|
作者：卧龙会 玉京龙 卧龙会玉京龙前期和大家分享的文章都是PCB方面的内容，但由于最近开始跳槽准备做ARM方面的硬件电路设计（原理图设计和Layout很多情况下都是一个人做），后续的话不仅会分享PCB设计的经验，还会分享电路设计知识，希望能和大家一起学习，共同成长。 下面分享的是玉京龙最近学习常用元器件的一些特性，总结一下和大家分享下。 常用的元器件：电阻，电容，电感，磁珠，二极管，三极管，MOS管。 电阻 电阻常用于限流、分流、降压、分压、负载与电容配合作滤波器及阻匹配以及上、 下拉等；原创今日头条/飞聊：卧龙会IT技术 上下拉电阻使用时需注意：1，不会显著增加额外功耗，2，能够提供器件所需要 的上升下降时间要求。 另外有一种特殊电阻（0欧姆电阻），它的作用是：1，做保险丝用；2，于分开 数字地和模拟地；3，调试预留； 0欧姆电阻使用时需注意：当0欧姆电阻需要过较大电流时，应选用大封装的电 阻，且不能超过其承受的最大电流，0603封装的不能超过1A，0805的不能超过2A。 当用电阻分压为芯片提供参考电压时，必须选用精度为+/-1%的电阻；要考虑温度对 电阻的影响，电阻的功率和温度都必须降额使用。工作温度升高，功率降额程度要增 大。 电容 电容常用于储能、滤波、旁路、去藕； 常见的电容有电解电容和陶瓷电容  参数指标 标称电容量：电容器上标示电容量； 额定电压：在最低环境温度和额定环境温度下可连续加在电容器的最高电流有效值； 允许偏差：实际电容量与标称电容量的偏差 绝缘电阻：直流电加在电容上，并产生漏电流，两者之比即为绝缘电阻； 损耗：电容在电场作用下，在单位时间内发热所消耗的能量叫做损耗； 频率特性：高频下，要考虑电容器的寄生参数； 耐压：电容在实际使用时其耐压都需要适当降额使用，工作温度越高，降额越大。 铝电解电容：电压的峰值不能超过电容额定电压的80%； 钽电容：电压的峰值不能超过电容额定电压的50%； 聚合物有机半导体固态电解电容：电压标称值大于10V，电压的峰值不能超过电容额 定电压的80%；原创今日头条/飞聊：卧龙会IT技术 电压标称值小于10V，电压的峰不能超过电容额定电压的90%； 固态铝电解电容：电压标称值大于10V，电压的峰值不能超过电容额定电压的80%； 电压标称值小于10V，电压的峰值不能超过电容额定电压的90%； MLCC电容：NPO：不必降额；X7R，X5R：降额10%~20%使用；Y5V：降额50%用； ESR（等效串联电阻）：BUCK 电路的输出电压端电容尽量选择ESR 值较低的。液态 电解电容的ESR值在低温下会比常温时的值增加10 倍以上，设计时需注意。稳压电 路中，选用ESR 相对较高的电容，以提高整体性能。 温度及寿命：电容的使用寿命与工作温度息息相关，选用时要仔细参考相关手册。 纹波电流：BUCK 电路的输入电压端电容要重点考虑纹波电流； 晶振的负载电容需选用NPO，COG 材质类电容； 音频耦合电容优先选用无极性电容，使用有极性电容时正极端靠近芯片输出端。不建 议使用固态，POSCAP等漏电流大的电容作耦合电容； 滤波电容尽量包含更广的频带宽度。 电感 参数指标 电感量L：即自感系数，表示电感元件自感应能力的一种物理量； 允许偏差：定义与电阻电容相同，电感量的允许偏差范围； 感抗Xl：电感线圈对交流电流阻碍作用的大小； 品质因素：表示线圈质量的物理量； 分布电容：线圈的匝与匝间，线圈与屏蔽罩间，线圈与底板间存在的电容； 直流电阻，额定电流；自谐振频率； 使用注意事项 选用电源滤波电感时，电感的工作电流必须小于额定电流。如果工作电流 大于额定电流，电感未必会损坏，但电感值可能会低于标称值。同时还要考虑其直流、 电阻而引起的压降；设计时需考虑电感所能承受的最大电流，工作电流超过额定电流， 会因发热而使性能参数发生改变，甚至烧毁；高频时，电感主要表现为阻抗特性，有 耗能发热，感性效应降低等现象；电源滤波时必须考虑其内阻产生的压降；电感的作 用为抑制电流变化率，电感越大，抑制效果越好，但同时电感太大时的上电特性不 好，上电及下电时，电感两端会产生反电势，这样会对后面的负载产生影响，故参数 不宜过大； 磁珠 参数指标 直流电阻DCResistance(mohm)：直流电流通过此磁珠时，此磁珠所呈现的电阻值。 