SMD rezistory — typy, parametry a vlastnosti

Rezistor je prvek, který má nějaký druh odporu; používá se v elektronice a elektrotechnice k omezení proudu nebo získání potřebného napětí (například pomocí odporového děliče). Rezistory SMD jsou rezistory pro povrchovou montáž, jinými slovy rezistory pro povrchovou montáž.

Hlavní charakteristiky rezistorů jsou jmenovitý odpor, měřený v ohmech, a závisí na tloušťce, délce a materiálech odporové vrstvy a také na ztrátovém výkonu.

Elektronické součástky pro povrchovou montáž se vyznačují malými rozměry tím, že buď nemají připojovací svorky v klasickém slova smyslu. Položky hromadné instalace mají dlouhé vedení.

Dříve při montáži elektronických zařízení spojovali součástky obvodů mezi sebou (závěsná sestava) nebo je protahovali přes desku plošných spojů do odpovídajících otvorů. Konstrukčně jsou jejich závěry nebo kontakty provedeny ve formě pokovených podložek na těle prvků.V případě mikroobvodů a tranzistorů pro povrchovou montáž mají prvky krátké tuhé "nohy".

Jednou z hlavních vlastností rezistorů SMD je jejich velikost. Jedná se o délku a šířku krabice, podle těchto parametrů se vybírají prvky, které odpovídají rozložení desky. Obvykle se rozměry v dokumentaci píší ve zkrácené podobě se čtyřmístným číslem, kde první dvě číslice označují délku prvku v mm a druhá dvojice znaků šířku v mm. Ve skutečnosti se však rozměry mohou lišit od označení v závislosti na typech a sérii prvků.

Typické velikosti SMD rezistorů a jejich parametry

 Obrázek 1 – označení pro dekódování standardních velikostí.

1. SMD rezistory 0201:

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

• Jmenovitý rozsah: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Přípustná odchylka od jmenovité: 1 % (F); 5 % (J)

• Jmenovitý výkon: 0,05W

• Provozní napětí: 15V

• Maximální povolené napětí: 50 V

• Rozsah provozních teplot: –55 – +125 °C

2. SMD rezistory 0402:

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

• Jmenovitý rozsah: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Přípustná odchylka od jmenovité: 1 % (F); 5 % (J)

• Jmenovitý výkon: 0,062W

• Provozní napětí: 50V

• Maximální povolené napětí: 100 V

• Rozsah provozních teplot: –55 – +125 °C

3.SMD rezistory 0603:

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

• Jmenovitý rozsah: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Přípustná odchylka od jmenovité: 1 % (F); 5 % (J)

• Jmenovitý výkon: 0,1W

• Provozní napětí: 50V

• Maximální povolené napětí: 100 V

• Rozsah provozních teplot: –55 – +125 °C

4. SMD rezistory 0805:

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

• Jmenovitý rozsah: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Přípustná odchylka od jmenovité: 1 % (F); 5 % (J)

• Jmenovitý výkon: 0,125W

• Provozní napětí: 150V

• Maximální povolené napětí: 200 V

• Rozsah provozních teplot: –55 – +125 °C

5. SMD rezistory 1206:

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

• Jmenovitý rozsah: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Přípustná odchylka od jmenovité: 1 % (F); 5 % (J)

• Jmenovitý výkon: 0,25W

• Provozní napětí: 200V

• Maximální povolené napětí: 400 V

• Rozsah provozních teplot: –55 – +125 °C

6. SMD rezistory 2010:

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

• Jmenovitý rozsah: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Přípustná odchylka od jmenovité: 1 % (F); 5 % (J)

• Jmenovitý výkon: 0,75W

• Provozní napětí: 200V

• Maximální povolené napětí: 400 V

• Rozsah provozních teplot: –55 – +125 °C

7. SMD rezistory 2512:

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

• Jmenovitý rozsah: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Přípustná odchylka od jmenovité: 1 % (F); 5 % (J)

• Jmenovitý výkon: 1W

• Provozní napětí: 200V

• Maximální povolené napětí: 400 V

• Rozsah provozních teplot: –55 – +125 °C

Jak můžete vidět, jak se zvětšuje velikost rezistoru čipu, v níže uvedené tabulce se zvyšuje jmenovitý ztrátový výkon, tato závislost je jasněji znázorněna, stejně jako geometrické rozměry jiných typů rezistorů:

Tabulka 1 – Označení rezistorů SMD

V závislosti na velikosti lze použít jeden ze tří typů označení odporu. Existují tři typy označení:

1. Se 3 číslicemi. V tomto případě první dvě znamenají počet ohmů a poslední číslo nuly. Takto se označují rezistory řady E-24 s odchylkou od jmenovité hodnoty (tolerance) 1 nebo 5 %. Standardní velikost rezistorů s tímto označením je 0603, 0805 a 1206. Příklad takového označení: 101 = 100 = 100 Ohm

Obrázek 2 je obrázek SMD rezistoru s nominální hodnotou 10 000 Ohm, také známý jako 10 kOhm.

 2. Se 4 znaky. V tomto případě první 3 číslice označují počet ohmů a poslední je počet nul. Takto jsou popsány rezistory řady E-96 se standardními velikostmi 0805, 1206. Pokud je ve značení přítomno písmeno R, plní roli čárky oddělující celá čísla od zlomků. Označení 4402 tedy znamená 44 000 ohmů nebo 44 kOhm.

