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薄膜电阻厚膜电阻和金属膜电阻如何取舍

电阻有三种基本类型:金属膜电阻、薄膜贴片电阻及厚膜贴片电阻,这三种电阻表面上看起来很相似,并且可能具有类似的采购规格。但实际上,这三种电阻的制造方式均不同。本身固有的设计与处理将极大影响电 气性能,因此在安装后,这三种电阻的行为均不相同。当外部及内部温度改变时,这些差异会变得非常明显且至关重要。此外,长期稳定性、湿度及其它环境条件的 影响会随时间推移而产生额外影响。这一点应加以考虑,当电路要求对信噪比 (SNR) 及脉冲响应来说更加苛刻时更应如此。因此,一些所谓的高精度电阻在用于电路后结果却达不到人们可能期望的精度。要生产具有高精度及高稳定性的电阻,重要的 是能够控制温度及环境条件对电阻器件的影响。


在具有低 TCR 值的高精度电阻中,自加热(焦耳效应)会使电阻无法严格符合它们的 TCR 规范。这种不准确性会使电阻值在施加的功率下产生错误。选择相应的高精度电阻前,应仔细了解这三种不同的高精度电阻是如何制造的,并对它们进行测试,以了 解它们在使用中的运行方式。

电阻功率系数 测试示例:

在该测试中,我们使用了大小相同 (1206)

且电阻值相同 (1 K) 的三种表面贴装片式电阻。我们对下列每个电阻的 TCR 值进行了测试(MIL 范围:-55℃ ~ +125℃,+25℃参考):箔片式电阻、薄膜片式电阻及厚膜片式电阻。 我们有意选择薄膜及厚膜电阻来获得超低 TCR 值。

在 PCR 测试过程中,我们对这些电阻施加了 100 mW~500 mW 的功率,并测试了电阻值在整个测试过程中的变化。

我们使用了基本的惠斯登电桥电路。选择该电桥臂的电阻值对测试电阻 (Rx) 施加高功率,同时确保其余三个支脚保持超低功率。当功率增加时,Rx 中的任何变化均是由 Rx 的自加热导致的。

公式:
Rb×Rx = Rstd×Ra? ( 1 K×1 K = 10Ω×100 K )

Ra:100 K, 额定功率:+125℃时为 0.3W,Rb = 1K,额定功率:+125℃时为 0.3W,Rstd:10Ω,额定功率:+125℃时为 0.3W? Rx = 1 K, 额定功率:+70℃时为 0.3W

结论:

在因以下两种因素(环境温度变化-TCR和负载变化焦耳效应引起的内部升温 PCR)导致的电阻温度变化过程中,高精度金属膜电阻实现了可用的稳定性。

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