Ang isang circuit board ay gumagana lamang kapag napuno ng tamang mga bahagi. Ang mga resistor, capacitor, diode, transistors, IC, konektor, at mga bahagi ng kaligtasan bawat isa ay may papel sa pagkontrol, pagbibigay-kapangyarihan, at pagprotekta sa mga circuit. Ipinaliliwanag ng artikulong ito ang mga sangkap na ito, ang kanilang mga pag-andar, pagmamarka, at paggamit, na nagbibigay ng malinaw at detalyadong impormasyon sa mga pangunahing kaalaman sa circuit-board.
Pangkalahatang-ideya ng Mga Bahagi ng Circuit-Board
Ang isang circuit board ay higit pa sa mga bakas ng tanso na nakadikit sa fiberglass; Ito ang sentro ng bawat elektronikong aparato. Nang walang mga bahagi, ang isang PCB ay isang sheet lamang ng insulated tanso pathways na walang kakayahang magsagawa ng mga gawain. Sa sandaling populated na may resistors, capacitors, semiconductors, connectors, at proteksyon aparato, ito transforms sa isang kumpletong electronic system na may kakayahang powering, pagproseso, at pakikipag-usap sa iba pang mga aparato. Ang pag andar ay nagmumula sa balanse ng mga passive na bahagi, na responsable para sa pagkontrol ng kasalukuyang daloy, pag-filter ng mga signal, at paghahati ng mga boltahe, at mga aktibong bahagi, na nagpapalakas, nag-aayos, at nag-compute.
Silkscreen at Polarity sa Mga Bahagi ng PCB
Mga Label ng Silkscreen sa Mga Circuit Board
Ang silkscreen ay ang puting teksto at mga simbolo na nakalimbag sa isang PCB. Nagbibigay ito ng mabilis na mga sanggunian para sa pagtukoy ng mga bahagi sa panahon ng pagpupulong, pagsubok, o pag-aayos. Ang mga marka na ito ay nakakatipid ng oras sa pamamagitan ng pagbibigay ng isang gabay nang hindi nangangailangan ng mga ito na palaging sumangguni sa eskematiko.
Karaniwang Silkscreen Designators
Gumagamit ang Silkscreen ng mga titik upang kumatawan sa mga bahagi:
• R = Resistor
• C = Capacitor
• D = Diode
• Q = Transistor
• U / IC = Integrated Circuit
• F = Fuse
• J o P = Konektor
• K = Relay
Mga Tagapagpahiwatig ng Polarity para sa Mga Bahagi
Maraming mga bahagi ang nakadirekta at dapat na mai-install nang tama. Kabilang sa mga marka ng polarity ang:
• Diodes - guhitan ay nagmamarka ng cathode
• Electrolytic capacitors - simbolo ng "–" sa katawan
● Mga Tip sa Pag-install ng Mga Tampok - Mga Tampok ng Mga Tampok
• IC - Pin 1 na kinilala sa pamamagitan ng isang tuldok, bingaw, o chamfer
Karaniwang Mga Bahagi ng Passive Circuit-Board
| Bahagi | Simbolo | Pag-andar | Pagkakakilanlan |
|---|---|---|---|
| Resistor | R | Nililimitahan ang kasalukuyang daloy, hinahati ang boltahe, at nagtatakda ng mga antas ng bias | Mga banda ng kulay sa mga uri ng butas; 3-4 digit na mga code sa mga pakete ng SMD |
| Capacitor | C | Nag-iimbak at nag-filter ng singil sa kuryente; Nagbibigay ng maikling pagsabog ng enerhiya | minarkahan sa μF o pF; electrolytics ay nagpapakita ng isang polarity stripe; keramika madalas na hindi polarized |
| Inductor | L | Nag-iimbak ng enerhiya sa isang magnetic field; lumalaban sa biglaang pagbabago sa AC | Hugis-coil na katawan o ferrite cores; mga halaga na kadalasang may label na μH o mH |
Mga Bahagi ng Discrete Circuit-Board
Mga diode
Ang mga diode ay mga pangunahing bahagi ng circuit-board na nagpapahintulot sa kasalukuyang dumaloy sa isang direksyon lamang. Pinoprotektahan ng ari-arian na ito ang mga circuit mula sa pinsala sa reverse voltage at kinakailangan sa mga rectifier, clamping network, at mga sistema ng proteksyon sa surge. Ang kanilang simbolo na "D" sa silkscreen ay tumutulong sa mabilis na pagkakakilanlan.
Light-Emitting Diodes (LEDs)
Ang mga LED ay gumagana bilang parehong mga tagapagpahiwatig at mapagkukunan ng ilaw sa mga PCB. Ginagamit ang mga ito para sa mga signal ng katayuan, pagpapakita ng backlighting, at opto-paghihiwalay. Dapat obserbahan ang polarity; Ang katod ay kapansin-pansin na minarkahan ng isang patag na gilid o guhit. Ang kanilang kahusayan at mababang paggamit ng kuryente ay ginagawang kailangang-kailangan sa modernong electronics.
