常用元器件的原理图符号和元器件封装

常用元器件的原理图符号和元器件封装一、元器件封装的类型元器件封装按照安装的方式不同可以分成两大类。(1)直插式元器件封装。直插式元器件封装的焊盘一般贯穿整个电路板，从顶层穿下，在底层进行元器件的引脚焊接，如图F1-1所示。图F1-1直插式元器件的封装示意图典型的直插式元器件及元器件封装如图F1-2所示。图F1-2直插式元器件及元器件封装(2)表贴式元器件封装。表贴式的元器件，指的是其焊盘只附着在电路板的顶层或底层，元器件的焊接是在装配元器件的工作层面上进行的，如图F1-3所示。焊盘贯穿整个电路板2图F1-3表贴式元器件的封装示意图典型的表贴式元器件及元器件封装如图F1-4所示。图F1-4表贴式元器件及元器件封装在PCB元器件库中，表贴式的元器件封装的引脚一般为红色，表示处在电路板的顶层（TopLayer）。二、常用元器件的原理图符号和元器件封装在设计PCB的过程中，有些元器件是设计者经常用到的，比如电阻、电容以及三端稳压源等。在Protel99SE中，同一种元器件虽然相同电气特性，但是由于应用的场合不同而导致元器件的封装存在一些差异。前面的章节中已经讲过，电阻由于其负载功率和运用场合不同而导致其元器件的封装也多种多样，这种情况对于电容来说也同样存在。因此，本节主要向读者介绍常用元器件的原理图符号和与之相对应的元器件封装，同时尽量给出一些元器件的实物图，使读者能够更快地了解并掌握这些常用元器件的原理图符号和元器件封装。(1)电阻。电阻器通常简称为电阻，它是一种应用十分广泛的电子元器件，其英文名字为“Resistor”，缩写为“Res”。电阻的种类繁多，通常分为固定电阻、可变电阻和特种电阻3大类。固定电阻可按电阻的材料、结构形状及用途等进行多种分类。电阻的种类虽多，但常用的电阻类型主要为RT型碳膜电阻、RJ型金属膜电阻、RX型线绕电阻和片状电阻等。固定电阻的原理图符号的常用名称是“RES1”和“RES2”，如图F1-5（a）所示。常用的引脚封装形式为AXIAL系列，包括AXIAL-0.3、AXIAL-0.4、AXIAL-0.5、AXIAL-0.6、AXIAL-0.7、AXIAL-0.8、AXIAL-0.9和AXIAL-1.0等封装形式，其后缀数字代表两个焊盘的间距，单位为“英寸”，如图F1-5（b）所示。常用固定电阻的实物图如图F1-5（c）所示。焊盘只附着在电路板的顶层或底层3（a）常用的电阻原理图符号（b）常用的电阻封装（c）常用的固定电阻实物图F1-5固定电阻如“AXIAL-0.3”封装的具体意义为固定电阻封装的焊盘间的距离为0.3英寸（=300mil），即为7.62mm。一般来讲，后缀数字越大，元器件的外形尺寸就越大，说明该电阻的额定功率就越大。电位器属于可变电阻，是一种连续可调的电阻器，它的电阻值在一定范围内是连续可调的，如图F1-6所示。4（a）可变电阻的原理图符号（b）常用的可变电阻的元器件封装图F1-6可变电阻的原理图符号和元器件封装电位器的种类极多，常见的电位器主要有两种，即线绕电位器和碳膜电位器。除了上述较为常见的电阻外，还有运用在特殊场合的电阻，如热敏电阻、湿敏电阻和压控电阻等。此外，还有将多个电阻集成在一个封装内，从而形成电阻桥，以及各种电阻排，如图F1-7所示。（a）电阻桥的原理图符号及对应的元器件封装（b）电组排的原理图符号、元器件封装和元器件实物图F1-7各种电阻排由于电阻的工作环境多种多样，并且所能实现的功能也比较多，因此它的电阻的种类和型号就比较多，设计者在具体选用的时候就需要按实际情况进行选型。(2)电容。电容也是经常使用的元器件之一，根据电容的制作材料的不同，电容可分为钽电容、瓷5片电容、独石电容、CBB电容和电解电容等。根据电容的极性的不同，可分为有无极性电容和有极性电容等。根据电容值是否可调还可分为固定电容和可调电容。下面主要按照无极性电容和有极性电容来介绍常用的电容器。