MOSFET

1.2.1电阻与电容

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好，电阻与电容如果强加一个电压在某器件上那么器件被迫流过的电流是不可控的电流具体是多少则是该器件的性质同理，如果强行让一个电流流过某器件那么该器件两端反抗的电压是不可控的电压具体是多少也是由该器件的性质决定的我们先看电阻它位于教材的2.2.1节什么是电阻? 顾名思义，就是对电起阻碍作用的元件到底是对电流还是对电压起阻碍作用或者对电流电压都起阻碍呢如图所示有没有电阻 R1 节点电压都相等 R1 等于900欧，这里没有而节点电压 VF5 是5V VF3 仍然是5V 也就是说，电阻并没有阻碍电压即使加的是交流电也是如此如图所示插入电阻 R3 与不插入电阻 R3 电流的变化是巨大的 R3 9.9千欧，这里没有加入而电流表 AM1 是5mA AM2 是500mA 电阻靠什么来阻碍电流？电阻如果想对流过自身的电流产生影响实际是通过改变电阻两端电压来实现的电阻的特性方程可以写成 u=i*R 实际上就是欧姆定律电流流过电阻会产生与电源电压相反的电压也就是 u 随着电流的增大电阻产生的反向电压与电源电压相等时电流就不会再增加了于是电阻就起到了阻碍电流的作用我们再看电容它位于教材的2.2.2节电阻对我们来说，还算熟悉一般是如何理解电容的呢? 从构造上说金属板极之间填充电介质就构成了电容从工作过程上说电容两极可以被充放电荷从而形成电场从更深层次上看我们认为电容是对电压的变化起阻碍作用的元件它不能凭空说自己能阻碍电压的变化电容是依靠能够吞吐极大的电流来阻碍电压的变化下面我们将仿真电容依靠吞吐电流保持电路电压稳定的特性如图所示开关SW断开稳态时我们认为电容相当于开路负载上的电压 VF1 为4.5V 怎么求解的呢？稳态时电容相当于开路所以呢，回路当中就一个网孔 VF1 就等于900欧，100欧对5V电源的分压可以求出来等于4.5V 负载电流 AM3 全部由电源 V1 提供所以电源电流 AM2 也为5mA 而此时电容上的电流仅为0A 如图所示开关刚刚闭合的瞬间突然闭合由于滤波电容两端电压不能突变负载上的电压 VF2 依然保持4.5V 根据负载大小我们可以计算出 AM6 的值为4.5A 怎么算出来的呢就是用 VF2 除以 R5 的电阻那么我们就可以得到 AM6 为4.5A 同时也可以计算出电源电流 AM5 的值为5mA 计算过程很简单用5V减去4.5得到0.5V 再除以100欧那么就求出来是5mA 那么电容瞬时输出电流就得有4.495A 这个时候电容为了维持其端电压不变需要提供4.495A的电流如图所示，开关闭合达到稳态也就是电容相当于开路负载上电压 VF1 变了 49.45mV 怎么算出来的呢开关闭合，这时候呢 900欧电阻与1欧电阻是并联关系取1欧电阻那么这个电阻与100欧电阻对5V分压我们就可以算出来 VF1 应该是49.45mV 负载电流 AM3 全部由电源 AM2 提供所以 AM2 和 AM3 都是49.51mA 计算过程很简单直接拿5V可以减去49.45除以100欧当然也可以用5V除以整个串联电阻 100欧加上1欧就可以了电容上的电流为0安再看，开关断开的瞬间突然开关又断开由于滤波电容的作用负载上的电压 VF2 依然保持49.45mV 按照欧姆定律我们可以计算 AM6 的值仅为0.055mA 怎么算出来的呢开关断开所以这条支路的电阻只有900欧我们用49.45mV除以900欧就能得到它的电流了同时可以计算出电源电流 AM5 依然为49.51mA 计算过程很简单用5V减去49.45除以100欧没有变而此时电容上的电流却为49.5mA 它需要吸收49.5mA的电流这时候也可以看出电容为了维持它端电压的不变又需要吸收49.5mA的电流好，结论电容的特性方程为 iC=C*duC/dt 它的意义在于电容是靠吞吐足够的电流来维持电压稳定的电容是靠吞吐足够的电流来维持电压稳定的电压变化率越大电流吞吐电流就越大电容可以在短时间内看做是理想电压源好这节课就到这里