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使用薄膜电阻器在你的下一个PCB组件

薄膜电阻组件

我记得我买了我的第一个电子设备作为一个学生。它包含一系列的电容,电阻,电感,几个二极管,和一些基本的集成电路(NAND盖茨,555定时器,等等)。这些电阻是典型的圆柱形电阻与彩色的乐队,我记得有一次,我都带记忆,可以挑选特定的电阻面熟。

这与薄膜电阻并非如此简单,没有一个颜色代码。如果你正试图决定使用哪种类型的电阻器在你的下一个PCB,有很多考虑,从几何精度和热稳定性。然而,电气和热性能的薄膜电阻组件数据记录,并很容易分析电路与模拟电路行为的工具。

不同类型的电阻

电阻可以大致归类为固定或可变电阻器。正如它们的名字所暗示的,可变电阻电阻,可以改变,通过控制设备的用户或通过外部刺激(电气、机械、热、磁等)。固定电阻的目的是提供在任何电压或电阻温度稳定,但这并非总是如此。下表显示了一个简短的比较常见的类型的电阻。

电阻式

热稳定性

精度

Max。电压

薄膜

5-50 ppm / K

通常1%、5%

通常~ 500 V

厚膜

50 - 200 ppm / K

通常1%、5%

通常~ 1 kV

压敏电阻

高值

不同

通常小于~ 500 V

热敏电阻

~ 1 - 10%,非线性

不同

通常小于~ 500 V

圆柱形碳膜

250 - 800 ppm / K

1%、5%、10%

通常~ 500 V

圆柱形金属薄膜

20 - 200 ppm / K

1%、5%、10%

通常~ 500 V

请注意,这些电阻的温度系数可以积极或消极的(即。时,电阻可以增加或减少随着温度的增加,分别)。这些组件的最大直流和交流电压值会有所不同。从精度和热稳定性的角度来看,快速概述在上面的表显示,薄膜电阻相当稳定相比其他类型的电阻。

薄膜电阻特性

薄膜电阻是SMD组件,所以你不会发现他们在一个典型的电子starter kit。他们有一个小的焊垫区使他们容易墓碑效应如果不能正常焊接。最常见的圆柱形碳膜或金属膜电阻是通孔组件,但薄膜电阻可以由各种不同的材料。碳和金属薄膜电阻可用,但高精密薄膜电阻通常由镍铬(NiCr)或氮化钽(TaN) NiCr是更受欢迎的电阻材料。

NiCr通常提供最低的TCR和范围广泛的阻力。组件的大小和制造业而言,只有一个有限的范围内可行的薄层电阻的值,通常从~ 5到每平方250Ω。尽管限制与薄膜电阻可用薄层电阻的值,他们可以提供非常紧公差达到低至50 ppm。他们还提供低寄生电容和温度系数低至1 - 2 ppm。

任何组件,提供了一些优势和好处也有一些缺点。薄膜电阻的制造过程是更昂贵比类似的厚膜电阻或圆柱形电阻器。薄膜电阻也有低质量比厚膜电阻,所以他们往往有较低的评级。

建设和非理想行为

薄膜电阻的使用内部互相交叉电极,包装内的电阻膜电阻器。电阻膜是安装在陶瓷、玻璃、或硅衬底,整个住房覆盖保护涂层。焊接的金属化结束,安装垫片。这个结构如下图所示。

薄膜电阻结构

薄膜电阻器建设(图片来源]。

经验丰富的电路设计应该能够看到这个就像电感和电容不是真正的理想设备,这同样适用于厚膜和薄膜电阻。这些非理想行为结果从薄膜电阻的寄生电容和电感包。最简单的非理想模型实际电阻串联与并联RC电路的电感器。更准确的模型如下图所示,考虑外部电容的安装垫片,外部电感来自领导和内部并联电容。

薄膜电阻电路模型

为真正的薄膜电阻等效电路模型。

模拟信号的关键行为与这些类型的组件是使用频率扫描瞬态分析。各种L和C元素的搭配可能导致一些自已谐振行为。然而,零部件制造商设法设计这些电阻瞬态响应过阻尼,这消除了self-resonance。因此,他们像低通滤波器和滚边附近~ 1 GHz。这些组件在本质上是线性的,所以你不需要担心直流扫描。

不管你想要使用哪种类型的电阻在你的下一个设计中,你会有你需要的所有工具构建一个董事会和模拟其行为当你使用最好的PCB设计和分析软件。设计和仿真工具PSpice软件模拟器OrCAD全套的分析工具节奏非常适合设计和分析薄膜电阻电路和组件。

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