Lo que probablemente no sabías es que la función de los dispositivos electrónicos habituales que utilizas en tu casa está determinada por los componentes de PCB que están montados en la placa de circuito. Las placas de circuito impreso contienen varios componentes que están interconectados para realizar una tarea en particular. El conocimiento de estos componentes permite comprender mejor cómo los aparatos electrónicos realizan diversas actividades. Este artículo se centrará en 9 componentes de PCB comunes y sus funciones.
¿Qué son los componentes de PCB?
Los componentes de PCB son diferentes piezas individuales que se ensamblan en una placa de circuito vacía, la cual conforma una placa de circuito completa. Todos estos componentes de PCB contribuyen significativamente al funcionamiento general de la placa , permitiendo que el dispositivo realice tareas específicas en una variedad de productos electrónicos. Cada componente es único, ya que posee sus propios atributos y desempeña una función específica. Componentes comunes como diodos, resistencias, condensadores, etc.
Comprensión de 9 componentes comunes de PCB y sus funciones
Hay una variedad de componentes electrónicos de PCB ensamblados en la placa para procesar diferentes funciones. A continuación, exploraremos en profundidad 9 componentes de PCB comunes y sus funciones.
1. Resistencias
Un resistor es un componente de un circuito que ayuda a controlar el flujo de corriente eléctrica. Cumple principalmente la función de divisor de tensión y de derivación, regulando y estabilizando tensiones y corrientes.
Las resistencias variables tienen la capacidad de variar su resistencia, mientras que las resistencias fijas no tienen la característica de variar su resistencia. Cabe destacar que las resistencias variables son componentes que permiten al usuario variar el circuito, lo cual es muy importante en dispositivos que controlan el volumen y la intensidad de la luz. Por lo general, es un cuerpo de forma ovalada con rayas verdes o azules y el símbolo "R" en él.
Resistencias de película : Están compuestas por una fina película de metal o carbono que actúa como capa resistiva, alrededor de un núcleo cerámico. Son un componente ideal para dispositivos que requieren alta estabilidad, precisión y bajo nivel de ruido, como equipos médicos y de audio.
Termistores: Las resistencias variables, que se encuentran frecuentemente en termómetros y baterías recargables, controlan el voltaje en respuesta a las variaciones de temperatura.
2. Condensadores
Un condensador es un dispositivo que almacena energía eléctrica mediante la acumulación de cargas de tipo opuesto en dos conductores. Una sustancia llamada dieléctrico llena el espacio entre ellos. Mantiene la carga dentro del circuito impreso y la libera cuando se necesita suministrar energía a otro lugar. Físicamente, la mayoría de los condensadores tienen una forma cilíndrica pequeña y suelen estar marcados con números. Son componentes útiles que se emplean en circuitos destinados a filtrado, acoplamiento, derivación y ajuste.
Condensadores cerámicos: Son uno de los condensadores más populares. Gracias a su bajo coste, pequeño tamaño y relativa estabilidad, pueden utilizarse en una gran variedad de aplicaciones.
Condensadores de película: Son adecuados para aplicaciones de alta frecuencia debido a su alta estabilidad y fiabilidad, así como a sus bajas pérdidas dieléctricas.
3. Inductores
Un inductor es una pieza que, como una bobina, almacena energía en un campo magnético cuando la corriente pasa a través de la pieza. También puede almacenar energía eléctrica convirtiéndola en energía magnética. Podemos observar que tanto el campo magnético como la inductancia aumentan en proporción al número de bobinas. Además de filtrar el ruido y apantallar las señales, los inductores también pueden disminuir la interferencia de las ondas electromagnéticas y regular la corriente.
Inductores con núcleo de aire: Estos inductores no tienen núcleo, requieren más espiras que los inductores con núcleo y son ideales cuando se requiere baja inductancia. Se utilizan habitualmente en circuitos de filtrado y aplicaciones de alta frecuencia.
