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1、常用元器件的原理圖符號(hào)和元器件封裝常用元器件的原理圖符號(hào)和元器件封裝一、 元器件封裝的類型元器件封裝按照安裝的方式不同可以分成兩大類。(1) 直插式元器件封裝。直插式元器件封裝的焊盤一般貫穿整個(gè)電路板,從頂層穿下,在底層進(jìn)行元器件的引腳焊接,如圖F1-1所示。焊盤貫穿整個(gè)電路板圖F1-1 直插式元器件的封裝示意圖典型的直插式元器件及元器件封裝如圖F1-2所示。 圖F1-2 直插式元器件及元器件封裝(2) 表貼式元器件封裝。表貼式的元器件,指的是其焊盤只附著在電路板的頂層或底層,元器件的焊接是在裝配元器件的工作層面上進(jìn)行的,如圖F1-3所示。焊盤只附著在電路板的頂層或底層圖F1-3 表貼式元器件
2、的封裝示意圖典型的表貼式元器件及元器件封裝如圖F1-4所示。 圖F1-4 表貼式元器件及元器件封裝在PCB元器件庫中,表貼式的元器件封裝的引腳一般為紅色,表示處在電路板的頂層(Top Layer)。二、 常用元器件的原理圖符號(hào)和元器件封裝在設(shè)計(jì)PCB的過程中,有些元器件是設(shè)計(jì)者經(jīng)常用到的,比如電阻、電容以及三端穩(wěn)壓源等。在Protel 99 SE中,同一種元器件雖然相同電氣特性,但是由于應(yīng)用的場(chǎng)合不同而導(dǎo)致元器件的封裝存在一些差異。前面的章節(jié)中已經(jīng)講過,電阻由于其負(fù)載功率和運(yùn)用場(chǎng)合不同而導(dǎo)致其元器件的封裝也多種多樣,這種情況對(duì)于電容來說也同樣存在。因此,本節(jié)主要向讀者介紹常用元器件的原理圖符號(hào)
3、和與之相對(duì)應(yīng)的元器件封裝,同時(shí)盡量給出一些元器件的實(shí)物圖,使讀者能夠更快地了解并掌握這些常用元器件的原理圖符號(hào)和元器件封裝。(1) 電阻。電阻器通常簡(jiǎn)稱為電阻,它是一種應(yīng)用十分廣泛的電子元器件,其英文名字為“Resistor”,縮寫為“Res”。電阻的種類繁多,通常分為固定電阻、可變電阻和特種電阻3大類。固定電阻可按電阻的材料、結(jié)構(gòu)形狀及用途等進(jìn)行多種分類。電阻的種類雖多,但常用的電阻類型主要為RT型碳膜電阻、RJ型金屬膜電阻、RX型線繞電阻和片狀電阻等。固定電阻的原理圖符號(hào)的常用名稱是“RES1”和“RES2”,如圖F1-5(a)所示。常用的引腳封裝形式為AXIAL系列,包括AXIAL-0.