Transistors (BJTs at MOSFETs)
Kinokontrol ng mga transistor ang kasalukuyang at boltahe sa pamamagitan ng pagkilos bilang mga amplifier o switch. Ang Bipolar Junction Transistors (BJTs) ay mahusay sa pagpapalawak, habang ang mga MOSFET ay nangingibabaw sa paglipat ng kuryente dahil sa mababang pagkalugi at mataas na bilis. Sa mga PCB, ang mga ito ay higit sa lahat sa regulasyon ng kuryente, digital na lohika, at pagproseso ng signal.
Mga Regulator ng Boltahe
Tinitiyak ng mga regulator ng boltahe na ang isang circuit ay tumatanggap ng isang pare-pareho, matatag na boltahe, kahit na ang supply ay nag-iiba. Kabilang sa mga karaniwang output ang 5V, 3.3V, at 12V. Natagpuan sa parehong mga uri ng linear at paglipat, ang mga ito ay mahalaga para sa pagpapatakbo ng mga IC at sensitibong paglo-load. Ang mga ito ay may label na U o IC sa mga designator ng silkscreen.
Mga Bahagi ng Integrated Circuit-Board
| Uri ng IC | Pagmamarka | Pakete | Mga Aplikasyon |
|---|---|---|---|
| Mga microcontroller | STM32, ATmega | QFP, QFN, BGA | Naka-embed na kontrol, automation, robotics |
| Mga Analog IC | LM358, TL072 | SOIC, DIP | Mga amplifier, filter, signal conditioning |
| Memory ICs | 24LCxx, AT25 | SOIC, TSOP | Imbakan ng data, firmware, buffering |
| Mga IC ng Kapangyarihan | LM7805, PMIC | TO-220, QFN | Regulasyon ng boltahe, pamamahala ng baterya |
| RF ICs | Mga code ng Qualcomm | QFN, BGA | Wi-Fi, Bluetooth, wireless na komunikasyon |
Mga Bahagi ng Interconnect ng Circuit-Board
Mga Header at Socket ng Pin
Ang mga header ng pin at socket ay malawakang ginagamit para sa mga modular na koneksyon. Pinapayagan nito ang madaling pagpapalawak, pagsubok, o pagpapalit ng mga module. Natagpuan sa mga board ng pag-unlad, mga kalasag ng Arduino, at naka-embed na mga system, ginagawang madali ang prototyping at pag-upgrade.
Mga konektor ng USB
Ang mga konektor ng USB - Type-A, Type-B, Type-C, at Micro-USB - ay ang unibersal na interface para sa paglilipat ng data at paghahatid ng kuryente. Sa mga circuit board, sinusuportahan nila ang pagsingil, komunikasyon, at pagkakakonekta sa peripheral sa mga electronics, laptop, at pang-industriya na kagamitan.
RF Coaxial Connectors
Ang mga konektor ng RF tulad ng SMA, MMCX, at U.FL ay idinisenyo para sa mga application na may mataas na dalas. Tinitiyak nila ang minimal na pagkawala ng signal at matatag na pagganap sa mga wireless na aparato ng komunikasyon, antena, at mga module ng IoT.
Mga konektor ng gilid
Ang mga konektor ng gilid ay isinama sa gilid ng PCB mismo at nakikipag-asawa sa mga puwang sa mga motherboard o mga board ng pagpapalawak. Karaniwan sa mga GPU, PCIe card, at mga module ng memorya, hinahawakan nila ang parehong kapangyarihan at mataas na bilis ng mga signal nang mahusay.
Mga Bahagi ng Proteksyon ng Kuryente ng Circuit-Board
Mga piyus
Ang mga piyus ay mga aparatong sakripisyo na may label na F sa mga PCB. Sinisira nila ang circuit kapag dumadaloy ang labis na kuryente, na pumipigil sa sobrang pag-init at panganib ng sunog. Inilagay malapit sa mga linya ng input ng kuryente, ang mga ito ang unang antas ng pagtatanggol laban sa mga pagkakamali.
Mga Diode ng TVS
Ang mga diode ng Transient Voltage Suppression (TVS), na minarkahan bilang D, ay nag-clamp ng biglaang boltahe na dulot ng electrostatic discharge (ESD) o surges. Ang mga ito ay nakaposisyon malapit sa USB, Ethernet, at HDMI port upang maprotektahan ang mga linya ng data at IC mula sa pansamantalang pinsala.
