硬小妹：“李工，有源元器件和無源元器件區(qū)分的標準是什么呢？”

油條李：“何謂有？何謂無？何謂源？”

硬小妹：“。。。。。。”

油條李：“無他！唯感嘆爾。源即源頭，電子的源頭則是電，所以有電則為有源；無電則為無源！”

無源器件又稱為被動器件，在電子電路中，我們常用的無源元器件除了電阻、電容、電感、二極管之外，還有哪些類型呢？下面我們一起學習一下吧。

【繼電器】

繼電器是我們常用的弱電控強電、隔離信號的器件，它能夠將輸入端的電壓、電流、頻率、溫度、壓力、速度、光等轉換成輸出端的通斷狀態(tài)，進而實現(xiàn)被控設備的開關操作。

一、繼電器的分類

1.根據(jù)繼電器的原理或者結構特征可分為：電磁繼電器、固態(tài)繼電器、混合式繼電器、高頻繼電器、同軸繼電器、真空繼電器、熱繼電器、光電繼電器、極化繼電器、時間繼電器、舌簧繼電器。

2.根據(jù)繼電器觸點負載功率的大小可分為：微功率繼電器、弱功率繼電器、中功率繼電器、大功率繼電器。

3.根據(jù)繼電器的外形尺寸可分為：微型繼電器、超小型繼電器、小型繼電器。

4.根據(jù)繼電器的防護特征可分為：密封繼電器、封閉式繼電器、敞開式繼電器。

二、繼電器常用的觸點組合形式

我們常用的繼電器觸點組合形式有單刀單擲（SPST）和單刀雙擲（SPDT），每一種類型又可分為常開、常閉、轉換等，如下圖所示：

圖源|網(wǎng)絡

三、繼電器的主要組件

1.繼電器的線圈。為了保證繼電器穩(wěn)定可靠的工作，需要在繼電器線圈兩端施加其規(guī)格書中的額定電壓；使用晶體管驅動繼電器線圈時，應考慮晶體管的壓降，避免因晶體管壓降過大導致繼電器工作不穩(wěn)定。對于極化繼電器，需要確認線圈電壓的極性；對于磁保持繼電器，需要確保線圈上的電壓不能超過其所規(guī)定的最大電壓，以免造成繼電器的誤動作。

2.繼電器的觸點。繼電器的觸點在不同類型負載條件下，在吸合和斷開的瞬間會存在一定的抖動，該抖動產(chǎn)生的電流遠大于其穩(wěn)態(tài)電流，如下表所示：

圖源|宏發(fā)繼電器

繼電器的觸點抖動時間隨著負載的不同而不同，該時間一般小于1秒，如下圖所示：

圖源|宏發(fā)繼電器

四、繼電器的使用注意事項

1.對于AC型繼電器，其線圈電源電壓波形最好是正弦波，該波形能夠較好的抑制蜂鳴聲，另外，由于存在渦流損失、磁滯損失和線圈效率降低等因素，所以其溫升一般比DC型繼電器高；電源電壓波動超過額定電壓的±10%時，易產(chǎn)生蜂鳴聲；線圈斷電時，供電回路當中不能有殘留的直流電壓分量，否則可能導致繼電器不能正常釋放。

2.對于DC型繼電器，線圈兩端的電壓應使用階躍電壓，避免施加漸變電壓，且電壓波動應小于±5%，否則易造成繼電器工作不穩(wěn)定，引起觸點的粘連或者異常損耗，另外，如果線圈兩端并聯(lián)了二極管或者發(fā)光二極管，會導致繼電器釋放時間加長，可能會影響其耐久性。

3.繼電器的溫升會導致線圈電阻值的增大，進而使其動作電壓升高，因此應避免繼電器在高溫環(huán)境或者長時間工作，且相關參數(shù)應留有一定的余量。

4.如果繼電器的線圈供電電源線達到數(shù)十米以上時，應在測量繼電器線圈兩端的電壓后再選擇合適的額定電壓的繼電器；當線圈電源斷開后，由于長電源線的寄生電容會產(chǎn)生殘壓，進而造成繼電器釋放不良，此時，應在線圈兩端連接旁路電阻，如下圖所示：