额定电流RatedCurrent(mA)：表示磁珠正常工作时的最大允许电流。 阻抗[Z]@100MHz(ohm)：这里所指的是交流阻抗。 磁珠的等效电路如下图：原创今日头条/飞聊：卧龙会IT技术  根据信号频率和噪声频率进行合理的选择：当用于滤除噪声时，噪声的频带范围要大 于转折点的频率，让噪声频带的范围都处于磁珠的电阻性起主要作用的频带范围内， 从而吸收噪声并转化为热能；当磁珠用于信号滤波时，信号的频带范围要小于转折点 的频率，让信号的频带范围落于磁珠起感性作用的范围内，减少信号的衰减 。  二极管 参数指标 最大整流电流IF：二极管长期连续工作时，允许通过的最大正向平均电流值 最高反向工作电压Udrm：加在二极管两端其不被击穿的反向电压最大值（一般使用手 册出的值为实际击穿电压的一半）； 反向电流Idrm：二极管在常温（25℃）和最高反向电压作用下，流过二极管的反向电 流； 最高工作频率fM：由于PN 结的结电容存在，当工作频率超出这以最高值时，二极管单 向导电性就会变差； 使用注意事项 使用二极管时，实际电流必须小于最大整流电流，发光二极管需根据此参数，设计限 流电阻；设计信号隔离电路时，要考虑正向导通压降对信号电平的影响； 反向电流越小，二极管单向导电性能越好，值得注意的是反向电流与温度有着密切的 关系，大约温度每升高10℃，反向电流增大一倍。在漏电要求特别严格的场合，如 RTC 电路，需要考虑该参数；选择二极管时考虑最大工作频率，超出此值，二极管的 单向导电性将受到影响。设计电路时要注意PN结的正向压降：锗管约为0.3V，硅管约 为0.7V。 三极管： 基础类型及特性曲线   NPN与PNP型两类三极管极性相反，体现在电流方向与电压正负的不同 参数指标 电流放大系数：对于三极管的电流分配规律Ie=Ib+Ic,由于基极电流Ib的变化，使集电极电流Ic发生更大的变化，即基极电流Ib 的微小变化控制了集电极电流较大，这就是三极管的电流放大原理。即β=ΔIc/ΔIb。 极间反向电流：集电极与基极的反向饱和电流。 极限参数：反向击穿电压BVCEO,集电极最大允许电流ICM,集电极最大允许功率损耗PCM。 特征频率fT：随着工作频率的升高，三极管的放大能力将会下降，对应于β=1 时的频率fT叫作三极管的特征频率。原创今日头条/飞聊：卧龙会IT技术 小功率三极管的选用：主要用于小信号的放大，控制或振荡器。了解所用电路的工作频率，工程设计中选用三极管的特征频率大于3倍的实际工作频率；反向击穿电压根据电路的电源电压决定； 大功率三极管的选用：集电极最大允许耗散功率是大功率重点考虑的问题，需要注意的是大功率三极管必须有良好的散热。 MOS管：1）.场效应管基础分类 参数指标 1，IDSS—饱和漏源电流。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，栅极电压U GS=0 时的漏源电流。 2，UP —夹断电压。是指结型或耗尽型绝缘栅场效应管中，使漏源间刚截止时的栅极电压。 3，UT—开启电压。是指增强型绝缘栅场效管中，使漏源间刚导通时的栅极电压。 4，gM—跨导。是表示栅源电压UGS—对漏极电流ID的控制能力，即漏极电流I D变化量与栅源电压UGS变化量的比值。gM 是衡量场效应管放大能力的重要参数。 5，BUDS—漏源击穿电压。是指栅源电压UGS一定时，场效应管正常工作所能承受的最大漏源电压。这是一项极限参数，加在场效应管上的工作电压必须小于BUDS。原创今日头条/飞聊：卧龙会IT技术 6，PDSM —最大耗散功率。也是一项极限参数，是指场效应管性能不变坏时所允许的最大漏源耗散功率。使用时，场效应管实际功耗应小于PDSM并留有一定余量。 7，IDSM —最大漏源电流。是一项极限参数，是指场效应管正常工作时，漏源间所允许通过的最大电流。场效应管的工作电流不应超过IDSM。 独乐乐不如众乐乐，大家在工作中的学习到的知识和经验也可以发文章到卧龙会，促进共同成长。 原创：卧龙会 玉京龙 卧龙会，卧虎藏龙，IT，电子技术高手汇聚！本周日有一次讲座《DDR3及SDRAM信号完整性仿真》邀请卧龙会硬件测试，仿真样样精通的资深行业大枷关羽兄弟来直播分享。卧龙会IT技术圈每月都一次讲座，一年12场以上讲座。点击下面卧龙会IT技术圈加入 |
|
|
