Технологія для РЕА
ВСТУП
Важко назвати галузь техніки, що розвивалась б такими
темпами, як радіоелектроніка. Зробивши свої перші кроки всього за менш ніж два
десятки десятиріч тому, радіоелектроніка досягла тепер вершин, про які навіть
не мріяли її засновники.
Дуже складні електронні прилади керують роботою великих
заводів і електростанцій, польотами сучасних літаків. Побудовані з
використанням електронних перетворювальних елементів, складні прилади
дозволяють заглянути в глибини Всесвіту, на відстані недосяжної для
найпотужніших оптичних телескопів. Інші ж допомагають людям досліджувати дно
океанів в найглибших місцях. Автоматичні прилади вивчають поверхню планет
Сонячної системи, а добуті результати справно передають на Землю. При цьому
передача ведеться за командою з Землі на відстанях, які сягають сотень
мільйонів кілометрів.
Можна з певністю сказати, що не знайдеться такої галузі
науки і техніки яка могла б тепер обійтись без радіоелектроніки. Ось чому з
кожним роком нам треба дедалі більше фахівців з радіоелектроніки. Звичайно
таких фахівців готують спеціальні навчальні заклади, але мережа гуртків
радіоелетричного напрямку, метою яких є попередня профорієнтація молодих людей,
які мають бажання одержати знання в цій області, буде не лишньою для майбутніх
фахівців. Можливо не всі наші вихованці стають фахівцями в області
радіоелектроніки, зате вони залишаться радіоаматорами, а знання з
радіоелектроніки допоможуть їм бути гарними фахівцями в будь якій області
знання.
Зрозуміло, що радіоаматор не може одразу набути високої
кваліфікації.
Йому треба багато чого навчитися: розібратися в теорії, набути практичних
навичок. Велике значення має наполегливість в оволодінні знаннями, вибрати
потрібну схему приладу і розібратися в принципі її роботи, та технології
виготовлення приладу.
Ось тут приходить на допомогу нашим вихованцям керівники
гуртків радіоелектронного напрямку. Практична сторона сприймається нашими
вихованцями як належить, але теоретичні знання дістаються набагато складніше.
Сучасна література для вихованців гуртків відсутня,
електронні сайти для них, в більшості випадків, незрозумілі. Те що викладено
фахівцями, вони не розуміють через брак знань, а на популярних сайтах –
поверхневі знання та великий популізм.
Основна задача
гуртків радіоелектронного конструювання підвести гуртківців до самостійного
конструювання порівняно не складної приймальної та підсилювальної
радіоапаратури, вимірювальних приладів, розвивати їх творчу активність,
самостійність, цілеспрямованість, прищепити навики виконання монтажних, збиральних
та налагоджувальних робіт.
Кількарічне
заняття в гуртку передбачає поступове поглиблення і розширення знань гуртківців
по електро – радіотехніці, нарощування об’ємів та складності виконуваних ними
практичних робіт. Як показує практика, діяльність гуртківців, пов’язана з
безпосереднім повторенням тих або інших радіоелектронних пристроїв, що дозволяє
непомітно для них самих перерости в бажання творити самостійно.
Паяння являє собою
з'єднання твердих металів за допомогою розплавленого припою, що має температуру
плавлення меншу, ніж температура плавлення основного металу.
Для отримання
з'єднання необхідні, як мінімум, два основних матеріали — припій і флюс.
Припої є основним матеріалом для формування електричного
з'єднання паянням.
Основними матеріалами , що застосовуються
для пайки є олово, свинець, кадмій , сурма, вісмут, цинк, мідь, каніфоль.
Олово - м'який метал
сріблясто-білого кольору. Добре розчиняється в концентрованій соляній або сірчаній
кислотах. Сірководень на нього майже не впливає. Цінною властивістю олова є його стійкість у багатьох органічних кислотах. При кімнатній температурі мало піддається окисленню,
але при впливі температури нижче 18 ° С здатний переходити в сіру модифікацію (
"Олов'яна чума"). У місцях появи
частинок сірого олова відбувається руйнування металу. Перехід білого олова в сіре різко
прискорюється при зниженні температури до -50 ° С. Для пайки може застосовуватися як у
чистому вигляді, так і у вигляді сплавів з іншими металами.
