Hardware e sistemas embarcados
Arduino, RISC-V, MSP430, PLC, drivers de Linux e engenharia de sistemas embarcados.
第 1 章 7:FET / MOSFET 場效電晶體
MOSFET 是「現代電子的主角」。所有 CPU、GPU、記憶體、開關電源,都是由 MOSFET 構成。 本章帶您理解這個改變世界的元件。
Ler artigo →第 1 章 8:變壓器(Transformer)
1. 初級線圈通過交流電流 → 產生交變磁通 2. 磁通經磁芯傳導到次級線圈 3. 變化磁通在次級感應電壓(法拉第定律)
Ler artigo →第 1 章 9:繼電器與開關
Toggle(切換式):切過去就保持,再切回 Pushbutton(按鈕式):按壓動作,分常開(NO)/ 常閉(NC) 即時型(momentary):放開回復 鎖定型(latching):按一下開、再按一下關 Slide(滑動式):左右滑動切換 Rotary(旋轉式):多檔位選擇 Rocker(搖頭式):常見於電源開關 DIP Switch:印刷電路板上的微型撥碼開關 Tact Switch:觸控按鍵(最常用於 PCB)
Ler artigo →第 1 章 10:電池與電源
1. 過充保護(V 4.25V 切斷充電) 2. 過放保護(V < 2.5V 切斷放電) 3. 過電流保護(短路保護) 4. 溫度保護(NTC 監測) 5. 電量計(庫侖計,估算剩餘容量) 6. 平衡(多 cell 串聯時)
Ler artigo →第 1 章 11:基本電路定律
1×3 2×4:24 I1 18 I2 24 I1 + 40 I2 = 30 16 → 22 I2 = 14 → I2 ≈ 0.636 A
Ler artigo →第 2 章 1:半導體物理基礎
固體中電子能量呈「能帶」結構: 價帶(Valence Band):價電子所在 導帶(Conduction Band):自由電子所在 能隙(Band Gap, Eg):價帶頂到導帶底的能量差
Ler artigo →第 2 章 2:PN 接面(PN Junction)
PN 接面是半導體電子學的「基本元件」,理解它就理解了二極體、BJT、MOSFET 的關鍵物理。
Ler artigo →第 2 章 3:二極體深入
實際整流二極體常用「PIN」結構(P+ / Intrinsic / N+): P+ N+ 重摻雜降低 VF 中間 I 層提供高擊穿電壓
Ler artigo →第 2 章 4:BJT 原理深入
→ 注入到 Base 的電子量遠大於 Base 注入回 Emitter 的電洞量 → 「注入效率」γ 接近 1
Ler artigo →第 2 章 5:MOSFET 原理深入
MOSFET 是現代 IC 的主角,從手機 SoC 到數據中心的 CPU,都靠 MOSFET。
Ler artigo →第 2 章 6:IGBT 與功率元件
1. 高耐壓(VBR) 2. 大電流(Imax) 3. 低導通損耗(Ron 小) 4. 高速切換(小寄生電容) 5. 大 SOA(不易燒) 6. 低成本
Ler artigo →第 2 章 7:閘流體與 SCR
閘流體(Thyristor)家族是「latching(閂鎖式)」開關的代表,本章專門整理。
Ler artigo →第 2 章 8:光電元件
$$E{photon} = h \nu = \frac{h c}{\lambda}$$
Ler artigo →第 2 章 9:半導體製程概論
從一塊沙子到智慧型手機的處理器,半導體製程是現代工業最複雜的奇蹟。本章帶您看完整流程。 深入細節在 06製造篇/01IC製造流程.md。
Ler artigo →第 3 章 1:放大器設計
放大器是類比電路的核心。從 µV 級的感測器訊號到 W 級的喇叭驅動,都離不開放大器。
Ler artigo →第 3 章 2:運算放大器(Operational Amplifier)
OPAMP 是類比電路的「樂高積木」。掌握 OPAMP,就能設計絕大多數類比訊號處理電路。
Ler artigo →第 3 章 3:濾波器設計
被動(Passive):純 R, L, C 主動(Active):含 OPAMP,可放大 數位(Digital):FIR、IIR 開關電容(Switched Capacitor):MOS 電路
Ler artigo →第 3 章 4:振盪器(Oscillator)
$$A \cdot \beta = 1 \quad \text{且} \quad \angleA\beta = 0° \text{ 或 } 360°$$
Ler artigo →第 3 章 5:電源供應器設計
電源是「電子產品的腦袋」。設計不好,整個系統都不穩定。本章涵蓋線性與開關式電源的設計細節。
Ler artigo →第 3 章 6:數位邏輯基礎
電子元件最容易區分兩個狀態:「有電 vs 無電」 抗雜訊:只要區分 0 與 1,雜訊容忍度大 邏輯運算簡單
Ler artigo →第 3 章 7:組合邏輯深入
ALU 是 CPU 核心,整合: 加減運算(Adder + 控制 Cin) 位元邏輯(AND/OR/XOR/NOT) 比較(Subtract 後看符號) 移位(Shift Register)
Ler artigo →第 3 章 8:時序邏輯(Sequential Logic)
時序邏輯有「記憶」,輸出依當前輸入 + 過去狀態。是 CPU、計數器、狀態機的基礎。
Ler artigo →第 3 章 9:記憶體(Memory)
快:存取時間 ns 級 不需 refresh 掉電消失 每位元 6 個電晶體(密度低、貴) 靜態電流:低(CMOS)
Ler artigo →第 3 章 10:類比數位轉換(ADC / DAC)
ADC 與 DAC 是「類比世界與數位世界的橋樑」。 感測器資料、音訊、視訊、通訊都離不開它們。
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