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学习笔记之电阻、电容的认识

2023-04-14 20:26 来源:Possible Do 作者:叽歪

电阻

1. 定义:

在物理学中表示导体对电流阻碍作用的大小。导体的电阻越大,表示导体对电流的阻碍作用越大。不同的导体,电阻一般不同,电阻是导体本身的一种性质。导体的电阻通常用字母R表示,电阻的单位是欧姆,简称欧,符号为Ω。

电路中基本公式:


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2. 贴片电阻(封装, 精度,功率)

对于贴片电阻来说,比较常见的封装为0201, 0402, 0603(1/10W), 0805(1/8W)等。但不同的电阻封装对应不同尺寸,不同的尺寸也对应不同的功率。但对于0603以及更大尺寸的贴片电阻,阻值通常以数字形式直接标注


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在电阻表面。一般会有三种表示方法:

a) 若电阻表面由三个数字组成,表明电阻的误差±5%。前面两位是有效数字,第三位数表示乘零倍率,基本单位是Ω。

b) 若电阻表面由四个数字组成,表明电阻的误差±1%。前面三位是有效0的数字,第四位表示乘零倍数(就是数字是几,就表示1几次方)。

c) 若由数字和字母组成,例如5R6、R16等。这里只需要把R换成小数点即可

对于常见的一些贴片电阻的封装和功率,见下表:


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对于贴片电阻来说,常规精度为1%和5%。但对于芯片的实际应用,我们要求客户的电阻精度为1%。但是在满足需求的情况下,尽量选择成本较低的。

3. 阻值的测量

开尔文测量法,也被称之为四端子检测。其优点是分离的电流和电压的电极,消除了布线和接触电阻的阻抗。常被用于一些欧姆表和阻抗分析仪。


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4. 电阻的应用

a) 上拉下拉

上拉电阻:把一个不确定的信号通过电阻连接到高电平,是电信号初始化为高电平。

下拉电阻:把一个不确定的信号通过电阻连接到地,使电信号初始为低电平。

本质:上拉是对器件注入电流,下拉是输出电流


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像图中的R759,它可以使该LDO在无控状态下保持关闭

b) 分压和限流


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典型限流


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典型分压

电容

1. 定义

两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质,这就构成了电容器。当电容器的两个极板之间加上电压时,电容器就会储存电荷。电容器的电容量在数值上等于一个导电极板上的电荷量与两个极板之间的电压之比。理想情况下它自身不消耗能量,E为电感储存的能量,C为电容量,V为电容两端电压


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2. 电容种类

a) 陶瓷电容器

贴片片状电容,ESR低,容值小,体积小,耐压低,成本低,常用于低压电路的滤波、隔直、去耦、储能

b) 铝电解电容器

非固态(液态)电解电容,ESR高,容值大,体积大,耐压高,成本低,内部电解质为液体易蒸发,高温环境下寿命低,温度特性差,常用于低高压电路的滤波、储能

c) 钽电容器

钽(电解)电容,ESR低,容值大,体积小,耐压低,成本高,内部电解质为金属钽,失效后易引起爆裂燃烧

3. 特性参数

a) 容值

指的是电容上标明的电容量值,指的是单位电压下所存储的电荷量,是设计容量的名义值。

b) 损耗角

是电容器电能量损耗的有功功率和无功功率之比

c) ESR

ESR是电容器的等效串联阻抗,ESR会随着损耗角正切值的增大而增大。


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d) 纹波电流

所承受的纹波电压主要是直流电压上叠加的特定频率的交流成分,纹波电流部分是电容器发热的主要原因

4. 主要应用

a) 旁路和去耦

滤除信号中的高频噪声,或者低频中的高频信号。

b) 耦合

用电容器隔直通交作用它能把直流隔离而交流信号耦合过来传给以下级的电路元件

a) 滤波

通常用于整流电源的输出端,用来降低交流脉动纹波系数,平滑直流输出。

b) 储能

利用电容器两端放电产生瞬时大电流的的特性,在很多领域都有应用。

5. 注意事项

a) 陶瓷电容在纹波比较大(几百mV)时,会有比较明显的压电效应,,当频率在人耳听觉范围内(200HZ-2KHZ)时,会有比较明显的啸叫声

b) 在LDO电路中,一般用于旁路的电容比较多,在DC-DC中,用的电容比较多,如输出,输入等

c) 开关电源的两种控制技术

i. PWM:(pulse width modulation)脉冲宽度调制

脉宽宽度调制式(PWM)开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下,通过电压反馈调整其占空比,从而达到稳定输出电压的目的。其优点是噪声低,带载能力强,满载时效率高,能工作在连续导电模式。

ii. PFM:(Pulse frequency modulation) 脉冲频率调制

一种脉冲调制技术,调制信号的频率随输入信号幅值而变化,其占空比不变。其优点是待机功率比较小,PFM的输出电流小,但是因PFM控制的DC/DC变换器在达到设定电压以上时就会停止动作,所以消耗的功率会比较小

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