貼片電阻——類型、參數和特性

電阻器是具有某種電阻的元件。它在電子和電氣工程中用於限制電流或獲得所需的電壓（例如，使用電阻分壓器）。貼片電阻就是表面貼裝電阻，換句話說就是表面貼裝電阻。

電阻器的主要特性是標稱電阻，以歐姆為單位，它取決於電阻層的厚度、長度和材料，以及功率耗散。

表面貼裝電子元件的特點是尺寸小，因為它們沒有傳統意義上的連接端子。批量安裝項目有很長的周期。

以前，在組裝電子設備時，他們將電路元件相互連接（鉸接組件）或將它們穿過印刷電路板放入相應的孔中。在結構上，它們的結論或接觸是以元件主體上的金屬化墊的形式進行的。在微電路和表面貼裝晶體管的情況下，元件具有短而剛性的“腿”。

SMD 電阻器的主要特性之一是它們的尺寸。這是盒子的長度和寬度，根據這些參數，選擇與電路板佈局相對應的元素。通常，文檔中的尺寸以縮寫形式寫成四位數字，其中前兩位數字表示元素的長度，單位為毫米，第二對字符表示寬度，單位為毫米。然而，實際上，尺寸可能與標記不同，具體取決於元件的類型和系列。

貼片電阻的典型尺寸及其參數

 圖 1 — 解碼標準尺寸的名稱。

1.貼片電阻 0201:

L = 0.6 毫米； W = 0.3 毫米； H = 0.23 毫米； L1 = 0.13 米。

• 額定值範圍：0 歐姆、1 歐姆 — 30 MΩ

• 與標稱的允許偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 額定功率：0.05W

• 工作電壓：15V

• 最大允許電壓：50 V

• 工作溫度範圍：–55 — +125°C

2.貼片電阻 0402:

L = 1.0 毫米； W = 0.5 毫米； H = 0.35 毫米； L1 = 0.25 毫米。

• 額定值範圍：0 歐姆、1 歐姆 — 30 MΩ

• 與標稱的允許偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 額定功率：0.062W

• 工作電壓：50V

• 最大允許電壓：100 V

• 工作溫度範圍：–55 — +125°C

3.貼片電阻 0603:

L = 1.6 毫米； W = 0.8 毫米； H = 0.45 毫米； L1 = 0.3 毫米。

• 額定值範圍：0 歐姆、1 歐姆 — 30 MΩ

• 與標稱的允許偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 標稱功率：0.1W

• 工作電壓：50V

• 最大允許電壓：100 V

• 工作溫度範圍：–55 — +125°C

4.貼片電阻 0805:

L = 2.0 毫米； W = 1.2 毫米； H = 0.4 毫米； L1 = 0.4 毫米。

• 額定值範圍：0 歐姆、1 歐姆 — 30 MΩ

• 與標稱的允許偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 額定功率：0.125W

• 工作電壓：150V

• 最大允許電壓：200 V

• 工作溫度範圍：–55 — +125°C

5.貼片電阻 1206:

L = 3.2 毫米； W = 1.6 毫米； H = 0.5 毫米； L1 = 0.5 毫米。

• 額定值範圍：0 歐姆、1 歐姆 — 30 MΩ

• 與標稱的允許偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 標稱功率：0.25W

• 工作電壓：200V

• 最大允許電壓：400 V

• 工作溫度範圍：–55 — +125°C

6.貼片電阻 2010:

L = 5.0 毫米； W = 2.5 毫米； H = 0.55 毫米； L1 = 0.5 毫米。

• 額定值範圍：0 歐姆、1 歐姆 — 30 MΩ

• 與標稱的允許偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 標稱功率：0.75W

• 工作電壓：200V

• 最大允許電壓：400 V

• 工作溫度範圍：–55 — +125°C

7. 貼片電阻 2512:

L = 6.35 毫米； W = 3.2 毫米； H = 0.55 毫米； L1 = 0.5 毫米。

• 額定值範圍：0 歐姆、1 歐姆 — 30 MΩ

• 與標稱的允許偏差：1%（F）； 5%（焦耳）

• 標稱功率：1W

• 工作電壓：200V

• 最大允許電壓：400 V

• 工作溫度範圍：–55 — +125°C

可以看到，隨著貼片電阻尺寸的增大，標稱功耗在下表中也隨之增大，這種依賴關係更清楚地顯示出來，以及其他類型電阻的幾何尺寸：

表 1 — SMD 電阻器的標記

根據尺寸，可以使用三種電阻器額定值標記中的一種。標記分為三種類型：

1. 用 3 位數。 在這種情況下，前兩個表示歐姆數，最後一個數字為零。這就是 E-24 系列電阻器的命名方式，與標稱值（公差）有 1% 或 5% 的偏差。帶有此標記的電阻器的標準尺寸為 0603、0805 和 1206。此類標記的示例：101 = 100 = 100 Ohm

