Мощность SMD резистора. Как узнать?
Также, как и выводные резисторы, SMD-резисторы для монтажа на поверхность рассчитаны на определённую мощность рассеивания. Но, как её узнать?
На самом деле, определить мощность SMD резистора не так уж и сложно. Мощность рядовых чип-резисторов, которых в современной электронике огромное множество, можно определить исходя из их размеров.
Далее представлена таблица №1, в которой указано соответствие типоразмера SMD-резистора и его мощности рассеивания. Отмечу, что в таблице указан типоразмер в дюймовой системе кодировки, а реальные размеры указаны в миллиметрах (длина и ширина). Сделано это исходя из удобства.
Дело в том, что до сих пор наибольшее распространение получила система кодирования типоразмера чип-резисторов в дюймах. Её используют все: производители, поставщики и магазины. А для того, чтобы определить типоразмер, а, следовательно, и мощность, мы должны замерить длину и ширину резистора обычной линейкой или другим более точным инструментом, шкала которого проградуирована в миллиметрах.
Если у вас на руках имеется SMD-резистор, мощность которого требуется узнать, то, сделав замеры обычной линейкой, можно быстро определить его типоразмер и соответствующую ему мощность рассеивания.
Таблица №1. Соответствие мощности SMD-резистора и его типоразмера.
| Типоразмер (дюймовый, inch) | Мощность (Power Rating at 70°C) | Мощность, Вт. | Длина (L) /Ширина (W), мм. |
| 0075 | 1/50W | 0,02 Вт | 0,3/0,15 |
| 01005 | 1/32W | 0,03 Вт | 0,4/0,2 |
| 0201 | 1/20W | 0,05 Вт | 0,6/0,3 |
| 0402 | 1/16W, 1/8W | 0,063 Вт; 0,125 Вт | 1,0/0,5 |
| 0603 | 1/10W, 1/5W | 0,1 Вт; 0,2 Вт | 1,6/0,8 |
| 0805 | 1/8W, 1/4W | 0,125 Вт; 0,25 Вт | 2,0/1,25 |
| 1206 | 1/4W, 1/2W | 0,25 Вт; 0,5 Вт | 3,2/1,6 |
| 1210 | 1/2W | 0,5 Вт | 3,2/2,5 |
| 1218 | 1W; 1,5W | 1 Вт; 1,5 Вт | 3,2/4,8 |
| 1812 | 1/2W, 3/4W | 0,5 Вт; 0,75 Вт | 4,5/3,2 |
| 2010 | 3/4W | 0,75 Вт | 5,0/2,5 |
| 2512 | 1W; 1,5W; 2W | 1 Вт; 1,5 Вт; 2 Вт | 6,4/3,2 |
Мощность SMD-резисторов с широкими электродами (Long side termination chip resistors) |
|||
| 0406 | 0,25. 0,3W | 0,25. 0,3 Вт | 1,0/1,6 |
| 0612 | 0,75. 1W | 0,75. 1 Вт | 1,6/3,2 |
| 1020 | 1W | 1 Вт | 2,5/5,0 |
| 1218 | 1W | 1 Вт | 3,2/4,6 |
| 1225 | 2W | 2 Вт | 3,2/6,4 |
В таблице №1 также указаны типовые мощности и для SMD-резисторов с широкими боковыми электродами (выводами). В документации такие резисторы называются Long Side Termination Chip Resistors или Wide Terminal Chip Resistors.
Хочу обратить внимание на то, что в колонке (Мощность, Power Rating at 70°C) для некоторых типоразмеров указано несколько значений мощности. Дело в том, что производители выпускают разные серии SMD-резисторов. В одной серии мощность резисторов для типоразмера 1206 нормирована на уровне 0,5 Вт, а в другой 0,25 Вт.
Например, чип-резисторы серии CRM фирмы Bourns ® рассчитаны на повышенную мощность: CRM0805 (0,25W), CRM1206 (0,5W), CRM2010 (1W). Используются такие в импульсных источниках питания в качестве токовых датчиков, токоограничительных резисторов, снабберов (демпфирующих резисторов).
Такое положение дел нужно учитывать, если вы собираетесь использовать резистор, мощность которого была определена исходя из размеров. При этом, нужно остановиться на наименьшем значении мощности, взятом из таблицы №1.
