Eri tyyppiset vastukset

Kuten monet elektroniset komponentit, vastuksia on useita muotoja, kokoja, kapasiteettia ja tyyppejä. Myös vastusten kohinan, toleranssien, tehon, lämpötilakertoimen, Jännite kerroin, taajuusvaste, koko ja luotettavuus. Jotkut vastukset ovat ihanteellisia joissakin sovelluksissa ja lähde painajaisten vianmääritykseen toisissa.

Tässä oppaassa tarkastelemme vastusten tyyppejä ja kunkin vastaavaa käyttötapausta.

Hiilikoostumusvastukset

Hiilikoostumusvastukset olivat aiemmin yleisin vastustyyppi alhaisten kustannusten ja luotettavuuden vuoksi. Hiilikoostumusvastukset käyttävät kiinteää materiaalilohkoa, joka on valmistettu hiilijauheesta, eristävästä keramiikasta ja sideainemateriaalista. Vastusta säädetään vaihtelemalla hiilen suhdetta täyteaineisiin.

Ympäristöolosuhteet, erityisesti kosteus, vaikuttavat vastuksen hiilikoostumukseen. Sillä on taipumus muuttua resistanssissa ajan myötä. Tästä syystä hiilikoostumusvastuksilla on huono resistanssitoleranssi, tyypillisesti vain 5 prosenttia. Hiilikoostumusvastukset on myös rajoitettu enintään 1 watin tehoon. Toisin kuin niiden huonot toleranssit ja pieni teho, hiilikoostumusvastuksilla on hyvä taajuusvaste, mikä tekee niistä käyttökelpoisia korkeataajuisissa sovelluksissa.

Hiilikalvovastukset

Hiilikalvovastukset käyttävät ohutta hiilikerrosta eristystangon päällä, joka on leikattu muodostamaan kapea, pitkä, resistiivinen reitti. Säätämällä polun pituutta ja leveyttä vastusta voidaan säätää tarkasti jopa 1 prosentin toleransseilla.

Kaiken kaikkiaan hiilikalvovastuksen ominaisuudet ovat parempia kuin hiilikoostumusvastuksen, teholuokituksella jopa 5 wattia ja paremman vakauden. Taajuusvaste on kuitenkin huonompi johtuen kalvoon leikatun resistiivisen polun aiheuttamasta induktanssista ja kapasitanssista.

Metallikalvovastukset

Yksi yleisimmistä nykyään käytetyistä aksiaalisista vastustyypeistä on metallikalvovastukset. Rakenteeltaan samanlainen kuin hiilikalvovastukset, suurin ero johtuu metalliseoksen käytöstä vastusmateriaalina hiilen sijaan.

Metalliseos, tyypillisesti nikkeli-kromiseos, tarjoaa tiukemmat vastustoleranssit kuin hiilikalvovastukset, joiden toleranssit ovat jopa 0,01 prosenttia. Metallikalvovastuksia on saatavana noin 35 wattiin asti. Resistanssivaihtoehdot alkavat kuitenkin pienentyä yli 1 tai 2 watin.

Metallikalvovastukset ovat hiljaisia. Nämä vastukset ovat stabiileja, ja vastus muuttuu vain vähän lämpötilan ja jännitteen vuoksi.

Paksukalvovastukset

Paksukalvovastukset tulivat suosituiksi 1970-luvulla ja ovat yleisiä pinta-asennusvastuksia nykyäänkin. Ne valmistetaan silkkipainatusprosessilla käyttämällä johtavaa keraamisen ja lasin sekoituskomposiittia, joka on suspendoitu nesteeseen. Kun vastus on silkkipainattu, se paistetaan korkeissa lämpötiloissa nesteen poistamiseksi ja keramiikka-lasikomposiitin sulattamiseksi.

Aluksi paksukalvovastuksilla oli huonot toleranssit. Nykyään niitä on saatavana jopa 0,1 prosentin toleransseilla pakkauksissa, jotka kestävät jopa 250 wattia. Paksukalvovastuksilla on korkea lämpötilakerroin, ja 100 celsiusasteen lämpötilan muutos johtaa jopa 2,5 prosentin muutokseen vastuksessa.

Ohutkalvovastukset

Puolijohdeprosesseista lainatut ohutkalvovastukset valmistetaan tyhjiöpinnoitusprosessilla, jota kutsutaan sputteroimiseksi. Sputterointi on silloin, kun ohut kerros johtavaa materiaalia kerrostetaan eristävälle alustalle. Tämä ohut kerros on valoetsattu resistiivisen kuvion luomiseksi.

Säätämällä tarkasti kerrostetun materiaalin määrää ja resistiivistä kuviota, ohutkalvovastuksilla voidaan saavuttaa jopa 0,01 prosentin toleranssit. Ohutkalvovastukset on rajoitettu noin 2,5 wattiin ja alhaisemmilla jännitteillä kuin muut vastustyypit, mutta ne ovat vakaita. Ohutkalvovastuksen tarkkuus on hintansa, joka on yleensä kaksi kertaa paksukalvovastuksen hinta.

Langalliset vastukset

Suurin teho ja eniten tarkat vastukset ovat lankavastuksia, jotka ovat harvoin tehokkaita ja tarkkoja kerralla. Lankavastukset valmistetaan käärimällä korkearesistanssinen lanka, yleensä nikkeli-kromiseos, keraamisen puolan ympärille. Vaihtelemalla langan halkaisijaa, pituutta, metalliseosta ja käärekuviota, lankavastuksen ominaisuuksia voidaan räätälöidä sovelluksen mukaan.

Resistanssitoleranssit ovat niin tiukat kuin 0,005 prosenttia tarkkuuslangavastuksilla, ja ne löytyvät jopa noin 50 watin teholuokista. Teholangalliset vastukset Niiden toleranssit ovat tyypillisesti joko 5 prosenttia tai 10 prosenttia, mutta niiden teho on kilowattialueella.

Lankavastukset kärsivät korkeasta induktanssista ja kapasitanssista rakenteen luonteesta johtuen, mikä rajoittaa ne matalataajuisiin sovelluksiin.

Potentiometrit

Signaalin muuttaminen tai viritys a piiri on yleinen vaatimus herkissä sähköisissä sovelluksissa. Yksi helppo tapa säätää signaalia manuaalisesti on säädettävä vastus tai potentiometri. Potentiometrejä käytetään yleisesti analogisiin käyttäjätuloihin, kuten äänenvoimakkuuden säätimiin. Pienemmät pinta-asennusversiot virittävät tai kalibroivat piirin piirilevyllä ennen kuin ne suljetaan ja toimitetaan asiakkaille.

Potentiometrit voivat olla tarkkoja, monikierrossäätövastuksia, mutta usein yksinkertaisia ​​yksikierroslaitteita jotka siirtävät pyyhkimen johtavaa hiilipolkua pitkin resistanssin muuttamiseksi lähes nollasta maksimiin arvo.

Potentiometreillä on yleensä alhaiset tehot, huonot meluominaisuudet ja keskinkertainen vakaus. Kuitenkin kyky muuttaa vastusta ja säätää signaalia tekee potentiometreistä korvaamattomia monissa piirien suunnittelut ja prototyyppien tekeminen.

Muut vastustyypit

Kuten useimpien komponenttien kohdalla, useat erikoisvastusmuunnelmat palvelevat kapeita tarpeita. Useat ovat melko yleisiä, mukaan lukien resistiivinen elementti hehkulampussa. Muita erikoisvastusvariantteja ovat lämmityselementit, metallikalvo, oksidi, shuntit, kermet- ja verkkovastukset.