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客观题


【蓝桥杯EDA】客观题

​ 全部抄的蓝桥杯EDA客观题-CSDN博客

1. PCB类知识点和题目分析

1.1 电阻

​ 电阻的基础知识:一篇了解电阻的使用-CSDN博客

知识点

电阻决定式

\[ R = ρl / S \]

  • ρ:物质的电阻率,单位为【Ω*cm】
  • I:物质的长度,单位为【cm】
  • S:物质的横截面积

​ l,s影响电阻,然后还有材料,ls相同,不同材料的导体电阻不同;还有温度,一般情况下,对于大多数导体,温度越高电阻越大,如金属;对少数导体,温度越高,电阻越小,如碳。

电阻串并联

\[ \frac{1}{R_{\parallel}} = \frac{1}{R_1} + \frac{1}{R_2} \]

\[ R_{\parallel} = \frac{R_1 \times R_2}{R_1 + R_2} \]

温度对电阻的影响

温度系数TCR:电阻温度系数,表示电阻当温度改变1摄氏度时,电阻值的相对变化,单位为ppm/℃*百万分之几 \[ \text{温度系数 } TCR = \frac{\frac{R - R_a}{R_a}}{(T - T_a)} \times 1000000 \] ​ 上面这玩意就是阻值变化率

安装方式:
  • 贴片电阻
  • 插件电阻
    • image-20250311161716833
电阻值

​ 电阻的标称阻值分为E6、E12、E24、E48、E96、E192 六大系列,分别使用于允许偏差为±20、±10%、±5%、±2%、±1%、±0.5%的电阻器。其中以 E24E96 两个系列为最常用。“E”表示“指数间距”(Exponential Spacing),它表明了电阻阻值是由公式计算出来的。

电阻值的标称

​ 这玩意是标准系列的固定值

贴片电阻

1)封装0603及以上的电阻在表面都印有丝印

2)丝印展示了两层意义:阻值大小和精度

分三类
  • 带三位或四位数字的丝印

    • 三位数字表示5%精度的,四位数字表示1%精度的,前面几位表示数值,最后一位表示 10 的 x 次方。

    • 丝印为103 10*10^3=10k 5%精度

      丝印为1003 100*10^3=100k 1%精度

  • 带有R的丝印

    • 带字母”R”的电阻一般阻值较小,精度多为1%。把R 看作是小数点,前边的数字为有效值

    • 丝印为“22R0”,将R 看作小数点,前面的22 表示有效值,读数为22.0Ω,即精度为22Ω的1%精度电阻。

  • 数字+字母R

    • 这种电阻丝印在0603 封装中比较常见,精度为1%,与之对应的标准为E-96。
    • E-96 规定:用两位数字加一个字母作为丝印,实际阻值可以通过查表来获取,两位数字表明了电阻数值,字母表明了10 的 x 次方,需要查表。
电阻的封装+功率

​ 电阻的封装指的是它的物理形态和尺寸,比如熟知的0805;这里面前两位表示电阻的长度,后两位表示电阻的宽度,其实是0.08英寸长,0.05英尺尺寸宽,只是常见的是mm单位

封装代码 0201 0402 0603 0805 1206 2512
公制尺寸(mm) 0.6 × 0.3 1.0 × 0.5 1.6 × 0.8 2.0 × 1.25 3.2 × 1.6 6.3 × 3.2
典型功率(W) 1/20W 1/16W 1/10W 1/8W 1/4W 1W
  • 存在误差,小点的±0.05,大点的能到±0.2

功率跟封装决定,如表

电阻的额定电压

电阻是有额定耐压值的,不能超过额定耐压值使用。

1、材质相同(厚膜)的额定电压,各品牌相差不大。

2、材质不同,额定电压有差别,薄膜要比厚膜要低。

3、封装越大,额定电压升高。

零欧姆电阻

​ 零欧姆电阻又称为跨接电阻,并非真正的阻值为0,实际是电阻值很小的电阻

作用:

  • 在电路中没有任何作用,只是在pcb上方便调试或为了兼容设计
  • 可作跳线
  • 方便测大电流
  • ......

