Практика: компонент целиком

Соберём всё, что было в модуле, в один компонент — стабилизатор LM1117-3.3 в корпусе SOT-223. Он понадобится в итоговом проекте 11.1 — плате питания. Поэтому делаем его так, как будто от него зависит реальная плата. Так оно и есть.

Шаг 0. Читаем даташит

Открой даташит LM1117 от Texas Instruments и выпиши то, что пойдёт в библиотеку:

Что	Значение из даташита TI	Куда пойдёт
Выводы SOT-223	1 — ADJ/GND, 2 — VOUT, 3 — VIN, 4 (фланец) — VOUT	символ, нумерация площадок
Корпус	DCY (SOT-223), чертёж DCY0004A	футпринт, 3D
Пример разводки	Example Board Layout для DCY	площадки футпринта
Макс. входное напряжение	20 В (абсолютный максимум), 15 В рекомендуемое	параметры, проект 11.1
Ток нагрузки	до 800 мА	параметры
Падение напряжения	1,2 В типовое при 800 мА	проект 11.1
Тепловое сопротивление RθJA (DCY)	61,6 °C/Вт	расчёт нагрева
Конденсаторы	вход: 10 мкФ тантал; выход: не менее 10 мкФ тантал, ESR 0,3–22 Ом	проект 11.1

⚠️Внимание

Обрати внимание: у фланца (вывод 4) тот же потенциал, что у выхода (вывод 2). Фланец — не земля! На плате большая площадка фланца должна быть соединена с цепью VOUT. Это частая ошибка в самодельных футпринтах SOT-223.

Шаг 1. Символ

1. В PCB_Course.SchLib: Tools›New Component, имя LM1117-3.3.
2. Прямоугольник корпуса, выводы на сетке 100 mil (PзатемP, перед установкой Tab):

Designator	Name	Electrical Type	Сторона
3	VIN	Power	слева
2	VOUT	Power	справа
4	VOUT	Power	справа, под выводом 2
1	GND	Power	снизу

3. Свойства компонента: Designator U? (по ГОСТ 2.710 для аналоговой микросхемы — DA?), Comment LM1117-3.3, Description «LDO-стабилизатор 3,3 В 800 мА, SOT-223».

Вывод 4 рисуем явно, а не прячем. Тогда видно, что фланец — это тоже VOUT, а его соединение проверяется ERC.

Шаг 2. Посадочное место

Вариант A — футпринт из мастера IPC (урок 8.4). Вариант B — по примеру разводки TI, как ниже. Для учёбы сделай вариант B руками и сравни с A.

Рис. 8.7. Площадки SOT-223 по примеру разводки из даташита TI LM1117 (корпус DCY): три площадки 0,95 × 2,15 мм с шагом 2,3 мм, площадка фланца 3,25 × 2,15 мм, расстояние между осями рядов 5,8 мм. Это пример производителя, а не единственно верный вариант. Перед заказом сверяй с актуальной ревизией даташита.

1. В PCB_Course.PcbLib: Tools›New Blank Footprint, имя SOT223_TI_DCY. Единицы — мм (Q).
2. Place›Pad, перед установкой Tab. Все площадки на Top Layer, форма Rectangular. Координаты задавай в панели Properties:

Площадка	X, мм	Y, мм	Размер X × Y, мм
1	−2,3	−2,9	0,95 × 2,15
2	0	−2,9	0,95 × 2,15
3	+2,3	−2,9	0,95 × 2,15
4	0	+2,9	3,25 × 2,15

3. Шелкография на Top Overlay: боковые стороны корпуса (6,5 × 3,5 мм) — только там, где линии не попадают на площадки. Метка первого вывода — точка снаружи рядом с площадкой 1.
4. Courtyard на слое пары Courtyard с запасом от площадок и корпуса.
5. Точка привязки в центре корпуса: при координатах из таблицы центр уже в (0; 0). Проверь: JзатемR.
6. Tools›Footprint Properties: описание «SOT-223 (TI DCY), по Example Board Layout», высота 1,8 мм.
7. Добавь 3D-модель (урок 8.5) и проверь в 3D (3), что вывод 1 модели лежит на площадке 1.

💡Совет

Размеры в примере разводки TI даны в скобках, то есть справочно (reference). Это рекомендация, а не жёсткое требование. Если твой производитель плат или сборщик даёт свои рекомендации для SOT-223, сравни и выбери вариант осознанно. Перед заказом в любом случае сверь футпринт с актуальной ревизией даташита.

Шаг 3. Связываем символ и футпринт

1. Вернись в PCB_Course.SchLib к компоненту LM1117-3.3. Щёлкни на пустом месте — в панели Properties будут свойства компонента.
2. В разделе Parameters: кнопка Add → Footprint. Откроется диалог PCB Model.
3. Browse → выбери PCB_Course.PcbLib → SOT223_TI_DCY.
4. Нажми Pin Map и проверь соответствие: вывод 1 → площадка 1, 2 → 2, 3 → 3, 4 → 4. Ни одной пустой строки.

