КЭТ_Л_1_24

1.

Санкт-Петербургский государственный университет
телекоммуникаций им. проф. М.А. Бонч-Бруевича
Кафедра Конструирования и производства
радиоэлектронных средств
Дисциплина: «Компоненты электронной техники»
Раздел 1: «Электрические и электронные
компоненты»
Лекция №1. «Общие сведения об электронных
компонентах»
(2 часа)
Доцент кафедры, к.п.н.,
Мордовин В.Н.
тел. 8 911 796 89 44
эл.почта: [email protected]
Ауд. 224/2
2024 г.

2.

Учебные вопросы
Общие сведения об электронных компонентах.
1. Классификация компонентов электронной
техники
1.1. Классификация электрических и электронных
компонентов.
1.2. Эволюция развития электрических и электронных
компонентов.
2. Общая характеристика электрических и
электронных компонентов.
2.1. Типы корпусов и спецификации компонентов (Data
Sheets).
2.2. Надежность электрорадиоэлементов.

3. Литература

1. Электрические и электронные компоненты устройств и
систем : учеб.- Э45 метод. пособие / В. В. Баранов [и др.].
- Минск : БГУИР, 2019. -136 с. : ил.
2. Путеводитель по электронным компонентам: сборник/
Лев Шапиро. СПб.: Свое издательство, 2014. – 184с.
3. Рычина, Т. А. Устройства функциональной электроники
и электрорадиоэлементы : учебник / Т. А. Рычина, А. В.
Зеленский. - М. : Радио и связь, 1989. - 352 с.
4. Электронные компоненты на основе пьезоустройств
[Электронный
ресурс].
Режим
доступа
:
https://cyberleninka.ru/search.
3

4. ВВЕДЕНИЕ В ДИСЦИПЛИНУ

Целью преподавания дисциплины «Компоненты электронной
техники» является:
ознакомление с назначением, классификацией и основными
параметрами и характеристиками компонентов электронной
техники, обозначением их в конструкторской документации.
Эта цель достигается путем решения следующих задач:
• изучением принципов действия различных компонентов
электронной техники и физических явлений и эффектов,
лежащих в основе их функционирования;
• знанием конструктивных особенностей, основных свойств,
характеристик и номенклатур компонентов электронной техники;
• стандартизацией компонентов электронных средств и их
параметров, перспективных направлениях развития;
• осуществлением выбора типовых компонентов электронной
техники применительно к конкретным условиям эксплуатации и
назначению.
4

5. Объем дисциплины и виды учебной работы

Вид учебной работы
Всего
часов
Общая трудоемкость 2 ЗЕТ
72
Контактная работа с обучающимися
34.25
Семестры
в том числе:
Лекции
14
Практические занятия (ПЗ)
12
Лабораторные работы (ЛР)
8
Промежуточная аттестация
0.25
Самостоятельная работа обучающихся (СРС)
37.75
И / или другие виды самостоятельной работы: подготовка к
лабораторным работам, практическим занятиям, контрольным
работам, изучение теоретического материала.
29.75
Подготовка к промежуточной аттестации
8
Вид промежуточной аттестации
Зачет б/о
5

6. 1. Классификация компонентов электронной техники

Электрорадиоэлемент
(ЭРЭ)
конструктивно
завершенное, изготовленное в промышленных условиях
изделие, способное выполнять функции преобразования,
распределения, переключения электрических сигналов,
реализуемых электрической схемой.
Элементы могут иметь достаточно сложное устройство, но
не
допускают
разделения
на
части
и
имеют
самостоятельное функциональное назначение. К ним
относятся резисторы, конденсаторы, трансформаторы,
катушки
индуктивности,
полупроводниковые
и
оптоэлектронные приборы.
Электрорадиоэлементы являются изделиями массового
производства. К ним ГОСТом установлены техникоэкономические и качественные показатели, параметры и
размеры. Такие элементы называют типовыми.
6

7. Электронные компоненты

Элемент электрической схемы, имеющий определенное
функциональное назначение и выводы для соединения с
другими элементами, называется деталью
радиоэлектронного устройства, или радиодеталью.
7

8. 1.1. Классификация электрорадиоэлементов

Электрорадиоэлементы
Активные элементы
Дискретные
приборы
Пассивные элементы
Интегральные
схемы
Электровакуумные,
газоразрядные,
полупроводниковые
Полупроводниковые, пленочные,
гибридные
С постоянными или
перменными
параметрами
Резисторы,
конденсаторы,
индуктивные
компоненты
Элементы
коммутации
Активные элементы - это разнообразные электронные
приборы, различающиеся принципами действия и назначением.
Они называются активными потому, что их функционирование
связано с потреблением энергии от внешних источников
питания.
Напряжение таких источников может
быть
постоянным и переменным.
8

9.

