A nagy pontosságú ellenállások teljesítménye és alkalmazása

Az új technológiák fejlesztése és felhasználása az ellenállási iparban az ellenállások méretének hirtelen csökkentéséhez vezetett. Az új piaci igények az elektronikus alkatrészgyártókat is arra késztették, hogy jobb teljesítményt és stabilitást készítsenek. Mivel a különféle típusú precíziós ellenállások használata egyre elterjedtebbé válik, a precíziós ellenállások teljesítménye egyre fontosabbá vált. A precíziós ellenállások fő paraméterei a hőmérsékleti együttható (TCR), a teljesítmény együtthatója (PCR), a hosszú távú stabilitás, az anti-statikus képesség (ESD), a termikus elektromotív erő (EMF), a zaj stb.
A rendszer teljes teljesítményének javulását minden elektronikus alkatrészen vagy alrendszeren keresztül érik el. Az általános teljesítményt az áramköri rendszer leggyengébb lánca határozza meg. Minden alkatrész bizonyos teljesítménykorlátozásokat hoz az általános áramköri rendszerbe. Különösen a rövid távú túlterhelés, a hosszú távú stabilitás, a frekvencia-válasz és a zaj. A diszkrét ellenállás -iparban négy népszerű ellenállási technológia létezik, a vezetékes ellenállások, a vastag film ellenállások, a vékonyréteg -ellenállások és a fólia ellenállások, amelyek megoldásokat kínálnak az ügyfelek számára, különféle teljesítményigényekkel és különféle költségvetésekkel.
Az 1. táblázat röviden összefoglalja a különféle ellenállási technológiák, a hőhatások, a mechanikai feszültség és az elektromos tulajdonságok előnyeit és hátrányait.
A stressz, függetlenül attól, hogy mechanikus vagy termikus, az ellenállások elektromos tulajdonságainak változásait okozza. Ha az ellenállás megváltoztatja a feszültség miatti alakot, hosszát, konfigurációját vagy molekuláris szerkezetét, akkor az ellenállás elektromos tulajdonságai is megváltoznak.
Amikor az áram átfolyik az ellenállás elemen, akkor önmelegedést generál, és a hőmérsékleti változások miatt az anyag mechanikusan bővül vagy összehúzódik. Az ideális ellenállási elem képes automatikusan kiegyensúlyozni ezeket a jelenségeket. A stabilitási javító rendszer fenntarthatja az ellenállási elem fizikai tulajdonságainak integritását a gyártási folyamat révén, és kiküszöböli az önmelegedés és a stressz kompenzálásának szükségességét az ellenállás használata során.
Összehasonlítjuk a különböző ellenállási technológiák jellemzőit, és megvitatjuk az egyes ellenállás típusának használatát a precíziós áramkörökben.
Fólia ellenállás
A speciális fólia -ellenállás -ötvözetek (nikkel/króm és adalékanyagok) egy speciális kerámia mátrixhoz vannak ragasztva, szabályozott ellenállással, hogy kiegyensúlyozzák a hő és a mechanikai feszültség által okozott feszültségeket. Az ellenállási út mintázatát lézerrel maratják a fólia ellenállás ötvözetbe. Ez a folyamat egyedülállóan ötvözi az alacsony hőmérsékletű sodródás, a hosszú távú stabilitás, a nem induktív, érzéketlen statikus villamos energiára, az alacsony kapacitás, a gyors hőstabilitás és az alacsony zaj zajának fontos jellemzőit az egyetlen ellenállási technológiában.
Ezek a tulajdonságok nagy stabilitást és megbízhatóságot biztosítanak az áramköri rendszerben. Az ellenállás pontossága, a stabilitás és a válaszsebesség között nem veszünk kompromisszumot. A pontos ellenállási értékek elérése érdekében az ömlesztett fémfólia fémfólia kiegyensúlyozott és szelektíven kiküszöböli a belső rövidítőcsíkokat. A magas ellenállás követelmények kezelésekor a területet szelektíven vágják az ismert ellenállás -növekedésben, hogy az ellenállás értékét kis lépésekben növeljék.