Если этим пренебречь, то может случится так, что вам попадётся резистор с меньшей мощностью, например, 0,25W вместо 0,5W, а это уже чревато его перегревом и выходом из строя при работе в реальной схеме.
Хотелось бы отметить, что сведения в таблице №1 в основном относятся к стандартным SMD-резисторам, то есть таким, которые широко и в большом количестве используются при производстве электроники.
Как правило, это чип резисторы на основе толстой плёнки (thick film chip resistors), так как они являются самыми дешёвыми, и, как следствие, самыми распространёнными. Примером могут служить серии стандартных толстоплёночных SMD резисторов D/CRCW e3 (Vishay ® ), ERJ (Panasonic) или RC (Yageo).
Не секрет, что существует огромное количество узкоспециализированных SMD-резисторов, которые имеют свои особенности. К таким можно отнести резисторы, которые работают при повышенных температурах (до 230°C), в условии агрессивной среды (Antisulfur), миллиомные чип резисторы, SMD резисторы-перемычки. Если такие резисторы и встречаются на печатных платах от потребительской электроники, то, как правило, их количество невелико, они применяются в определённых цепях электронных схем.
Их характеристики, в том числе и мощность рассеивания, может существенно отличатся от усреднённых значений, которые приведены в таблице №1 и являются типовыми для стандартных SMD-резисторов, количество которых в электронной схеме может быть просто огромным.
Типовые мощности тонкоплёночных резисторов (Thin film chip resistors) также соответствуют значениям из таблицы №1. Резисторы для некоторых областей применения, например, для автомобильной электроники (avtomotive grade), могут иметь мощность чуть выше той, что указана в таблице №1.
Как узнать мощность резисторных SMD-сборок?
Для резисторных SMD-сборок мощность в технической документации указывается на элемент (per element), а иногда ещё и на сборку вцелом (per package). Обычно, чип-сборка состоит из набора 2, 4, или 8 резисторов стандартного типоразмера. Например, набор типоразмера 0408 соответствует четырём SMD резисторам типоразмера 0402.
Так вот, типовая мощность одного резистора в такой сборке мало чем отличается от стандартной мощности отдельного SMD-резистора такого же типоразмера.
Так, для резисторных SMD-сборок 0202 (0201 × 2) мощность на элемент обычно составляет 0,03W (1/32W). Для тех, кто ещё не знает, сборка типоразмера 0202, – это два резистора 0201 в наборе.
Для сборок 0404 (0402 × 2), 0408 (0402 × 4) мощность на элемент обычно не превышает значения в 0,063W (1/16W).
Для сборок 0606 (0603 × 2), 0612 (0603 × 4), 0616 (0602 × 8) мощность на элемент составляет 0,063. 0,125W.
Чип-сборка типоразмера 0612 на 4 резистора с выводами типа convex (т.е. выпуклыми). Мощность на элемент 0,1W.
На следующем фото резисторная чип-сборка 8×1206 с материнской платы старого, но очень крутого промышленного компьютера. На современных платах наборы такого типоразмера встречаются очень редко.
Ориентировочная мощность такой сборки 0,25W на элемент. Это если исходить из соображения, что типовая мощность для типоразмера 1206 составляет минимум 0,25W.
Хотя, стоит иметь ввиду, что в документации на стандартные современные сборки типоразмера 4×1206 минимальная мощность обычно 0,125W (1/8W) на элемент, что в 2 раза меньше. Так что, тут можно и поспорить, но я всё же остановлюсь на значении в 0,25W.
Кривая снижения мощности SMD-резистора и диапазон рабочей температуры.
В англоязычной тех. документации мощность рассеивания называется Power Dissipation (иногда Rated dissipation), а обозначается как P70. Нижнему индексу (70) соответствует температура окружающей среды, при которой резистор способен долговременно выдерживать указанную мощность.
Каждая серия резисторов рассчитана на работу в определённом интервале температур. В большинстве своём, рабочая температура обычных чип-резисторов на основе толстой плёнки (thick film) лежит в интервале от -55°C до +155°C. Но, для микроминиатюрных типоразмеров от 0075 до 0201 максимальная температура, как правило, ограничена на уровне +125°C.
