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这些小小的被动原件却有大用途

时间:2021-07-07 06:10:12  来源:  浏览量:

被动元件又称为无源器件,是指不影响信号基本特征,仅令讯号通过而未加以更改的电路元件。

最常见的有电阻、电容、电感、陶振、晶振、变压器等。

从工作特点来看,被动元件具备自身不消耗电能,或把电能转变为不同形式的其他能量;同时只需输入信号,不需要外加电源就能正常工作等特性。

 

根据不同的行业定义,对于被动器件的包含范围会有所不同,有时会将 RCL 元件等价于被动原件。

本篇报告将重点探讨 RCL 元件市场,即电容、电阻、电感市场。

本篇报告中出现的被动元件,均指代 RCL 元件。

整体上看,作为最为基础的电子元件,RCL 元件的总需求量稳步提升,并且随着下游终端产品的小型化、轻型化的需求,片式元件已经成为 RCL 元件的主流,成为行业发展的最重要推动因素。

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(一)R 电阻:片式电阻需求稳步提升

用电阻材料制成的、有一定结构形式、能在电路中起限制电流通过作用的二端电子元件称为电阻,在电路中以 R 表示。

电阻器的种类有很多,通常分为三大类:固定电阻,可变电阻,特种电阻。

在电子产品中,以固定电阻应用最多。

 

电阻器在电路中主要用来调节和稳定电流与电压,可作为分流器和分压器,也可作电路匹配负载。

根据电路要求,还可用于放大电路的负反馈或正反馈、电压 - 电流转换、输入过载时的电压或电流保护元件,又可组成 RC 电路作为振荡、滤波、旁路、微分、积分和时间常数元件等。

电阻作为主要的电子元件之一,产量约占整个电子元件的 40%。

 

各类终端产品对小型化、轻型化要求,推动全球电阻片式化率逐年上升,2012 年全球片式电阻的产量占电阻总产量的比率已超过 90%,片式电阻的发展对电阻行业的整体发展起到了至关重要的作用。

得益于全球手机进入 3G、4G、多媒体及智能型手机时代,包括片式电容、片式电阻、片式电感等均比上一代整机增加 50%甚至几倍,片式电阻的需求随之不断增加。

根据智研数据中心预测,2012 年全球片式电阻的市场规模约为 13.48 亿美元,同比增长约 2%,至 2019 年将达到 15.49 亿美元,年均平均增长率约 2%。

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(二)C 电容:陶瓷电容占据主流,MLCC 是升级重点

电容用字母 C 表示,直观的理解,电容器就是“储存电荷的容器”。

电容器品种繁多,但基本结构和原理是相同的。

即两片相距很近的金属中间被某物质(固体、气体或液体)所隔开,就构成了电容器。

两片金属称为的极板,中间的物质叫做介质。

若给电容器充电,电容器的两极板上就会积累电荷,电容器就有了储能的作用。

电容器两端的电压越高则所容纳的电荷就越多,即储能就越大。

但电容器两极板间绝缘介质的耐电强度是有限的,若两极板间的电场强度太高,就可能将绝缘介质击穿,从而使电容器短路。

 

 

电容器是主要作用为电荷储存、交流滤波或旁路、切断或阻止直流电压、提供调谐及振荡等,广泛应用于电路中的隔直通交、耦合、旁路、滤波、调谐回路、能量转换、控制等方面。

 

 

作为主要的电子元件之一,电容产量约占整个电子元件的 40%。

随着信息技术和电子设备的快速发展,电容器需求呈现出整体上升态势,2013 年全球电容器市场规模达到 180 亿美元,其中中国达到了 773.5 亿元人民币,预计 2019 年全球将达到 222 亿美元,其中中国为 1101 亿元人民币。

 

 

 

根据制造材质不同,电容器产品可分为陶瓷电容器、铝电解电容器、钽电解电容器和薄膜电容器等。

陶瓷电容器的优势在于体积小、价格低、高频特性好等,常见于高频电路、噪声旁路、振荡电路等;铝电解电容器的优势有成本低、电容量大、电压范围广等,适用于大容量、中低频率电路;钽电解电容器的优势是寿命长、适宜贮存、受温度影响小,适用于储能、低频旁路、电源滤波等;薄膜电容器的优势是损耗低、阻抗低、耐压能力强等,常见于滤波器、震荡电路、储能电路等。

