Различные электронные компоненты с линейкой длиной 15 см для масштабирования.
Электронный компонент — это любое базовое дискретное электронное устройство или физическая сущность, часть электронной системы, используемая для воздействия на электроны или связанные с ними поля . Электронные компоненты — это в основном промышленные продукты , доступные в единственном числе и их не следует путать с электрическими элементами , которые являются концептуальными абстракциями, представляющими собой идеализированные электронные компоненты и элементы. Технический паспорт электронного компонента — это технический документ, который содержит подробную информацию о спецификациях, характеристиках и производительности компонента. Дискретные схемы состоят из отдельных электронных компонентов, которые выполняют только одну функцию каждый в упакованном виде, которые известны как дискретные компоненты, хотя строго термин дискретный компонент относится к такому компоненту с полупроводниковым материалом, такому как отдельные транзисторы . [1] [2] [3]
Электронные компоненты имеют ряд электрических клемм или выводов . Эти выводы подключаются к другим электрическим компонентам, часто по проводам, для создания электронной схемы с определенной функцией (например, усилитель , радиоприемник или генератор ). Базовые электронные компоненты могут быть упакованы дискретно, как массивы или сети подобных компонентов, или интегрированы внутри корпусов, таких как полупроводниковые интегральные схемы , гибридные интегральные схемы или толстопленочные устройства. Следующий список электронных компонентов фокусируется на дискретной версии этих компонентов, рассматривая такие корпуса как компоненты сами по себе.
Классификация
Компоненты можно классифицировать как пассивные, активные или электромеханические . Строгое физическое определение рассматривает пассивные компоненты как те, которые не могут сами поставлять энергию, тогда как батарея будет рассматриваться как активный компонент, поскольку она действительно действует как источник энергии.
Однако инженеры-электронщики, которые выполняют анализ цепей , используют более ограничительное определение пассивности . Когда речь идет только об энергии сигналов , удобно игнорировать так называемую цепь постоянного тока и притворяться, что компоненты питания, такие как транзисторы или интегральные схемы, отсутствуют (как будто у каждого такого компонента есть своя встроенная батарея), хотя на самом деле они могут питаться цепью постоянного тока. Затем анализ касается только цепи переменного тока, абстракции, которая игнорирует постоянные напряжения и токи (и связанную с ними мощность), присутствующие в реальной цепи. Эта фикция, например, позволяет нам рассматривать осциллятор как «производящий энергию», хотя на самом деле осциллятор потребляет еще больше энергии от источника питания постоянного тока, который мы решили игнорировать. В соответствии с этим ограничением мы определяем термины, используемые в анализе цепей , как:
Активные компоненты полагаются на источник энергии (обычно от цепи постоянного тока, которую мы решили проигнорировать) и обычно могут подавать мощность в цепь, хотя это не является частью определения. [4] Активные компоненты включают усилительные компоненты, такие как транзисторы , триодные вакуумные лампы (лампы) и туннельные диоды .
Пассивные компоненты не могут вводить чистую энергию в цепь. Они также не могут полагаться на источник питания, за исключением того, что доступно из цепи (переменного тока), к которой они подключены. Как следствие, они не могут усиливать (увеличивать мощность сигнала), хотя они могут увеличивать напряжение или ток (например, как это делает трансформатор или резонансный контур). Пассивные компоненты включают двухполюсные компоненты, такие как резисторы, конденсаторы, индукторы и трансформаторы.
Электромеханические компоненты могут выполнять электрические операции с помощью движущихся частей или с помощью электрических соединений.
Большинство пассивных компонентов с более чем двумя выводами можно описать в терминах двухпортовых параметров , которые удовлетворяют принципу взаимности , хотя есть и редкие исключения. [5] Напротив, активные компоненты (с более чем двумя выводами) обычно не обладают этим свойством.
Активные компоненты
Полупроводники
Транзисторы
Транзисторы считались изобретением двадцатого века, которое навсегда изменило электронные схемы. Транзистор — это полупроводниковый прибор, используемый для усиления и переключения электронных сигналов и электроэнергии.
МОП-транзистор (МОП-транзистор металл-оксид-полупроводник) – на сегодняшний день наиболее широко производимый электронный компонент (также известный как МОП-транзистор) [6] [7]
Туннельный диод - очень быстрый диод, работающий на основе квантово-механического туннелирования.
Интегральные схемы
Интегральные схемы могут выполнять различные функции, в том числе выполнять функции таймера, выполнять цифро-аналоговое преобразование, выполнять усиление или использоваться для выполнения логических операций.
