一、基礎元器件學習
1、電阻
1.1 作用
電阻的工作原理是基于歐姆定律，即電阻的阻值取決于其材料、長度和橫截面積。電阻的主要作用是限制電流，調節電壓和電流，以及保護電路。
1.2 數值計算
?歐姆定律
注意：上拉電阻、下拉電阻往往會選擇1kΩ到10kΩ
2、電容
2.1 原理
2.2 作用
電容：電容的工作原理是基于電容器充放電的特性。當電容器兩端加上電壓時，電容器會充電，儲存電荷；當電容器兩端電壓降低時，電容器會放電，釋放儲存的電荷。電容的主要作用是過濾電源上的波動和紋波(濾波)、耦合，平滑電源 通交隔直。
（1）濾波
需要認識到一點就是電路中的信號不是一成不變的直流電，而是混有波動信號的。將波形進行分解可將實際電壓信號分解成一個直流(虛線）和一個交流（實線)
經典濾波電路：
濾交流留直流
此外對于交流信號有高低頻之分，所以對于低頻和高頻信號需要不同的電容進行濾波，大電容濾低頻 小電容濾高頻。一般情況下，使用10uF濾除低頻信號，100nF(0.1uF)濾除高頻信號，且先濾低頻后濾高頻。
旁路電容濾波
統一使用100nF進行旁路濾波
RC延時電路
RC延時原理：如圖，3.3V電源通過R1之后會給C1充電，A點的電壓會從0開始升高，對于后續電路來講，A點升高到后續電路所需有效電壓的時間t就可以認為是延時的時間。
3、電感
3.1 作用
電感：電感的工作原理是基于電磁感應的原理。當電流通過線圈時，會產生磁場，磁通量隨著電流的變化而變化。電感的主要作用是在電路中儲能、濾波、阻抗匹配。“通直流，阻交流“
充磁
放磁
因為電流不變化時di/dt =0；(di/dt是電流的變化量，電流隨時間變化越快，di/dt越大，如果電流隨時間不變化，di/dt = 0)；
因為感應電動勢UL = L * (di/dt) ,得出電流不變化時。感應電動勢為0，無感應電流
當電感通電的瞬間電流從0開始有值，這個變化時間很短，所以變化很快，di/dt大，
產生感應電動勢和感應電流，由楞次定律感應電流的方向總是和變化的方向相反，所以產生的感應電流的大小正好和施加電流的方向相反，在這一瞬間產生的電流基本會被抵消，導致電感兩端的電流為0；但是此時電感的電壓并不是0；
4、二極管
4.1 介紹
二極管：二極管的工作原理是基于PN結的單向導電性。在正向偏置時，PN結中的電子會從N極流向P極，形成電流；在反向偏置時，PN結中的空穴會從P極流向N極，形成反向電流。
二極管的主要作用是整流、穩壓和保護電路。
4.2 作用
（1）整流
通過整流橋實現：
（2）穩壓和保護電路
通過 穩壓二極管（齊納Zener二極管）實現
普通二極管一般在正向電壓下工作，穩壓管則在反向擊穿狀態下工作，二者用法不同；????????普通二極管的反向擊穿電壓一般在40V以上，高的可達幾百伏至上千伏，而且在伏安特性曲線反向擊穿的一段不陡，即反向擊穿電壓的范圍較大，動態電阻也比較大。
????????對于穩壓管，當反向電壓超過其工作電壓Vz（亦稱齊納電壓或穩定電壓）時，反向電流將突然增大，而器件兩端的電壓基本保持恒定。對應的反向伏安特性曲線非常陡，動態電阻很小。
穩壓管可用作穩壓器、電壓基準、過壓保護、電平轉換器等。
例：
5、三極管
5.1 介紹
三極管：三極管的工作原理是基于電流放大和開關的原理。三極管有三個極：發射極、基極和集電極。當三極管工作時，基區內的電子會被激發到發射區，形成發射極電流；同時，集電區的空穴會被吸引到基區，形成集電極電流。三極管有兩種：NPN型 和 PNP型? ? ? ? ?
區分方法：首先，看箭頭，都是（P→N），確定基極和發射極，集電極是P是N看發射極三極管有三種狀態：截止態、放大態、飽和態??
