常用电子元器件基本知识整理

1 电阻

它是导体的一种基本性质，与温度、材质、尺寸、横截面积相关。。电阻的主要物理特征是把电能变为热能，也可说它是一个耗能元件，电流经过它就产生内能，所以注意在选用电阻的时候要算一下电路的流过的电流，并选用合适功率的电阻，防止电阻由于过度发热产生不必要的麻烦。

电阻的常见作用：

①上拉电阻：上拉电阻的作用也不尽相同。有些上拉电阻是给芯片的相关引脚提供初始‘高’状态；漏极开路的芯片引脚则通过上拉 从而提供“高”状态的驱动电流（比如三极管的集电极上的电阻）；也有些引脚的上拉电阻是根据芯片的设计要求为芯片的相关功能接口提供偏置设定等等。

②下拉电阻：下拉电阻多是为芯片的功能接口提供偏置设定或补偿设定。比如信号的输入端加一个下拉电阻，可以让芯片上电初始呈现低电平状态。

③分压电阻：为了保证得到精确的所需电压

④终端电阻：在高速信号设计中，有时候需要在信号的源端或终端加一些电阻进行阻抗匹配（阻抗匹配的概念请参考高速信号设计的 相关技术书籍）。主要目的进行阻抗匹配。

⑤电流检测电阻：用来检测通过的电流大小的，如下图中的 R2305 和 R2301。其工作原理是检测电阻两端的电 压差，除以其电阻值，芯片就可计算出通过的电流大小。由于 希望该电阻上的压降尽量小，从而不影响电源电压的传输，所以一般这些电阻的阻值会选得很小。

2 电容

电容的定义：是由两块金属电极之间夹一层绝缘电介质构成。

特点：① 它具有充放电特性和阻止直流电流通过，允许交流电流通过的能力。②在充电和放电过程中，两极板上的电荷有积累过程，也即电压有建立过程，因此，电容器上的电压不能突变。 电容器的充电：两板分别带等量异种电荷，每个极板带电量的绝对值叫电容器的带电量。电容器的放电：电容器两极正负电荷通过导线中和，在放电过程中导线上有 短暂的电流产生。③电容器的容抗与频率、容量之间成反比。即分析容抗大小时就得联系信号的频率高低、容量大小。

电容的常见作用：

①退耦电容：满足芯片内部晶体管导通时所需的瞬态电流。同时还起到滤波的作用。

②耦合电容：在现在的电脑设计中用的很多的 PCI Express 总线的差分信号中往往会串接电容，这种电容根据其功能，有个名称叫交流耦合电容（AC coupling ）。 1可以降低共模干扰，提高传输到输入端的信号质量 。2该电容阻断输出和输入的直流通道，便于有需要的电路。3在输出端和输入端设置不同的直流偏置

③旁路电容：是把输入信号的一些干扰以及不需要的频率分量给过滤掉，从而让需要的频率分量以及干净的信号进入到输入电路，确保输入电路稳定工作。

④滤波电容：是利用电容充放电原理，把交流的输出波形处理成直流输出波形。

⑤晶振起振电容

注意：有关电容的几个公式①C=Q/U ②Q=I*T (C:电容容值。Q：电荷值 I：电流大小 T：时间)

3 电感

电感器(Inductor)是能够把电能转化为磁能而存储起来的元件。主要特性：通直流阻交流。

电感器在电路中主要起到滤波、振荡、延迟、陷波等作用，还有筛选信号、过滤噪声、稳定电流及抑制电磁波干扰等作用。

①电感在电路最常见的作用就是与电容一起，组成 LC 滤波电路。

注意：有关电感的公式：感抗=2*π*f*L     w=2*π*f

 

3 二极管

二极管种类有很多，按照所用的半导体材料，可分为锗二极管（Ge 管）和硅二极管（Si 管）。根据其不同用途，可分为检波二极管、整流二极管、稳压二极管、开关二极管、隔离 二极管、肖特基二极管、发光二极管、硅功率开关二极管、旋转二极管等。锗二极管的导通电压为0.2V-0.3V，硅二极管导通电压为0.5V-0.8V.

①开关二极管：二极管的开关功能，利用其单向导电性。比如：

 

②发光二极管：典型的发光二极管的应用电路。

 

4 三极管

控制电流的半导体器件，利用其特性把微弱的信号的幅值进行放大。也用作无触点开关。晶体三极管最大的特性是具有电流放大作用，其实质是三极管能以基极电流微小的变化量来控制集电极电流较大的变化量。放大倍数为β，β=集电极电流的变化量除以基极电流的变化量。

三极管的工作状态：

①放大状态：发射极正偏，集电极反偏

②截止状态：发射极反偏，集电极反偏

③饱和状态：发射极正偏，集电极正偏

5 MOS管

定义：FET是把输入电压的变化转化为输出电流的变化，其增益等于它的 transconductance， 定义为输出电流的变化和输入电压变化之比。

                                                 N沟道                                     P沟道

MOS管的导通条件：

当 VGS 小于 MOS 的门限电压时，MOS 管不导通，漏极和源极间（D-S 间）关断；

当 VGS 大于 MOS 的门限电压时，MOS 管导通，漏极和 源极间（D-S 间）直连，电压几乎相同。

MOS管和三极管的区别：

①场效应晶体管是电压控制元件，而双极结型晶体管是电流控制元件。在只允许从取较少电流的情况下，应选用场效应管；而在信号电压较低，又允许从信号源取较多电流的条件下，应选用双极晶体管。

②有些场效应管的源极和漏极可以互换使用，栅压也可正可负，灵活性比双极晶体管好。

③场效应管是利用多数载流子导电，所以称之为单极型器 件，而双极结型晶体管是即有多数载流子，也利用少数 载流子导电。因此被称之为双极型器件。

④场效应管能在很小电流和很低电压的条件下工作，而且它的制造工艺可以很方便地把很多场效应管集成在一块硅片上，因此场效应管在大规模集成电路中得到了广泛 的应用。

半波整流与全波整流的区别