SMD rezistory — typy, parametre a charakteristiky

Rezistor je prvok, ktorý má nejaký druh odporu; používa sa v elektronike a elektrotechnike na obmedzenie prúdu alebo získanie potrebného napätia (napríklad pomocou odporového deliča). Rezistory SMD sú odpory na povrchovú montáž, inými slovami, odpory na povrchovú montáž.

Hlavnými charakteristikami rezistorov sú menovitý odpor, meraný v ohmoch, a závisí od hrúbky, dĺžky a materiálov odporovej vrstvy, ako aj od straty výkonu.

Elektronické súčiastky pre povrchovú montáž sa vyznačujú malými rozmermi, pretože buď nemajú pripojovacie svorky v klasickom zmysle. Položky hromadnej inštalácie majú dlhé vedenia.

Predtým pri montáži elektronických zariadení spájali súčiastky obvodov medzi sebou (závesná zostava) alebo ich prechádzali cez dosku plošných spojov do príslušných otvorov. Štrukturálne sú ich závery alebo kontakty vyrobené vo forme metalizovaných podložiek na tele prvkov.V prípade mikroobvodov a tranzistorov na povrchovú montáž majú prvky krátke, tuhé "nohy".

Jednou z hlavných charakteristík rezistorov SMD je ich veľkosť. Toto je dĺžka a šírka krabice, podľa týchto parametrov sa vyberajú prvky, ktoré zodpovedajú rozloženiu dosky. Zvyčajne sa rozmery v dokumentácii píšu v skrátenej forme so štvormiestnym číslom, kde prvé dve číslice označujú dĺžku prvku v mm a druhá dvojica znakov udáva šírku v mm. V skutočnosti sa však rozmery môžu líšiť od označenia v závislosti od typu a série prvkov.

Typické veľkosti SMD rezistorov a ich parametre

 Obrázok 1 – označenia pre dekódovanie štandardných veľkostí.

1. SMD odpory 0201:

L = 0,6 mm; W = 0,3 mm; H = 0,23 mm; L1 = 0,13 m.

• Rozsah menovitých hodnôt: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Prípustná odchýlka od nominálnej hodnoty: 1 % (F); 5 % (J)

• Menovitý výkon: 0,05W

• Prevádzkové napätie: 15V

• Maximálne povolené napätie: 50 V

• Rozsah prevádzkových teplôt: –55 – +125 °C

2. SMD odpory 0402:

L = 1,0 mm; W = 0,5 mm; H = 0,35 mm; L1 = 0,25 mm.

• Rozsah menovitých hodnôt: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Prípustná odchýlka od nominálnej hodnoty: 1 % (F); 5 % (J)

• Menovitý výkon: 0,062W

• Prevádzkové napätie: 50V

• Maximálne povolené napätie: 100 V

• Rozsah prevádzkových teplôt: –55 – +125 °C

3.SMD odpory 0603:

L = 1,6 mm; W = 0,8 mm; H = 0,45 mm; L1 = 0,3 mm.

• Rozsah menovitých hodnôt: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Prípustná odchýlka od nominálnej hodnoty: 1 % (F); 5 % (J)

• Nominálny výkon: 0,1W

• Prevádzkové napätie: 50V

• Maximálne povolené napätie: 100 V

• Rozsah prevádzkových teplôt: –55 – +125 °C

4. SMD odpory 0805:

L = 2,0 mm; W = 1,2 mm; H = 0,4 mm; L1 = 0,4 mm.

• Rozsah menovitých hodnôt: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Prípustná odchýlka od nominálnej hodnoty: 1 % (F); 5 % (J)

• Menovitý výkon: 0,125W

• Prevádzkové napätie: 150V

• Maximálne povolené napätie: 200 V

• Rozsah prevádzkových teplôt: –55 – +125 °C

5. SMD odpory 1206:

L = 3,2 mm; W = 1,6 mm; H = 0,5 mm; L1 = 0,5 mm.