Как уже говорилось, в технической документации мощность SMD-резисторов указывается для температуры окружающей среды +70°C. Если резистор, эксплуатируется при температуре выше +70°C, то мощность, которая выделяется на нём в процессе работы должна быть снижена. Проще говоря, при повышенной температуре резистор просто не успевает охлаждаться.
На графике снижения мощности (Power Derating Curve) по шкале Rated Load (%) указан процент от номинальной мощности, которую способен выдержать SMD-резистор при соответствующей температуре окружающей среды (Ambient Temperature, °C).
Так, при температуре в +120°C мощность должна быть снижена до уровня 40% для изделий, рассчитанных на работу в температурном диапазоне -55°C. +155°C. Если у нас резистор на 1 ватт, то при данной температуре он способен долговременно выдерживать мощность в 0,4 ватта. Нетрудно заметить, что температура в 155°C соответствует нулевой мощности.
Приведённый график является типовым для стандартных толстоплёночных резисторов. Для специализированных SMD-резисторов график снижения мощности может существенно отличаться. Например, так он выглядит для резисторов серии PHT (Vishay).
Это высокостабильные тонкоплёночные чип резисторы для работы при повышенной температуре окружающей среды (от -55°C до +215°C). Даже к установке таких резисторов на печатную плату предъявляются определённые требования, чтобы эффективно отводить тепло от резистивного слоя.
Мощные SMD-резисторы.
Существует мнение, что максимальная мощность рассеивания SMD резисторов ограничена их физическими размерами и параметрами резистивного слоя, например, сечением. И это так. Несмотря на это, среди резисторов для поверхностного монтажа есть и модели повышенной мощности.
К таким можно отнести чип резисторы серии PCAN (Vishay). Особенностью данных резисторов является подложка из нитрида алюминия (aluminum nitride, AlN), которая обладает повышенной теплопроводностью. 90% тепла от резистивного слоя SMD-резистора проходит через тело компонента, то есть через его подложку (substrate). Керамика на основе алюмонитрида (нитрида алюминия) обладает высокой теплопроводностью, что позволяет быстрее отводить тепло от резистивного слоя. К тому же, керамика на основе алюмонитрида нетоксична.
Кроме этого нижняя часть контактных электродов данных чип-резисторов имеет увеличенную площадь, за счёт которой удаётся уменьшить тепловое сопротивление между проводящим слоем резистора и контактными площадками на печатной плате.
Такое сочетание технических решений позволяет преодолеть мощностные ограничения для стандартных типоразмеров смд-резисторов. Для сравнения, приведу значения мощности рассеивания для четырёх типоразмеров, доступных в данной серии.
Тонкоплёночные прецизионные чип резисторы повышенной мощности серии PCAN (Vishay) |
|
| Типоразмер, inch | Мощность, W |
| 0603 | 0,5 |
| 0805 | 1 |
| 1206 | 2 |
| 2512 | 6 |
Как видим, для типоразмера 2512 мощность составляет 6 Вт. Стандартный SMD-резистор такого же типоразмера, как правило, имеет мощность не более 1 или 2 Вт.
Так же есть чип-резисторы с более скромными характеристиками, например, серии PHP (Vishay). В ней уже используется подложка из рядового, хотя, и высокочистого оксида алюминия (alumina, Al2O3), который широко используется в качестве материала для подложки в стандартных SMD-резисторах.
Из особенностей: увеличенная площадь нижних электродов Wraparound-типа. Допустимая мощность для типоразмера 2512 данной серии составляет 2,5 Вт. Это на 0,5. 1,5 ватта больше, чем у стандартных резисторов аналогичного размера.
Работа чип-резисторов на таких мощностях возможна с одной оговоркой, – это соблюдение правил монтажа на печатную плату. Об этом прямо сообщается в технической документации на серию.
Какие бы технические ухищрения не использовались для увеличения мощностных характеристик SMD-резисторов, но тепло всё равно отводить куда-то надо. Именно поэтому, к таким резисторам предъявляются особые требования монтажа их на плату.
Основными способами отвода избытка тепла от резистивного слоя SMD-резистора являются соединительные контакты медных проводников, поверхность печатной платы и внешнее охлаждение.
В печатных платах под поверхностный монтаж элементов, избытки тепла от элементов отводятся в толщу платы и медные полигоны, которые служат своеобразным радиатором. В некоторых случаях может применятся принудительное внешнее охлаждение (например, вентиляторы).
