Prestasi dan penggunaan perintang ketepatan yang tinggi

Pembangunan dan penggunaan teknologi baru dalam industri perintang telah membawa kepada pengurangan mendadak dalam saiz perintang. Permintaan pasaran baru juga telah mendorong pengeluar komponen elektronik untuk membangunkan produk dengan prestasi dan kestabilan yang lebih baik. Memandangkan penggunaan pelbagai jenis perintang ketepatan menjadi semakin meluas, prestasi perintang ketepatan telah menjadi lebih penting. Parameter utama perintang ketepatan termasuk pekali suhu (TCR), pekali kuasa (PCR), kestabilan jangka panjang, keupayaan anti-statik (ESD), daya elektromotif haba (EMF), bunyi bising, dan lain-lain.
Peningkatan prestasi keseluruhan sistem dicapai melalui setiap komponen elektronik atau subsistem. Prestasi keseluruhan ditentukan oleh pautan paling lemah dalam sistem litar. Setiap komponen membawa beberapa batasan prestasi ke sistem litar keseluruhan. Khususnya, beban jangka pendek, kestabilan jangka panjang, tindak balas kekerapan, dan bunyi bising. Dalam industri perintang diskret, terdapat empat teknologi perintang popular, perintang wirewound, perintang filem tebal, perintang filem nipis, dan perintang kerajang, menyediakan pelanggan dengan penyelesaian dengan keperluan prestasi yang berbeza dan belanjawan yang berbeza.
Jadual 1 secara ringkas meringkaskan kelebihan dan kekurangan pelbagai teknologi perintang, kesan terma, tekanan mekanikal, dan ciri -ciri elektrik.
Tekanan, sama ada mekanikal atau terma, menyebabkan perubahan dalam sifat elektrik perintang. Jika perintang berubah bentuk, panjang, konfigurasi, atau struktur molekul disebabkan oleh tekanan, sifat elektrik perintang juga akan berubah.
Apabila arus mengalir melalui elemen perintang, ia menghasilkan pemanasan sendiri, dan perubahan suhu menyebabkan bahan berkembang atau kontrak secara mekanikal. Unsur perintang yang ideal mempunyai keupayaan untuk mengimbangi fenomena ini secara automatik. Sistem peningkatan kestabilan dapat mengekalkan integriti sifat fizikal elemen perintang melalui proses pembuatan dan menghapuskan keperluan untuk mengimbangi pemanasan dan tekanan diri semasa penggunaan perintang.
Kami akan membandingkan ciri -ciri teknologi perintang yang berbeza dan membincangkan penggunaan setiap jenis perintang dalam litar ketepatan.
Perintang foil
Aloi perintang foil khas (nikel/kromium dan bahan tambahan) terikat kepada matriks seramik khas dengan rintangan terkawal untuk mengimbangi tekanan yang disebabkan oleh haba dan tekanan mekanikal. Corak laluan perintang adalah laser terukir ke dalam aloi perintang foil. Proses ini secara unik menggabungkan ciri-ciri penting drift suhu rendah, kestabilan jangka panjang, tidak induktif, tidak sensitif terhadap elektrik statik, kapasitans rendah, kestabilan haba yang cepat, dan bunyi yang rendah dalam teknologi perintang tunggal.
Ciri -ciri ini membawa kestabilan dan kebolehpercayaan yang tinggi ke sistem litar. Tiada kompromi antara ketepatan perintang, kestabilan dan kelajuan tindak balas dipertimbangkan. Untuk mendapatkan nilai rintangan yang tepat, foil logam logam logam pukal seimbang dan selektif menghapuskan jalur kekurangan dalaman. Apabila berurusan dengan keperluan rintangan yang tinggi, kawasan itu dipotong secara selektif dalam kenaikan rintangan yang diketahui untuk meningkatkan nilai rintangan dalam langkah -langkah kecil.