• Rozsah menovitých hodnôt: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Prípustná odchýlka od nominálnej hodnoty: 1 % (F); 5 % (J)

• Nominálny výkon: 0,25W

• Prevádzkové napätie: 200V

• Maximálne povolené napätie: 400 V

• Rozsah prevádzkových teplôt: –55 – +125 °C

6. SMD odpory 2010:

L = 5,0 mm; W = 2,5 mm; H = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Rozsah menovitých hodnôt: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Prípustná odchýlka od nominálnej hodnoty: 1 % (F); 5 % (J)

• Nominálny výkon: 0,75W

• Prevádzkové napätie: 200V

• Maximálne povolené napätie: 400 V

• Rozsah prevádzkových teplôt: –55 – +125 °C

7. SMD odpory 2512:

L = 6,35 mm; W = 3,2 mm; H = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Rozsah menovitých hodnôt: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Prípustná odchýlka od nominálnej hodnoty: 1 % (F); 5 % (J)

• Nominálny výkon: 1W

• Prevádzkové napätie: 200V

• Maximálne povolené napätie: 400 V

• Rozsah prevádzkových teplôt: –55 – +125 °C

Ako vidíte, ako sa veľkosť rezistora čipu zväčšuje, v tabuľke nižšie sa zvyšuje nominálny stratový výkon, táto závislosť je jasnejšie znázornená, ako aj geometrické rozmery iných typov rezistorov:

Tabuľka 1 – Označenie rezistorov SMD

V závislosti od veľkosti sa môže použiť jeden z troch typov označenia odporu. Existujú tri typy označení:

1. S 3 číslicami. V tomto prípade prvé dva znamenajú počet ohmov a posledné číslo nuly. Takto sú označené odpory radu E-24 s odchýlkou ​​od menovitej hodnoty (tolerancie) 1 alebo 5%. Štandardná veľkosť rezistorov s týmto označením je 0603, 0805 a 1206. Príklad takéhoto označenia: 101 = 100 = 100 Ohm

Obrázok 2 je obrázok SMD odporu s nominálnou hodnotou 10 000 Ohm, tiež známy ako 10 kOhm.

 2. So 4 znakmi. V tomto prípade prvé 3 číslice označujú počet ohmov a posledná je počet núl. Takto sú opísané odpory série E-96 so štandardnými veľkosťami 0805, 1206. Ak je v označení prítomné písmeno R, hrá úlohu čiarky oddeľujúcej celé čísla od zlomkov. Označenie 4402 teda znamená 44 000 ohmov alebo 44 kOhm.

Obrázok 3 – Obrázok 44 kΩ SMD odporu

3. Označenie kombináciou 3 znakov — číslic a písmen. V tomto prípade sú prvé 2 znaky čísla označujúce kódovanú hodnotu odporu v ohmoch. Tretím znakom je multiplikátor. Z rezistorov série E-96 sú teda označené odpory štandardnej veľkosti 0603 s toleranciou 1%. Preklad písmen na faktor sa vykonáva v nasledujúcom poradí: S = 10 ^ -2; R = 10-1; B = 10; C = 10^2; D = 10^3; E = 104; F = 10^5.

Dekódovanie kódov (prvé dva znaky) sa vykonáva podľa tabuľky uvedenej nižšie.

Tabuľka 2 — dekódovacie kódy na označovanie rezistorov SMD

Obrázok 4 — rezistor s trojciferným označením 10C, ak použijete tabuľku a daný počet faktorov, potom 10 je 124 Ohm a C je faktor 10 ^ 2, čo sa rovná 12 400 Ohm alebo 12,4 kOhm.

Hlavné parametre rezistorov

V ideálnom rezistore sa berie do úvahy iba jeho odpor. V skutočnosti je situácia iná - rezistory majú tiež parazitné indukčno-kapacitné komponenty.Nižšie je uvedená jedna možnosť pre obvod ekvivalentného odporu:

Obrázok 5 – Obvod ekvivalentného odporu

Ako vidíte na obrázku, existujú kondenzátory (kondenzátory) a indukčnosť. Ich prítomnosť je spôsobená skutočnosťou, že každý vodič má určitú indukčnosť a skupina vodičov má parazitnú kapacitu. V rezistore súvisia s umiestnením jeho odporovej vrstvy a jeho konštrukciou.

