主動元件(active component)是一種由電流方向獲得,或是依靠電流方向的元件。主動元件的例子如晶體管、可控硅整流器、二極管、閥門等。
被動元件(passive component)是一種電子元件,不需要能量的來源而實行他特定的功能。被動元件的例子如有很多電阻、電容、電感等元件的資料。
簡單地講就是需能(電)源的器件叫有源(主動)器件,無需能(電)源的器件就是無源(被動)器件。
有源器件一般用來信號放大、變換等,
無源器件是指不影響信號基本特征,僅令訊號通過而未加以更改的電路元件。最常見的有電阻、電容、電感、陶振、晶振、變壓器等。從工作特點來看,被動元件具備自身不消耗電能,或把電能轉變為不同形式的其他能量;同時只需輸入信號,不需要外加電源就能正常工作等特性。
基本特點:
a.自身或消耗電能,或把電能轉變為不同形式的其他能量 b.只需輸入信號,不需要外加電源就能正常工作
01
電阻
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電阻是指用電阻材料制成的、有一定結構形式、能在電路中起限制電流通過作用的二端電子元件。因此電阻可作為電熱原件,通過原子間對電子阻力,把電能轉化為內能。電阻主要分為固定電阻,可變電阻,特種電阻(主要包括敏感型電阻器)三類,其中固定電阻在電子產品中應用最為廣泛。
作用:電阻器在電路中主要用來調節和穩定電流與電壓,可作為分流器和分壓器,也可作電路匹配負載。根據電路要求,還可用于放大電路的負反饋或正反饋、電壓-電流轉換、輸入過載時的電壓或電流保護元件,又可組成 RC 電路作為振蕩、濾波、旁路、微分、積分和時間常數元件等。電阻作為主要的電子元件之一,產量約占整個電子元件的 40%。
符號:R
基本單位:歐姆、歐、Ω、ohm
單位換算:
10^3 mΩ(毫歐)=1Ω(歐姆)=10^(-3) KΩ(千歐)=10^(-6) MΩ(兆歐)=10^(-9) GΩ(吉歐)=10^(-12) TΩ(太歐)
電阻的阻值標識法:
貼片電阻上面會標有表示電阻大小的數字,一般的表示方法有 "常規3位數標注法"、 "常規4位數標注法"、"3位數乘數代碼標注法、 "R表示小數點位置"、"m表示小數點位置 "。
主要參數:
1.標稱阻值
2.偏差
3.封裝尺寸
4.額定功率
5.溫度系數
6.老化系數
7.工作溫度范圍、最大工作電壓等
02
電容
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電容器是最為常見的基礎電子元件,它通過靜電的形式儲存和釋放電能,在兩極導電物質間以介質隔離,并將電能儲存其間。主要作用為電荷儲存、交流濾波或旁路、切斷或阻止直流、提供調諧及振蕩等。根據介質不同,電容器產品可分為陶瓷電容器、鋁電解電容器、鉭電解電容器和薄膜電容器等。
符號:C
基本單位:法拉、法、F
單位換算:
電容的作用:
1.旁路:旁路電容是為本地器件提供能量的儲能器件,它能使穩壓器的輸出均勻化,降低負載需求。就像小型可充電電池一樣,旁路電容能夠被充電,并向器件進行放 電。為盡量減少阻抗,旁路電容要盡量靠近負載器件的供電電源管腳和地管腳。 2.去耦:去藕電容就是起到一個電池的作用,滿足驅動電路電流的變化,避免相互間的耦合干擾。旁路是把輸入信號中的干擾作為濾除對象,而去耦是把輸出信號的干擾作為濾除對象,防止干擾信號返回電源。 3.濾波 :是將信號中特定波段頻率濾除的操作,是抑制和防止干擾的一項重要措施,濾波分為經典濾波和現代濾波。 4.儲能 :儲存能量 5.定時:在需要有時鐘信號的電路中,負責振蕩電路中確定時鐘信號頻率的電容 6.耦合 :通過電容將交流信號的能量從一個電路傳遞到另一個電路。 7.自舉:是利用電容兩端電壓不能突變的特性,當電容兩端保持有一定電壓時,提高電容負端電壓,正端電壓仍保持于負端的原始壓差,等于正端的電壓被負端舉起來了。
主要參數:
1.靜電容量 2.額定工作電壓 3.封裝尺寸 4.靜電容量誤差 5.溫度特性 6.工作溫度范圍 7.等效串聯電阻ESR 8.等效串聯電感ESL
03
電感
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電感是能夠把電能轉化為磁能而存儲起來的元件,其工作原理是導線內通過交流電時,在導線的內部及周圍產生交變磁通,主要作用是對交流信號進行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。電感廣泛應用于電腦設備、通訊設備、視頻音頻設備、消費類電子產品、電氣自動化設備、電信廣播設備等各類電子產品。
電感又可以分為自感器和互感器。
作用:儲能、通直流阻交流(電感電流不能躍變)
符號:L
基本單位:亨利、亨、H
單位換算:
電感的作用:
a.利用電感的儲能特性,可以與電容組成諧振電路
b.利用電感通直流阻交流特性,可以作為限流電感器﹑整流電路濾波器﹑帶通濾波器等
主要參數:
1.電感量L:表示線圈本身固有特性,與電流大小無關
2.感抗XL:電感線圈對交流電流阻礙作用的大小
3.品質因素Q,表示線圈質量的一個物理量,Q=XL/R,線圈的Q值愈高,回路的損耗愈小。線圈的Q值與導線的直流電阻,骨架的介質損耗,屏蔽罩或鐵引起的損耗,高頻趨膚效應的影響等因素有關
