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貼片式固定電阻器,又稱片式固定電阻器,簡稱貼片電阻、片阻。英文Chip Fixed Resistor(簡稱Chip-R、SMD Risistor),是電子電路中使用量最大,應用最廣的元件。
貼片電阻分類
從材料工藝角度分主要有兩大類:
1.厚膜貼片電阻器 Thick Film Risister
2.薄膜貼片電阻器 Thin Film Risister
厚膜貼片電阻器和薄膜貼片電阻器對比:
種類對比
厚膜
貼片電阻器
薄膜
貼片電阻器
電阻體材料
氧化釕類
鎳鉻合金
電阻體厚度
>10um
<1um
關鍵工藝
絲網印刷
高溫燒結
真空/磁控濺射
性
能
特
點
常規阻值
1Ω~22MΩ
1Ω~ 2MΩ
常規精度
±5%、±1%
±0.1%、±0.01%
TCR
(±50~±500)
ppm/℃
(±5~±25)
ppm/℃
功率
較大
較小
成本
低
高
適用範圍
無特別要求的廣泛場合
高精度、高穩定要求,如儀器表,醫療器械等
目前厚膜貼片電阻器生產量使用量佔絕大部分。
厚膜貼片電阻從設計性能上可分為常規、超低阻值、高壓、高阻、精密和大功率等六種類別。
厚膜貼片電阻不同類別區分:
參數分類
阻值
Ω
TCR
± ppm/℃
功率
W
電壓
V
公差
常規
1.0
~22M
100
~300
0603 1/10
0805 1/8
1206 1/4
1210 1/3
2010 3/4
2512 1
≤200
±5%
±1%
超低阻
10m
~1000m
500
≤200
±5%
±1%
高壓
10K
~15M
200
200
~1000
±5%
±1%
精密
10~1M
50
≤200
±0.5%
±0.1%
高阻
22M
~1.0G
500
~ 2000
≤200
±5%
±10%
大功率
0.1
~22M
75
~ 500
0603 1/5
0805 1/4
1206 1/2
1210 1/2
2010 1
2512 1.5
≤200
±5%
±1%
貼片電阻中還有一類叫零歐姆電阻,本質上相當跳線,應用相當廣泛。
外型外觀
內部結構
生產流程
尺寸規格
貼片電阻主要有「0201~ 2512」9個標準化的尺寸規格系列。有兩種尺寸代碼系統表示方式:
①EIA英制:如1206,」12」表示長度為0.12英寸,「06」表示寬度為0.06英寸。
②國際單位制:如3216,「32」表示長度為3.2mm英寸,「16」表示寬度為1.6mm。
由於1英寸=25.4mm,所以經標準化後英制「1206」與國際單位單位制「3216」表達的尺寸規格一致。
貼片電阻常規尺寸系列:
英制
(in)
公制
(mm)
長(L)
(mm)
寬(W)
(mm)
厚(t)
(mm)
0201
0603
0.60±0.05
0.30±0.05
0.23±0.05
0402
1005
1.00±0.10
0.50±0.10
0.30±0.10
0603
1608
1.60±0.15
0.80±0.15
0.40±0.10
0805
2012
2.00±0.20
1.25±0.15
0.50±0.10
1206
3216
3.20±0.20
1.60±0.15
0.55±0.10
1210
3225
3.20±0.20
2.50±0.20
0.55±0.10
2010
5025
5.00±0.20
2.50±0.20
0.55±0.10
2512
6432
6.40±0.20
3.20±0.20
0.55±0.10
具體尺寸公差,不同廠家略有不同。
還有更小尺寸的,如國巨的:
RC0075 長0.30X寬0.15X厚0.10 (mm)
RC0100 長0.40X寬0.20X厚0.13 (mm)
當前應用最廣的尺寸是0402、0603、0805及1206。0201及更小尺寸主要用於移動終端集成度較高的產品中;2010和2512等大規格主要用於大功率如電力電路領域。
標稱阻值及公差
標稱阻值:標識在電阻器上的阻值。要根據標準化了的阻值系列表進行標識。
公差:電阻器的標稱阻值與實際測量的阻值是存在偏差的,對偏差設定一個限度,如標稱阻值+5%範圍內,這就是標稱電阻值的公差或叫容許誤差、精度。
貼片電阻的標稱電阻值和公差按1952年國際電工學會規定的「固定電阻器和固定電容器優選值及其公差」系列確定。
優選值是一系列的數值或數列,是通過下面公式得出:
公式
E分別取6、12、24、48、96、192
K取0、1、2、3 …自然數
當E取值24,K為0 、1、 2 … 21、22、23時就可得到E24系列值,見表三,左邊第一列。
E24最常用的系列值。標稱阻值按系列確定,每個電阻器的阻值是系列值的1倍、10倍、100倍、1000倍、10000倍 … 。
下表給出E24系列值及據E24系列值進行標稱的系列標稱阻值。
E24系列值及對應系列標稱阻值:
當E-24系列標稱電阻值的允差取±5%時,例如:
標稱阻值「620」下限值為620ΩX(1-5%)=589Ω
標稱阻值「560」上限值為560ΩX(1+5%)=588Ω
