一、电阻

概念：顾名思义，就是增加电流通过的阻力的。就像是在水渠中放入东西，能阻止水的顺利通过也是一个道理。

基于电阻的电气特性，电阻在电路中主要有以下四个方面的作用：

1、限流：电阻在电路中限制电流的经过，电压相同的情况下，电阻值越大电流越小。
为使通过用电器的电流不超过额定值或实际工作需要的规定值，以保证用电器的正常工作,通常可在电路中串联一个可变电阻。当改变这个电阻的大小时，电流的大小也随之改变。我们把这种可以限制电流大小的电阻叫做限流电。
2、分流：在并联电路中，可以起到分流的作用。
当在电路的干路上需同时接入几个额定电流不同的用电器时，可以在额定电流较小的用电器两端并联接入一个电阻，这个电阻的作用是分流。
3、降压、分压：在串联电路中，起到分压作用。因使用电阻的大小和组合（串联或并联），可以起到升压和降压的作用。
一般用电器上都标有额定电压值，若电源比用电器的额定电压高，则不可把用电器直接接在电源上，在这种情况下，可给用电器串接一个合适阻值的电阻，让它分担一部分电压，用电器便能在额定电压下工作。我们称这样的电阻为分压电阻。
4、防护：压敏电阻主要用来浪涌防护和过压防护；熔断电阻可以起到熔断防护的作用。
浪涌电流是电源或电气设备在接通时消耗的瞬时高输入电流。这是由于为电容器和电感器或变压器充电需要很高的初始电流。浪涌电流也称为接通浪涌或输入浪涌电流。
接通时，电源中的放电电容器提供低阻抗，当它们从零充电至最大值时，允许大电流流入电路。这些电流可能高达稳态电流的20倍。即使它仅持续约10毫秒，它仍需要30到40个周期才能使电流稳定到正常工作值。如果没有限制，那么大电流除了会在电源线上产生电压骤降之外，还会损坏设备，并导致由同一电源供电的其他设备发生故障。

二、电容

概念：电容器是储存电量和电能（电势能）的元件。一个导体被另一个导体所包围，或者由一个导体发出的电场线全部终止在另一个导体的导体系，称为电容器。

基于电容的电气特性，电容在电路中主要有以下方面的作用：

1、隔直流：作用是阻止直流通过而让交流通过。
2、旁路（去耦）：为交流电路中某些并联的元件提供低阻抗通路。
（1）旁路电容：旁路电容，又称为退耦电容，是为某个器件提供能量的储能器件，它利用了电容的频率阻抗特性（理想电容的频率特性随频率的升高，阻抗降低），它能使输出电压输出均匀，降低负载电压波动。旁路电容要尽量靠近负载器件的供电电源管脚和地管脚，这是阻抗要求，在画PCB时候特别要注意，只有靠近某个元器件时候才能抑制电压或其他输信号因过大而导致的地电位抬高和噪声，说白了就是把直流电源中的交流分量，通过电容耦合到电源地中，起到了净化直流电源的作用。如图下图旁路电容，画图时候要尽量靠近IC1。

（2）去耦电容：去耦电容，是把输出信号的干扰作为滤除对象，去耦电容相当于电池，利用其充放电，使得放大后的信号不会因电流的突变而受干扰。它的容量根据信号的频率、抑制波纹程度而定，去耦电容就是起到一个“电池”的作用，满足驱动电路电流的变化，避免相互间的耦合干扰。如下图为去耦电容。

旁路电容实际也是去耦合的，只是旁路电容一般是指高频旁路，也就是给高频的开关噪声提高一条低阻抗泄防途径。高频旁路电容一般比较小，根据谐振频率一般取 0.1F、0.01F 等；而去耦合电容的容量一般较大，可能是 10F 或者更大，依据电路中分布参数、以及驱动电流的变化大小来确定。

它们的区别：旁路是把输入信号中的干扰作为滤除对象，而去耦是把输出信号的干扰作为滤除对象，防止干扰信号返回电源。

旁路和去耦都可以认为是滤波，只不过旁路电容一般放在信号的输入端，用于滤除输入信号中含有的噪声，而去耦电容则主要用于信号的输出端，用于滤除输出信号中含有的噪声。简单来说，滤波就是使直流信号中的交流成分（噪声）或者低频信号中的高频成分通过电容流向电源地。
去耦电容通常用于电源输出端和开关器件输出端，旁路电容通常用于IC的电源和信号输入引脚。Layout时要尽量使滤波电容（旁路和去耦）靠近芯片的输入或者输出引脚，以最大程度地提高输入信号的纯净度，并减少输出信号中含有的噪声对其他元件的干扰。
理论上容值越大，阻抗越低，通过的信号频率也越高，但是实际上超过1μF的电容大多是电解电容，含有很高的电感成分，频率升高后，阻抗会增大。所以会经常在电路中看到一个大电容和小电容并联，其中大电容主要用来滤除低频噪声，而小电容则用来滤除高频噪声。

