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[电路] 这些电路基础知识，你还知道吗?

我们一直在强调基础的重要性，现如今的电子工程师，其实是代码工程师，对于一些基本的模拟电路基础已经遗忘了，或者根本没有弄清楚，高屋建瓴不可取，扎实的理论功底是十分重要的。

　　先来说说一些基本的概念，导体、半导体、绝缘体、电介质。

　　什么是导体呢?并不是能导电的物体叫导体，不能导电的物体叫绝缘体，导体是善于导电的物体，即是能够让电流通过材料;那为什么金属善于导电呢?在金属中，部分电子可以脱离原子核的束缚，而在金属内部自由移动，这种电子叫做自由电子。当电子处于外部电场中时，受到电场力的作用，会产生定向移动，产生电流，金属导电，靠的就是自由电子。

　　而溶液的导电性靠的是溶液中离子的游动来传导电荷，能够传导电流的溶液称为电解质溶液。

　　通常情况下，电阻率小于10^(-5)Ω·m的称导电体，如金属材料等。电阻率大于10^8Ω·m的称绝缘体，如陶瓷、橡胶、塑料等材料。介于两者之间的称半绝缘体或半导体。

　　电介质，电工中一般认为电阻率超过10欧/厘米的物质便归于电介质。电介质的带电粒子是被原子、分子的内力或分子间的力紧密束缚着，因此这些粒子的电荷为束缚电荷。在外电场作用下，这些电荷也只能在微观范围内移动，产生极化。在静电场中，电介质内部可以存在电场，这是电介质与导体的基本区别。

　　导体靠自由电荷传导来导电，而电介质是以感应而不是以传导的形式来传递电的作用和影响的。

　　相对介电常数就是用来表征电介质极化强度的量，由此引出电容的概念，

以平板电容器为例，即为填充在电容两极板间的电介质的介电常数，S为极板面积，d为极板距离。越大，极化强度越强，S面积越大，极板可容纳电荷越多，C与极板间距离d成反比。

　　一个电容的容值是固定的，而且电容的是有耐压值的， C=Q/U，就是说当极板间的电压升高时，电容极板上存储的电荷量随之增加，但是当电压达到了耐压值时，由于极板间所能容纳的电荷已经达到最大值，电介质的极化强度也达到最大值，再升高电压，介质就无法束缚电荷，而变为传导电荷，就会造成电容的击穿，当然这只是宏观的理解，如果深究电容击穿的机理，请查阅其它资料。

　　我为什么要说电容呢?因为很多时候由于电容的存在，导致了模拟电路的复杂性，所以很好的理解电容还是很重要的，包括它的微观机制。

　　纯水是介电常数较高的电介质，但是我们生活中用的水，由于里面溶解有各种离子等杂质，所以导致了介电常数的大大降低，也就容易导电。

　　模拟电路中的无源元件主要有电阻、电容和电感，电阻是比较容易理解的元件，其阻值是一个不随频率变化的量，而电容则不然，其容抗值随着频率的升高而逐渐下降，在频域分析时，电容需用1/Cs替换，其中s是一个频率相关的量，用jw替换，j2=-1，w为角频率，单位是弧度/秒，因此可以看出，在频域内，电容的容抗值随频率是单调下降的，单独的一个电容也是比较容易理解的。

　　相信大家都知道我们在设计电路时，都要在集成芯片的电源和地管脚之间放2个旁路电容，容值一大一小，其目的是将电源上的一些干扰滤掉，为什么要用2个呢?按理说小电容完全是没必要的，交流的成分都会从大电容走掉，因为由1/Cs知，大电容的容抗永远低于小电容，其根本原因是，我们认为的电容是理想的，而实际上在高频时由于大电容的感性效应，使得高频时感抗较高，因此需要用一个小电容滤除高频纹波。