圖源|宏發(fā)繼電器

5.繼電器長期放置在高溫、高濕環(huán)境或者連續(xù)通電時，如果將線圈接地易造成線圈被電蝕而導致斷線，因此盡量不要將繼電器線圈接地，不得不接地時，可以將線圈的控制開關設置在線圈的正極端。

6.繼電器觸點的使用壽命受到觸點材料、觸點電壓、電流、負載類型、切換頻率、環(huán)境狀況、接觸形式、觸點抖動現(xiàn)象等的影響，其失效模式有觸點材料轉移、粘連、異常消耗、接觸電阻增大等現(xiàn)象，使用時需要特別注意。

7.避免同一繼電器既通斷大電流負載又通斷小電流負載，因為通斷大電流負載時易產(chǎn)生觸點飛濺物，附著在通斷小電流負載的觸點上，進而導致觸點故障。

8.由于一般繼電器的觸點間隙較小，應考慮到可能由于觸點間電弧引起短路的情況，且在觸點切換動作之間預留一定的時間間隔。

9.感性負載比阻性負載更容易使繼電器的觸點受到損傷，因此要采取一定的保護電路措施以免損傷觸點，常見的觸點保護電路如下圖所示：

圖源|宏發(fā)繼電器

圖源|宏發(fā)繼電器

【蜂鳴器】

蜂鳴器是一種將電信號轉換為聲音信號的器件，有了它，電子的世界不再是默默無聞的，它用自己獨特的聲音向人類傳遞著電路板的狀態(tài)，那蜂鳴聲、滴滴聲刺破寂靜的空氣，仿佛在刻意引起人類的注意！

一、蜂鳴器的分類

1.根據(jù)蜂鳴器的安裝方式可分為：貼片蜂鳴器、插件蜂鳴器和引線蜂鳴器；

2.根據(jù)蜂鳴器的結構不同可分為：壓電式蜂鳴器和電磁式蜂鳴器；

3.根據(jù)蜂鳴器的驅動方式可分為：有源蜂鳴器和無源蜂鳴器；

4.根據(jù)蜂鳴器出音孔位置的不同可分為：頂發(fā)聲蜂鳴器和側發(fā)聲蜂鳴器。

二、蜂鳴器的常見類型

1.電磁式蜂鳴器。該類型的蜂鳴器由振蕩器、電磁線圈、磁鐵、振動膜片及外殼等組成。接通電源后，振蕩器產(chǎn)生的音頻信號電流通過電磁線圈，使電磁線圈產(chǎn)生磁場，振動膜片在電磁線圈和磁鐵的相互作用下，周期性地振動發(fā)聲。

圖源|弘騰實業(yè)官網(wǎng)

2.壓電式蜂鳴器。該類型的蜂鳴器主要由多諧振蕩器、壓電蜂鳴片、阻抗匹配器及共鳴箱、外殼等組成。多諧振蕩器由晶體管或集成電路構成，當接通電源后，多諧振蕩器起振,輸出1.5～2.5kHZ的音頻信號，阻抗匹配器推動壓電蜂鳴片發(fā)聲。

圖源|弘騰實業(yè)官網(wǎng)

3.有源蜂鳴器。該種類型的蜂鳴器的震蕩源是在其內(nèi)部的，接通電源蜂鳴器即可發(fā)聲，因此在三極管驅動蜂鳴器的電路當中，通過控制三極管基極電平的高低即可控制蜂鳴器是否發(fā)聲。

4.無源蜂鳴器。該種類型的蜂鳴器的內(nèi)部沒有震蕩源，需要外部提供震蕩源，此震蕩源的波形一般為占空比為50%的方波。

三、蜂鳴器的使用注意事項

1.壓電型蜂鳴器得益于其結構原理，其驅動電流較小，一般為幾毫安至十幾毫安，且其尺寸高度可以做到很低；而電磁型蜂鳴器的驅動電流較大，一般為幾十毫安至一百毫安，且其尺寸高度相對較高，這兩種類型蜂鳴器特點的對照表如下圖所示，因此我們在選擇蜂鳴器時要根據(jù)實際需求選擇合適的蜂鳴器類型。

圖源|村田官網(wǎng)

