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薄膜电阻与厚膜电阻有什么差异?

发布时间:2023-09-25 21:14:01   来源:爱游戏官方网站
 

  薄膜电阻与厚膜电阻的共同特征是,通过在耐热基板的表面,涂覆一层薄膜状的电阻材料而形成的电阻元件。薄膜与厚膜最直观的差异就是这层“膜”(导电层)的厚度。厚膜电阻膜的厚度可以是薄膜电阻的上千倍。但是单单理解到 “膜”(导电层)的厚度的差异,在我们在设计电路以及选择电阻时,依旧不知道该怎么下手。今天就从三个方面:精度与功率、电流噪声、温度系数,来把

  薄膜电阻是用真空法淀积导电层,称为溅镀。这在陶瓷基板上形成一个薄而均匀的层,只有几微米厚。然后,该层将经历光刻或激光蚀刻的过程。这决定了电阻值的精确度,容差极为精细,可低至0.01%。这样的精度才使薄膜电阻如此有用。

  厚膜电阻的导电层以浆的形式印制在陶瓷基板上。其厚度可以是薄膜电阻导电层的上千倍。这样的厚度在处理高功率应用时具有性能优势,而且制造成本也明显低于薄膜电阻。然而,它在功率方面的优势却也使得其可预测性和精确性降低,容差可能高达 5%。

  然后随着薄膜电阻的发展,现在薄膜电阻与厚膜电阻功率上的差距,越来越小,这折射出薄膜电阻的性能改进。

  举个例子:TE的RN73系列的0805型电阻,依据数据手册,其额定功率为 0.1W(RN73系列数据手册)。

  TE的新款RP73P系列的0805型电阻,依据数据手册,其额定功率能够达到0.25WCRP73P 系列数据手册)。

  电流噪声是我们不希望的宽频谱信号,可以叠加在任何有用的信号上,包括DC直流信号。与其他无源元件一样,电阻也是不一样程度的噪声源,具体取决于电阻值、温度、施加电压和电阻类型。

  薄膜电阻与厚膜电阻的电流噪声比较下面我们以Yageo RC电阻举例,从微观结构角度上,更好的说明了薄膜电阻与厚膜电阻,在电流噪声上的区别。

  对于薄膜电阻,如上图所示,从薄膜电阻的电阻层的微观结构来看,只有金属颗粒堆叠在一起形成精细的金属膜。当电子在导电金属层中移动时,它们能从一个或多个导电晶格转移到另一个晶格,并在没有一点阻碍的情况下形成电流,这有助于防止噪声产生。

  对于厚膜电阻,如上图所示,电阻层的材料由金属和玻璃材料制造成。玻璃材料是不导电的,所以电子不能穿过玻璃颗粒。电流的方向因这些玻璃颗粒而改变,并成为电流噪声的来源。

  下图是薄膜电阻和厚膜电阻的噪声测量结果(数据来源于Yageo)。在不同频率的噪声水平下,薄膜电阻比厚膜电阻有更低的电流噪声。

  对于一些音频放大电路,薄膜电阻的低电流噪声特性是的一个比较理想的方案,因为这类电路需要较低的失真,才可以做到较高的音质。

  碳膜电阻的尺寸通常较大,功率较小,公差较大,温度系数也大,另外在高温下会产生噪音。从好的方面来说,它们比大多数电阻便宜,而且通常在更高的频率下表现得很好。

  金属氧化物薄膜电阻跟金属薄膜电阻非常相似,但它们能更有效地承受浪涌电流,并承受更高的温度等级。

  厚膜电阻具有噪声、浪涌容限低、温度稳定性高、标称电压高的特点。它们具有多种阻值。

  绕线电阻适用于大功率、大电流应用场合。另一方面,它们噪音高,电阻值低。无感选项也可用。

  如果您正在寻找最广泛的阻值范围,厚膜或薄膜电阻将是您的最佳选择。如果是高功率应用场景,薄膜和厚膜电阻值得考虑。

  与任何电路一样,电阻的特性也会随温度而变化,因此温度的任何变化均会影响性能。所有电阻均会将不需要的电能转化为热量;所有电阻也都具有电阻温度系数 (TCR),用来描述电阻如何随温度的变化而变化。

  电阻的温度系数,阐述了观察到的阻值如何随电阻温度的变化而变化。温度系数通常以ppm(百万分之一)每摄氏度为单位给出,与使用%/°C的单位相比,这节省了大量小数点后的零。数值可能是正的,也可能是负的,分别表示与温度的正相关或负相关。这是一个总结数字,通常以范围或限制最大值的形式给出,而实际电阻阻值不一定会线性变化。

  薄膜工艺制造的元件有很稳定的电阻,电阻随气温变化很小。与厚膜电阻的印刷工艺相比,通过溅镀的金属电阻层允许薄膜电阻具有低TCR。

  此外,由于薄膜电阻层和厚膜电阻层的成分之间的固有差异,薄膜电阻的电流噪声也低于厚膜电阻。

  芯交网ICNOKA站有不一样的品牌的薄膜电阻与厚膜电阻,提供丰富的参数筛选项,如成分,温度系数等各种参数。工程师能够准确的通过应用要求和参数来挑选合适的电阻。详情可参见芯交网ICNOKA网站

  本文小结新材料和制造工艺的改进,让制造商能够在不牺牲精度的同时,提高薄膜电阻的能力。尽管厚膜电阻在大规模生产应用以及功率至关重要的应用中,始终占有一席之地,但随着薄膜技术的进步,设计人员能够在更广泛的应用中获得更精确可靠的结果。



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