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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Componentes eletrônicos para montagem em superfície. Data de referência
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Materiais de referência Devido às suas vantagens, a montagem em superfície é amplamente utilizada na eletrônica moderna. Nos últimos anos, radioamadores também começaram a utilizar esse tipo de instalação - tais designs aparecem cada vez mais nas páginas da Rádio. Em termos de características elétricas, os componentes eletrônicos para montagem em superfície (SM) na maioria dos casos correspondem aos seus equivalentes convencionais, diferindo apenas no design dos terminais. O objetivo deste artigo é apresentar aos leitores a gama dos componentes de rádio montados em superfície mais populares produzidos atualmente e suas marcações, para que os rádios amadores tenham mais confiança no uso desses componentes (no exterior eles são chamados de Surface Mounted Device - SMD) em seus desenvolvimentos. O mais interessante nesse sentido são os elementos com dois terminais - resistores PM, capacitores PM, diodos PM, etc. - pois não causam problemas na fabricação de uma placa de circuito impresso. É mais difícil fazer uma placa de circuito impresso para transistores, microcircuitos e outras peças multipinos, mas existem técnicas adequadas para isso (por exemplo, o uso de estênceis). Ao escolher o tipo de instalação, deve-se levar em consideração que as pequenas dimensões das peças PM e, consequentemente, os pequenos espaços entre as placas de contato das mesmas na placa limitam a tensão operacional permitida do dispositivo. Portanto, os componentes que operam em altas tensões são melhor executados com instalação convencional. A natureza diminuta de muitas peças PM causa problemas compreensíveis com a sua marcação. Existem normas especiais para isso, mas como são apenas de natureza consultiva, muitas empresas utilizam seus próprios sistemas de designação ou nem rotulam os produtos. Para peças particularmente pequenas, como resistores, a ausência de marcação é legalizada. Não é costume aplicar designações de classificação a capacitores cerâmicos de pequena capacidade (embora existam padrões para eles). Tudo isso acarreta complicações no reparo de equipamentos importados. O pequeno tamanho dos componentes PM exige muito mais cuidado e precisão durante a instalação do que os convencionais. O ferro de soldar deve estar equipado com regulador de temperatura. Devido ao superaquecimento da peça, ela pode perder contato com os terminais e, como isso é difícil de perceber, a solução de problemas acaba sendo muito trabalhosa. Resistores A aparência de um resistor PM permanente é mostrada na Fig. 1 (nesta e outras figuras os pinos estão destacados em cinza).
A designação do tamanho consiste em quatro números (Tabela 1). Os dois primeiros correspondem aproximadamente ao comprimento L no sistema de medição aceito (métrico ou em polegadas), e os dois últimos correspondem à largura W. Os tamanhos 0805 e 1206 são de maior interesse para os rádios amadores.
Várias empresas usam designações “pessoais” para tamanhos de resistores. A Tabela 2 apresenta alguns deles. XNUMX.
Para indicar o valor da resistência, costuma-se utilizar uma marcação digital muito utilizada, em que os primeiros dígitos são o valor, e o último serve como multiplicador (um expoente de 10). Resistores com tolerâncias de ±20, ±10 e ±5% são marcados com três números, e com tolerância de ±1% e mais precisos - com quatro. Para resistores com resistência inferior a 10 Ohms e tolerância de ±5% ou mais, dois números são suficientes, com a letra R colocada entre eles; se a tolerância do resistor for ±1% ou menos, serão necessários três dígitos e a letra R será colocada antes do último. Exemplos de marcação: 472 = 47-102 Ohm = 4700 Ohm = 4,7 kOhm; 105 = 10-105 Ohm = 1 Ohm = 000 MOhm; 000 = 1-3482 = 348 Ohm = 102 kOhm; 34800R34,8 = 8Ohm. Para resistores com resistência de 2 Ohms e mais, é conveniente usar uma regra simples: aos dígitos significativos deve ser atribuído um número de zeros igual ao último dígito. Os resistores de tamanho 0603 (1608) com tolerância de ±1% ou menos possuem um código de dois números e uma letra indicado na tabela. 3. Os algarismos significativos da denominação são determinados pelo código de designação digital, e o multiplicador pelo código da letra (duas últimas colunas). Exemplo: 53C = 348·102Ohm = 34,8 kOhm.
