Маркировка электронных компонентов: виды радиодеталей

Основные типы радиодеталей

В предыдущей статье "Эволюция электронных компонентов: от ламп до микросхем" мы рассматривали историческое составляющее радиоэлектроники. В данной статье опишем распространненые современные компоненты.

Современная электроника основывается на разнообразии элекронных компонентов, каждый из которых выполняет свои специфические функции. Классификация этих компонентов помогает систематизировать знания и упростить проектирование электронных устройств. Обычно выделяется несколько основных групп радиодеталей, а именно:

• активные компоненты; 
• пассивные компоненты; 
• соединительные элементы; 
• источники питания; 
• сенсоры и датчики; 
• механические компоненты.

Рассмотрим эти группы радиодеталей подробнее:

Активные компоненты

Все активные компоненты требуют внешнего источника энергии для выполнения своих функций и способны усиливать сигналы. Из них выделяются: 

Транзисторы. Основные элементы для усиления и переключения сигналов. Обычно подразделяются на две большие группы, биполярные и полевые (униполярные). В конце прошлого века также был создан гибридный биполярно-полевой транзистор. Кроме того, могут классифицироваться следующим образом:

а) по назначению. Могут быть усилительными (используются для усиления сигналов в аудиосистемах и радиопередатчиках) и переключающими (применяются для управления большими токами, используются в реле и логических схемах).

б) по конструкции. Делятся на планарные (имеют плоскую структуру, что упрощает их производство и применение в современных устройствах) и интегральные (содержат несколько транзисторов в одном корпусе и используются в микропроцессорах или других интегральных схемах).

в) по способу упаковки. Бывают дискретными (упакованы в отдельные корпуса, что упрощает их замену и монтаж) или выполненными в виде интегральных схем (включают в себя несколько транзисторов и других компонентов в одном чипе).

г) по характеристикам. Можно выделить высокочастотные транзисторы (спроектированы для работы на высоких частотах, используются в радиочастотных приложениях) и силовые транзисторы (могут обрабатывать большие токи и напряжения, применяются в усилительных схемах и источниках питания).

Можно выделить однопереходные и лавинные транзисторы, а также полевые транзисторы c изолированным затвором (МДП-транзисторы или MOSFET).

Диоды. Устройства, которые пропускают ток в одном направлении. Различают полупроводниковые (выпрямительные, импульсные, туннельные, лавинные, стабилитроны, светодиоды, фотодиоды, тиристоры, варикапы, диодные мосты и т.д.) и не полупроводниковые (вакуумные, газоразрядные) диоды.

Интегральные схемы (ИС). Представляют собой объединение множества компонентов на одном кристалле. Можно выделить микропроцессоры (как правило, центральные процессоры, выполняющие вычислительные задачи), микроконтроллеры (обычно включают процессор, память и периферийные интерфейсы, применяются в встраиваемых системах), аналоговые ИС (операционные усилители, компараторы, фильтры, используемые в аналоговой обработке сигналов), цифровые ИС (логические вентили, регистры, счетчики, применяемые в цифровых устройствах).

Оптоэлектронные компоненты. Основные группы -- светодиоды (индикация и освещение, использование в дисплеях) и лазеры (системы передачи данных и считывании информации).

Различные электронные компоненты

Пассивные компоненты

Пассивные компоненты не требуют внешнего источника энергии для выполнения своих функций. Из них выделяются:

Резисторы. Ограничивают и регулируют ток в цепях.

Конденсаторы. Применяются для фильтрации и сглаживания напряжения.

Катушки индуктивности. Накапливают и хранят энергию в магнитном поле, используются в фильтрах.

Трансформаторы. Применяются для преобразования напряжения и тока.

Соединительные элементы

Соединительные элементы обеспечивают физическое соединение между компонентами. Сюда относят:

Провода и кабели. Используются для передачи электрической энергии. 

Сигнальные кабели. Коаксиальные и витая пара нужны для передачи данных.

Разъёмы. Необходимы для соединения печатных плат, а также обеспечивают быстрое подключение и отключение.

Источники питания

Источники питания обеспечивают электрическую энергию для работы устройств, а также преобразование переменного тока в постоянный. Обычно выделяют: 

Батареи и аккумуляторы. Щелочные батареи используются в портативных устройствах. Литий-ионные и другие аккумуляторы чаще применяются в мобильных устройствах и электромобилях.

Блоки питания. Сетевые адаптеры (зарядные устройства) преобразуют сетевое напряжение в требуемое для конкретного портативного устройства. Импульсные блоки питания обеспечивают работу компьютеров, крупных бытовых и промышленных приборов.

Сенсоры и датчики

Сенсоры и датчики играют важную роль в сборе информации из окружающей среды.

Температурные датчики. Выделяют недорогие терморезисторы (термисторы), измеряющие температуру путём изменения своего сопротивления, и термопары для высокоточных измерений в различных областях.

Датчики движения. Бывают инфракрасные (ИК), ультразвуковые (УЗ), микроволновые (СВЧ) и комбинированные. 