零欧姆电阻阻值

​ 0Ω电阻实际最大阻值10mΩ,20mΩ,50mΩ可选,

题目

1. 电子元器件的封装与功率有直接关系,一般 0805 封装的电阻功率为( )

  1. 1/16W

  2. 1/8W

  3. 1/4W

  4. 1/2W

2. 一个贴片电阻,标识为 1002,下列对该电阻描述正确的是( )

  1. 电阻值为 10K,精度为 10%

  2. 电阻值为 100K,精度为 1%

  3. 电阻值为 10K,精度为 1%

  4. 电阻值为 100K,精度为 10%

3. 下列封装的电阻中,物理尺寸最大的是( )

  1. 0805

  2. 0603

  3. 0402

(D) 1206

4. 以下元器件中,属于无源器件的有( )

  1. 电阻

  2. 电容

(C) 电感

  1. LED

无源三兄弟:电阻、电容、电感,不耗电、不放大; 有源三巨头:晶体管、IC、运放,要供电、能增强!

常用的无源器件:电阻器、电阻排、电容器、电感、变压器、继电器、按键、蜂鸣器、喇叭、开关、连接器、插座、连接电缆、印刷电路板。

常用的有源器件:IC、模块等都是有源器件。三极管、场效应晶体管、晶闸管、模拟集成电路、数字集成电路器件。

5. 下列关于“压敏电阻”的说法中,正确的是( )

(A) 常用于电源保护电路

(B) 用力按压压敏电阻,其阻值减小

(C) 是一种半导体器件

  1. 响应速度快于 TVS 管

压敏电阻器主要用于限制有害的大气过电压和操作过电压,能有效地保护系统或设备:

1)在电力工业中,常使用压敏材料制成避雷器阀片。用氧化锌压敏材料制成高压绝缘子,既有绝缘作用,又能实现瞬态过电压保护。

2)在电子电路中,具有过电压保护、防雷、抑制浪涌电流、吸收尖峰脉冲、限幅、高压灭弧、消噪、保护半导体器件等作用。

TVS是一种二极管形式的高效能保护器件。当TVS二极管的两极受到反向瞬态高能量冲击时,它能以10的负12次方秒量级的速度,将其两极间的高阻抗变为低阻抗,吸收高达数千瓦的浪涌功率,使两极间的电压箝位于一个预定值,有效地保护电子线路中的精密元器件,免受各种浪涌脉冲的损坏。

6. 电阻负载上获得最大功率的条件是( )

  1. 电阻值远小于电源内阻

(B) 电阻值等于电源内阻

  1. 电阻值远大于电源内阻

  2. 电阻值等于电源内阻的 0.707 倍

最大功率传输定理:

当电源的内阻 \[R_s\]与负载电阻 \[R_L\] 相等时,负载获得的功率最大,即: \[ R_L=Rs \]

7. 一个 47KΩ ±1% 的贴片电阻数标值为 ________,该电阻封装为 0805,电阻实体尺寸为长 ________ mm,宽为 1.2mm。 (第一个空格处填写 10 进制整数,第二空格填写保留小数点后 1 位的有效数字)

答案: 47022.0

1.2 电容

​ 关于电容基础知识可看:一篇了解电容的使用-CSDN博客

知识点

电容本质

​ 两个相互靠近的导体,中间夹一层不导电的绝缘介质,这就构成了电容

电容本质

​ 如图所示,两端存在电势差时,介质阻碍移动,积累在金属板上存储电荷

电容量的大小

\[ C = Q / U \]

  • Q:电容器上所带的电荷量,单位为库伦(q)
  • U:电容器两端的电压差,单位为伏特(V)
  • C:电容器存储电荷的能力,单位为法拉(F)

\[ 1F=10^3\mathrm{m}F=10^6uF=10^{12}pF \]

电容的决定式 \[ C = \frac{\varepsilon_r S}{4\pi k d} \]

  • \[\varepsilon_r\] :两极板间介质的介电常数,单位是法/米 (F/m)
  • S :两极板间的正对面积,单位是平方米 (m²)
  • k :静电常数,等于 ( k = 8.987551 ^9 ) N·m²/C²
  • d :两极板间的距离,单位是米 (m)

化简后 \[ C = 8.854 \times \frac{\varepsilon_r S}{d} \quad (F) \] 想使电容容量大,有三种方法

  • 使用介电常数高的介质
  • 增大极板间面积
  • 减小极板间距离
电容的特点

​ 本质就是充放电,在电路中起到隔直流通交流的作用

公式讲解之前有,这里就引一个物理模型的记忆

电容的电流由\[ I=C \frac{dV}{dt} \]决定,当 V 不变时, \[\frac{dV}{dt} = 0\],电流为0,隔直流了,同理,交流时,不为0,通交流了

