COMPONENTS · HE-PART

常见元件

先认器件,再谈电路。每个元件只记真正影响选型和失效的参数,而不是把数据手册目录抄一遍。

R

电阻

限流、分压、上拉。看功率、精度和温漂。

C

电容

储能与去耦。介质和直流偏置比标称容值更关键。

L

电感

储能滤波。饱和电流不是平均电流。

FB

磁珠

高频阻抗,不是普通电感。看阻抗曲线和直流偏置。

D

二极管

整流、肖特基、齐纳。Vf、Trr 和耐压。

Q

三极管 BJT

电流控制器件。β、饱和压降和功耗。

M

MOSFET

电压控制开关。Rds(on)、Qg 和 SOA。

IGBT

IGBT

高压大电流开关。导通压降换开关速度。

U

运算放大器

增益带宽、偏置、轨到轨与稳定性。

REG

LDO

低压差线性稳压。热、PSRR 和输出电容。

Y

晶振

负载电容、ESR 和起振裕量。

TVS

TVS / ESD

钳位电压、结电容和放置位置。

R · RESISTOR

电阻

电阻把电压变成电流,或把电流变成电压。板上最常见,也最容易因为功率和精度被忽略。

R
SCH · 电阻
参数为什么要看
阻值与精度分压、反馈、采样。1% 薄膜比 5% 厚膜稳
额定功率P = I²R 或 V²/R,再留 50% 以上裕量
温度系数 TCR精密采样、基准分压怕温漂
封装0402/0603 通用;大功率用 1206 或金属分流
上拉电阻不是随便 10 kΩ。开漏总线要按电容和速率算上升时间;功率采样电阻要看四线开尔文和温升。
C · CAPACITOR

电容

电容抗的是电压变化。去耦、滤波、谐振、隔直都靠它,但标称 10 µF 在偏压下可能只剩 3 µF。

类型特点典型用途
C0G / NP0容值稳、损耗低晶振、滤波、定时
X7R / X5R体积小,偏压掉容去耦、储能
电解 / 聚合物大容值,ESR 各异电源输入、低频滤波
钽电容体积能量密度高,怕浪涌需降额和软启动
MLCC 直流偏置会让容值腰斩。电源输出电容按有效容值和 ESR 选,不要只抄评估板的“10 µF”而不看耐压和介质。
L · INDUCTOR

电感

电感抗的是电流变化。开关电源靠它储能,EMI 滤波靠它挡谐波。

  • 饱和电流 Isat:峰值电流超过后电感量迅速下降,纹波和损耗一起恶化。
  • 温升电流 Irms:平均电流决定发热。
  • DCR:铜损;SRF:超过自谐后不再像电感。

布局上,开关节点到电感的铜皮要短,磁芯开口方向避开敏感模拟和天线。

FB · FERRITE BEAD

磁珠

磁珠在目标频段呈现电阻性阻抗,把高频能量变成热。它不是用来储能的电感。

  • 看阻抗-频率曲线,选 100 MHz 附近的阻抗,而不是只看“600 Ω”。
  • 直流偏置会把阻抗打下来,电源轨要按实际电流选规格。
  • 和电容组成滤波时,注意不要和开关电源反馈形成振荡。
D · DIODE

二极管

D
SCH · 二极管(箭头指向阴极)
种类关键点
整流硅管Vf 约 0.7 V,耐压和平均电流
肖特基Vf 低、反向漏电大,适合低压续流
快恢复Trr 短,开关电源高压侧更常见
齐纳 / 稳压击穿区工作,功耗和动态电阻
Q · BJT

三极管 BJT

基极电流控制集电极电流。适合小信号放大、低边开关、带隙和一些模拟前端。

  • β(hFE)离散大,设计不要卡典型值。
  • 饱和时 Vce(sat) 仍有压降,功耗是 Vce × Ic。
  • 关断要给基极放电通路,否则开关会拖尾。

大电流开关多数情况改 MOSFET 更合适:驱动是电压而不是持续基极电流。

M · MOSFET

MOSFET

栅源电压控制导电沟道。N 沟常用作低边开关,高边要用自举或电荷泵,P 沟可作简单高边但 Rds(on) 往往更大。

G D S
SCH · N-MOSFET(体二极管 S→D)
参数含义
Vds / Vgs(max)耐压;栅极常用 10 V 或 4.5 V 逻辑驱动
Rds(on)导通损耗,随结温上升
Qg / Qgd驱动电荷,决定开关速度和驱动芯片能力
SOA / 雪崩线性区、电感关断能否活下来
栅极串电阻减振铃,并行快二极管或电阻加速关断。悬空栅极会误导通,上电前要有下拉。
IGBT

IGBT

绝缘栅双极晶体管:MOS 输入、BJT 输出。适合数百伏以上、电流较大、开关频率不极高的场合(变频器、焊机、部分 PFC)。

  • 导通压降 Vce(sat) 近似恒定,高压大电流时可能比 MOSFET 更省导通损耗。
  • 关断有拖尾电流,开关频率通常低于同类 MOSFET。
  • 驱动仍是栅极电压,但要处理米勒平台和负压关断。

低压大电流(比如 12 V / 48 V 电机)优先 MOSFET;电网电压等级再认真评估 IGBT 模块。

U · OPAMP

运算放大器

高增益电压放大器,靠负反馈定义传递函数。选错带宽或输出特性,电路会振荡或饱和。

  • GBP:闭环增益越高,可用带宽越窄。
  • 偏置电流与失调:高阻网络和直流精度。
  • 轨到轨:输入能否包含地或电源,输出能否拉到轨。
  • 容性负载:长线和 ADC 输入容易让输出级振荡,要隔离电阻。

比较器不是运放。开环当比较器用,恢复时间和饱和会拖慢,也缺少推挽或开漏的明确输出。

REG · LDO

LDO

线性稳压把多余电压变成热。安静、简单,但压差×电流就是功耗。

  • Dropout:输入必须高出输出多少才能稳压。
  • PSRR:电源噪声能抑制多少,射频和 ADC 参考很在意。
  • 输出电容:很多 LDO 要求特定 ESR 范围,聚合物和 MLCC 不一定都能稳。

大压差或大电流改开关电源,后面再跟 LDO 给模拟供电,是常见干净做法。电源设计 →

Y · CRYSTAL

晶振

无源晶振要配负载电容和合适的驱动电平;有源晶振自带振荡器,输出时钟,功耗和 EMI 更大。

  • CL:两个对地电容的串联近似等于负载电容(再减去引脚和走线电容)。
  • ESR:过大可能不起振,尤其是低功耗 MCU 的低驱动挡。
  • 布局:紧贴芯片,远离开关电源和天线,地回流短。
TVS · ESD

TVS / ESD 器件

把浪涌和静电钳到芯片能承受的电压。放错位置或结电容过大,高速口会直接挂。

看什么原因
工作电压 VRWM必须高于信号或电源正常峰值
钳位电压 Vc按 IEC 电流下的钳位,要低于被保护芯片绝对最大
结电容USB、HDMI、射频要选 pF 级低电容型号
位置紧靠连接器,到地的铜宽而短

保险丝、NTC、压敏、气体放电管是另一类能量路径,和 TVS 经常分级配合,而不是互相替代。常见电路 →