被动元件

科技工作者之家 2020-11-17

被动元件(Passive Components)是台湾电子行业对某些电子元器件的叫法,区别于主动元件Active Components)。在中国大陆则称为无源器件和有源器件。目前国内也一般沿用被动元件(电容,电阻,电感),以及主动元件(集成电路)的叫法。

介绍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) 自身不消耗电能,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。

被动元件:相对於主动元件来说的,是指不影响信号基本特徵,而仅令讯号通过而未加以更动的电路元件。 最常见的有电阻、电容、电感、陶振、晶振、变压器等。

主动元件:电路元件中能够执行资料运算、处理的元件。包括各式各样的晶片,例如半导体元件中的有源晶体、积体电路、影像管和显示器等都属于主动元件。

范例被动元件的例子电阻器

电容器

电感器,包括线圈(coil)、电抗器(reactor)、扼流圈(choke)等

变压器:指原始、狭义的变压器,即传统的交流变压器。不包括电源转接器、电源供应器都统称变压器的通俗广义用法。

忆阻器,又名记忆电阻

石英晶体、压晶体管或压电片、及其作成的滤波器

二极管一般不归入被动元件,但因被动元件定义的不同,在某些定义下,二极管算是被动元件。

由被动元件所构成的复合元件或组件被动滤波器是一种电子滤波器,完全由被动元件所构成。

传统的石英无线接收器,一种调幅无线接收器不需要任何的电能,完全是由被动元件所组成。

矿石收音机。

增量被动在电路设计中,非正式的无源元件指的是不能获得功率的元件;这意味着他们无法放大信号。在此定义下,无源元件包括电容器,电感器,电阻器,二极管,变压器,电压源和电流源。它们不包括晶体管,真空管,继电器,隧道二极管和辉光管等设备。形式上,对于无记忆的双端子元件,这意味着电流 - 电压特性是单调增加的。出于这个原因,控制系统和电路网络理论家将这些设备称为局部被动,递增被动,增加,单调增加或单调。尚不清楚这个定义如何形式化为具有存储器的多端口设备 - 实际上,电路设计者非正式地使用这个术语,因此可能没有必要将其形式化1。

该术语在许多其他情况下通俗地使用:

无源USB转PS / 2适配器由导线,可能的电阻器和类似的无源(在增量和热力学意义上)组成。有源USB转PS / 2适配器包含转换信号的逻辑(在增量意义上有效)。

无源混频器仅由电阻器(递增无源)组成,而有源混频器包括能够增益(有源)的组件。

在音频工作中,人们还可以在平衡线和非平衡线之间找到(递增)无源和有源转换器。无源平衡/非平面转换器通常只是变压器,当然还有必要的连接器,而有源连接器通常由差动驱动器或仪表放大器组成。

被动的其他定义在一些非常非正式的设置中,被动性可能指的是设备的简单性,尽管现在几乎普遍认为该定义是不正确的。在这里,二极管等设备被认为是有源的,只有非常简单的设备,如电容器,电感器和电阻器才被认为是无源的。在一些情况下,术语“线性元件”可以是比“无源装置”更合适的术语。在其他情况下,“固态设备”可能是比“有源设备”更合适的术语。

稳定性在大多数情况下,无源性可用于证明无源电路在特定标准下是稳定的。请注意,这仅在使用上述无源定义中的一个时才有效 - 如果两者中的组件混合,则系统在任何标准下都可能不稳定。此外,无源电路在所有稳定性标准下不一定稳定。例如,谐振串联LC电路对于有界电压输入将具有无界电压输出,但在Lyapunov意义上将是稳定的,并且给定有界能量输入将具有有界能量输出。

在控制系统中经常使用无源来设计稳定的控制系统或显示控制系统的稳定性。这在大型复杂控制系统的设计中尤其重要(例如飞机的稳定性)。无源性也用于电路设计的某些领域,尤其是滤波器设计。

本词条内容贡献者为:

何星 - 副教授 - 上海交通大学

科技工作者之家

科技工作者之家APP是专注科技人才,知识分享与人才交流的服务平台。