模拟电路与集成电路的关系：现代电路中的关键技术 二

模拟电路与集成电路的关系：现代电路中的关键技术 二图2 在现代电路中作为矛的有源器件和作为盾的无源器件本来就不是矛盾此处，我们不讨论现代电路应用过程中有源器件和无源器件谁更重要的问题，就像武术格斗中，并不能完全区分“有能量源的矛“重要还是”无能量源的盾“谁更重要，更何况有源器件和无源器件在现代电路中的存在及其作用不存在矛盾，两者有机结合才能充分发挥现代电路的应用价值。因为在具体工作中我们常对现代电路中各类器件的能耗方式和工作条件会有不同的认知，但还是希望有一些共性因素能够有效归类多种电子器件，所有我们还发现了有源器件和无源器件的两个基本工作特性：1、有源器件和无源器件在电路工作时本身都消耗能源；2、有源器件除了输入信号外，必须要有外加电源驱动才能正常工作，无源器件只需输入信号就能正常工作。

在以前发布的“现代电路中的关键技术（一）“一文中提及到：现代电路中涉及有电源、电阻、电感、电容、二极管、三极管、晶体管等诸多物理单元器件，如果没有这些，那么电路就不复存在。

在实际应用中，我们经常会听到研发或技术人员谈到什么器件是有源器件、什么器件是无源器件（如下图所示电路板上的多种有源器件和无源器件）；其实从广义角度而言，如果不是特别关注现代电路中能量的来源及消耗，没必要区分这么清楚，因为无论怎样将电子器件归类，任何一个电路都是遵循“能量守恒定律“的，能量既不会无缘无故的产生，更不会无缘无故的消失；但是为了封装或集成等应用上的区分方便，我们还是花一点时间认真了解一下二者的区别和联系吧~

图1 电路板上的多种有源器件和无源器件

首先用一句话来说明二者的基本定义：现代电路中，凡是不依赖外加电源（直流源或交流源）的存在，能独立表征其外部工作特性的器件就是无源器件，否则就是有源器件。说通俗一点就是：需要能（电）源的器件是有源器件，无需能（电）源的器件就是无源器件。

因为在具体工作中我们常对现代电路中各类器件的能耗方式和工作条件会有不同的认知，但还是希望有一些共性因素能够有效归类多种电子器件，所有我们还发现了有源器件和无源器件的两个基本工作特性：

1、有源器件和无源器件在电路工作时本身都消耗能源；

2、有源器件除了输入信号外，必须要有外加电源驱动才能正常工作，无源器件只需输入信号就能正常工作。

此处，我们不讨论现代电路应用过程中有源器件和无源器件谁更重要的问题，就像武术格斗中，并不能完全区分“有能量源的矛“重要还是”无能量源的盾“谁更重要，更何况有源器件和无源器件在现代电路中的存在及其作用不存在矛盾，两者有机结合才能充分发挥现代电路的应用价值。

图2 在现代电路中作为矛的有源器件和作为盾的无源器件本来就不是矛盾

现代电路中，常见的有源器件包括分立器件、模拟集成电路器件和数字集成电路器件三大类，分别是：1．分立器件：（1）双极型晶体三极管（bipolar transistor），简称三极管，（2）场效应晶体管（field effective transistor），（3）晶闸管（thyristor），（4）半导体电阻与电容；2．模拟集成电路器件：（1）集成运算放大器（operation amplifier），简称集成运放，（2）比较器（comparator），（3）对数和指数放大器，（4）模拟乘/除法器（multiplier/divider），（5）模拟开关电路（analog switch），（6）PLL电路（phase lock loop），又称锁相环电路，（7）集成稳压器（voltage regulator），（8）参考电源（reference source），（9）波形发生器（wave－form generator），（10）功率放大器（power amplifier）；3．数字集成电路器件：（1） 基本逻辑门（logic gate circuit），（2）触发器（flip－flop），（3）寄存器（register），（4）译码器（decoder），（5）数据比较器（comparator），（6）驱动器（driver），（7）计数器（counter），（8）整形电路，（9）可编程逻辑器件（PLD），（10）微处理器（microprocessor，MPU），（11）单片机（Microcontroller，MCU），（12） DSP器件（Digital signal processor，DSP）。

现代电路中，常见的无源器件包括电路类器件和连接类器件两大类，分别是：1．电路类器件：（1） 二极管（diode），（2）电阻器（resistor），（3）电阻排（resistor network），（4） 电容器（capacitor），（5）电感（inductor），（6）变压器（transformer），（7）继电器（relay），（8）按键（key），（9） 蜂鸣器、喇叭（speaker），（10）开关（switch）；2．连接类器件：（1）连接器（connector），（2）插座（socket），（3）连接电缆（line），（4）印刷电路板（PCB）。

列举了上面这么多现代电路器件，无非是希望大家有个印象，我们曾经接触或者正在接触以及将来要接触的各种电路器件，被依据外加能量是否可激发其外部表征的工作特性而分成了两类；在电路工作时，这两类既有区别又不可分割。

无论怎么分类，现代电路中的能量是守恒的，上述器件在工作中都会消耗能量是毋庸置疑的；那么消耗的能量去哪里呢？广义上讲，消耗的电能可能转化成了新的物质、新的电磁场或者新的其他能量，但要注意：在现代电路的工作过程中，正负电荷没有被消耗，它们的大量集合一直在沿着闭合电路在做回路运动（形成电流），就像水流在驱动水车的工作过程中，每一滴水都不会被消耗，但水流的势能被转化为了其他的能量。

图3 正负电子形成电流的过程

以上内容供大家平时学习研究和实践应用时参考，本来还有许多要讲的，例如“现代电路中有源器件和无源器件的未来发展方向是什么”，留待以后有机会再与大家分享所思所得，兼虑时间有限，晚上写作又有点犯困，谢谢大家理解，今后继续….