常见电路设计关键基础知识汇总

常见电路设计关键基础知识汇总

电子发烧友网讯：扎实的电路设计是初级电子工程师通向在设计上，能独当一面的优秀工程师的一门必修课。在电路设计过程中，有许多零碎化，但是又很重要的知识点需要我们去了解、学习、掌握，把握好这些将使得工程师读者们的整个设计体系更趋于完整。基于此，电子发烧友网整合本站资源推出《电路设计关键基础知识精华集锦》，以飨读者。

——电子设计基础关键元器件篇

一、电子设计基础关键元器件篇：电容

电子工程师在平时进行电子设计中接触得最多的莫过于电子元器件了，而如何用好电子元器件，使电子元器件在电路中发挥其最大的功能作用，则成为评判你是否是合格电子工程师的基本标准。为给工程师朋友提供较为全面的元器件知识，或学习，或参考，或温故而知新，电子发烧友会陆续整合推出《电子设计基础关键元器件篇》系列章节，敬请留意。本章节将谈及电容相关知识，电容在电子线路中也是广泛应用的器件之一。我们多采用它来滤波、隔直、交流耦合、交流旁路等，也用它和电感元件一起组成振荡电路。

电容（或称电容量）是表征电容器容纳电荷本领的物理量。我们把电容器的两极板间的电势差增加1伏所需的电量，叫做电容器的电容。电容器从物理学上讲，

它是一种静态电荷存储介质（就像一只水桶一样，你可以把电荷充存进去，在没有放电回路的情况下，刨除介质漏电自放电效应/电解电容比较明显，可能电荷会永久存在，这是它的特征），它的用途较广，它是电子、电力领域中不可缺少的电子元件。主要用于电源滤波、信号滤波、信号耦合、谐振、隔直流、能量转换、控制电路等电路中。

电容的符号是C。

C=εS/d=εS/4πkd（真空）=Q/U

在国际单位制里，电容的单位是法拉，简称法，符号是F，常用的电容单位有毫法（mF）、微法（μF）、纳法（nF）和皮法（pF）（皮法又称微微法）等，换算关系是：

1法拉（F）= 1000毫法（mF）=1000000微法（μF）

1微法（μF）= 1000纳法（nF）= 1000000皮法（pF）。

电容与电池容量的关系：

1伏安时=25法拉=3600焦耳

1法拉=144焦耳

【详情请参阅：电子设计基础关键元器件篇（一）：电容】

二、电子设计基础关键元器件篇：二极管

二极管又称晶体二极管，简称二极管（diode），另外，还有早期的真空电子二极管；它是一种具有单向传导电流的电子器件。在半导体二极管内部有一个PN结两个引线端子，这种电子器件按照外加电压的方向，具备单向电流的转导性。一般来讲，晶体二极管是一个由p型半导体和n型半导体烧结形成的p-n 结界面。在其界面的两侧形成空间电荷层，构成自建电场。当外加电压等于零时，由于p-n 结两边载流子的浓度差引起扩散电流和由自建电场引起的漂移电流相等而处于电平衡状态，这也是常态下的二极管特性。

常见二极管图示

一、概述

二极管的符号为。

半导体是一种具有特殊性质的物质，它不像导体一样能够完全导电，又不像绝缘体那样不能导电，它介于两者之间，所以称为半导体。半导体最重要的两种

元素是硅（读“guī”）和锗（读“zhě”）。我们常听说的美国硅谷，就是因为那里有好多家半导体厂商。

二极管应该算是半导体器件家族中的元老了。很久以前，人们热衷于装配一种矿石收音机来收听无线电广播，这种矿石后来就被做成了晶体二极管。

二极管最明显的性质就是它的单向导电特性，就是说电流只能从一边过去，却不能从另一边过来（从正极流向负极）。我们用万用表来对常见的1N4001型硅整流二极管进行测量，红表笔接二极管的负极，黑表笔接二极管的正极时，表针会动，说明它能够导电；然后将黑表笔接二极管负极，红表笔接二极管正极，这时万用表的表针根本不动或者只偏转一点点，说明导电不良（万用表里面，黑表笔接的是内部电池的正极）。

常见的几种二极管中有玻璃封装的、塑料封装的和金属封装的等几种。像它的名字，二极管有两个电极，并且分为正负极，一般把极性标示在二极管的外壳上。大多数用一个不同颜色的环来表示负极，有的直接标上“—”号。大功率二极管多采用金属封装，并且有个螺母以便固定在散热器上。

【详情请参阅：电子设计基础关键元器件篇(二)：二极管】

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三、电子设计基础关键元器件篇：电感

电感：当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。我们把这种电流与线圈的相互作用关系称其为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利”（H）。

电感线圈是由导线一圈靠一圈地绕在绝缘管上，导线彼此互相绝缘，而绝缘管可以是空心的，也可以包含铁芯或磁粉芯，简称电感。用L 表示，单位有亨利（H）、毫亨利（mH）、微亨利（uH），1H=10^3mH=10^6uH。

一、电感器的作用与电路图形符号

（一）电感器的电路图形符号

电感器是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝，它在电路中用字母“L”表示，上图是其电路图形符号，下图是实物图。

（二）电感器的作用

电感器的主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐

【详情请参阅：电子设计基础关键元器件篇（三）：电感】

四、电子设计基础关键元器件篇：电阻

电阻，因为物质对电流产生的阻碍作用，所以称其该作用下的电阻物质。电阻将会导致电子流通量的变化，电阻越小，电子流通量越大，反之亦然。没有电阻或电阻很小的物质称其为电导体，简称导体。不能形成电流传输的物质称为电绝缘体，简称绝缘体。

在物理学中，用电阻（Resistance）来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特性。电阻元件是对电流呈现阻碍作用的耗能元件。

电阻元件的电阻值大小一般与温度有关，衡量电阻受温度影响大小的物理量是温度系数，其定义为温度每升高1℃时电阻值发生变化的百分数。

电阻是所有电子电路中使用最多的元件。

导电体对电流的阻碍作用称着电阻，用符号R 表示，单位为欧姆、千欧、兆欧，分别用Ω、kΩ、MΩ表示。

一、电阻的型号命名方法：

国产电阻器的型号由四部分组成（不适用敏感电阻）

第一部分：主称，用字母表示，表示产品的名字。如R 表示电阻，W 表示电位器。

第二部分：材料，用字母表示，表示电阻体用什么材料组成，T-碳膜、H-合成碳膜、S-有机实心、N-无机实心、J-金属膜、Y-氮化膜、C-沉积膜、I-玻璃釉膜、X-线绕。