Размеры SMD-резисторов
Размеры корпусов плоских SMD-резисторов стандартизированы и делятся на типоразмеры. Типоразмер чип-резистора указывают в виде четырёх (реже пяти) цифр, которые являются кодом размера. Обычно, в нём записана длина и ширина резистора в дюймах.
На деле же существует две системы кодирования размеров SMD-компонентов (в том числе и резисторов). В одной из них для кодировки типоразмера используется длина и ширина компонента в дюймах, а в другой – в миллиметрах.
Например, дюймовый типоразмер 0805 – это тоже, что и 2012 в метрической системе. На самом деле, метрическая система более удобна, так как размеры в дюймах округляются. Для того же типоразмера 0805 (0.08″ x 0.05″) длина в миллиметрах составляет 2,0 мм., а ширина 1,2 мм. Если перевести величину длины и ширины в дюймы, то получим 0,0787″ (2,0 мм.) и 0,0472″ (1,2 мм.). Эти значения округляют, получая 0,08″ и 0,05″ (типоразмер 0805).
Так уж сложилось, что наиболее распространена первая, дюймовая система кодирования размера SMD-корпуса, хотя она и является устаревшей.
Далее приведена таблица №1 с кодами размеров корпусов SMD-резисторов.
Так как существуют две системы кодирования, то в таблице указаны коды размеров, как в дюймовой (inch или imperial), так и в метрической (metric) системе кодирования.
Например, 0805 = 0,08 (длина) x 0,05 (длина) (в дюймах).
В другой – метрической (metric), в миллиметрах.
Например, 2012 = 2,0 (длина) x 1,2 (ширина) (в миллиметрах). Тот же размер, что и 0805 в дюймах.
Чтобы не спутать одну систему с другой, в технической документации для метрической системы частенько указывают букву М после числового кода (например, 2012М).
Таблица №1. Кодовое обозначение типоразмера и соответствующая длина и ширина элемента.
L, длина, length (дюймы)
W, ширина, width (дюймы)
В таблице №1 представлены коды размеров, которые также используются и для керамических SMD-конденсаторов (2220, 2225, 1825, 0505, 0204 и др.), резисторных SMD-сборок, SMD-светодиодов.
Сделано это потому, что технология поверхностного монтажа быстро развивается, и те размеры, которые ранее использовались только при производстве керамических конденсаторов или SMD-светодиодов, могут быть применены и при производстве чип-резисторов или их сборок.
В технической документации на резисторы вам также могут встретиться и такие типоразмеры, как 0804, 1506, 2009 и пр. Не стоит удивляться этому. Как правило, это типоразмеры сборок.
Так как толщина элемента не включена в кодировку размера, то необходимо обращаться к документации производителя данного компонента. Обычно, толщина керамических чип-конденсаторов (MLCC) больше, чем толщина чип-резисторов того же типоразмера.
Отмечу, что в таблице приведены не все коды типоразмеров, так как на самом деле их очень-очень много. Естественно, есть и «ходовые», например, такие, как 0603, 0805, 1206, которые не только востребованы производителями электроники, но и хорошо знакомы радиолюбителям.
Иногда на практике необходимо определить типоразмер SMD-резистора. Как это сделать?
Определить размер SMD-резистора можно замерив его длину и ширину миллиметровой линейкой. Естественно, точно измерить габариты крошечных чип-резисторов вам вряд ли удастся, разве что вооружившись увеличительным стеклом или микроскопом.
Далее находим метрический типоразмер в таблице, который соответствует полученным значениям длины и ширины вашего резистора. Сопоставляем его с кодом в дюймах.
На момент написания материала наименьшим размером был 0050 (inch). Он уже присутствует в техдокументации, но это не означает, что чип-элементы такого типоразмера активно используются при производстве электроники.
Обычно, широкое внедрение нового типоразмера происходит спустя некоторое время, так как большинство производителей просто не имеют достаточно точного оборудования, способного монтировать такие микроминиатюрные компоненты.
Например, даже такой типоразмер, как 01005 настолько мал, что размеры SMD-резисторов меньше, чем частички молотого чёрного перца.
Для сравнения на следующей картинке показаны габариты микроминиатюрных SMD-резисторов типоразмера 01005, 0201, 0402, 0603.
Типоразмеры 0202, 0303, 0404, 0505, 0606, 0808 нередко имеют чип-резисторы, которые устанавливаются в гибридные схемы или сборки.
