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【微信精选】详解电阻可靠性相关参数:温度、额定电压、噪声、寿命...

2019-8-24 07:00:00  415 噪声 电阻器
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电阻温度系数(temperature coefficient of resistance 简称TCR)表示电阻当温度改变1度时,电阻值的相对变化,单位为ppm/℃(即10E(-6)/℃)。
实际应用时,通常采用平均电阻温度系数,定义式:TCR(平均)=(R2-R1)/R1(T2-T1)

不同类型电阻温度稳定性从优到次,依次为:金属箔、线绕、金属膜、金属氧化膜、碳膜、有机实芯。





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贴片电阻目前最为常见封装有10种,同时也用两种尺寸代码来表示。一种尺寸代码是由EIA(美国电子工业协会)代码,另一种前两位与后两位分别表示电阻的长与宽,以英寸为单位。比如:我们常说的0603封装就是指英制代码。另一种1608是公制代码,也由4位数字表示,其单位为毫米。



稳态功率与瞬态功率

为了保证电阻器的正常工作,各种型号的电阻厂家都通过试验确定了相应的降功率曲线,因此在使用过程中,必须严格按照降功率曲线使用电阻器。

P=PR(0.6+(Ts-T)/(Tmax-Ts))
PR是额定功耗;
T是环境温度;
Tmax是零功耗时最高环境温度。

不同厂家,电阻脉冲功耗和稳态功率的转换曲线不同,具体应用时,要查询转换缺陷,将瞬态功率转换为稳态功率,然后在此基础上降额。


瞬态降额 只要时间足够短,电阻可以承受比额定功率大得多的瞬态功率。要参考厂家资料中的最高过负荷电压参数,再在此基础上降额。

单脉冲:
多脉冲:
1、合成型电阻器


合成型电阻器的主要降额参数是环境温度、功率和电压。


b) 在潮湿环境下使用的合成型电阻器,不宜过度降额。否则潮气不能挥发将可能使电阻器变质失效。

d) 为保证电路长期工作的可靠性, 电路设计应允许合成型电阻器有±15%的阻值容差。



2、薄膜型电阻器


薄膜型电阻器的高频特性好,电流噪声和非线性较小,阻值范围宽,温度系数小,性能稳定,是使用最广泛的一类电阻器。

2.2 应用指南
a) 各种金属氧化膜电阻器在高频工作情况下, 阻值均会下降 (见元件相关详细规范) 。



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3.1 概述
电阻网络装配密度高,各元件间的匹配性能和跟踪温度系数好,对时间、温度的稳定性好。

3.2 应用指南
为保证电路长期工作的可靠性,设计中应允许电阻网络有±2%的阻值容差。


4.1 概述
线绕电阻器分精密型与功率型。线绕电阻器具有可靠性高、稳定性好、无非线性,以及电流噪声、温度和电压系数小的优点。
线绕电阻器降额的主要参数是功率、电压和环境温度。





4.3 降额准则
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5、 热敏电阻
5.1 概述
敏电阻器具有很高的电阻—温度系数(正或负的)。
敏电阻器降额的主要参数是额定功率和环境温度。




额定电压:由阻值和额定功率换算出的电压。

老化系数:电阻器在额定功率长期负荷下,阻值相对变化的百分数,它是表示电阻器寿命长短的参数。

噪声:产生于电阻器中的一种不规则的电压起伏,包括热噪声和电流噪声两部分,在高于绝对0°(-273℃或Ok)的任何温度下,物质中的电子都在持续地热运动。由于其运动方向是随机的,任何短时电流都不相关,因此没有可检测到的电流。但是连续的随机运动序列可以导致Johnson噪声或热噪声。电阻热噪声的幅度和其阻值有下列关系;
式中,Vn是噪声电压,以V为单位;Kb是玻尔兹曼常数,1.38×10(-23)J/K;T是温度,以K为单位;R是电阻,以Ω为单位;B是带宽,以Hz为单位。

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虽然该噪声电压和功率很低,如果该电阻在一个高增益的有源滤波器中,噪声可能会很明显。噪声与温度和电阻值平方根成正比。

对电阻寿命影响的因素
2.环境的酸碱度,直接腐蚀电阻导致其损坏
所以要是电阻寿命延长,散热要好,防止烧毁,环境要干燥,无污染物,避免外力作用。
电阻值大的电阻,寿命相对会长
高压工作时,电阻的制造工艺、使用材质都有相当的要求.要考虑使用功率往往会用到最大的可能(电阻的安全功率值是实际工作功率的两倍以上,有些产品设计不当,往往使用功率和电阻额定功率值过于接近);所以温度的耐受能力是最基本的要求。而瞬间脉冲电压和涌浪电流也会对电阻造成致命的打击,对于引脚焊接不良,绝缘制程有瑕疵的产品,不用多久就崩溃烧毁.正确使用的电阻,使用寿命在10万小时以上不成问题。

所以像1M欧这样的高阻值电阻是有区分高压和一般用途的.高压专用的电阻价格比一般电阻高数倍,不过电阻终究是低价元件,而且在高压使用的电阻数量不是很多。对于高压大电流的场景,留有足够的降额设计,有效提高电阻的寿命。


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王栋春 2019-8-24 22:25:03
非常详尽的资料 受教了
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alonggege 2019-8-26 13:57:54
不错,很好的经验分享,辛苦麻烦了,欠缺这方面的资料,非常感谢
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