无极性电容的原理图符号如图F1-8（a）所示，对应的封装形式为RAD系列，从RAD-0.1到RAD-0.4，后缀数字代表焊盘间距，单位为英寸，如图F1-8（b）所示。比如“RAD-0.2”表示焊盘间距为0.2英寸（=200mil）的无极性电容封装。常见的无极性电容主要有瓷片电容、独石电容和CBB电容，其元器件实物如图F1-8（c）、（d）、（e）所示。（a）无极性电容的原理图符号（b）常用的元器件封装（c）瓷片电容（d）独石电容（e）CBB电容图F1-8无极性电容常见的有极性电容为电解电容。电解电容对应的封装形式为RB系列，从“RB-.2/.4”到“RB-.5/1.0”，前一个后缀数字的表示焊盘间距，后一个后缀数字代表电容外形的直径，单位都为英寸。一般来讲，标准尺寸的电解电容的外形尺寸是焊盘间距的两倍。但是，在Protel99SE中，也有用毫米作为单位的，如“RB5-10.5”。元器件实物如图F1-9所示。6（a）电解电容的常用原理图符号（b）电解电容常用的元器件封装（c）电解电容的实物照片图F1-9电解电容一般地，电容封装形式名称的后缀数值越大，相应的电容容量也越大，如图F1-9所示。(3)二极管。二极管的种类繁多，根据应用的场合不同可以分为普通二极管、发光二极管、稳压二极管、快恢复二极管以及二极管指示灯、由多个发光二极管构成的七段数码管等，如图F1-10所示。（a）普通二极管（稳压二极管）（b）发光二极管（c）二极管指示灯（d）七段数码管图F1-10常见的二极管7原理图中二极管元器件的常用名称为“DIODE”（普通二极管）、“DIODESCHOTTKY”（肖特基二极管）、“DIODETUNNEL”（隧道二极管）、“DIODEVARACTOR”（变容二极管）和“ZENER1～3”（稳压二极管）等，如图F1-11（a）所示。常见的二极管封装有“DIODE-0.4”、“DIODE-0.7”和“TO-220”，其中“DIODE-0.4”指的是普通二极管的焊盘间距为“0.4英寸”，即“10.16mm”，如图F1-11（b）所示。（a）二极管的原理图符号（b）稳压二极管的原理图符号（c）二极管的常用元器件封装图F1-11二极管的原理图符号和元器件封装(4)三极管。普通三极管可根据其构成的PN结的方向不同，分为NPN型和PNP型。这两种类型的晶体管外形完全相同，都包括3个引脚，即b（基极）、c（集电极）和e（发射极），但是其原理图符号却不一样，如图F1-12所示。三极管的原理图符号的常用名称有“NPN”、“NPN1”和“PNP”、“PNP1”等。8（a）NPN型晶体管（b）PNP型晶体管图F1-12普通三极管的原理图符号在功率放大电路中，设计者为了实现在微小信号作为激励源时得到很大的增益，往往需要采用具有较大放大倍数的晶体管，达林顿复合管就是运用在这种场合的晶体管。普通的达林顿复合管是将两个晶体管集成在一个元器件封装里，有的复合管还同时集成了保护二极管和偏置电阻等。同普通三极管一样，达林顿复合管同样包括NPN型和PNP型，如图F1-12所示。三极管的常用封装主要有TO-18（普通三极管）、TO-220（大功率三极管）、TO-3（大功率达林顿管）和TO-92A（普通三极管）等，如图F1-13所示。图F1-13常用的三极管封装三极管的实物如图F1-14所示。普通三极管普通三极管复合三极管9（a）普通三极管（b）功率三极管（1）（c）功率三极管（2）图F1-14常见三极管的实物照片(5)三端稳压源（78和79系列）。三端稳压源（或者叫基准源，线性电源）中的78和79系列是设计者在进行电路设计过程中经常使用到的一类元器件，其实物图如图F1-15所示。在Protel99SE原理图符号库中基本上包含了各家公司的78和79系列稳压块产品的名称。例如美国国家半导体公司的LM78系列和LM79系列、Motorola公司的MC78系列和MC79系列等，他们的原理图符号的名称为“VOLTREG”。