目录

1.电阻器R（Resistor）

这是一个耗能元器件

简介
  1. 电阻器：作用是阻碍电流的移动。电阻器有很多，比如说色环电阻，贴片电阻，光敏电阻，滑动电阻等
  2. 电阻器的阻值使用字母R表示
  3. 电阻器有固定阻值的和阻值可变的（电位器，potentiometer）两大类
电阻的种类
  1. 直插式电阻
  2. 贴片电阻
电阻的表示方法
  1. 直标法：贴片电阻器上面有值标记电阻的阻值
    1. R25：表示0.25欧姆
    2. 4R7：R前面表示整数，R为小数点，R后面为小数。这串字母表示4.7欧姆
    3. 103：表示10 * 10^3k欧
  2. 色标法：根据不同颜色标记的色环进行电阻值的计算
电阻的测量方法
  1. 电阻的测量方法：使用万用表或者数字电桥
电阻的特性
  1. 伏安特性，使用电压电流表示电阻的曲线图
    1. 线性电阻
    2. 非线性电阻：如压敏电阻，热敏电阻
电阻的功能
  1. 串联分压：多个电阻器串联，将电压分配到不同的电阻器上，实现对输入电压的降压。
  2. 限流： 当电阻串联在电路中时，它会对电流产生限制作用。电阻越大，流过它的电流就越小
  3. 测温：比如说热敏电阻的特性是根据温度的不同，会有不同的阻值。
  4. 防浪涌：在电路中抑制瞬时高压或大电流冲击（即浪涌，Surge）的能力，保护后端器件免受损坏
  5. 并联分流：一般使用多个功率小的电阻进行并联分流
电阻器的选型

对于电阻器，需要考虑其阻值和额定功率，精度，耐压值。

2.电容器C（Capacity）

这是一个储能元器件

简介
  1. 电容器：作用是存储与释放电荷（充电和放电）。电容器的单位有法拉，简称F。它 由两个导体板和绝缘介质层组成，介质层位于两个导体板之间
    1. 1库伦：库伦是表示电荷量的单位，用字母C表示。如果导线中载有1安培的稳定电流，则在1秒内通过导线横截面的电量为1库仑。
    2. 1法拉：如果一个电容器带1库伦电量时，两级板间电势差是1伏特，这个电容器的电容就是1法拉。其计算公式为C = Q / U，Q为电容器所带的电荷量，u为电容器两端的电压。
  2. 电容的容抗：对交流电具有阻碍特性，叫做电容的容抗。使用公式R = 1 /（ 2PI f c）表示，其中c为电容的容量，f是信号的频率。可知交流的频率越高，容抗越小。
电容的表示方法
  1. 电容的表示方法：
    1. 色标法
    2. 直标法
电容的测量方法
  1. 电容的测量方法
    1. 利用数字万用表的蜂鸣器挡
    2. 数字电桥
电容的类型
  1. 根据有无极性划分为：
    1. 有极性电容：容量一般比较大，单位为uF。其上标注的xxxv为电容器的耐压值。
      1. 单极性：一正一负
      2. 双极性：两个都是正极
    2. 非极性电容：容量一般比较小，单位为nF，pF
  2. 根据外观划分为贴片电容和插件电容
    1. 贴片电容：钽电容，铝电解电容等
    2. 插件电容：铝电解电容等
  3. 决定电容器容量的因素：
    1. 间隔距离：距离越小，容量越大（正负电荷因距离更近而相互吸引，使两块板能储存更多等量异号电荷）
    2. 接触面积：面积越小容量越小
    3. 材料：介质和金属材料
电容的特点
  1. 隔直通交：电容器的电流与电压的变化率有关，即I = C * dv / dt，其中C为电容值，dv / dt表示电压随时间的变化率。因此对于直流电断路，而交流电通路
  2. 电容器上两端的相对电压不能突变，但是两端的电压可以同时突变：
  3. 瞬间通电流（漏电）：电容器刚充电时等效于一根导线
  4. 储能：电容的充电时间常数可以使用公式T = R * C表示，比如说一个T时间充满63%。其中R为充电电路中的电阻值
电容器的作用
  1. 阻止电压的突变：电容对直流是开路的，阻抗非常大，而交流阻抗小。电容两端的相对电压不能突变，只要电容不充电或者放电，电容两端的电压就不变。电容两端的相对电压不能突变，但是两端的电压可以同时突变。 因此将电容并联在负载的两端。
  2. 利用电容器的储能特性可以实现关断延时（关断时电容放电），上电延时（电容充电需要时间）。
  3. 滤波：将一定频段内的信号从总信号中去除， 滤波电路的截止频率f = 1 / （2PI * Rc C）。
    1. 低通滤波：让低频信号通过，衰减高频信号，比如衰减为原来的0.707倍。从滤波电路的截止频率上理解，Vout = Rc * Vin / (R + Rc)，当频率越大，Rc越小，Vout越小。其中R为与电容器串联上的电阻。高频信号发生衰减本质是电容充放电的速度跟不上输入信号变化的速度
    2. 高通滤波
    3. 示例为在电源整流电路中，并联极性电解质电容，用来滤除交流成分，使得输出的直流更加平滑。
  4. 退耦：一般接在单元电路进线处或者集成电路的电源引脚附近，用于减少或隔离电源线上的噪声和干扰
  5. 旁路：由于电容对高频信号的阻抗很小，高频分量会通过电容直接进入地线，从而被“旁路”掉；对于低频信号，电容的阻抗较大，因此电流无法轻易通过电容到地，低频信号则不会受到太大影响，继续在电路中传输。因此一句话就是对地通高频，保留低频。实际应用中一般信号线对地并联一个无极性电容。
  6. 谐振电容：LC并联和串联谐振电路中都需要这种谐振电容
  7. 交流降压：将电容串联在电路中，由于电容具有的容抗会降压。
  8. 高频耦合：通高频，阻低频
  9. 火花吸收（静电吸收）：直流电对地并联一个无极性电容
电容器的选型
  1. 电容器，需要考虑其耐压值，极性，容值，对于极性电容一定不能反接

