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半岛平台根底常识之电阻器

作者:小编    发布时间:2024-03-24 16:07:21    浏览量:

  比方,顺遂点亮发光二极管。 要使LED(发光二极管)发光,需求经由过程限定流过电路的电流,使施加于LED的电压值变成恰当的值(约2V)。

  别的,如图1-(b)所示,当串连毗连2节干电池时,会使施加于LED的电压太高(约3V),并会流过过电流,从而招致LED破坏。

  因而,如图1-(C)所示,假如在LED和干电池之间毗连1枚电阻器,经由过程掌握电阻器,使流过电路的电流适宜,则施加于LED的电压值就会变成恰当的值(约2V),从而可使LED和干电池都能一般事情。可见,电阻用具有经由过程限定电流的活动来使电路安稳运转的功用,是电路中不成或缺的元件之一。

半岛平台根底常识之电阻器(图1)

  前面所述的例子中,提到要使电路一般事情,需求利用恰当的电阻器,那末,该当利用多大的电阻值才适宜呢?明白这一点的,即是欧姆定律。即电压为V(单元V),电流为I(单元A)时,干系式以下。

  在此,追念一下欧姆定律。 如图2,电压V为1V,电流I为1A时,按照 (1) 式可求得电阻R…

  在此,思索一下图1-© 中利用的电阻器的电阻值是几。LED一般事情时约2V,干电池电压3V减去LED两头的电压2V,则电阻器两头的电压VR以下…

半岛平台根底常识之电阻器(图2)

  凡是,像事情时需求能量一样,机电和加热器、灯等电器事情时,也需求电能。暗示这些电器需求几能量的参数就是耗损功率。功率(耗损功率也一样)用电压和电流的乘积暗示,功率P有以下干系式…

  电阻器有电流流过期,按照欧姆定律,两头发生电压,和电器一样,电阻也耗损电能。比方,1Ω电阻器流过1A电流时,按照欧姆定律发生1V的电压,电阻器的耗损功率为1W,干系式以下…

  电阻器状况下,这个功率会局部酿成热能披发出来,耗损功率太高,则电阻器的温度上升,最初能够烧断或消融电阻器。因而,需求标注电阻器能耗损几W功率,即额定功率。 出于电阻器烧坏等宁静思索,凡是在额定功率的1/2以下的耗损功率下利用。

  电气电路的毗连大致上可分为串连毗连和并联毗连,如图3所示。毗连多个电阻器时,串连毗连和并联毗连其兼并电阻值各不不异,阻值以下。

半岛平台根底常识之电阻器(图3)

半岛平台根底常识之电阻器(图4)

  电阻用具有普遍的范例。在此为了更好的理解罗姆电阻器的范例,除凡是的按质料分类,还根据“外形”、“集成度”、“功用”停止了分类。

  根据电阻用具有的功用分类。 可分为牢固电阻器和可变电阻器,凡是所说的“电阻器”指的是牢固电阻器。

  ※感温电阻器(参考):操纵按照温度变革阻值变革的特征的电阻器。凡是状况下,与作为电阻器利用比拟,更多地作为传感器利用。在用处上除作为传感器利用以外,也可用于消弭半导体元件温度偏移的温度抵偿电路等。

  贴片牢固电阻器:可在电路板外表间接贴装的具有电极外形的外表贴装用电阻器。方形贴片电阻器在牢固电阻器中快要占9成,是如今普通利用的电阻器的支流产物。

  碳膜牢固电阻:在不变的磁器外表贴装碳膜构成电阻器,从发烧、熄灭的宁静性动身,之前不断作为小功率电阻器大批利用。

  金属膜牢固电阻器:替代碳膜电阻器的碳膜,利用Ni-Cr等金属质料作为电阻质料的电阻器。与碳膜电阻器比拟,在温度特征、电流乐音和线性方面特征优良。可用于高密度贴装。但另外一方面,价钱比碳膜电阻高。

  金属氧化膜电阻器:替代金属膜电阻器的金属膜,利用氧化锡等氧化金属的电阻器。因为金属氧化膜发烧不会熄灭,多用在数W这类中等功率的场所。发烧却不熄灭,以是在贴装的时分需求留意。