Além de resistores, eles produzem diversos tamanhos padrão de jumpers de contato, que podem ser considerados resistores de resistência zero. Esses jumpers para montagem em superfície são mais convenientes do que aqueles usados em jumpers de fio convencionais. Os tamanhos de jumpers mais comuns são 0805 (2012) e 1206 (3216). Os jumpers são sempre marcados da mesma forma - LLC. Se a placa do dispositivo em desenvolvimento pretende utilizar elementos de montagem em superfície, é mais do que aconselhável utilizar resistores PM sintonizados. As únicas exceções podem ser aqueles casos relativamente raros em que o resistor deve ser baseado em fio. O fato é que a indústria produz apenas resistores de corte PM sem fio. No design, os resistores de sintonia PM quase não diferem dos convencionais. Uma trilha resistiva na forma de um anel aberto feito de um compósito de composição especial é aplicada à base isolante (na maioria das vezes de cerâmica). Nas extremidades do trilho, os terminais são reforçados em forma de finas tiras de metal que cobrem a borda da base. Durante a instalação, esses pinos são soldados aos condutores da placa de circuito impresso. Um contato montado em um motor-rotor desliza ao longo da trilha resistiva, que é girada com uma chave de fenda especial em miniatura. Como exemplo na Fig. 2 e 3 mostram esquematicamente uma visão geral de dois tipos de resistores de corte da Bourns - 3303W-3 e 3314Z-2, respectivamente. O eixo de rotação do rotor é perpendicular à placa. Eles também produzem versões de projeto de resistores nos quais o eixo de rotação do rotor é paralelo à placa.
O ângulo de rotação do motor de trava a trava é diferente para diferentes tipos de resistores e geralmente está na faixa de 210...270 graus. A gama desses resistores também inclui resistores multivoltas. Ao adquirir um resistor, preste atenção ao número máximo permitido de ciclos de ajuste (um ciclo - girando o motor de trava em trava e vice-versa). Para alguns tipos de resistores esse número não excede 10. A faixa padrão de valores dos resistores de corte produzidos por empresas líderes é bastante ampla. Em particular, Bourns oferece aos desenvolvedores resistores com resistências máximas de 10, 20, 50, 100, 200, 500 Ohms, 1, 2, 5, 10, 20, 25, 50, 100, 200, 250, 500 kOhms e 1 MOhm. As classificações são marcadas com um código, o código é o mesmo dos resistores permanentes: os dois primeiros dígitos são significativos e o terceiro é o número de zeros (o resultado está em ohms). Devido ao fato de que muitas vezes não há espaço suficiente no corpo do resistor de sintonia para acomodar apenas três caracteres do código de valor, foram desenvolvidos códigos especiais com menos caracteres. Assim, as empresas Nidec e Bourns utilizam um código numérico de dois dígitos mostrado na tabela. 4.
Para designar o tipo no pedido de produtos, cada empresa, via de regra, utiliza seu próprio sistema. A mesma designação Bourns da empresa consiste em cinco elementos. O primeiro são quatro números que indicam o tipo de grupo; é seguido por uma letra indicando as características da embalagem do produto acabado (isso se aplica à instalação a partir de fita utilizando equipamento automático em ambiente de produção). Em seguida, separado por um hífen, um número que caracteriza as características de design do motor (1 - com um slot para uma chave de fenda comum, 2 - um recesso em forma de Phillips para uma chave de fenda Phillips, 3 - um motor de baixo perfil com rotação com uma chave de fenda Phillips). A seguir, separado por um hífen, está um código de três dígitos para o valor da resistência e uma letra indicando as características do relevo da fita de embalagem. Capacitores Para montagem em superfície, são produzidos capacitores de cerâmica e óxido. A aparência dos capacitores permanentes cerâmicos é mostrada na Fig. 4, e na tabela. 5 - seus tamanhos padrão. O princípio de marcação dos capacitores cerâmicos é o mesmo dos resistores, bastando substituir o resultado por picofarads em vez de ohms.
Também é possível marcar com um código especial composto por uma ou duas letras e um número. A primeira letra das duas indica apenas o fabricante. A segunda letra corresponde à capacidade (ver Tabela 6), e o número é o grau do fator 10. Por exemplo, S3=4f7-103pF.