Например, SMD-резисторы серии IGBR (Vishay) имеют контакты не на торцах подложки, как это сделано у обычных чип-резисторов, а на верхней и нижней стороне корпуса. Это так называемые, Back-Contact Chip Resistors.
Такая конструкция позволяет избавится от одного из выводов, так как нижний контакт такого резистора присоединяется к субстрату методом эвтектического сплавления или с помощью проводящей эпоксидной смолы.
Типоразмеры 0404 (0402 x 2), 0408 (0402 x 4), 0606 (0603 x 2), 0612 (0603 x 4), 1005 (0402 x 4), 1224 (1206 x 4) имеют резисторные SMD-сборки.
На фото показаны резисторные SMD-сборки по 4 и 2 резистора типоразмера 0612 и 0606 соответственно.
Хотелось бы также обратить внимание на то, что наиболее точная информация по типоразмерам и реальным габаритам электронных компонентов содержится в техническом описании (даташите) на конкретную серию резисторов или иных SMD-компонентов.
В даташите производители приводят всю необходимую информацию вплоть до возможных допусков по размерам.
Часто на практике требуется определить мощность SMD-резистора. Теперь, когда мы познакомились с типовыми размерами SMD-резисторов, сделать это будет несложно, так как мощность большинства чип-резисторов соответствует их типоразмеру. Более подробно об этом читайте в материале «Мощность SMD резистора. Как узнать?».
SMD резисторы — виды, параметры и характеристики
Резистор – это элемент, обладающий каким-либо сопротивлением, применяется в электронике и электротехнике для ограничения тока или получения необходимых напряжений (например, использование резистивного делителя). SMD-резисторы – это резисторы для поверхностного монтажа, иначе говоря – монтажа на поверхность печатной платы.
Основные характеристики для резисторов – это номинальное сопротивление, измеряется в Омах и зависит от толщины, длины и материалов резистивного слоя, а также рассеиваемая мощность.
Электронные компоненты для поверхностного монтажа отличаются малыми габаритами за счет того, что у них либо отсутствуют выводы для подключения в классическом понимании. У элементов для объемного монтажа есть длинные выводы.
Ранее при сборке РЭА ими соединяли компоненты цепи между собой (навесной монтаж) или продевали их через печатную плату в соответствующие отверстия. Конструктивно выводы или контакты у них выполнены в вид металлизированных площадок на корпусе элементов. В случае же микросхем и транзисторов поверхностного монтажа у элементов присутствуют короткие жесткие «ножки».
Одной из основных характеристик SMD-резисторов является и типоразмер. Это величина длины и ширины корпуса, по этим параметрам подбирают элементы, соответствующие разводке платы. Обычно размеры в документации пишутся сокращенно четырёхзначным числом, где первые две цифры указывают длину элемента в мм, а вторая пара символов – ширину в мм. Однако, фактически, размеры могут отличаться от маркировки в зависимости от типов и серии элементов.
Типовые размеры SMD-резисторов и их параметры
Рисунок 1 — обозначения для расшифровки типоразмеров.
1. SMD-резисторы 0201:
L=0.6 мм; W=0.3 мм; H=0.23 мм; L1=0.13 м.
- Диапазон номинальных значений: 0 Ом, 1 Ом — 30 МОм
- Допустимое отклонение от номинала: 1% (F); 5% (J)
- Номинальная мощность: 0,05 Вт
- Рабочее напряжение: 15 В
- Максимально допустимое напряжение: 50 В
- Рабочий диапазон температур: –55 — +125 °С
2. SMD-резисторы 0402:
L=1.0 мм; W=0.5 мм; H=0.35 мм; L1=0.25 мм.
- Диапазон номинальных значений: 0 Ом, 1 Ом — 30 МОм
- Допустимое отклонение от номинала: 1% (F); 5% (J)
- Номинальная мощность: 0,062 Вт
- Рабочее напряжение: 50 В
- Максимально допустимое напряжение: 100 В
- Рабочий диапазон температур: –55 — +125 °С
3. SMD-резисторы 0603:
L=1.6 мм; W=0.8 мм; H=0.45 мм; L1=0.3 мм.
