電路中元件的大小如何確定？

01-05

一個電路中像電阻、電容等元件的大小是如何具體得出來的？特別是和三極體等配合的電路中？

是計算出來的。

我們來看下圖：

計算電路時，必須從負載側往前計算。圖中最大電流的元件就是繼電器J了，所以從繼電器開始往前來計算。設圖中兩隻晶體管的電流放大倍數為30倍。

1）確定R5

當繼電器吸合時，有：

$U_{R5} =24-18-0.3=5.7V$

所以R5的參數為：

$R_{5} =frac{U_{R5} }{I_{R5} } =frac{5.7}{20} approx 0.285kOmega$

取標稱值280 $Omega$

$P_{R5} =0.02^{2} imes 280approx 0.112W$

故R5的功率為1/8W。

2）確定R3和R4

$I_{B.T2} =frac{20}{30} approx 0.67mA$

R4上的電壓：

$U_{R4} =U_{BE.T2} +U_{R5} =0.7+5.7=6.4V$

取流經R4的電流5倍於T2基極電流，於是R4的參數為：

$R4=frac{U_{R4} }{5I_{2.B} } =frac{6.4}{5 imes 0.67} approx 1.91kOmega$

取標稱值2k $Omega$ 。

$P_{R4} =(5 imes 0.00067)^{2} imes 2000approx 0.022445W$

故R4的功率為1/8W。

其餘電阻參數選擇類似，不再重複舉例計算。

至於電容，只要確認出它的電壓即可。一般地，電容電壓取為實際電壓的1.5倍。

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計算元器件參數又叫做電路的定量分析，是很有意義的一件事。

一方面，我們可以確認各個元件的選用參數，另一方面，還可以修改參數或者元件。

例如上圖中，如果我們把R3換成一隻穩壓二極體（負極朝向R2），效果會更好。

由此可知，電路的設計程序是：

第一：定性地設計電路；

第二：定量地計算電路和修改電路，並就此計算出電阻的功率、電容的耐壓等等；

第三：複核本電路與其它電路的協調性，並最終確定設計。

算出來的。

你以為問的是個簡單問題，但實際確實小問題大內涵。真要認真回答，寫半本《模擬電子》不再話下。

所以你如果是真打算知道，還是自己去看《模擬電子》，如果只是泛泛了解，知道我們是算出來的就夠了。

一開始憑計算，用多了憑經驗。

許多場合都要在不同的要求之間取捨，比如信號線的上/下拉電阻、分壓電阻之類，為穩定性考慮應當小些，為功耗考慮則應該大些；濾波電容之類大些濾波效果好，小些則體積小。

短答案: 用模型 + 計算進行分析. 分析中無外乎兩個模式: 大電流 (DC 工作點) / 小電流(AC工作狀態). 公式一共兩條: Kirchhoff"s circuit laws KVL(基爾霍夫電壓定律)和KCL(基爾霍夫電流定律)

這種分析方式適用於: 存在一階非線性原件(如三極體, 場效應管)和線性元件(如電阻, 電容, 電感)的低頻電路中.

不適用於: 存在高階非線性元件; 存在射頻原件.

講個故事吧.

在我還是小本的時候, 曾經上過Eric S. Furgason 教授的模擬電路課程.

上課之前, 我們還是一幫左手戴維寧定理, 右手微分方程, 自以為要碾壓這門課的偽學霸.

第一份作業: 設計一個三極體放大器.

我查了三極體的各種直流參數, 信心滿滿的作圖, 計算 - 然後模擬;

哎呀我去, 怎麼少兩個方程... 這解個毛線啊...

彼時的我只會用電阻分壓的方法實現可調電壓, 只會用I=V/R來計算電流.

不出意料的, 我的模擬模擬結果一塌糊塗; 別說放大, 就連直流工作點都調試不對.

於是我去請教教授了.

(我知道你們想聽一個教授把我血虐一頓然後一語點醒我人生的目標)

教授說我不知道, 這個應該是Easy Calculation.

我屮艸芔茻當時就傻了. 失魂落魄的回去翻書.

然後還是不對.

最後沒辦法了, 我使出了大招(參見大灰灰的答案), 我在模擬模擬裡面, 把所有能調節的參數掃描了一遍.

恩... 用時一個下午. 但是我的放大器竟然有14.43 的放大倍數! (要求是10, 班裡不少人沒達到這個要求, 徘徊在8~9)

然後我如同發現了新大陸一般!

直到我後來開始讀研的時候

老闆看著我的成績單說: I don"t think you are a good analog designer. I will ask LC to do the analog part for you.

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別多想. 好好讀書.

