SMD транзисторы: описание их особенностей, способов применения и режимов работы

SMD транзисторы

SMD транзистор – компоненты, предполагающие поверхностный монтаж на электронную плату. По своему виду они напоминают кирпичики – прямоугольную продолговатую форму, без выводов или вводов в виде проволок. На краях и торцах такого транзистора нанесен припой, именно они являются площадкой для контактов. В промышленности, они изготавливаются точными автоматическими системами. Вначале приклеивается SMD элемент, а затем к нему происходит припаивание других компонентов.

Согласно последним экологическим требованиям используются припои без содержания свинца в них. Сами SMD транзисторы могут иметь самую разлиную форму или конфигурацию. В статье будут рассмотрены все особенности этих электронных компонентов и как они используются в современной электротехнике. В качестве бонуса, статья содержит два видеоролика и полезный скачиваемый материал в формате PDF.

SMD транзисторы

Маркировка и взаимозамена

Электронные компоненты для поверхностного монтажа прочно вошли в нашу жизнь и сегодня составляют не менее 70% от числа всех производимых про­мышленностью электронных приборов и устройств. Чтобы иметь представле­ние о виде этих приборов, достаточно открыть корпус любого современного устройства, например мобильного телефона. В далеком прошлом элементы SMD можно было увидеть разве что в наручных электронных часах и разработ­ках ВПК.

SMD (Surface Mounted Device) — это компоненты, предназначенные для поверхностного монтажа. SMD резисторы и конденсаторы выглядят как кирпичики.

Сегодня любой современный печатный монтаж, сделанный производствен­ным способом (то есть серийно), немыслим без этих электронных компонен­тов, имеющих малые размеры и поверхностный монтаж на плате. Поэтому они получили названия планарных элементов в SMD (SMT) корпусах. Эти эле­менты не очень популярны среди радиолюбителей именно из-за трудностей монтажа: используется технология насыщения, минимизация и интеграция до­рожек и мест для пайки элементов в печатном монтаже. А для ремонтников- профессионалов и опытных радиолюбителей SMD-элементы – основной рабо­чий материал.

SMD транзистор на схеме
SMD транзистор на схеме

Как по маркировке правильно определить тип установленного в плату SMD- прибора, быстро и точно найти замену, подскажет предлагаемый материал. Поскольку многие корпуса внешне похожи друг на друга, важнейшее значе­ние приобретают их размеры, а для идентификации прибора необходимо знать не только маркировку, но и тип корпуса.

Возможна ситуация, когда фирмы-производители в один и тот же корпус под одной и той же маркировкой помещают разные по назначению и электричес­ким характеристикам приборы. Так, фирма Philips помещает в корпус SOT-323 мини-транзистор n-p-n проводимости BC818W и маркирует его кодом Н6, а фирма Motorola в такой же корпус с точно такой же маркировкой Н6 помеща­ет р-п-р транзистор MUN5131T1.

Будет интересно➡  Что такое NTC термисторы

Можно спорить о частоте таких совпадений, но они нередки и встречаются даже среди продукции одной фирмы. Так, у фирмы Siemens в корпусе SOT-23 (аналог КТ-46) с маркировкой 1А выпускают- ся транзисторы ВС846А и SMBT3904, естественно, с разными электрическими параметрами. Различить такие совпадения может только опытный человек по окружающим компонентам обвески и схеме включения.

К сожалению, иногда путаница наблюдается и с цоколевкой выводов элемен­тов в одинаковых SMD-корпусах, выпускающихся разными фирмами. Это про­исходит из-за неоправданно большого количества действующих стандартов, регламентирующих требования к таким корпусам.
Практически каждая зару­бежная фирма-производитель работает по своим стандартам. Это происходит потому, что органы стандартизации не поспевают за разработками производи­телей. Однако есть тенденция к единой стандартизации корпусов и обозначе­ний элементов для поверхностного монтажа.
Таблица условных обозначений (маркировки) на корпусах SMD транзисторов для поверхностного монтажа
Таблица условных обозначений (маркировки) на корпусах SMD транзисторов для поверхностного монтажа, их тип и аналоги.

А пока встречаются элементы, корпус которых имеет стандартные размеры, но нестандартное название. Корпуса с одним и тем же названием могут иметь разную высоту. Она зависит от емкости и рабочего напряжения конденсаторов и величины рассеиваемой мощности резисторов.

Что дает применение

При использовании SMD компонентов не нужно сверлить отверстия в платах, формировать и обрезать выводы перед монтажом. Сокращается число технологических операций, уменьшается стоимость изделий. SMD компоненты меньше обычных, поэтому плата с такими элементами и устройство в целом будут более компактными. Мобильный телефон без SMD элементов не был бы в полном смысле мобильным.

SMD компоненты можно монтировать с обеих сторон платы, что еще больше увеличивает плотность монтажа. Устройство с SMD элементами будет иметь лучшие электрические характеристики за счет меньших паразитных емкостей и индуктивностей. Есть, конечно, и минусы. Для монтажа SMD компонентов нужно специальное оборудование и технологии. С другой стороны, монтаж электронных плат давно осуществляется автоматизированными комплексами. Чего только не придумает человек!

smd транзистор
smd транзистор
При ремонтных работах во многих случаях можно монтировать и демонтировать SMD компоненты. Однако и здесь не обойтись без вспомогательного оборудования. Припаять микросхему в BGA корпусе без паяльной станции невозможно!
Да и планарную микросхему с сотней выводов утомительно паять вручную. Разве только из любви к процессу. Предохранитель тоже могут иметь SMD исполнение. Такие штуки используют на материнских платах для защиты USB или PS/2 портов.
Пользуясь случаем, напомним, что устройства с PS/2 разъемами (мыши и клавиатуры) нельзя переключать «на ходу» (в отличие от USB). Но если случилась такая неприятность, что PS/2 устройство перестало работать после «горячей» коммутации, не спешите хвататься за голову. Проверьте сначала SMD предохранитель вблизи соответствующего порта.