2.由于有源蜂鳴器的驅動信號波形是高低電平，而無源蜂鳴器的驅動信號波形是方波，因此無源蜂鳴器可以通過改變方波的占空比的大小來調(diào)整蜂鳴器聲音的大小，而有源蜂鳴器則無法實現(xiàn)。

3.在使用三極管驅動電磁無源蜂鳴器時，應注意三極管集電極最大電流是否大于蜂鳴器的額定電流，否則易損壞三極管。

4.對于電磁無源蜂鳴器，其管腳兩端需要并聯(lián)一個開關二極管，以泄放蜂鳴器線圈的能量，保護驅動電路中的三極管；而對于電磁有源蜂鳴器和壓電式蜂鳴器則無需并聯(lián)二極管。

5.蜂鳴器是有極性的，其表面一般會絲印正極的符號，或者根據(jù)其管腳“長正短負”的原則來判斷極性。

【發(fā)光二極管】

發(fā)光二極管，也就是LED燈，它能夠將電信號轉換成光信號，有了它，電子的世界不再是黑暗的，它就像一座座燈塔，矗立在電路板間，照亮迷茫信號的道路，指示著電路板的點點滴滴！

隨著發(fā)光二極管制造工藝的進步，其體積向著微型化和巨型化兩個極端方向發(fā)展，出現(xiàn)了MicroLED和LED燈珠，MicroLED現(xiàn)已應用在顯示屏領域，LED燈珠則逐漸取代傳統(tǒng)燈具，成為主流的照明源。

一、發(fā)光二極管的分類

1.根據(jù)安裝方式的不同可分為：貼片發(fā)光二極管和插件發(fā)光二極管；

2.根據(jù)光線顏色是否可見分為：可見光發(fā)光二極管和不可見光發(fā)光二極管；

3.根據(jù)發(fā)光顏色的不同可分為：紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管、藍色發(fā)光二極管等；

4.根據(jù)組合形式的不同可分為：單色發(fā)光二極管、雙色發(fā)光二極管和三色發(fā)光二極管；

5.根據(jù)外形結構的不同可分為：半球圓形發(fā)光二極管、方形發(fā)光二極管、矩形發(fā)光二極管、符號形發(fā)光二極管和組合形發(fā)光二極管。

二、發(fā)光二極管的顏色

我們常見的可見光發(fā)光二極管的顏色有紅色發(fā)光二極管、綠色發(fā)光二極管和藍色發(fā)光二極管，而黃色我們則常用紅色和綠色發(fā)光二極管混色產(chǎn)生。發(fā)光二極管的制作工藝已相當成熟，但不同顏色發(fā)光二極管的成本也會有所差異，特別是藍色發(fā)光二極管的成本較高，因此在研發(fā)設計時應避免使用藍色發(fā)光二極管，盡可能使用紅色或者綠色發(fā)光二極管。

對于不可見光發(fā)光二極管，比如紅外發(fā)光二極管，它的顏色是人眼無法捕獲的，此時可以借助手機的攝像頭來觀察紅外二極管的發(fā)光狀態(tài)。紅外發(fā)光二極管具有輕巧、省電、價廉、可靠耐用的優(yōu)點，常用在家電產(chǎn)品遙控器、短距離通訊、光電耦合器等場景，但其也有通訊距離短、具有方向性等缺點。

三、發(fā)光二極管的特性

1.正向電壓（VF）。發(fā)光二極管的正向電壓一般為2V左右，不同顏色的發(fā)光二極管該參數(shù)會有所差異，因此在計算發(fā)光二極管限流電阻大小的時候要考慮到該參數(shù)的大小。

2.正向電流（IF）。該參數(shù)表征的是發(fā)光二極管的最大電流，因此發(fā)光二極管的工作電流不能超過該參數(shù)值且要降額使用，否則會影響其使用壽命。

3.發(fā)光二極管的正向電壓會隨著正向電流的大小的變化而變化，正向電流越大其正向電壓也會緩慢增大，如下圖所示：

圖源|國星光電

4.發(fā)光二極管的正向電流的大小會隨著環(huán)境溫度的變化而變化，溫度越高，其正向電流會逐漸減小，因此在實際使用過程中要注意環(huán)境溫度對發(fā)光二極管的影響，如下圖所示：