电容的作用
  • 电荷存储:

  • 能量存储:电容器可以将电能以电场的形式存储在其电场中。

  • 滤波:用于去除电源中的噪声、波动或干扰。通过将电容器连接到电源线路上的适当位置,它可以平滑电源电压并降低电源中的纹波

  • 耦合和解耦:

    • 耦合描述了信号在电路之间的传输和相互影响
      • 串联在信号路径,传输交流,隔离直流
    • 解耦则是为了降低这种影响,使电路更加独立和稳定
      • 并联在电源和地,降低噪声,稳定电源
电容串并联

  • 电容串联 个数越多,电容量越小,但耐压越大
  • 电容并联 容量相加,耐压看最小的

​ 所以,电容并联的主要作用是增加容量,串联的主要作用是减少容量,提高耐压值

安装方式

电容值

​ 在每芯片的供电电源上,我们通常会并联一个0.1uF的电容,几个芯片的供电电源上并联一个10uF的电容,

​ 作用是保证芯片的可持续供电和滤掉高频杂波得到平滑的电源,当线路上的电源还没到达芯片时,可由旁路的0.1uf电容对芯片进行供电,保证芯片的工作。

等效串联电阻ESR

​ 不是理想的,那就有内阻了,

对于不同电容的阻抗频率曲线

  • 容量大的 ESR 要小写,谐振频率低些,主要滤低频。
  • 容量小的ESR 要大些,谐振频率要高些,主要滤高频。

题目

1. 在IC的电源引脚和地之间,通常需要放置一颗电容,这颗电容的主要作用是( )

  1. 隔离直流信号

  2. 旁路(去耦)

  3. 耦合

  4. 温度补偿

电路的耗电有时候大,有时候小,当耗电突然增大的时候,如果没有电容,电源电压会被拉低,产生噪声,严重会影响CPU重启,小容量的无极电容可以把这种噪声旁路到地(小容量的电容通频带比大电容高得多)提高稳定性

2. 电容器在电路中的功能包括( )。

(A) 滤波

(B) 耦合

(C) 谐振

(D) 旁路

电容器的种类很多,不同种类的电容器起作用也不同。其在电路中的功能包括:滤波、混合、谐振、旁路等。谐振是跟电感组成谐振电路

3. 电容器上的数字标识为 475,容量是( )uF。

(A) 4.7

  1. 47

  2. 470

  3. 475

电容器的容量一般用三位数字标识,前两位为数值,最后一位为零的个数,基本单位是 pF。
因此 “475” 表示的容量为:47 00000 pF = 4.7 uF。

4. 将 3 个数字标识为 105 的贴片电容并联到一起,其等效容量约为( )uF。

  1. 1

  2. 0.33

  3. 3.3

(D) 3

数字标识为 105 的电容容量为 1uF,将三个 1uF 的电容并联后,容量为 3uF,因此正确答案为 D。

5. 对下图给出的元器件描述正确的选项是( )。

  1. 电解电容

  2. 贴片电容

(C) 容量 22uF

  1. 耐压值为 226V

这玩意是钽电容,它属于电解电容的一种,但通常“电解电容”特指铝电解电容,而钽电容有其独特分类。

6. 下列元器件中焊接时需要注意“极性”的是( )。

  1. 贴片电容

(B) 电解电容

  1. 无源蜂鸣器

(D) 有源蜂鸣器

  • 贴片电容大部分无极性
  • 电解电容和钽电容都有极性
  • 无源蜂鸣器相当于一个压电元件或电磁元件,无极性
  • 有源蜂鸣器内部包含驱动电路,通常有正负极之分

7. 下列材质的电容器中,通常无正、负极性的是( )。

  1. 钽电容

(B) X5R 电容

(C) X7R 电容

(D) 云母电容

电容器按是否具有极性可以分为两类

  • 无极性电容器
    • 特点
      • 不区分正负极
      • 适用于AC,DC电路
      • 用于高频滤波,信号耦合,旁路去耦,储能
    • 常见类型
      • 陶瓷电容(MLCC)
        • 包括X5R, X7R COG(NPO)
        • 云母电容
        • 聚酯(CBB)薄膜电容
  • 有极性电容器
    • 特点
      • 具有固定的正负极
      • 用于DC电源滤波,储能,稳压
    • 常见类型
      • 铝电解电容
      • 钽电容
      • 超级电容