Tieto parametre sa zvyčajne neberú do úvahy v jednosmerných a nízkofrekvenčných obvodoch, ale môžu mať významný vplyv vo vysokofrekvenčných rádiových prenosových obvodoch a v spínaných zdrojoch, kde tečú prúdy s frekvenciami od desiatok do stoviek kHz. V takýchto obvodoch môže akákoľvek parazitná súčiastka v mase nesprávneho zapojenia vodivých ciest dosky plošných spojov znemožniť prácu.

Takže indukčnosť a kapacita sú prvky, ktoré ovplyvňujú impedanciu a okraje prúdov a napätí ako funkciu frekvencie. Najlepšie z hľadiska frekvenčných charakteristík sú prvky na povrchovú montáž, pretože majú presne rovnakú malú veľkosť.

Obrázok 6 — Graf ukazuje pomer celkového odporu rezistora k aktívnemu odporu pri rôznych frekvenciách

Impedancia zahŕňa ako aktívny odpor, tak aj parazitnú indukčnosť a kapacitnú reaktanciu. Graf ukazuje pokles impedancie so zvyšujúcou sa frekvenciou.

Dizajn rezistora

Rezistory pre povrchovú montáž sú lacné a vhodné na automatizovanú montáž elektronických zariadení na dopravník. Nie sú však také jednoduché, ako sa zdá.

Obrázok 7 — Vnútorná štruktúra rezistora SMD

Základom rezistora je substrát Al2O3 — oxid hlinitý.Je to dobré dielektrikum a materiál s dobrou tepelnou vodivosťou, čo je rovnako dôležité, pretože počas prevádzky sa všetka sila odporu uvoľňuje do tepla.

Ako odporová vrstva sa používa tenký kovový alebo oxidový film, napríklad chróm, oxid ruténičitý (ako je znázornené na obrázku vyššie). Charakteristika rezistorov závisí od materiálu, z ktorého je táto fólia zložená Odporová vrstva jednotlivých rezistorov je fólia s hrúbkou do 10 mikrónov, vyrobená z materiálu s nízkym TCR (teplotný koeficient odporu), ktorý dáva vysokú teplotnú stabilitu parametrov a možnosti vytvárania vysoko presných prvkov, príkladom takéhoto materiálu je konštantán, ale menovité hodnoty takýchto odporov zriedka presahujú 100 ohmov.

Rezistorové podložky sú vytvorené zo sady vrstiev. Vnútorná kontaktná vrstva je vyrobená z drahých materiálov, ako je striebro alebo paládium. Medziprodukt je vyrobený z niklu. A vonkajší je olovený cín. Tento dizajn je spôsobený potrebou zabezpečiť vysokú priľnavosť (súdržnosť) vrstiev. Spoľahlivosť kontaktov a šum závisia od nich.

Aby sa zredukovali parazitné zložky, pri vytváraní odporovej vrstvy prichádzajú k nasledujúcim technologickým riešeniam:

Obrázok 8 – Tvar odporovej vrstvy

Inštalácia takýchto prvkov sa vykonáva v peciach a v rádioamatérskych dielňach pomocou spájkovačky, to znamená prúdom horúceho vzduchu. Preto sa pri ich výrobe venuje pozornosť teplotnej krivke ohrevu a chladenia.

Obrázok 9 – krivka ohrevu a chladenia pri spájkovaní rezistorov SMD

závery

Použitie povrchovo montovaných komponentov malo pozitívny vplyv na hmotnosť a rozmery elektronického zariadenia, ako aj na frekvenčnú charakteristiku prvku. Moderný priemysel vyrába väčšinu bežných prvkov v dizajnoch SMD. Vrátane: rezistorov, kondenzátorov, diód, LED, tranzistorov, tyristorov, integrovaných obvodov.