被動元件是電子元器件的一種,因其內部沒有任何形式的電源,對電訊號的響應是被動順從的,只能按原來的基本特徵透過電子元件,所以又稱無源元件。
被動元件中最主要的有三種:電容、電感、電阻,可以看作為最基礎的電子元件。
一、電容
電容器是最為常見的基礎電子元件,它透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,並將電能儲存其間。主要作用為電荷儲存、交流濾波或旁路、切斷或阻止直流、提供調諧及振盪等。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。
陶瓷電容器
陶瓷電容器又稱為瓷介電容器或獨石電容器。顧名思義,瓷介電容器就是介質材料為陶瓷的電容器。根據陶瓷材料的不同,可以分為低頻陶瓷電容器和高頻陶瓷電容器兩類。按結構形式分類,又可分為圓片狀電容器、管狀電容器、矩形電容器、片狀電容器、穿心電容器等多種。
陶瓷電容器的工作溫度範圍寬,電容量範圍寬,介質損耗小,穩定性高,體積小,適合自動化貼片生產且價格相對較低等。但陶瓷電容器電容量相對鋁、鉭電解電容器而言較小。
陶瓷電容器的作用主要包括噪聲旁路、電源濾波、儲能、微分、積分、振盪電路等。
鋁電解電容器
由鋁圓筒做負極,裡面裝有液體電解質,插入一片彎曲的鋁帶做正極而製成的電容器稱作鋁電解電容器。它是一種用鋁材料製成的電效能好、適用範圍寬、可靠性高的通用型電解電容器。
鋁電解電容器最大的優點在於電容量大,價格低廉。但鋁電解電容器溫度特性差,高頻特性不佳。且等效串聯電阻大,漏電流和介質損耗也較大。
鋁電解電容器多用於低頻旁路,以及電源濾波。
鉭電解電容器
固體鉭電容器是1956年由美國貝樂試驗室首先研製成功的,它的效能優異,是所有電容器中體積小而又能達到較大電容量的產品。鉭電解電容器主要有燒結型固體、箔形卷繞固體、燒結型液體等三種,其中燒結型固體約佔生產總量的95%以上,而又以非金屬密封型的樹脂封裝式為主體。小型化、片式化配合SMT技術下方興未艾,片式燒結鉭電容器已逐漸成主流。
鉭電解電容器的優勢在於電容量穩定,漏電損失低,受溫度影響小。但由於鉭作為資源性材料,生產量小,市場規模相對較小,且單價昂貴。
鉭電解電容器多用於低頻旁路,儲能,電源濾波等。
薄膜電容器
薄膜電容(Film Capacitor)器又稱塑膠薄膜電容(Plastic Film Capacitor)。其以塑膠薄膜為電介質。
薄膜電容器的頻率特性好,擁有較高的耐壓,但是它體積大,要做小型化比較困難。
濾波器,積分、振盪、定時、儲能電路中常常用到薄膜電容器。
二、電感
電感是能夠把電能轉化為磁能而儲存起來的元件,其工作原理是導線內透過交流電時,在導線的內部及周圍產生交變磁通,主要作用是對交流訊號進行隔離、濾波或與電容器、電阻器等組成諧振電路。電感廣泛應用於電腦裝置、通訊裝置、影片音訊裝置、消費類電子產品、電氣自動化裝置、電信廣播裝置等各類電子產品。
電感又可以分為自感器和互感器。
自感器
當線圈中有電流透過時候,線圈的周圍就會產生磁場。當線圈中電流發生變化時,其周圍的磁場也產生相應的變化,此變化的磁場可使線圈自身產生感應電動勢(感生電動勢)(電動勢用以表示有源元件理想電源的端電壓),這就是自感。
用導線繞制而成,具有一定匝數,能產生一定自感量或互感量的電子元件,常稱為電感線圈。為增大電感值,提高品質因數,縮小體積,常加入鐵磁物質製成的鐵芯或磁芯。電感器的基本引數有電感量、品質因數、固有電容量、穩定性、透過的電流和使用頻率等。由單一線圈組成的電感器稱為自感器,它的自感量又稱為自感係數。
互感器
兩個電感線圈相互靠近時,一個電感線圈的磁場變化將影響另一個電感線圈,這種影響就是互感。互感的大小取決於電感線圈的自感與兩個電感線圈耦合的程度,利用此原理製成的元件叫做互感器。
三、電阻
電阻是指用電阻材料製成的、有一定結構形式、能在電路中起限制電流透過作用的二端電子元件。因此電阻可作為電熱原件,透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。
固定電阻
固定電阻器,有多種型別,選擇哪一種材料和結構的電阻器,應根據應用電路的具體要求而定。普通線繞電阻器常用於低頻電路或中作限流電阻器、分壓電阻器、洩放電阻器或大功率管的偏壓電阻器。精度較高的線繞電阻器多用於固定衰減器、電阻箱、計算機及各種精密電子儀器中。
可變電阻
可變電阻也叫可調電阻,可調電阻的電阻值的大小可以人為調節,以滿足電路的需要。可調電阻按照電阻值的大小、調節的範圍、調節形式、製作工藝、製作材料、體積大小等等可分為許多不同的型號和型別,分為:電子元器件可調電阻,瓷盤可調電阻,貼片可調電阻,線繞可調電阻等等。
特種電阻
簡單來說,特種電阻就是與普通電阻不一樣的特別電阻。:熱敏電阻、壓敏電阻、熱敏電阻、保險電阻等都屬於特種電阻。
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