模拟电路基础

模拟电路基础

模电数电概念

模拟电路:处理模拟信号的电子电路。模拟信号(时间和幅度都连续的信号,简单理解为图像连续)

数字电路:对数字量进行算术运算和逻辑运算的电路称为数字电路/系统,具有逻辑运算和逻辑处理功能,又称数字逻辑电路。数字逻辑电路的基本单元是逻辑门。存储器存储二值数据的数字电路。数字电路可以分为组合逻辑电路和时序逻辑电路两大类。

电压

电压(电势差或电位差):衡量单位电荷在静电场中由于电势不同产生的能量差的物理量。方向:高电位指向低电位的方向。单位:伏特(V/伏)

1kV = 1000V

1V = 1000mV

1mv = 1000μV

毫m 微μ 纳n 皮p 法f

常见电压:

动力电:380V

220V民用电(日本100V 美国110V 香港200V)

纽扣电池 3v

遥控板电池 1.5V

平衡车,手电 ,电池组,锂电池 3.7V

stm32 3.3V

人体安全电压:36V

电流

单位时间内通过任一横截面的电量叫做电流强度,简称电流,符号:I,单位:安倍(A)

电流单位:

1A = 1000mA

1mA = 1000μA

常见电流:电子手表1.5μA ~ 2μA, 白炽灯200mA, 手机100mA。 空调5A~10A, 高电压200A, 闪电20000 ~ 200000A, LED灯最大电流是20mA

电流方向:正电荷定向运动的方向。与电子运动方向相反。

直流电和交流电

直流电:DC 方向始终固定不变的电压或电流,

直流电源:能产生直流电的电源。常见干电池,蓄电池和直流发电机。

交流电: AC 方向和大小都随时间做周期性变化的电压和电流,类型多,常见正弦交流电。

电阻和电阻器

电阻:导体对电流的阻碍作用, 符号:R, 单位:欧姆Ω;

1Ω = 1000mΩ

1mΩ = 1000μΩ

电阻器:限流元件,简称为电阻,可以限制所在支路的电流大小

可变电阻(电位器):有3个引出端,可以按照某种变化规律调节的电阻元件,通常由电阻体和可移动的电刷组成,

二极管和发光二极管

半导体材料(硅硒锗等)制成的一种电子器件,单向导电性,导通时电流方向由阳极通过管子流向阴极

P型半导体:硅中参一些三价硼,带正电。

N型半导体:硅中参一些五价磷, 带负电

结合在一起就是PN结。

P接正极,N接负极,不导通(在电子元件里面,电子由正极向负极移动,而负极是五价磷,多一个电子,想要电子从P向N移动很难)

P接负极, N接正极, 导通(负极为三价磷缺少一个电子,电子由N极向P极移动就会轻易很多)

发光二极管(LED)可以发光的二极管,功能主要为照明和指示

电容

电容器(C):是一种用于存储电荷和能量的电子元件 ,有两个导体版和介质组成

接入电路时,负电荷存储在导体版上,两个导体板之间产生电场

单位:法拉(F)但是一般使用mf, μf, nf, pf等,因为法拉很大;

1F = 1000mF

1mF = 1000μF

1μF = 1000nF

1nF = 1000pF

电容器可以同交流阻直流, 同时因为电容可以存储电荷和能量

常用于阻止电压突变和滤波,也可以用来储能。

电感

在初中物理学过电磁转换,即电生磁,磁生电

电生磁

通电导体会吸引磁针,使磁针产生偏转,改变电流方向,磁场方向也发生改变,根据同性相斥,异性相吸,证明通电导体周围存在磁场

右手螺旋定则可以判断磁场方向

磁生电

使用金属小棍切切割磁感线,用电流表测出有电流。即在闭合电路中的一部分导体在磁场中做切割磁感线运动,导体中就会产生电流;

右手定则可以判断电流方向

电感器

电感器(L)用于在电路中存储合释放能量,由一个线圈组成,通常带有一个铁心,当电流通过电感器时,会在线圈中产生一个磁场储存能量,电流停止时会破坏磁场释放储存的能量

主要作用:调节电流变化,防止电流突变,也可以过滤电路中高频噪声;

单位:亨利(H),但是H也很大

1H = 1000mH

1mH = 1000μH

1μH = 1000nH

LRC震荡电路

由电感(L) 电阻(R) 电容(C)构成的基本震荡电路,可以产生稳定的交流电信号

工作原理:当电容放电时,电感中的电流增加,电容器电荷减少,当电容释放完电荷后,电感电流达最高值,并开始释放电流导致电容的电荷增加,电感释放完后电容又开始释放电荷,不断反复,就产生一个周期性的交流信号;

频率由电感L和电容C决定

继电器, 三极管和MOS管

电磁继电器

如图:当低压控制电路通电后,电磁铁产生磁性将衔铁吸住, 下方常开电路接通,当抵押控制电路断开后, 电磁铁失去磁性,在弹簧的拉力下,衔铁回归原位,上方常闭电路接通

三极管

三极管顾名思义有三个引脚, 从左到右依次为发射极,基极和集电极

将三极管连入电路中,当基极有控制信号输入时,三极管会开启, 电流会从三极管的集电极流出来,当控制信号消失时,三极管就会关闭,电流就会停止流动

。在三极管的基极输入电流信号,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动,可以通过改变输入信号的电流来控制输出电流的大小

分类:

三极管分为NPN和PNP两种

无论哪种三极管,有箭头的一方都是发射极。NPN型发射极箭头朝外, PNP型发射极箭头朝内

NPN型三极管:基极电压增大, 基极电流越大,通过电流越大

PNP型三极管,基极电压增大,基极电流减小,通过电流越小

MOS管

MOS管原理和三极管类似,使用基本一致, 但是MOS管的栅极(相当于三极管的基极)没有电流通过,纯靠电压控制。MOS管耐压性更强,可达击败伏特。一般用于大功率电器

MOS管分N沟道和P沟道, 分别对应NPN和PNP型,但是注意箭头方向不一样

MOS管三引脚:源极(S,相当于发射极) 栅极(G, 相当于基极) 漏极(D, 相当于集电极)

三极管,MOS管等一切以半导体材料为基础的单一元件统称晶体管。具有检波,整流,放大,开关,稳压,信号调制等多种功能,可用于各种各样数字和模拟功能。

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