3.电感器L（Inductor）

这是一个储能元器件

简介
  1. 电感器：电磁感应元器件，由漆包线或者纱包线绕制而成的线圈，又叫做高频扼流线圈或者阻流线圈，用于在电路中存储和释放能量。电感的基本单位为亨利，简称亨。电感使用字母L表示
  2. 原理是通电线圈产生磁，当电流通过电感器时，它会在线圈中产生一个磁场，这个磁场又会产生电，抵制线圈中电流的变化。当电流停止流动时，磁场会崩溃，导致电感器释放存储的能量。
电感的表示方法
  1. 直标法
  2. 色标法
电感的分类
  1. 按照封装形式有贴片电感，插件电感等
  2. 按照频率分有高，中，低频电感
  3. 按照用途分振荡电感，隔离电感，滤波电感等
  4. 按照电感值是否可调：固定电感器，可调磁芯电感器
电感器相关量的计算
  1. 电感的感抗：Rl = 2 PI f * L，其中f为频率，L为电感量
  2. 决定电感量的因素：
    1. 线径
    2. 匝数
    3. 绕制线圈使用的材料：比较常见的是铜漆包线、
电感器的特点
  1. 流过电感的电流不能突变。回路断开时，电感回路的电阻突变变得很大，电感会感生出一个很高的电压，此时容易击穿器件。
  2. 常规电感只能改变电路中的电流变化速度，但是不能改变电路的电流最大值
电感器主要作用
  1. 通直流，阻交流：交流电流会随时间周期性变化，根据法拉第电磁感应定律，电感在电流变化时会产生感应电动势，抵抗电流的变化。
  2. 同电容一起组成LC振荡电路以及LC滤波器。LC低通滤波电路中需要注意限制谐振频率的增益，LC低通滤波电路示例如下：
  3. 滤波电路：由电感和电阻组成。LR滤波电路的截止频率为当输出信号的频率为输入信号频率的0.707倍时，此时的输入信号频率为截止频率
    1. 通低频阻高频：由电感构成的低通滤波电路，可以让低频的信号通过，衰减高频信号
    2. 通高频，阻低频
  4. 电感器和电阻器构成高通滤波电路：通高频，阻低频
  5. 交流降压：在交流电路中串联一个电感，相当于串联一个电阻
应用
  1. 应用：变压器，发电机，电动机，电磁铁，继电器，接触器，电磁阀

4.二极管D（Diode）

一句话就是施加正向电压导通，反向电压截止。

简介
  1. 半导体二极管：它由两种不同类型的半导体材料制成，形成了一个名为P-N结的结构，这个结构引出两个电极，就构成了二极管。通常二极管中，电流只能沿一个方向通过二极管，而另一个方向则无法通过。
二极管的分类
  1. 按照材料可以分为硅二极管和锗二极管，肖特基二极管
  2. 按照结构可以分为点接触型，面接触型，平面型
  3. 按照用途可以分为光敏二极管，发光二极管，光电二极管，变容二极管，稳压二极管等
二极管的特性
  1. 二极管导通后会存在压降，对于硅管大概为0.7v，锗管大概为0.3v，肖特基二极管更低。注意：二极管两端不能直接接大于二极管导通压降的电压，否则电流很大，可能烧毁二极管。
  2. 二极管具有单向导通性
  3. 二极管具有漏电特性：二极管反向截止并不代表完全关断，其实会有微弱的电流。其中肖特基二极管的漏电流会比较大。
  4. 二极管的主要参数：
    1. 最大整流电流IF：二极管长期运行时允许通过的最大正向平均电流。如果二极管正向平均电流超过此值，则PN结因温度过高而烧坏。
    2. 二极管承受反向电压时会截止，但是每一个二极管都会有最大反向耐压值。最高反向电压UR：二极管工作时允许外加的最大反向电压，超过这个值二极管有可能因反向击穿而损坏。通常UR的值为击穿电压的一半。
    3. 反向电流IR：二极管反向偏置时流经二极管的电流
    4. 最高工作频率fm：二极管工作时的上限频率
二极管的功能
  1. 半波整流功能：可以将交流变成直流
  2. 全波整流：由四个二极管构成的电路（整流桥）
  3. 控制电流的方向，实现反接保护
  4. 钳位功能：可以对信号线进行钳位。如下图所示，R1两端的电压如果没有二极管时值为6v，但是由于存在二极管，其值会被钳位在二极管两端的导通压降
稳压二极管