Koefisien suhu standard ± 1 ppm/ darjah 0 darjah ke + 60 darjah (0.

Reka bentuk jalur perintang selari dalam satah foil logam mengurangkan induktansi, dengan induktansi maksimum {{0}}. 08 μH. Kapasiti maksimum ialah 0.5 pf. Masa tindak balas perintang 1- kΩ kurang dari 1 ns sehingga 100 MHz. Masa kenaikan ditentukan oleh nilai perintang, tetapi nilai yang lebih tinggi atau lebih rendah hanya sedikit lebih perlahan daripada nilai pertengahan. Tidak ada deringan yang sangat penting dalam litar penukaran berkelajuan tinggi, seperti penukar isyarat.
Rintangan DC 1- kΩ foil logam pukal boleh dibandingkan dengan rintangan AC pada 100 MHz menggunakan formula berikut:
Rintangan AC/Rintangan DC=1. 001
Teknologi perintang foil menghasilkan perintang dengan spesifikasi khas yang sebelum ini tidak tersedia dan wajar. Ini termasuk hanyutan suhu {{0}}. 2 ppm/ darjah, ketepatan serendah ± 0. 001 %, 1000- kestabilan hayat beban jam ± 0.005 % (50 ppm)
Seberapa baik produk yang baik benar -benar perlu?
Sudah tentu, tidak setiap reka bentuk jurutera litar memerlukan prestasi tinggi keseluruhan. Dalam banyak aplikasi, perintang berprestasi rendah akan mencukupi, jadi jawapannya jatuh ke dalam empat kategori.
1. Resistor foil logam boleh meningkatkan prestasi keseluruhan peranti.
2. Satu atau lebih perintang foil logam boleh mencapai prestasi terbaik peranti.
3. Resistor foil logam dapat meningkatkan perkembangan teknologi litar dan meningkatkan banyak sifat perintang ketepatan yang baik.
4. Jelas merancang untuk menggunakan perintang ketepatan untuk pertimbangan jangka panjang (contohnya: perintang foil logam lebih efektif daripada menambah peranti mahal untuk meningkatkan prestasi litar sedikit untuk mengekalkan ketepatan litar).
Dalam kategori kedua, sebagai contoh, parameter tunggal mesti ditimbang terhadap ekonomi reka bentuk keseluruhan. Menggunakan perintang prestasi yang lebih tinggi dapat menjimatkan kos kerana litar pampasan dapat dikurangkan (dan kos komponen yang berkaitan dan pemasangannya disimpan). Meningkatkan ketepatan perintang lebih efektif daripada meningkatkan peranti, kerana meningkatkan peranti untuk meningkatkan beberapa prestasi lebih mahal daripada perintang ketepatan.
Perintang Wirewound Precision
Perintang wirewound umumnya dibahagikan kepada perintang wirewound kuasa dan perintang wirewound ketepatan. Resistor wirewound kuasa akan berubah dengan banyak semasa penggunaan dan tidak boleh digunakan dalam aplikasi yang memerlukan prestasi ketepatan perintang. Oleh itu, kami tidak akan membincangkan perintang wirewound kuasa.
Semasa proses pembuatan perintang wirewound, permukaan dalaman dawai perintang (sisi dekat dengan kerangka penebat) diperah, dan permukaan luarnya tertakluk kepada ketegangan. Ubah bentuk kekal berlaku.
Deformasi yang disebabkan oleh proses ini dan semasa penyepuhlindapan yang berikutnya adalah tiruan, berbanding dengan ubah bentuk elastik atau boleh diterbalikkan. Deformasi mekanikal kekal yang tidak dapat diramalkan menyebabkan perubahan rawak dalam sifat elektrik dan rintangan dawai. Hasilnya adalah pelbagai parameter prestasi.