Inductor de núcleo toroidal: Un trozo de alambre se enrolla alrededor de un núcleo circular, que suele ser de ferrita. Se utiliza ampliamente en dispositivos médicos, reguladores de conmutación y controladores industriales.
4. Transistores
Los transistores son pequeños semiconductores que funcionan como interruptores y también como amplificadores y controladores de señales eléctricas. Cuando funcionan como amplificadores, pueden tomar una pequeña corriente de entrada y convertirla en una corriente de salida mayor. Funcionan como interruptores para determinar si una señal eléctrica pasa por el circuito. En los circuitos integrados, que se componen de varios transistores y circuitos, los transistores son los elementos fundamentales.
Transistor de unión bipolar: También conocido como BJT, nombre que recibe por tener dos uniones PN. Es un componente con capacidad para regular la corriente.
Transistor de efecto de campo : Un transistor de efecto de campo, abreviado FET, es un dispositivo semiconductor unipolar de tres terminales que controla el voltaje.
5. Diodos
Un diodo es un dispositivo electrónico fabricado con material semiconductor con dos electrodos, positivo y negativo. Solo permite un sentido de circulación de la corriente, por lo que la corriente no puede circular en sentido contrario. El diodo más común es el LED, llamado diodo emisor de luz.
Diodo de conmutación: Se utiliza para abrir y cerrar el circuito, y su funcionamiento se controla mediante la aplicación de voltaje en diferentes direcciones.
Diodo emisor de luz (LED): Cuando la corriente eléctrica pasa a través de un semiconductor, este produce luz visible directamente al convertir la energía eléctrica en luz.
6. Circuitos integrados (CI)
Los circuitos integrados son componentes complejos que constan de muchos transistores y otros componentes necesarios de la placa de circuito impreso combinados en un único chip semiconductor. Se trata de una estructura en miniatura con la función de circuito deseada. Los componentes electrónicos son ahora más inteligentes, altamente fiables, de bajo consumo energético y microminiaturizados gracias a los circuitos integrados.
Circuitos integrados lineales: Los circuitos integrados lineales son sencillos y, por lo general, la cantidad de componentes que incorporan es mínima. Se utilizan principalmente en amplificadores de audio y radiofrecuencia, así como en sensores de temperatura.
Circuitos integrados digitales: Tienen solo dos estados de señal diferentes y suelen estar incorporados en ordenadores, memorias, etc.
7. Interruptores
Lo principal de los interruptores es que su función es controlar si la corriente puede fluir o no. Mediante el uso de un interruptor de circuito abierto o cerrado, se regula la corriente que fluye a través de un circuito. Viene en muchas formas: interruptores, deslizadores, palancas, rotativos, pulsadores, llaves, etc.
Interruptores con fusible: Se trata de un fusible integrado en el interruptor que actúa como protección.
Interruptores eléctricos: Se utilizan para conectar circuitos y controlar interruptores mediante señales eléctricas.
8. Relés
Un relé es también un interruptor, un interruptor electromagnético. Funciona por inducción electromagnética, cuando se activa un relé, se crea un campo magnético para atraer un contacto, un cierre de circuito dentro del relé. Protege el circuito de voltajes o corrientes excesivamente altas para que el circuito pueda funcionar de manera segura.
Relé electromecánico: Es el tipo de relé más básico y funciona controlando un anillo electromagnético de contactos móviles, un movimiento físico que lleva mucho más tiempo.
Relé de estado sólido: Controla la conmutación de relés mediante semiconductores, funciona más rápido y dura más que los relés de estado sólido.
9 Conectores
Los conectores son componentes que se utilizan para realizar una interconexión eléctrica entre varios componentes de PCB, placas de circuitos o dispositivos para permitir el paso de datos y señales. Pueden usarse temporalmente o pueden ser fijos según el requisito del consumidor y el fabricante. Constan de dos partes básicas, el contacto y la carcasa. La carcasa está presente para salvaguardar físicamente y garantizar la integridad de un enlace.
