SMD ellenállások - típusok, paraméterek és jellemzők

Az ellenállás olyan elem, amelynek van valamilyen ellenállása; az elektronikában és az elektrotechnikában áramkorlátozásra vagy a szükséges feszültség elérésére használják (például rezisztív osztó segítségével). Az SMD ellenállások felületre szerelhető ellenállások, más szóval felületre szerelhető ellenállások.

Az ellenállások fő jellemzői az ohmban mért névleges ellenállás, amely függ az ellenállásréteg vastagságától, hosszától és anyagaitól, valamint a teljesítmény disszipációtól.

A felületre szerelhető elektronikai alkatrészeket kis méretükkel különböztetik meg, mivel ezek vagy nem rendelkeznek a klasszikus értelemben vett csatlakozókapcsokkal. A tömegesen beszerelhető elemek hosszú vezetékekkel rendelkeznek.

Korábban az elektronikai berendezések összeszerelésekor az áramköri elemeket összekapcsolták egymással (csuklós szerelvény), vagy a nyomtatott áramköri lapon keresztül a megfelelő furatokba vezették. Szerkezetileg következtetéseik vagy érintkezéseik fémezett párnák formájában készülnek az elemek testén.A mikroáramkörök és a felületre szerelhető tranzisztorok esetében az elemek rövid, merev "lábakkal" rendelkeznek.

Az SMD ellenállások egyik fő jellemzője a méretük. Ez a doboz hossza és szélessége, ezen paraméterek szerint olyan elemek kerülnek kiválasztásra, amelyek megfelelnek a tábla elrendezésének. Általában a méreteket a dokumentációban rövidített formában, négyjegyű számmal írjuk, ahol az első két számjegy az elem hosszát jelöli mm-ben, a második karakterpár pedig a szélességet mm-ben. A valóságban azonban a méretek az elemek típusától és sorozatától függően eltérhetnek a jelölésektől.

Az SMD ellenállások jellemző méretei és paramétereik

 1. ábra – szabványos méretek dekódolásának jelölései.

1. SMD ellenállások 0201:

L = 0,6 mm; W = 0,3 mm; H=0,23 mm; L1 = 0,13 m.

• Névleges tartomány: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Megengedett eltérés a névlegestől: 1% (F); 5% (J)

• Névleges teljesítmény: 0,05W

• Üzemi feszültség: 15V

• Maximális megengedett feszültség: 50 V

• Működési hőmérséklet tartomány: –55 – +125 °C

2. SMD ellenállások 0402:

L = 1,0 mm; W = 0,5 mm; H = 0,35 mm; L1 = 0,25 mm.

• Névleges tartomány: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Megengedett eltérés a névlegestől: 1% (F); 5% (J)

• Névleges teljesítmény: 0,062W

• Üzemi feszültség: 50V

• Maximális megengedett feszültség: 100 V

• Működési hőmérséklet tartomány: –55 – +125 °C

3.SMD ellenállások 0603:

L = 1,6 mm; W = 0,8 mm; H=0,45 mm; L1 = 0,3 mm.

• Névleges tartomány: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Megengedett eltérés a névlegestől: 1% (F); 5% (J)

• Névleges teljesítmény: 0,1W

• Üzemi feszültség: 50V

• Maximális megengedett feszültség: 100 V

• Működési hőmérséklet tartomány: –55 – +125 °C

4. SMD ellenállások 0805:

L = 2,0 mm; W = 1,2 mm; H = 0,4 mm; L1 = 0,4 mm.

• Névleges tartomány: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Megengedett eltérés a névlegestől: 1% (F); 5% (J)

• Névleges teljesítmény: 0,125 W

• Üzemi feszültség: 150V

• Maximális megengedett feszültség: 200 V

• Működési hőmérséklet tartomány: –55 – +125 °C

5. SMD ellenállások 1206:

L = 3,2 mm; W = 1,6 mm; H = 0,5 mm; L1 = 0,5 mm.