 

 

陶瓷电容器具备的优势包括体积小、电压范围大等特点,目前在电容器市场中占据超过 50%的市场份额。

据产业信息网数据显示 2019 年全球陶瓷电容器市场有望达到 114 亿美元,而国内市场更是有望达到 577 亿元人民币。

陶瓷电容器可以分为单层陶瓷电容器、MLCC(片式多层陶瓷电容器)及引线式多层陶瓷电容器,由于 MLCC 具有低 ESR,耐高压、高温,体积小、电容量范围宽等特点,在成本和性能上都占据相当优势,下游应用较为广泛,其市场规模约占整个陶瓷电容器的 93%。

 

 

 

MLCC 除有电容器“隔直通交”的电容通性特点外,其还有体积小,比容大,寿命长,可靠性高,适合表面安装等特点。

随着 MLCC 可靠性和集成度的提高,技术不断进步、性能不断提高,目前 MLCC 已成为全球用量最大、发展最快的片式元器件之一。

全球市场来看,预计 2020 年 MLCC 需求将达到 115 亿美元,产量需求将扩大至 48500 亿只。

 

中国作为全球主要的消费电子产品生产基地,目前已成为全球 MLCC 生产大国和消费大国,产销量位居全球前列。

2014 年,中国 MLCC 产量达到 16370 亿只,同比增长 19.0%,与此同时,MLCC 需求量达到 18164 亿只,同比增长 20.1%。

 

(三)L 电感:呈现小型化与片式化发展,片式电感份额有望持续提升

电感是用漆包线、纱包线或塑皮线等在绝缘骨架或磁心、铁心上绕制成的一组串联的同轴线匝,它在电路中用字母 L 表示,主要作用是对交流信号进行隔离、滤波或与电容器、电阻器等组成谐振电路。

电感器件一般可以分类为插装电感器、片式电感器两大类;片式电感器又可以分类为叠层片式电感与绕线片式电感两大类。

 

电感也是是电子电路中常用的元器件之一,大约占整个电子元器件配套用量的 10%~15%。

尤其下游电子整机产品“轻、薄、短、小”的发展趋势决定上游电子元器件朝小型化和片式化发展是必然趋势。

目前我国电感器件产量中主要由片式电感组成,未来市场份额有望扩大。

 

 

总体而言,电感市场增速仍是确定性增长。

2010 年我国对电感需求量达到 1512 亿只,需求量同比增长 29.8%,2015 年达到 2245 亿只,预计 2016 年我国电感需求量将超过 2400 亿只,近五年我国市场对电感需求量年均增长率超过 8.2%。

从销售规模来看,2013 年我国电感器行业销售规模达到 93.7 亿元,2014 年底 101.4 亿元,截止 2015 年底达 112.5 亿元,预计 2016 年我国电感行业销售达到 125 亿元。

 

下游市场变革带动行业成长,龙头企业掌握规模溢价

被动器件上游主要是原材料,是生产各式被动器件的必备品;中游领域主要是制造厂商,下游主要是应用环节,主要应用领域有消费电子、汽车、家电等,其中消费电子占据行业 70%以上应用空间。

具体看主流的被动器件产品,陶瓷电容原材料一般包括介电陶瓷粉、电子铝箔等。

 

铝电解电容器的上游原材料包括电极箔、电解液、电解纸、铝壳、引线、橡胶塞等。

其中电极箔、电解液、电解纸是三大关键部件,而电极箔又是三大部件中的核心部件。

电感行业的上游原材料包括银浆、铁氧体粉、介电陶瓷粉、磁芯、导线等。

电阻器的原材料主要包括有氧化铝陶瓷基板、导电浆墨等。

 

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    请分析一下当A接VCC+,B接VCC-时,电路的工作过程,Q1,Q2,D1,D2的状态,(假如器件参数满足

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