[СКРИНШОТ: диалог PCB Model: выбран футпринт SOT223_TI_DCY, окно Pin Map с соответствием выводов 1–4]public/screenshots/m08-libraries/l07-pcb-model-pinmap.png

Шаг 4. Параметры

Добавь в свойства компонента (урок 8.6):

• Manufacturer: Texas Instruments
• Manufacturer Part Number: LM1117IMPX-3.3/NOPB (лента на катушке; проверь актуальный заказной номер на сайте TI)
• Datasheet: ссылка на даташит
• Voltage: 3.3V, Current: 800mA

Шаг 5. Компилируем библиотеку

1. В панели Projects выбери пакет PCB_Course.LibPkg.
2. Project›Compile Integrated Library (то же есть в контекстном меню пакета).
3. Посмотри панель Messages: Altium сообщит о ненайденных моделях и ошибках сопоставления выводов. Ошибок быть не должно.
4. Готовая PCB_Course.IntLib лежит в подпапке Project Outputs for PCB_Course. Выбери её в панели Components и перетащи LM1117-3.3 на любую схему: проверь, что у компонента есть футпринт и 3D.

Финальная проверка

• номера выводов символа = таблица выводов даташита (1 GND, 2 VOUT, 3 VIN, 4 VOUT);
• размеры и шаг площадок = пример разводки (или осознанно из мастера IPC);
• фланец — площадка 4, в символе это VOUT;
• вид сверху, а не зеркальный;
• вывод 1 модели 3D на площадке 1;
• Component Rule Check чистый в обеих библиотеках;
• Pin Map без пустых строк, компиляция без ошибок.

📖Из учебникагл. 6, §6.16 и §6.18, с. 360–368

Хоровиц называет трёхвыводной стабилизатор лучшим выбором для большинства не слишком ответственных применений: вход, выход, земля, а напряжение задано изготовителем. В §6.18 объяснено, почему классическим стабилизаторам нужно около 2 В запаса между входом и выходом, а схемы с p-n-p (или МОП) проходным транзистором обходятся меньшим падением. LM1117 с типовыми 1,2 В при 800 мА — пример стабилизатора с пониженным падением. Про отвод тепла от мощных элементов — §6.04: для SOT-223 «радиатор» — это медь платы под фланцем.

Прикидка нагрева

Мощность на стабилизаторе: P = (Uвх − Uвых) · I. При 5 В на входе и 0,5 А: (5 − 3,3) · 0,5 = 0,85 Вт. С RθJA = 61,6 °C/Вт кристалл нагреется на 0,85 · 61,6 ≈ 52 °C выше окружающей среды. Терпимо. А вот при 12 В на входе и том же токе выйдет 4,35 Вт и перегрев в сотни градусов. Значит, при 12 В на входе ток придётся сильно ограничить или ставить импульсный стабилизатор. К этому вернёмся в проекте 11.1 и в уроке 5.8. RθJA из даташита измерено на конкретной тестовой плате — реальное значение зависит от площади меди вокруг фланца.

🧯 Типичные ошибки

Большая площадка SOT-223 соединена с землёй

Почему Решили, что «большой фланец — это всегда земля». У LM1117 фланец — VOUT.

Как исправить Нумерацию и назначение фланца бери только из таблицы выводов даташита конкретной детали.

При компиляции IntLib — ошибка «footprint not found»

Почему Футпринт в PCB Model указан с другим именем или PcbLib не добавлена в пакет.

Как исправить Проверь, что PcbLib входит в LibPkg, и выбери футпринт через Browse, а не вписывай имя руками.

Компонент размещается, но на плате у него три площадки вместо четырёх

Почему В символе нет вывода 4, и Pin Map оставил площадку 4 без соединения — она не войдёт ни в одну цепь.

Как исправить Добавь в символ вывод 4 (VOUT) и проверь Pin Map.

Проверь себя

1. 1. Какой потенциал у фланца (вывод 4) LM1117 в корпусе SOT-223?

   Земля (GND)Вход (VIN)Выход (VOUT)
2. 2. Где проверить, что вывод символа «3» связан с площадкой «3» футпринта?

   В окне Pin Map диалога PCB ModelВ Layer Stack ManagerНигде, это происходит автоматически
3. 3. Uвх = 5 В, Uвых = 3,3 В, ток 0,3 А. Какую мощность рассеивает стабилизатор?

   ≈ 0,51 Вт≈ 1,5 Вт≈ 0,99 Вт
4. 4. Что даёт компиляция пакета LibPkg?

   Файл IntLib, где символы, футпринты и модели связаны и готовы к использованиюGerber-файлы для производстваОтчёт DRC

🎯Практическое задание~60 мин

Сделай компонент LM1117-3.3 полностью по шагам 1–5 и пройди чек-лист. Затем сделай второй компонент — AMS1117-3.3: используй тот же футпринт, если по даташиту AMS1117 совпадают цоколёвка и корпус, но заполни свои параметры (производитель, MPN, ссылку на даташит). Скомпилируй PCB_Course.IntLib и сохрани её — она пригодится в модуле 11.