8. 电路中常用的储能元件有哪几项( )。

  1. 电阻

(B) 电容

(C) 电感

  1. 磁珠

磁珠,实际上是一种高频电感,主要作用是滤除电路中的高频噪声,抑制电磁干扰。但它不是电感,

9. 描述电容的技术指标有哪些( )。

(A) 容量

(B) 耐压值

(C) 耐温值

(D) ESR

电容的主要技术指标包括 容量、耐压值、耐温值 以及 ESR(等效串联电阻)

10. 将两个参数分别为 300uF/16V 和 100uF/25V 的电容进行串联,其等效容量约为 ________ uF,可以安全工作的电压为 ________ V。
(第一空填写 10 进制整数,第二空填写“大于”或“小于”后跟随 10 进制整数)

答案: 75大于 25

1.3 封装类

知识点

从七种封装类型,看芯片封装发展史_半导体塑封工艺to、sop、ssop、tssop、dip、sot、esot、sod、qfn、sma、-CSDN博客

封装的类型发展

​ 封装的发展:TO→DIP→SOP→QFP→PLCC→BGA →CSP。

分类
  • 贴片封装
    • SOP
    • QFP
    • BGA
    • CSP
  • 非贴片封装
    • TO
    • DIP
    • PLCC
TO(Transisitor Outline)

TO代表的是晶体管外壳

​ 不过晶体管也有贴片的形式,就是后面的SOT类型,其中SOT-23是常用的三极管封装形式


DIP(Double In-line Package)

​ DIP即双直插式封装


SOP(Small Outline Package)

​ 如果说DIP是最常见的直插式封装,那么SOP就是贴片式最常见的封装。SOP即小外形封装,基本采用塑料封装。引脚从封装两侧引出呈现L字形。

也有以下类型

  • SOJ:J型引脚小外形封装
  • TSOP:薄小外形封装
  • VSOP:甚小外形封装
  • SSOP:缩小型SOP
  • TSSOP:薄的缩小型SOP
  • SOT:小外形晶体管
  • SOIC:小外形集成电路

SOP封装的优点:在封装芯片的周围做出很多引脚,封装操作方便,可靠性比较高,是目前的主流


QFP(Quad Flat Package)

QFP,即小型方块平面封装。QFP封装在颗粒四周都带有针脚,四侧引脚扁平封装。表面贴封装型封装之一


PLCC(Plastic Leaded Chip Carrier)

​ PLCC,即塑封J引线芯片封装。PLCC封装方式,外形呈正方形,32脚封装,四周都有管脚,外形尺寸比DIP封装小得多。

​ 适合用SMT表面安装技术在PCB上安装布线,具有外形尺寸小、可靠性高的优点。

​ 跟前面的QFP相比,引脚是勾在里面的,不容易变形


BGA(Ball Grid Array Package)

​ BGA,即球栅阵列封装,适应集成度的需求,


CSP

​ CSP是面积最小,厚度最小,因而是体积最小的封装。在相同尺寸的各类封装中,CSP的输入/输出端数可以做得更多。这个封装经常在内存芯片的封装中出现。

题目

1.下列哪些封装属于贴片封装( )

(A) SOT-89

  1. DIP-20

(C) SOT-23

(D) BGA

贴片封装,是指可以直接焊接在电路板表面的封装方式,常见的贴片封装包括SOT和BGA封装

DIP是直插式

2.DIODE 常用于哪种元器件的封装( )

(A) 二极管

  1. 电容

  2. 电感

  3. 三极管

Diode 这个单词本身的意思就是二极管

3. 以下封装中属于贴片封装的是( )

  1. SIP-8

  2. DIP-8

(C) SOP-8

  1. LQFP-44

SIP 单列直插封装

DIP 双列直插

SOP

LQFP 低轮廓四方变频封装,适用于表面贴装技术

4. 一般情况下,以下哪种封装可以设计的引脚数量最多( )

  1. SOT23

  2. SOP

  3. SOT89

  4. BGA

  • SOT 3-6个引脚
  • SOP 8-64个引脚
  • BGA 500-2000+
  • CPS比BGA更小,常用于较小芯片,几十个引脚差不多

5. 下图中给出的元器件,最符合那种封装类型( )

  1. SOIC

  2. QFN

  3. LQFP

  4. DIP

解析:图示为 SOIC 小外形集成电路封装,指外引线数不超过28条的小外形集成电路。
正确答案:A


文章作者: LS
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