SMD-weerstanden — typen, parameters en kenmerken

Een weerstand is een element dat een soort weerstand heeft; het wordt gebruikt in elektronica en elektrotechniek om stroom te beperken of de vereiste spanning te verkrijgen (bijvoorbeeld met behulp van een weerstandsdeler). SMD-weerstanden zijn opbouwweerstanden, oftewel opbouwweerstanden.

De belangrijkste kenmerken van weerstanden zijn de nominale weerstand, gemeten in ohm, en deze hangt af van de dikte, lengte en materialen van de weerstandslaag, evenals de vermogensdissipatie.

Elektronische componenten voor opbouwmontage onderscheiden zich door hun kleine afmetingen doordat ze ofwel geen aansluitklemmen in de klassieke zin hebben. Bulkinstallatie-items hebben lange aansluitdraden.

Vroeger, bij het assembleren van elektronische apparatuur, verbonden ze de circuitcomponenten met elkaar (scharnierende montage) of voerden ze door de printplaat in de overeenkomstige gaten. Structureel worden hun conclusies of contacten gemaakt in de vorm van gemetalliseerde kussentjes op het lichaam van de elementen.In het geval van microschakelingen en transistors voor opbouwmontage hebben de elementen korte, stijve "benen".

Een van de belangrijkste kenmerken van SMD-weerstanden is hun grootte. Dit is de lengte en breedte van de doos, volgens deze parameters worden elementen geselecteerd die overeenkomen met de lay-out van het bord. Gewoonlijk worden de afmetingen in de documentatie in verkorte vorm geschreven met een getal van vier cijfers, waarbij de eerste twee cijfers de lengte van het element in mm aangeven en het tweede paar tekens de breedte in mm. In werkelijkheid kunnen de afmetingen echter afwijken van de markeringen, afhankelijk van het type en de reeks elementen.

Typische afmetingen van SMD-weerstanden en hun parameters

 Figuur 1 — aanduidingen voor het decoderen van standaardformaten.

1. SMD-weerstanden 0201:

L = 0,6 mm; W = 0,3 mm; Hoogte = 0,23 mm; L1 = 0,13 meter.

• Beoordelingsbereik: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Toegestane afwijking van nominaal: 1% (F); 5% (J)

• Nominaal vermogen: 0,05 W

• Bedrijfsspanning: 15V

• Maximaal toegestane spanning: 50 V

• Bedrijfstemperatuurbereik: –55 — +125 °C

2. SMD-weerstanden 0402:

L = 1,0 mm; B = 0,5 mm; Hoogte = 0,35 mm; L1 = 0,25mm.

• Beoordelingsbereik: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Toegestane afwijking van nominaal: 1% (F); 5% (J)

• Nominaal vermogen: 0,062W

• Bedrijfsspanning: 50V

• Maximaal toegestane spanning: 100 V

• Bedrijfstemperatuurbereik: –55 — +125 °C

3.SMD-weerstanden 0603:

L = 1,6 mm; Breedte = 0,8 mm; Hoogte = 0,45 mm; L1 = 0,3 mm.

• Beoordelingsbereik: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Toegestane afwijking van nominaal: 1% (F); 5% (J)

• Nominaal vermogen: 0,1W

• Bedrijfsspanning: 50V

• Maximaal toegestane spanning: 100 V

• Bedrijfstemperatuurbereik: –55 — +125 °C

4. SMD-weerstanden 0805:

L = 2,0 mm; B = 1,2 mm; Hoogte = 0,4 mm; L1 = 0,4 mm.

• Beoordelingsbereik: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Toegestane afwijking van nominaal: 1% (F); 5% (J)

• Nominaal vermogen: 0,125W

• Bedrijfsspanning: 150V

• Maximaal toegestane spanning: 200 V

• Bedrijfstemperatuurbereik: –55 — +125 °C

5. SMD-weerstanden 1206:

L = 3,2 mm; Breedte = 1,6 mm; Hoogte = 0,5 mm; L1 = 0,5mm.

