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对于电容，电容能够讲电能转换成为电场中的能量，电容的阻值是R=1/jwc.可以看到电容的阻值是随着频率的变换而改变，当频率变高的时候，电容的阻值就会变小，这导致了电容的隔直通交的特性。这里电容的阻值和电阻的阻值有一个不同的地方是，引入了虚数j，这里的j表示的是度数，R=U/I=1/jwc，可以看到I=jwc*u，我们需要知道在复数坐标轴，j轴是数轴，自然这里的I是在数轴上面的，也就导致了电流是领先电压90°。从物理层面上也能知道，假设我们输入一个正弦波，在电压为0的时候，电压的变换速率最快，这时候通过的电流最大，当电压为最大的时候，电压的变换速率却是最小的了，这时候通过的电流就会是最小的，就会出现下图的内容  图源自网络 电容实际的种类很多，有钽电解电容，MLCC、铝电解电容，它们各有优劣。实际上做这些元器件最好的厂商还是日本的村田事务所。另外，上面讲的是理想的电容特性，实际上，电容的等效电路图是  图源网络 电容将会串联一个电感，并且是会带有电阻的，这样也就可以理解电容会发热的现象，之所以一般我们感觉不到是因为电路的工作频率是在低频的时候，当把电容工作在大的范围的频率时，就会出现一个倒U型谐振R-f特性图。 电感是将电能转换为磁场能的器件，也可以成为电感器，它的阻值是R=U/I=jwL，同电容器，我们可以看到U=jwL*I，这里是电感的电压领先电流90°，而电容是电流领先电压90°。当频率增大的时候，会使得电感的阻值增大，也就使电感出现了隔交流同直流的特性。 在高频下，电感的实际电流图可以等效为  这时电容和电感并联，它们工作在大的频率范围的时候会出现U型的R-f特性图。 在高频领域还有一种基本的元器件，称传输线，实际上，传输线也可以用电容、电阻、电感的等效电路图描述。传输线有同轴线、微带线、带状线，后面两个可以用PCB板实现，改变PCB板的材质、厚度，都会影响它的特性，这里为了描述传输线又出现了特性阻抗、电长度的概念，之后有机会的话再细说。 总的来说，基本的元件就三种，电阻、电容、电感，这三种元件可以描述所以的电路，哪怕是由几十亿个晶体管构建的CPU,毕竟晶体管的等效电路就可以用这三种元件描述。 回首半导体，从开始的bjt，到后面的mos管（mos管的静态功耗低使管子集成成为可能，不然的话发热严重，这些元件根本无法集成，毕竟再低的功耗，几万个管子加在一起的热量也是不容忽视的），之后出现了finfet（胡正明教授发明的），使摩尔定律继续延续，集成电路可以继续不断的缩小线程。现今已经5nm商用了。继续往下走将会面临量子效应，毕竟一个硅原子的直径也才0.1nm。 |
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