  绕线电阻器:把细金属线环绕纠缠在陶瓷绕线管上的电阻器。受温度影响小,乐音也比力小,但频次特征差,分歧用于高频电路。别的,因为加工上有诸多成绩,以是逐步被其他电阻器替换。有功率用和精细用两种。

  固体电阻器:混淆碳粉和树脂构成固体的电阻器。固然巩固,但在精细性方面不敷,逐步被碳膜电阻器替换。因为能够消费高耐压高阻值的产物,以是次要用于电源电路等大负载电路。

  排阻电阻器:该产物是把多个电阻器集成在一个封装里的复合元器件的一种。由于具有元器件个数削减、省力、可高密度贴装等长处,以是开端普遍用于电子电路中。电阻体的特征和普通的厚膜电阻器不异。

  厚膜半牢固电阻器:在电阻体上利用厚膜的可变电阻器,与碳质可变电阻器比拟,温度系数小。别的,由于具有多重扭转形及各类外形的产物,以是成为模仿电路微调方面不成短少的元器件。

  碳质半牢固电阻器:因为在电阻体质料里利用了碳膜,以是价钱低。可是特征普通,特别是温度系数跟着电阻值的变革而变革,以是不牢固。

  金属膜半牢固电阻器:在电阻体质料里利用了Ni-Cr等金属膜的可变电阻器。与碳质可变电阻器比拟,具有优良的温度特征和不变性,但价钱较高。

  公称电阻值:IEC(国际电气尺度集会)订定的、基于E系列※尺度数划定的电阻值,经由过程挑选初值1、公比10I/n (n=6、12、24・・・),各电阻值的允许偏差就成为牢固值。按照n的值,称为E6系列、E12系列、E24系列等。比方,以E12系列为例,1.0、1.2、1.5、18、・・・就把这些数值(最大偏差±10)的电阻值作为公称电阻值。别的,这一数列值不只用于电阻值,还用于电容器的电容值。

  额定功率:在划定的四周温度下,持续事情形态下可利用的最大功率。普通,按照负载电阻的功耗决议利用的电阻器品种。比方,方形贴片牢固电阻器大多用在1W以下的场所。别的,四周温度超越70°C时有须要减轻负载功率。

  电阻值允许偏差:暗示各电阻器的公称电阻值的允许偏差。该数值用F、G半岛平台入口、J、K、M等契合暗示,表白别离具有±1%、±2%、±5%、±10%、±20%的允许偏差。

  电阻值范畴:暗示各厂家按照系列名大概产物范例能够供给给用户的电阻值的范畴。1Ω~1MΩ的是普通电阻器,偶然候也需求1Ω以下、1MΩ以上的电阻器。不外,请留意,按照厂家、系列和范例也有没有法供给的产物。

  额定电压:在划定的四周温度下能够持续施加的直流电压或交换电压(有用值)的最大值。按照额定功率和公称电阻值计较出来。可是,不克不及超越最高利用电压。凡是被称为耐压的就是指这个数值。

  已往,为扩展电流的丈量范畴而作为分流器与电流计并联的电阻器称为分流器 (Shunt) ,比年来则开端将检测电路电流的电流检测用处的电阻器统称为分流电阻器。

  分流器 (Shunt) 有“绕过”“躲避”和“分流” 的意义,以往用于称号作为分流用处与电流计并联的电阻器。 出于扩展电流计丈量范畴的目标,将电阻器与电流计并联,以使活动的电流分流,从而丈量电路中活动的局部电流。

半岛平台根底常识之电阻器(图5)

  即电流计的显现值 (Ir: 流经电流计的电流值) 的 (1+r/R) 倍为电路中活动的局部电流值。

  在串连了电阻器的电路中,检测电阻器两头的电势差(压降),操纵欧姆定律来丈量电路中活动的电流值。

半岛平台根底常识之电阻器(图6)

  经由过程利用检测电路检测电压 (V) ,能够丈量电路中活动的电流 (I) 。 由于电流(I)与电压(V)成反比,实践上能够测验考试用电流值(I)的变更来替换检测出的电压(V)的变更,用于反应掌握和阈值监督等。