拓撲結構固定以後，根據功能確定參數選型號，比如濾波算 RC 值，變壓算匝數比等，最後在散熱，尺寸，成本，應力等因素之間取捨，確定封裝。

這過程也不一定線性的，可能算到最後發現怎麼都無法滿足各方條件，那就返回去改電路。還有一些不好算的，無法測的，實際和理論會差比較大的，可以用一個大概夠用的封裝，然後實際中小心測試，可以換同樣封裝參數不同的元件。

然而老手能憑經驗定。。。這就不斷燒(zha)元件燒出來的。。共勉。

謝邀。題主我教你個絕招哦，一般人我不告訴他的。

首先拿到板子，從元件庫里隨手抓出一堆東西，把板子裝好，通電測試。（如果不工作或者炸了，返回上一步重新來過，以下遇到類似杯具都這麼處理。）如果一切正常，記錄下此次的目標性能參數A0。

找一個十面骰子（六面也可以但出於某些其妙的原因比如元件位號都是十進位，你會發現十面骰子好用些）。

像賭神周潤發那樣，豪氣地擲一把。這樣會有兩種情況，骰子數字大於八，或者不大於八。為什麼是八？吉利唄。

數字不大於八的話，繼續保持賭神的氣勢，重複擲出兩個元件位號，直至這兩個位號代表的元件是同一類型，比如都是電阻或都是三極體。交換這兩個元件。通電測量目標參數A1。

要是剛才的數字大於八，則只需要擲出一個位號。然後從元件庫里隨手抓一個同類元件，替換掉它。再通電測量目標參數A1。

記該次實驗次數為k（這裡k=1）。比較結果A1（或Ak）和上次（初次）結果A0（或Ak-1）。

如果A1 （或Ak）優於A0（或Ak-1），接受新的A1（或Ak）。

如果A1 （或Ak）劣於A0（或Ak-1），以概率：exp(-(A1-A0)*k/N**2)，接受新的A1（或Ak）。其中N為元件總數量，exp是指數函數，**是冪函數，**2就是求平方。

「以概率神馬接受神馬」，好像很高深的樣子，這個怎麼做呢？首先把數字放到公式里去算，如果你的數學學的比我好，一定能算出這是一個0到1之間的小數。OK，在紙上寫下來，要寫上足夠多的位數哦。然後紙上另起一行寫「0.」，找回剛才的骰子來扔。在「0.」後面，寫下骰子數字-1，繼續擲骰子抄數字，直到比出大小為止。如果我們擲出來的數字小於算出來的，接受剛才的修改。否則拒絕剛才的修改，也就是要改回去。

在接受A1（或Ak）或拒絕A1（或Ak）的基礎上，恢復賭神的氣勢，重複擲骰子跟八比較，以及下面的所有步驟。別忘了每一次給次數k加個1。

在差不多（我瞎猜的）k能大於N**4以後，最佳方案幾乎肯定出來了。

如果你能嚴格遵照步驟執行，就可以在不懂電路原理、模擬電路、數字電路、集成電路、電磁學、信號處理、通訊、計算機原理、控制理論、半導體物理、電池原理、電源技術、電機學、運動控制、電力系統這些不知所云的東西的情況下，只要認識什麼元件是什麼、會焊電路會接線、會通電會讀儀錶示數，就能搞定所有「選好元件就能量產」的工作啦！

我這方法可真不是瞎掰哦，相信在30年內，越來越多的設計製造工作都會遵循類似的方案。（只不過執行者是計算機啦這樣的事情我不會輕易說的。）

什麼？你問我這麼做要花多少時間多少錢？呃，怎麼說呢，做一兩次的話，應該比從電路學起要省事吧我猜。Anyway，有結果就行了，what else would anyone care about?

做人呢，最重要的就是開心啦。（逃

（溜回來補一句：拒絕轉載。繼續逃

試驗的時候靠經驗，尤其是數電那種有和無的區別還是很寬鬆的，比如5v單片機點個LED用多大電阻？220Ω~5k都能點亮，沒問題，靠經驗隨便抓一個能用就行。CMOS輸入抗干擾上拉電阻？1k-100k都可以。也是靠經驗。

生產的時候用建議算出來，尤其是模擬電路，比如三極體基極偏置，功放零點調整之類的，都要經過計算和模擬。有幾種方法，可以是算出來的，如樓上一堆公式。也可以經過EDA模擬得出來，比如multisim，proteus，tina之類，適合比較簡單的系統模擬。

設計電路的時候，每一個電阻電容都是有目的的，如果你不明白為什麼會放這些東西，並且不知道他們的值怎麼來的我覺得你十有八九會掉到坑裡。

我知道這些的原因是因為我掉進去，還不止一次！

根據手冊的參數計算。

簡單的三極體和MOS可以讀一讀鈴木雅臣的?晶體管電路設計?一代神書。

運放參數計算很麻煩，除了算還要模擬，不錯的參考書籍有TI的「運算放大器權威指南」等，Tim Green的運算放大器穩定性分析文檔也很不錯，值得一看。

從應用層面來講，相當一部分電阻、電容值的大小是根據設計經驗或者典型電路來決定的，很多時候說不出來為什麼要這麼大的電阻、電容。還有一些簡單的，如IO口的限流電阻，就需要根據單片機的一些參數（最大灌電流）來決定了。

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