3、耦合：作为两个电路之间的连接，允许交流信号通过并传输到下一级电路。

用电容做耦合的元件，是为了将前级信号传递到后一级，并且隔断前一级的直流对后一级的影响，使电路调试简单，性能稳定。如果不加电容交流信号放大不会改变，只是各级工作点需重新设计，由于前后级影响，调试工作点非常困难，在多级时几乎无法实现。

4、滤波：这个对电路而言很重要，CPU背后的电容基本都是这个作用。

即频率f越大，电容的阻抗Z越小。当低频时，电容C由于阻抗Z比较大，有用信号可以顺利通过；当高频时，电容C由于阻抗Z已经很小了，相当于把高频噪声短路到GND上去了。

滤波作用：理想电容，电容越大，阻抗越小，通过的频率也越高。电解电容一般都是超过 1F ，其中的电感成份很大，因此频率高后反而阻抗会大。我们经常看见有时会看到有一个电容量较大电解电容并联了一个小电容，其实大的电容通低频，小电容通高频，这样才能充分滤除高低频。电容频率越高时候则衰减越大，电容像一个水塘，几滴水不足以引起它的很大变化，也就是说电压波动不是你很大时候电压可以缓冲，如下图。

5、储能：储存电能，用于必须要的时候释放。

储能作用：一般地，电解电容都会有储能的作用。对于专门的储能作用的电容，电容储能的机理为双电层电容以及法拉第电容，其主要形式为超级电容储能，其中超级电容器是利用双电层原理的电容器，当外加电压加到超级电容器的两个极板上时，与普通电容器一样，极板的正电极存储正电荷，负极板存储负电荷，在超级电容器的两极板上电荷产生的电场作用下，在电解液与电极间的界面上形成相反的电荷，以平衡电解液的内电场，这种正电荷与负电荷在两个不同相之间的接触面上，以正负电荷之间极短间隙排列在相反的位置上，这个电荷分布层叫做双电层，因此电容量非常大。

6、整流：在预定的时间开或者关半闭导体开关元件。

7、调谐：对与频率相关的电路进行系统调谐，比如手机、收音机、电视机。

三、电感

概念：电感是一种由线圈组成的无源电气元件，是用于滤波、定时、电力电子应用的两端元件，属于一种储能元件，可以把电能转换成磁能并储能起来。常用字母“L”表示。

电感的工作原理

电感就是将导线绕制成线圈形状，当电流流过时，在线圈（电感）两端就会形成较强的磁场。由于电磁感应的作用，会对电流的变化起阻碍作用。

因此，电感对直流呈现很小的电阻（近似于短路），对交流呈现的阻抗较高，其阻值的大小与所通过交流信号的频率有关。

同一电感元件，通过交流电流的频率越高，呈现的阻值越大。

电感的两个重要特性
1、电感对直流呈现很小的电阻（近似于短路），对交流呈现的阻抗与信号频率成正比，交流信号频率越高，电感呈现的阻抗越大；电感的电感量越大，对交流信号的阻抗越大。
2、电感具有阻止电流变化的特性，流过电感的电流不会发生突变，根据电感的特性，在电子产品中常作为滤波线圈、谐振线圈等。

电感的功能及作用

1、电感的滤波功能

（1）LC滤波电路

在电感滤波中，纹波系数与负载电阻成正比，另一方面，在电容滤波中，它与负载电阻成反比，因此如果将电感滤波与电容结合起来，纹波系数将几乎与负载滤波无关。它也被称为电感输入滤波电路、扼流输入滤波电路、RC滤波电路。
在该电路中，扼流圈与负载串联，为交流分量提供高电阻，并允许直流分量流过负载。负载两端的电容并联连接，过滤掉流过扼流圈的任何交流分量。通过这种方式，就可以得到整流，并通过负载提供平滑的直流电。

（2）电感滤波电路
这种类型也叫做扼流过滤电路，由插在整流器和负载电阻R之间的电感组成。整流包含交流分量和直流分量。当输出通过电感时，为交流分量提供高电阻，而对直流分量没有电阻。因此整流输出的交流分量被阻断，只有直流分量到达负载。

2、电感的谐振功能
电感通常和电容并联构成LC谐振电路，主要用来阻止一定频率的信号干扰。
3、LC串联、并联谐振电路

（1）LC串联谐振电路

将电感与电容串联，可构成串联谐振电路，如下图所示。

该电路可简单理解为与LC并联电路相反。LC串联电路对谐振频率信号的阻抗几乎为0，阻抗最小，可实现选频功能。电感和电容的参数值不同，可选择的频率也不同。

（2）LC并联谐振电路

电感与电容并联能起到谐振作用，阻止谐振频率信号输入。电感对交流信号的阻抗随频率的升高而变大。电容的阻抗随频率的升高而变小。
电感和电容并联构成的LC并联谐振电路有一个固有谐振频率，即共谐频率。
在这个频率下，LC并联谐振电路呈现的阻抗最大。利用这种特性可以制成阻波电路，也可制成选频电路。