• Beoordelingsbereik: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Toegestane afwijking van nominaal: 1% (F); 5% (J)

• Nominaal vermogen: 0,25W

• Bedrijfsspanning: 200V

• Maximaal toegestane spanning: 400 V

• Bedrijfstemperatuurbereik: –55 — +125 °C

6. SMD-weerstanden 2010:

L = 5,0 mm; B = 2,5 mm; Hoogte = 0,55 mm; L1 = 0,5mm.

• Beoordelingsbereik: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Toegestane afwijking van nominaal: 1% (F); 5% (J)

• Nominaal vermogen: 0,75W

• Bedrijfsspanning: 200V

• Maximaal toegestane spanning: 400 V

• Bedrijfstemperatuurbereik: –55 — +125 °C

7. SMD-weerstanden 2512:

L = 6,35 mm; B = 3,2 mm; Hoogte = 0,55 mm; L1 = 0,5mm.

• Beoordelingsbereik: 0 Ohm, 1 Ohm - 30 MΩ

• Toegestane afwijking van nominaal: 1% (F); 5% (J)

• Nominaal vermogen: 1W

• Bedrijfsspanning: 200V

• Maximaal toegestane spanning: 400 V

• Bedrijfstemperatuurbereik: –55 — +125 °C

Zoals u kunt zien, naarmate de grootte van de chipweerstand toeneemt, neemt de nominale vermogensdissipatie toe in de onderstaande tabel, deze afhankelijkheid wordt duidelijker weergegeven, evenals de geometrische afmetingen van andere soorten weerstanden:

Tabel 1 — Markering van SMD-weerstanden

Afhankelijk van de grootte kan een van de drie soorten weerstandsmarkeringen worden gebruikt. Er zijn drie soorten markeringen:

1. Met 3 cijfers. In dit geval betekenen de eerste twee het aantal ohm en het laatste aantal nullen. Zo worden weerstanden van de E-24 serie aangeduid, met een afwijking van de nominale waarde (tolerantie) van 1 of 5%. De standaardmaat van weerstanden met deze markering is 0603, 0805 en 1206. Voorbeeld van zo'n markering: 101 = 100 = 100 Ohm

Figuur 2 is een afbeelding van een SMD-weerstand met een nominale waarde van 10.000 Ohm, ook wel 10 kOhm genoemd.

 2. Met 4 karakters. In dit geval geven de eerste 3 cijfers het aantal ohm aan en de laatste het aantal nullen. Dit is hoe weerstanden van de E-96-serie worden beschreven met standaardmaten 0805, 1206. Als de letter R aanwezig is in de markering, speelt deze de rol van een komma die gehele getallen van breuken scheidt. De markering 4402 betekent dus 44.000 ohm of 44 kOhm.

Figuur 3 — Afbeelding van een 44 kΩ SMD-weerstand

3. Markering met een combinatie van 3 tekens — cijfers en letters. In dit geval zijn de eerste 2 tekens cijfers die de gecodeerde weerstandswaarde in ohm aangeven. Het derde teken is de vermenigvuldiger. Zo worden standaard 0603-weerstanden gemarkeerd met weerstanden uit de E-96-serie, met een tolerantie van 1%. De vertaling van letters naar een factor wordt in de volgende volgorde uitgevoerd: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; B = 10; C = 10 ^ 2; D = 10 ^ 3; E = 104; F = 10^5.

Het decoderen van de codes (de eerste twee karakters) wordt uitgevoerd volgens onderstaande tabel.

Tabel 2 — decoderingscodes voor het markeren van SMD-weerstanden

Figuur 4 — een weerstand met een driecijferige markering 10C, als je de tabel en het gegeven aantal factoren gebruikt, dan is 10 124 Ohm, en C is een factor van 10 ^ 2, wat gelijk is aan 12 400 Ohm of 12.4 kohm.

De belangrijkste parameters van weerstanden

Bij een ideale weerstand wordt alleen naar de weerstand gekeken. In werkelijkheid is de situatie anders - weerstanden hebben ook parasitaire inductief-capacitieve componenten.Hieronder is een optie voor een equivalent weerstandscircuit:

Figuur 5 — Equivalent weerstandscircuit

Zoals je in het diagram kunt zien, zijn er zowel condensatoren (condensatoren) als inductantie. Hun aanwezigheid is te wijten aan het feit dat elke geleider een bepaalde inductantie heeft en een groep geleiders een parasitaire capaciteit heeft. In een weerstand zijn deze gerelateerd aan de locatie van de weerstandslaag en het ontwerp.