Szabványos hőmérsékleti együttható ± 1 ppm/ fok 0 fok a {2}} fokig (0.

A párhuzamos ellenállási út kialakítása a fémfólia síkjában csökkenti az induktivitást, a {0}} {{0} maximális induktivitásával. 08 μH. A maximális kapacitás 0,5 pf. A 1- kΩ ellenállás válaszideje kevesebb, mint 1 ns, akár 100 MHz -ig. Az emelkedési időt az ellenállás értéke határozza meg, de a magasabb vagy alacsonyabb értékek csak kissé lassabbak, mint a közbenső értékek. A csengés a nagysebességű váltási áramkörökben, például a jelátvitelben, a csengetés sem.
A 1- kΩ ömlesztett fémfólia DC -ellenállása összehasonlítható a váltakozó áramú ellenállásával 100 MHz -en a következő képlet felhasználásával:
AC ellenállás/DC ellenállás=1. 001
A fólia -ellenállási technológiák olyan ellenállókat hoznak létre, amelyek speciális előírásokkal rendelkeznek, amelyek korábban nem voltak elérhetők és kívánatosak. Ide tartoznak a {{0}}. 2 ppm/ fokos hőmérsékleti sodródás, a pontosság akár ± 0.
Mennyire jónak kell lennie egy jó terméknek?
Természetesen nem minden áramköri mérnöki terv megköveteli a nagy teljesítményt. Számos alkalmazásban elegendő az alacsonyabb teljesítményű ellenállások, tehát a válaszok négy kategóriába tartoznak.
1. A fémfólia -ellenállások javíthatják az eszköz általános teljesítményét.
2. Egy vagy több fémfólia -ellenállás elérheti az eszköz legjobb teljesítményét.
3. A fémfólia -ellenállások javíthatják az áramköri technológia fejlesztését és javíthatják a precíziós ellenállás sok kedvező tulajdonságát.
4. Világosan tervezi a precíziós ellenállások hosszú távú megfontolásokhoz történő felhasználását (például: a fémfólia-ellenállások költséghatékonyabbak, mint drága eszközök hozzáadása az áramköri teljesítmény kissé javítása érdekében az áramkör pontosságának fenntartása érdekében).
Például a második kategóriában egyetlen paramétert kell mérlegelni a teljes tervezési gazdasággal. A magasabb teljesítmény ellenállás használata megtakaríthatja a költségeket, mivel a kompenzációs áramkör csökkenthető (és a kapcsolódó alkatrészek költségeit és telepítését megtakaríthatjuk). Az ellenállás pontosságának javítása költséghatékonyabb, mint az eszköz fejlesztése, mivel az eszköz javítása a teljesítmény javítása érdekében drágább, mint a precíziós ellenállások.
Precíziós huzal -ellenállások
A vezetékes ellenállásokat általában a vezetékes ellenállásokra és a precíziós vezetékes ellenállásokra osztják. A Power vezetékes ellenállások felhasználás közben nagymértékben megváltoznak, és nem használhatók olyan alkalmazásokban, amelyek precíziós teljesítményt igényelnek. Ezért nem fogjuk megvitatni a Power Wirewound ellenállásokat.
A vezetékes ellenállások gyártási folyamata során az ellenállási huzal belső felületét (a szigetelő csontváz közelében lévő oldalt) megszorítják, és külső felületét feszültségnek vetik alá. Állandó deformáció következik be.
Az e folyamat által okozott deformáció és az azt követő huzal lágyítása során mesterséges, szemben a rugalmas vagy reverzibilis deformációval. A kiszámíthatatlan állandó mechanikai deformáció véletlenszerű változásokat okoz a huzal elektromos tulajdonságaiban és ellenállásában. Az eredmény a teljesítményparaméterek széles skálája.