  ROHM的贴片电阻器各层由丝网印刷组成。 丝网印刷是指在丝网膜上构成印刷图文, 上面涂抹油墨用刮板挤压,在目的物(氧化铝电路板等)上抄写图文的印刷办法。

半岛平台根底常识之电阻器(图7)

  厚膜贴片电阻器各层由丝网印刷构成。氧化铝电路板上一次构成几百个电阻体,以是印刷形态下几存在偏向。即阻值存在偏向。 假如取有阻值偏向的芯片,只能获得部门的目的阻值。 因而需求施行调解阻值的“激光切割”工程。

半岛平台根底常识之电阻器(图8)

  激光切割是指对每一个电阻体停止测定并用激光切割构成目的阻值,同时削减偏向的工程。最后应印刷比目的阻值小的电阻体。经由过程在电阻体内参加切割工艺,使电畅通路变窄,阻值变大。

半岛平台根底常识之电阻器(图9)

  贴片电阻器的形状尺寸有企业独占的称号方法和mm、inch标识表记标帜方法。 代表性产物的尺寸交换表以下。

半岛平台根底常识之电阻器(图10)

半岛平台根底常识之电阻器(图11)

  额定功率是在额定情况温度中可在持续事情形态下利用的最大功率值。 当贴片电阻器通电后将会发烧。别的,因为利用温度的上限是肯定的, 因而在高于额定情况温度的前提下利用时,需求根据以下的功率降额曲线来低落功率。 额定情况温度是可以100%施加产物额定功率的最高情况温度值。 鄙人图中,70℃为额定情况温度。该温度取决于贴片电阻器的范例。

半岛平台根底常识之电阻器(图12)

  这里所说的情况温度是指电阻器自己未被施加功率的形态下,当电阻器表露在室温或电阻器四周的热量中时的电阻器四周温度(气温)。

  在JIS尺度中,情况温度被界说为不受电阻器自己发生的热量影响的地位四周温度。 可是,在丈量情况温度时,假如在实践利用情况中很难丈量到情况温度, 固然前提会比JIS尺度要更严厉,但作为替换计划仍是需求经由过程“丈量产物四周的电路板温度” 或“丈量产物上方约1cm处的氛围温度”来丈量温度。这里具体引见了JIS尺度中的界说。

  当情况温度超越额定情况温度时,允许功率将根据降额曲线降落。 也就是说,在超越额定情况温度的情况下,需求按照功率降额曲线低落允许功率再利用。

  利用电阻器时,不只要留意额定功率,还要留意电压相干的一些项目。 在这里,我们将对与之联系关系的额定电压和元件最高电压这两个术语及其界说(包罗它们之间的干系)停止讲解。 别的还会对相干术语临界电阻值和最大过载电压停止讲解。

  额定电压是指在额定情况温度或引脚温度下能够持续施加的直流电压或交换电压的最大值。 关于电阻器而言,即便额定功率不异的系列产物,可施加的电压也会因电阻值而差别,详细能够操纵以下公式(1)代入额定功率和电阻值计较得出。

半岛平台根底常识之电阻器(图13)

  该额定电压公式(1)是能够按照欧姆定律(2)和功率计较公式(3)导出的公式,而且与电阻值成反比。

半岛平台根底常识之电阻器(图14)

  元件最高电压是指仅合用于比特定电阻值高的高阻值地区的电压值,而且是能够持续施加的电压极限值。

  额定电压经由过程公式(1)计较,可是在电阻值较高的状况下,由该公式计较出的电压值太大,持续施加该电压时能够会破坏元件。 因而,将经由过程公式(1)计较出的值与元件最高电压停止比力,并将较小的值界说为额定电压。 以是,元件最高电压按照每种产物的系列和尺寸来划定。

半岛平台根底常识之电阻器(图15)

  ・额定电压=√(额定功率×电阻值)=√(1.0×100000) ≒316V 可是,因为元件最高电压为200V,因而没法施加高于200V的电压。因而,本产物的额定电压为200V。

  <POINT>请对上式计较出的值与元件最高电压值停止比力,并利用较小的值作为产物的额定电压。

半岛平台根底常识之电阻器(图16)

