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薄膜貼片電阻的選擇中常見的問題
1)精度和穩(wěn)定性那個更重要?
通常我們選擇精密電阻,工程師會定義一個要求的精度和溫飄.
大多數(shù)的精密電阻,如線繞電阻和薄膜電阻的精密定義只和精度及溫飄相關(guān),這事實上并不能反映實際使用中的情況.電阻的穩(wěn)定性受多方面因素的影響,溫飄(溫度系數(shù))代表了電阻的阻值隨環(huán)境溫度的變化而變化的情況,在實際的使用過程中,環(huán)境溫度并不會劇烈的變化.電阻由于加功率后內(nèi)部會產(chǎn)生自熱,由于自熱會導(dǎo)致電阻的溫度發(fā)生劇烈的變化,由于自熱而導(dǎo)致的阻值變化我們稱為電阻的功率系數(shù).自熱效應(yīng)及周圍的發(fā)熱零件同時也會使環(huán)境溫度升高.由于外部環(huán)境溫度發(fā)生的變化和由于內(nèi)部加功率而產(chǎn)生的自熱效應(yīng),兩者疊加才能正確地反映出電阻的阻值受溫度變化而變化的情況.大多數(shù)電阻并沒有標明其功率系數(shù)的情況,膜式電阻如金屬模,薄膜電阻,厚膜電阻的功率系數(shù)非常差.在我們選擇一定精度的電阻的時候,需要同時考慮它的穩(wěn)定性,穩(wěn)定性受使用環(huán)境的影響,如內(nèi)部和外部溫度的變化,濕度等等.穩(wěn)定性很差,精度選擇再高也是毫無意義的.所以答案是精度和穩(wěn)定性對于精密電阻都很重要,且穩(wěn)定性更為重要.選擇精密電阻首要考慮的應(yīng)該是電阻的穩(wěn)定性,代表穩(wěn)定性的量化指標包括:溫度系數(shù),功率系數(shù),電壓系數(shù),貨架壽命,負載壽命,耐濕性,短時過載,自熱效應(yīng).
2)薄膜貼片電阻一定很貴嗎?
很多工程師在實際的應(yīng)用中希望通過精密電阻的使用來提高電路的性能,但對于精密電阻的價格卻無法接受.經(jīng)濟和性能總是發(fā)生沖突.對于單一的電阻,精度越高,穩(wěn)定性越好,價格自然越高.如何最大程度的兼顧經(jīng)濟和性能?如第一點所講,在精密電阻的選擇過程中穩(wěn)定性是應(yīng)該被首要考慮的因素.穩(wěn)定性是和電阻的材料及制作工藝相關(guān)的,即電阻元素本身具有的穩(wěn)定性和通過工藝改良而提高的穩(wěn)定性.工藝的改良必須建立在相對穩(wěn)定的材料的基礎(chǔ)上.所以材料本身所具有的穩(wěn)定性是相當重要的,如線繞電阻的繞線具有的溫度系數(shù)就代表了線繞電阻本身的溫度系數(shù),薄膜電阻的電阻漿料具有的溫度系數(shù)就代表了薄膜電阻的溫度系數(shù).所以一旦確認選擇了某個材料的精密電阻,那么材料本身的價格是無法做出讓步的.工藝可以改良的是穩(wěn)定性和精度.如前所述,工藝對于某些材料的精密電阻的穩(wěn)定性改良有限,例如線繞電阻和薄膜電阻.而精度是必須通過工藝來制作和改良的,所以不同的精度對于價格有很大的影響.薄膜電阻和線繞電阻在封裝前都會對電阻元素進行刻蝕而調(diào)節(jié)阻值的精度,這對電阻本身是有害的,刻蝕的部分容易形成熱點,也是電阻的弱點,這就是為什么這些電阻的損壞都是從某一點開始的原因.電路本身需求的電阻精度是0.1%,工程師往往會選擇0.05%甚至更好的精度,因為它必須考慮電阻在使用過程中阻值所發(fā)生的不可逆變化.但這個變化一般都是通過經(jīng)驗得出的,大多數(shù)設(shè)計師在選型前并沒有論證所選電阻在實際的使用環(huán)境中所發(fā)生變化的情況.假設(shè)一個電阻是完全穩(wěn)定的,那我們就沒必要預(yù)留精度空間.但沒有完全穩(wěn)定的電阻,所以必須根據(jù)儀器的使用壽命選擇比理論值更加精密的電阻來保證長期的使用精度在允許的偏差范圍以內(nèi).綜上所述,要盡可能的兼顧價格和性能,第一是要選擇合適的材料,第二是選擇合適的精度.比如有些客人使用0.01%, 5PPM, 100K的精密線繞電阻,事實上可以用0.05%的箔電阻來替代,價格會好一些且更穩(wěn)定,這就是材料選擇不合適.比如有些客人用1M阻值的箔電阻來滿足0.1%, 10PPM的要求,事實上反過來可以考慮5PPM的線繞電阻或氧化療電阻,價格會好很多,也能滿足要求.