电路基础和 PCB 制作 - 指南

1. 电路基础

1.1 电路万恶之源-欧姆定律

电压: 生活中使用的电源电压是 220V，380V，
电流: 电流强度，一般情况下，生活中使用的较大电流都是在 10 A 左右。
电阻：电流活动的阻抗
正电荷：原子丢失电子之后，形式的正电荷情况，正电荷无法移动
负电子：原子周边的电子，允许游离，电子运行方式和电流方式是相反的。

欧姆电路电阻根本案例

电路导通之后的电路效果。

在电路通电之后，有且只能测试电流，电压和电路导通，此时测试电阻，阻值不能够作为参考

1.2 常用元器件-电阻

1.2.1 电阻概述

电阻是电路设计中最为常用的元件之后，主要用于电路保护。降压，限流等一些列管理，同时特殊

电阻许可构建传感器功能。

1.2.2 电阻串联和并联

串联 : 电阻和其他元器件在电路中采用串联方式，电阻此时主要功能是【分压 + 限流】操

作，可以降低后续元器件的电压和电流。一般用于电路中对于供电模块后续元件保护和功能搭建。

电阻承担一定电压和电流，会产生热效应，将对应的电功率释放。

并联：电阻和电阻并联处理，他们直接的电压一致，整个并联电阻对外的电阻效应会有一定

程度的降低。

电阻并联的主要作用

分流计算公式

多电阻并联

两个电阻并联

降低总电阻
增加电路的可靠性
调节电路参数

1.3 电容

1.3.1 电容概述

电容（Capacitance）是指在给定电位差下自由电荷的储藏量，记为 C，国际单位是法拉（F）。

通过表征电容器容纳电荷本领的物理量。简单来说，电容就像一个能够储存和就是从物理本质来讲，电容

释放电荷的“小水库”，能够在电路中起到储存电能、滤波、耦合、旁路、调谐等多种作用。

构成：电容器一般由两个彼此绝缘且相互靠近的导体组成，这两个导体被称为极板，中间的

绝缘物质则称为电介质。例如常见的平行板电容器，就是由两块平行放置的金属板中间夹一

层绝缘介质构成的。

原理：当在电容器的两个极板上加上电压时，电荷会在电场的作用下分别聚集到两个极板

上，一个极板带正电荷，另一个极板带等量的负电荷。极板上所带的电荷量 Q 与两极板间的

电压 U 成正比，其比值就是电容 C，即C=QUC=U**Q 。

常用单位

1F ==> 1000 mF
1mF ==> 1000 uF
1uF ==> 1000 nF

1.3.2 电容压降

电容电气元器件特征【阻直流，同交流】。
通过等效电阻公式。其中核心数据就是以下公式是电容的阻抗公式，或者能够认为

F ==>频率，例如交流电是 50Hz，如果采用直流电，F ==> 0，根据计算公式分母为0，可以认为当前电容的阻抗【无穷大】，电容无法通过直流电。
C ==>容量

通过特定情况下，电容能够充当电阻运用【要求】必须是交流电。

电容阻抗替换电阻电路设计

电容并联电阻效果

同时并联的较大电阻4

100MΩ，对应整个电路中的阻抗影响很小，并不会导致太多的电阻降低，依然保持 2100Ω的电阻特征，可以保证电路正常使用。

1.3.3 高通滤波器

当前电路中，电容充当整个电路的限制滤波元件，有且只允许高频电流通过，不允许直流电通过，

因为直流电对于电容而言是阻抗无穷大！！！

高通滤波器限制直流电

高频利用电容操作

1.3.4 旁路滤波

利用电容【通交流，阻直流】特征，可以在需要稳定直流电输入的元器件之前，利用电容进行滤波操控。

1.3.5 MCU之间信号耦合

一般情况下会带有直流电或者低频信号干扰。利用电容高频导通特征，就满足仅通过高频信号，低频或者直流信号被电容阻拦，保证芯片之间通信的稳定性。就是芯片和芯片直接进行通信执行，一般情况下都是通过信号方式传递，信号一般都是带有特定频率的电流。但

1.3.6 RC延时电路

利用 R 电阻 + C 电容电气元件特征，实现电路设计。

可以满足电气元件电流/电压稳步上升操作，保护元件。

1.4 二极管【重点】

1.4.1 二极管概述

P型半导体

指在本征半导体（如硅、锗等纯净的半导体）中掺入少就是定义：也称为空穴型半导体，量三价杂质元素（如硼、铟等）后形成的半导体。
形成过程：以硅为例，硅原子最外层有四个价电子，当掺入三价的硼原子时，硼原子与周围的硅原子形成共价键，由于硼原子只有三个价电子，所以在一个共价键上会缺少一个电子，从而形成一个空穴。这些空穴就成为了P型半导体中的重要载流子