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有源元件和无源元件的区别和应用

电力电子 | 发布时间:2017-08-23 | 人气: | #评论# |本文关键字:有源元件,无源元件
摘要:简单地讲就是需电源的器件叫有源器件,无需电源的器件就是无源器件。有源器件一般用来信号放大、变换等,无源器件用来进行信号传输,或者通过方向性进行“信号放大”。容、阻

简单地讲就是需电源的器件叫有源器件,无需电源的器件就是无源器件。有源器件一般用来信号放大、变换等,无源器件用来进行信号传输,或者通过方向性进行“信号放大”。容、阻、感都是无源器件,IC、模块等都是有源器件。(通俗的说就是需要电源才能显示其特性的就是有源元件,如三极管。而不用电源就能显示其特性的就叫无源元件)

无源器件的简单定义

如果电子元器件工作时,其内部没有任何形式的电源,则这种器件叫做无源器件。 从电路性质上看,无源器件有两个基本特点:

(1)自身或消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量。

(2)只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作。

有源器件的基本定义

如果电子元器件工作时,其内部有电源存在,则这种器件叫做有源器件。

从电路性质上看,有源器件有两个基本特点:

(1)自身也消耗电能。

(2)除了输入信号外,还必须要有外加电源才可以正常工作。

由此可知,有源器件和无源器件对电路的工作条件要求、工作方式完全不同,这在电子技术的学习过程中必须十分注意。

常见的无源电子器件

电子系统中的无源器件可以按照所担当的电路功能分为电路类器件、连接类器件。

1、电路类器件

(1)二极管(diode)

(2)电阻器(resistor)

(3)电阻排(resistor network)

(4)电容器(capacitor)

(5)电感(inductor)

(6)变压器(transformer)

(7)继电器(relay)

(8)按键(key)

(9)蜂鸣器、喇叭(speaker)

(10)开关(switch)

2、连接类器件

(1)连接器(connector)

(2)插座(shoket)

(3)连接电缆(line)

(4)印刷电路板(pcb)

常见的有源电子器件

有源器件是电子电路的主要器件,从物理结构、电路功能和工程参数上,有源器件可以分为分立器件和集成电路两大类。

1、分立器件

(1)双极型晶体三极管(bipolar transistor),一般简称三极管,bjt

(2)场效应晶体管(field effecTIve transistor)

(3)晶闸管(thyristor),也叫可控硅

(4)半导体电阻与电容——用集成技术制造的电阻和电容,用于集成电路中。

2、模拟集成电路器件

模拟集成电路器件是用来处理随时间连续变化的模拟电压或电流信号的集成电路器件。

基本模拟集成电路器件一般包括:

(1) 集成运算放大器(operaTIon amplifier),简称集成运放

(2) 比较器(comparator)

(3) 对数和指数放大器

(4) 模拟乘/除法器(mulTIplier/divider)

(5) 模拟开关电路(analog switch)

(6) pll电路(phase lock loop),即锁相环电路

(7) 集成稳压器(voltage regulator)

(8) 参考电源(reference source)

(9) 波形发生器(wave-form generator)

(10) 功率放大器(power amplifier)

3、数字集成电路器件

(1) 基本逻辑门(logic gate circuit)

(2) 触发器(flip-flop)

(3) 寄存器(register)

(4) 译码器(decoder)

(5) 数据比较器(comparator)

(6) 驱动器(driver)

(7) 计数器(counter)

(8) 整形电路

(9) 可编程逻辑器件(pld)

(10) 微处理器(microprocessor,mpu)

(11) 单片机(microcontroller,mcu)

(12) dsp器件(digital signal processor,dsp)

无源元件主要是电阻类、电感类和电容类元件,它的共同特点是在电路中无需加电源即可在有信号时工作。

1、电阻

电流通过导体时,导体内阻阻碍电流的性质称为电阻。在电路中起阻流作用的元器件称为电阻器,简称电阻。电阻器的主要用途是降压、分压或分流,在一些特殊电路中用作负载、反馈、耦合、隔离等。

电阻在电路图中的符号为字母R。电阻的标准单位为欧姆,记作R。常用的还有千欧KΩ,兆欧MΩ。

IKΩ=1000Ω 1MΩ=1000KΩ

2、电容

电容器也是电子线路中最常见的元器件之一,它是一种存储电能的元器件。电容器由两块同大同质的导体中间夹一层绝缘介质构成。当在其两端加上电压时,电容器上就会存储电荷。一旦没有电压,只要有闭合回路,它又会放出电能。电容器在电路中阻止直流通过,而允许交流通过,交流的频率越高,通过的能力越强。因此,电容在电路中常用耦合,旁路滤波、反馈、定时及振荡等作用。

电容器的字母代号为C。电容量的单位为法拉(记作F), 常用有μF(微法)、PF(即μμF、微微法)。

1F=1000000μF 1μF=1000000PF

电容在电路中表现的特性是非线性的。对电流的阻抗称为容抗。容抗与电容量和信号的频率反比。

3、电感

电感与电容一样,也是一种储能元器件。电感器一般由线圈做成,当线圈两端加上交流电压时,在线圈中产生感应电动势,阻碍通过线圈的电流发生变化。这种阻碍称作感抗。感抗与电感量和信号的频率成正比。它对直流电不起阻碍作用(不计线圈的直流电阻)。所以电感在电子线路中的作用是:阻流、变压、耦合及与电容配合用作调谐、滤波、选频、分频等。

电感在电路中的代号为L。电感量的单位是亨利(记作H),常用的有毫亨(mH),微亨(μH)。

1H=1000mH 1mH=1000μH

电感是典型的电磁感应和电磁转换的元器件,最常见的应用是变压器。

有源器件

有源元器件是电子线路的核心,一切振荡、放大、调制、解调,以及电流变换都离不开有源元器件。

电子管

电子管又名真空管,所以又称为电真空器件。

电子管不论二极还是多极,它都有阳极和阴极,阴极在外加电源的作用下,发射电子向阳极流动。外加电源可以直接加在阴极上,也可以加在另外的加热灯丝上。就是因为这个外加电源的存在,而统称为有源器件。

电子管是最早的有源电子元件,分二极管、三极管与多极管。随着电子技术的发展,电子管因其体积大、重量重、耗电大等等缺点,而先后让位给晶体管和集成电路。但是,在许多场合电子管继续发挥作用不依靠外加电源(直流或交流)的存在就能独立表现出其外特性的器件就是无源器件。之外就是有源器件。

所谓“外特性”就是描述器件的某种关系量,尽管是使用了电压或电流,电场或磁场压力或速度等等量来描述其关系。

无源器件的外特性却与他们是否作为策动源而存在没有关系。

无源与有源的概念不仅仅在电学元件中有,在机械,流体,热力,声学等领域均有这种概念。


责任编辑:电气自动化网

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