4、3、AXIAL-0.4、AXIAL-0.5、AXIAL-0.6、AXIAL-0.7、AXIAL-0.8、AXIAL-0.9和AXIAL-1.0等封裝形式,其后綴數(shù)字代表兩個(gè)焊盤的間距,單位為“英寸”,如圖F1-5(b)所示。常用固定電阻的實(shí)物圖如圖F1-5(c)所示。 (a)常用的電阻原理圖符號(hào) (b)常用的電阻封裝 (c)常用的固定電阻實(shí)物圖F1-5 固定電阻如“AXIAL-0.3”封裝的具體意義為固定電阻封裝的焊盤間的距離為0.3英寸(=300mil),即為7.62mm。一般來講,后綴數(shù)字越大,元器件的外形尺寸就越大,說明該電阻的額定功率就越大。電位器屬于可變電阻,是一種連續(xù)可調(diào)的電阻器,
5、它的電阻值在一定范圍內(nèi)是連續(xù)可調(diào)的,如圖F1-6所示。 (a) 可變電阻的原理圖符號(hào) (b)常用的可變電阻的元器件封裝圖F1-6 可變電阻的原理圖符號(hào)和元器件封裝電位器的種類極多,常見的電位器主要有兩種,即線繞電位器和碳膜電位器。除了上述較為常見的電阻外,還有運(yùn)用在特殊場(chǎng)合的電阻,如熱敏電阻、濕敏電阻和壓控電阻等。此外,還有將多個(gè)電阻集成在一個(gè)封裝內(nèi),從而形成電阻橋,以及各種電阻排,如圖F1-7所示。 (a)電阻橋的原理圖符號(hào)及對(duì)應(yīng)的元器件封裝 (b)電組排的原理圖符號(hào)、元器件封裝和元器件實(shí)物圖F1-7 各種電阻排由于電阻的工作環(huán)境多種多樣,并且所能實(shí)現(xiàn)的功能也比較多,因此它的電阻的種類和型號(hào)
6、就比較多,設(shè)計(jì)者在具體選用的時(shí)候就需要按實(shí)際情況進(jìn)行選型。(2) 電容。電容也是經(jīng)常使用的元器件之一,根據(jù)電容的制作材料的不同,電容可分為鉭電容、瓷片電容、獨(dú)石電容、CBB電容和電解電容等。根據(jù)電容的極性的不同,可分為有無極性電容和有極性電容等。根據(jù)電容值是否可調(diào)還可分為固定電容和可調(diào)電容。下面主要按照無極性電容和有極性電容來介紹常用的電容器。無極性電容的原理圖符號(hào)如圖F1-8(a)所示,對(duì)應(yīng)的封裝形式為RAD系列,從RAD-0.1到RAD-0.4,后綴數(shù)字代表焊盤間距,單位為英寸,如圖F1-8(b)所示。比如“RAD-0.2”表示焊盤間距為0.2英寸(=200mil)的無極性電容封裝。常見的
7、無極性電容主要有瓷片電容、獨(dú)石電容和CBB電容,其元器件實(shí)物如圖F1-8(c)、(d)、(e)所示。 (a)無極性電容的原理圖符號(hào) (b)常用的元器件封裝 (c)瓷片電容 (d)獨(dú)石電容(e)CBB電容圖F1-8 無極性電容常見的有極性電容為電解電容。電解電容對(duì)應(yīng)的封裝形式為RB系列,從“RB-.2/.4”到“RB-.5/1.0”,前一個(gè)后綴數(shù)字的表示焊盤間距,后一個(gè)后綴數(shù)字代表電容外形的直徑,單位都為英寸。一般來講,標(biāo)準(zhǔn)尺寸的電解電容的外形尺寸是焊盤間距的兩倍。但是,在Protel 99 SE中,也有用毫米作為單位的,如“RB5-10.5”。元器件實(shí)物如圖F1-9所示。(a)電解電容的常用原
8、理圖符號(hào) (b)電解電容常用的元器件封裝 (c)電解電容的實(shí)物照片圖F1-9 電解電容一般地,電容封裝形式名稱的后綴數(shù)值越大,相應(yīng)的電容容量也越大,如圖F1-9所示。(3) 二極管。二極管的種類繁多,根據(jù)應(yīng)用的場(chǎng)合不同可以分為普通二極管、發(fā)光二極管、穩(wěn)壓二極管、快恢復(fù)二極管以及二極管指示燈、由多個(gè)發(fā)光二極管構(gòu)成的七段數(shù)碼管等,如圖F1-10所示。 (a)普通二極管(穩(wěn)壓二極管) (b)發(fā)光二極管 (c)二極管指示燈 (d)七段數(shù)碼管圖F1-10 常見的二極管原理圖中二極管元器件的常用名稱為“DIODE”(普通二極管)、“DIODE SCHOTTKY”(肖特基二極管)、“DIODE TUNNEL