A vezetékes ellenállások huzalsebekből készülnek egy szigetelő csontvázon. A különböző átmérőjű és hosszúságú vezetékek kiszámítható ellenállást és jellemzőket biztosítanak. A precíziós vezetékes ellenállások jobb antisztatikus tulajdonságokkal és alacsonyabb zajokkal rendelkeznek, mint a vékony fóliák és a vastag film ellenállások. A vezetékes ellenállások szintén alacsonyabb hőmérsékleti sodródást és jobb stabilitást mutatnak.
A vezetékes ellenállások kezdeti pontossága ± 0. 005 %. A hőmérsékleti sodródás olyan alacsony lehet, mint a 3 ppm/ fok; De az alacsony ellenállású vezetékes ellenállások esetében ez általában 15 ppm/ fok és 25 ppm/ fok. A termikus zaj alacsony, és a nyomon követési hőmérsékleti sodródás a működési hőmérsékleti tartományon kívül is elérheti a ± 2 ppm/ fokot. Nyilvánvalónak kell lennie, hogy a vezetékes ellenállások nem rendelkeznek SMD csomagolási termékekkel (az SMD nem van öntve, és néhány öntött felületű vezetékes ellenállások nem SMD ellenállások), tehát a vezetékes ellenállások nem használhatók olyan helyzetekben, amikor az ellenállás súlyára és térfogatára van szükség.
A vezetékes ellenállások kanyargós szerkezete miatt azonban a huzal -ellenállások induktívak, és a hasonló tekercsek kapacitást eredményeznek. A speciális kanyargós technológia felhasználható az induktivitás csökkentésére az ellenállás használata során a válaszidő javítása érdekében. A velejáró induktív és kapacitív kialakítás miatt a vezetékes ellenállásoknak nincs jó magas frekvenciájú tulajdonságai. Különösen az 50 kHz feletti alkalmazásokban. Az induktivitás és az árfaktorok miatt a precíziós huzal -ellenállások jelenleg a kiküszöbölés szélén állnak.
Vékony film ellenállás
A vékony film ellenállásokat úgy alakítják ki, hogy egy filmanyagot 50-250 angstrom -os vastagságú, a kerámia szubsztrátumra elpárologtatnak, a párolgáshoz hasonló módszerrel [1 Angstrom (a)=10 nanométerek]. A vékony film ellenállások nagyobb ellenállási értékeket eredményezhetnek egy adott területen, mint a vezetékes ellenállások és a fólia ellenállások, és olcsóbbak. Ez a vékonyréteg-ellenállásokat gazdaságosabb választássá teszi azokban az alkalmazásokban, ahol közepes pontosságú nagy ellenállású ellenállásokra van szükség, és figyelembe kell venni a tér hatékonyságát.
A vékony film ellenállások érzékenyek a hőmérsékletre. A film megfelelő vastagságát választhatjuk különféle ellenállási értékek előállításához, de egy adott film csak egy bizonyos ellenállási tartományban képes ellenállókat eredményezni. Ezért a különféle vastagságú filmeket használják a különféle ellenállási tartományokkal rendelkező ellenállások előállítására.
A film stabilitását a hőmérséklet növekedése befolyásolja. A film öregedési stabilitásának változási folyamata a film vastagságától függ a megadott ellenállási érték elérése érdekében, így az ellenállási tartomány folyamatosan változik. A kémiai/mechanikus öregedés magában foglalja az ellenállás -ötvözet oxidációját is, amelyet a hőmérséklet növekedése okoz.
A megfelelő vastagságú film hőmérsékleti sodródása káros hatással lehet az ellenállási értékre. A nagy ellenállású vékonyréteg-ellenállások nagyobb romlási sebességgel bírnak. Mivel minél vékonyabb a film, annál hajlamosabb az oxidációra. Mivel a vékony film ellenállások nagyon vékonyak, a statikus elektromosság könnyen befolyásolja őket.
