电子电路

电子电路由单个电子元件组成，例如电阻器、晶体管、电容器、电感器和二极管，它们通过电流可以流过的导线或迹线连接。 它是一种电路，被称为电子电路而不是电气电路，通常必须存在至少一个有源组件。 组件和电线的组合允许执行各种简单和复杂的操作：可以放大信号，可以执行计算，并且可以将数据从一个地方移动到另一个地方。

电路可以由通过单根导线连接的分立元件构成，但如今更常见的是通过光刻技术在层压基板（印刷电路板或 PCB）上创建互连并将元件焊接到这些互连上以创建成品 电路。 在集成电路或 IC 中，组件和互连形成在同一基板上，通常是半导体，例如掺杂硅或（不太常见）砷化镓。

电子电路通常可分为模拟电路、数字电路或混合信号电路（模拟电路和数字电路的组合）。 电子电路中使用最广泛的半导体器件是 MOSFET（金属氧化物半导体场效应晶体管）。

面包板、穿孔板和条形板通常用于测试新设计。 它们允许设计人员在开发过程中快速更改电路。

模拟电子电路是其中电流或电压可能随时间连续变化以对应于所表示的信息的电路。

模拟电路的基本元件是导线、电阻、电容、电感、二极管和晶体管。 模拟电路通常用原理图表示，其中电线显示为线，每个组件都有xxx的符号。 模拟电路分析采用基尔霍夫电路定律：节点（导线相交处）的所有电流，导线闭合回路周围的电压为0。导线通常被视为理想的零电压互连； 通过明确添加寄生元件（例如分立电阻器或电感器）来捕获任何电阻或电抗。 晶体管等有源元件通常被视为受控电流或电压源：例如，场效应晶体管可以建模为从源极到漏极的电流源，电流由栅源电压控制。

当电路尺寸与相关信号频率的波长相当时，必须使用更复杂的方法，即分布式元件模型。 电线被视为传输线，具有名义上恒定的特性阻抗，起点和终点的阻抗决定了线上的传输波和反射波。 根据这种方法设计的电路是分布式元件电路。 对于频率高于 GHz 的电路板，此类考虑通常变得很重要； 集成电路更小，可以被视为频率小于 10GHz 左右的集总元件。

在数字电子电路中，电信号采用离散值来表示逻辑值和数值。 这些值表示正在处理的信息。 在绝大多数情况下，使用二进制编码：一个电压（通常是更正的值）代表二进制“1”，另一个电压（通常是接近地电位的值，0 V）代表二进制“0” '. 数字电路广泛使用晶体管，相互连接以创建提供布尔逻辑功能的逻辑门：AND、NAND、OR、NOR、XOR 及其组合。 相互连接以提供正反馈的晶体管用作锁存器和触发器，具有两个或多个亚稳态的电路，并保持在这些状态之一，直到被外部输入改变。

因此，数字电路可以提供逻辑和存储器，使它们能够执行任意计算功能。 （基于触发器的存储器被称为静态随机存取存储器 (SRAM)。基于在电容器中存储电荷的存储器、动态随机存取存储器 (DRAM) 也被广泛使用。）

数字电路的设计过程与模拟电路的过程根本不同。 每个逻辑门重新生成二进制信号，因此设计人员无需考虑失真、增益控制、失调电压和模拟设计中面临的其他问题。 因此，可以以低成本制造极其复杂的数字电路，将数十亿个逻辑元件集成在单个硅芯片上。 这种数字集成电路在现代电子设备中无处不在，例如计算器、手机和计算机。