Свинець
- синювато-сірий метал, м'який, легко піддається обробці, ріжеться ножем. .Температура
плавлення 327 0 C .
На повітрі окислюється лише поверхня.У азотній і
органічній кислотах розчиняється легко. Стійкий до впливу сірчаної кислоти та сірчанокислотних
сполук.
Кадмій
- сріблисто-білий метал, м'який, пластичний, механічно неміцний. Температура плавлення 321 ° С. Застосовується як для антикорозійних покриттів, так і в сплавах зі свинцем,
оловом, вісмутом для легкоплавких
припоїв.
Сурма - крихкий сріблясто-білий
метал. Температура
плавлення 630,5 ° С. На повітрі не окислюється. Застосовується в сплавах зі свинцем, оловом, вісмутом, кадмієм для легкоплавких
припоїв.
Вісмут - крихкий сріблясто-сірий
метал. Температура
плавлення 271 ° С. Розчиняється в азотній та гарячий сірчаній
кислоті. Застосовується в сплавах з
оловом, свинцем, кадмію для отримання легкоплавких припоїв.
Цинк - синювато-сірий метал. В холодному стані
крихкий. Температура
плавлення 419 ° С. У сухому повітрі окислюється, у вологому повітрі
покривається плівкою окису, яка захищає його від руйнування. У
поєднанні з міддю дає ряд міцних сплавів. Легко розчиняється в слабких кислотах. Застосовується для виготовлення твердих припоїв і кислотних
флюсів.
Мідь - червонуватий метал, тягучий і м'який. Температура плавлення
1083 С. Розчиняється в сірчаній, азотній кислотах. У сухому повітрі практично
не піддається окисленню, у сирому повітрі покривається окисом зеленого кольору.
Застосовується для виготовлення тугоплавких припоїв і сплавів.
Каніфоль – це продукт переробки смоли хвойних дерев. Більш світлі сорти
каніфолі (більш ретельно очищені) вважаються кращими. Температура розм'якшення каніфолі від 55° С до 83 ° С. Застосовується як флюс для пайки м'якими припоями.
При виборі марки припою слід
виходити з таких вимог:
припій повинен мати температуру плавлення нижче
температури плавлення матеріалів, які паяються;
припій повинен при температурі паяння добре змочувати
основний метал і заповнювати сполучні зазори;
забезпечувати отримання міцних і корозійностійких паяних
з'єднань;
мати загальнодоступну технологію виробництва і
застосування.
