Det är grundläggande att förstå de grundläggande komponenterna på kretskort, oavsett om du precis har börjat din resa inom elektronik eller vill förbättra dina kunskaper. Varje kretskortsdel spelar en unik men kompletterande roll för att förverkliga projekt, från motstånd och kondensatorer till integrerade kretsar och sensorer.
Men med dussintals komponenter som regelbundet används även på enkla kort kan det kännas överväldigande att navigera i havet av delar. Den här guiden syftar till att bryta ner de viktigaste kretskortskomponenterna. Vi förklarar vad varje kretskortskomponent gör, hur den fungerar, vanliga typer du kan stöta på och exempel på hur de används.
Vilka är komponenterna i ett kretskort?
Ett kretskort (PCB) innehåller flera viktiga elektroniska komponenter som samverkar för att driva våra elektroniska enheter. Här är några av de viktigaste och vanligaste komponenterna som finns på kretskort (lista över kretskortskomponenter).
Integrerade kretsar (IC)
Integrerade kretsar (IC), även kallade chips eller mikrochips, är en av de mest grundläggande byggstenarna i modern elektronik. IC:er gör det möjligt att konstruera hela kretsar på ett litet utrymme tack vare miniatyriserade transistorer och andra komponenter. IC:er kan innehålla tusentals små elektroniska komponenter som transistorer, motstånd och kondensatorer etsade på ett litet kiselchip.
Denna nivå av miniatyrisering har möjliggjort dagens kraftfulla datorer, telefoner och andra enheter. IC:er finns i olika kapslingar, från enkla hålmonterade enheter till komplexa ytmonterade chip. Oavsett storlek eller form fungerar IC:erna som "hjärnan" i ett kretskort och utför komplexa operationer och funktioner.
Om PCBasic
Tid är pengar i dina projekt – och PCBasic får det. PCBasic är PCB monteringsföretag som ger snabba, felfria resultat varje gång. Vår omfattande PCB monteringstjänster inkludera expertkunskapsstöd i varje steg, vilket säkerställer högsta kvalitet på varje kretskort. Som en ledande PCB Assembly Tillverkare, Vi erbjuder en komplett lösning som effektiviserar din leveranskedja. Samarbeta med våra avancerade PCB-prototypfabrik för snabba leveranser och överlägsna resultat du kan lita på.
Motstånd
Motstånd är en av de mest grundläggande och vanligt förekommande komponenterna på kretskort. Deras huvudsakliga funktion är att motstå eller begränsa flödet av elektrisk ström i en krets. Motstånd är avgörande för att styra ström, dela spänningar och tillhandahålla termineringsimpedanser i elektroniska kretsar. De finns i en mängd olika resistansvärden och toleransnivåer.
På kretskort är motstånd vanligtvis små cylindriska eller rektangulära komponenter med färgkodade band som indikerar deras resistans. Deras enkla men viktiga roll gör motstånd till en av de vanligaste delarna som finns på de flesta kretskort.
Kondensatorer
Kondensatorer är den näst mest använda kretskortskomponenten efter motstånd. Deras funktion är att tillfälligt lagra elektrisk laddning och jämna ut spänningen i en krets. Kondensatorer använder två ledande plattor separerade av ett isolerande material som kallas dielektrikum. Olika typer av dielektriska material ger olika kapacitansvärden.
Kondensatorer finns i många former och storlekar men identifieras huvudsakligen genom sin kapacitansklassificering. Vanliga typer som ingår på kretskort inkluderar keramiska skivkondensatorer, tantalkondensatorer och elektrolytkondensatorer. Kondensatorer spelar en viktig roll för att reglera spänningsnivåer, koppla bort brus och filtrera signaler – viktiga funktioner som är nödvändiga för korrekt kretsdrift.