OLED (аналогично ЖК-дисплею, но каждый пиксель генерирует собственный свет, может быть гибким или прозрачным)
Micro-LED (аналогично OLED, но использует неорганические светодиоды вместо органических, не страдает от выгорания экрана , однако его нельзя сделать гибким или прозрачным)
Устаревший:
7-сегментный дисплей с нитью накаливания (он же « Numitron »)
Компоненты, неспособные управлять током посредством другого электрического сигнала, называются пассивными устройствами. Резисторы, конденсаторы, индукторы и трансформаторы считаются пассивными устройствами.
Резисторы
SMD-резисторы на обратной стороне печатной платы
Пропускает ток пропорционально напряжению ( закон Ома ) и противодействует току.
Термистор – термочувствительный резистор, основная функция которого заключается в демонстрации большого, предсказуемого и точного изменения электрического сопротивления при соответствующем изменении температуры тела. [9]
Некоторые различные конденсаторы для электронного оборудования
Конденсаторы хранят и высвобождают электрический заряд. Они используются для фильтрации линий электропитания, настройки резонансных схем и для блокировки постоянного напряжения при передаче сигналов переменного тока, среди множества других применений.
Варикапный диод – емкость переменного тока изменяется в зависимости от приложенного постоянного напряжения
Интегрированные пассивные устройства
Интегрированные пассивные устройства — это пассивные устройства, интегрированные в один отдельный корпус. Они занимают меньше места, чем эквивалентные комбинации дискретных компонентов.
Магнитные (индуктивные) устройства
Электрические компоненты, использующие магнетизм для хранения и высвобождения электрического заряда посредством тока:
Электрические компоненты, которые передают заряд пропорционально магнетизму или магнитному потоку и обладают способностью сохранять предыдущее резистивное состояние, отсюда и название «память плюс резистор».
LC-цепь – образует LC-контур , используемый в настраиваемых трансформаторах и фильтрах радиопомех.
Преобразователи, датчики, детекторы
Преобразователи генерируют физические эффекты при подаче на них электрического сигнала и наоборот.
Датчики (детекторы) — это преобразователи, которые реагируют на условия окружающей среды, изменяя свои электрические свойства или генерируя электрический сигнал.
Перечисленные здесь преобразователи представляют собой отдельные электронные компоненты (в отличие от полных сборок) и являются пассивными (см. Полупроводники и трубки для активных ). Здесь перечислены только наиболее распространенные из них.
Вращающийся энкодер , энкодер вала – оптический, магнитный, резистивный или переключающий – определяет абсолютный или относительный угол или скорость вращения.
Инклинометр – емкостный – определяет угол относительно силы тяжести
Искровой промежуток – электроды с зазором для образования дуги при высоком напряжении.
Молниеотвод – искровой разрядник, используемый для защиты от ударов молнии.
Повторное включение – автоматический выключатель, который размыкается при возникновении перегрузки по току (неисправности), затем замыкается для проверки устранения неисправности и повторяет этот процесс определенное количество раз, прежде чем удерживать его в разомкнутом положении до тех пор, пока он не будет замкнут вручную.
^ Принципы построения интегральных схем СБИС и КМОП. С. Чанд. 2016. ISBN978-81-219-4000-9.
^ Пассивные и дискретные схемы: Newnes Electronics Circuits Pocket Book, том 2. Elsevier. 23 июня 2016 г. ISBN978-1-4832-9198-7.
^ Например, компьютер может быть заключен в черный ящик с двумя внешними терминалами. Он может выполнять различные вычисления и сообщать о результатах, изменяя свое сопротивление, но всегда потребляя энергию, как и сопротивление. Тем не менее, он является активным компонентом, поскольку для своей работы он использует источник питания.
^ Невзаимные пассивные устройства включают в себя гиратор (хотя как действительно пассивный компонент он существует больше в теории и обычно реализуется с использованием активной схемы) и циркулятор , который используется на микроволновых и оптических частотах.
^ "13 секстиллионов и подсчет: Долгая и извилистая дорога к самому часто производимому человеческому артефакту в истории". Музей компьютерной истории . 2 апреля 2018 г. Получено 28 июля 2019 г.
^ Бейкер, Р. Якоб (2011). КМОП: проектирование схем, компоновка и моделирование. John Wiley & Sons . стр. 7. ISBN978-1118038239.
^ Абернати, Джоанна. «Понимание схем делителей напряжения». QuarkTwin . Коннелли Рот . Получено 22 апреля 2021 г. .