Основні
дані припоїв та їх застосування
Марка
|
Хімічний склад, %
|
tплав,
°С
|
Границя
міцності,
Мпа
|
Призначення
|
1
|
2
|
3
|
4
|
5
|
ПОС-90
|
Олово (89-90); сурма (0,15); свинець – решта
|
222
|
43
|
Для паяння деталей і складальних одиниць, які підлягають подальшому
срібленню чи золоченню
|
ПОС-61
|
Олово (59-61); сурма (0,8); свинець – решта; домішка не більше 0,314
|
190
|
43
|
Для паяння відповідальних деталей, коли неприпустимо чи небажано високий
нагрів у зоні паяння,
а також коли
потрібна підвищена механічна міцність
|
ПОС-61М
|
Олово (60-62); свинець (40-38);
мідь (1,5-2)
|
192
|
45
|
|
ПОС-50
|
Олово (49-50); сурма (0,8);
свинець – решта; домішка не більше
0,314
|
222
|
36
|
Те ж, коли допускається більш висока температура нагрівання
|
ПОС-40
|
Олово (39-40); сурма
(1,5-2); свинець – решта; домішка
не більше 0,314
|
235
|
32
|
Для паяння менш відповідальних струмопровідних деталей, коли припустимо
більш високе нагрівання
|
ПОС-30
|
Олово (29-30); сурма
(1,5-2); свинець – решта;
домішка не більше 0,424
|
256
|
33
|
Для лудіння і паяння менш відповідальних механічних деталей із міді, її
сплавів, сталі
|
ПОС-18
|
Олово (17-18); сурма (2-2,25); свинець – решта
|
277
|
28
|
Для паяння при знижених вимогах до міцності шва, для лудіння перед
паянням
|
ПОССу
4-6
|
Олово (3-4); сурма (5-6); свинець – решта; домішка не більше 0,424
|
265
|
58
|
Для паяння занурюванням у ванну з розплавленим припоєм
|
ПОСК-50
|
Олово (49-51); кадмій (17-19); свинець (32); домішка не більше 0,35
|
145
|
40
|
Для паяння деталей із міді та її сплавів, що не допускають місцевого
перегріву
|
ПОСВ-33
|
Олово (32,4-34,4); свинець
(32,3-34,3); вісмут (32,3-34,3); домішка не більше 0,3
|
130
|
60
|
Для паяння плавких запобіжників; мідь, срібло, нанесене на кераміку
методом вижигання і паяння константану
|
ПОСВ-50
|
Олово (24,5-25,5); свинець (24,5-25,5); вісмут (49-51); домішка не більше 0,3
|
147
|
62
|
Те ж саме, не припускаючи місцевого перегріву
|
ПОСК
47-17
|
Олово (47); кадмій (17); свинець
(36)
|
142
|
45
|
Для паяння металічних і керамічних посріблених деталей
|
Сплав Вуда
|
Олово (12-25,5); кадмій (12-13);
свинець (24,5-25,5); вісмут (49-51); домішка не більше 0,1
|
60,5
|
61
|
Для паяння у тих випадках, коли потрібна особливо низька температура
плавлення припою
|
ПСрОС
З,5-95
|
Свинець (0,8-1,3); срібло (3,1-3,5); олово – решта
|
225
|
63
|
Паяння і лудіння монтажних елементів, підвищення міцності з'єднання
|
Сплав Розе
|
Олово (25); свинець (25); вісмут (50)
|
94
|
51
|
Лудіння виводів ЕРЕ, проводів, монтажне паяння з пониженою температурою
|
Сплав Арсе
|
Олово (9,6); свинець (45,1); вісмут
(45,3)
|
79
|
55
|
Те ж саме
|
Сплав Липвинца
|
Олово (13,33); свинець (26,67);
вісмут (50); кадмій (10)
|
70
|
58
|
Те ж саме
|
ПГМ-65
|
Мідь (34-36); галій (64-66)
|
200
|
33
|
Безфлюсове паяння мікросхем і навісних елементів до ДП
|
П150
|
Олово (37,5-39,5); цинк
(2,8-4,8); кадмій (56,7-58,7)
|
165
|
65
|
Паяння алюмінієвих сплавів з міддю та її сплавами.
Для ультразвукового безфлюсового
лудіння
|
Найбільше застосування знаходить припій марки ПОС-40. Він застосовується при пайці з'єднувальних
проводів, опорів, конденсаторів. Припій ПОС-30 використовують для пайки екрануючих покриттів,
латунних платівок та інших деталей. Поряд з застосуванням
стандартних марок знаходить застосування припій ПОС-60 (60% олова та 40%
свинцю).
Існують наступні види припоїв: м’які припої, тверді припої, легкоплавкі припої.
Пайка м'якими припоями одержала широке поширення,
особливо при виробництві монтажних робіт. Найбільш часто застосовуються м'які припої, що містять значну кількість олова.
Тверді припої створюють високу міцність шва. В радіо монтажних роботах вони
використовуються значно рідше, ніж м'які припої.