Induktorer
Induktorer är en annan viktig komponent som finns på kretskort. I likhet med kondensatorer lagrar induktorer energi, men istället för elektrisk laddning lagrar de energi som ett magnetfält. Induktorer är trådspolar lindade runt en kärna, ofta ett ferromagnetiskt eller ferritmaterial. När strömmen passerar genom spolen skapas ett magnetfält proportionellt mot strömmen och antalet varv i spolen.
Induktorer har egenskapen att motstå förändringar i strömflödet, vilket gör dem integrerade i funktioner som att filtrera brus och utjämna fluktuationer i växelströmskretsar. Vanliga induktorer som ses på kretskort inkluderar trådlindade, flerskiktade och skärmade induktiva komponenter som finns i olika induktansvärden.
kontakter
Kontakter är viktiga gränssnittskomponenter som gör det möjligt för kort att ansluta till externa kretsar och andra enheter. Vanliga kontakttyper som används inom elektronik inkluderar stiftlister, kabel-till-kort-terminaler, flatkablar, kort-till-kort-stiftlister och externa kontakter som USB-, HDMI- och modulära uttag.
● Stifthuvuden är enkla inline-kontakter som länkar kort till saker som kopplingsdäck under prototyptillverkning
● Kopplingsblock avslutar ledningar från externa enheter
● Flatkablar och kort-till-kort-kontakter sammankopplar flera kretskort internt eller i större enheter
● Externa kontakter ger branschstandardiserade gränssnitt för vanliga I/O-funktioner.
Kontaktdon måste vara tillräckligt robusta för att kunna göra och bryta anslutningar under monterings-/servicecykler. Deras stiftkonfigurationer uppfyller gränssnittsstandarder för att möjliggöra integration i system.
Transformatorer
Transformatorer är kretskortskomponenter som används för att överföra elektrisk energi från en krets till en annan genom elektromagnetisk induktion. De består av två eller flera trådspolar lindade runt en gemensam kärna. Genom att variera antalet spollindningar ändras den överförda spänningen enligt transformatorns ekvation.
Vanliga användningsområden för transformatorer inkluderar strömförsörjning där nedtransformatorer sänker farliga spänningar för säker förbrukning eller upptransformatorer ökar spänningen för transmissionstillämpningar.
Kommunikationsenheter använder också transformatorer för att matcha impedanser över överföringsledningar.
Signalisolatorer använder transformatorer för att isolera känsliga kretsar från brusbenägna miljöer elektriskt. På kretskort visas transformatorer som diskreta hålmonterade eller ytmonterade komponenter avsedda för växelspänningsomvandlingstillämpningar.
Kristalloscillatorer
Kristalloscillatorer är tidselement som finns på kretskort. De innehåller en bit piezoelektriskt material, vanligtvis kvartskristall, som fysiskt oscillerar med en exakt frekvens när en elektrisk ström appliceras. Denna oscillation producerar en periodisk elektronisk signal som fungerar som en referensklockkälla.
Inbyggda klockor är avgörande eftersom moderna kretsar är beroende av exakt timing för att fungera korrekt. Kristallen oscillerar tillförlitligt för att hålla mikrokontroller synkroniserade och säkerställa att processer sker med rätt intervall. Deras stabilitet och lilla storlek gör kristaller väl lämpade för tillämpningar som kräver noggrannhet, som datorer och telefoner. Kristaller oscillerar vanligtvis mellan 1 MHz och 100 MHz, och faller inom frekvensområden som behövs av olika chip.
Transistorer
Transistorer är grundläggande elektroniska komponenter som fungerar som omkopplare eller förstärkare. Den mest använda typen är den bipolära övergångstransistorn (BJT), som har tre terminaler: bas, kollektor och emitter.
När en liten ström appliceras på basterminalen, tillåter den en mycket större ström att flyta mellan kollektor- och emitterterminalerna. Denna omkopplingsfunktion förstärker elektriska signaler och reglerar strömmen, vilket möjliggör kritiska funktioner.