Perintang wirewound diperbuat daripada luka dawai pada rangka penebat. Wayar diameter dan panjang yang berbeza memberikan rintangan dan ciri -ciri yang boleh diramal. Resistor Wirewound Precision mempunyai sifat antistatik yang lebih baik dan bunyi yang lebih rendah daripada filem nipis dan perintang filem tebal. Resistor Wirewound juga mempunyai hanyut suhu yang lebih rendah dan kestabilan yang lebih baik.
Resistor Wirewound boleh mempunyai ketepatan awal ± 0. 005 %. Drift suhu boleh serendah 3 ppm/ darjah biasa; Tetapi untuk perintang wirewound rintangan yang rendah ia biasanya 15 ppm/ darjah hingga 25 ppm/ darjah. Kebisingan haba adalah rendah, dan penjejakan suhu hanyut di luar julat suhu operasi juga boleh mencapai ± 2 ppm/ darjah. Harus jelas bahawa perintang wirewound tidak mempunyai produk pembungkusan SMD (SMD tidak dibentuk, dan beberapa perintang wirewound mount permukaan yang dibentuk bukan perintang SMD), jadi perintang wirewound tidak boleh digunakan dalam situasi di mana berat dan jumlah perintang diperlukan.
Walau bagaimanapun, disebabkan struktur penggulungan perintang wirewound, perintang wirewound adalah induktif, dan lilitan yang sama menghasilkan kapasitans. Teknologi penggulungan khas boleh digunakan untuk mengurangkan induktansi untuk meningkatkan masa tindak balas semasa penggunaan perintang. Oleh kerana reka bentuk induktif dan kapasitif yang wujud, perintang wirewound tidak mempunyai ciri-ciri frekuensi tinggi yang baik. Terutamanya dalam aplikasi di atas 50kHz. Oleh kerana faktor induktansi dan harga, perintang wirewound ketepatan kini berada di ambang dihapuskan.
Resistor filem nipis
Perintang filem nipis dibuat dengan menguap bahan filem dengan resistiviti tertentu 50 hingga 250 angstroms tebal ke substrat seramik menggunakan kaedah yang serupa dengan penyejatan [1 angstrom (a)=10 nanometer]. Resistor filem nipis boleh menghasilkan nilai rintangan yang lebih tinggi di kawasan tertentu daripada perintang wirewound dan perintang foil dan lebih murah. Ini menjadikan perintang filem nipis sebagai pilihan yang lebih ekonomik dalam aplikasi di mana perintang ketahanan tinggi ketepatan diperlukan dan kecekapan ruang dipertimbangkan.
Resistor filem nipis sensitif terhadap suhu. Ketebalan filem yang sesuai dapat dipilih untuk menghasilkan pelbagai nilai rintangan, tetapi filem tertentu hanya dapat menghasilkan perintang dengan julat rintangan tertentu. Oleh itu, filem -filem pelbagai ketebalan digunakan untuk menghasilkan perintang dengan pelbagai rentang rintangan.
Kestabilan filem ini dipengaruhi oleh peningkatan suhu. Proses perubahan kestabilan penuaan filem bergantung kepada ketebalan filem untuk mencapai nilai rintangan yang ditentukan, jadi julat rintangan sentiasa berubah. Penuaan kimia/mekanikal juga termasuk pengoksidaan aloi perintang yang disebabkan oleh peningkatan suhu.
Hanyut suhu filem ketebalan yang sesuai juga boleh memberi kesan buruk terhadap nilai rintangan. Resistor filem nipis yang tinggi mempunyai kadar kemerosotan yang lebih besar. Kerana filem yang lebih nipis, semakin mudah ia adalah untuk pengoksidaan. Kerana perintang filem nipis sangat nipis, mereka mudah terjejas oleh elektrik statik.
Di samping itu, kerana bahagian elemen logam sangat kecil, perintang filem nipis juga sangat terdedah kepada kakisan yang disebabkan oleh kelembapan. Apabila wap air melalui pakej perintang, ia membawa kekotoran dan mengembangkan kakisan kimia, menyebabkan filem perintang gagal dalam masa beberapa jam menggunakan beban voltan rendah DC.