Met deze parameters wordt meestal geen rekening gehouden in gelijkstroom- en laagfrequente circuits, maar ze kunnen een aanzienlijke invloed hebben in hoogfrequente radiotransmissiecircuits en in schakelende voedingen, waar stromen vloeien met frequenties van tientallen tot honderden kHz. In dergelijke circuits kan elke parasitaire component, in de vorm van een onjuiste bedrading van de geleidende paden van de printplaat, het onmogelijk maken om te werken.

Inductantie en capaciteit zijn dus elementen die de impedantie en de randen van stromen en spanningen beïnvloeden als functie van de frequentie. De beste in termen van frequentiekarakteristieken zijn de elementen voor opbouwmontage, vanwege hun exact dezelfde kleine formaat.

Figuur 6 — De grafiek toont de verhouding van de totale weerstand van de weerstand tot de actieve weerstand bij verschillende frequenties

Impedantie omvat zowel actieve weerstand als parasitaire inductantie en capaciteitsreactanties. De grafiek toont een daling van de impedantie met toenemende frequentie.

Weerstand ontwerp

Opbouwweerstanden zijn goedkoop en handig voor geautomatiseerde montage van elektronische apparaten op een transportband. Ze zijn echter niet zo eenvoudig als ze lijken.

Figuur 7 — Interne structuur van de SMD-weerstand

De weerstand is gebaseerd op een substraat van Al2O3 — aluminiumoxide.Het is een goed diëlektricum en een materiaal met een goede thermische geleidbaarheid, wat net zo belangrijk is, omdat tijdens het gebruik al het vermogen van de weerstand wordt vrijgegeven in warmte.

Als resistieve laag wordt een dunne metaal- of oxidefilm gebruikt, bijvoorbeeld chroom, rutheniumdioxide (zoals weergegeven in de afbeelding hierboven). De eigenschappen van weerstanden zijn afhankelijk van het materiaal waaruit deze film is samengesteld.De resistieve laag van individuele weerstanden is een film tot 10 micron dik, gemaakt van een materiaal met een lage TCR (temperatuurcoëfficiënt van weerstand), wat stabiliteit bij hoge temperaturen geeft van parameters en de mogelijkheid om zeer nauwkeurige elementen te maken, een voorbeeld van een dergelijk materiaal is constantaan, maar de waarden van dergelijke weerstanden overschrijden zelden de 100 ohm.

Weerstandspads zijn gevormd uit een reeks lagen. De binnenste contactlaag is gemaakt van dure materialen zoals zilver of palladium. Het tussenstuk is gemaakt van nikkel. En de buitenste is van loodtin. Dit ontwerp is te wijten aan de noodzaak om een ​​hoge hechting (cohesie) van de lagen te verzekeren. De betrouwbaarheid van contacten en ruis hangen ervan af.

Om parasitaire componenten te verminderen, komen ze tot de volgende technologische oplossingen bij het vormen van een weerstandslaag:

Figuur 8 — De vorm van de weerstandslaag

De installatie van dergelijke elementen wordt uitgevoerd in ovens en in radioamateurwerkplaatsen met behulp van een soldeerbout, dat wil zeggen met een stroom hete lucht. Daarom wordt tijdens hun productie aandacht besteed aan de temperatuurcurve van verwarming en koeling.

Figuur 9 — verwarmings- en koelcurve bij het solderen van SMD-weerstanden

conclusies

Het gebruik van opbouwcomponenten had een positief effect op het gewicht en de afmetingen van de elektronische apparatuur, evenals op de frequentiekarakteristieken van het element. De moderne industrie produceert de meeste gemeenschappelijke elementen in SMD-ontwerpen. Waaronder: weerstanden, condensatoren, diodes, LED's, transistors, thyristors, geïntegreerde schakelingen.