被动元件类型大全:从电感器到晶体振荡器的分类与特性

2024-07-25 14:47:01 823

电子产品已成为我们生活中不可或缺的一部分。从智能手机到电动汽车,从可穿戴设备到智能家居系统,每一个电子设备的背后都离不开一种关键组件——被动元件

被动元件是指不需要电源就能工作的电子元件,主要包括电阻器、电容器、电感器、等。它们虽然不具备放大或开关等功能,但却对电路的稳定性、滤波效果及信号处理起着至关重要的作用。下面我们一起来了解被动元件的常见分类及其特点。(INFINITECH总结)

1、电感器

按结构分类:

空心线圈:没有磁芯,适用于高频电路。

铁氧体磁芯电感:使用铁氧体作为磁芯材料,常见于射频和电源应用。

铁芯电感:使用铁或其他高磁导率材料作为磁芯,用于低频电路。

空气隙电感:在磁芯中留有空气间隙以控制电感值和Q值。

可调电感:可以通过改变线圈匝数、磁芯位置等方法来调节电感值。

常见的电感器种类及特点

按封装形式分类:

插件式电感:适用于传统电路板装配技术。

贴片式电感:体积小,适合高密度安装。

屏蔽电感:具有金属屏蔽层,减少电磁干扰。

按应用分类:

功率电感:用于电源转换电路中的滤波和储能。

射频电感:用于射频电路,如振荡器、滤波器等。

音频电感:用于音频放大器和扬声器分频网络。

耦合电感:用于信号传输或变压器应用。

按特性分类:

高频电感:设计用于高频工作环境。

低频电感:设计用于低频工作环境。

大电流电感:能够承受较大的电流。

小电流电感:适用于需要较小电流的应用。

按制造工艺分类:

绕线电感:通过手工或机器将导线绕制而成。

薄膜电感:采用薄膜技术制作。

多层陶瓷电感:类似于多层陶瓷电容器的制造方式。

特殊类型:

共模扼流圈:用于抑制共模噪声。

扼流圈(Choke):用于阻止交流信号而让直流信号通过。

滤波电感:用于滤除电源或信号线中的噪声。


2、电阻器

按结构分类

线绕电阻器

通用线绕电阻器:成本较低,适用于一般用途。

精密线绕电阻器:具有高精度和良好的温度稳定性,适用于精密电路。

大功率线绕电阻器:能够承受较大的功率,适用于需要高功率耗散的应用。

高频线绕电阻器:专门设计用于高频电路,具有低的分布电容和电感。

常见的电阻器类型及特点

薄膜电阻器

碳膜电阻器:成本较低,广泛应用于各种电子设备。

合成碳膜电阻器:类似于碳膜电阻器,但通常具有更好的性能。

金属膜电阻器:精度高,温度系数低,适用于要求较高的应用。

金属氧化膜电阻器:具有很好的温度稳定性,适用于高温环境。

化学沉积膜电阻器:通过化学方法沉积而成,具有稳定的阻值。

玻璃釉膜电阻器:具有优良的稳定性和耐热性。

金属氮化膜电阻器:适用于需要高稳定性和低噪声的应用。

实心电阻器

无机合成实心碳质电阻器:适用于需要高稳定性和可靠性的应用。

有机合成实心碳质电阻器:成本较低,适用于一般用途。

敏感电阻器

压敏电阻器:对电压变化敏感,在过电压保护中常用。

热敏电阻器:阻值随温度变化而变化,可用于温度检测或补偿。

光敏电阻器:阻值随光照强度变化而变化,用于光感应电路。

力敏电阻器( FSRs):阻值随压力变化而变化,用于压力检测。

气敏电阻器(:阻值随气体浓度变化而变化,用于气体检测。

湿敏电阻器:阻值随湿度变化而变化,用于湿度检测。

按功能分类

普通电阻器:适用于大多数常规电路应用。

熔断电阻器:内置熔断机制,在过电流情况下能自我熔断保护电路。

可变电阻器:

