Các linh kiện điện tử thụ động và chủ động

Phân loại là một khía cạnh quan trọng của các lĩnh vực kỹ thuật và khoa học, và kỹ thuật điện cũng không ngoại lệ. Các danh mục giúp chúng ta sắp xếp các suy nghĩ của mình, thực hiện các quan sát có hệ thống và hình thành các kết nối khái niệm.

Có khá nhiều loại linh kiện được sử dụng thường xuyên trong các mạch và hệ thống điện tử, nhưng nếu chúng ta cân nhắc một cách cẩn thận các đặc điểm xác định nhất định của các linh kiện điện tử này, chúng ta có thể xếp chúng vào ba loại lớn. Hãy bắt đầu với các định nghĩa ngắn gọn sau đây, và sau đó chúng ta sẽ xem xét kỹ hơn ba loại.

• Các linh kiện điện tử thụ động không thể khuếch đại tín hiệu và chúng không tạo ra chuyển động cơ học.
• Các linh kiện điện tử chủ động có thể khuếch đại tín hiệu.
• Các linh kiện cơ điện chuyển đổi năng lượng điện thành chuyển động cơ học, chuyển động cơ học thành năng lượng điện hoặc tạo điều kiện kết nối điện.

Linh kiện điện tử thụ động

Các linh kiện thụ động hoạt động nhờ năng lượng điện đã có. Nói cách khác, chúng không tiêm năng lượng điện vào mạch. Các linh kiện điện tử thụ động phổ biến nhất là điện trở, tụ điện và cuộn cảm. Điện trở biến đổi năng lượng điện thành nhiệt, tụ điện lưu trữ năng lượng điện trong điện trường và cuộn cảm lưu trữ năng lượng điện trong từ trường.

Do đó, tất cả chúng đều xử lý năng lượng điện theo cách thụ động —chúng có thể ảnh hưởng đến các tín hiệu điện bằng cách chuyển đổi năng lượng từ dạng này sang dạng khác, nhưng chúng không thể tăng sức mạnh của tín hiệu bằng cách tiêm năng lượng được cung cấp bởi một nguồn (chẳng hạn như pin hoặc mạch cung cấp điện).

Các linh kiện thụ động ít phổ biến hơn bao gồm các hạt ferit , tương tự như cuộn cảm và được sử dụng để khử nhiễu; ăng-ten , tạo hoặc nhận bức xạ điện từ một cách hiệu quả; và máy biến áp , sử dụng các cuộn cảm đặt gần nhau để tăng hoặc giảm biên độ của điện áp xoay chiều.

Biểu đồ này cho thấy một hạt ferit được sử dụng kết hợp với tụ điện để tạo bộ lọc cung cấp điện. Tham khảo bài viết này để biết thêm thông tin.

Cảm biến tạo ra hoặc sửa đổi tín hiệu điện để đáp ứng với các điều kiện vật lý. Cảm biến thụ động bao gồm nhiệt điện trở đo nhiệt độ, điện trở quang đo cường độ ánh sáng và máy đo biến dạng điện trở . Tất cả những điều này chỉ đơn giản là các ứng dụng chuyên biệt của điện trở.

Linh kiện điện tử chủ động

Một linh kiện điện tử chủ động có thể đóng góp vào sức mạnh của tín hiệu điện bằng cách tiêm năng lượng được cung cấp bởi linh kiện nguồn. Chúng ta có thể nghĩ về điều này dưới dạng khuếch đại hoặc chuyển đổi hành động. linh kiện khuếch đại sử dụng nguồn điện để tăng công suất của tín hiệu đầu vào và công tắc điện tử cho phép một tín hiệu điều khiển — tức là đi qua hoặc chặn — tín hiệu công suất cao hơn thứ hai.

Các linh kiện hoạt động mang tính biểu tượng nhất được gọi là bóng bán dẫn . Một transistor lưỡng cực (BJT) chức năng như một nguồn dòng hiện kiểm soát, và transistor bán dẫn oxit kim loại chức năng (MOSFET) như một nguồn dòng điện áp điều khiển. Cả hai loại bóng bán dẫn đều có thể được sử dụng như một công tắc hoặc một bộ khuếch đại.

Điốt là linh kiện phổ biến cho phép dòng điện chỉ chạy theo một hướng. Họ chủ động hay thụ động? Thực ra câu hỏi này rất khó trả lời. Điốt giống các linh kiện thụ động ở chỗ chúng chỉ có hai đầu cuối và không thể tăng công suất của tín hiệu, nhưng chúng dựa vào các mối nối bán dẫn (như BJT) và các đặc tính điện của chúng rất khác so với điện trở, tụ điện và cuộn cảm. Nếu chúng ta nói rằng một linh kiện chủ động phải cho phép một tín hiệu điện áp dụng để điều khiển dòng điện chạy qua một phần khác của linh kiện, thì chúng ta sẽ phân loại điốt là thụ động.

Linh kiện cơ điện

linh kiện cơ điện quen thuộc nhất là động cơ điện . Mặc dù các chi tiết chức năng của động cơ rất khác nhau, nhưng hầu như tất cả chúng đều có cùng một mục đích cơ bản: chuyển đổi năng lượng điện thành năng lượng cơ học dưới dạng chuyển động quay.

Robot C-BISCUIT của AAC được cung cấp bởi hai động cơ DC có chổi than.

Một máy phát điện đảo ngược mối quan hệ này: chuyển động cơ được sản xuất bằng cách, ví dụ, di chuyển nước hoặc gió được chuyển thành năng lượng điện. Solenoids và loa là các linh kiện cơ điện chuyển năng lượng điện thành chuyển động thẳng.

Một số linh kiện cơ điện có vẻ không cơ học lắm, vì chúng ta không thể thấy chúng chuyển động. Các thiết bị áp điện này , chẳng hạn như tinh thể thạch anh và bộ cộng hưởng gốm , trải qua những thay đổi cơ học để phản ứng với điện trường. Tinh thể thạch anh được sử dụng rộng rãi để tạo ra các tín hiệu thời gian có độ chính xác cao.

Sơ đồ này cho thấy một mạch dao động dựa trên tinh thể thạch anh.

Một số linh kiện cơ điện khác khá đơn giản, nhưng điều đó không có nghĩa là chúng không quan trọng. Công tắc cơ học vẫn là một cách hiệu quả để điều khiển mạch và các đầu nối giúp chúng ta chuyển điện áp và tín hiệu điện từ nguồn cung cấp điện từ phần này sang phần khác một cách thuận tiện và an toàn.

Phần kết luận

Trong video này, chúng tôi đã kiểm tra sự khác biệt giữa các linh kiện chủ động và thụ động, đồng thời chúng tôi cũng đề cập đến một số ví dụ về các linh kiện cơ điện. Hướng dẫn tiếp theo cung cấp giới thiệu về chất bán dẫn.