Různé typy rezistorů

Stejně jako mnoho elektronických součástek mají rezistory mnoho tvarů, velikostí, kapacit a typů. Existují také rozdíly v typických hodnotách pro šum rezistoru, tolerance, jmenovitý výkon, teplotní koeficient, Napětí koeficient, frekvenční odezva, velikost a spolehlivost. Některé odpory jsou v některých aplikacích ideální a v jiných jsou zdrojem nočních můr při odstraňování problémů.

V této příručce se podíváme na typy rezistorů a příslušný případ použití pro každý z nich.

Rezistory s uhlíkovým složením

Rezistory s uhlíkovou kompozicí bývaly nejběžnějším typem rezistoru kvůli nízké ceně a spolehlivosti. Rezistory s uhlíkovou kompozicí používají pevný blok materiálu vyrobený z uhlíkového prášku, izolační keramiku a pojivový materiál. Odpor je řízen změnou poměru uhlíku k výplňovým materiálům.

Složení uhlíku v rezistoru je ovlivněno podmínkami prostředí, zejména vlhkostí. V průběhu času má tendenci měnit odpor. Z tohoto důvodu mají rezistory s uhlíkovým složením špatnou toleranci odporu, typicky pouze 5 procent. Rezistory s uhlíkovým složením jsou také omezeny na jmenovitý výkon do 1 wattu. Na rozdíl od jejich špatných tolerancí a nízkého výkonu mají rezistory z uhlíkové kompozice dobrou frekvenční odezvu, díky čemuž jsou životaschopné pro vysokofrekvenční aplikace.

Uhlíkové filmové rezistory

Rezistory s uhlíkovým filmem používají tenkou vrstvu uhlíku na izolační tyči, která je vyříznuta tak, aby vytvořila úzkou, dlouhou odporovou dráhu. Řízením délky dráhy a její šířky lze přesně řídit odpor s tolerancemi až 1 procento.

Celkově jsou možnosti rezistoru s uhlíkovou vrstvou lepší než rezistoru s uhlíkovou kompozicí, s výkonem až 5 wattů a zlepšenou stabilitou. Frekvenční odezva je však horší kvůli indukčnosti a kapacitě způsobené odporovou cestou vyříznutou do fólie.

Kovové filmové rezistory

Jedním z dnes běžně používaných typů axiálních rezistorů jsou rezistory s kovovým filmem. Podobná konstrukce jako u rezistorů s uhlíkovou vrstvou, hlavní rozdíl vyplývá z použití kovové slitiny jako odporového materiálu spíše než uhlíku.

Kovová slitina, obvykle slitina niklu a chrómu, poskytuje užší tolerance odporu než rezistory s uhlíkovou vrstvou s tolerancemi až 0,01 procenta. Kovové filmové rezistory jsou k dispozici až do 35 wattů. Možnosti odporu se však začínají snižovat nad 1 nebo 2 watty.

Kovové rezistory mají nízkou hlučnost. Tyto rezistory jsou stabilní s malou změnou odporu vlivem teploty a použitého napětí.

Tlusté filmové rezistory

Silnovrstvé rezistory se staly populárními v 70. letech 20. století a dodnes jsou běžnými rezistory pro povrchovou montáž. Ty se vyrábějí sítotiskem za použití vodivého kompozitu směsi keramiky a skla suspendovaného v kapalině. Poté, co byl rezistor vytištěn sítotiskem, je vypalován při vysokých teplotách, aby se odstranila kapalina a došlo k roztavení kompozitu keramiky a skla.

Zpočátku měly tlustovrstvé rezistory špatné tolerance. Dnes jsou k dispozici s tolerancí pouhých 0,1 procenta v balíčcích, které zvládnou až 250 wattů. Silnovrstvé rezistory mají vysokoteplotní koeficient, přičemž změna teploty o 100 stupňů Celsia vede ke změně odporu až o 2,5 procenta.

Tenkovrstvé rezistory

Tenkovrstvé rezistory, které se vypůjčují z polovodičových procesů, se vyrábějí procesem vakuového nanášení nazývaným naprašování. Rozprašováním se na izolační substrát nanáší tenká vrstva vodivého materiálu. Tato tenká vrstva je fotoleptaná, aby se vytvořil odporový vzor.

Přesným řízením množství naneseného materiálu a odporového vzoru lze u tenkovrstvých rezistorů dosáhnout tolerancí až 0,01 procenta. Tenkovrstvé rezistory jsou omezeny na asi 2,5 wattu a nižším napětím než jiné typy rezistorů, ale jsou stabilními rezistory. Cena za přesnost tenkovrstvých rezistorů je obvykle dvojnásobná než cena tlustovrstvých rezistorů.

Drátové rezistory

Nejvyšší moc a nejvíce přesné rezistory jsou drátové rezistory, které jsou jen zřídka vysoce výkonné a zároveň přesné. Drátové rezistory se vyrábějí obalením vysoce odolného drátu, obvykle slitiny niklu a chrómu, kolem keramické cívky. Změnou průměru, délky, slitiny drátu a vzoru ovinutí lze vlastnosti drátového odporu přizpůsobit aplikaci.

Tolerance odporu jsou až 0,005 procenta pro přesné drátové rezistory a lze je nalézt s jmenovitými výkony až do přibližně 50 wattů. Silové drátové rezistory typicky mají tolerance buď 5 procent nebo 10 procent, ale mají jmenovitý výkon v rozsahu kilowattů.

Drátové rezistory trpí kvůli povaze konstrukce vysokou indukčností a kapacitou, což je omezuje na nízkofrekvenční aplikace.

Potenciometry

Změna signálu nebo ladění a obvod je běžným požadavkem pro citlivé elektronické aplikace. Jeden snadný způsob, jak ručně upravit signál, je pomocí proměnného odporu nebo potenciometru. Potenciometry se běžně používají pro analogové uživatelské vstupy, jako jsou ovládání hlasitosti. Menší verze pro povrchovou montáž vyladí nebo zkalibrují obvod na desce plošných spojů před zapečetěním a odesláním zákazníkům.

Potenciometry mohou být přesné, víceotáčkové proměnné rezistory, ale často jde o jednoduchá jednootáčková zařízení které pohybují stěračem po vodivé uhlíkové dráze pro změnu odporu z téměř nuly na maximum hodnota.

Potenciometry mají obecně nízký výkon, špatnou hlučnost a průměrnou stabilitu. Schopnost měnit odpor a upravovat signál však činí potenciometry v mnoha případech neocenitelnými návrhy obvodů a prototypování.

Jiné typy rezistorů

Stejně jako u většiny komponent slouží několik variant speciálních odporů specializovaným potřebám. Několik z nich je zcela běžné, včetně odporového prvku v žárovce. Mezi další speciální varianty rezistorů patří topné články, kovová fólie, oxid, bočníky, cermetové a mřížkové odpory.