Rôzne typy rezistorov

Rovnako ako mnoho elektronických súčiastok, aj rezistory prichádzajú v mnohých tvaroch, veľkostiach, kapacitách a typoch. Existujú tiež rozdiely v typických hodnotách šumu rezistora, tolerancie, menovitý výkon, teplotný koeficient, Napätie koeficient, frekvenčná odozva, veľkosť a spoľahlivosť. Niektoré odpory sú v niektorých aplikáciách ideálne a v iných sú zdrojom odstraňovania problémov s nočnými morami.

V tejto príručke sa pozrieme na typy rezistorov a príslušný prípad použitia pre každý z nich.

Rezistory s uhlíkovým zložením

Rezistory s uhlíkovou kompozíciou bývali najbežnejším typom odporu kvôli nízkej cene a spoľahlivosti. Rezistory s uhlíkovou kompozíciou používajú pevný blok materiálu vyrobený z uhlíkového prášku, izolačnej keramiky a spojivového materiálu. Odolnosť je riadená zmenou pomeru uhlíka k výplňovým materiálom.

Zloženie uhlíka v rezistore je ovplyvnené podmienkami prostredia, najmä vlhkosťou. V priebehu času má tendenciu meniť odpor. Z tohto dôvodu majú rezistory s uhlíkovou kompozíciou zlú toleranciu odporu, zvyčajne iba 5 percent. Rezistory s uhlíkovým zložením sú tiež obmedzené na menovitý výkon do 1 wattu. Na rozdiel od ich zlých tolerancií a nízkeho výkonu majú rezistory s uhlíkovou kompozíciou dobrú frekvenčnú odozvu, čo ich robí životaschopnými pre vysokofrekvenčné aplikácie.

Rezistory s uhlíkovým filmom

Rezistory s uhlíkovým filmom používajú tenkú vrstvu uhlíka na vrchu izolačnej tyče, ktorá je vyrezaná tak, aby vytvorila úzku, dlhú, odporovú dráhu. Riadením dĺžky dráhy a jej šírky je možné presne kontrolovať odpor s toleranciami až 1 percento.

Celkovo sú možnosti rezistora s uhlíkovým filmom lepšie ako rezistor s uhlíkovým zložením, s menovitým výkonom až 5 wattov a zlepšenou stabilitou. Frekvenčná odozva je však horšia kvôli indukčnosti a kapacite spôsobenej odporovou dráhou vyrezanou do fólie.

Kovové filmové rezistory

Jedným z bežných typov axiálnych rezistorov, ktoré sa dnes používajú, sú rezistory s kovovým filmom. Podobne ako v konštrukcii rezistorov s uhlíkovým filmom, hlavný rozdiel vyplýva z použitia kovovej zliatiny ako odporového materiálu a nie uhlíka.

Kovová zliatina, zvyčajne zliatina niklu a chrómu, poskytuje užšie tolerancie odporu ako rezistory s uhlíkovým filmom s toleranciami až 0,01 percenta. Kovové filmové rezistory sú k dispozícii až do 35 wattov. Možnosti odporu však začínajú klesať nad 1 alebo 2 watty.

Kovové filmové rezistory majú nízku hlučnosť. Tieto odpory sú stabilné s malou zmenou odporu v dôsledku teploty a použitého napätia.

Hrubé filmové rezistory

Hrubovrstvové rezistory sa stali populárnymi v 70. rokoch minulého storočia a dodnes sú bežnými rezistormi pre povrchovú montáž. Vyrábajú sa sieťotlačou s použitím vodivého kompozitu keramiky a skla suspendovaného v kvapaline. Potom, čo bol rezistor vytlačený sieťotlačou, je vypálený pri vysokých teplotách, aby sa odstránila kvapalina a spojil sa kompozit keramiky a skla.

Spočiatku mali odpory s hrubým filmom zlé tolerancie. Dnes sú dostupné s toleranciou len 0,1 percenta v baleniach, ktoré dokážu spracovať až 250 wattov. Hrubovrstvové rezistory majú vysokoteplotný koeficient, pričom zmena teploty o 100 stupňov Celzia vedie k zmene odporu až o 2,5 percenta.

Tenkovrstvové rezistory

Tenkovrstvové rezistory sa požičiavajú z polovodičových procesov a vyrábajú sa procesom vákuového nanášania nazývaným naprašovanie. Naprašovanie je miesto, kde sa na izolačný substrát nanáša tenká vrstva vodivého materiálu. Táto tenká vrstva je fotoleptaná, aby sa vytvoril odporový vzor.

Presným riadením množstva naneseného materiálu a odporového vzoru je možné pomocou tenkovrstvových rezistorov dosiahnuť tolerancie až 0,01 percenta. Tenkovrstvové odpory sú obmedzené na približne 2,5 wattu a nižšie napätie ako iné typy odporov, ale sú stabilné. Za presnosť tenkovrstvových rezistorov je cena, ktorá je vo všeobecnosti dvojnásobná oproti hrubovrstvovým rezistorom.

Drôtové rezistory

Najvyššia sila a najviac presné odpory sú drôtové odpory, ktoré sú len zriedka vysoko výkonné a zároveň presné. Drôtové rezistory sa vyrábajú ovinutím drôtu s vysokým odporom, zvyčajne zliatiny niklu a chrómu, okolo keramickej cievky. Zmenou priemeru, dĺžky, zliatiny drôtu a vzoru ovinutia možno vlastnosti drôtového odporu prispôsobiť aplikácii.

Tolerancie odporu sú až 0,005 percenta pre presné drôtové odpory a možno ich nájsť s menovitým výkonom až do približne 50 wattov. Silové drôtové rezistory zvyčajne majú tolerancie buď 5 percent alebo 10 percent, ale majú menovitý výkon v rozsahu kilowattov.

Drôtové odpory trpia vysokou indukčnosťou a kapacitou kvôli povahe konštrukcie, čo ich obmedzuje na nízkofrekvenčné aplikácie.

Potenciometre

Zmena signálu alebo ladenie a obvod je bežnou požiadavkou pre citlivé elektronické aplikácie. Jedným jednoduchým spôsobom manuálneho nastavenia signálu je premenlivý odpor alebo potenciometer. Potenciometre sa bežne používajú pre analógové užívateľské vstupy, ako sú ovládanie hlasitosti. Menšie verzie na povrchovú montáž ladia alebo kalibrujú obvod na doske plošných spojov pred zapečatením a odoslaním zákazníkom.

Potenciometre môžu byť presné, viacotáčkové premenlivé odpory, ale často ide o jednoduché jednootáčkové zariadenia ktoré pohybujú stieračom po vodivej uhlíkovej dráhe, aby zmenili odpor z takmer nuly na maximum hodnotu.

Potenciometre majú vo všeobecnosti nízke menovité hodnoty výkonu, slabé šumové charakteristiky a priemernú stabilitu. Schopnosť meniť odpor a upravovať signál však robí potenciometre v mnohých neoceniteľné návrhy obvodov a prototypovanie.

Iné typy rezistorov

Rovnako ako u väčšiny komponentov, niekoľko špeciálnych variantov rezistorov slúži na špecifické potreby. Niektoré sú celkom bežné, vrátane odporového prvku v žiarovke. Ďalšie špeciálne varianty rezistorov zahŕňajú vykurovacie články, kovovú fóliu, oxid, bočníky, cermetové a mriežkové odpory.