（a）原理图符号（b）元器件封装（c）元器件实物图F1-15常见的三端稳压源10图F1-16所示为常见的三端稳压源运用电路，交流220V的电压经变压器T1降压到一定范围后，再通过C3和C1进行滤波，然后进入三端稳压源就可得到特性较好的电压。为了提高电压源的稳定性，设计者还时常在稳压源的输出端加上滤波电容C4和C2。图F1-16三端稳压源运用电路按输出电压的极性来分，三端稳压源可分为78系列和79系列两种。一般地，78系列的输出极性为正，比如“7805”、“7806”、“7810”、“7812”、“7815”和“7820”等；79系列的输出极性为负，比如“7905”、“7912”、“7915”和“7918”等。按输出电压的幅值是否可调，三端稳压源可分为电压固定和电压可调两种。电压固定三端稳压源包括78系列和79系列，电压可调三端稳压源如LM317，其电压在“+1.2V~+37V”的范围内线性可调。在实际使用过程中，用户常常在稳压源上附加散热片，以避免稳压源长时间工作在大负载下，散热条件不足，从而造成过高的温升而损坏元器件和电路板，图F1-17所示为常用的散热片。（a）散热片实物图（b）带散热片的三端稳压源封装图F1-17常用的散热片及对应的三端稳压源封装(6)整流桥。普通整流桥的实物如图F1-18（a）所示，常用名称是“BRIDGE1”和“BRIDGE2”，如图F1-18（b）所示，常用的封装形式如图F1-18（c）所示。11（a）普通整流桥（b）整流桥的原理图符号（c）整流桥的元器件封装形式图F1-18常用的整流桥(7)接插件。在电路板设计中，经常用到的接插件有单排插座、双排插座和一些专用的接口等，如图F1-19所示。（a）原理图符号（b）元器件封装图F1-19常用的接插件(8)双列直插式集成电路芯片。用户在电路设计过程中，为了方便安装和调试，在初次设计电路板时往往将许多集成电路芯片的选型定为双列直插元器件（DIP）。图F1-20所示为常用的双列直插式集成电路芯片。图F1-20双列直插式集成电路芯片在电路板调试过程中，常常在电路板上焊接IC座，然后将集成电路芯片插在IC座上，这样可以方便集成电路芯片的拆卸。图F1-21所示为常用的IC座，其对应的元器件封装如图F1-22所示。12图F1-21常用的IC座图F1-22双列直插式集成电路芯片的元器件封装三、常用元器件及元器件封装总结下面的对常用元器件及其所有元器件封装进行一下总结。(1)电阻：电阻的原理图符号可以选用“RES1”、“RES2”、“RES3”、“RES4”中任何一个，对应的电阻封装为AXIAL系列，比如“AXIAL-0.3”到“AXIAL-0.7”，其中0.4和0.7指电阻封装的焊盘间距，一般用“AXIAL0.4”封装。(2)无极性电容：常用的原理图符号为CAP，对应的电容封装为RAD系列，如“RAD-0.1”到“RAD-0.4”，其中0.1和0.4指电容大小，一般用“RAD0.2”。(3)电解电容：电解电容的原理图符号可以使用“ELECTRO1”、“ELECTRO2”、“ELECTRO3”中的任何一个。电解电容对应的元器件封装为RB系列，如“RB.1/.2”到“RB.5/1.0”，其中“.1/.2”分别指电容的焊盘间距和外形尺寸。(4)电位器：电位器的原理图符号为“POT1”，“POT2”，对应的电位器封装为“VR-1”到“VR-5”。(5)二极管：二极管的原理图符号为“DIODE”，对应的二极管的封装为封装属性系列，如“DIODE-0.4”（小功率）到“DIODE-0.7”（大功率），其中0.4和0.7指二极管的焊盘间距，一般用“DIODE0.4”。值得一提的是，普通的发光二极管的元器件封装为“RB.1/.2”。(6)三极管：普通三极管的原理图符号为NPN或PNP，常见的三极管封装为“TO-92B”，而大功率三极管可用“TO-220”、“TO-3”等元器件封装。(7)三端稳压源：三端稳压源有78和79系列，78系列如“7805”，“7812”和“7820”等，79系列有“7905”