1、合成型電阻器
1.1 概述
合成型電阻器件體積小,過負荷能力強,但它們的阻值穩定性差,熱和電流噪聲大,電壓與溫度系數較大。
合成型電阻器的主要降額參數是環境溫度、功率和電壓。
1.2 應用指南
a) 合成型電阻為負溫度和負電壓系數,易于燒壞。因此限制其電壓是必須的。
b) 在潮濕環境下使用的合成型電阻器,不宜過度降額。否則潮氣不能揮發將可能使
電阻器變質失效。
c) 熱點溫度過高可能導致合成型電阻器內部的電阻材料永久性損傷。
d) 為保證電路長期工作的可靠性, 電路設計應允許合成型電阻器有±15%的阻值容差。
1.3 降額準則
合成型電阻器的降額準則見下表。
合成型電阻器降額準則
2、薄膜型電阻器
2.1 概述
薄膜型電阻器按其結構,主要有金屬氧化膜電阻器和金屬膜電阻器兩種。
薄膜型電阻器的高頻特性好,電流噪聲和非線性較小,阻值范圍寬,溫度系數小,性能穩定,是使用最廣泛的一類電阻器。
薄膜型電阻器降額的主要參數是電壓、功率和環境溫度。
2.2 應用指南
a) 各種金屬氧化膜電阻器在高頻工作情況下, 阻值均會下降 (見元件相關詳細規范) 。
b) 為保證電路長期工作的可靠性,設計應允許薄膜型電阻器有一定的阻值容差,金屬膜電阻器為±2%,金屬氧化膜電阻器為±4%,碳膜電阻器為±15%。
2.3 降額準則
3、電阻網絡
3.1 概述
電阻網絡裝配密度高,各元件間的匹配性能和跟蹤溫度系數好,對時間、溫度的穩定性好。
電阻網絡降額的主要參數是功率、電壓和環境溫度。
3.2 應用指南
為保證電路長期工作的可靠性,設計中應允許電阻網絡有±2%的阻值容差。
3.3 降額準則
4、線繞電阻器
4.1 概述
線繞電阻器分精密型與功率型。線繞電阻器具有可靠性高、穩定性好、無非線性,以及電流噪聲、溫度和電壓系數小的優點。
線繞電阻器降額的主要參數是功率、電壓和環境溫度。
4.2 應用指南
a) 在 II 級降額應用條件下,不采用繞線直徑小于 0.025mm 的電阻器。
b) 功率型線繞電阻器可以經受比穩態工作電壓高得多的脈沖電壓, 但在使用中應作相應的降額。見附錄 D(參考件)。
c) 功率型線繞電阻器的額定功率與電阻器底部散熱面積有關, 在降額設計中應考慮此因素。見附錄 E(參考件)。
d) 為保證電路長期工作的可靠性,設計應允許線繞電阻器有一定的阻值容差:精密型線繞電阻器為 ±0.4%;功率型線繞電阻器為 ±1.5%。
4.3 降額準則
5、 熱敏電阻器
5.1 概述
敏電阻器具有很高的電阻—溫度系數(正或負的)。
敏電阻器降額的主要參數是額定功率和環境溫度。
5.6.5.2 應用指南
a) 負溫度系數型熱敏電阻器,應采用限流電阻器,防止元件熱失控。
b) 任何情況下,即使是短時間也不允許超過電阻器額定最大電流和功率。
c) 為保證電路長期可靠性的工作,設計應允許熱敏電阻器阻值有±5%的容差。
4.3 降額準則
其他幾個參數:
額定電壓: 由阻值和額定功率換算出的電壓。
最高工作電壓: 允許的最大連續工作電壓。在低氣壓工作時,最高工作電壓較低。
老化系數: 電阻器在額定功率長期負荷下,阻值相對變化的百分數,它是表示電阻器壽命長短的參數。
電壓系數: 在規定的電壓范圍內,電壓每變化1伏,電阻器的相對變化量。
噪聲: 產生于電阻器中的一種不規則的電壓起伏,包括熱噪聲和電流噪聲兩部分,熱噪聲是由于導體內部不規則的電子自由運動,使導體任意兩點的電壓不規則變化。
在高于絕對0°(-273℃或Ok)的任何溫度下,物質中的電子都在持續地熱運動。由于其運動方向是隨機的,任何短時電流都不相關,因此沒有可檢測到的電流。但是連續的隨機運動序列可以導致Johnson噪聲或熱噪聲。電阻熱噪聲的幅度和其阻值有下列關系;
式中,Vn是噪聲電壓,以V為單位;Kb是玻爾茲曼常數,1.38×10(-23)J/K;T是溫度,以K為單位;R是電阻,以Ω為單位;B是帶寬,以Hz為單位。
在室溫下,可簡化為下面的表達式:
圖所示為電阻在25℃時,在50Ω終端電阻上產生的熱噪聲功率。
圖 熱噪聲和電阻的關系及電阻在25℃的熱噪聲
雖然該噪聲電壓和功率很低,如果該電阻在一個高增益的有源濾波器中,噪聲可能會很明顯。噪聲與溫度和電阻值平方根成正比。
帶寬越寬,總功率越大,因此即使dBm/Hz的功率幅度看上去很小,但給定帶寬內的總功率也會很高。如果把V噪聲使用終端轉換成功率,其中R終端是噪聲終端電阻,然后乘以以Hz為單位的總帶寬,則所得的整個帶寬上的總噪聲功率對低噪聲應用可能是不可接受的。
對電阻壽命影響的因素
1.溫度,溫度過高可以很快使其燒毀
2.環境的酸堿度,直接腐蝕電阻導致其損壞
3.外力,超過一定的力的限度,電阻就會斷裂
所以要是電阻壽命延長,散熱要好,防止燒毀,環境要干燥,無污染物,避免外力作用。
電阻值大的電阻,壽命相對會長
1M歐的電阻阻值很高,在低壓中使用時由于功率消耗少,工作環境影響甚微,一般壽命都很長,不需要特別注意(相對其他如電解電容等元件)。有問題大都是在高壓工作時產生的。
高壓工作時,電阻的制造工藝、使用材質都有相當的要求.要考慮使用功率往往會用到最大的可能(電阻的安全功率值是實際工作功率的兩倍以上,有些產品設計不當,往往使用功率和電阻額定功率值過于接近);所以溫度的耐受能力是最基本的要求。而瞬間脈沖電壓和涌浪電流也會對電阻造成致命的打擊,對于引腳焊接不良,絕緣制程有瑕疵的產品,不用多久就崩潰燒毀.正確使用的電阻,使用壽命在10萬小時以上不成問題。
所以像1M歐這樣的高阻值電阻是有區分高壓和一般用途的.高壓專用的電阻價格比一般電阻高數倍,不過電阻終究是低價元件,而且在高壓使用的電阻數量不是很多。對于高壓大電流的場景,留有足夠的降額設計,有效提高電阻的壽命。
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