O que são componentes eletrônicos? Quais são suas classificações?

Conceitos básicos e principais diferenças dos componentes eletrônicos

Os componentes eletrônicos são unidades fundamentais com funções independentes que formam circuitos eletrônicos, servindo como elementos centrais de equipamentos eletrônicos e pequenos instrumentos mecânicos. Eles podem ser divididos em duas categorias principais: componentes eletrônicos e aparelhos eletrônicos, que diferem fundamentalmente:

• Componentes eletrônicos: Produtos cuja composição molecular permanece inalterada. inalterado durante a fabricação, tais como resistores, capacitores e indutores.
• Dispositivos eletrônicos: Produtos cuja estrutura molecular é alterado durante a fabricação, como transistores e circuitos integrados.

Classificação Sistemática de Componentes Eletrônicos

Classificação por função e estrutura

1. Componentes passivos

Os componentes passivos são elementos básicos que não possuem funções como amplificação, controle ou geração de elétrons nos circuitos. Eles são usados apenas para acoplamento, regulação, compensação e proteção:

Tipo de componente	Principais funções	Símbolo do circuito	Aplicações típicas
Resistor	Limitação de corrente, divisão de tensão, correspondência de impedância	R	Limitação de corrente em todos os circuitos
Capacitor	Armazenamento de carga, filtragem, acoplamento	C	Filtragem da fonte de alimentação, acoplamento de sinal
Indutor	Armazenamento de energia, supressão de sinais de alta frequência	L	Circuitos osciladores LC, filtragem
Transformador	Transformação de tensão CA	T	Adaptadores de energia, conversão de tensão

2. Dispositivos ativos

Os dispositivos ativos possuem funções como amplificação, controle e geração de elétrons em circuitos:

Tipo de dispositivo	Principais funções	Símbolo do circuito	Aplicações típicas
Diodo	Retificação, comutação e limitação de corrente	D	Retificação de potência, detecção de sinal
Transistor	Amplificação, controle de comutação	Q	Amplificação de sinal, controle de potência
Circuito integrado	Integração de funções complexas	U ou IC	Microprocessadores, memória
Dispositivos optoeletrónicos	Conversão fotoelétrica	LED, etc.	Visores, comunicação óptica

Classificação por grau de aplicação

Diferentes cenários de aplicação têm requisitos muito diferentes para componentes eletrônicos, particularmente semicondutores, que podem ser classificados por “ambiente operacional” como:

• Grau comercial: 0-70°C operating temperature, consumer electronics
• Grau industrial: -40 to 85°C operating temperature, industrial control equipment
• Grau automotivo: -40 to 125°C operating temperature, automotive electronic systems
• Grau militar: -55 to 125°C operating temperature, military and aerospace applications
• Grau espacial: Faixa de temperatura extrema, confiabilidade ultra-alta, satélites, espaçonaves

Classificação por Certificação de Qualidade

• Certificação do Sistema de Qualidade ISO: Como a ISO 9001, que indica processos de controle de produção reconhecidos internacionalmente.
• Certificações específicas do setor: Como a IATF 16949 para a indústria automotiva, atendendo a rigorosas normas eletrônicas automotivas.
• Certificações profissionais na área: Como a certificação CQC da China, as certificações UL e CUL dos EUA, as certificações VDE e TUV da Alemanha.

Funções detalhadas dos componentes eletrônicos comuns

Componentes básicos de circuitos

Resistor: Funciona principalmente para derivação de corrente, limitação, divisão de tensão e polarização em circuitos, denotado por “R” mais um número.

Capacitor: Consiste em duas películas metálicas próximas uma da outra, separadas por material isolante, caracterizadas principalmente por bloquear a corrente contínua enquanto deixam passar a corrente alternada.

IndutorElemento de armazenamento de energia que converte energia elétrica em energia de campo magnético, geralmente funciona com capacitores para formar filtros LC e osciladores LC.

Dispositivos semicondutores

Diodo: Apresenta condutividade unidirecional, usada principalmente em circuitos retificadores, circuitos de detecção e circuitos reguladores de tensão.

Transistor: Possui três pinos, fornece amplificação de corrente, é usado para controle de interruptores e amplificação de sinal.

Circuito integrado: Formado pela integração de transistores, resistores, capacitores e outros elementos em um substrato de silício usando processos especiais, criando dispositivos funcionais.

Outros componentes importantes

Sensor: Um dispositivo de detecção que converte informações medidas em um sinal elétrico de saída, classificado em dez categorias principais por função de detecção: térmica, fotossensível, sensível a gases, sensível à força, etc.

Relé: Um dispositivo de controle elétrico que usa uma pequena corrente para controlar uma operação de grande corrente, funcionando como um “interruptor automático”.

Oscilador: Um componente eletrônico usado para gerar sinais eletrônicos repetitivos (geralmente ondas senoidais ou quadradas), converte sinais CC em CA de uma frequência específica.

Seleção e confiabilidade de componentes eletrônicos

A “confiabilidade” do componente consiste em duas partes:

• Confiabilidade inerente: Derivado do projeto, dos processos, das matérias-primas, etc. do fabricante.
• Confiabilidade da aplicação: Depende da seleção do usuário, aquisição, proteção contra ESD e processos de triagem de soldagem.

De acordo com dados abrangentes de análise de falhas, aproximadamente 50% das falhas têm origem em defeitos inerentes, enquanto outros 50% resultam de uso inadequado. Isso significa que, mesmo ao usar componentes de alta qualidade, podem ocorrer problemas se os processos de uso não forem padronizados.

Perguntas frequentes

1. Qual é a diferença fundamental entre componentes passivos e dispositivos ativos?
Os componentes passivos podem funcionar sem alimentação externa e apenas atenuam ou armazenam sinais, sem os amplificar ou controlar. Os dispositivos ativos requerem alimentação externa para desempenhar as suas funções básicas e podem amplificar sinais ou controlar o fluxo de corrente.

2. Como selecionar o grau de qualidade adequado dos componentes eletrônicos para um projeto?
A seleção depende do ambiente de aplicação: produtos comerciais escolhem grau comercial; ambientes industriais exigem grau industrial; eletrônicos automotivos devem usar grau automotivo; aplicações militares e aeroespaciais precisam de componentes correspondentes de grau militar ou espacial.

3. Quais são as vantagens e desvantagens dos circuitos integrados em comparação com os componentes discretos?
Os circuitos integrados oferecem alta integração, tamanho reduzido, alta confiabilidade e desempenho consistente, mas têm design complexo e pouca flexibilidade. Os componentes discretos oferecem flexibilidade de design, baixo custo e forte capacidade de manuseio de energia, mas resultam em um sistema maior e relativamente menos confiável.

4. O que é o projeto de redução da capacidade dos componentes e por que ele é importante?
O projeto de redução de potência envolve operar componentes em níveis de tensão abaixo de seus valores nominais máximos, como usar resistores a não mais de 60% de sua potência nominal. Isso melhora significativamente a confiabilidade do sistema e a vida útil dos componentes, especialmente em ambientes adversos.

5. Como estabelecer um sistema eficaz de gestão e rastreabilidade de componentes?
Estabeleça um sistema de gestão abrangente que cubra a seleção, aquisição, aceitação, armazenamento, distribuição e utilização de componentes, registrando números de lote, datas de produção, informações sobre fornecedores, etc., para permitir um rastreamento e isolamento rápidos quando ocorrerem problemas.