Na prática, a maioria dos capacitores PM de cerâmica permanente fabricados não são marcados. E se sua capacidade puder ser determinada por medição, então o grupo TKE e a tensão nominal poderão ser determinados apenas de acordo com a documentação que o acompanha (o vendedor deve tê-la). Na realidade, está na faixa de 6...100 V (para alguns tipos de capacitores “grandes” - até 500 V). Como os capacitores PM são utilizados principalmente em equipamentos de baixa tensão, a questão de sua tensão nominal, via de regra, não se coloca. Além dos permanentes, a indústria produz capacitores de sintonia cerâmicos. A aparência dos mais populares deles - TZC03 e TZBX4 é mostrada na Fig. 5, a, b, respectivamente.
Esses capacitores possuem um disco cerâmico entre as placas, e o corpo (base) é de plástico. Os limites de mudança de capacitância são de 1...3 a 14...70 pF. As principais características técnicas desses capacitores estão resumidas na tabela. 7.
Os capacitores permanentes de óxido para montagem em superfície são representados por dois grupos - tântalo e alumínio. Os capacitores de tântalo estão alojados em uma caixa retangular (Fig. 6). O terminal positivo na parte frontal do gabinete é marcado com uma faixa contrastante (escura ou clara) aplicada ao longo do gabinete.
Os tamanhos padrão dos capacitores e suas designações estão resumidos na tabela. 8, e as designações “pessoais” utilizadas por algumas empresas estão na tabela. 9.
A marcação dos capacitores dos tamanhos A e B consiste em uma letra e três números. A letra indica a tensão nominal do capacitor conforme tabela. 10, os dois primeiros dígitos são para a capacitância em picofarads e o terceiro é para a potência de 10, que é um multiplicador. Na caixa de capacitores de tamanhos padrão “grandes”, a capacitância e a tensão são indicadas sem codificação. Assim, por exemplo, a inscrição 10 25V corresponde a uma capacitância de 10 μF e uma tensão de 25 V.
A capacidade dos capacitores fabricados é de 0,1 a 100 µF (série E6), o desvio permitido do valor nominal é de ±20%. Tensão nominal - 4, 6,3, 10, 16, 20, 25, 35 e 50 V. A aparência dos capacitores de alumínio é mostrada na fig. 7.
São classificados pelo diâmetro D (Tabela 11).
Para esses capacitores, como os capacitores de tântalo, o terminal positivo é marcado com uma faixa de cor contrastante - clara ou escura. A capacitância e a tensão nominal são geralmente marcadas diretamente na caixa, por exemplo, 10 16V corresponde a 10 μF, 16 V. Às vezes, em vez disso, é usada uma designação de código que consiste em uma letra e três números. A letra indica a tensão (Tabela 12), e os números indicam a capacitância em picofarads e o grau do multiplicador de 10. Assim, a marcação A475 significa uma capacitância de 4,7 μF e uma tensão de 10 V.
Os capacitores são produzidos com capacidades de 0,1 a 1000 μF (série E6) com desvio permitido do nominal ±20%; as classificações de tensão são 4, 6,3, 10, 16, 25, 35 e 50 V. Diodos Dos dispositivos semicondutores discretos destinados à montagem em superfície, o efeito real em dispositivos de rádio amador vem do uso de componentes com apenas dois terminais - diodos, diodos zener, varicaps, etc. vantagens. Lembramos que todos os benefícios da montagem em superfície são revelados apenas nas condições de produção em massa na fábrica. Sabe-se que os diodos, assim como outros dispositivos semicondutores, são fabricados em dois estágios. Na primeira etapa é produzido o próprio dispositivo (o chamado cristal) e na segunda é montado na caixa. As características dos dispositivos semicondutores, é claro, não dependem do pacote específico em que estão montados, com exceção da dissipação de energia. Em outras palavras, se componentes passivos, como resistores, capacitores, bobinas, etc., são fabricados diretamente em um projeto “convencional” ou para PM, então o tipo de dispositivos semicondutores é determinado apenas na fase de “embalagem” deles em um pacote. Portanto, em relação aos dispositivos semicondutores (e diodos, em particular), é mais correto considerar não os dispositivos em si, mas seus invólucros. É claro que existem dispositivos que são produzidos apenas em um tipo de caixa, mas isso significa apenas que os fabricantes não consideram aconselhável montá-los em outras caixas. Até o momento, um grande número de tipos de invólucros foi desenvolvido para PMs, por isso é quase impossível fornecer