  最大过载电压是指仅在过载测试(JIS C 5201-1 4.13)中利用的值,而且是在过载测试中能够施加的最大电压值。 它与元件最高电压一样是合用于高阻值地区的值,假如经由过程“额定电压×每种产物的包管倍率”计较出的过载电压值是高阻值,则该值会很大,而且会因过电压而形成破坏。 因而,作为最大过载电压,设定了能够在过载测试中利用的上限电压值。

  以往的额定功率包管是基于情况温度来划定的。当在超越额定情况温度的前提下利用产物时,需求按照功率降额曲线来低落功率,称之为“情况温度降额”。

  而“引脚温度降额”并非按照情况温度来划定这类功率降额曲线的,而是经由过程施加功率时的产物引脚温度来划定的。可以100%施加产物额定功率时的最高产物引脚温度值称为“额定引脚温度”。额定引脚温度还取决于产物系列和尺寸,在某些状况下还取决于电阻值。

半岛平台根底常识之电阻器(图17)

  贴片电阻器的温升状况因装置元器件的电路板的散热机能而异。因为使用产物的小型化和高密度装置趋向,使得散热机能超卓的电路板愈来愈提高。经由过程利用散热机能优良的电路板,能够低落引脚部位的温度,使产物可以得到更高的包管功率,从而使产物能够在更高的功率下利用。

半岛平台根底常识之电阻器(图18)

  一切物资随温度变革内部阻值会发作变革。 电阻器也不破例,随温度变革阻值会发作变革。其变革比例称为电阻温度系数。 单元为ppm/°C。按照基准温度前提下的阻值变革率和温度差,能够用下式求得电阻温度系数。

  例)100ppm/°C电阻温度系数的贴片电阻器, 从基准温度20°C到100°C时的阻値变革率是?

半岛平台根底常识之电阻器(图19)

  大都贴片电阻器都划定了正负值,比方±100ppm/℃或±200ppm/℃。 这表白电阻值能够会因温度变革而向此中任一标的目的发作变革。 上面以厚膜贴片电阻器为例来阐明其缘故原由。

  当厚膜贴片电阻器的温度特征不是线性变革的,当以横轴为温度、以纵轴为阻值时, 会显现出下图所示的下图变革曲线。 这类变革的举动是由厚膜贴片电阻器中利用的质料的温度特征酿成的。

半岛平台根底常识之电阻器(图20)

  上图中横轴与纵轴的交点为基准温度,暗示25℃(或20℃)常温。 在上图中,关于蓝线来讲,因为正负斜率恰好以该基准温度为中间停止瓜代,因而,在基准温度以下的地区,表示出电阻值随温度的降低而减小的负斜率,在基准温度以上的地区,表示出电阻值随温度的降低而增长的正斜率。

  但是,实践电阻体质料的温度与电阻值之间的干系曲线图极点会有差别。 上面以下图中的①〜③为例停止阐明。

  下图的①〜③是同种质料的温度与电阻干系曲线图,因为质料的制作批次差别,故电阻的温度系数差别,以是图中极点的地位也差别。 终极会招致差别产物批次产物的电阻温度系数存在差别,即便在不异的温度范畴内利用电阻器时,电阻值变革的正负举动也存在因产物而异的温度范畴。

  →关于①〜③来讲,在−80℃〜±0℃、±0℃〜+100℃时会表示出甚么样的电阻值变革举动?

半岛平台根底常识之电阻器(图21)

半岛平台根底常识之电阻器(图22)

  可见,即便在不异的产物和不异的温度范畴内,差别的产物阻值变革举动也会差别,因而为了暗示电阻值能够会向正或负两个标的目的变革,而将电阻温度系数的值划定为用正负暗示。

  前面引见了厚膜贴片电阻器的电阻温度系数,但电阻器中还包罗金属膜贴片电阻器。 金属膜贴片电阻器产物的电阻温度系数根本上要小于厚膜贴片电阻器的电阻温度系数。

  厚膜贴片电阻器次要利用银作为电极质料,但这类银的电阻温度系数十分高。 别的,在厚膜贴片电阻器的状况下,电阻值越低的产物,电阻体质料也会利用银。 因而,银身分的比例增长,厚膜贴片电阻器会表示出电阻值越低、电阻温度系数越高的特性。