9

10. Дискретные элементы РЭА

Среди дискретных элементов РЭА выделяют:
электровакуумные приборы (ЭВП);
газоразрядные приборы (ГРП);
полупроводниковые приборы (ПП).
Особой
группой
активных
приборов
являются
интегральные схемы (ИС) - микроэлектронные изделия,
выполняющие определенную функцию преобразования и
обработки сигналов и имеющие высокую плотность
упаковки электрически соединенных элементов.
По конструктивно-технологическим признакам ИС делят
на полупроводниковые, пленочные и гибридные.
10

11.

Пассивные элементы функционируют без внешних источников
питания. Свойства этих элементов (в большинстве случаев) не
зависят от полярности приложенного напряжения или
направления протекающего тока. К ним относятся резисторы,
конденсаторы, индуктивные компоненты и другие элементы.
Пассивные элементы могут иметь постоянные или переменные
(регулируемые)
параметры.
Элементы
с
переменными
параметрами, как правило, значительно дороже, имеют
большие габариты и массу. К таким элементам относятся
резисторы, конденсаторы и индуктивные компоненты.
11

12.

Элементы коммутации
Элементы коммутации - элементы электрической цепи,
отвечающие за подачу электрического тока в цепь и ее
запитывание.
Элементы коммутации бывают контактного и бесконтактного типа.
Контактные аппараты имеют подвижный механический элемент,
благодаря которому производится размыкание контактов деталей,
данные приборы обладают высокой надежностью.
Бесконтактные приборы относятся к оборудованию нового поколения,
отличающегося более высокими скоростями срабатывания.
Коммутационное
оборудование
содержит
различные
виды
выключателей,
устройства
защитного
отключения
(УЗО)
и
предохранителей, отвечающих за включение питания всей цепи и
защиту на входе от перегрузок.
12

13.

По способу монтажа электрорадиоэлементы делятся на
элементы навесного, печатного либо поверхностного
монтажа, кристаллы интегральных микросхем.
Элементы навесного (объемного) монтажа
Навесной монтаж - это способ монтажа отдельных
электронных компонентов и схем, когда расположенные
радиоэлектронные элементы соединяются друг с другом
проводами или непосредственно выводами.
13

14.

Печатный монтаж - способ монтажа электронной аппаратуры,
при котором соединения электрорадиоэлементов, в том числе
экранирующих,
выполняют
посредством
тонких
электропроводящих дорожек с контактными площадками,
расположенными на печатной плате. Печатный монтаж позволяет
уменьшить габариты и массу аппаратуры, широко использовать
механизированное и автоматизированное оборудование и
высокопроизводительные технологические процессы при ее
массовом выпуске.
Элементы печатного монтажа.
14

15.

Поверхностный
монтаж
технология изготовления
электронных изделий на печатных платах, а также связанные с
данной технологией методы конструирования печатных узлов.
Основным ее отличием от «традиционной» технологии монтажа
в отверстия является то, что компоненты монтируются на
поверхность
печатной
платы
с
использованием
специализированных паяльных паст.
Элементы поверхностного монтажа
15

16.

Кристалл
интегральной
микросхемы
часть
полупроводниковой пластины, в объеме и на поверхности
которой сформированы элементы полупроводниковой
ИМС, межэлементные соединения и контактные площадки.
Кристалл интегральной микросхемы
16

17. 1.2. Эволюция развития радиоэлементов

1. На первом этапе технология электроники опиралась на навесной
радиотехнический монтаж: навесные детали, паяные соединения
монтажным проводом, клеммники, разъемы. Этот этап длился около
столетия - с середины XIX века по середину XX века.
2. В 1940-х годах появилась новая технология - печатные платы. Новая
технология позволила сократить затраты ручного труда на пайку и
монтаж.
Появились
автоматизированные
монтажные
линии,
осуществлявшие автоматическую сборку деталей на печатных платах.
Электронные устройства стали более миниатюрными, модульными,
легкими, устойчивыми к механическим воздействиям, более
надежными.
3. В связи с изобретением точечного германиевого транзистора (1948г.)
и созданием плоскостных кремниевых транзисторов (1953г.), появилась
технология микромодульного монтажа, когда сложный интегральный
модуль собирался в виде этажерки отдельных микромодулей маленьких печатных плат стандартного размера. При этом достигалась
высокая плотность упаковки электронных компонентов. Однако эта
технология быстро изжила себя в связи с появлением следующего
поколения монтажа, но затем возродилась в виде многослойных
печатных плат.
17