电感的应用：①DC-DC转换电路。②射频电路；

四、保险丝

概念：保险丝（fuse）也被称为电流保险丝，IEC127标准将它定义为"熔断体（fuse-link)"，是一种保证电路安全运行的电子元器件，其主要起过载保护作用。保险丝有条丝状、片状（裸片状）、玻璃管状、陶瓷管状、塑胶片状带金属片状接脚（汽车保险丝）、圆柱体状等外形。

作用：

当电路发生故障或异常时，伴随着电流不断升高，并且升高的电流有可能损坏电路中的某些重要器件，也有可能烧毁电路甚至造成火灾。若电路中正确地安置了保险丝，那么保险丝就会在电流异常升高到一定的高度和热度的时候，自身熔断切断电流，从而起到保护电路安全运行的作用。

五、二极管

概念：何谓二极管？在电子元件当中，一种具有两个电极的装置，只允许电流由单一方向流过，许多的使用是应用其整流的功能。而变容二极管（Varicap Diode）则用来当作电子式的可调电容器。由于大部分的二极管所具备的电流方向性，因而我们通常称之为“整流（Rectifying）”功能。二极管最普遍的功能，就是只允许电流由单一方向通过（称为顺向偏压），反向时阻断（称为逆向偏压）。因此，二极管可以想象成电子版的逆止阀。

作用：

1、整流

这是全波整流电路，电路中的VD1和VD2为整流二极管，在电源电路中都是用整流二极管构成整流电路，整流电路将交流电压转换成单向脉动的直流电压。利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉冲直流电。

2、开关

电路中VD1是开关二极管，他的作用相当于一个开关，用来接通和断开电容C2的。
二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。

3、限幅

电路中的二极管串联后接在集成电路A1输出信号引脚与地之间，构成对输出信号的限幅，防止输出信号太大而损坏后面的三极管。
二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。

4、稳压

稳压二极管实质上是一个面结型硅二极管，稳压二极管工作在反向击穿状态。在二极管的制造工艺上，使它有低压击穿特性。稳压二极管的反向击穿电压恒定，在稳压电路中串入限流电阻，使稳压管击穿后电流不超过允许值，因此击穿状态可以长期持续并不会损坏。

5、防接反

二极管防接反电路如下：

二极管起电路电源正负极接反作用。电容C为电路板上的电源滤波电容。一般情况下，电路板输入电源中都会加二极管来防止电源接反时，而烧毁电路板。防反二极管一般接在电源输入端的正极上，当然也可接在负极上。
通常用肖特基二极管作为防反二级管。
肖特基二极管，是功耗低、超高速的半导体器件。其最显著特点是反向恢复时间极短（可以小到几纳秒），正向导通压降0.4V左右。其主要用于高频、低压、大电流整流二极管、续流二极管、保护二极管，也有在微波通信等电路中作整流二极管、小信号检波二极管使用。在变频器、通信电源等应用中比较常见。

工作原理：

当电流流过二极管处时，由于二极管的单向导电性，阻止了电流流过，此时的负载无法构成回路，对负载电路没有任何影响。
假如没有这个防电源接反二极管，当电源接反时，此时负载电路构成回路，负载流过的电流与正常情况不一样，从而导致负载电路烧毁。

注意：二极管防接反电路中主要利用二极管的的单向导电特性。

二极管常见应用：

1、整流二极管：利用二极管单向导电性，可以把方向交替变化的交流电变换成单一方向的脉动直流电。
2、开关元件：二极管在正向电压作用下电阻很小，处于导通状态，相当于一只接通的开关；在反向电压作用下，电阻很大，处于截止状态，如同一只断开的开关。利用二极管的开关特性，可以组成各种逻辑电路。
3、限幅元件：二极管正向导通后，它的正向压降基本保持不变（硅管为0.7V，锗管为0.3V）。利用这一特性，在电路中作为限幅元件，可以把信号幅度限制在一定范围内。
4、继流二极管：在开关电源的电感中和继电器等感性负载中起继流作用。
5、电压稳定器：通过利用二极管的正向特性，可以制造出电压稳定器来稳定电路中的电压。
6、信号检波器：二极管可以被用作信号检波器，它可以将模拟信号转换成包含原始信息的脉冲信号。
7、光电二极管：光电二极管是一种能够将光转换成电信号的器件，常见于光电传感器、遥控器和通信设备中。
8、温度传感器：某些特殊类型的二极管，如温度补偿二极管，可以用来监测和测量温度。
9、快速恢复二极管：这种特殊类型的二极管具有快速恢复时间，适用于高频电路中的应用，如电源开关和变频器。
10、触发二极管：又称双向触发二极管（DIAC）属三层结构，具有对称性的二端半导体器件。常用来触发双向可控硅，在电路中作过压保护等用途。