9、”(隧道二極管)、“DIODE VARACTOR”(變?nèi)荻O管)和“ZENER13”(穩(wěn)壓二極管)等,如圖F1-11(a)所示。常見的二極管封裝有“DIODE-0.4”、“DIODE-0.7”和“TO-220”,其中“DIODE-0.4”指的是普通二極管的焊盤間距為“0.4英寸”,即“10.16mm”,如圖F1-11(b)所示。(a)二極管的原理圖符號(hào)(b)穩(wěn)壓二極管的原理圖符號(hào)(c)二極管的常用元器件封裝圖F1-11 二極管的原理圖符號(hào)和元器件封裝(4) 三極管。普通三極管可根據(jù)其構(gòu)成的PN結(jié)的方向不同,分為NPN型和PNP型。這兩種類型的晶體管外形完全相同,都包括3個(gè)引腳,即b(基極)、c
10、(集電極)和e(發(fā)射極),但是其原理圖符號(hào)卻不一樣,如圖F1-12所示。三極管的原理圖符號(hào)的常用名稱有“NPN”、“NPN1” 和“PNP”、“PNP1”等。復(fù)合三極管普通三極管普通三極管(a)NPN型晶體管 (b)PNP型晶體管圖F1-12 普通三極管的原理圖符號(hào)在功率放大電路中,設(shè)計(jì)者為了實(shí)現(xiàn)在微小信號(hào)作為激勵(lì)源時(shí)得到很大的增益,往往需要采用具有較大放大倍數(shù)的晶體管,達(dá)林頓復(fù)合管就是運(yùn)用在這種場(chǎng)合的晶體管。普通的達(dá)林頓復(fù)合管是將兩個(gè)晶體管集成在一個(gè)元器件封裝里,有的復(fù)合管還同時(shí)集成了保護(hù)二極管和偏置電阻等。同普通三極管一樣,達(dá)林頓復(fù)合管同樣包括NPN型和PNP型,如圖F1-12所示。三極管
11、的常用封裝主要有TO-18(普通三極管)、TO-220(大功率三極管)、TO-3(大功率達(dá)林頓管)和TO-92A(普通三極管)等,如圖F1-13所示。圖F1-13 常用的三極管封裝三極管的實(shí)物如圖F1-14所示。(a)普通三極管(b)功率三極管(1)(c)功率三極管(2)圖F1-14 常見三極管的實(shí)物照片(5) 三端穩(wěn)壓源(78和79系列)。三端穩(wěn)壓源(或者叫基準(zhǔn)源,線性電源)中的78和79系列是設(shè)計(jì)者在進(jìn)行電路設(shè)計(jì)過程中經(jīng)常使用到的一類元器件,其實(shí)物圖如圖F1-15所示。在Protel 99 SE原理圖符號(hào)庫中基本上包含了各家公司的78和79系列穩(wěn)壓塊產(chǎn)品的名稱。例如美國(guó)國(guó)家半導(dǎo)體公司的LM
12、78系列和LM79系列、Motorola公司的MC78系列和MC79系列等,他們的原理圖符號(hào)的名稱為“VOLTREG”。 (a)原理圖符號(hào) (b)元器件封裝 (c)元器件實(shí)物圖F1-15 常見的三端穩(wěn)壓源圖F1-16所示為常見的三端穩(wěn)壓源運(yùn)用電路,交流220V的電壓經(jīng)變壓器T1降壓到一定范圍后,再通過C3和C1進(jìn)行濾波,然后進(jìn)入三端穩(wěn)壓源就可得到特性較好的電壓。為了提高電壓源的穩(wěn)定性,設(shè)計(jì)者還時(shí)常在穩(wěn)壓源的輸出端加上濾波電容C4和C2。圖F1-16 三端穩(wěn)壓源運(yùn)用電路按輸出電壓的極性來分,三端穩(wěn)壓源可分為78系列和79系列兩種。一般地,78系列的輸出極性為正,比如“7805”、“7806”、“