  而金属膜贴片电阻器次要接纳铜或镀铜作为电极质料。 铜也是一种电阻温度系数十分高的质料,其次要区分在于电阻体质料。 金属膜贴片电阻器所用的电阻体质料是由多种金属分解的特别合金。 这类合金的电阻温度系数很小,电阻体质料的电阻温度系数差别是形成厚膜贴片电阻器和金属膜贴片电阻器差别的次要缘故原由。

  经由过程向左或向右挪动所显现图形底部的●标识表记标帜,便可检察在指定范畴温度内某个温度下的电阻值颠簸范畴。 在上面的示例中,能够看出当电阻温度为60℃时,1Ω产物的阻值颠簸在最⼤到1.018Ω、最⼩到0.9911Ω的范畴区间内。

  额定功率的界说为可施加于产物的最大功率,因而哪怕超越额定功率值一霎时,也会超生产品的质保范畴。

  因而,需求按照一般施加在产物上的功率的最大值来判定响应的电阻器能否能够利用。 别的,假如按均匀功率来判定电阻器能否可用,最坏的状况下能够会招致产物破坏(生效),因而需求非分特别慎重。

半岛平台根底常识之电阻器(图23)

  上述两种波形,峰值功率×脉冲宽度=焦耳热[J](图中浅蓝色部门的面积)的前提是相称的,每秒的均匀功率前提是相称的,但实践上带给芯片元件的损伤(电阻值变革)是有差别的。

半岛平台根底常识之电阻器(图24)

  即便每秒的均匀功率不异,峰值功率差别对产物的损伤也差别,如前提②所示,峰值功率高、脉冲宽度短的前提对产物酿成的损伤更大。因而,对产物施加较着超越产物额定功率的功率半岛平台,即便工夫很短也长短常伤害的。

  别的,要在长久施加大功率的前提下利用时,需求按照产物自己的实践值停止判定。关于ROHM的产物,我们能够供给脉冲极限功率曲线(参考数据),经由过程该曲线能够理解当施加超越额定功率的脉冲时产物的耐受才能。因为该脉冲极限功率的实践值因产物尺寸和系列而异,因而需求对所利用的每款产物停止确认。

  分流电阻器在检测电流值时,需求用LSI来读取产物电阻值和流过电阻器的电流所发生的电极间电位差(电压差)。检测电极间电位差的办法包罗两线法和四线法(开尔文接法)。

  因为两线法毗连时焊料的电阻重量会招致偏差,因而凡是接纳将电流导线和电压检测导线分隔的四线法(开尔文接法)停止检测。经由过程进步分流电阻器的阻值也能够增长电极之间的电位差,但因为发烧量与电阻值成反比,因而仍是需求尽能够选用更低的电阻值。

  以是,当用将电流导线与电压检测导线分隔的四线法(开尔文接法)停止接线时,经由过程接纳不包罗铜箔电阻值的恰当布线(参考左下图),就可以够更高精度地检测电极之间的电位差(电压差)。

半岛平台根底常识之电阻器(图25)

  利用分流电阻器时,电阻值、额定功率和尺寸都长短常主要的思索身分。别的,还需求思索到会影响检测电压精度的一个身分——允许偏差。

  因为电阻值会跟着电流流过期的功耗所带来的器件温升和情况温度变革而变革,因而电阻温度系数成为精确检测电流值的主要参数。影响电阻温度系数的次要身分包罗以下四点:

  浪涌是指施加于电路的瞬态大电压或瞬态大电流。能够举人们平常熟知的例子,如雷或静电等。 电阻被施加这类浪涌电压或浪涌电流时,过分的电应力会使电阻特征遭到影响,最坏的状况,能够招致芯片破坏。

  ROHM的抗浪涌贴片电阻器,经由过程进步耐压特征、调解元件外形,与通用产物比拟,确保了大额定功率。

半岛平台根底常识之电阻器(图26)

