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接口設(shè)計(jì)中,反射衰減通常在高頻情況下變差,這是因?yàn)閹p耗的傳輸線(xiàn)反射同頻率相關(guān),這種情況下,盡量縮短PCB走線(xiàn)就顯得異常重要。
穩(wěn)壓二極管就是一種穩(wěn)定電路工作電壓的二極管,由于特殊的內(nèi)部結(jié)構(gòu)特點(diǎn),適用反向擊穿的工作狀態(tài),只要限制電流的大小,這種擊穿是非破壞性的。
PN結(jié)具有一種很好的數(shù)學(xué)模型:開(kāi)關(guān)模型à二極管誕生了à再來(lái)一個(gè)PN結(jié),三極管誕生了。
在高頻電路中,必須考慮PN結(jié)電容的影響,正向偏置為擴(kuò)散電容,反相偏置為勢(shì)壘電容。
在高密度的場(chǎng)合下,由于收發(fā)信號(hào)挨在一起,很容易發(fā)生串?dāng)_,這在布線(xiàn)時(shí)要遵守3W原則。
即相鄰PCB走線(xiàn)的中心線(xiàn)間距要大于PCB線(xiàn)寬的3倍,在插卡設(shè)備,接插件連接的位置,要有許多接地針,提供良好的射頻回路。
雙極型管是電流控制器件,通過(guò)基極較小的電流控制較大的集電極電流;MOS管是電壓控制器件,通過(guò)柵極電壓控制源漏間導(dǎo)通電阻。
三極管是靠載流子的運(yùn)動(dòng)來(lái)工作的,我們以NPN管射極跟隨器為例,當(dāng)基極加不加電壓時(shí),基區(qū)和發(fā)射區(qū)組成的PN結(jié)為阻止多子(基區(qū)為空穴,發(fā)射區(qū)為電子)的擴(kuò)散運(yùn)動(dòng),在此PN結(jié)處會(huì)感應(yīng)出由發(fā)射區(qū)指向基區(qū)的靜電場(chǎng)(即內(nèi)建電場(chǎng))。
肖特基二極管適用于高頻開(kāi)關(guān)電路,正向壓降和反相壓降都很低(0.2V)但是反向擊穿電壓較低,漏電流也較大。
抖動(dòng)特性絕大部分是取決于輸出芯片的特性,不過(guò),如果PCB布線(xiàn)不當(dāng),電源濾波不夠充分,時(shí)鐘參考源太沖太大也會(huì)增加抖動(dòng)成分。
信號(hào)線(xiàn)的匹配對(duì)抖動(dòng)產(chǎn)生直接的影響,特別是芯片中含有倍頻功能,本身相位噪聲較大。
極型選擇是指BJT是用PNP還是NPN管,這應(yīng)該在確定電源形式時(shí)同時(shí)考慮,有些三極管的外殼與某個(gè)電極相連,對(duì)于硅管來(lái)說(shuō)往往是集電極,在需要某極接地時(shí)應(yīng)考慮這個(gè)因素。
發(fā)射極正偏,集電極反偏是讓BJT工作在放大工作狀態(tài)下的前提條件。
三種連接方式:共基極,共發(fā)射極(用的最多,因?yàn)殡娏麟妷骸⒐β示梢苑糯螅?,共集電極。
判別三種組態(tài)的方法:共發(fā)射極,由基極輸入,集電極輸出;共集電極,由基極輸入,發(fā)射極輸出;共基極,由發(fā)射極輸入,集電極輸出。
三極管主要參數(shù):電流放大系數(shù)β,極間反向電流,集電極最大允許電流,集電極最大允許耗散功率,反向擊穿電壓=3個(gè)重要極限參數(shù)決定BJT工作在安全區(qū)域。
因J-FET的Rgs很高,在使用時(shí)首先應(yīng)注意無(wú)靜電操作,否則很容易發(fā)生柵極擊穿。
另外就是在設(shè)計(jì)電路時(shí)應(yīng)仔細(xì)考慮各極限參數(shù),不能超出范圍。
將J-FET當(dāng)做可變電阻使用時(shí)應(yīng)保證器件有正確的偏置,不能使之進(jìn)入恒流區(qū)。
射極偏置電路:用于消除溫度對(duì)靜態(tài)工作點(diǎn)的影響(雙電源更好)。
三種BJT放大電路比較:共射級(jí)放大電路,電流、電壓均可以放大。
共集電極放大電路:只放大電流,跟隨電壓,輸入R大,輸出R小,用作輸入級(jí),輸出級(jí)。
共基極放大電路:只放大電壓,跟隨電流,高頻特性好。
去耦電容:輸出信號(hào)電容接地,濾掉信號(hào)的高頻雜波。
旁路電容:輸入信號(hào)電容接地,濾掉信號(hào)的高頻雜波。交流信號(hào)針對(duì)這兩種電容處理為短路。
MOS-FET在使用中除了正確選擇參數(shù)以及正確的計(jì)算外,最值得強(qiáng)調(diào)的仍然是防靜電操作問(wèn)題,在電路調(diào)試、焊接、安裝過(guò)程中,一定要嚴(yán)格按照防靜電程序操作。
主流是從發(fā)射極到集電極的IC,偏流就是從發(fā)射極到基極的Ib,相對(duì)與主電路而言,為基極提供電流的電路就是所謂的偏置電路。
場(chǎng)效應(yīng)管三個(gè)鋁電極:柵極g、源極s、漏極d,分別對(duì)應(yīng)三極管的基極b,發(fā)射極e,集電極c。
源極需要發(fā)射東西嘛,所以對(duì)應(yīng)發(fā)射極e,柵極的英文名稱(chēng)是gate,門(mén)一樣的存在,和基極的作用差不多,其中P型襯底一般與柵極g相連。