Metal-Oxide Varistors (MOV)
Ang mga MOV ay mga di-linear na resistor na sumisipsip ng mataas na enerhiya na surge mula sa AC mains. Naka-install sa mga entry point ng circuit, pinoprotektahan nila ang mga aparato mula sa mga pag-atake ng kidlat o hindi matatag na mga grid ng kuryente sa pamamagitan ng ligtas na paglilipat ng labis na enerhiya.
Ferrite Beads
Ang mga kuwintas ng ferrite, na minarkahan bilang FB, ay kumikilos bilang mga filter upang harangan ang mataas na dalas ng electromagnetic interference (EMI). Inilagay malapit sa mga regulator at input / output pin, pinipigilan nila ang paglipat ng ingay at mapabuti ang katatagan ng circuit.
Mga Bahagi ng Electromechanical at Timing ng Circuit-Board
Mga Switch
Ang mga switch ay kabilang sa mga pinaka pangunahing electromechanical na bahagi sa isang PCB. Magagamit bilang mga uri ng tactile, slide, o DIP, hinahayaan ka nilang magbigay ng direktang input, i-configure ang mga estado ng lohika, o mag-trigger ng mga function tulad ng pag-reset, power on / off, o pagpili ng mode.
Mga relay
Pinapayagan ng mga relay ang isang low-power control circuit upang ligtas na lumipat ng mga high-power load. Sa pamamagitan ng paggamit ng isang electromagnetic coil upang buksan o isara ang mga contact, nagbibigay sila ng elektrikal na paghihiwalay sa pagitan ng mga signal ng lohika at mabibigat na naglo-load. Karaniwan sa automation, kontrol ng motor, at pang-industriya na PCB.
Mga kristal
Ang mga kristal na kuwarts ay nagbibigay ng lubos na matatag na mga signal ng orasan sa hanay ng MHz. Ang mga ito ay mahalaga sa tiyempo ng microcontroller, komunikasyon ng data, at mga circuit ng pag-synchronize, na tinitiyak ang maaasahang pagganap sa mga digital na sistema.
Mga Oscillator
Ang mga oscillator ay mga self-contained clock module na bumubuo ng isang nakapirming dalas nang walang karagdagang mga panlabas na bahagi. Ginagamit ang mga ito sa mga processor, module ng komunikasyon, at mga circuit ng tiyembo upang matiyak ang matatag, tumpak na operasyon.
Pangunahing PCB Hardware
Mga Standoff
Ang mga standoff ay naghihiwalay sa PCB mula sa tsasis o pag-mount ng ibabaw. Sa pamamagitan ng pagpigil sa direktang pakikipag-ugnay, binabawasan nila ang solder joint stress, pinoprotektahan ang mga bakas mula sa shorts, at pinapayagan ang daloy ng hangin sa ilalim ng board. Ang maliit na spacer na ito ay tumutulong na ihinto ang pag-crack ng solder mula sa board flex o panginginig ng boses.
Mga Bracket
Ang mga bracket ay nag-secure ng mga konektor tulad ng USB, HDMI, o Ethernet port sa tsasis. Kung wala ang mga ito, ang pag-plug at pag-unplug ng mga cable ay naglalagay ng paulit-ulit na stress sa PCB mismo, na humahantong sa mga bitak at nakataas na pad. Ang mga bracket ay naglilipat ng mekanikal na pag-load sa frame, na nagpapalawak ng buhay ng konektor.
Mga Gabay sa Card
Ang mga gabay sa card ay nakahanay at nagpapatatag ng mga plug-in board. Binabawasan nila ang panginginig ng boses, pinapadali ang pagpasok / pag-alis, at pinapanatili ang mga konektor sa gilid mula sa pagbaluktot. Sa mga pang-industriya o automotive na kapaligiran na may patuloy na pagkabigla, ang mga gabay sa card ay mahalaga para sa pangmatagalang tibay.
Thermal Pads & Heatsinks
Ang mga bahagi tulad ng mga regulator ng boltahe, MOSFET, o CPU ay bumubuo ng init na nagpapababa sa pagganap at nagpapaikli ng habang-buhay. Ang mga thermal pad ay nagpapabuti sa paglipat ng init sa mga heatsink, habang ang mga heatsink ay nagpapalabas ng init sa nakapalibot na hangin. Pinipigilan nito ang labis na pag-init at pinapanatili ang pagiging maaasahan ng system.
Mga Pakete ng PCB at Mga Bakas ng Paa
Through-Hole (THT)
Ang mga bahagi ng through-hole ay gumagamit ng mga lead na ipinasok sa mga butas na drilled at soldered sa kabilang panig. Nag-aalok sila ng malakas na suporta sa mekanikal, mahusay para sa panginginig ng boses at stress, at madaling prototype. Gayunpaman, tumatagal sila ng mas maraming espasyo, mabagal na pagpupulong, at hindi perpekto para sa mga compact na layout. Karaniwan ang mga ito sa mga konektor, relay, at mga bahagi ng kuryente.
