电路板如何工作
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- 发布时间:2024-08-28
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【概要描述】 在任何电子设备中,电路板都有助于接收或发送信号。但电路板是如何工作的?晶体管、二极管、电阻器和电容器等各种 PCB 组件的作用是什么?
电路板如何工作
【概要描述】 在任何电子设备中,电路板都有助于接收或发送信号。但电路板是如何工作的?晶体管、二极管、电阻器和电容器等各种 PCB 组件的作用是什么?
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您肯定会在几乎所有电子设备中找到印刷电路板。从收音机、电视机、智能手机、LED 灯到电脑。
在任何电子设备中,电路板都有助于接收或发送信号。但电路板是如何工作的?晶体管、二极管、电阻器和电容器等各种PCB组件的作用是什么?
本指南提供了详细信息,可帮助解答诸如 PCB 如何工作以及电路板的作用等问题。
什么是电路板?
电路板是一种扁平的非导电材料,用于容纳通过称为走线的互连路径连接的不同电子元件。电路板可以是单层、双层或多层的。
电路板如何工作?
电路板允许电信号通过特定的导电路径(称为走线)从一个组件流向下一个组件。
信号流有助于接收、传输信号或将信号转换为机械功能。如果您知道组成电源板的组件,就很容易理解电路板的工作原理。
电路板的组件
只有了解 PCB 的组成成分后,才能理解其工作原理。电路板上的每个机械和电气设备都发挥着不同的作用。它们包括:
晶体管
晶体管是一种半导体器件,在电路板中起着至关重要的作用。它有助于放大电子信号或充当信号控制开关。
放大后的信号随后通过走线并接通另一个高功率半导体器件。电路板上的晶体管为 PNP 或 NPN 类型。
电阻器
电路板的另一个重要组件是电阻器。电阻器的作用是调节流过设备的电流量。
当电流流过电阻器时,设备会散热,从而调节电流。它们有两种类型:固定和可变。在印刷电路板上,电阻器的符号为字母 R。
电容器
电容器的符号是字母 C。电容器将电荷存储在静电场中一段时间。然后它在适当的时间通过放电释放出大量的电力。电容器的一个广泛用途是平滑整流交流电的纹波。
二极管
二极管是只能单向传导电流的半导体器件。它们的尺寸和可安全承载的电流量各不相同,不会发生故障。
二极管的单向特性使其成为将交流电 (AC) 整流为直流电 (DC) 的理想选择。一种著名的二极管是发光二极管 (LED)。顾名思义,LED 在电流通过时会发光。
电感器
电感器是电路板上另一种常见的元件。电感器将电流在磁场中储存起来。在大多数情况下,电感器与电容器一起使用以形成LC电路。
变压器
变压器具有电磁特性。变压器的作用是调节从电路板的一部分到另一部分的能量传输。在此过程中,它会隔离电路板的一部分并保护敏感设备。变压器可以根据需要增加或减少电路中的功率。
转变
开关处于开启状态时允许电流流动。但是,当开关处于断开状态时,它会切断通过电路板的电流。
集成电路(IC)
集成电路通常称为 IC。顾名思义,IC 包含大量电路,其中集成了微型元件。IC 的另一个名称是微芯片,它们在电路板中发挥多种作用。
印刷电路板的类型
单面(单层)
单层 PCB 也称为单面电路板。这种类型的电路板很容易找到,而且价格实惠。此外,单面 PCB 的一面有导电铜层,另一面是电子元件的布局。
虽然单面电路板生产成本低,但它们也存在一些局限性。因此,它不是高端应用的好选择。
双面
双面电路板也称为双层 PCB。与单面电路板一样,双面电路板也只有一个基板。但是,其核心材料在电路板的两侧各有一层薄薄的导电材料。
此外,双面电路板还采用了表面贴装和通孔技术。这样一来,两侧的电路就可以通过镀通孔进行连接。这种电路板的作用是允许在两个表面上安装组件。
双层技术的引入使电路板能够处理比以前更复杂的应用。
多层
与单层或双层 PCB 不同,多层电路板采用多种基板材料。换句话说,它是将三个或更多双面 PCB 组合成一个单元的电路板。
因此,在现实生活中,您可以在板上找到四层、六层、八层、十二层甚至更多层的 PCB。在多层电路板中,电子元件仅位于顶层和底层。所有其他堆叠单元都有助于布线。
多层电路板的元件密度高,电路数量多,占用空间小,因此常用于计算机、GPS、卫星、航天系统等。
请注意,多层电路板设计要求高、制造成本高、维修困难。
柔性电路
顾名思义,柔性电路具有柔韧性,因此可折叠。柔性 PCB 可以具有单层、双层或多层。其显著特点是其灵活性。柔性印刷电路板采用柔软的基板材料,例如薄塑料、聚酰亚胺或 Kapton。
柔性印刷电路板的突出优势是易于处理和耐受极端温度。由于具有柔韧性,PCB 可以呈现不同电子设备的形状。
刚性电路
与柔性电路不同,刚性电源板不具有柔性。刚性印刷电路板使用非柔性基板材料。因此,一旦设计和制造了电路板,就无法改变其形状。
刚性电路板具有出色的强度和耐用性。计算机主板是刚性 PCB 的典型示例。请注意,电源板可以采用任意数量的层。
刚柔结合
刚挠结合印刷电路板是柔性板和刚性板的混合体。通过混合这两种类型的板,刚挠结合 PCB 既灵活又耐用。
高频
高频印刷电路板适用于需要快速数据处理和高频率的电路。有时,此类电路处理数据的速度高达 2 千兆赫。此类电源板存在于网络设备、无线电、微波炉和移动电话中。
铝基板 PCB
铝背 PCB 使用厚铝金属作为核心材料。但是,铝基板具有介电顶层和厚导电铜层。
由于其设计,铝背电路板坚固耐用,散热性好,并能处理大电流。它们的一些典型应用是 LED 照明、汽车行业和电源。
结论
现代电子设备的电路板尺寸各异。但电路板的工作原理是一样的。无论是单层、双层还是多层板,它都依赖于各种电子元件来实现其功能。
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