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當工作在放大態時：Ic=β*Ib ;I
e=Ib+β*Ib =（1+β）*Ib；( β為放大系數)
引用視頻講解：三極管的工作原理_嗶哩嗶哩_bilibili三極管的主要作用是放大信號、電流控制，控制電壓以及開關電路。
5.2 應用
開關
例：
6、MOS管
6.1介紹
MOS管：場效應管（MOS管）的工作原理是基于半導體材料的電壓控制特性。在MOS管的源極和漏極之間加上電壓時，會產生一個垂直的電場，這個電場會控制源極和漏極之間的電阻。MOS管的主要作用是放大信號、降低阻抗和開關電路。
6.2 PMOS 與NMOS
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6.3 特點
特點：1、輸入阻抗非常高，因為MOS管柵極有絕緣膜氧化物，甚至可達上億歐姆，所以他的輸入幾乎不取電流，可以用作電子開關。
2、導通電阻低，可以做到幾個毫歐的電阻，極低的傳導損耗。
3、開關速度快，開關損耗低，特別適應PWM輸出模式。
對比三極管開關與MOS管開關
三極管開關：流控，耗能，反應速度較慢（三極管打開要經歷 截止-->放大-->飽和? 狀態的變化）
MOS管開關：壓控，幾乎無能耗，開關反應速度快
6.4 應用舉例
二、運放-集成運算放大電路
1.運放定義與特性
把三極管、電阻、電容等元器件以及它們之間的導線制作在同一小塊單晶硅的芯片上。這些元器件的組合電路具備一定的功能。集成電路運算放大器簡稱運放
2.分類
2.1 電壓比較器
2.1 電壓跟隨器
在電壓選擇器的基礎上引入負反饋
假設Un初始為0，Up輸入3V電壓，當Up輸入的那一刻，Up>Un，按照運放特性曲線，Uo會輸出高電平，但是這個高電平并不是突變的，而是線性變化，需要時間一點一點上升，因為Uo和Un短接，所以Uo上升，Un也跟著上升，當Uo上升到臨近Up即Un≈Up時，此時由于運放的特性，Uo不變，此時可視作Uo=Up，所以輸入的Up和輸出Uo相等，將此稱作電壓跟隨器。
?虛短與虛斷的概念
由上面的負反饋可以看出，只要存在負反饋，其Up=Un，就像短路了一樣，稱為虛短。而運放內阻很高，導致Ip和In幾乎為0，就像兩個點斷開了一樣，成為虛斷。
需要注意的是，只有負反饋存在，虛短才會存在。
2.3 同相比例放大器
分析：?
2.4 反相比例放大器
分析：
2.5 同相加法器
補充：
2.6 同相減法器
2.7?反向加法器
三、常見運放芯片
LM358、LMV358、LM393
1. LM393
常見應用：
1.1 火焰傳感器電路
分析：
反相端電壓：由于斷路，U6=3.3v
同相端電壓：由于U5是R67上分壓的一部分，由于R61的存在，R67上最大的分壓也要小于3.3v，也就是U5一定會小于3.3v
同相端 < 反相端? ?---> 輸出低電平 ----> LD6熄滅
反相端電壓：由于火焰傳感器導通了，所以R76和R77那條線路會被短路，相當于反相端直接接地了，所以U6=0
同相端電壓：由于U5是R67上分壓的一部分，假設R67上半部分為a，下半部分為b,則U5=3.3 * b/(100R+a+b)，一定大于等于0（默認大于0）
同相端>反相端 --->輸出高電平 --->LD6點亮
1.2 光敏電阻模塊電路
分析：
AO的作用是輸出Up，AO可外界ADC，即可計算光照強度的大小
通過調節VR1，可以設置Un的大小，即可用于設定光照強度閾值
Up的大小等于光敏電阻的分壓，
光照強度變大-->光敏電阻阻值降低-->光敏電阻分壓降低-->Up減小-->若比Un(閾值)小，則DO為0
光照強度變小-->光敏電阻阻值升高-->光敏電阻分壓升高-->Up增加-->若比Un(閾值)大，則DO為1
1.3 煙霧傳感器電路
煙霧傳感器特性:
當煙霧濃度增大-->煙霧傳感器內部可導電顆粒物增多-->傳感器導電性增強-->相當于煙霧傳感器電阻降低
當煙霧濃度降低-->煙霧傳感器內部可導電顆粒物減少-->傳感器導電性降低-->相當于煙霧傳感器電阻增加
分析：
AO的作用是輸出Un，AO可外界ADC，即可計算煙霧濃度的大小
通過調節VR1，可以設置Up的大小，即可用于設定煙霧濃度閾值
Un大小等于 大小為1k的那個電阻（設為R1）分壓，煙霧傳感器電阻（Rs）
當煙霧濃度增大-->煙霧傳感器電阻降低-->Rs分壓降低-->R1分壓增大-->Un增大-->若比Up(閾值)大，則DO為0
當煙霧濃度降低-->煙霧傳感器電阻增大-->Rs分壓增大-->R1分壓降低-->Un降低-->若比Up(閾值)小，則DO為1
?2.LMV358
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兩組運放組合
常見應用電路：電壓跟隨器
特點：U5=U7=U6
