源电压,本质上创建一个和门。

两个并行PMOS晶体管,两个节点的PMOS晶体管连接到Vdd和没有进行时”,“也就是说,他们是相同的电压降。当前路径有两个晶体管并联时,一个或两个晶体管必须存在低电阻连接的电源电压输出,创建一个或门。

共振串联和并联电路

并联和串联电路的另一个常见用法是创建一个LC谐振回路。一个LC电路,也称为储能电路或调谐电路,由一个电感器(左)和电容(C)、并联或串联连接。它们特别适合生成信号在给定的频率或过滤特定频率从一个更复杂的过滤器。

当在其自然振荡共振频率的LC电路将电容储存能量在电场和磁场中的电感储存能量。他们可以用于各种各样的应用程序包括优化发射器、感应加热、建筑过滤器。

在某些情况下,您将能够串联谐振电路转换为并行,反之亦然,这取决于感兴趣的频率。使用series-to-parallel转换器在线可能会有所帮助。

LC系列坦克

在系列配置中,电容和电感串联连接。总电压电路块的叠加电压电容和电感组成的,他们都共享相同的电流。随着频率增加,电感呈现更多的电抗和电容器的礼物更少。在给定的频率、电感器和电容器的电抗是相等的,即共振频率。

在共振,电抗会互相抵消,当前是最大化。等效电路的阻抗是minimal-this为什么系列LC电路被称为受主电路。连接在系列负载谐振频率时,电路将充当带通滤波器与零阻抗。串联谐振电路可以提供电压放大。

并联谐振电路

并行LC电路,通过电路的电压块等于通过电感的电压,电容器是一样的。电流通过块等于电流通过电感器和电容器的总和。

在共振,电抗的电容与电感器,他们彼此抵消。理论上,零电流来自终端,与当前简单的电感器和电容器之间的传播。

在共振频率,谐振阻抗的并联电路达到无穷。因此,连接电路与负载将作为一个系列带阻滤波器,而并行连接的负载将作为带通滤波器。

并联谐振电路可以提供电流放大,也可以用作输出射频放大器的负载阻抗。因为他们现在在感兴趣的频率高阻抗,放大器的增益可以达到最大值。

当考虑串联和并联电路设计中,确保优化节奏套件的设计和分析软件。你就可以得到一套完整的原理图捕获工具,模拟功能,和其他强大的CAD功能。

如果你正试图使用共振串联或并联在你的射频电路设计,确保检查射频设计:未来的潮流为更多的信息。