- Диапазон номинальных значений: 0 Ом, 1 Ом — 30 МОм
- Допустимое отклонение от номинала: 1% (F); 5% (J)
- Номинальная мощность: 0,1 Вт
- Рабочее напряжение: 50 В
- Максимально допустимое напряжение: 100 В
- Рабочий диапазон температур: –55 — +125 °С
4. SMD-резисторы 0805:
L=2.0 мм; W=1.2 мм; H=0.4 мм; L1=0.4 мм.
- Диапазон номинальных значений: 0 Ом, 1 Ом — 30 МОм
- Допустимое отклонение от номинала: 1% (F); 5% (J)
- Номинальная мощность: 0,125 Вт
- Рабочее напряжение: 150 В
- Максимально допустимое напряжение: 200 В
- Рабочий диапазон температур: –55 — +125 °С
5. SMD-резисторы 1206:
L=3.2 мм; W=1.6 мм; H=0.5 мм; L1=0.5 мм.
- Диапазон номинальных значений: 0 Ом, 1 Ом — 30 МОм
- Допустимое отклонение от номинала: 1% (F); 5% (J)
- Номинальная мощность: 0,25 Вт
- Рабочее напряжение: 200 В
- Максимально допустимое напряжение: 400 В
- Рабочий диапазон температур: –55 — +125 °С
6. SMD-резисторы 2010:
L=5.0 мм; W=2.5 мм; H=0.55 мм; L1=0.5 мм.
- Диапазон номинальных значений: 0 Ом, 1 Ом — 30 МОм
- Допустимое отклонение от номинала: 1% (F); 5% (J)
- Номинальная мощность: 0,75 Вт
- Рабочее напряжение: 200 В
- Максимально допустимое напряжение: 400 В
- Рабочий диапазон температур: –55 — +125 °С
7. SMD-резисторы 2512:
L=6.35 мм; W=3.2 мм; H=0.55 мм; L1=0.5 мм.
- Диапазон номинальных значений: 0 Ом, 1 Ом — 30 МОм
- Допустимое отклонение от номинала: 1% (F); 5% (J)
- Номинальная мощность: 1 Вт
- Рабочее напряжение: 200 В
- Максимально допустимое напряжение: 400 В
- Рабочий диапазон температур: –55 — +125 °С
Как вы можете видеть, с увеличением размеров чип-резистора увеличивается и номинальная рассеиваемая мощность в таблице ниже нагляднее приведена эта зависимость, а также геометрические размеры резисторов других типов:
Таблица 1 – Маркировка SMD-резисторов
В зависимости от размеров может применяться один из трёх видов маркировки номинала резистора. Выделяют три вида маркировки:
1. С помощью 3-х цифр. При этом первые две обозначают количество ом, а последняя количество нулей. Так маркируют резисторы из ряда Е-24, c отклонением от номинала (допуском) в 1 или 5%. Типоразмер резисторов с такой маркировкой — 0603, 0805 и 1206. Пример такой маркировки: 101 = 100 = 100 Ом
Рисунок 2 – изображение SMD-резистора с номиналом в 10 000 Ом, он же 10 кОм.
2. С помощью 4-х символов. В этом случае 3 первых цифры обозначают количество Ом, а последняя – количество нулей. Так описываются резисторы из ряда Е-96 типоразмеров 0805, 1206. Если в маркировке присутствует буква R – она играет роль запятой, отделяющей целые от долей. Таким образом маркировка 4402 расшифровывается как 44 000 Ом или 44 кОм.
Рисунок 3 – изображение SMD-резистора с номиналом в 44 кОма
3. Маркировка комбинацией из 3 символов – цифр и букв. При этом 2 первых знака – это цифры, обозначают закодированное значение сопротивления в Омах. Третий символ – это множитель. Таким способом маркируются резисторы типоразмера 0603 из ряда сопротивлений Е-96, с допуском 1%. Перевод букв во множитель выполняется по ряду: S=10^-2; R=10^-1; B=10; C=10^2; D=10^3; E=104; F=10^5.
Расшифровка кодов (первых двух символов) ведется по таблице, изображенной ниже.
Таблица 2 – расшифровка кодов маркировки SMD-резисторов
Рисунок 4 – резистор с трёхсимвольной маркировкой 10С, если воспользоваться таблицей и приведенным рядом множителей, то 10 – это 124 Ома, а С – это множитель 10^2, что равняется 12 400 Ома или 12.4 кОм.