Для пайки різноманітних деталей, що не допускають
значного перегріву, застосовуються особливо легкоплавкі припої, які отримують
додаванням до свинцево-олов'яних
припоїв вісмуту та кадмію або
одного з цих металів.
Які ж шкідливі речовини містяться у припоях?
Кадмій і сурма, наприклад, є
високотоксичними матеріалами.
Свинець не лише негативно
впливає на репродуктивну функцію людини, а й при попаданні у шляхи травлення
руйнує центральну нервову систему і систему кровотворення.
Згідно до законодавства про
охорону навколишнього середовища у багатьох європейських країнах заборонили
використання припоїв для пайки електронної апаратури, що містять у своєму
складі свинець та замінили його сплавом - Sn/Ag/Cu - альтернативним припоєм для електронної промисловості.
Якість припою, що не містить
свинець, можна визначити за часткою
«шкідливих» домішок у сплаві – вони знижують міцність паяного з'єднання. Чим
чистіший метал – тим вище якість.
Але ж , погодьтеся, перевага
тому чи іншому типу припою – зі змістом срібла або міді -
надається з точки зору обладнання виробництва або виходячи з економічних
питань.
РОБОТА З РЕЗИСТОРАМИ ТА КОНДЕНСАТОРАМИ
Резистор або опір (від лат. resisto — опираюся) — елемент електричного кола, призначений для використання
його електричного опору. Основною характеристикою
резистора є величина його електричного опору.
Типовий резистор
|
|
Змінний резистор
|
|
Мікрозбірка резисторів
|
|
Фоторезистор
|
(Замалювати
умовно-графічне зображення)
Позначення резисторів на
принципових електричних схемах
Позначення
за ГОСТ 2.728-74 |
Опис
|
 |
Постійний резистор без вказання номінальної потужності
розсіювання
|
 |
|
 |
Постійний резистор з номінальною потужністю розсіювання
0,125 Вт
|
 |
Постійний резистор з номінальною потужністю розсіювання
0,25 Вт
|
 |
Постійний резистор з номінальною потужністю розсіювання
0,5 Вт
|
 |
Постійний резистор з номінальною потужністю розсіювання
1 Вт
|
 |
Постійний резистор з номінальною потужністю розсіювання
2 Вт
|
 |
Постійний резистор з номінальною потужністю розсіювання
5 Вт
|
 |
Постійний резистор з номінальною потужністю розсіювання
10 Вт
|
 |
 |
Еквівалентна схема послідовно сполучених резисторів
|
Змішане сполучення
резисторів
|
 |
|
Еквівалентна схема
паралельно сполучених резисторів
|
|
Маркування резисторів для навісного монтажу
Відповідно до ГОСТ 28883-90 (IEC 62-74) кольорове
маркування наноситься у вигляді 3, 4, 5 або 6 кольорових кілець
Маркування резисторів поверхневого монтажу
(SMD-резисторів)
Конденсатор (англ. capacitor; нім. Kondensator m) — система з двох
чи більше електродів (обкладок),
які розділені діелектриком, товщина якого менша у
порівнянні з розміром обкладок. Конденсатор є пасивним електронним компонентом і широко
застосовується в електронних схемах для
блокування постійного струму,
пропускаючи змінний струм.
Конденсатор сталої ємності
|
|
Поляризований конденсатор
|
|
Підстроювальний конденсатор
змінної ємності
|
|
Кодування параметрів -
-
несиметричні допуски в процентах
-
симетричні допуски, виражені
сталими значеннями
Кодування номінальної ємності конденсаторів трьома цифрами
РОБОТА З КОТУШКАМИ
ІНДУКТИВНОСТІ
Котушка індуктивності або індуктивна
котушка — елемент електричного
кола, що являє собою сукупність витків, призначений для використання
його індуктивності.
Котушка індуктивності має вигляд звернутого у спіраль ізольованого дроту, що має значну індуктивність при
відносно великій електричній провідності та
малому активному
опорі. Дріт може намотуватись на каркас з діелектрика циліндричної,
тороїдальної або прямокутної форми. Така система здатна запасати енергію при
протіканні електричного
струму.