13、7810”、“7812”、“7815”和“7820”等;79系列的輸出極性為負(fù),比如“7905”、“7912”、“7915”和“7918”等。按輸出電壓的幅值是否可調(diào),三端穩(wěn)壓源可分為電壓固定和電壓可調(diào)兩種。電壓固定三端穩(wěn)壓源包括78系列和79系列,電壓可調(diào)三端穩(wěn)壓源如LM317,其電壓在“+1.2V+37V”的范圍內(nèi)線性可調(diào)。在實(shí)際使用過程中,用戶常常在穩(wěn)壓源上附加散熱片,以避免穩(wěn)壓源長(zhǎng)時(shí)間工作在大負(fù)載下,散熱條件不足,從而造成過高的溫升而損壞元器件和電路板,圖F1-17所示為常用的散熱片。 (a)散熱片實(shí)物圖 (b)帶散熱片的三端穩(wěn)壓源封裝圖F1-17 常用的散熱片及對(duì)應(yīng)的三端穩(wěn)壓源封裝(
14、6) 整流橋。普通整流橋的實(shí)物如圖F1-18(a)所示,常用名稱是“BRIDGE1”和“BRIDGE2”,如圖F1-18(b)所示,常用的封裝形式如圖F1-18(c)所示。(a)普通整流橋(b)整流橋的原理圖符號(hào)(c)整流橋的元器件封裝形式圖F1-18 常用的整流橋(7) 接插件。在電路板設(shè)計(jì)中,經(jīng)常用到的接插件有單排插座、雙排插座和一些專用的接口等,如圖F1-19所示。 (a)原理圖符號(hào) (b)元器件封裝圖F1-19 常用的接插件(8) 雙列直插式集成電路芯片。用戶在電路設(shè)計(jì)過程中,為了方便安裝和調(diào)試,在初次設(shè)計(jì)電路板時(shí)往往將許多集成電路芯片的選型定為雙列直插元器件(DIP)。圖F1-20所
15、示為常用的雙列直插式集成電路芯片。圖F1-20 雙列直插式集成電路芯片在電路板調(diào)試過程中,常常在電路板上焊接IC座,然后將集成電路芯片插在IC座上,這樣可以方便集成電路芯片的拆卸。圖F1-21所示為常用的IC座,其對(duì)應(yīng)的元器件封裝如圖F1-22所示。圖F1-21 常用的IC座圖F1-22 雙列直插式集成電路芯片的元器件封裝三、 常用元器件及元器件封裝總結(jié)下面的對(duì)常用元器件及其所有元器件封裝進(jìn)行一下總結(jié)。(1) 電阻:電阻的原理圖符號(hào)可以選用“RES1”、“RES2”、“RES3”、“RES4”中任何一個(gè),對(duì)應(yīng)的電阻封裝為AXIAL系列,比如“AXIAL-0.3”到“AXIAL-0.7”,其中0
16、.4和0.7指電阻封裝的焊盤間距,一般用“AXIAL0.4”封裝。(2) 無極性電容:常用的原理圖符號(hào)為CAP,對(duì)應(yīng)的電容封裝為RAD系列,如“RAD-0.1”到“RAD-0.4”,其中0.1和0.4指電容大小,一般用“RAD0.2”。(3) 電解電容:電解電容的原理圖符號(hào)可以使用“ELECTRO1”、“ELECTRO2”、“ELECTRO3”中的任何一個(gè)。電解電容對(duì)應(yīng)的元器件封裝為RB系列,如“RB.1/.2”到“RB.5/1.0”,其中“.1/.2”分別指電容的焊盤間距和外形尺寸。(4) 電位器:電位器的原理圖符號(hào)為“POT1”,“POT2”,對(duì)應(yīng)的電位器封裝為“VR-1”到“VR-5”。
17、(5) 二極管:二極管的原理圖符號(hào)為“DIODE”,對(duì)應(yīng)的二極管的封裝為封裝屬性系列,如“DIODE-0.4”(小功率)到“DIODE-0.7”(大功率),其中0.4和0.7指二極管的焊盤間距,一般用“DIODE0.4”。值得一提的是,普通的發(fā)光二極管的元器件封裝為“RB.1/.2”。(6) 三極管:普通三極管的原理圖符號(hào)為NPN或PNP,常見的三極管封裝為“TO-92B”,而大功率三極管可用“TO-220”、“TO-3”等元器件封裝。(7) 三端穩(wěn)壓源:三端穩(wěn)壓源有78和79系列,78系列如“7805”,“7812”和“7820”等,79系列有“7905”、“7912”和“7920”等,比較常用的
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