書接上回~
寫了電容的作用,本想再寫寫電容的其他小事,細(xì)想來也沒啥好寫的,就講一點比較有意思的。如何測量電容的容值。
電阻的阻值可以使用萬用表進(jìn)行測量,但電容的容值萬用表卻測不了,那什么儀器可以測量電容值呢?
其實跟萬用表類似,有電容表,淘寶搜一下就可以看到了,幾十塊錢,就可以買到一個精度不錯的電容表。
不過呢,更推薦大家買一個“數(shù)字電橋表”或“LCR表”,雖然有點貴吧,一兩千的樣子。。。
有個LCR表,就可以判斷出沒有標(biāo)識的電容的電容值了,還可以確認(rèn)電感的電感值,以及微小電阻的阻值。雖說萬用表是可以測量電阻的,但對于小于1歐姆的電阻,一方面萬用表1米長的線都不止1歐姆的阻值,另一方面萬用表對于小電阻確實不夠準(zhǔn)確,用LCR表的話,測量微小電阻就很準(zhǔn)確了。
——————————上一篇文章的補充到此為止————————
除了電阻和電容,常見的板級器件還有這些:
1、電感(電感、變壓器、共模扼流圈)
2、二極管(肖特基二極管、TVS管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管)
3、晶體管(三極管、MOSFET、IGBT)
4、晶體、晶振
5、光耦
6、磁珠
除了晶體管以外,其他的器件的作用都比較單一,即使參數(shù)和規(guī)格不同,應(yīng)用場景不同,其作用和功能還是類似的,幾句話就能解釋清楚。
晶體管就相當(dāng)復(fù)雜了,下圖給大家展示了一本關(guān)于晶體管的專著的部分目錄,包含了一些晶體管的應(yīng)用。
雖然我在大學(xué)里系統(tǒng)的學(xué)習(xí)過晶體管,但作為數(shù)字電路設(shè)計人員,難以接觸到復(fù)雜的模擬電路設(shè)計,大部分功能都不太明確具體的電路是什么樣的,只在需要的時候查找相關(guān)的資料,進(jìn)行計算和確認(rèn)。
畢竟已經(jīng)集成好的運放、接口芯片、邏輯芯片擺在面前,直接使用就好了,很少會有人去自己搭建一個模擬電路。大廠的芯片覆蓋了各種功能,自己搭建的電路遠(yuǎn)遠(yuǎn)比不上成品的芯片可靠性好、精度高。
上面的目錄就來自于下面這本書,書是ADI的工程師寫的,非常詳細(xì),感興趣的同學(xué)可以下載下來翻一翻。
晶體管不好講,就簡述一下我列舉出來的器件的大致功能。
1、電感(電感、變壓器、共模扼流圈)
電感一般用于降壓DC/DC電源的濾波、信號的濾波,有些升壓的DC/DC電源需要使用電感和二極管作為核心器件才能實現(xiàn)其電路原理;
Buck DC/DC的電路
Buck電路的電壓和電流變化過程
變壓器一般用于交流信號的升降壓和隔離,有些隔離的升壓DC/DC也利用變壓器作為核心器件;
隔離開關(guān)電源的電路原理
共模扼流圈比較有意思,是專用于抑制共模干擾的器件,共模扼流圈的抑制效果相當(dāng)好,在低頻和中頻的阻抗很高,磁環(huán)也可以用于共模抑制,但只在高頻的抑制效果好。共模扼流圈的結(jié)構(gòu)跟變壓器類似,但接法不同,變壓器是原邊和副邊分別接正負(fù)極,共模扼流圈則是讓電源或信號的正和負(fù)分別通過線圈,如下圖。
變壓器
共模扼流圈
共模扼流圈一般用在電源輸入的防護(hù)上,可以抑制外部電源對電路板的共模信號,也可以防止電路板的共模干擾對外產(chǎn)生傳導(dǎo)騷擾。
2、二極管(肖特基二極管、TVS管、穩(wěn)壓二極管、發(fā)光二極管)
以前我一直以為二極管就是2個引腳的圓柱狀器件,后來才知道其實很多二極管也有表貼的封裝,大功率的二極管還有散熱的大焊盤。
肖特基二極管的正向壓降小,一般用于電源或信號的防反接;
TVS管一般用于接口的防靜電和干擾;
穩(wěn)壓二極管可以用作電壓源,也可以用作過壓的防護(hù),動作速度沒有TVS快,但動作的電壓值很穩(wěn)定;
發(fā)光二極管一般用作指示燈或液晶屏背光;
功率二極管則會用在整流橋、電源拓?fù)涞入娐分小?/p>
3、晶體管(三極管、MOSFET、IGBT)
晶體管的功能太多,就不一一介紹了,斗膽簡述一下吧。