BJT:er finns i enheter som sträcker sig från enkla radioapparater till avancerade processorer. Transistorer utgör grunden för digital elektronik och datorer eftersom de kan arrangeras för att utföra logiska operationer. Deras tillförlitliga omkoppling vid låg strömförbrukning är anledningen till att transistorer blev den grundläggande byggstenen i alla moderna elektroniska enheter.
Dioder
Dioder är envägs elektroniska ventiler som tillåter ström att flyta i endast en riktning. Den vanligaste typen är lysdiod (LED), som avger ljus när ström flyter genom den i framåtriktad riktning från anoden till katoden. På kretskort skyddar dioder komponenter genom att blockera ström som flyter i fel riktning, vilket förhindrar skador. Lysdioder används också ofta som indikatorlampor.
Andra diodtyper möjliggör funktioner som strömlikriktning. Till exempel omvandlar diodlikriktare växelström från strömkällor till likström som används i kretsar. Deras riktningsspecifika ledning gör att dioder kan styra signal- och effektflöde och spela viktiga roller i signalerings- och effektregleringsfunktioner, vilket gör dioder till allestädes närvarande komponenter i alla moderna elektroniska enheter.
Kiselstyrda likriktare (SCR)
SCR:er är halvledarkomponenter som liknar dioder och transistorer. De är även kända som tyristorer och har fyra alternerande lager av halvledarmaterial som tillåter strömflöde i endast en riktning när en triggersignal matas till gate-terminalen. Detta triggar SCR:n till ledande läge.
På kretskort används SCR:er ofta som elektriskt styrda brytare i applikationer som ljusdimmers, där de reglerar strömflödet. Deras ledande egenskap, som en gång utlöses, gör SCR:er väl lämpade för att växla högre strömmar med endast lågeffektsstyrsignaler.
Säkringar
Säkringar är säkerhetsanordningar på kretskort som skyddar andra kretskortskomponenter och kablar från överströmsskador. De innehåller en tunn tråd eller metallremsa som smälter när för mycket ström passerar. Detta avbryter kretsen för att förhindra att komponenter brinner ut.
Säkringar finns i olika amperevärden och fysiska former, som glascylindrar eller elektroniska ytmonterade säkringar. De är avgörande eftersom det begränsar skador från kortslutningar eller strömavbrott till endast säkringen, vilket undviker kaskadfel över hela kortet.
Potentiometrar
Potentiometrar är variabla motstånd vars resistans kan ändras med en extern mekanisk anordning, som en ratt eller ett skjutreglage. På kretskort är vanliga implementeringar enkelvarvspotentiometrar som justeras med ett vred eller linjära potentiometrar med skjutreglage. Deras mångsidighet möjliggör realtidsjustering av kretsparametrar som volymkontroller.
Under produktionen möjliggör flervarvspotentiometrar kalibrering av kretsar. Potentiometrar används ofta eftersom alla kretsar som kräver ett kontinuerligt justerbart ingångsvärde kan utnyttja en potentiometers varierande resistans.
reläer
Reläer är elektriskt manövrerade brytare kompletterade med trådspolar som skapar magnetfält. På kretskort är reläer delar som gör att insignaler med låg effekt kan styra kretsar som hanterar högre strömmar eller spänningar på ett säkert sätt. När magnetfältet är aktiverat drar det en uppsättning kontakter ihop för att sluta en separat krets.
Reläer integrerar således mekaniska komponenter i elektroniska lösningar. Vanliga användningsområden inkluderar styrning av tunga belastningar utöver komponenternas märkdata och isolering av hög- och lågspänningssektioner. Eftersom spol- och brytarkontakterna är elektriskt isolerade ger reläer robustare koppling än solid-state-komponenter.
Hur man klassificerar kretskortskomponenter
Med tanke på den mängd olika delar som finns på ett givet kretskort är det viktigt att förstå hur de klassificeras för att identifiera komponenter och förstå deras syfte. Generellt sett är kretskortskomponenter indelade i mekaniska och elektriska. Varje klassificering fungerar olika och är specifik för att utföra kritiska funktioner inom kretskortsdesign och tillverkning. Låt oss titta närmare på var och en.