Conectores de borde de tarjeta: Suelen ubicarse cerca del borde de la placa y mejoran la integridad de la señal. Muchos de estos conectores se incorporan habitualmente en equipos informáticos. Facilitan la transmisión de señales entre la placa de circuito impreso y los componentes externos de la PCB.
Conector de audio/video: Se utiliza principalmente para transmitir señales de video y audio. Estos conectores pueden utilizarse con señales de un solo canal de audio o con señales de múltiples canales. Las conexiones de audio pueden ser mediante enchufes, tomas o una combinación de ambos.
Cómo identificar componentes en placas de circuitos
1. Identificación visual
Designación de componentes : Muchas placas de circuitos impresos tienen marcas de referencia impresas en la superficie para los distintos componentes, lo que facilita su identificación. Algunos símbolos de referencia comunes se enumeran en la tabla siguiente.
Forma y marcado de los componentes : Los distintos componentes de las placas de circuito impreso (PCB) tienen formas diferentes, y algunos componentes comunes se pueden identificar por su forma. Por ejemplo, las resistencias suelen ser rectangulares o cilíndricas y tienen cintas de colores en su superficie que indican su valor. Los números en los condensadores representan su capacitancia.
2. Equipos y Herramientas
Multímetros: Son instrumentos de medición que permiten comprobar una amplia variedad de características eléctricas. Se pueden utilizar para medir la resistencia, el voltaje y la corriente, y, por consiguiente, ayudan a determinar el estado de los componentes de las placas de circuito impreso (PCB).
Osciloscopios: Permiten identificar transistores, diodos y circuitos integrados. La observación de formas de onda y señales también resulta útil para la identificación de componentes de placas de circuito impreso, ya que ayuda a comprender su función.
Otros equipos: Los medidores LCR y los comprobadores de componentes también pueden utilizarse para verificar e identificar componentes, incluidos los parámetros de semiconductores, la inductancia y la capacitancia, proporcionando información de identificación completa.
3. Documentación de referencia
Puede encontrar un plano del diseño de la placa de circuito impreso y los detalles de los componentes consultando el esquema y las hojas de datos de los componentes.
4 consejos para elegir componentes de PCB
Reconocer las necesidades de desempeño
Tenga en cuenta los requisitos de rendimiento del dispositivo, que abarcan una variedad de factores como rangos de temperatura, condiciones ambientales, voltaje y niveles de corriente, entre otros.
Consideración de costos
El precio es algo que hay que tener en cuenta a la hora de elegir componentes de PCB. Esto significa que los componentes con un coste elevado y un buen nivel de rendimiento suelen aumentar el coste total. Sin embargo, podemos elegir materiales de bajo coste que se puedan utilizar de forma eficaz en la línea de producción sin tener que comprometer la calidad del producto final.
Elija componentes confiables
El rendimiento y la vida útil de la placa de circuito impreso están relacionados con la calidad de los componentes de PCB instalados en los productos. Los componentes confiables garantizan que la placa de circuito impreso funcionará como se espera.
Tecnología de montaje
Al elegir componentes de PCB, la compatibilidad con el proceso de ensamblaje también es un factor importante. Por ejemplo, algunos de los componentes, como los inductores de alta potencia, no son compatibles con la tecnología de montaje superficial.
Resumen
La capacidad de identificar y diferenciar los componentes básicos de una placa de circuito es importante para cualquier persona que desee comprender cómo funciona la electrónica. Todos ellos tienen un papel crucial, aunque no el mismo, en el desempeño de su trabajo en el circuito. Con la ayuda de este conocimiento, puede tener una comprensión profunda de los componentes de PCB. A medida que la tecnología evoluciona, surgirán más componentes mejores y de mayor rendimiento que se ensamblarán en la placa para funcionar en una amplia gama de aplicaciones.