三極管可以放大交流小信號、輸出高低電平信號、用作模擬信號或電源的開關(guān),三極管的缺點在于開通時存在固定的壓降,電流較大時則功率損耗嚴(yán)重,并且放大信號的電流與控制信號的電流是成比例的,但放大比例一般只有幾十,因此單支三極管一般不能直接用于功率驅(qū)動,所以三極管有很多多級放大電路的應(yīng)用;
以前我一直以為三極管是一個有三個引腳的管狀物,但三極管其實封裝的樣式還是挺多的,大功率的會帶有一個大的散熱焊盤,小信號的三極管也可以做的非常小,幾毫米的貼片器件。
MOSFET,場效應(yīng)管,MOS管一般用作電源或功率信號的開關(guān),或者有一定功率的IO信號輸出,MOS相比于三極管,不再是用電流控制電流,而是用電壓控制電流,因此控制端幾乎沒有功率消耗,并且開啟后沒有固定的壓降,有一個較小的阻抗,作為功率信號的開關(guān)是很好的器件;
IGBT,絕緣柵雙極型晶體管,IGBT內(nèi)部其實是三極管和MOS管的結(jié)合,可以看做MOS管的升級,IGBT的控制方法和MOS管是一樣,用較小的電壓即可控制開啟和關(guān)閉,IGBT的優(yōu)點在于可以用相對較低的成本,做到高壓大功率的驅(qū)動和控制,有些MOS管也可以控制幾百V的電壓,但卻不能控制幾百V下幾十A的電流,也有些MOS管也可以控制幾十A的電流,但卻承受不了幾十V的電壓,但I(xiàn)GBT可以做到幾百V、幾十A的性能,甚至是幾千V、幾百A的能力,IGBT的缺點也比較明顯,就是關(guān)閉的速度會明顯慢與MOS管。
MOS管和IGBT都有一個明顯的缺點,就是容易被靜電損壞,經(jīng)常用手一摸就壞掉了,所以他們的控制端雖然對電流的需求小,但對防護(hù)的要求卻高一些,經(jīng)常會加上TVS和電容。
4、晶體、晶振
晶體是CPU的重要外圍電路,只有高精度的晶體或晶振,才能保證CPU能夠準(zhǔn)確的定時,完成通信和計算。晶振的內(nèi)部有一個晶體,只要輸入穩(wěn)定的電壓就能輸出方波。晶體則只是一個晶體,需要外加電壓才能輸出振蕩的信號。大部分CPU都有晶體的起振和輸入電路,有些CPU則只能接受晶振輸出的方波信號。
晶體一般會用2個引腳的封裝,晶振則一般使用4個引腳的封裝。
5、光耦
在大學(xué)的電路教程里,基本從來沒有涉及過光耦的相關(guān)內(nèi)容,因為在理想的電路中并不需要光耦,但其實光耦是工業(yè)領(lǐng)域非常常見的器件。光耦常見的用法就是下面圖片的電路原理圖,可以實現(xiàn)不同電壓等級之間信號的傳遞和隔離。
近年出現(xiàn)了光MOSFET和光繼電器(photorelay)等器件,在某些場合能夠完美的替代光耦,有些光耦不具備的優(yōu)點,比如耐壓高、電流大、阻抗小、雙向同流等,不足之處在于開啟和關(guān)閉會有毫秒級別的延遲,比光耦稍大了一點,另外也不能傳遞模擬量信號,無法替代線性光耦。對于工業(yè)的IO應(yīng)用來說,光繼電器極大的簡化了應(yīng)用電路,成本也不高,非常適合在IO信號的應(yīng)用中替代光耦。
6、磁珠
磁珠是用于高頻信號的濾波和干擾脈沖的吸收的,有2種常見的外形,如下圖。第二種跟貼片電阻的外形很像。
磁珠的電氣特性跟電感基本一致,都是對交流信號有阻抗和衰減,但磁珠起作用的頻率在高頻段,一般都是100MHz到1GHz這種范圍,而電感的作用范圍很少有超過50MHz的。磁珠的基本介紹可以看看百度百科。
磁珠的應(yīng)用一般都是在需要濾除高頻干擾的場合,比如模擬電源的電源輸入、晶振的電源輸入、高頻信號的輸出等。
音頻信號輸出的磁珠
晶振的電源輸入的磁珠
以上的內(nèi)容就是我所知道的常見的板級器件的簡介了~
說個題外話,對于初學(xué)者來說,知道很多器件的名字、原理,但不知道這些器件長什么樣子、哪個品牌在生產(chǎn)、量產(chǎn)的是哪些型號、采購又該去哪里買,這些經(jīng)驗雖然是淺顯易懂的東西,但也是重要的見識。
下圖是晶體管的一些大的生產(chǎn)商,他們不僅生產(chǎn)晶體管,也有很多其他的電子元器件。有些電子元器件,如果不知道生產(chǎn)商有誰,也可以去e絡(luò)盟、貿(mào)澤電子等網(wǎng)絡(luò)分銷商上直接搜一搜,看看有哪些排名靠前的大廠商。
下一篇文章準(zhǔn)備寫寫關(guān)于PCB的內(nèi)容~