电位器:用于手动调整电路中的阻值。

半可变电阻器:通常用于微调电路参数,结构简单。

按材料分类

线绕电阻:使用高阻合金线绕制在绝缘骨架上,并涂有耐热的釉绝缘层或绝缘漆。

碳合成电阻:由碳和合成塑料压制成型。

碳膜电阻:在瓷管上镀上一层碳制成。

金属膜电阻:在陶瓷基底上沉积金属膜制成。

金属氧化膜电阻:在陶瓷基底上沉积金属氧化物膜制成。

按封装形式分类

插件式电阻器:适用于传统电路板装配技术,易于维修和替换。

贴片式电阻器:体积小,适合高密度安装,自动化生产效率高。

排电阻器:多个电阻器并排封装在一起,便于电路板布局和节省空间。

按特殊用途分类

水泥电阻器:使用水泥或其他绝缘材料包裹以提高散热能力,适用于大功率应用。

高频电阻器:特别设计用于高频电路应用,具有低的分布电容和电感。

大功率电阻器:能够承受较高的功率耗散,适用于功率放大器等需要大功率的应用。

按精度分类

普通精度电阻器:一般精度在±5%到±10%之间,适用于大多数普通应用。

精密电阻器:精度在±1%或更佳,适用于需要精确控制阻值的应用,如精密测量仪器。


3、电容器

按结构分类

固定电容器:电容量不可改变。

无极性电容器

有极性电容器

可变电容器:电容量可以在一定范围内连续调节。

微调电容器:电容量可调范围很小,通常用于精细调整。

常见的电容器种类及特点

按用途分类

高频旁路电容器

低频旁路电容器

滤波电容器

调谐电容器

高频耦合电容器

低频耦合电容器

 按电解质分类

有机介质电容器

无机介质电容器

电解电容器

电热电容器

空气介质电容器

按制造材料分类

瓷介电容器:广泛用于高频电路,具有低损耗和高稳定性。

涤纶电容器:成本低,适用于低频电路。

电解电容器:分为铝电解电容器和钽电解电容器,具有大容量和低等效串联电阻(ESR)。

钽电容器:具有低ESR和高稳定性,适用于高频电路。

聚丙烯电容器:具有优异的频率特性和稳定性。

云母电容器:具有非常低的损耗和高稳定性,适用于高频电路。

薄膜电容器:包括聚酯(PET)、聚丙烯(PP)等,具有低损耗和高稳定性。

独石电容器(多层陶瓷电容器):体积小,容量范围广,适用于各种频率。

按封装形式分类

贴片电容器:体积小,适合高密度安装。

插件电容器:引脚较长,适合传统插件安装。

按极性分类

有极性电容器:包括电解电容器和钽电容器等,必须按照正确的极性安装。

无极性电容器:包括瓷介电容器、聚丙烯电容器等,没有极性要求。

特殊类型电容器

超级电容器:具有极高的电容值,通常用于能量存储和快速充放电应用。

自愈式并联电容器:具有自动恢复损坏区域的能力,用于高压电力系统。

薄膜电容器:具有高稳定性和低损耗,适用于高频电路。

各类型电容器的特点

铝电解电容器:容量范围宽广,成本较低,适用于电源滤波和解耦。

薄膜电容器:具有低损耗、高稳定性,适用于高频和安全应用。

钽电容器:具有低ESR、高稳定性,适用于高频和低电压应用。

陶瓷电容器:体积小、重量轻、耐高温,适用于高频电路。

超级电容器:具有极高的电容值,适用于能量存储和电源备份。


4、变压器

按冷却方式分类

干式变压器:不使用绝缘油,依靠空气自然冷却或强迫风冷。无需油箱,维护简单,安全性较高,适用于室内安装。

油浸式变压器:使用绝缘油作为冷却介质和绝缘材料。散热效果好,成本相对较低,适用于大型电力传输。

按防潮方式分类

开放式变压器:没有外壳,直接暴露在空气中。成本低,但容易受环境影响。

灌封式变压器:内部填充绝缘材料,如树脂。防潮性能好,适用于恶劣环境。

密封式变压器:完全封闭,内部填充惰性气体或真空处理。防尘防水,维护少,适用于户外环境。

按铁芯或线圈结构分类

芯式变压器:铁芯围绕线圈。结构紧凑,效率高。

壳式变压器:线圈围绕铁芯。散热较好,适用于大容量应用。