18. Эволюция развития радиоэлементов

4. В 1960-х годах появились первые микросхемы - гибридные
интегральные схемы на основе тонкопленочной технологии, когда
проводники изготавливались напылением металла на тонкие
диэлектрические (обычно стеклянные) пластинки - подложки. На них
пайкой монтировались бескорпусные электронные компоненты:
транзисторы, диоды, емкости и резисторы. Последние часто
изготавливались напылением резистивного слоя на стеклянную
подложку.
5. После создания первой интегральной схемы на основе
монокристаллической полупроводниковой технологии (1961 год),
представляющей собой триггер, состоящий из четырех биполярных
транзисторов и двух резисторов, началось развитие настоящих
полупроводниковых
микросхем,
которые
вначале
часто
использовались
как
электронные
компоненты
гибридных
микросхем. Таким образом, в 1970-х годах произошел поворот
электронной промышленности к разработке все более сложных
микросхем, использующих лишь единственный кристалл кремния
(«чип»).
18

19. 2. Общая характеристика электрических и электронных компонентов

Электронный аппарат является совокупностью элементов,
организованной в соответствии с назначением и принципом
действия. Эффективность электронных систем, параметры
радиоэлектронной аппаратуры (РЭА) в значительной степени
определяются элементной базой, т. е. характеристиками
используемых в них интегральных схем, электровакуумных и
полупроводниковых приборов, резисторов, конденсаторов,
катушек индуктивности, контактных устройств и т. п.
Особенностью современной элементной базы является ее
номенклатурная обширность, дублируемая различными
производителями. Это приводит, с одной стороны, к разумной
конкуренции, что можно считать положительным фактором, с
другой стороны - к введению различных систем обозначений,
маркировок, что затрудняет работу радиоинженера по выбору
оптимальной элементной базы для конкретного изделия.
19

20.

Соответствия английских и русских названий
основных типов ЭК
20

21.

Соответствия английских и русских названий
основных типов ЭК
21

22. 2.1. Типы корпусов и спецификации компонентов

Применяемые
в
электронных
средствах
электрорадиоэлементы характеризуются номинальными
значениями параметров, допуском на эти параметры, их
зависимостью
от
температуры,
уровнем
шумов,
предельными режимами (максимальной мощностью
рассеяния, напряжением или током), конструктивным
исполнением,
предельными
климатическими
и
механическими воздействиями, надежностью и др.
Критерием выбора электрорадиоэлементов в любом
радиоэлектронном устройстве является соответствие
технологических и эксплуатационных характеристик
ЭРЭ заданным условиям работы и эксплуатации.
22

23. Структура артикула (Part Number) компонента

Каждому ЭК производитель присваивает определенный артикул
(«партномер», Part Number; буквенно-цифровой код, однозначно
идентифицирующий конкретный компонент) структура которого
зависит от типа компонента. Не существует единого стандарта
построения артикула и каждый изготовитель определяет его по
своему усмотрению.
Структура артикула (Part Number) компонента
23

24.

ПРИМЕРЫ ПРЕФИКСОВ
24

25. ПРИМЕРЫ СУФФИКСОВ, ОПРЕДЕЛЯЮЩИХ ТИП КОРПУСА ИНТЕГРАЛЬНЫХ СХЕМ

25

26. Корпус микросхем PDIP

26

27. Корпус микросхем SOIC

27

28. Корпус микросхем TSSOP

28

29.

Типы корпусов T.H. (THROUGH HOLE)
29

30. ТИПЫ КОРПУСОВ SMT (SURFACE MOUNT TECHNOLOGY)

30

31. Спецификации компонентов

При
выборе электронного
компонента важно тщательно
ознакомиться
с
его
технической
спецификацией (Data sheet)
и
правильно
понять
указанные в ней параметры.
31

32.