Основные параметры резисторов
У идеального резистора учитывают только его активное сопротивление. В реальности же дело обстоит иначе – у резисторов есть и паразитные индуктивно-емкостные составляющие. Ниже приведен один из вариантов эквивалентной схемы резистора:
Рисунок 5 — Эквивалентная схема резистора
Как можно увидеть на схеме присутствуют и емкости (конденсаторы) и индуктивность. Их наличие связано с тем, что у каждого проводника есть определенная индуктивность, а у группы проводников – паразитная ёмкость. У резистора же они связаны с расположением его резистивного слоя и его конструкцией.
Эти параметры в цепях постоянного тока и низкочастотных цепях обычно не учитывают, но они могут внести существенное влияние в высокочастотных радиопередающих схемах и в импульсных блоках питания, где протекают токи частотами в десятки-сотни кГц. В таких цепях любая паразитная составляющая, в плоть до неправильной разводки проводящих дорожек печатной платы, может сделать невозможной её работу.
Итак, индуктивность и емкость – это элементы, которые оказывают влияние на полное сопротивление и фронты токов и напряжений в зависимости от частоты. Наилучшим по частотным характеристикам являют элементы для поверхностного монтажа, благодаря как раз-таки их малым размерам.
Рисунок 6 – На графике изображено отношение полного сопротивления резистора к активному на различных частотах
В полное сопротивление входит и активное сопротивление, и реактивные сопротивления паразитной индуктивностио и емкости. На графике можно наблюдать падение полного сопротивления с ростом частоты.
Конструкция резистора
Резисторы поверхностного монтажа дешевы и удобны при конвеерной автоматизированной сборке электронных устройств. Однако, они не так просты, как может показаться.
Рисунок 7 – Внутреннее устройство SMD-резистора
Основой резистора является подложка из Al2O3 – окиси алюминия. Это хороший диэлектрик и материал с хорошей теплопроводностью, что не менее важно, так как в процессе работы вся мощность резистора выделяется в тепло.
В качестве резистивного слоя используется тонкая металлическая или оксидная пленка, например – хром, двуокись рутения (как изображено на рисунке выше). От материала из которого состоит эта пленка зависят характеристики резисторов. Резистивный слой отдельных резисторов представляет собой пленку толщиной до 10 мкм, из материала с низким ТКС (температурным коэффициентом сопротивления), что дает высокую температурную стабильность параметров и возможность создать высокопрецизионные элементы, пример такого материала – константан, однако номиналы таких резисторов редко превышают 100 Ом.
Контактные площадки резистора формируются из набора слоев. Внутренний контактный слой выполняют из дорогих материалов вроде серебра или палладия. Промежуточный – из никеля. А внешний – свинцово оловянный. Такая конструкция обусловлена необходимостью обеспечить высокую адгезию (связанность) слоев. От них зависит надежность контактов и шумы.
Для снижения паразитных составляющих приходят к следующим технологическим решении при формировании резистивного слоя:
Рисунок 8 – форма резистивного слоя
Монтаж таких элементов происходит в печах, а в радиолюбительских мастерских с помощью паяльного фена, то есть потоком горячего воздуха. Поэтому при их изготовлении уделяется внимание температурной кривой нагрева и охлаждения.
Рисунок 9 – кривая нагрева и охлаждения при пайке SMD-резисторов
Использование компонентов поверхностного монтажа положительно сказалось на массогабаритных показателях радиоэлектронной аппаратуры, а также на частотных характеристиках элемента. Современная промышленность выпускает большую часть распространенных элементов в SMD-исполнении. В том числе: резисторы, конденсаторы, диоды, светодиоды, транзисторы, тиристоры, интегральные микросхемы.
Телеграмм канал для тех, кто каждый день хочет узнавать новое и интересное: Школа для электрика
Если Вам понравилась эта статья, поделитесь ссылкой на неё в социальных сетях. Это сильно поможет развитию нашего сайта!
Не пропустите обновления, подпишитесь на наши соцсети:
Мощность резистора
Сегодня поговорим о мощности резисторов. Это тоже очень важный параметр. Я уже рассказывал о том что такое резистор, и какие виды и типы резисторов бывают. Но подробно про мощность мы не говорили.