环型变压器:铁芯呈环状,线圈缠绕在其上。漏磁小,体积小,效率高。

金属箔变压器:使用金属箔作为铁芯材料。

按工作频率分类

低频变压器:适用于工频(50Hz/60Hz)。结构较大,效率高。

中频变压器:适用于几百赫兹至几千赫兹的频率范围。体积适中,用于特定应用。

高频变压器:适用于几千赫兹以上的频率。体积小,适用于开关电源等高频应用。

按磁芯材料分类

铁粉磁芯:适用于高频变压器。低损耗,高磁导率。

整体磁芯:适用于特定应用,如某些类型的电力变压器。:结构坚固,适用于大功率应用。

按电压水平分类

低压变压器:用于家庭和商业建筑的配电。结构简单,成本较低。

中压变压器:用于工业和电力分配系统。可靠性高,维护方便。

高压变压器:用于远距离电力传输。结构复杂,安全性要求高。

按用途分类

电力变压器

电力变压器:用于电力系统的电压变换。大容量,可靠性高。

配电变压器:用于从电力系统向最终用户供电。小型化,适用于住宅区。

全密封变压器:用于特定环境条件下的应用。防尘防水,适用于恶劣环境。

组合式变压器:集成多种功能,如电压变换和滤波。多功能集成,节省空间。

干式变压器:不使用绝缘油,依靠空气冷却。无需维护,安全性好。

油浸式变压器:使用绝缘油作为冷却介质。散热效果好,适用于大容量应用。

单相变压器:用于单相交流电系统。结构简单,适用于家庭和小型商业应用。

电炉变压器:用于电弧炉等特殊场合。高电流输出,耐高温。

整流变压器:用于将交流电转换为直流电。特殊的绕组设计,以适应整流电路的需求。

电抗器:用于限制交流电流。用于电力系统的电流控制和保护。

抗干扰变压器:用于减少电磁干扰。特殊设计,减少信号失真。

防雷变压器:用于保护电路免受雷击。具有特殊的防护措施。

箱式变电器:集成在一个箱体内的变压器。便于运输和安装,适用于户外环境。

试验变压器:用于实验室测试。提供高电压输出,用于测试设备的绝缘性能。

转角变压器:用于改变相位角。用于电力系统的相位匹配。

大电流变压器:用于需要大电流的应用。特殊的绕组设计,以适应大电流需求。

励磁变压器:用于发电机的励磁系统。:提供稳定的励磁电流。

其他分类

按相数分类:单相变压器和三相变压器。

按绕组形式分类:自耦变压器、双绕组变压器、三绕组变压器。

按铁芯形式分类:芯式变压器和壳式变压器。


5、晶体振荡器

按照材质分类

石英晶体振荡器:利用石英晶体的压电效应,具有高精度和稳定性。温度稳定性好,频率精度高,适用于需要高稳定度的场合。

陶瓷晶振:使用陶瓷材料,成本较低。频率精度较低,起振时间较快,适用于不需要极高精度的应用。

晶体振荡器常见类型

按照内部电路分类

有源晶体振荡器:内部包含振荡电路,可以直接产生时钟信号。无需外部电路支持,稳定性和精度较高。

无源晶体振荡器(晶体谐振器):仅包含晶体本身,需要外部电路配合才能产生振荡。结构简单,成本较低,灵活性高。

按照输出模式分类

单端晶振:输出信号为单端信号。结构简单,成本较低。

差分晶振:输出信号为差分信号。具有更好的抗干扰能力和更低的辐射干扰。

按照温度特性分类

温补晶体振荡器(TCXO):通过内置温度补偿电路来降低温度变化对频率的影响。适用于对温度稳定性要求较高的应用,如通信设备。

普通无源谐振器:未采取特殊温度补偿措施。成本较低,适用于对温度稳定性要求不高的场合。

按照功能和技术分类

普通时钟晶体振荡器(SPXO):结构简单,完全由晶体的自由振荡完成。适用于稳定度要求不高的场合,频率精度一般为1E-4~1E-5数量级。

压控晶体振荡器(VCXO):可以通过外部电压控制其频率输出。频率精度在1E-5~1E-6数量级,适用于需要频率微调的应用。

恒温晶体振荡器(OCXO):利用恒温槽使晶体的温度保持恒定,以提高频率的稳定性。具有极高的频率稳定性,适用于需要极高稳定度的场合,但功耗较大,体积较大,启动时间较长。