Melalui pemendapan filem pelbagai lapisan jangka panjang, pelarasan rintangan ketepatan tinggi dan post-screening, perintang filem nipis ketepatan terbaik juga boleh mencapai hanyutan suhu ± 2ppm/ darjah dan ketepatan ± 0 01%, serta kestabilan jangka panjang yang baik. Walau bagaimanapun, kuasa tidak tinggi, bahagian rintangan yang rendah mempunyai prestasi yang buruk, ia bukan anti-statik, pekali kuasa adalah miskin, sukar untuk memenuhi bekalan batch kecil, dan konsistensi batch yang berbeza tidak baik.
Perintang filem tebal
Dalam perbincangan terdahulu, kami menjelaskan bahawa perintang wirewound tidak boleh digunakan dalam aplikasi cip kerana saiz, pembungkusan dan berat badan. Dalam aplikasi yang kurang tepat daripada perintang wirewound, perintang filem tebal lebih biasa digunakan kerana perintang filem tebal mempunyai nilai rintangan yang lebih padat (rintangan tinggi/saiz kecil) dan lebih murah.
Resistor filem tebal mempunyai tindak balas frekuensi yang lebih cepat, sama dengan perintang filem nipis dan perintang kerajang, tetapi di antara pelbagai teknologi perintang, perintang filem tebal adalah yang paling noisiest. Apabila digunakan dalam aplikasi yang kurang tepat, perintang filem tebal akan dibincangkan dan digunakan secara meluas dalam pelbagai jenis litar, termasuk bahagian yang kurang tepat dari litar ketepatan tinggi.
Filem tebal bergantung pada sentuhan zarah-ke-zarah pada matriks kaca untuk membentuk laluan rintangan. Titik hubungan ini membentuk keseluruhan rintangan. Walau bagaimanapun, zarah -zarah ini disekat oleh tekanan terma semasa penggunaan perintang. Kerana mereka mempunyai banyak jalan selari, jalan rintangan tidak akan dipecahkan. Walau bagaimanapun, nilai rintangan akan meningkat dari masa ke masa dan apabila suhu meningkat. Oleh itu, perintang filem tebal tidak stabil seperti teknologi perintang yang lain.
Struktur zarah juga bermaksud bahawa perintang filem tebal mempunyai pekali bunyi yang tinggi, kerana pergerakan agregasi dan pelepasan elektron perintang melalui struktur ini menghasilkan bunyi yang agak besar. Untuk perintang saiz yang diberikan, semakin tinggi nilai rintangan dan semakin rendah kandungan logam, semakin besar bunyi dan kurang stabilnya. Struktur kaca perintang filem tebal membentuk kot pelindung seperti kaca untuk melindungi perintang semasa pemprosesan, yang juga menjadikan perintang filem tebal lebih tahan terhadap kelembapan daripada perintang filem nipis.
Melalui peningkatan berterusan pasta perintang filem tebal, teknologi perintang filem tebal yang paling tepat telah dapat mencapai hanyutan suhu ± 5ppm/ darjah, dan juga dengan menggunakan pelbagai cip perintang filem tebal yang dapat mengimbangi satu sama lain, ia akhirnya dapat mencapai hanyut suhu ± 2pm/ darjah. Ketepatan tertinggi juga boleh mencapai ± 0. 01%. Perintang filem tebal ketepatan adalah teknologi arus perdana dalam aplikasi voltan tinggi, ketahanan tinggi, dan ketepatan tinggi. Kelemahan perintang filem tebal adalah sukar untuk mencapai ketepatan yang tinggi dan hanyut suhu rendah di bahagian rintangan yang rendah, indeks bunyi tidak baik, dan kestabilan jangka panjang umumnya lebih buruk daripada perintang ketepatan yang lain.