圖源|國星光電

5.發(fā)光二極管的極性。對于插件二極管，可以通過器件管腳“長正短負”的原則來判斷其正負極性，或者通過其表面的缺口標識來判斷其極性，缺口處的管腳為負極；對于貼片二極管，可以通過其表面有綠色標記的一端為負極來判斷，或者通過器件底部的綠色三角標識來判斷其極性，三角指向的一端為負極。

【連接器】

在電子產(chǎn)品中，隨著產(chǎn)品功能和復雜度的提高，不可避免使用多塊電路板和外接器件，因此連接器幾乎成為電路板不可或缺的元器件。

一、連接器的分類

1.根據(jù)使用方式可分為：線對板連接器、板對板連接器、線對線連接器；

2.根據(jù)結構不同可分為：一般型連接器、耐濕防水型連接器、氣密性連接器、耐火型連接器等；

3.根據(jù)用途的不同可分為：PCB板連接器、扁平電纜連接器、同軸電纜連接器、壓軸式連接器、角型連接器等；

4.根據(jù)工作頻率的高低可分為：低頻連接器和高頻連接器。

圖源|莫仕官網(wǎng)

二、連接器的線材

連接器的線材主要由線芯和護套組成，其中線芯的直徑大小不同國家有不同的線規(guī)標準，比如美國線規(guī)AWG（American wire gauge），英國線規(guī)SWG（Standard wire gauge），伯明翰線規(guī)BWG（Birmingham wire gauge），目前線芯的線規(guī)標準使用較多的還是美國線規(guī)AWG，其又被稱為Brown & Sharpe線規(guī)，該標準于1857年開始在美國使用。我們常用的AWG線規(guī)有22AWG、24AWG、26AWG等等，其數(shù)字越大，線芯的直徑越小，如下表所示：

圖源|網(wǎng)絡

美國保險商實驗室（Underwriters Laboratories），簡稱為UL，是世界知名的檢測認證機構，其發(fā)布的關于電纜的標準已成為行業(yè)標準，UL標準電纜為單股電纜，具有多種顏色和護套結構可選，常用的UL線材標準有以下幾種：

1.UL1571。該標準為電子設備內(nèi)部連接線，最大耐壓30VAC，最高耐溫80℃，線芯規(guī)格為大于50AWG,單根、裸銅或者鍍錫銅絲；

2.UL1007。該標準為電子設備內(nèi)部連接線，最大耐壓300VAC，最高耐溫80℃，線芯規(guī)格為32AWG~16AWG，單根、裸銅或者鍍錫銅絲；

3.UL1061。該標準為電子設備內(nèi)部連接線，最大耐壓300VAC，最高耐溫80℃，線芯規(guī)格為30AWG~14AWG，單根、裸銅或者鍍錫銅絲；

4.UL1015。該標準為電子設備內(nèi)部連接線，最大耐壓600VAC，最高耐溫105℃，線芯規(guī)格為30AWG~1AWG,單根、裸銅或者鍍錫銅絲；

三、連接器的選擇注意事項

1.管腳間距。常用的連接器管腳間距有1.0mm、1.27mm、1.5mm、2.0mm、2.54mm、3.96mm和5.08mm等等，在結構空間允許的條件下，盡可能選擇管腳間距大的連接器，以保證信號的可靠性。

2.管腳鍍層。連接器管腳的鍍層主要有鍍錫、鍍銀、鍍金，在潮濕環(huán)境或者有腐蝕性氣體的環(huán)境中，應選擇管腳鍍金的連接器，以免長時間管腳氧化，進而導致接觸不良。

3.管腳電壓電流。不同規(guī)格尺寸的連接器其管腳最大耐壓和電流是有差異的，特別是管腳間距較小的連接器，要特別注意，使用時不可超過其規(guī)定值。

4.連接器的方向性。對于插座來說，有直插式和彎插式兩種，使用時應根據(jù)實際需求進行選擇。

5.連接器的抗震性。在振動劇烈的環(huán)境中，應考慮連接器的抗震性，選擇耐振動和沖擊性能好的連接器類型。