电路设计中可靠性和抗干扰能力提升的注意事项

本文从最基本、最常用的电子元器件和基本电路的着手，介绍电路设计时应该注意的一些问题， 以提高所设计电路的可靠性和抗干扰能力。

　　一、基本元件

　　1，电阻

1）基本概念

我们都知道， I = U/R这个公式， 也知道P = UI. 电阻是一种非储能元件， 它直接将电能转换成热能， 因此， 如果电阻上消耗的功率过大， 会导致其过热而烧毁。

2）基本参数

阻值，精度，功率。 使用时我们应该注意以下一些问题：

在数字电路中， 大部分对电阻的阻值要求不是很高（如大量使用的上拉和下拉电阻）， 因此应该尽可能减少电阻的阻值的种类， 以方便采购和生产。

只有在对精度要求特别高的场合， 如电源及运放的反馈电阻， 我们才选用高精度电阻（一般1%）， 大部分场合我们选用5%精度的电阻就可以了。

在流过比较大的电流的电路中， 我们应该好好计算一下电阻消耗的功率， 否则如果实际消耗的功率大于其额定功率会烧毁电阻。

　　2，电容

1）基本概念

我们应该知道几个基本的公式：

2）特性参数

容值，精度，耐压值，泄漏电流，频率特性。 在使用的时候， 我们应该要注意以下一些问题：

耐压值：施加在电容上的电压如果高于其额定的所能承受的电压， 将会导致电容击穿烧毁， 因此， 无论如何高于实际工作电压1.5倍以上的电容耐压值，此电容可选，否则电压一旦超过耐压值，电容就容易被烧坏。

泄漏电流：泄漏电流是指在没有故障施加电压的情况下，电气中带相互绝缘的金属零件之间，或带电零件与接地零件之间，通过其周围介质或绝缘表面所形成的电流称为泄漏电流。极性电容中又分为正向泄漏电流和反向泄漏电流，反向泄漏电流很大，当在极性电容两端接上反向电压时，由于反向泄露电流很大，P=U·I，电容则会被烧毁，这也就是极性电容一定不能接反的原因。

频率特性：实际电路中，电容等价于电容与电阻并联再和电感串联。其在高频时呈感性，低频时呈容性。高频滤波用电容量小的独石电容，低频滤波时用电容量大的电解电容。

　　3，电感

1）基本概念

电感是闭合回路的一种属性。当线圈通过电流后，在线圈中形成磁场感应，感应磁场又会产生感应电流来抵制通过线圈中的电流。这种电流与线圈的相互作用关系称为电的感抗，也就是电感，单位是“亨利（H）”

2）特性参数

包括电感量，精度，饱和电流，工作频率，工作电流电感量，如图，电感为一根铁氧体磁芯和缠绕在其外部的铜导线组成，当没有磁芯时，电感量很小。

工作电流：在实际电路中，电感等效于自身串联一个电阻，电流通过会产生涡流形成热量，电感太小，通过的电流就较大，W=1/2·L·i²，会导致过热烧毁电感。

　　4，二极管

1）基本概念

二极管又称晶体二极管，简称二极管。它是一种具有单向传导电流的电子器件。

2）特性参数

包括工作电流，正向导通电压，反向电压，正向导通时间，反向恢复时间

正向导通电压：外加正向电压时，在正向特性的起始部分，正向电压很小，不足以克服PN结内电场的阻挡作用，正向电流几乎为零，这一段称为死区。这个不能使二极管导通的正向电压称为死区电压。当正向电压大于死区电压以后，PN结内电场被克服，二极管正向导通，电流随电压增大而迅速上升。在正常使用的电流范围内，导通时二极管的端电压几乎维持不变，这个电压称为二极管的正向导通电压。

反向电压：外加反向电压不超过一定范围时，通过二极管的电流是少数载流子漂移运动所形成反向电流。由于反向电流很小，二极管处于截止状态。如果反向电压过大，二极管就会被击穿。

正向导通时间和反向恢复时间：在实际数字电路中，二极管的正向导通与反向回复都是需要一定的时间才能完成，为了提高电路系统稳定性，我们要尽可能缩短导通与恢复时间，一般会用到肖特基二极管，俗称快速二极管。

　　5，三极管

1）基本概念

半导体三极管又称“晶体三极管”或“晶体管”。是能起放大、振荡或开关等作用的半导体电子器件。

2）特性参数

包括功耗，频率特性

频率特性：三极管有三种工作区间，截止区，放大区和饱和区。放大状态亦称为线性工作状态，Ic=ß·Ib，用在模拟电路中。截止和饱和状态也称为开关状态，应用于数字电路中。

　　6，电源

实际电路中，电源存在内阻，相当于串联一个电阻，此时输出电压就会有所下降，对电路中的干扰不可忽略。

　　7，导线

实际电路中，导线有一定的内阻，R=ρ·L/S，相当与电感与电阻串联，由于电感自身存在涡流效应，所以在电路、尤其在高频电路中，设计人员应当将导线设计尽量短，尽量粗。