温度补偿式晶体振荡器(TCXO):通过感应环境温度,并利用一定的功能电路产生与晶体温度频率特性相反的电压信号,以抵消温度变化对频率的影响。相比于普通晶体振荡器,具有更好的温度稳定性,适用于通信设备等。

其他分类

按封装形式分类:金属外壳、玻璃壳、陶瓷或塑料封装等。

按切割脚位分类:不同的切割脚位会影响晶体振荡器的性能。


6、滤波器

按频率响应分类

低通滤波器(LPF):允许低频信号通过,抑制高频信号。应用在音频系统中的低音扬声器驱动、模拟信号的抗混叠滤波。

高通滤波器(HPF):允许高频信号通过,抑制低频信号。应用于音频系统中的高音扬声器驱动、去除信号中的直流分量。

带通滤波器(BPF):允许某一特定频率范围内的信号通过,抑制低于和高于此范围的信号。应用于无线通信中的频道选择、生物医学信号处理。

带阻滤波器:允许低于和高于某一特定频率范围的信号通过,抑制该范围内的信号。作用于去除特定频率的干扰、音频信号中的噪声消除。

按设计方法和性能分类

巴特沃斯滤波器:通频带内频率响应曲线最大限度平坦,阻频带逐渐下降。作用于音频信号处理、图像处理。

切比雪夫滤波器:通频带内有等波纹特性,阻频带下降更快。

贝塞尔滤波器:具有最佳的相位线性特性,即相位延迟与频率成线性关系。

按实现方式分类

LC滤波器:使用电感和电容构建,适用于较低频率。应用于电源滤波、射频信号处理。

腔体滤波器:使用空腔谐振器构建,适用于较高频率。

声表面波滤波器:利用声波在固体表面传播的特性构建,适用于高频。作用于移动通信、卫星通信。

体声波滤波器:利用声波在固体内部传播的特性构建,适用于高频。

螺旋滤波器:使用螺旋结构构建,适用于高频。

介质滤波器:利用介质材料的特性构建,适用于高频。

按适用场合分类

变频器滤波器:用于抑制变频器产生的谐波。

谐波滤波器:用于抑制电源中的谐波干扰。

正弦波滤波器:用于生成或改善正弦波信号质量。

按组成电路的元件分类

RC滤波器:使用电阻和电容构建,适用于较低频率。

RLC滤波器:使用电阻、电感和电容构建,适用于较宽频率范围。

晶体滤波器:使用石英晶体构建,具有极高的频率稳定性。

陶瓷滤波器:使用陶瓷材料构建,适用于高频。

机械滤波器:使用机械谐振器构建,适用于高频。

按是否含有源器件分类

有源滤波器:使用运算放大器等有源器件构建,可以放大信号。

无源滤波器:仅使用无源元件构建,不能放大信号。

无源滤波器

按对信号的响应特性分类

线性滤波器:输出与输入之间的关系是线性的。

非线性滤波器:输出与输入之间的关系是非线性的。作用于特定的信号处理任务,如峰值检测。

按干扰类型分类

共模滤波器:用于抑制共模干扰。例如电源线滤波、信号线滤波等。

差模滤波器:用于抑制差模干扰。

按干扰抑制方式分类

利用电容通高频隔低频的特性:将高频干扰电流导入地线(共模)或火线导入零线(差模)。

利用电感线圈的阻抗特性:将高频干扰电流反射回干扰源。

利用干扰抑制铁氧体:可将一定频段的干扰信号吸收转化为热量。


7、连接器

按用途分类:

电源连接器:用于传输电力,常见的有电源插头、插座等。

声学连接器:用于音频设备的连接,如耳机插孔、扬声器插孔等。

印制板连接器:用于电路板上的连接,如排针、排母等。

机柜连接器:用于服务器机柜或其他大型设备间的连接。

专用连接器:为特定应用定制的连接器,如医疗设备、军事设备等。

按频率分类:

低频连接器:通常用于100MHz以下的电路。

高频连接器:适用于100MHz以上的电路,常采用同轴结构。

按形状分类:

圆形连接器:广泛用于军用和航空领域。

矩形连接器:适用于电子设备的印刷线路板。

条形连接器:用于简单的线对线连接。

D型连接器:例如常见的DB-9、DB-25等。

按结构分类:

螺纹连接器:依靠螺纹固定。

直入连接器:直接插入式连接。

插销连接器:使用插销固定。

推拉连接器:推拉式连接,便于快速连接和断开。

卡口连接器:使用卡口机制固定。

特殊结构的连接器:

元件插拔式连接器:允许元件的快速更换。

橡胶连接器:具有防水防尘特性。

旋转连接器:允许旋转运动的同时保持电路连接。

分体式连接器:可以拆分成两部分的连接器。

光纤连接器:用于光信号传输。

其他分类:

常见的连接器类型

板载连接器:安装在印刷电路板上的连接器。

高频连接器:用于高速数据传输。

电力连接器:用于大电流传输。

模块化连接器:可替换模块的连接器。

热插拔连接器:可以在不关闭电源的情况下插拔。

按应用场景分类:

手机连接器:用于手机和其他便携设备。

高压连接器:用于高电压应用。

汽车连接器:用于汽车电子系统。

航空连接器:用于航空电子设备。

高速信号连接器:用于高速数据传输。

光纤连接器:用于光纤通信系统。

按安装方式分类:

电缆连接器:直接安装在电缆末端。

面板连接器:安装在设备面板上。

穿墙连接器:用于穿过墙壁或隔板的连接。

常见连接器实例:

USB连接器:包括Type-A、Type-B、Micro USB、Mini USB和Type-C等。

HDMI连接器:用于高清视频和音频信号传输。

VGA连接器:用于视频信号传输。

RJ45连接器:用于以太网连接。

PCIe连接器:用于计算机内部扩展卡。

SATA连接器:用于硬盘和其他存储设备。


8、开关

按使用功能分类

一开(单联/一位):只有一个按键的开关。简单、易于安装。

二开(双联/二位):有两个按键的开关。可以控制两个独立的电路。

三开(三联/三位):有三个按键的开关。可以控制三个独立的电路。

四开(四联/四位):有四个按键的开关。可以控制四个独立的电路。

按外观分类

扁插:在中国、美国、加拿大、日本等国家和地区使用。扁平的插脚。

方插:在香港、英国、新加坡等国家和地区使用。方形的插脚。

圆插:在欧洲国家使用。圆形的插脚。

按功能分类

二极插:只有两个插脚。适用于不接地的电器。

二二插:可能是描述错误,通常不会出现此类描述。

三极插:有三个插脚,包括接地插脚。适用于需要接地的电器。

二三插:可能指的是既有二极又有三极插孔的插座。适用于不同类型的电器。

二二三插:可能是描述错误,通常不会出现此类描述。

三相四线插座:用于三相电源系统。适用于工业和商业应用中的三相设备。

按控制类型分类

开关常见种类

旋钮开关:通过旋转来改变阻值。可以用于调节音量、频率等。

摇杆开关:通过上下或左右摆动来改变阻值。常见于遥控器、游戏机手柄等。

按钮开关:一种手动操作的电气开关。通常用于控制电路,触点允许通过的电流较小。

位置检测开关:又称为行程开关或限位开关。用于限制机械运动的行程或位置。

隔离开关:用于将高压配电装置中需要停电的部分与带电部分可靠隔离。适用于高压配电系统中的安全隔离。

按其他功能分类

接近开关:一种传感器,当接近物体时触发。无触点、非接触式,适用于自动化设备的位置检测。

负载开关:用于控制电路中的负载。可以根据负载的大小选择不同类型的开关。

开启式负荷开关:手动操作的开关,用于控制电路的通断。适用于低功率设备。

隔离开关:用于隔离电路。适用于高压电路。

特殊类型开关

定时开关:带有定时功能的开关。可以设定开关的时间。

光电开关:使用光束进行检测的开关。非接触式,适用于需要检测物体存在与否的场合。

热敏开关:温度达到一定值时触发的开关。用于温度监控和保护。

声音开关:通过声音触发的开关。适用于声控系统。

振动开关:通过振动触发的开关。适用于需要检测振动的场合。

除了上述几种常见的被动元件外,还有一些特殊的被动元件值得关注,如电桥、扼流圈、忆阻器等。在此顺便提及,如果有元件信息查询及采购需求,欢迎点击访问 INFINITECH

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