4.分布電容,線圈的匝與匝間、線圈與屏蔽罩間、線圈與底版間存在的電容被稱為分布電容。分布電容的存在使線圈的Q值減小,穩定性變差,因而線圈的分布電容越小越好
5.額定飽和電流、額定RMS電流
6.封裝尺寸
7.允許偏差
8.直流電阻DCR、交流阻抗ESR
04
磁珠
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電感是一種基本電子元件,是統稱。而磁珠(Bead)是一種特殊的電感。
電感用在電源濾波方面很多,屬于儲能元件,而磁珠用在信號回路比較多,屬于隔離元件 兩者都可用于處理EMC問題,但磁珠主要用于抑制電磁輻射干擾,而電感則側重于抑制傳導性干擾。 磁珠對高頻成分具有吸收作用,因此亦稱之為吸收型濾波器。相比之下,電磁干擾濾波器中共模電感的作用是將電磁干擾反射回信號源,屬于反射型濾波器。 磁珠用來吸收超高頻信號,低頻時的電阻比電感小得多。而電感用在LC振蕩電路、中低頻的濾波電路等,其應用頻率范圍很少超過 50MHZ 磁珠可等效于低通濾波器,它允許直流電流通過而將高頻噪聲濾掉。濾波電感容易產生諧振而形成新的干擾源,而磁珠不會產生諧振。 在使用磁珠的時候要根據信號的頻率和用途進行合理選型,如果你想用它來濾除噪聲,噪聲的頻率范圍要高于轉折點的頻率才有作用,這樣可以使噪聲頻帶的范圍都處于磁珠的電阻性起主要作用的頻帶范圍內,從而吸收噪聲轉化為熱能;如果你用磁珠來進行信號的濾波,信號的頻帶范圍要小于轉折點的頻率,在這個頻率范圍磁珠處于電感起作用的區間,能夠減小信號的衰減。 磁珠的選擇除了考慮上述的頻率點以外,還要注意磁珠的額定電流和直流電阻。直流偏置電流大于額定電流的20%會導致磁珠飽和,電感顯著下降,并降低磁珠的有效阻抗進而降低其EMI濾波能力,因此用在電源濾波時,要確保電流不會導致鐵氧體材料飽和并產生顯著的電感變化。 磁珠的單位是歐姆,而電感的單位是亨利
主要參數:
1.直流電阻 2.額定電流 3.阻抗Z@100MHz 4.阻抗-頻率特性曲線 5.電阻-頻率特性曲線 6.感抗-頻率特性曲線
04
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保險絲(Fuse)也被稱為熔斷器,它是一種安裝在電路中,保證電路安全運行的電器元件。
保險絲的作用:
a.正常情況下,保險絲在電路中起連接電路作用 b.非正常(超負載)情況下,保險絲做為電路中的安全保護元件,通過自身熔斷安全切斷并保護電路
保險絲主要有正常響應、延時、快動作和電流限制四種類型。
主要參數:
1.正常工作電流 2.施加在保險絲上的外加電壓 3.要求保險絲斷開的不正常電流 4.允許不正常電流存在的最短和最長時間 5.保險絲的環境溫度 6.脈沖、沖擊電流、浪涌電流、啟動電流和電路瞬變值 7.是否有超出保險絲規范的特殊要求 8.安裝結構的尺寸限制 貼片保險絲的選擇涉及下列因素: (1)電路正常工作電流。通過保險絲的工作電流不應超過保險絲額定電流的75%。 (2)脈沖、沖擊電流、浪涌電流、啟動電流和電路瞬變值。貼片保險絲尤其關注這一點,由于體積小帶來的工藝方面的原因,貼片保險絲的抗沖擊能力遠小于同樣額定電流的玻璃管保險絲或其他體積較大的保險絲。 (3)電路的過載電流大小及過載電流存在的最短和最長時間。通常需要使用示波器測試和理論計算相結合判斷過載電流大小。對保險絲的基本要求是不該斷的時候不能斷(比如在出現浪涌電流的時候),該斷的時候一定要在適當的時間內斷(比如出現需要切斷的過載電流的時候)。 (4)電阻。貼片保險絲的電阻對某些電路有一定的影響:若將內阻過大的保險絲安裝在某些電路中,它將影響電路的系統參數,使得電路不能正常工作。 (5)保險絲的環境溫度。貼片保險絲應用于便攜式設備時,要適當考慮保險絲的溫升,也就是考慮保險絲額定電流的折減。保險絲工作時的環境溫度應在規定的工作溫度范圍之內,當保險絲周圍的環境溫度超過25℃時,應參照溫度折減曲線降級使用。 (6)施加在保險絲上的外加電壓。通常深圳貼片保險絲應用于便攜式設備,電路工作電壓一般都不高,只要貼片保險絲的額定電壓高于電路工作電壓, 就可以放心選用。 (7)產品的認證。例如出口到北美,一定需要有UL 或CSA 認證。目前出口到歐洲的產品還需要符合歐盟的RoHS指令,也就是通常提到的SGS 等環保認證。
05
無源器件的產業鏈
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(1)上游:電子材料,全球市場份額集中于美國、日本和中國臺灣的部分廠商,國產替代空間較大。 (2)中游:被動元件,全球市場集中度較高,當前被動元件市場由日本、韓國、美國企業主導。我國的被動元件企業主要布局在低端市場,且規模不大,產業轉移仍處于初級階段,有較大成長空間。 (3)下游:終端電子,應用領域廣泛,包括消費電子、通信、汽車電子、工業、醫療設備、航天等
編輯:黃飛
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原文標題:無源(被動)元器件的簡單介紹
文章出處:【微信號:心植桂冠,微信公眾號:心植桂冠】歡迎添加關注!文章轉載請注明出處。
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