【有源器件】
拼译：actiive device
生产技术的发展要求电气设备进一步减小体积，减轻重量。滤波网络中的电感器(L)是比较笨重的器件，有待由新的器件取代。另一方面，线性集成电路发展，成本日益降低，这使滤波网络小型化成为可能。必须指出，纯电阻器(R)电容器(C)的无源网络的传递函数仅能在S复平面的负实轴上形成单阶极点，它的频率响应很不理想。可以通过两条途径加以改进，一是采用无源网络的结构用有源器件适当替换使之不出现电感，但能保持无源网络频率响应的优良特性；另一条途径是引进有源器件，使网络具有适当的正反馈，在S复平面虚轴的左半边形成共轭极点对以获得满意的频率特性。在RC集成单片中，集成R是耗费较大的，同时控制RC的乘积难以达到满意的精度。20世纪70年代末，随着MOS工艺的飞跃发展，使开关电容(SC)技术向前迈进一大步。SC是至少用两个开关使电容轮流处于充电与放电状态，等效于电阻。理论分析指出其精度决定于电容比值。这在集成工艺中比控制RC乘积容易实现。因此，SC网络中既无L又无R。SC技术具有数据采样的特征，可以采用Z变换进行分析与设计。然而SC滤波器又是模拟网络，仍然保留阻抗与负载等概念，这就给分析研究带来一定的复杂程度，目前精确而简便的分析与设计方法正日臻完善。由于SC技术要遵守采样定理，同时受到运算放大器带宽的限制，因此SC技术的应用受到带宽的限制是比较明显的。
单端口器件按关联方向的电压u(f)及电流i(t)在t0时刻吸收的总能量为：
若任何时刻to都使E(to)≥0，则为无源单端口器件；否则属有源单端口器件。对于M端口器件则上式推广为：
同样若某一时刻to能出现E(to)为负值则为M端口有源器件。单端口有源器件除负电阻、负电感及负电容外还有频变负阻FDNR(Freguency Dependent Negative Resistor)简称D，其阻抗为
由此可见它是负实数，与频率的二次方成反比，故D又称二阶电容。由于D的出现可使无源LRC网络直接由RCD网络来代替。这是因为对无源网络中的所有元素的阻抗全部用1／S进行标定，对网络输入输出间电压传递函数不受影响。设L、R、C及D的阻抗分别为Z(L)，Z(R)，Z(C)及Z(D)，进行这样标定后原来的Z(L)变为Z(L)
等效于Z(R)，原来的Z(R)等效于Z(C)，原来的Z(C)现在等效于Z(D)。新的RCD网络与原来的LRC网络结构相同，电压传递函数不变，但新网络中不出现L，从而减小了体积，减轻了重量。
。灵敏度大说明网络的稳定性差，理想情况是S=0。通常无源网络的灵敏度都很低，而有源网络的灵敏度有时大到不能容许的程度。灵敏度是决定于网络结构，不同的网络结构以及器件在网络中的位置不同，其灵敏度是不同的，因而对器件的质量要求也是不同的。双端口有源器件有：通用导抗变换器GIC(Generalized Immittance Converter)，它的输入阻抗(或导纳)正比于负载阻抗(或导纳)其传输参数A矩阵为：
它终接负载阻抗ZL时，其输入阻抗为
它等效于浮地电感LF=KR。这样可以用模拟电感以及RC来实现无源网络。另一种实现无源网络的方法是由RCD组成的双端口网络两端相对链接两个f(S)=KS的GIC则等效于对应器件为由LRC组成的双端口网络。f(s)=－K的GIC称负阻抗变换器NIC(Negative Impedance Converter)，它可实现各种负值器件。f(s)=K2的GIC称正阻抗变换器PIC(Positive Impedance Converter)它等效于理想变量器，其变比n=K，这时它们的A矩阵分别为［AG′］及［AT］，令它们对应数值相等即得
当负载端终接负载，阻抗ZL时，其输入阻抗为：
g(s)称倒置变换因子。GII的典型代表器件是回转器G(Gyrator)，其A矩阵为
r1、，r2称回转电阻，理想回转器r1=r2=r，它的g(s)=r1r2=r2，当回转器终接电容负载时，其输入阻抗
。它等效于接地电感LG=r2c。用两个相同的理想回转器链接，中间并联电容C，即可实现浮地电感。其A矩阵为：
等效于浮地电感LF=cr2。
运算跨导放大器OTA(Operational Transconductance Amplifier)普通运算放大器的理想条件是输入阻抗大、输出阻抗小、开环增益高、共模制比大等，这些条件都能近似满足。它的另一理想条件是开环带宽较宽，这是普通运算放大器难以达到的，也是运算放大器在较高频段上应用受到限制的主要原因。OTA实际上是差分输入压控电流源(DVCCS)，其跨导可受外部参数控制，调整方便，性能稳定，尤其是扩展高频段方面性能良好。OTA与电容C一起可实现各种有源器件及电路，因此它有宽广的应用领域，有待各界科技人员研究与开发。【参考文献】：1 Chol T C，et al．IEEE Tran8．on Circuits and Systems，1980，27(6)∶5452 Ghausi M S，et al．Modern Filter Design：Active RC and Switched Capacitor，19813 王德隽，李远文，全国滤波器专题讨论会论文集，1983，414 Galoba L P，et al．Proc．IEEE ISCAS．1989，1624(合肥工业大学刘家楹副教授撰)