介紹
如果電子元器件工作時,其內部沒有任何形式的電源,則這種器件叫做無源器件。
從電路性質上看,無源器件有兩個基本特點:
(1) 自身不消耗電能,或把電能轉變為不同形式的其他能量。
(2) 只需輸入信號,不需要外加電源就能正常工作。
被動元件:相對於主動元件來說的,是指不影響信號基本特徵,而僅令訊號通過而未加以更動的電路元件。 最常見的有電阻、電容、電感、陶振、晶振、變壓器等。
主動元件:電路元件中能夠執行資料運算、處理的元件。包括各式各樣的晶片,例如半導體元件中的有源晶體、積體電路、影像管和顯示器等都屬於主動元件。
範例
被動元件的例子
•電阻器
•電容器
•電感器,包括線圈(coil)、電抗器(reactor)、扼流圈(choke)等
•變壓器:指原始、狹義的變壓器,即傳統的交流變壓器。不包括電源轉接器、電源供應器都統稱變壓器的通俗廣義用法。
•憶阻器,又名記憶電阻
•石英晶體、壓電晶體或壓電片、及其作成的濾波器
•二極體一般不歸入被動元件,但因被動元件定義的不同,在某些定義下,二極體算是被動元件。
由被動元件所構成的複合元件或組件
•被動濾波器是一種電子濾波器,完全由被動元件所構成。
•傳統的石英無線接收器,一種調幅無線接收器不需要任何的電能,完全是由被動元件所組成。
•礦石收音機。
增量被動
在電路設計中,非正式的無源元件指的是不能獲得功率的元件;這意味著他們無法放大信號。在此定義下,無源元件包括電容器,電感器,電阻器,二極體,變壓器,電壓源和電流源。它們不包括電晶體,真空管,繼電器,隧道二極體和輝光管等設備。形式上,對於無記憶的雙端子元件,這意味著電流 - 電壓特性是單調增加的。出於這個原因,控制系統和電路網路理論家將這些設備稱為局部被動,遞增被動,增加,單調增加或單調。尚不清楚這個定義如何形式化為具有存儲器的多連線埠設備 - 實際上,電路設計者非正式地使用這個術語,因此可能沒有必要將其形式化 。
該術語在許多其他情況下通俗地使用:
無源USB轉PS / 2適配器由導線,可能的電阻器和類似的無源(在增量和熱力學意義上)組成。有源USB轉PS / 2適配器包含轉換信號的邏輯(在增量意義上有效)。
無源混頻器僅由電阻器(遞增無源)組成,而有源混頻器包括能夠增益(有源)的組件。
在音頻工作中,人們還可以在平衡線和非平衡線之間找到(遞增)無源和有源轉換器。無源平衡/非平面轉換器通常只是變壓器,當然還有必要的連線器,而有源連線器通常由差動驅動器或儀表放大器組成。
被動的其他定義
在一些非常非正式的設定中,被動性可能指的是設備的簡單性,儘管現在幾乎普遍認為該定義是不正確的。在這裡,二極體等設備被認為是有源的,只有非常簡單的設備,如電容器,電感器和電阻器才被認為是無源的。在一些情況下,術語“線性元件”可以是比“無源裝置”更合適的術語。在其他情況下,“固態設備”可能是比“有源設備”更合適的術語。
穩定性
在大多數情況下,無源性可用於證明無源電路在特定標準下是穩定的。請注意,這僅在使用上述無源定義中的一個時才有效 - 如果兩者中的組件混合,則系統在任何標準下都可能不穩定。此外,無源電路在所有穩定性標準下不一定穩定。例如,諧振串聯LC電路對於有界電壓輸入將具有無界電壓輸出,但在Lyapunov意義上將是穩定的,並且給定有界能量輸入將具有有界能量輸出。
在控制系統中經常使用無源來設計穩定的控制系統或顯示控制系統的穩定性。這在大型複雜控制系統的設計中尤其重要(例如飛機的穩定性)。無源性也用於電路設計的某些領域,尤其是濾波器設計。