informações completas sobre todos os invólucros produzidos no mundo. O objetivo deste artigo é mais modesto - dar uma visão geral dos mais comuns deles. Em termos de marcação, os dispositivos semicondutores para PM são semelhantes aos convencionais. Se o corpo for muito pequeno e não houver espaço suficiente para marcações completas, utiliza-se um abreviado; às vezes está completamente ausente. Não existe um padrão internacional único para suas designações, existem apenas padrões nacionais. Mas não são obrigatórios, por isso muitas empresas utilizam as suas designações “pessoais”. Os desenvolvedores profissionais, via de regra, utilizam catálogos de marca, que fornecem informações detalhadas sobre seus produtos. Os projetistas de rádios amadores precisam se contentar com catálogos de empresas que vendem componentes de rádio ou buscar as informações necessárias na Internet. Problemas com a designação de elementos de rádio causam dificuldades consideráveis no reparo de equipamentos importados e geralmente faltam diagramas. Muitas vezes, mesmo que fosse possível identificar um elemento defeituoso, por exemplo, um transistor, não é possível determinar seu tipo e possível substituição. Às vezes, os fabricantes de equipamentos fazem isso para fins abertamente comerciais - para não deixar seus centros de serviço sem trabalho, eles removem as marcações dos elementos de rádio adquiridos de uso generalizado e aplicam a sua própria, “de marca”, algo como A1 ou similar. Para simplificar a apresentação, por Diodos entendemos doravante todos os tipos de dispositivos semicondutores com dois terminais. Uma das caixas mais comuns - o vidro cilíndrico - é produzida em duas versões: MELF (D0213AB; MLL41) e MiniMELF (SOD80; D0213AA; MLL34). A aparência deste caso é mostrada na Fig. 8, e as dimensões estão na tabela. 13. O cátodo do diodo está marcado com uma faixa circular escura. O tipo de diodo geralmente é indicado por marcações diretas na caixa, porém, algumas empresas usam suas próprias designações “pessoais”.
As caixas SMA, SMB e SMC são um paralelepípedo de plástico com placas terminais adjacentes à caixa (Fig. 9) e dobradas sob ela. As dimensões das caixas estão resumidas na tabela. 14. A letra K na tabela indica o comprimento da parte de cada terminal que está localizada sob a caixa. Na lateral do terminal anódico, há um recesso no corpo do diodo, de formato semelhante ao que é chamado de chave nas caixas de microcircuitos de plástico - designa o primeiro terminal.
As caixas SOD123 e SOD323 também são de plástico e têm o mesmo formato do SMA-SMC. A diferença está no desenho dos cabos (Fig. 10), em formato de placa, mas direcionados para longe do corpo. As dimensões das carcaças SOD123 e SOD323 são apresentadas na tabela. 15.
A polaridade do diodo é determinada por uma larga faixa de cor contrastante aplicada na borda superior da caixa no lado do cátodo. A marcação do tipo de diodo também é colocada aqui. Juntamente com diodos individuais, as empresas produzem conjuntos de dois ou quatro diodos. Os conjuntos mais simples de dois diodos com um terminal comum são geralmente “empacotados” em pacotes de transistores SOT23 de três terminais amplamente utilizados (Fig. 11) com terminais do mesmo formato dos SOD123, SOD323. O eletrodo comum do conjunto (na maioria das vezes o cátodo) é geralmente conectado ao pino 3. Às vezes, um único diodo é colocado nesse invólucro - neste caso, um dos pinos permanece livre.
A pinagem de diodos e conjuntos geralmente não é um problema - o cátodo e o ânodo de cada um deles podem ser facilmente determinados com um ohmímetro. No entanto, no caso de diodos zener ou varicaps, o ohmímetro pode ficar impotente. As pontes de diodo são produzidas em pacotes DB e MB-S de quatro pinos, cuja aparência é mostrada na Fig. 12, e as dimensões estão indicadas na tabela. 16. Conclusões - as mesmas dos casos SOD 123, SOD323. A pinagem da ponte geralmente é indicada diretamente no corpo.
O tipo de diodo geralmente é marcado na caixa, mas devido ao seu tamanho diminuto, as marcações costumam ser encurtadas. Algumas empresas utilizam sua designação “pessoal”, inclusive de forma abreviada. As características elétricas dos diodos PM são apresentadas na Tabela. 17 e 18.
Na tabela. 18 diodos resumidos e conjuntos de diodos em um pacote SOT23 de três terminais. Autor: D.Turchinsky, Moscou
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