电容电阻电感基本知识(对于电阻电容电感的认识)
电容电阻电感基本知识(对于电阻电容电感的认识)这时电容和电感并联,它们工作在大的频率范围的时候会出现U型的R-f特性图。 在高频下,电感的实际电流图可以等效为图源网络 电容将会串联一个电感,并且是会带有电阻的,这样也就可以理解电容会发热的现象,之所以一般我们感觉不到是因为电路的工作频率是在低频的时候,当把电容工作在大的范围的频率时,就会出现一个倒U型谐振R-f特性图。 电感是将电能转换为磁场能的器件,也可以成为电感器,它的阻值是R=U/I=jwL,同电容器,我们可以看到U=jwL*I,这里是电感的电压领先电流90°,而电容是电流领先电压90°。当频率增大的时候,会使得电感的阻值增大,也就使电感出现了隔交流同直流的特性。
对于电阻,首先从能量的角度来看,电阻是把电能转换成为热能的器件,在有些书上喜欢讲电阻称呼为电阻器,符号R,单位Ω,R=U/I,这里的电阻值是电阻器件的固有属性,也就是说加在上面的电压如果改变了,R值任然是不变的。
对于电容,电容能够讲电能转换成为电场中的能量,电容的阻值是R=1/jwc.可以看到电容的阻值是随着频率的变换而改变,当频率变高的时候,电容的阻值就会变小,这导致了电容的隔直通交的特性。这里电容的阻值和电阻的阻值有一个不同的地方是,引入了虚数j,这里的j表示的是度数,R=U/I=1/jwc,可以看到I=jwc*u,我们需要知道在复数坐标轴,j轴是数轴,自然这里的I是在数轴上面的,也就导致了电流是领先电压90°。从物理层面上也能知道,假设我们输入一个正弦波,在电压为0的时候,电压的变换速率最快,这时候通过的电流最大,当电压为最大的时候,电压的变换速率却是最小的了,这时候通过的电流就会是最小的,就会出现下图的内容
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电容实际的种类很多,有钽电解电容,MLCC、铝电解电容,它们各有优劣。实际上做这些元器件最好的厂商还是日本的村田事务所。另外,上面讲的是理想的电容特性,实际上,电容的等效电路图是
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电容将会串联一个电感,并且是会带有电阻的,这样也就可以理解电容会发热的现象,之所以一般我们感觉不到是因为电路的工作频率是在低频的时候,当把电容工作在大的范围的频率时,就会出现一个倒U型谐振R-f特性图。
电感是将电能转换为磁场能的器件,也可以成为电感器,它的阻值是R=U/I=jwL,同电容器,我们可以看到U=jwL*I,这里是电感的电压领先电流90°,而电容是电流领先电压90°。当频率增大的时候,会使得电感的阻值增大,也就使电感出现了隔交流同直流的特性。
在高频下,电感的实际电流图可以等效为
这时电容和电感并联,它们工作在大的频率范围的时候会出现U型的R-f特性图。
在高频领域还有一种基本的元器件,称传输线,实际上,传输线也可以用电容、电阻、电感的等效电路图描述。传输线有同轴线、微带线、带状线,后面两个可以用PCB板实现,改变PCB板的材质、厚度,都会影响它的特性,这里为了描述传输线又出现了特性阻抗、电长度的概念,之后有机会的话再细说。
总的来说,基本的元件就三种,电阻、电容、电感,这三种元件可以描述所以的电路,哪怕是由几十亿个晶体管构建的CPU 毕竟晶体管的等效电路就可以用这三种元件描述。
回首半导体,从开始的bjt,到后面的mos管(mos管的静态功耗低使管子集成成为可能,不然的话发热严重,这些元件根本无法集成,毕竟再低的功耗,几万个管子加在一起的热量也是不容忽视的),之后出现了finfet(胡正明教授发明的),使摩尔定律继续延续,集成电路可以继续不断的缩小线程。现今已经5nm商用了。继续往下走将会面临量子效应,毕竟一个硅原子的直径也才0.1nm。