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電感(Inductor)

Hightech   2016-09-14    20160914001
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❒ 電感的定義

電感的單位為「亨利(H:Henry)」,是利用「電流」來儲存能量(磁能)的元件,也就是用來「暫時儲存電流」的元件,可以抵抗電流(交流電)的變化,在印刷電路板上使用電感元件主要的功能是抑制瞬間電流、抑制雜訊、濾波、儲存能量等,其中高頻信號電感器應用在高頻電路(無線通訊元件);一般信號電感器應用在一般電子產品(印刷電路板);電源電感器(功率電感器)應用在直流電源與交流電源供應器。

 

❒ 電感的種類
電感的構造如<圖一>所示,通常將金屬線圈環繞鐵芯而成,印刷電路板上常用的電感元件有下列兩種:
➤線圈電感:直接由金屬線圈環繞鐵芯而成,鐵芯可以是長條形,如<圖一(a)>所示,也可以是環形,如<圖一(b)>所示。知識力www.ansforce.com。
➤晶片電感:其中繞線型電感(Wire wound)是將微小金屬線圈環繞鐵芯而成,如<圖一(c)>所示;而積層型電感(Multi layer)是將微小的金屬線圈環繞在玻璃陶瓷之間形成體積很小的電感,如<圖一(d)>所示,其內部構造如<圖一(e)>所示,有點類似積層陶瓷電容(MLCC)的做法。

 

圖一 電感的構造與原理。
資料來源:www.tdk.co.jp

 

❒ 電感的應用

在積體電路(IC)內,電感是非常重要的被動元件,特別是應用在無線通訊積體電路,例如:射頻積體電路(RF IC)、功率放大器(Power amplifier)、低雜訊放大器(LNA)等。值得注意的是,射頻積體電路中電感通常環繞成蚊香的形狀,為了要達到足夠的電感大小,因此面積很大(大約1mm),而射頻積體電路其他的主動元件(BJT、HBT、MESFET或HEMT)相對而言顯得很渺小(大約2.5μm),兩者相差百倍。因此在射頻積體電路與功率放大器中只要有電感存在,晶片的面積就會很大,主動元件製作得再小也沒有明顯縮小的效果,再加上縮小元件並不會對元件特性有太大的改善,所以砷化鎵圓晶代工產業(全新光電、巨鎵科技、穩懋半導體)很少聽到有公司在強調製程線寬是不是縮小,而數位積體電路因為很少使用電感,因此矽晶圓代工產業(台積電、聯電)會不停縮小製程線寬。知識力www.ansforce.com。

 

【名詞解釋】表面黏貼元件(SMD:Surface Mounted Device)
由於電子產品小型化的趨勢,使得廠商以表面黏貼技術(SMT:Surface Mounted Technology)製作晶片電阻(Chip resistor)或晶片電容(Chip capacitor),這種表面黏貼技術(SMT)製作的元件又稱為「表面黏貼元件(SMD:Surface Mounted Device)」。

 

【請注意】上述內容經過適當簡化以適合大眾閱讀,與產業現狀可能會有差異,若您是這個領域的專家想要提供意見,請自行聯絡作者;若有產業與技術問題請參與社群討論。

 

【延伸閱讀】其他詳細內容請參考「積體電路與微機電產業,全華圖書公司」。<我要買書

 

【文章圖示】By me - Photograph, CC BY-SA 3.0.