Obrázek 3 — Obrázek SMD rezistoru 44 kΩ

3. Označení kombinací 3 znaků — číslic a písmen. V tomto případě jsou první 2 znaky čísla udávající kódovanou hodnotu odporu v ohmech. Třetím znakem je násobitel. Od rezistorů řady E-96 jsou tedy označeny odpory standardní velikosti 0603 s tolerancí 1 %. Překlad písmen na faktor se provádí v následujícím pořadí: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; B = 10; C = 10^2; D = 10^3; E = 104; F = 10^5.

Dekódování kódů (prvních dvou znaků) se provádí podle níže uvedené tabulky.

Tabulka 2 — dekódovací kódy pro značení SMD rezistorů

Obrázek 4 — rezistor s třímístným označením 10C, pokud použijete tabulku a daný počet faktorů, pak 10 je 124 Ohm a C je faktor 10 ^ 2, což se rovná 12 400 Ohm nebo 12,4 kOhm.

Hlavní parametry rezistorů

V ideálním rezistoru se uvažuje pouze jeho odpor. Ve skutečnosti je situace jiná — rezistory mají také parazitní indukčně-kapacitní součástky.Níže je jedna možnost pro ekvivalentní odporový obvod:

Obrázek 5 – Obvod ekvivalentního odporu

Jak můžete vidět na schématu, existují jak kondenzátory (kondenzátory), tak indukčnost. Jejich přítomnost je způsobena tím, že každý vodič má určitou indukčnost a skupina vodičů má parazitní kapacitu. U rezistoru souvisí s umístěním jeho odporové vrstvy a jeho konstrukcí.

Tyto parametry se u stejnosměrných a nízkofrekvenčních obvodů obvykle neberou v úvahu, ale mohou mít významný vliv ve vysokofrekvenčních radiových přenosových obvodech a ve spínaných zdrojích, kde protékají proudy o frekvencích od desítek do stovek kHz. V takových obvodech může jakákoliv parazitní součástka v mase nesprávného zapojení vodivých cest desky s plošnými spoji znemožnit práci.

Indukčnost a kapacita jsou tedy prvky, které ovlivňují impedanci a okraje proudů a napětí jako funkci frekvence. Nejlepší z hlediska frekvenčních charakteristik jsou prvky pro povrchovou montáž díky jejich přesně stejně malé velikosti.

Obrázek 6 — Graf ukazuje poměr celkového odporu rezistoru k aktivnímu odporu při různých frekvencích

Impedance zahrnuje jak aktivní odpor, tak parazitní indukčnost a kapacitní reaktance. Graf ukazuje pokles impedance s rostoucí frekvencí.

Konstrukce rezistoru

Rezistory pro povrchovou montáž jsou levné a vhodné pro automatizovanou montáž elektronických zařízení na dopravník. Nejsou však tak jednoduché, jak se zdají.

Obrázek 7 — Vnitřní struktura SMD rezistoru

Rezistor je založen na substrátu Al2O3 — oxid hlinitý.Je to dobré dielektrikum a materiál s dobrou tepelnou vodivostí, což je stejně důležité, protože během provozu se veškerá energie rezistoru uvolňuje do tepla.

Jako odporová vrstva se používá tenký kovový nebo oxidový film, například chrom, oxid rutheničitý (jak je znázorněno na obrázku výše). Charakteristika rezistorů závisí na materiálu, ze kterého je tato fólie složena Odporová vrstva jednotlivých rezistorů je fólie o tloušťce až 10 mikronů, vyrobená z materiálu s nízkým TCR (teplotní koeficient odporu), který dává vysokou teplotní stabilitu parametrů a možnosti vytváření vysoce přesných prvků, příkladem takového materiálu je konstantan, ale jmenovité hodnoty takových rezistorů zřídka přesahují 100 ohmů.

Rezistorové podložky jsou vytvořeny ze sady vrstev. Vnitřní kontaktní vrstva je vyrobena z drahých materiálů, jako je stříbro nebo palladium. Meziprodukt je vyroben z niklu. A vnější je olověný cín. Toto provedení je dáno potřebou zajistit vysokou adhezi (kohezi) vrstev. Na nich závisí spolehlivost kontaktů a šum.

Za účelem redukce parazitních složek docházejí při vytváření odporové vrstvy k následujícím technologickým řešením:

Obrázek 8 – Tvar odporové vrstvy

Instalace takových prvků se provádí v pecích a v radioamatérských dílnách pomocí páječky, to znamená proudem horkého vzduchu. Proto je při jejich výrobě věnována pozornost teplotní křivce ohřevu a chlazení.

Obrázek 9 – křivka ohřevu a chlazení při pájení rezistorů SMD

závěry

Použití povrchově montovaných součástek se pozitivně projevilo na hmotnosti a rozměrech elektronického zařízení a také na frekvenční charakteristice prvku. Moderní průmysl vyrábí většinu běžných prvků v konstrukcích SMD. Včetně: rezistorů, kondenzátorů, diod, LED, tranzistorů, tyristorů, integrovaných obvodů.