Mekaniska komponenter
Mekaniska komponenter spelar en viktig roll i kretskort och tillhandahåller den fysiska struktur som behövs för att sammankoppla elektroniska delar på ett tillförlitligt sätt. Dessa mekaniska element är lika viktiga som de elektriska komponenterna själva. Utan robust mekanisk design skulle det inte vara möjligt att montera alla nödvändiga delar i ett kompakt men hållbart paket. Några exempel på mekaniska komponenter på kretskort inkluderar:
● Kontakter
● Avståndshållare
● Skruvar och muttrar
● Skärmning
● Spår
Kretskort kräver olika mekaniska delar för att hålla elektriska komponenter i exakta positioner, ansluta kortet till andra enheter, skydda känsliga komponenter från skador och ge isolering. Dessa mekanismer ger det styva fysiska ramverket som kretskort behöver för att upprätthålla exakta justeringar och anslutningar.
De fäster allting säkert samtidigt som de separerar elementen efter behov för att förhindra elektriska problem. Den mekaniska konstruktionen säkerställer att systemet tål transport och hantering och fungerar korrekt i slutanvändningsmiljöer. Detta möjliggör kortets beräkningsfunktion. Omfattande mekanisk integration är därför nyckeln till produktion av högkvalitativa kretskort.
elektriska komponenter
De elektriska komponenterna i kretskort är de delar som hanterar flödet av elektricitet genom kortet. De låter ström passera mellan olika delar av kretsen. Elektriska kretskortskomponenter skiljer sig från mekaniska komponenter genom att mekaniska delar används för fysisk struktur och anslutningar snarare än elektriska funktioner.
Mekaniska komponenter ger stöd och anslutningspunkter för att fästa elektriska delar men reglerar eller kontrollerar inte elektricitet som flödar genom kretsen. Elektriska komponenter är det som gör kretsen funktionell genom att kontrollera eller styra strömflödet.
Det finns två huvudtyper – passiva och aktiva komponenter. Låt oss titta närmare på båda.
Passiva elektriska komponenter på kretskort
Passiva elektriska komponenter är en viktig del av alla elektroniska kretsar. De definieras som komponenter som inte kräver en strömkälla för att fungera, till skillnad från aktiva komponenter som kräver en strömkälla. Passiva komponenter ändrar flödet av elektrisk ström genom en krets utan att använda någon ström.
Passiva komponenter fungerar helt enkelt genom att lägga resistans, kapacitans eller induktans i en elektrisk krets. Resistans minskar eller begränsar strömflödet, medan kapacitans lagrar elektrisk laddning mellan ledare separerade av en isolator. Induktans är en ledares förmåga att motverka en förändring i elektriskt strömflöde. Dessa inneboende egenskaper gör det möjligt för passiva komponenter att styra spännings-, ström- och effektnivåer inom en krets.
På grund av att de fungerar enkelt utan extern strömkälla klassificeras passiva komponenter annorlunda än aktiva komponenter. Några vanliga typer av passiva komponenter inkluderar:
● Motstånd
● Kondensatorer
● Induktorer
● Transformatorer
● Dioder
● Kontakter
De spelar enkla men avgörande roller i att forma elektriska signaler och styra kraft i både analoga och digitala kretsar.
Aktiva PCB-komponenter
Aktiva komponenter är en viktig del av alla elektroniska kretskort (PCB) eftersom de kan generera, styra, modifiera och förstärka elektriska signaler. Till skillnad från passiva komponenter som bara kan dämpa, lagra eller frigöra energi, kräver aktiva kretskortskomponenter extern strömförsörjning för att fungera och kan styra eller förstärka signaler.