稳压二极管和常规二极管的区别是：稳压二极管可以工作在反向击穿状态，当稳压二极管两端的电压大于击穿电压发生反向击穿时，稳压二极管两端的电压会保持在某个电压值。

  1. 工作条件：反向击穿状态
  2. 主要参数：
    1. 稳定电压：流过规定电压时稳压管两端的反向电压
    2. 稳定电流：越大稳压效果越好
    3. 最大工作电流：超过最大工作电流，则稳压二极管会从电击穿变为热击穿
    4. 动态电阻：等于变化的电压/变化的电流，越小则稳压效果越好
    5. 稳定电压温度系数

5.三极管Q（Transistor）

简介
  1. 三极管（晶体管）：有三层极性的半导体结合在一起，它有三个区域，分别称之为发射极/基极/集电极，分别使用字母E，B，C表示。当在三极管的基集输入电流信号时，这个信号可以控制三极管的集电极和发射集之间的电流流向。这样就可以通过改变输入信号的电流来控制输出电流的大小。三极管的结构如下所示：
三极管的分类
  1. NPN型三极管：base集施加高电压导通，低电压截至。
  2. PNP型三极管：base集施加低电压导通，高电压截至。
三极管的特性

  1. 三极管具有三种状态
    1. 截止状态（关）：当Vce = Vcc，则断开；或者Ib = 0
    2. 放大状态：饱和时的临界电压 < Vce < Vcc；或者Ib * b = Ic
    3. 饱和状态（开）：当Vce <= 饱和时的临界电压，则饱和导通；或者Ib * b > Ic，其中b为三极管的放大倍数
  2. 每个三极管都有其最大耐压值
三极管的功能
  1. 作为电子开关：通常NPN型三极管中，负载接在集电极和VCC之间；PNP型三极管中，负载接在发射极和GND之间。
  2. 对信号进行反相：三极管集电极信号与输入信号的逻辑相反
下拉电阻的重要性
  1. 对于NPN型三极管，基极增加一个下拉电阻可以改善噪声的干扰。噪声干扰：人体会感应出频率50hz的交流电，带有微弱电荷。加入下拉电阻以后，微弱的电荷可以通过下拉电阻进行释放静电，从而be之间不会产生导通压降，连通ce。如下图所示，10千欧就是一个下拉电阻。
  2. 同理，对于PNP型三极管，基极增加一个上拉电阻可以改善噪声的干扰。如下图所示，R3即为上拉电阻

6.场效应管（FET Field-Effect Transistor）

简介
  1. mos管由三个极组成：源极，栅极，漏极，分别用字母s,g（gate）,d(drain)表示。
mos管的分类
  1. 按照沟道类型分为N沟道MOSFET和P沟道MOSFET，符号如下图所示：
    image
  2. 按照材料类型分为耗尽型和增强型mos管，因此会有增强型Nmos，增强型Pmos，耗尽型Pmos，耗尽型Nmos。
mos管的特性
  1. 所有mos管都有一个最大耐压值
  2. mos管的导通电流和Vgs之间的大小成正比，大部分mos管当Vgs大于4.5v时，进入饱和状态
mos管的导通条件

mos管是一个电压控制型器件，而三极管是一个电流控制型器件。

  1. 对于Nmos管，Vg - Vs > Vth，则ds之间导通，电流由漏极流向源极，其中Vth为导通电压
  2. 对于Pmos管，Vg - Vs < Vth，则ds之间导通，电流由源极流向漏极。Vth为导通电压
mos管的寄生电容
  1. 寄生电容：栅极，源极，漏极之间是绝缘的，存在寄生电容
  2. 解决：两级之间加一个电阻，用于释放寄生电容存储的电荷。如下图所示，R2即为所加的电阻
mos管的寄生二极管
  1. 对于N型MOS管，D极和S极之间存在寄生体二极管，方向为源极指向漏极；对于P型MOS管，D极和S极之间存在寄生体二极管，方向相反。
  2. mos管的寄生体二极管不能忽略，否则容易导致电流反灌的问题

总结

  1. 电容器：防止电压的突变
  2. 电感器：防止电流的突变