• Névleges tartomány: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Megengedett eltérés a névlegestől: 1% (F); 5% (J)

• Névleges teljesítmény: 0,25 W

• Üzemi feszültség: 200V

• Maximális megengedett feszültség: 400 V

• Működési hőmérséklet tartomány: –55 – +125 °C

6. SMD ellenállások 2010:

L = 5,0 mm; W = 2,5 mm; H = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Névleges tartomány: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Megengedett eltérés a névlegestől: 1% (F); 5% (J)

• Névleges teljesítmény: 0,75 W

• Üzemi feszültség: 200V

• Maximális megengedett feszültség: 400 V

• Működési hőmérséklet tartomány: –55 – +125 °C

7. SMD ellenállások 2512:

L = 6,35 mm; W = 3,2 mm; H = 0,55 mm; L1 = 0,5 mm.

• Névleges tartomány: 0 Ohm, 1 Ohm – 30 MΩ

• Megengedett eltérés a névlegestől: 1% (F); 5% (J)

• Névleges teljesítmény: 1W

• Üzemi feszültség: 200V

• Maximális megengedett feszültség: 400 V

• Működési hőmérséklet tartomány: –55 – +125 °C

Amint látható, a chip ellenállás méretének növekedésével a névleges teljesítmény disszipáció növekszik az alábbi táblázatban, ez a függőség világosabban látható, valamint más típusú ellenállások geometriai méretei:

1. táblázat – Az SMD ellenállások jelölése

A mérettől függően a háromféle ellenállás-jelölés egyike használható. Háromféle jelölés létezik:

1. 3 számjeggyel. Ebben az esetben az első kettő az ohmok számát jelenti, az utolsó szám pedig nullákat. Így jelölik az E-24 sorozatú ellenállásokat, a névleges értéktől (tűréstől) való eltéréssel 1 vagy 5%. Az ilyen jelölésű ellenállások szabványos mérete 0603, 0805 és 1206. Példa egy ilyen jelölésre: 101 = 100 = 100 Ohm

A 2. ábra egy 10 000 Ohm névleges értékű SMD ellenállás képe, más néven 10 kOhm.

 2. 4 karakterrel. Ebben az esetben az első 3 számjegy az ohmok számát jelzi, az utolsó pedig a nullák számát. Így írják le az E-96 sorozatú, szabványos 0805, 1206 méretű ellenállásokat. Ha a jelölésben R betű szerepel, akkor az egész számokat a törtektől elválasztó vessző szerepét tölti be. Így a 4402 jelölés 44 000 ohmot vagy 44 kOhmot jelent.

3. ábra – 44 kΩ-os SMD ellenállás képe

3. Jelölés 3 karakter - számok és betűk - kombinációjával. Ebben az esetben az első 2 karakter szám, amely a kódolt ellenállás értékét jelzi ohmban. A harmadik jel a szorzó. Így a szabványos 0603-as méretű ellenállásokat az E-96 sorozatú ellenállásokból jelölik, 1%-os tűréshatárral. A betűk faktorrá fordítása a következő sorrendben történik: S = 10 ^ -2; R=10^-1; B = 10; C=10^2; D = 10^3; E = 104; F = 10^5.

A kódok (az első két karakter) dekódolása az alábbi táblázat szerint történik.

2. táblázat – dekódoló kódok az SMD ellenállások jelölésére

4. ábra - egy ellenállás háromjegyű jelöléssel 10C, ha a táblázatot és a megadott számú tényezőt használja, akkor 10 124 Ohm, C pedig 10 ^ 2 tényező, ami 12 400 Ohm vagy 12,4 kOhm.

Az ellenállások fő paraméterei

Egy ideális ellenállásnál csak az ellenállását veszik figyelembe. A valóságban a helyzet más – az ellenállásoknak is vannak parazita induktív-kapacitív komponensei.Az alábbiakban az egyenértékű ellenállásáramkör egyik lehetősége van:

5. ábra – Egyenértékű ellenállás áramkör

Amint az ábrán látható, vannak kondenzátorok (kondenzátorok) és induktivitás is. Jelenlétük annak a ténynek köszönhető, hogy minden vezetőnek van egy bizonyos induktivitása, és a vezetők egy csoportja parazita kapacitással rendelkezik. Az ellenállásban ezek az ellenállási réteg elhelyezkedéséhez és a kialakításához kapcsolódnak.

