Активний елемент (електроніка)

Активний елемент або активний компонент електронної техніки (англ. Active Component) — це різноманітні електронні прилади, що розрізняються за принципами дії й призначенням. Вони називаються активними тому, що їхнє функціонування пов'язане зі споживанням енергії від зовнішніх джерел живлення. Як правило, у радіоелектронних пристроях - це електрична енергія. Напруга таких джерел може бути постійною або змінною. Постійною напругою забезпечується живлення анодних і сіткових ланцюгів електровакуумних приладів, емітерних, колекторних та інших ланцюгів транзисторних схем. Цим створюється заданий режим роботи активних приладів. Джерела постійної (високої) напруги використовуються для живлення електронних приладів надвисоких частот, телевізійних і осцилографічних трубок. Джерела змінної напруги застосовуються для підігріву катодів електровакуумних приладів, перетворювачів напруги, випрямлячів.

Типовим активним компонентом є генератор, транзистор або інтегральна схема. Неактивний компонент називається пасивним компонентом. Він споживає енергію і не має можливості підвищити потужність. Основні пасивні компоненти включають конденсатори, резистори та індуктори.

Властивості

Для активних компонентів характерні специфічні властивості, завдяки яким можливе створення , підсилювачів потужності, модуляторів, пристроїв обробки сигналів та ін. Серед цих властивостей треба насамперед відзначити властивості невзаємності й нелінійності.

Щоб зрозуміти властивість невзаємності, уявимо, що активний елемент відіграє роль керованого електричного клапана, що дозує надходження у вихідний ланцюг електричної енергії, але не від вхідного керуючого джерела, а від зовнішнього джерела постійної напруги. При цьому витрата енергії на керування істотно менше керованої енергії (від джерела постійної напруги).

Властивість нелінійності пов'язують з непропорційністю вихідного ефекту вхідному впливу – кілька окремих одночасних впливів викликають ефект, нееквівалентний сумі окремих ефектів. Властивість нелінійності використовується при створенні пристроїв, що перетворять форму коливань (наприклад, детекторів, перетворювачів частоти, модуляторів).

Структурний поділ

Структурний поділ електронних компонентів

Усі активні елементи поділяють на дискретні прилади й інтегральні схеми (ІС).

Серед дискретних елементів радіоелектронної апаратури виділяють: електровакуумні прилади (ЕВП) з високим розрідженням повітря в балоні (залишковий тиск – приблизно 10-6 Па); газорозрядні прилади (ГРП) (найчастіше балон, заповнений інертним газом під тиском – від часток до тисяч паскалів залежно від призначення приладу); напівпровідникові прилади (НПП).

Особливою групою активних приладів є інтегральні схеми (ІС) – мікроелектронні вироби, що виконують певну функцію перетворення й обробки сигналів і мають високу щільність електрично з'єднаних елементів. Схемне й конструктивне об'єднання великої кількості елементів в одному кристалі, тобто їх «інтеграція», привело до появи терміна «інтегральні» схеми (точніше й логічніше було б назвати їх «інтегрованими ланцюгами»). Одна ІС може містити від сотень до мільйонів елементів. За конструктивно-технологічними ознаками ІС поділяють на напівпровідникові й гібридні.

Перелік

Цей список є не повним. Запрошуємо доповнити його.

Транзистори

• Польові транзистори (англ. FET):
  • МОН (метал-оксид-напівпровідник) транзистор (англ. MOSFET):
    • МОН транзистор з затвором p-типу (англ. PMOS (p-type MOS));
    • МОН транзистор з затвором n-типу (англ. NMOS (n-type MOS));
    • Комплиментарний МОН (англ. complementary MOS);
    • Силові МОН транзистори (англ. Power MOSFET):
      • Горизонтальний МОП-транзистор, виготовлений методом подвійної дифузії (англ. LDMOS(lateral diffused MOSFET));
    • Мультизатворний польовий транзистор (англ. MuGFET (multi-gate field-effect transistor)):
      • Полові транзистори з fin-затвором (англ. FinFET (fin field-effect transistor));
    • Тонкоплі́вковий транзи́стор (англ. TFT (thin-film transistor));
  • Половий транзистор з керуючим p-n переходом (англ. JFET (junction field-effect transistor)):
    • Статиноіндукований транзистор (англ. SIT (static induction transistor));
  • Метал-напівпровідник польовий транзистор (англ. MESFET (metal semiconductor FET));
  • Транзистор з високою рухливістю електронів (англ. HEMT (high-electron-mobility transistor));
• Композитні транзистори:
  • Біполярний комплиментарний МОН транзистор (англ. BiCMOS (bipolar CMOS));
  • Біполярний транзистор із ізольованим затвором (англ. IGBT (Insulated-gate bipolar transistor));
• Інші типи транзисторів:
  • Біполярний транзистор (англ. BJT, or simply "transistor"):
    • Фототранзистор або фотодетектор;
  • Транзистор Дарлінгтона:
    • Фототранзистор Дарлінгтона;
  • Пара Шиклаї;