Ezenkívül, mivel a fémelem rész nagyon kicsi, a vékonyréteg -ellenállások szintén nagyon érzékenyek a nedvesség által okozott korrózióra. Amikor a vízgőz áthalad az ellenállási csomagon, akkor szennyeződéseket hoz és kémiai korrózióval alakul ki, ami az ellenállási film meghibásodását eredményezi néhány órán belül, miután egy DC alacsony feszültségterhelést alkalmaznak.
A hosszú távú többrétegű film lerakódásán, a nagy pontosságú ellenállás beállításán és a szűrés utáni szűrés révén a legjobb precíziós vékonyréteg-ellenállások ± 2ppm/ fok hőmérsékleti sodródását és ± 0 pontosságot is elérhetnek. 01%, valamint a jó hosszú távú stabilitás. Az energia azonban nem magas, az alacsony ellenállású rész gyenge teljesítménye, nem anti-statikus, a teljesítmény együtthatója gyenge, nehéz megfelelni a kis tétel-ellátásnak, és a különböző tételek konzisztenciája nem jó.
Vastag filmállóság
Az előző vitában elmagyaráztuk, hogy a vezetékes ellenállások nem használhatók a chip alkalmazásokban méret, csomagolás és súly miatt. Kevésbé pontos alkalmazásban, mint a huzalos ellenállás, a vastag film ellenállásokat gyakrabban használják, mivel a vastag film ellenállások sűrűbb ellenállási értékekkel (nagy ellenállás/kis méret) és olcsóbbak.
A vastag film ellenállások gyorsabban reagálnak, hasonlóan a vékony film -ellenállásokhoz és a fólia -ellenállásokhoz, de a különféle ellenállási technológiák közül a vastag film -ellenállások a legzajosabbak. Kevésbé pontos alkalmazásban történő felhasználás esetén a vastag film ellenállásokat megvitatják és széles körben használják különféle áramkörökben, ideértve a nagy pontosságú áramkörök kevésbé pontos részeit.
A vastag film az üvegmátrix részecskék közötti érintkezésére támaszkodik, hogy ellenállási útvonalat képezzen. Ezek az érintkezési pontok képezik a teljes ellenállást. Ezeket a részecskéket azonban az ellenállás használata során blokkolják a termikus stressz. Mivel sok párhuzamos útjuk van, az ellenállási út nem törött. Az ellenállási érték azonban az idő múlásával és a hőmérséklet emelkedésével azonban növekedni fog. Ezért a vastag film ellenállások nem olyan stabilak, mint más ellenállási technológiák.
A részecskeszerkezet azt is jelenti, hogy a vastag film ellenállások nagy zaj -együtthatóval rendelkeznek, mivel az ellenállás elektronok ezen szerkezeten keresztüli aggregálódása és felszabadulása viszonylag nagy zajt okoz. Egy adott méret ellenállás esetén minél magasabb az ellenállás értéke és annál alacsonyabb a fémtartalom, annál nagyobb a zaj és annál kevésbé stabil. A vastag film ellenállás üvegszerkezete üvegszerű védőréteget képez az ellenállás védelme érdekében a feldolgozás során, ami a vastag film ellenállást is ellenállóvá teszi, mint a vékonyréteg-ellenállások.
A vastag filmálló paszták folyamatos fejlesztése révén a legpontosabb vastag film -ellenállás -technológia képes volt elérni ± 5ppm/ fokos hőmérsékleti sodródást, és még több vastag film ellenállókkal, amelyek kompenzálhatják egymást, végül elérheti a ± 2ppm/ fok hőmérsékleti sodródását. Legmagasabb pontossága elérheti a ± 0 01%-ot is. A precíziós vastag film ellenállások a nagyfeszültségű, nagy ellenállású és nagy pontosságú alkalmazásokban a mainstream technológia. A vastag film ellenállások hátránya, hogy nehéz elérni a nagy pontosságú és alacsony hőmérsékleti sodródást az alacsony ellenállású részben, a zajindex nem jó, és a hosszú távú stabilitás általában rosszabb, mint a többi precíziós ellenállás.