Сравнение с обычными элементами

Помните, мы с вами ремонтировали материнскую плату компьютера и меняли конденсаторы и полевые транзисторы? Это достаточно крупные элементы, на которых можно невооружённым взглядом прочесть маркировку. Конденсаторы в низковольтном стабилизаторе напряжения ядра процессора на материнской плате нельзя сделать очень маленькими. Для должной фильтрации пульсаций они должны обладать емкостью в несколько сотен микрофарад. Такую емкость не втиснешь в маленький объем.

Будет интересно➡  Что такое динистор?

Полевые транзисторы в этом стабилизаторе тоже нельзя сделать очень маленькими. Через них протекают токи в десятки ампер. Используются полевые транзисторы с очень небольшим сопротивлением открытого канала — десятые и сотые доли Ома. Но при таких токах они могут рассеивать мощность в половину Ватта и больше. Протекание тока по открытому каналу вызывает нагрев транзистора. Тепло при этом излучается в окружающее пространство через площадь корпуса транзистора. Если корпус будет очень маленьким, транзистор не сможет рассеять тепло и сгорит.

Кстати, обратите внимание: полевые транзисторы припаяны корпусом к площадкам печатной платы. Медные площадки хорошо проводят тепло, поэтому теплоотвод получается более эффективным. Но есть на той же материнской плате компоненты, по которым не протекают большие токи, и они не рассеивает большой мощности. Поэтому их можно сделать очень небольшими. Если мы заглянем внутрь компьютерного блока питания, то увидим там очень небольшие по размерам конденсаторы и резисторы. Они используют в цепях управления и обратной связи.

Полезный материал: что такое полупроводниковый диод.

Такие элементы выглядят как цилиндрик или кирпичик с тонкими проволочными выводами. Монтаж этих компонентов ведется традиционным способом: через отверстия в плате элемент припаивается выводами к контактным площадкам платы. Это технология была освоена десятки лет назад. Е

е недостаток в том, что в плате нужно сверлить десятки или сотни отверстий. Это не самая простая технологическая операция. Чтобы избавиться от сверления (или уменьшить число отверстий) и уменьшить размеры готовых изделий, и придумали SMD компоненты. Материнские платы компьютеров содержат как обычные элементы с проволочными выводами, так и SMD компонентов. Последних – больше.

Как выглядят компоненты SMD

Интересно отметить, что надежность пайки бессвинцового припоя ниже, чем припоев, содержащих свинец. Поэтому директива RoHS не распространяется, в частности, на военные изделия и активные имплантируемые медицинские устройства. SMD диоды и стабилитроны выглядят как кирпичики с очень короткими выводами (0,5 мм и меньше), либо как цилиндрики с металлизированными торцами. SMD транзисторы бывают в корпусах различных размеров и конфигураций.

Будет интересно➡  Что такое биполярный транзистор

Широко распространены, например, корпуса SOT23 и DPAK. Выводы могут располагаться с одной или двух сторон корпуса. Микросхемы для поверхностного монтажа можно условно разделить на два больших класса. У первого выводы располагаются по сторонам корпуса параллельно поверхности платы. Такие корпуса называются планарными. Выводы могут быть с двух длинных или со всех четырех сторон. У микросхем другого класса выводы делаются в виде полушаров снизу корпуса.

Самая распространенная модель транзистора.
Самая распространенная модель транзистора.

Как правило, в таких корпусах делают большие микросхемы (чипсет) на материнских платах компьютеров или видеокартах. Интересно отметить, что на традиционные элементы вначале наносилась цифровая маркировка. На резисторах, например, наносили тип, номинальное значение сопротивления и отклонение.

Затем стали использовать маркировку в виде цветных колец или точек. Это позволяло маркировать самые мелкие элементы. В SMD элементах используются буквенно-цифровая (там, где позволяет типоразмер) и цветовая маркировка.

Материал по теме: Как подключить конденсатор

Заключение

Рейтинг автора
Автор статьи
Лагутин Виталий Сергеевич
Инженер по специальности "Программное обеспечение вычислительной техники и автоматизированных систем", МИФИ, 2005–2010 гг.
Написано статей
74

Более подробно о транзисторах можно узнать из статьи Что такое транзистор. Если у вас остались вопросы, можно задать их в комментариях на сайте. Также в нашей группе ВК можно задавать вопросы и получать на них подробные ответы от профессионалов.

Чтобы подписаться на группу, вам необходимо будет перейти по следующей ссылке: https://vк.coм/еlеctroinfonеt. В завершение статьи хочу выразить благодарность источникам, откуда мы черпали информацию во время подготовки статьи:

www.masterkit.ru

www.shemabook.ru

www.vsbot.ru

Предыдущая
ПолупроводникиМаркировка SMD транзисторов
Следующая
ПолупроводникиЧто такое динистор?
Ссылка на основную публикацию
Мы используем cookie-файлы для наилучшего представления нашего сайта. Продолжая использовать этот сайт, вы соглашаетесь с использованием cookie-файлов.
Принять