Основные технические параметры в спецификации
компонента (Data Sheet):
параметры с указанием их минимальных и максимальных значений;
параметры, имеющие только типовые значения;
параметры,
устанавливаемые лишь на основании расчетов и
приводимые в спецификации в качестве справочной информации
(Reference Information).
Статусы спецификации компонента (Data Sheet):
Information(For
Information
Purposes
Only),
т.е.
предполагаемая информация о разрабатываемом компоненте;
Preliminary — предварительный статус;
Finally Released for Mass Production (Active Status), т.е. компоненты,
разрешенные к массовому изготовлению и их продаже с
гарантированными спецификациями;
Not Recommended for New Design (NRND), т.е. компоненты, не
рекомендованные для использования в разрабатываемых изделиях;
Obsolete, End Of Life, Discontinued, т.е. компоненты, производство
которых уже прекращено или официально объявлена изготовителем
предстоящая дата прекращения.
32
Advanced

33. 2.2. Надежность электрорадиоэлементов

Надежность - свойство объекта сохранять во времени в
установленных
пределах
значения
всех
параметров,
характеризующих способность выполнять требуемые функции
в заданных режимах и условиях применения, технического
обслуживания, хранения и транспортирования.
Надежность является комплексным свойством, которое в зависимости
от назначения объекта и условий его применения может включать
безотказность,
долговечность,
ремонтопригодность
и
сохраняемость или определенные сочетания этих свойств.
Безотказность - свойство объекта непрерывно сохранять
работоспособное состояние в течение некоторого времени.
Безотказность в той или иной степени свойственна объекту в любом из
возможных режимов его существования. В основном безотказность
рассматривается применительно к использованию объекта по
назначению, но во многих случаях необходима оценка безотказности
при его хранении и транспортировании.
Ремонтопригодность - свойство объекта, заключающееся в
приспособленности
к
поддержанию
и
восстановлению
работоспособного состояния путем технического обслуживания и
33
ремонта.

34.

Долговечность
свойство
объекта
сохранять
работоспособное состояние до наступления предельного
состояния при установленной системе технического
обслуживания и ремонта.
Сохраняемость - свойство объекта сохранять в заданных
пределах значения параметров, характеризующих его
способность выполнять требуемые функции в течение и
после хранения и (или) транспортирования.
В процессе хранения и транспортирования объекты
подвергаются неблагоприятным воздействиям, например,
колебаниям температуры, действию влажного воздуха,
вибрациям и т. п. В результате после хранения и (или)
транспортирования
объект
может
оказаться
в
неработоспособном и даже в предельном состоянии.
Сохраняемость объекта характеризуется его способностью
противостоять
отрицательному
влиянию
условий
и
продолжительности его хранения и транспортирования.
34

35. Заключение

Современные технические средства электроники широко
используются во всех отраслях народного хозяйства, в том
числе и в медицине. В связи с повышенным требованием к
качеству изготовления, точности параметров, достоверности
измерений
этой
аппаратуры
выделяется
отдельное
направление - медицинская электроника.
Содержание
дисциплины
предусматривает
подготовку
студентов в области современных электрических и
электронных компонентов, применяемых в различных
устройствах и системах. Данная дисциплина является одной
из основных, дающих базовые знания для проектирования
современных электронных устройств и систем различного
функционального назначения.
35

36. Задание для самостоятельной работы

1. Что называют электрорадиоэлементом?
2. Что называют элементом коммутации?
3. Что такое активные компоненты?
4. Что такое пассивные компоненты?
5. Среди дискретных элементов РЭА выделяют:…?
6. По способу монтажа электрорадиоэлементы делятся на…?
7. Что управляет электрическими сигналами?
8. Какие электронные компоненты считаются базовыми?
9. Перечислите активные компоненты.
10. Какие бывают способы монтажа электронных компонентов?
11. Что такое Data Sheet?
12. Что называют надежностью электрорадиоэлементов?
13. Что называют безотказностью электрорадиоэлементов?
14. Что называют ремонтопригодностью
электрорадиоэлементов?
15. Что называют долговечностью электрорадиоэлементов?
36

37. ПРОБЛЕМЫ !!!

Переписка со студентом
04.09.2023 17:17
Вы
Re: запрос
По данному вопросу
обратитесь к Горобцову Илье Александровичу. Он вел ЛР и ПЗ, и
он принимает задолженности. Ауд 324/2
1.
37

38. КАК ОПРЕДЕЛИТЬ ЛЮБОЙ SMD КОМПОНЕНТ