Aktiva komponenter fungerar som "hjärnan" i ett kretskort eftersom de kan bearbeta ingångar och använda interna mekanismer för att generera utgångar. De innehåller halvledare som transistorer och integrerade kretsar som både kan styra elektrisk ström och styras av varierande spänningsingångar. Det aktiva flödet av elektriska laddningar i deras halvledarmaterial möjliggör funktioner som omkoppling, oscillation, signalförstärkning och databehandling.
Några exempel på vanliga aktiva komponenter som finns på kretskort inkluderar:
● Transistorer
● Integrerade kretsar/chips
● Mikroprocessorer
● Optokopplare
● Dioder
● Operationsförstärkare
● Tyristorer
Aktiva komponenter spelar en avgörande roll inom elektronik genom att styra signalnivåer, timing, slå på/av strömmen, bearbeta data och utföra andra viktiga logiska funktioner som är avgörande för kretskortsdrift.
Hur man identifierar komponenterna på ett kretskort
Som vi redan har sett innehåller kretskort en mängd olika elektriska komponenter som utför olika funktioner inom elektroniska enheter och system. Att identifiera enskilda delar kan dock ibland vara svårt för dem som är bekanta med kretskortsdesign.
Här är några användbara tips för att avgöra vad varje del är och vad den gör.
Bestäm styrelsens syfte
Det första steget är att undersöka hela moderkortet för att fastställa dess övergripande funktion. Leta efter eventuella artikelnummer, modellnamn eller beskrivande text som är tryckt på själva moderkortet och som kan ge sammanhang. Är det ett huvudmoderkort, en tilläggsmodul eller en dedikerad styrenhet?
Kort avsedda för datorer, industrimaskiner och medicinsk utrustning har ofta standardiserade layouter och komponenter för sina funktioner. Att notera ett korts syfte hjälper till att begränsa vad man kan förvänta sig av det.
Inspektera passiva komponenter i detalj
Passiva komponenter som motstånd, kondensatorer och induktorer är bra ställen att börja identifiera dem på grund av deras konsekventa design. Motstånd kan ha färgkodade band som indikerar resistansvärdet. Titta noga, eftersom vissa har helt numerisk tryckning istället.
Kondensatorer är märkta med bokstaven C följt av kapacitansvärdet i farad eller ett kodat system av siffror och bokstäver. Induktorer liknar små spolar märkta L. Ta dig tid att undersöka passiva delars fysiska egenskaper, etiketter och relativa placering för ledtrådar.
Noggrant utvärdera integrerade kretsar
Integrerade kretsar (IC) är komplexa aktiva enheter som kondenserar flera transistorer och andra komponenter på ett enda kiselchip. De har ofta artikelnummer eller tillverkarmärkningar tryckta direkt på ytan som kan undersökas.
Beroende på ålder kan en IC helt enkelt ha en funktionell etikett som 7400 istället för ett detaljerat nummer. IC:ernas varierande former och stiftkonfigurationer ger också ledtrådar. Ge IC:erna extra granskning, eftersom korrekt identifiering avslöjar kritiska roller.
Identifiera andra separata kretskortskomponenter
Transformatorer, reläer, kontakter och dioder är vanligtvis märkta med standardiserade initialer som T, K, J eller D. Transformatorer liknar små flerfaldigt lindade spolar. Reläer liknar däremot en elektriskt manövrerad strömbrytare.
Dioder kan ha randmönster på cylindriska kapslar som indikerar polaritet. Batterier är vanligtvis stämplade BT. Separata delar innehåller inte lika många interna detaljer som integrerade kretsar, men att förstå vanliga symboler underlättar igenkänningen.
Konsultera inline-referensbeteckningar
Vissa kretskort har alfanumeriska referensbeteckningar direkt på spår nära varje del som referens. Även om formaten varierar, pekar dessa förkortningar i kombination med placering på en kretskortskomponents identitet och syfte inom kretsen. Dra nytta av tydligt markerade referenser när du dechiffrerar obskyra komponenters funktioner.
