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精密電阻的概念與分類

2021-02-24 16:07:57閱讀量:804

精密電阻的概念
精密電阻,是指電阻的阻值誤差、電阻的的熱穩定性(溫度系數)、電阻器的分布參數(分布電容和分布電感)等項指標均達到一定標準的電阻器。
 
對1Ω(歐姆)以上阻值的電阻,與標識阻值相比±0.5%以內阻值誤差的電阻可稱為精密電阻,更高精密的可以做到0.01%精度,也就是電子工程師所說的萬分之一精度,此類電阻一般為薄膜電阻,使用此材質的電阻一般才能滿足生產工藝要求。這類阻值1Ω以上電阻的普通系列精密度在±5%以上,電子產品上最常見的就是5%精度的電阻,不屬于精密電阻范圍。
 
1Ω以下阻值的電阻,一般能達到±1%精密度之內,就算做精密電阻范疇了,因為阻值基數很小,就算是1%的誤差,實際的阻值誤差已經很小了。更高精密的可以做到±0.5%以內,但工藝要求,技術要求較高。
 
精密電阻的特性
精密電阻要求電阻的阻值誤差、電阻的熱穩定性(溫度系數)、電阻器的分布參數(分布電容和分布電感)等項指標均達到一定標準的電阻器。
 
  
 
精密電阻分類
精密電阻按材料分,有金屬膜精密電阻、線繞精密電阻和金屬箔精密電阻幾類。金屬膜精密電阻的精度較高,但阻值溫度系數和分布參數指標略低;線繞精密電阻的阻值精度和溫度系數指標很高,但分布參數指標偏低;金屬箔精密電阻的精度、阻值溫度系數和分布參數各項指標都很高:精度可達10-6,溫度系數可達±0.3&TImes;10-6/℃,分布電容可低于0.5pF,分布電感可低于0.1μH。由于上述三類精密電阻器的價格隨性能而提高,所以在應用中應根據實際情況合理選用。例如,在直流或頻率很低的交流電路中,一般只需選用線繞精密電阻或金屬膜精密電阻即可,沒有必要選用價格高昂的金屬箔精密電阻。
 
金屬膜精密電阻的主體通常為圓柱形;線繞精密電阻則有圓柱形、扁柱形和長方框架形幾種;金屬箔精密電阻則常呈方塊形或片形。線繞精密電阻的匝數較多時,往往采用無感繞制法繞制,正向繞制的匝數和反向繞制的匝數相同,以盡量減小分布電感。長方框架形的線繞精密電阻通常是設備制造廠根據需要專門定制的,常用于儀器儀表。
 
一旦儀器儀表中的長方框架形線繞精密電阻損壞,可用與原電阻合金絲的材料、直徑、長度均相同的新合金電阻絲均勻繞在原框架上代替。如果原長方框架形線繞精密電阻只是表面絕緣層破損,只需將原電阻絲從框架上拆下,重新浸漆(宜選用性能優、價格低的1260絕緣清漆),再經晾干處理后重新繞到原長方框架上即可。
 
  
 
主流的精密電阻技術及其優缺點

(一)精密厚膜電阻

通過對厚膜電阻漿料的持續改進,最精密的厚膜電阻技術已經可以做到±5ppm/°C的溫飄,甚至通過使用多個可以互相補償的厚膜電阻芯片最終達到±2ppm/°C的溫飄。其最高精度也可以達到±0.01%。在高壓高阻值高精密的應用中精密厚膜電阻是主流的技術。厚膜電阻的缺點是在低阻值的部分很難做到高精密低溫飄,噪聲指標也不好,長期穩定性一般比其他精密電阻差。
 
(二)精密薄膜電阻
精密薄膜電阻的技術發展代表了可以被大量商用的精密電阻技術,也是目前最流行的精密電阻技術。通過長時間多層的膜層沉積,高精密的調阻和后期的篩選,最優的精密薄膜電阻可以達到±2ppm/°C的溫飄和±0.01%的精度,以及很好的長期穩定性。其缺點是功率做不大,低阻值部分指標不好,不抗靜電,功率系數差,很難滿足小批量的供貨,且不同批次的一致性不好。
 
(三)精密金屬膜電阻
精密金屬膜電阻的各項指標和精密薄膜電阻類似,晶圓精密金屬膜電阻有被貼片精密薄膜電阻替代的趨勢,但插腳的精密金屬膜電阻仍然是主流的低成本的精密電阻技術。和精密薄膜電阻一樣,調阻會造成熱點效應,影響電阻的穩定性和可靠性。
 
(四)精密線繞電阻
作為最早的精密電阻技術,高精密的線繞電阻溫飄可以做到±1ppm/°C,且精度可以做到±0.001%,這是薄膜和厚膜電阻沒有辦法做到的。最好的精密線繞電阻其阻值可以做到接近50M,適合超精密高阻值的應用。由于其他電阻技術的發展,精密線繞電阻趨于被淘汰的邊緣,因為其價格昂貴,有電感等缺點。
 
(五)精密箔電阻

雖然精密箔電阻早在1962年發明,截至目前它仍然是最精密的電阻技術,通過把鎳鉻合金黏貼在陶瓷基板上進行應力平衡,得到接近于零的溫飄,通過激光刻蝕電阻圖形以及調阻,可以得到高達±0.001%的精度。最好的箔電阻存儲6年阻值僅漂移±2ppm,抗靜電,無感無容,無熱點設計,低噪聲,低電壓系數。箔電阻的缺點是阻值做不了很高,最大尺寸的貼片電阻最高只能做到150K,最大尺寸的插腳電阻阻值最高只能做到2M。


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