  贴片电阻器用焊锡贴装于电路板上,并在各类情况下利用。偶然还在100°C以上高温情况或-40°C高温情况下利用。 厚膜贴片电阻以氧化铝电路板为支持, 与贴装电路板的代表性质料FR-4(玻璃环氧树脂),在温度变革惹起的膨胀度(热收缩系数)方面有差别。反复温度轮回时,该差别改变为应力,在分离二者的焊锡圆角接合处能够发生裂纹。

  芯片巨细、额定功率、元件最高电压等特征值都是衡量后的数值。 小尺寸的特征值比大尺寸的特征值低。

半岛平台根底常识之电阻器(图27)

  === 不低落额定功率等规格的根底上,期望处理焊接裂纹成绩,进步接合牢靠性! 期望芯片尺寸的扩展,不会惹起接合牢靠性降落,还能进步额定功率! === 长边电极型产物能够在不改动尺寸的前提下收缩电极间距。

  长边电极LTR系列能够处理焊接裂纹成绩,还能进步额定功率。 别的,还确保了抗浪涌特征,是牢靠性方面优良的产物。

  氛围中存在着各类情势的硫磺身分,像汽车尾气和温泉的硫磺气体等。 这类硫磺身分吸附在金属外表,渐渐地和金属发作反响。 厚膜贴片电阻器的内部电极接纳了银 (Ag),假如有硫磺身分气体从庇护膜和电镀层之间的漏洞侵入,就会发作以下图所示的反响,渐渐地天生硫化银 (Ag2S)。 (参考照片)成果内部电极断线,电阻值不克不及显现出来。 我们就把这类征象称为硫化惹起的断线。

半岛平台根底常识之电阻器(图28)

半岛平台根底常识之电阻器(图29)

  低阻值电阻器不只可准确显现电阻器的阻值,仍是小型、大功率产物或散热性优秀的产物所必不成少的。 为了应对大功率或进步散热性,普通利用较大贴片尺寸的产物或长边电极型产物。

半岛平台根底常识之电阻器(图30)

  长边电极型是小型/高额定功率的低阻值电阻器的代表。 长边电极型是经由过程增大电极尺寸来进步散热性,包管高额定功率的产物。可是,因为电极质料的增长等,与不异尺寸的通用品比拟,本钱方面处于优势。

半岛平台根底常识之电阻器(图31)

半岛平台根底常识之电阻器(图32)

  UCR系列接纳了后背贴装构造。后背贴装构造收缩了电路板与散热门的间隔,进步了散热特征。 别的,UCR系列除接纳后背贴装构造外,还对质料和构造停止了重估。如许,可包管比通用低阻值高的额定功率,对使用的小型化作出奉献。

半岛平台根底常识之电阻器(图33)

半岛平台根底常识之电阻器(图34)

  经由过程接纳后背贴装构造,不容易受侧面或外表电极的分外电阻身分影响,还改进了温度惹起的阻值变革(电阻温度系数)。

  当对贴片电阻器施加较着超越划定功率(电压)的大功率(高电压)时, ①在激光调阻槽盈余边沿将会发生电流集合征象。(下图中〇圈起来的部门) 在该电流集合部门发生的焦耳热招致部分温升。

半岛平台根底常识之电阻器(图35)

  另外一方面,经由过程氧化铝基板等的散热(热通报)征象也同时发作。 比拟其发烧量,假如散热量不敷,就有能够会超越电阻体或庇护膜的耐热温度,这部门中的一部门能够会呈现融化征象,招致部分断线。 假如再加上施加的电压较高的状况,则激光调阻槽的盈余边沿会完整熔断,终极招致断线(电阻开路)。 当负载过大时,主体还能够会开裂。

半岛平台根底常识之电阻器(图36)

  贴片电阻器凡是在被施加过电压时负向变革,进一步被施减轻负载时正向变革,终极招致断线(开路)。

半岛平台根底常识之电阻器(图37)

  ①过负载早期 电阻体中的绝缘身分(玻璃)被破坏,电阻值降落。(此时处于短路形态) ②过负载前期⇒开路破坏 发烧量招致导体身分部分融化,电流进一步集合在盈余的导体部门,进而招致导体团体熔断而形成开路。

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