圖 2 是標稱值為 10,000 歐姆（也稱為 10 kOhm）的 SMD 電阻器的圖像。

 2. 有4個字符。 在這種情況下，前 3 位數字表示歐姆數，最後一位是零點數。這就是標準尺寸 0805、1206 的 E-96 系列電阻器的描述方式。如果字母 R 出現在標記中，則它起到分隔整數和分數的逗號的作用。因此，標記 4402 表示 44,000 歐姆或 44 kOhm。

圖 3 —​​ 44 kΩ SMD 電阻器的圖像

3. 用 3 個字符的組合標記 — 數字和字母。 在這種情況下，前 2 個字符是數字，表示以歐姆為單位的編碼電阻值。第三個符號是乘數。因此，標準尺寸 0603 電阻器是從 E-96 系列電阻器中標記出來的，公差為 1%。將字母轉換為因子按以下順序進行：S = 10 ^ -2； R = 10^-1； B = 10; C = 10^2； D = 10^3； E = 104; F = 10^5。

代碼（前兩個字符）的解碼是根據下表進行的。

表 2 — 用於標記 SMD 電阻器的解碼代碼

圖 4 — 帶有三位數標記 10C 的電阻器，如果使用表格和給定的因數數，則 10 為 124 歐姆，而 C 為 10 ^ 2 的因數，等於 12 400 歐姆或 12.4千歐姆。

電阻器的主要參數

在理想電阻器中，僅考慮其電阻。實際上，情況有所不同——電阻器也有寄生感容元件。以下是等效電阻電路的一種選擇：

圖 5——等效電阻電路

如圖所示，既有電容（電容），也有電感。它們的存在是由於每根導體都有一定的電感，而一組導體又存在寄生電容。在電阻器中，這些與其電阻層的位置及其設計有關。

這些參數在直流和低頻電路中通常不會被考慮在內，但它們會對高頻無線電傳輸電路和開關電源產生重大影響，其中電流以數十至數百 kHz 的頻率流動。在此類電路中，印刷電路板導電路徑佈線不當的任何寄生元件都可能使其無法工作。

因此，電感和電容是影響阻抗以及作為頻率函數的電流和電壓邊緣的元件。就頻率特性而言最好的是表面貼裝元件，因為它們的尺寸完全相同。

圖 6 — 該圖顯示了在不同頻率下電阻器的總電阻與有源電阻的比率

阻抗包括有源電阻和寄生電感以及電容電抗。該圖顯示阻抗隨頻率增加而下降。

電阻設計

表面貼裝電阻器價格低廉且便於在傳送帶上自動組裝電子設備。然而，它們並不像看起來那麼簡單。

圖 7 — SMD 電阻器的內部結構

該電阻器基於 Al2O3（氧化鋁）基板。它是一種良好的電介質和具有良好導熱性的材料，這同樣重要，因為在運行期間，電阻器的所有功率都會釋放為熱量。

作為電阻層，使用薄金屬或氧化膜，例如鉻、二氧化釕（如上圖所示）。電阻器的特性取決於組成該薄膜的材料。單個電阻器的電阻層是一層厚度達 10 微米的薄膜，由具有低 TCR（電阻溫度係數）的材料製成，可提供高溫穩定性參數和創建高精度元件的可能性，這種材料的一個例子是康銅，但這種電阻器的額定值很少超過 100 歐姆。

電阻墊由一組層形成。內部接觸層由昂貴的材料製成，例如銀或鈀。中間體由鎳製成。外面的是鉛錫。這種設計是由於需要確保各層的高附著力（內聚力）。觸點的可靠性和噪聲取決於它們。

為了減少寄生元件，他們在形成電阻層時得出以下技術方案：

圖 8——電阻層的形狀

這些元件的安裝是在熔爐和業餘無線電車間中使用烙鐵（即熱空氣流）進行的。因此，在它們的生產過程中，要注意加熱和冷卻的溫度曲線。

圖 9 — 焊接 SMD 電阻器時的加熱和冷卻曲線

結論

使用表面貼裝元件對電子設備的重量和尺寸以及元件的頻率特性有積極影響。現代工業生產 SMD 設計中的大部分常見元素。包括：電阻、電容、二極管、發光二極管、三極管、晶閘管、集成電路。