Тиристори

• Тиристор (англ. Silicon-controlled rectifier (SCR));
• Тріак (англ. TRIAC (TRIode for Alternating Current));
• Одноперехідний транзистор (англ. Unijunction transistor (UJT));
• Програмований однопровідниковий транзистор (англ. Programmable Unijunction Transistor (PUT));
• Статичноіндукований тиристор (англ. SITh (static induction thyristor));

Діоди

• Випрямляючий діод, діодний міст;
• Діод Шоткі;
• Діод Зенера або стабілітрон;
• Трансил, супрессор, TVS-діод (TVS), однополярний або біполярний;
• Варікап, варактор;
• Лазерний діод;
• Світлодіод (LED);
• Фотодіод:
  • Лавинний фотодіод;
  • Сонячна комірка, фотоелектрична комірка, фотомагнітна батарея або панель;
• Діак (DIAC), тригерний діод (SIDAC);
• Діод постійного струму;
• Тунельний діод;

Інтегральні схеми

• Інтегральна схема або мікросхема (англ. ІС):
  • МОН інтегральна схема англ. MOS (IC MOS);
  • Гібридна інтегральна схема (англ. hybrid ІС);
  • Інтегральна схема змішаного сигналу;
  • Тривимірна інтегральна схема (англ. 3D IC);
• Цифрова інтегральна схема;
• Аналогова інтегральна схема:
  • Датчик Холла;
  • Датчик струму;

Оптоелектричні пристрої

• • Оптоізолятор, оптопара, фотопара, твердотільне реле (англ. SSR)
  • , оптичний вимикач;
  • Дисплей світлодіодний;

Пристрої відображення

• Індикатор на лампах розжарювання;
• Вакуумно-люмінесцентний індикатор (англ. VFD);
• Електронно-променева трубка (англ. CRT);
• Рідкокристалічний дисплей;
• Неоновий 7-сегментний дисплей;
• Світлодіодний індикатор;
• Перекидне табло (англ. split-flap display);
• Плазмовий дисплей;
• Світлодіодний дисплей (англ. OLED);
• Мікросвітлодіодний дисплей (англ. mOLED);
• 7-сегментний дисплей з лампами розжарювання;
• Газорозрядний індикатор;
• Декатрон;
• Магічне око індикатор;
• Пенетрон;

Вакуумні лампи

• Діод
• Підсилювачі:
  • Тріод
  • Тетрод
  • Пентод
  • Гексод
  • Пентагрид
  • Октод
  • Лампа біжної хвилі
  • Клістрон
• Осцилятори:
  • Магнетрон
  • Клістрон
  • Канцеротрон
• Лампа фотодіод - ламповий еквівалент напівпровідникового фотодіоду
• Лампа фотопомножувач
• Рентгенівська лампа

Газорозрядні пристрої

• Газова розрядна трубка;
• Ігнітрон;
• Тиратрон;
• Ртутний випрямляч;
• Трубка регулятора напруги;

Джерела живлення

• Акумулятор;
• Паливна камера;
• Блок живлення;
• Сонячна панель;
• Термоелектричний генератор;
• Електричний генератор;
• П'єзоелектричний генератор;
• Генератор Ван де Граафа;

Джерела

1. В.П. Олійник, Р.В. Колесник, С.М. Куліш, М.В. Долженков (2009). ПАСИВНІ ЕЛЕКТРОРАДІОЕЛЕМЕНТИ (елементна база радіоелектронних апаратів) Навчальний посібник (укр.) . Харків «ХАІ»: Національний аерокосмічний університет ім. М.Є. Жуковського "Харківський авіаційний інститут".