回答:
多くの場合、常にそうではありませんが、目的は、少なくともある範囲の周波数、電圧、温度など、理想的なコンポーネントの動作を再現することです。
ただし、コンポーネントの典型的なアプリケーションにはある程度の「理想的でない」動作が望ましいため、メーカーは意図的に理想から外れることもあります。バイパス/デカップリングコンデンサを検討してください。長い間エレクトロニクスで働いてきたのであれば、回路の電源とグランドの間に静電容量が必要であることを知っています。
たとえば、メーカーの観点から見ると、TDKには、電源のバイパス/デカップリングを目的としたESR制御セラミックコンデンサのラインがあります。理想的なコンデンサの等価直列抵抗はゼロですが、これらのコンデンサのESRは意図的に中程度です。確かに、彼らは実際により多くのお金を費やしましたESRを上げるために各コンポーネントで使用されるため、キャップは他のMLCCキャップよりも想定される理想からさらに遠くなります。配電システムのパフォーマンスを設計または指定したことがある場合、ESRが高すぎるとバイパスキャップが効果的ではないことを意味しますが、ESRが低すぎると電源システムに共振が発生し、電圧リップルが増加することがわかります。MLCCのESRは問題があることが多いため、TDKはこの問題を解決するコンポーネントを作成しようとしています。
バイパスキャップを適用するエンジニアの観点からは、高Q C0Gタイプよりも損失の多いもの（X5R、X7R誘電体など）を選択する方が適切です。電源システムのリップルは小さくなります。RFフィルターを作成する場合、高Qキャップがより良いトレードオフになる可能性があります。
そのため、コンポーネントは意図的に理想的ではない場合があります。これは、典型的なアプリケーション回路に最適だからです。特定のコンポーネントが示す非理想的な動作の種類を理解し、回路に「設計」しようとすることが最善であることがわかりました。
はい-しかし、予算に。
たとえば、抵抗器の場合、実際のオーム値が指定値とどれだけ異なるかを示すさまざまな許容値があります。以前は5％の公差が標準でしたが、最近では1％がそれほど高価ではありません。0.001％の許容値の抵抗器が必要な場合は、さらに支払う必要があります。同様のことが抵抗器の温度係数にも当てはまります。
抵抗には抵抗の温度係数があります。巻線抵抗にはインダクタンスがあります。合成抵抗器にもインダクタンスがありますが、どのワイヤにもインダクタンスがあります。
コンデンサには直列抵抗、漏れ電流、温度感度があります。
インダクタには直列抵抗があり、大きなシャント容量と磁化の非線形性があります。
すべての受動部品には値の許容差があります。より良いものを必要とするアプリケーションに理想的でない動作に対するソリューションを提供するために、すべてがさまざまなグレードとタイプでさまざまな価格で販売されています。
アクティブなコンポーネントとデバイスには同様の欠点があり、多くの製品バリエーションと設計方法が補償に使用されています。
メーカーは、販売する電気部品をできるだけ理想的なモデルに近づけようとしていますか？
もちろん違います。そうすることは、時間、労力、およびお金の莫大な浪費になります。彼らは、顧客が必要とする仕事をするのに十分なだけの部品を作ります-それ以上は価格を上げ、製品の競争力を失わせます。
たとえば、単純な抵抗器を考えてみましょう。その理想的な特徴は何ですか？ゼロトレランス、ゼロキャパシタンスおよびインダクタンス、安定した線形から無限の電圧、無限の電力消費、無限の電流処理など。ただし、そのようなデバイスが可能であっても、ほとんどの設計では大幅に過剰に指定されます。一部の人々は可能性がある必要がある他は5Vのみで1 / 4Wを必要とするかもしれない、しかし、500KVで1MWを扱うことができる抵抗を誰もがより多くの彼らが持っているよりも支払うことを望んでいません。
すべての場合において、回路は理想的でない特性を持つ実用的なコンポーネントで動作するように設計されています（またはそうすべきです）。また、回路は実際にそれを利用するように設計される場合があります。トランジスタは「理想的な」コンポーネントのようには機能しませんが、それでも有用です。トランジスタは通常、広い許容範囲を持ち、すべてが理想主義者の泣き声になる望ましくない特性を持っています。典型的な回路には、トランジスタの「欠陥」を補償することを唯一の目的とする他の部品が多数あります。しかし、それはより「理想的な」コンポーネントを作成しようとするよりも安価です。
「理想的な」コンポーネントが必要な主な理由は、回路設計を容易にするためです。ただし、実際には、回路が意図したとおりに機能するのに十分なだけでなく、完全である必要はありません。オペアンプは、多くの場合、仕事ができる回路に使用されている優れたディスクリート部品ではなく、設計するのがより困難になります。多くの製品は、設計者がそれらに精通しているという理由だけで古い「業界標準」部品を使用しており、メーカーは、より優れた特性を備えたより近代的な部品に取って代わられているにもかかわらず、数百万もの部品を使い続けています。
誰かが何かのより理想的なバージョンを望んでいる理由があり、既存の設計を改善することが可能である場合。新しいものが本当に高価であったとしても、それに対する十分な需要がある限り、もちろんそれは作られます。
多くの新しいデザインと改良は、現在の理想のレベルを維持しながら、物事をより小さく、よりエネルギー効率を良くするなどに基づいています。
また、多くのコンポーネントが複数の特性を持っているという問題もあり、アプリケーションでより「理想的」だと思うことは、他のアプリケーションではそれほどではないかもしれません。
次に、用途を念頭に置いて設計されていないコンポーネントがありますが、何らかの用途には適していることが判明しました。そしてもちろん、人々は物事の欠陥を機能として使用して、夢中になったこれまでにない愚かなことをします。
だから、実際に何かの理想的なバージョンが何であるかについて、ぼやけてきます。また、物事の正確なコピーを作成することはできません。常にある程度の変動があります。そのため、常にある程度の許容範囲が必要です。
良く維持されるものの最も明白な例は、電力変換と電気モーターだと思います。入力と出力の比率が長年にわたって大幅に改善されており、消費電力も改善されている場合、同じことをするために必要な電力が少なくなるものが増え続けています。
もちろんそうです。ほとんどの時間。評判の良いメーカーは、常に最高の製品を提供したいと考えています。ただし、いくつかのことは達成できません。オペアンプを例にとると、たとえば無限の開ループゲインを得る方法はありません。入力インピーダンスを無限にしたり、出力インピーダンスをゼロにすることもできません。しかし、メーカーはできる限り近づきます。
固定抵抗器は、常にオームの法則に従って動作します。すべてのメーカーは、指定された抵抗に近づけるようにできます。それが彼らが公差を持っている理由です。
理想的なコンポーネント、または非常に精密なコンポーネントを作成しようとするとお金がかかるため、常にいくつかのトレードオフがあり、これは何も考えられないことを意味します。
要するに、評判の良い製造業者は、許される予算内で、できる限り最高の製品を提供しようと最善を尽くします。仕様が優れているほど、製品の製造コストは高くなり、購入するコストは高くなります。
「理想的な」オペアンプを考えてみましょう。巨大なゲイン帯域幅、巨大な出力駆動電流==巨大な出力トランジスタ、ゼロのスタンバイ電流、ゼロのセトリング時間、すべての正のdBおよび-dBゲインで安定、ゼロのコスト==ゼロのダイ面積。
これらの「理想」に矛盾がありますか？
したがって、単一の「理想的な」オペアンプはありません。