Для збільшення індуктивності котушка здебільшого намотується на феромагнітне осердя з електротехнічної
сталі, пермалою,
карбонільного заліза, феритів. Котушку без осердя називають соленоїдом.
Осердя використовують також для зміни індуктивності резонансних контурів в
невеликих межах. Спеціальні котушки, що використовуються в певних електричних
колах, називають дроселями.
У силовій електротехніці котушку
індуктивності називають електричним
реактором.
На друкованих
платах електронних пристроїв іноді роблять плоскі «котушки»
індуктивності: геометрія доріжки провідника на платі виконується у вигляді
круглої чи прямокутної спіралі, хвилястої лінії чи меандра.
Такі «котушки індуктивності» знайшли застосування у надшвидкодійних цифрових
пристроях для узгодження часу поширення групи сигналів різними друкованими
провідниками від джерела до приймача, наприклад, в шинах даних та адрес.
До основних параметрів котушок індуктивності належать: номінальне
значення індуктивності, допустиме відхилення індуктивності, максимальний струм
котушки, опір втрат, номінальна добротність, температурний коефіцієнт
індуктивності (TKL), власна ємність, робочий діапазон температур.
 |
 |
||
Схема послідовного сполучення котушок індуктивності.
Струм, що протікає через кожну котушку однаковий
|
Схема паралельного сполучення декількох котушок
індуктивності. Напруга на всіх котушках є однаковою
|
||
 |
 |
 |
|
РОБОТА З
ТРАНСФОРМАТОРАМИ
Трансформатор (від лат. transformo —
перетворювати) — пристрій для перетворення
параметрів (амплітуд і фаз) напруг і струмів.
Трансформатор —
статичний електромагнітний пристрій, що має дві або більше індуктивно зв'язані обмотки і
призначений для перетворення за допомогою електромагнітної індукції однієї або
кількох систем (напруг) змінного струму в одну або
декілька інших систем (напруг) змінного струму без зміни частоти системи (напруги)
змінного струму.
Трансформатори
широко застосовуються в лініях електропередач, в розподільних та побутових
пристроях. При високій напрузі й малій силі струму передача електроенергії відбувається з
меншими втратами. Тому, зазвичай лінії електропередач є
високовольтними. Водночас побутові й промислові машини вимагають великої сили
струму й малої напруги, тому перед споживанням електроенергія перетворюється в
низьковольтну. Трансформатори знайшли застосування також у різних випрямних,
підсилювальних, сигналізаційних та інших пристроях.
Коефіцієнт корисної дії сучасних
трансформаторів, особливо підвищенpої потужності, вельми
високий і досягає значень 0,95…0,996.
Схематична
будова ідеального трансформатора
Підключення трансформатора у схемі
Умовні графічні позначення
силових трансформаторів
|
|
 |
Трансформатор з двома обмотками
на феромагнітному осерді
|
 |
Трансформатор з трьома
обмотками. Крапками позначені початки обмоток, стосовно напрямку намотування
|
 |
Трансформатор з
електростатичним екраном для усунення ємнісного зв'язку між обмотками
|
Маркування
РОБОТА З
НАПІВПРОВІДНИКОВИМИ ЕЛЕМЕНТАМИ
Напівпровідники (англ. semiconductors) —
матеріали, електропровідність яких має
проміжне значення між провідностями провідника та діелектрика. Відрізняються від
провідників сильною залежністю питомої провідності від концентрації домішок,
температури та різних видів випромінювання. Основною вирізняльною властивістю
цих матеріалів є збільшення електричної провідності з ростом температури.
Напівпровідниками є
речовини, ширина забороненої зони яких становить
близько кількох електронвольт (еВ). Наприклад, алмаз можна віднести до широкозонних напівпровідників,
а арсенід індію — до вузькозонних. До
числа напівпровідників належать багато простих речовин (германій, кремній), величезна кількість
сплавів і хімічних сполук (арсенід галію, телурид цинку, фосфід галію та інші).