Мощность резистора — это максимально допустимое значение мощности электрического тока (единица измерения Ватт), которое резистор может пропустить через себя без перегрева и выхода из строя. Резистор в зависимости от своего сопротивления и тока проходящего через него превращает часть электрической энергии в тепло. Это и называется мощностью рассеивания резистора.
Какая мощность будет выделяться (рассеиваться) на резисторе
Как я уже написал чуть выше, мощность рассеивания резистора зависит от его сопротивления и силы тока, проходящего по нему. Для расчета мощности, которая будет рассеиваться в виде тепла на резисторе используется формула: P = I² * R
- P — мощность в Ватт
- I — Сила тока в Ампер
- R — Сопротивление в Ом
Для примера рассчитаем мощность которая будет рассеиваться на резисторе в схеме с подключением светодиода. Вот схема подключения:
Про то как рассчитать номинал резистора для подключения светодиода и силу тока в цепи, а так же как управлять светодиодом с помощью Ардуино я писал в этой статье. В нашем примере используется резистор на 150 Ом и сила тока в цепи составляет 20 миллиампер или 0.02 ампера. Теперь мы можем рассчитать мощность, которая будет рассеиваться на резисторе.
P = I² * R = 0.02² * 150 = 0.0004 * 150 = 0.06 Ватт
Это значит что на нашем резисторе будет рассеиваться 0.06 Ватт. Это совсем не много, поэтому подойдет практически любой резистор кроме самых маломощных SMD элементов.
Если фактическая рассеиваемая мощность превышает допустимую для резистора, то он будет перегреваться и в итоге сгорит. Это не только разорвет электрическую цепь, но и может стать причиной пожара. Поэтому старайтесь использовать резисторы с заявленной мощностью больше чем необходимая в 1.5-2 раза.
Как определить мощность резистора
Как я уже писал в других статьях, обычно резисторы — это мелкие элементы, поэтому на их корпусе сложно описать все их параметры. Для описания номинала и класса точности используется цветовая маркировка или специальная маркировка для SMD резисторов. А для того что бы понять какой мощности резистор нужно его измерить. Вот схема которая поможет узнать мощность резисторов в зависимости от их размера:
Так же существуют резисторы рассчитанные и на более высокие мощности. Они уже крупнее, поэтому их мощность и номинал написаны на корпусе «человеческим языком». Вот керамические резисторы или даже высокомощные с радиатором для рассеивания тепла:
Мощность SMD резисторов
Показатель максимальной мощности в маркировку на таких маленьких корпусах поместить было просто не возможно. Но мы все равно можем определить максимальную мощность смд резистора при помощи штангенциркуля, ну или хотя бы обычной линейки. Дело в том что мощность зависит от размера корпуса smd резистора. Поэтому они делятся на типоразмеры и обозначаются цифрами, которые означают длину и ширину корпуса в дюймах. Вот таблица с помощью которой вы сможете определить допустимую мощность резистора в smd исполнении:
| Размер в дюймах | Длинна в мм | Ширина в мм | Мощность при 70°C в Ватт |
| 0075 | 0,3 | 0,15 | 0,02 |
| 01005 | 0,4 | 0,2 | 0,03 |
| 0201 | 0,6 | 0,3 | 0,05 |
| 0402 | 1 | 0,5 | 0,063 |
| 0603 | 1,6 | 0,8 | 0,1 |
| 0805 | 2,0 | 1,25 | 0,125 |
| 1206 | 3,2 | 1,6 | 0,25 |
| 1210 | 3,2 | 2,5 | 0,5 |
| 1218 | 3,2 | 4,8 | 1 |
| 1812 | 4,5 | 3,2 | 0,75 |
| 2010 | 5 | 2,5 | 0,75 |
| 2512 | 6,4 | 3,2 | 2 |
Таблица мощности SMD резисторов
Обратите внимание что при последовательном и параллельном подключении резисторов, рассеиваемая мощность рассчитывается для каждого резистора отдельно.
Железо
Стартовый набор с Arduino Mega и RFID Это расширенный стартовый набор. В комплект входит Arduino Mega R3, макетные платы, множество датчиков, управляемые механизмы и необходимые радиоэлектронные компоненты. Полный список.
Плата Arduino Uno R3 Arduino Uno — плата на базе микроконтроллера ATmega328P с частотой 16 МГц. На плате есть все необходимое для удобной и быстрой работы.