- 已发布 2024年11月15日
- 最后修改 2024年11月15日
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电子元器件是什么？主动元件、被动元件和电子元器件种类

本文深入探讨了电子元器件中无源元件和有源元件的差异，以及它们在电子产品中的应用。

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在电子世界的运行中，形形色色的电子元件扮演着重要角色，就好比盖房子需要各种建材一样，缺一不可。而这些元件可以大致分为两大类：无源元件和有源元件。本文将带领大家探索这两种元件的基本概念、差异，以及它们在电子产品中的应用。

什么是电子元件？

电子元件是指能够控制电流或电压的元件，是构成电子电路的基础。电子元件的种类繁多，按其功能可分为有源元件和无源元件两大类。

无源元件

无源元件（Passive Component）又称无源元件、无源器件，就好比舞台上的配角，虽然不那么引人注目，却在幕后默默发挥着不可或缺的作用。它们在电路中没有增益的功能，也就是说不会放大信号的强度，同时不具有产生能量的特性，而是消耗电路中的能量。常见的无源元件包括电阻器、电容器、电感器，这三者合称为三大无源元件。无源元件的特性如下：

消耗能量：无源元件在电路中会消耗电能，但不会产生能量。
无增益：无源元件无法放大电流或电压的信号。
无方向性：电流可以自由通过无源元件，没有方向限制。

无源元件在电子产品中扮演着不可或缺的角色，应用范围极为广泛，主要包括以下几个方面：

电源供应：无源元件可用于电压调节、滤波、限流等。
信号处理：无源元件可用于放大、滤波、耦合、阻隔等。
电路保护：无源元件可用于过压保护、过流保护、浪涌保护等。

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有源元件

与无源元件相比，有源元件（Active Component）则象是舞台上的主角，能够担当重任。它们具备增益的功能，可以放大电流或电压的信号，同时能够产生能量。生活中常见的有源元件包括晶体管和集成电路(IC)。比如，放大器、振荡器等功能都需要有源元件的参与才能实现。

有源元件的特性如下：

产生能量：有源元件能够产生能量，为电路提供动力。
有增益：有源元件可以放大电流或电压的信号。
有方向性：电流通过有源元件往往具有方向限制。

有源元件在电子产品中扮演着核心角色，是各种电子设备的基础。其应用范围涵盖了电子产品的各个方面，例如：

计算机：CPU、GPU、存储器等核心元件都是有源元件。
通讯设备：手机、无线电等通讯设备中大量使用有源元件。
家电：电视、冰箱、空调等家电中也少不了有源元件。

有源元件与无源元件的差异

综合来看，无源元件和有源元件的主要区别在于以下几方面：

能量:无源元件消耗电路中的能量，而有源元件可以产生能量。
增益:无源元件没有增益功能，而有源元件具有增益功能。
方向性:无源元件没有方向性，电流可以自由通过；而有源元件往往具有方向性，比如二极管只允许电流单向流动。

| 特性 | 有源元件 | 无源元件 | |-|-|-| | 能量 | 产生 | 消耗 | | 增益 | 有 | 无 | | 方向性 | 有 | 无 | | 常见元件 | 晶体管、集成电路 | 电阻器、电容器、电感器 |

了解了无源元件和有源元件的基本概念及差异后，我们接下来将深入探讨无源元件在电子产品中的应用以及不同类型的无源元件在电路中扮演的角色。

无源元件与有源元件的用途

无源元件和有源元件是构成电子电路的两大核心，它们相互配合，共同实现各种电子设备的功能。

有源元件能够自行进行运算且拥有单独功能，例如系统芯片（SoC）、电源管理芯片（PMU）等。它们是电子设备的核心部件，负责执行各种计算和控制功能。

无源元件则没有特别的功能，主要用于辅助和保护有源元件，常见的无源元件包括电阻、电容、电感等。

无源元件的主要用途如下：

调整电流和电压：电阻可以用来调整电流和电压的大小，保护有源元件免受过流或过压损坏。
储存电能：电容可以用来储存电能，为有源元件提供稳定的电源。
滤波：电感和电容可以用来滤除电路中的噪声，提高信号的质量。

举例来说，在计算机主板上，CPU和GPU等有源元件负责执行各种计算和图形处理功能，而电阻、电容、电感等无源元件则用于为它们提供稳定的电源、调整电压和电流、滤除电路中的噪声等。

从基板到成品

PCB板本身为覆盖铜箔的基板，其上暂未实装任何电子元件。制造商会根据特定应用需求，将设计好的电气连接图(Gerber)提供给专业的PCB制造商进行多层叠加的电路印刷。此过程需满足极高的精度要求，任何细微的偏差都可能导致电路板功能失常甚至出现短路现象。

当可用的PCB板完成生产后，便可进行关键的SMT表面黏着技术工序。目前，SMT制程已实现高度自动化。工作人员主要负责按照物料清单(BOM)将对应的元件放置于相应的放置机中，并将PCB板送入SMT生产线。接下来，一系列关键步骤将依次展开：

焊膏涂层：在 PCB 板上均匀涂上一层焊膏，通过焊膏的粘合作用实现后续元件的连接。
元件贴装：贴片机根据预先设定的程序，将元件准确地贴装在印刷电路板上的指定位置。
回焊：PCB板需经过回焊炉的加热处理，炉温需高于焊膏的熔点，但同时要确保不会损坏元件的功能。熔融后的焊膏将牢固地连接元件的焊脚与PCB板上的焊盘，形成电气通路。
X光检测：最后，PCB板将通过X光机进行检测，以识别是否存在空焊(元件未焊牢)或焊焊膏过量导致的短路现象。

通过上述一系列步骤，原本的PCB板便成功蜕变为功能完备的PCBA (Printed Circuit Board Assembly)，即我们所熟知的各类电子产品模块，例如主板、内存条等。