電容基礎(chǔ)
在電源中應(yīng)用相當(dāng)多種類(lèi)的電容,輸出和輸入濾波電容、高頻旁路電容、諧振緩沖電容、電磁兼容濾波電容以及振蕩定時(shí)電容等等
用在電源輸出和輸入端的最普遍的是電解電容??梢再I(mǎi)到不同類(lèi)型電解電容,但最常應(yīng)用(最價(jià)廉)是鋁電解電容,常說(shuō)的電解電容就是指鋁電解電容(CD)。還有鉭電解電容(CA),有固鉭和液鉭。鋁電解有非常多種類(lèi),并有你所需要的電壓定額和容量(mF,和數(shù)百V電壓),但尺寸比較大。
鉭電容比鋁電容具有好得多的高頻特性,但價(jià)格貴而且電壓限制在100V和容量數(shù)百μF以下。中功率電源輸入最好選擇鋁電解電容,而輸出低壓采用貼片鉭電容。當(dāng)然貼片比插件的容量小而電壓低。
定時(shí)和高頻旁路通常采用陶瓷電容,有瓷介電容和瓷片電容(CC)。容量在幾個(gè)pF到1μF。還能夠買(mǎi)到MLC(多層陶瓷)型電容,多層電容的ESR極低且容量大,容量可達(dá)幾百μF,可以代替鉭電容。
另一類(lèi)是塑料介質(zhì)電容,有聚乙烯、滌綸(CL)、聚丙烯(CB)、聚四氟乙烯(CF)、聚碳酸脂等薄膜電容。特別是聚丙烯用于很高的dv/dt電路中,像準(zhǔn)諧振變換器和緩沖電路。紙介電容(CZ)高頻交流損耗大,一般只用于低頻濾波電路。
印刷電路上應(yīng)用最小電容和最大電阻一樣,也有限制。印刷板上兩個(gè)靠得很近的導(dǎo)體之間的分布電容,可能掩蓋了你要接入的電容。所以除非特別小心處理,一般不要用小于22pF以下的電容。
在電容手冊(cè)中規(guī)定了電容的等效串聯(lián)電阻(ESR),或者給出規(guī)定頻率(例如電解電容為120Hz)測(cè)試的損耗角tanδ=ωCRESR。而你將它使用在高頻電路中,例如用在100kHz,這時(shí)電容的ESR是多少可能使你感到為難。而ESR與頻率、溫度和電壓定額有關(guān)。在-25℃幾乎是25℃時(shí)的3倍。為預(yù)測(cè)電容的ESR,你必須知道工作頻率時(shí)相差不大于1個(gè)數(shù)量級(jí)的ESR數(shù)據(jù)。
例如,一個(gè)電源100kHz的電流紋波峰峰值1A,輸出電壓紋波峰峰值為50mV。變化的電荷量為1A×(1/100kHz)=10μC,要是電容沒(méi)有ESR,需要電容量為C=Q/U=10μC/50mV=200μF。假定采用兩個(gè)100μF電解電容。100μF電容室溫下典型的ESR為100mΩ。為了將紋波降低到50mV,需要ESR=50mV/1A=50mΩ,兩個(gè)100μF并聯(lián)獲得(這里僅考慮ESR的影響,如果再考慮電容量和ESR一起對(duì)紋波電壓影響,應(yīng)當(dāng)為3個(gè)100μF電容并聯(lián))。但是在-25℃時(shí)一個(gè)電容的ESR為300mΩ,實(shí)際上需要6個(gè)電容。在低溫時(shí)6個(gè)電容50mV,由于電容紋波電壓僅17mV,而電阻和電容的壓降不同相,所以總的紋波電壓大約Upp=[(502+172)]1/2=53mV。顯然設(shè)計(jì)的濾波器很大。高頻時(shí)ESR比電容量更主要,一般根據(jù)允許的紋波電壓和預(yù)計(jì)的ESR選擇電容量。
由于ESR存在,在電容充放電電流產(chǎn)生電阻損耗(ESR)I2,引起電容發(fā)熱,這是影響電容壽命的主要因素。這里電流是有效值。
有資料介紹,就目前生產(chǎn)的鋁電解電容在很大電壓范圍內(nèi),大量統(tǒng)計(jì)得到常溫下ESR×C=50~85×10-6(s)。一般初始計(jì)算時(shí)取其平均值65×10-6(s)。再根據(jù)允許電壓紋波選擇電容量。選擇了電容量以后,再根據(jù)電壓定額修正ESR值。提供閉環(huán)穩(wěn)定性設(shè)計(jì)。
電解電容的壽命與溫度有關(guān),電容的壽命隨溫度上升10℃下降1倍,所以85℃壽命2000小時(shí),而在平均溫度25℃時(shí)壽命為2000×26=128000=16年。這里用的是平均溫度,不是最大溫度,也不是額定溫度。除此之外,你將發(fā)現(xiàn)賣(mài)不到滿(mǎn)足整個(gè)壽命規(guī)范的電容。
因?yàn)殡娙堇匣c溫度緊密相關(guān),所以電容安裝時(shí)盡量不要靠近功率器件和發(fā)熱源,同時(shí)通風(fēng)良好。多個(gè)電容安裝在一起時(shí),電容之間應(yīng)當(dāng)留有空隙。不同外形尺寸的電容間距離為φ40以上>5mm, φ18~35應(yīng)>3mm,φ6~16為>2mm。
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作者:baidianfeng365本文地址:http://m.lkxg.cn/bdf/30967.html發(fā)布于 2024-01-31
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