Förkortningarna i tabellen nedan är några av de vanligaste beteckningarna och deras standardförkortningar för olika elektroniska komponenter på kretskort.
|
designator
|
Komponenter
|
|
ATT
|
dämpare
|
|
BR
|
Brygglikriktare
|
|
BT
|
Batteri
|
|
C
|
Kondensatorn
|
|
CB
|
Strömbrytare
|
|
CN
|
Kondensatornätverk
|
|
DC
|
Riktningskoppling
|
|
D
|
Diod
|
|
F
|
Säkring
|
|
G
|
Oscillatorn
|
|
IC
|
Integrerad krets
|
|
J
|
Jumper eller Jack
|
|
K
|
Relä eller kontaktor
|
|
L
|
Induktor
|
|
LED
|
Ljusdiod
|
|
LS
|
Högtalare
|
|
MOV
|
Metalloxid Varistor
|
|
P
|
Kontakt
|
|
KRUKA
|
Potentiometer
|
|
PS
|
Strömförsörjning
|
|
Q
|
Transistor
|
|
R
|
Motstånd
|
|
S eller SV
|
Växla
|
|
TB
|
Terminalblocket
|
|
TC
|
Termo
|
|
TP
|
Testpunkt
|
|
TR
|
Transducer
|
|
T
|
Transformator
|
|
U
|
Integrerad krets
|
|
VR
|
Variabelt motstånd
|
|
X
|
Transducer
|
|
XTAL
|
Kristall
|
|
Z
|
Zener-diod
|
|
ZD
|
Zener-diod
|
Undersök okända komponenter noggrant
Om en kretskortskomponent förblir oidentifierad efter en noggrann undersökning av fysiska egenskaper, etiketter och referensbeteckningar, vänd dig till andra resurser som manualer, diagram eller online-komponentdatabaser med sökbara artikelnummer innan du gör antaganden.
Metodisk inspektion i kombination med dokumentation maximerar igenkänningen av även föråldrade kretskortselement. Professionella scheman kan också krävas i komplexa fall.
Hur är kretskortskomponenter anslutna i ett kretskort?
Komponenter är anslutna på ett kretskort via ett nätverk av banor som kallas spår. Spår är tunna kopparremsor laminerade mellan lager av ett icke-ledande substrat som glasfiber.
Komponenter som integrerade kretsar, motstånd och kondensatorer har miniatyrmetallplattor på sina kroppar där kablar kan lödas, eller så kan komponenter sättas in direkt i hål i kretskortet, så kallade vias.
Spåren transporterar signaler och ström genom hela kretskortet och länkar stiften eller plattorna på en komponent till en annan för att överföra data och ström runt kretsen. Komponenter kan ytmonteras direkt på kretskortets spår eller sättas in vertikalt i genomgående hålpläterade vior som elektriskt förbinder kortets övre och undre lager. Dekaler, så kallade lödmasker, skärmas över kortet för att skydda spåren och ge isolering mellan anslutningarna.
Hål genom kortet, så kallade pläterade genomgående hål, gör att spår på kretskortets interna lager kan ansluta till de övre och nedre yttre lagren, vilket avsevärt ökar antalet möjliga kretsvägar och sammankopplingar. Tillsammans bildar spåren och de pläterade hålen en tät ledningsmatris som sprider signaler och styr strömflödet mellan kiselchips och andra delar i en elektronisk enhet.
Slutsats
I grund och botten är kretskort bedrägligt enkla – de är bara kopplingar mellan elektroniska komponenter. Men som vi har utforskat kan otaliga komponenter placeras på ett kretskort, där var och en har en unik och viktig roll.
Att behärska grunderna i kretskortskomponenter som motstånd, kondensatorer, transistorer och integrerade kretsar är ett viktigt första steg för alla som är intresserade av elektronik eller kretsdesign. Med fortsatt lärande och praktisk övning kommer du att förstå hur kretskortsdelar samverkar och vilka möjligheter de möjliggör när de kombineras i olika konfigurationer på ett kretskort.