如此推算,取公差為J級:±5%時,對應E24系列標稱阻值的相鄰標稱阻值上下限充值剛好相銜接。
據公式一,可形成E6、E12、48、E96、E192系列,其中E96也是貼片電阻常用系列,E96的公差為F級:±l.0%。
E24、E96系列是最常用的,選擇阻值是應選擇接近計算值的標稱值。公差標稱與阻值系列相關,公差越窄,精度越高,成本越高。
電阻值溫度係數 TCR
TCR — Temperature Coefficient of Resistance
電阻值溫度係數--表徵電阻值隨溫度變化的程度。
用於製造厚膜貼片電阻器的電阻體材料電阻值會隨溫度的變化而有一定的變化,因此隨溫度的變化電阻值會發生變化。
定義式:TCR=dR/(R.dT)
即當溫度改變1℃時,電阻器電阻值的相對變化,單位為ppm/℃(即10E(-6)/℃)。
實際應用時,採用平均電阻溫度係數
其中:△T=T2-T1
T1= +25 °C 基準溫度
T2=( –55 ~ +125 )°C 測試溫度
R1=+25 °C基準溫度下的電阻值
R2=( –55 ~ +125 )°C 測試溫度點下的電阻值
TCR有負溫度係數、正溫度係數和臨界溫度係數(在某一特定溫度下電阻只會發生突變)。
電阻體電極中的氧化釕與玻璃的比例成份決定了TCR的具體值。不同廠家、不同尺寸規格及不同阻值段所採用的電阻體材料不同,其阻值溫度係數(TCR)有差異,一般在(±50~±600)ppm/℃,常見有±100 ppm/℃、±200 ppm/℃、±400 ppm/℃。
因環境存在溫度變化,電阻器工作時也會引起溫升,阻值隨溫度變化對電路的工作穩定性將產生不良影響,電路要求越高,電阻溫度係數應越小,特別是作為基準電壓和提供工作點的電阻,更應該注意這一點。厚膜貼片電阻TCR最好水平做到±50ppm/℃,如需要變化率更小的電阻器,即須選用薄膜貼片電阻器,其TCR可達到±5ppm的水平。
選用時注意參考廠家提供的技術資料,掌握控制TCR參數。
額定功率與最大額定電壓
額定功率
貼片電阻通電做功發熱升溫,如熱功率過大,散熱不良,貼片電阻溫升過高會被燒毀。需要對貼片電阻熱功率進行限制,為額定功率。
公式:P = I2 R = U2/ R
貼片電阻散熱能力與材料、形狀和尺寸有關。同為厚膜貼片電阻,尺寸規格越大,散熱面積越大,額大功率就越大。
貼片電阻的尺寸規格與功率關係表:
尺寸規格
額定功率(70°C)
英制(inch)
公制(mm)
常規系列
提升系列
0201
0603
1/20W
/
0402
1005
1/16W
1/8W
0603
1608
1/10W
1/5W
0805
2012
1/8W
1/4W
1206
3216
1/4W
1/2W
1210
3225
1/3W
1/2W
2010
5025
1/2W
3/4W
2512
6432
1W
1.5W
厚膜電阻器的額定功率通常定義在環境溫度70℃下,當高於70℃時,應參照斜率按對應溫度降額使用,見圖A。
圖A.額定功率降額曲線
貼片電阻功率一般都較小,注意設計餘量,必要時採用降功率設計;有些尺寸的功率是可以兼容的,如0805可以做到1/4W與1206相當,具體要參考生產廠家技術資料
額定電壓(Vr)
額定電壓與額定功率有一定的相關性,最大工作電壓與尺寸有關,一般地額定工作電壓不超過200V,額定電壓大於200V的屬中高壓產品,需特別的設計。目前貼片電阻器的最大額定工作電壓最高可達1000V。
最大額定電壓不能完全按公式(P=U2/R)確定,因為當貼片電阻阻值R較大時,據公式得出的電壓值會很高,大大超出貼片電阻材料結構承受能力。
最大額定工作電壓是由貼片電阻材料與結構決定的,不同廠家的材料與結構略有不同,最大額定工作電壓值會有所差異,選用時需注意。
貼片電阻最大額定工作電壓表:
規格
常規型
中高壓型
0201
25V
—
0402
50V
—
0603
75V
350V
0805
150V
400V
1206
200V
500V
1210
200V
500V
2010
200V
1000V
2512
200V
1000V
過載工作電壓不能超過最大額定工作電壓的2倍,如1206常規型過載電壓不能大於400V。
在實際使用貼片電阻時,應當同時滿足額定功率和最大額定電壓要求。
命名方法
各廠家品牌貼片電阻的命名方法不完全一致,但基本包含有產品系列、尺寸、標稱電阻值、誤差級別和包裝方式等信息,有些品牌命名還含有溫度係數、額定功率等信息。
常見的命名規則
標識在貼片電阻器電阻體表面上的阻值代碼一般規則如下:
E24系列公差±5%:
兩位有效數字+零的個數 10KΩ=103
E96系列公差±1% :
三位有效數字+零的個數 10.2KΩ=1022
全球主要品牌及產品命名規則
綜觀全球貼片電阻市場,日系代表廠商有村田、TDK、AVX、羅姆、松下等;臺系代表廠商有國巨、旺詮、厚生、華新科、大毅科技、光頡等;韓系、美系和陸系代表廠商分別有三星、威世和風華高科。
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