Напівпровідникові властивості мають багато потрійних і складніших хімічних
сполук, наприклад ZnSiAs2. Напівпровідниковими є ціла низка
органічних сполук: антрацен, нафтален, фталоціаніни тощо.
Залежно від того, чи віддає
домішковий атом електрон, чи захоплює, його називають донорним або акцепторним.
Характер домішки може змінюватися залежно від того, який атом ґратки вона
заміщує, в яку кристалографічну площину вбудовується.
До напівпровідникових приладів
належать:
Мікросхема, інтегральна мікросхема (англ. integrated circuit) — електронна схема, що реалізована у
вигляді напівпровідникового кристалу
(чипу) та виконує певну функцію. Винайдена у 1958 році
американськими винахідниками Джеком Кілбі та Робертом Нойсом.
Чип —
напівпровідникова структура, на поверхні якої сформовані контактні площинки. Часто
під інтегральною схемою (ІС) розуміють власне кристал або плівку з електронною
схемою, а під мікросхемою (МС) — ІС в корпусі.
Інтегральна мікросхема може мати закінчений,
скільки завгодно складний, функціонал — аж до цілого мікрокомп'ютера (однокристальний мікрокомп'ютер).
Аналогові схеми
|
Цифрові мікросхеми
|
Транзистор (англ. transfer — «переносити» і англ. resistor — «опір») — напівпровідниковий елемент
електронної техніки, який дозволяє керувати струмом,
що протікає крізь нього, за допомогою зміни вхідної напругиабо
струму, поданих на базу, або інший електрод. Невелика зміна вхідних величин,
може призводити до суттєво більшої зміни вихідної напруги та струму.
Транзистори,
є основними елементами сучасної електроніки.
Зазвичай вони застосовуються в підсилювачах і логічних
електронних схемах. У мікросхемах в
єдиний функціональний блок об'єднані тисячі й мільйони окремих транзисторів.
На принципових
електричних схемах, транзистори біля умовних графічних позначень за
ГОСТ 2.730-73 додатково позначають літерно-цифровими
позначками, що складаються з дволітерного коду VT та числа-порядкового номеру елемента у схемі,
наприклад: VT1, VT24 тощо.
За
будовою та принципом дії, транзистори поділяють на два великі класи: біполярні
транзистори (БТ) й польові
транзистори (ПТ). До кожного з цих класів входять численні типи
транзисторів, що відрізняються за будовою і характеристиками.
Позначення біполярних та польових
транзисторів
Позначення різних типів польових
транзисторів
 |
 |
 |
Підсилювальний каскад за схемою зі
спільним емітером на основі n-p-n-транзистора
|
Емітерний повторювач на основі
n-p-n-транзистора
|
Підсилювальний каскад за схемою зі
спільною базою на основі n-p-n-транзистора
|
 |
 |
 |
Схема приєднання польового транзистора з керувальним
p-n-переходом із загальним витоком.
|
Схема підключення польового транзистора з керуючим p-n-переходом
із загальним стоком.
|
Схема підключення польового транзистора з керуючим
p-n-переходом із загальним затвором.
|
Діод — електронний прилад з двома електродами, що пропускає електричний струм лише в одному
напрямі. Застосовується у радіотехніці, електроніці, енергетиці та в інших галузях, переважно для випрямляння змінного електричного струму, детектування, перетворення та помноження частоти, а також для переключення електричних кіл.
Назву «діод» запропонував у 1919 році Вільям Генрі Еклз, утворивши її від грецької
частки ді-, яка
означає два та грец. ὅδος — шлях.
Чотири режимні області
напівпровідникового діода
Позначення
деяких діодів
Керівник гуртка Нікуліца В.Г., UT1YN
Студент 3 курсу ЧНУ Ватрич Д.О., UR5YVD
Коментарі
Дописати коментар