[模电]基础电路元件的认识 – TC

一、电阻分压器

使用场景：可在交流电和直流电下使用。

使用时应该注意以下要素：
1.一旦设备连接到分压器，就会出现电压下降，这取决于负载（比如5v分压连接一个微控制器，是可以正常工作的，但是连接到一个电机，电压会降至0.5v，电机不工作）。一般情况下，不应该使用分压器供应超过10mA。
2.使用时应该考虑电路总体功率P，否则电阻会fire！

用途：可以用在三极管放大电路中，比如音频信号放大电路(三极管2N2222)，光敏电阻测灵敏度

二、稳压管

命名方式：[字母][78][稳定电压][字母] 比如：L7805CV,LM7809AV,L7812CV

使用场景：直流电

用途：将不稳定的纹波直流电源(电池4.2-3.7)稳定输出指定电压

注意：
1.散热影响芯片输出功率/电流
2.它们并不高效，输入电压越高，效率越低
3.它们有压降
3.1举例：L7805用16v供电，压降就有11V，再乘以电路所需的电流300mA，L7805的发热功率就有3.3w，这就需要更好的散热
3.2输入电压必须高于输出电压1-2v，具体查看相关数据手册dropout voltage项。
如果输入再低于这个电压，输出的电压也会跟着下降。压降更低的稳压管更贵

三、二极管

一、肖特基二极管

命名方式：
直插：无，例如1N5817、1N5819、MBR1045、MBR20200
贴片：SS开头，例如SS12、SS14、SS16、SS18

特点：
1.相比普通二极管，肖特基二极管有更低的压降，这样它所发出的热功率就更少
2.肖特基二极管更适合在高频状态下工作，普通二极管在高频率下波形图可能会变形

缺点：
1.肖特基二极管的反向电流比普通二极管的大，比如普通二极管反向电流几乎为零，肖特基二极管可能会达到20uA，这对于某些电路是致命的，所以不能盲目使用肖特基二极管

注意：
不管是什么二极管，都不要选择过大电压余量，这样会损失效率

二、齐纳二极管/稳压二极管

特点：相对普通二极管，齐纳二极管一般是并联反接在电路中

缺点：允许通过的电流很小，不能接多大的负载

用途：当电压超出正常负载电压时，把需要保护的负载电压限制在指定值

三、整流二极管

命名方式：无，例如IN4001、IN5391、RL151、2A01

优点：相对于普通二极管，穿电压高，反向漏电流小，高温性能良好

缺点：适用于低频电路，也存在适用高频电路的整流二极管

四、快恢复二极管

反向电流恢复速度更快

五、变容二极管

命名方式：无，例如1SV100、BB112

用途：根据反向电压调整内部电容(pF)大小

六、双向可触发二极管

命名方式：未知

用途：类似交流电情况下的稳压二极管，在达到设定电压后，发生雪崩击穿使二极管导通。

想法：可以和双向可控硅组合使用，实现纯硬件控制交流电导通

四、低通滤波

RC低通滤波器

用途：过滤掉截止频率以上的高频信号，用于音频过滤(保留低音)，或者PWM信号转换为平滑电压

截止频率计算：
计算前优先考虑电阻阻值大小，在计算电容大小

注意：
1.越接近截止频率，能高于截止频率的高频信号也能通过
2.通过几毫安的电流，在电阻上也会有显著的功率损耗

其他：
低通滤波可以叠加，但是对应的计算量会剧增

RL低通滤波器

用途：和RC低通滤波器相同

截止频率计算：

特点：能比RC低通滤波器输出更高的功率，有更低的损耗

五、高通滤波

用途：过滤掉截止频率以下的低频信号，可用于放大麦克风信号。

截止频率计算：与低通滤波器相同

实际应用：

在这个电路中，高通滤波器不仅过滤了低频信号，而且过滤了直流，把20mV单独过滤出来给运算放大器放大到2V

注意：
1.越接近截止频率，能低于截止频率的高频信号也能通过
2.通过几毫安的电流，在电阻上也会有显著的功率损耗

其他：
低通滤波可以叠加，但是对应的计算量会剧增

六、电容

一种容性电能储存介质，直流不能通过，交流可以通过

电解电容

分正负极，体积大，不能在高频电路下工作

陶瓷电容

不分正负极，体积小，能在MHz频率左右工作

七、MOS管

可以理解为一种电子开关，可以控制电路的通断，通过电压控制。

引脚分为栅极（G）、漏极（D）、源极（S）
判断方法：
实物：标面向自己，从左到右依次为栅极、漏极、源极
原理图：单独的一边：栅极；两根线连起来：源极；一根线：漏极

注意事项：
mos管导通的原理，需要注意的是，源极(S)和栅极(G)的电势差才能使mos导通
单片机直接控制mos管，N沟道mos管需要共GND，P沟道mos管需要共VCC
3.3V不能控制5vMOS管通断

两种MOS管的判断方法：

一、N沟道MOS管

二、P沟道MOS管

八、运算放大器

命名方式：未知，例如lm358

使用场景：信号放大，电压比较，

用法：
把“+”看做“A”，“-”看做“B”，输出端=(A-B)*N {N是非常大的数}，几十毫伏也能轻松放大到几十伏
运算放大器的输出能力取决于电源，”+-“的电流绝对不会流过输出端

虚短：运放的放大倍数（开环增益）很大导致几毫伏的差异，都可以导致很大的变化，在连上负反馈就可以视作虚短

虚断：输入阻抗很大，（但是不代表没有，如果接入信号的驱动能力太弱会影响到电压）

经典运放:

LM358：便宜
LM324：四联运放，性能和358差不多
NE5532：性能较好
OPA07：单路高精度低噪声
OPA2365、OPA2376:低压(2.2V-5V)高精度低噪声运放

九、可控硅