Mga Aparatong Surface-Mount (SMD)
Ang mga SMD ay nakaupo nang direkta sa mga PCB pad nang walang pagbabarena. Ang mga ito ay compact, magaan, at perpekto para sa awtomatiko, high-density assembly. Ang mga downsides ay mas mahirap manu-manong paghihinang, mga kinakailangan sa katumpakan, at mas kaunting lakas ng mekanikal. Pinangungunahan nila ang mga electronics tulad ng mga smartphone, laptop, at mga aparatong IoT.
BGA / QFN at Advanced na Mga Pakete
Ang mga pakete ng BGA at QFN ay naglalagay ng mga solder pad o bola sa ilalim ng bahagi, na nagpapagana ng mataas na bilang ng pin at mahusay na pagganap sa isang maliit na puwang. Nangangailangan sila ng reflow soldering, X-ray inspection, at mahirap gawing muli. Ginagamit ang mga ito sa mga CPU, SoC, GPU, at RF chips para sa mga high-performance system.
Mga Bahagi ng Kaligtasan ng Circuit-Board
• Ang clearance ay ang minimum na agwat ng hangin sa pagitan ng dalawang konduktor. Pinipigilan nito ang pag-arko sa hangin kapag naroroon ang mataas na boltahe.
• Ang creepage ay ang minimum na distansya sa ibabaw sa kahabaan ng PCB sa pagitan ng mga konduktor. Pinipigilan nito ang pagtagas ng kasalukuyang at pagsubaybay sa ibabaw.
• Ang mga distansya na ito ay kinakailangan para sa ligtas at maaasahang operasyon ng PCB sa mga high-voltage circuit tulad ng mga power supply, inverter, at motor drive.
• Ang kinakailangang spacing ay nakasalalay sa operating boltahe: mas mataas na boltahe demand ng mas malaking gumagapang at clearance.
• Ang antas ng polusyon ay nakakaimpluwensya sa panganib: ang malinis na kapaligiran ay nagbibigay-daan sa mas mahigpit na spacing, habang ang mahalumigmig, maalikabok, o pang-industriya na kondisyon ay nangangailangan ng mas maraming distansya.
• Ang materyal na CTI ay tumutukoy sa kalidad ng pagkakabukod. Ang isang mas mataas na rating ng CTI ay nangangahulugang ang PCB ay maaaring ligtas na tiisin ang mas maikling mga landas ng gumagapang.
• Ang mga internasyonal na pamantayan sa kaligtasan (IEC, UL) ay nagbibigay ng minimum na clearance at mga halaga ng gumagapang para sa iba't ibang mga boltahe, materyales, at kapaligiran.
Konklusyon
Ang mga bahagi ng circuit board ay ang core ng bawat elektronikong aparato. Mula sa mga passive na bahagi tulad ng mga resistor hanggang sa mga kumplikadong IC at mga aparato ng proteksyon, tinitiyak ng bawat isa ang katatagan, pagganap, at kaligtasan. Sama-sama, tinutukoy nila kung gaano maaasahan at mahusay ang isang sistema, na ginagawang pangunahing kaalaman ang kanilang pag-unawa para sa sinumang nagtatrabaho sa electronics.
Mga Madalas Itanong [FAQ]
Para saan ginagamit ang mga capacitor ng decoupling?
Pinatatag nila ang suplay ng kuryente ng IC sa pamamagitan ng pag-filter ng ingay at pagbibigay ng mabilis na pagsabog ng enerhiya.
Paano mo makikita ang mga pekeng bahagi ng PCB?
Suriin kung may mahinang marka, maling logo, hindi pantay na packaging, at laging bumili mula sa mga pinagkakatiwalaang distributor.
Ano ang mga puntos ng pagsubok sa isang PCB?
Ang mga ito ay mga pad o pin na nagbibigay-daan sa iyo na sukatin ang mga signal at boltahe para sa pag-debug at pagsubok.
Paano nakakatulong ang thermal vias sa disenyo ng PCB?
Inililipat nila ang init mula sa mga bahagi patungo sa iba pang mga layer ng tanso, na nagpapabuti sa paglamig at pagiging maaasahan.
Ano ang pagkakaiba sa pagitan ng conformal coating at potting?
Ang isang patong ay isang manipis na proteksiyon na layer, habang ang potting ay ganap na encapsulates ang PCB para sa mas malakas na proteksyon.
Bakit kinakailangan ang pag-aayos ng bahagi?
Binabawasan nito ang stress sa pamamagitan ng paggamit ng mga bahagi sa ibaba ng kanilang maximum na rating, pagpapabuti ng pagiging maaasahan at habang-buhay.