Отдельно стоит выделить тензодатчики (измерение деформации объекта), датчики нагрузки, датчики LVDT для измерения смещения, акселерометры, оптические и звуковые датчики, а также датчики GPS (для записи географических координат на основе данных спутниковых систем позиционирования).

Механические компоненты. 

Обеспечивают управление и защиту электрических цепей. Можно выделить:

Переключатели и кнопки. Механические переключатели используются для управления электрическими цепями. Сенсорные кнопки, выполняя ту же функцию, обеспечивают современные интерфейсы для управления устройствами.

Корпуса и крепёжные элементы. Корпуса для электроники защищают компоненты от внешних воздействий. Крепёжные элементы используются для монтажа и установки устройств.

Маркировка радиодеталей

Маркировка электронных компонентов регламентируется рядом стандартов, которые обеспечивают единую систему обозначений и упрощают идентификацию компонентов. Вот основные аспекты маркировки:

Общие принципы маркировки

Кодировка: каждому компоненту присваивается уникальный код, который содержит информацию о его типе, характеристиках и производителе.

Система обозначений: используются буквенно-цифровые и графические обозначения, которые включают разные элементы, такие как тип компонента, его параметры и, иногда, производитель.

Маркировка основных категорий компонентов

Резисторы маркируются различными способами в зависимости от их типа и конструкции. Могут обозначаться с помощью буквами «R» или «RE», после которых идет числовой код, указывающий на сопротивление в омах (например, R100 - 100 Ом). Такой метод обычен, например, для SMD-резисторов. При этом допуск может быть указан отдельно. Кроме того, для тонких проволочных резисторов используется цветовая кодировка. Она может быть основана на 4- или 5-полосной системе.

Маркировка резисторов при помощи цветовой кодировки.

Конденсаторы обозначаются буквами «C» или «CO», за которыми для электролитических конденсаторов обычно следует код, указывающий на ёмкость, напряжение и полярность. Например, «100µF 25V» означает, что конденсатор имеет ёмкость 100 микрофарад и рабочее напряжение 25 вольт. Иногда указывается рабочая температура конденсатора. Полярность может быть обозначена символом «+» и «-», где «+» указывает на положительный вывод. Керамические конденсаторы чаще имеют маркировку, указывающую на ёмкость и напряжение с использованием буквенно-цифровых кодов. Например, «104» может означать 100000 пФ (100 нФ) с напряжением, указанным в документации. Это кодирование по стандарту EIA-198.

Транзисторы обычно маркируются с использованием буквенно-цифровых кодов, которые указывают на их характеристики и тип. Биполярные транзисторы обозначаются буквой «B» (например, «BC547»). Первая буква указывает на тип, а следующие буквы и цифры определяют модель и характеристики, а также полярность. Полевые же транзисторы обозначаются буквой «F» или «M» (например, «IRF540»). Как и в случае с биполярными транзисторами, буквы указывают на тип, а цифры — на модель.

Диоды маркируются в зависимости от типа (выпрямительные, сигнализационные, Шоттки и т.д.). Например, выпрямительные диоды обычно имеют маркировку в формате «1NXXXX», где «1N» указывает на то, что это диод общего назначения, а «XXXX» — номер модели, который указывает на значения максимального обратного напряжения и тока.

Интегральные схемы (ИС), как правило, маркируются с использованием буквенно-цифровых кодов, которые указывают на их функциональные и электрические характеристики. Например: «К155ИД1», где «К» — префикс, указывающий на тип (например, «К» для российских ИС), «155» — серия или номер модели, «ИД1» — обозначение конкретного типа ИС (например, «ИД» для логических интегральных схем). Логические ИС обычно обозначаются с помощью серийных номеров и букв, указывающих на тип логики (например, «К155» для стандартных логических ИС). Аналоговые ИС могут иметь обозначения, указывающие на их функциональность (например, «КР140УД1» для операционного усилителя). Микроконтроллеры и микропроцессоры обозначаются с использованием префиксов, указывающих на тип (например, «КР» для российских микропроцессоров). На корпусе ИС может быть указана маркировка, указывающая на полярность выводов, а также их функциональное назначение. Интегральные схемы могут маркироваться знаками соответствия, подтверждающими соблюдение стандартов качества и безопасности. Некоторые компоненты имеют код допуска (например, MIL-STD), который указывает на соответствие военной или промышленной спецификации. Иногда в маркировке указываются размеры или масса компонента, что важно для проектирования печатных плат.

Стандарты и документация

В России маркировка компонентов может также соответствовать международным стандартам, таким как IEC и ISO, что облегчает их идентификацию и использование в международных проектах.

Современная классификация радиодеталей и электронных компонентов весьма неоднозначна и может изменяться как в зависимости от решаемых задач, так и от обсуждаемого спектра элементов. Тем более, что отрасль электронных компонентов непрерывно эволюционирует, производя всё новые компоненты и требуя постоянной корректировки их классификации. Тем не менее, понимание этой классификации позволяет инженерам и разработчикам более эффективно проектировать и производить электронные устройства.