Ezeket a paramétereket általában nem veszik figyelembe az egyenáramú és a kisfrekvenciás áramkörökben, de jelentős befolyásuk lehet a nagyfrekvenciás rádióátviteli áramkörökben és a kapcsolóüzemű tápegységekben, ahol az áramok több tíz és több száz kHz közötti frekvenciájúak. Az ilyen áramkörökben a nyomtatott áramköri lap vezetőpályáinak nem megfelelő huzalozásában előforduló parazita komponensek lehetetlenné tehetik a munkát.

Tehát az induktivitás és a kapacitás olyan elemek, amelyek a frekvencia függvényében befolyásolják az impedanciát és az áramok és feszültségek széleit. Frekvenciakarakterisztikát tekintve a legjobbak a felületre szerelhető elemek, pontosan ugyanolyan kis méretük miatt.

6. ábra – A grafikon az ellenállás teljes ellenállásának az aktív ellenálláshoz viszonyított arányát mutatja különböző frekvenciákon

Az impedancia magában foglalja az aktív ellenállást és a parazita induktivitás és kapacitás reaktanciáit. A grafikon az impedancia csökkenését mutatja a frekvencia növekedésével.

Ellenállás kialakítása

A felületre szerelhető ellenállások olcsók és kényelmesek az elektronikus eszközök szállítószalagon történő automatizált összeszereléséhez. Ezek azonban nem olyan egyszerűek, mint amilyennek tűnnek.

7. ábra – Az SMD ellenállás belső felépítése

Az ellenállás Al2O3-alumínium-oxid hordozón alapul.Jó dielektrikum és jó hővezető képességű anyag, ami ugyanilyen fontos, hiszen működés közben az ellenállás teljes teljesítménye hővé válik.

Ellenálló rétegként vékony fém- vagy oxidfilmet használnak, például krómot, ruténium-dioxidot (a fenti képen látható módon). Az ellenállások jellemzői a fólia anyagától függenek Az egyes ellenállások rezisztív rétege egy legfeljebb 10 mikron vastagságú film, amely alacsony TCR (hőmérséklet-ellenállási együttható) anyagból készül, amely magas hőmérsékleti stabilitást biztosít A paraméterek és a nagy pontosságú elemek létrehozásának lehetősége, az ilyen anyagra példa a konstans, de az ilyen ellenállások névleges értéke ritkán haladja meg a 100 ohmot.

Az ellenálláspárnák egy sor rétegből vannak kialakítva. A belső érintkező réteg drága anyagokból, például ezüstből vagy palládiumból készül. Az intermedier nikkelből készül. A külső pedig ólombádog. Ez a kialakítás annak köszönhető, hogy biztosítani kell a rétegek magas tapadását (kohézióját). Az érintkezők és a zaj megbízhatósága tőlük függ.

A parazita komponensek csökkentése érdekében az alábbi technológiai megoldásokhoz jutnak el az ellenálló réteg kialakítása során:

8. ábra – A rezisztív réteg alakja

Az ilyen elemek felszerelését kemencékben és rádióamatőr műhelyekben végzik forrasztópáka segítségével, azaz forró levegő árammal. Ezért gyártásuk során figyelmet fordítanak a fűtés és hűtés hőmérsékleti görbéjére.

9. ábra – fűtési és hűtési görbe SMD ellenállások forrasztásakor

következtetéseket

A felületre szerelt alkatrészek alkalmazása pozitívan befolyásolta az elektronikai berendezések tömegét és méreteit, valamint az elem frekvenciakarakterisztikáját. A modern ipar az SMD-tervek legtöbb általános elemét gyártja. Ide tartozik: ellenállások, kondenzátorok, diódák, LED-ek, tranzisztorok, tirisztorok, integrált áramkörök.