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时间:2019-03-28 16:39:24 来源:网络整理 有0人参与
精密电阻的概念
精密电阻,是指电阻的阻值误差、电阻的的热稳定性(温度系数)、电阻器的分布参数(分布电容和分布电感)等项指标均达到一定标准的电阻器。
对1Ω(欧姆)以上阻值的电阻,与标识阻值相比±0.5%以内阻值误差的电阻可称为精密电阻,更高精密的可以做到0.01%精度,也就是电子工程师所说的万分之一精度,此类电阻一般为薄膜电阻,使用此材质的电阻一般才能满足生产工艺要求。这类阻值1Ω以上电阻的普通系列精密度在±5%以上,电子产品上常见的就是5%精度的电阻,不属于精密电阻范围。
1Ω以下阻值的电阻,一般能达到±1%精密度之内,就算做精密电阻范畴了,因为阻值基数很小,就算是1%的误差,实际的阻值误差已经很小了。更高精密的可以做到±0.5%以内,但工艺要求,技术要求较高。
精密电阻的特性
精密电阻要求电阻的阻值误差、电阻的热稳定性(温度系数)、电阻器的分布参数(分布电容和分布电感)等项指标均达到一定标准的电阻器。
精密电阻分类
精密电阻按材料分,有金属膜精密电阻、线绕精密电阻和金属箔精密电阻几类。金属膜精密电阻的精度较高,但阻值温度系数和分布参数指标略低;线绕精密电阻的阻值精度和温度系数指标很高,但分布参数指标偏低;金属箔精密电阻的精度、阻值温度系数和分布参数各项指标都很高:精度可达10-6,温度系数可达±0.3×10-6/℃,分布电容可低于0.5pF,分布电感可低于0.1μH。由于上述三类精密电阻器的价格随性能而提高,所以在应用中应根据实际情况合理选用。例如,在直流或频率很低的交流电路中,一般只需选用线绕精密电阻或金属膜精密电阻即可,没有必要选用价格高昂的金属箔精密电阻。
金属膜精密电阻的主体通常为圆柱形;线绕精密电阻则有圆柱形、扁柱形和长方框架形几种;金属箔精密电阻则常呈方块形或片形。线绕精密电阻的匝数较多时,往往采用无感绕制法绕制,正向绕制的匝数和反向绕制的匝数相同,以尽量减小分布电感。长方框架形的线绕精密电阻通常是设备制造厂根据需要专门定制的,常用于仪器仪表。
一旦仪器仪表中的长方框架形线绕精密电阻损坏,可用与原电阻合金丝的材料、直径、长度均相同的新合金电阻丝均匀绕在原框架上代替。如果原长方框架形线绕精密电阻只是表面绝缘层破损,只需将原电阻丝从框架上拆下,重新浸漆(宜选用性能优、价格低的1260绝缘清漆),再经晾干处理后重新绕到原长方框架上即可。
主流的精密电阻技术及其优缺点
(一)精密厚膜电阻
通过对厚膜电阻浆料的持续改进,精密的厚膜电阻技术已经可以做到±5ppm/°C的温飘,甚至通过使用多个可以互相补偿的厚膜电阻芯片终达到±2ppm/°C的温飘。其精度也可以达到±0.01%。在高压高阻值高精密的应用中精密厚膜电阻是主流的技术。厚膜电阻的缺点是在低阻值的部分很难做到高精密低温飘,噪声指标也不好,长期稳定性一般比其他精密电阻差。
(二)精密薄膜电阻
精密薄膜电阻的技术发展代表了可以被大量商用的精密电阻技术,也是目前流行的精密电阻技术。通过长时间多层的膜层沉积,高精密的调阻和后期的筛选,的精密薄膜电阻可以达到±2ppm/°C的温飘和±0.01%的精度,以及很好的长期稳定性。其缺点是功率做不大,低阻值部分指标不好,不抗静电,功率系数差,很难满足小批量的供货,且不同批次的一致性不好。
(三)精密金属膜电阻
精密金属膜电阻的各项指标和精密薄膜电阻类似,晶圆精密金属膜电阻有被贴片精密薄膜电阻替代的趋势,但插脚的精密金属膜电阻仍然是主流的低成本的精密电阻技术。和精密薄膜电阻一样,调阻会造成热点效应,影响电阻的稳定性和可靠性。
(四)精密线绕电阻
作为早的精密电阻技术,高精密的线绕电阻温飘可以做到±1ppm/°C,且精度可以做到±0.001%,这是薄膜和厚膜电阻没有办法做到的。好的精密线绕电阻其阻值可以做到接近50M,适合超精密高阻值的应用。由于其他电阻技术的发展,精密线绕电阻趋于被淘汰的边缘,因为其价格昂贵,有电感等缺点。
(五)精密箔电阻
虽然精密箔电阻早在1962年发明,截至目前它仍然是精密的电阻技术,通过把镍铬合金黏贴在陶瓷基板上进行应力平衡,得到接近于零的温飘,通过激光刻蚀电阻图形以及调阻,可以得到高达±0.001%的精度。好的箔电阻存储6年阻值仅漂移±2ppm,抗静电,无感无容,无热点设计,低噪声,低电压系数。箔电阻的缺点是阻值做不了很高,尺寸的贴片电阻只能做到150K,尺寸的插脚电阻阻值只能做到2M。
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