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金属膜电阻器规格、符号、颜色、特点、应用等知识汇总

187 2022-03-22 来源: IC先生 作者: IC先生

金属膜电阻器是电子元件中最常见的电阻器类型,自1960年代诞生以来,现已被广泛使用,并且因其一致性和准确性而备受用户欢迎。

金属膜电阻器是电阻器的一种,就是在陶瓷芯的表面上沉积了一层金属氧化膜。与碳膜电阻器不同的是,碳膜电阻器具有一层碳而不是金属。

金属膜电阻器比碳或线绕电阻器具有更好的性能,当然,金属膜电阻也比其他类型的电子零件更为可靠。由于这些原因,金属膜电阻器经常被用作其它类型电子元件的替代品。

金属膜电阻器定义

金属膜电阻器是一种无源电子元件,旨在提供特定的阻力。金属膜电阻器是通过沉积氧化物或氮化物的绝缘层来构造的,然后用电阻金属膜覆盖该绝缘层,并用第二绝缘层(通常是氧化物)终止。这些组件用于有源滤波器、精密电路和定时应用。

金属膜电阻器

金属膜电阻器符号类似于普通电阻器,包括两个连接端子,如下图所示的阳极和阴极。

金属膜电阻器符号

金属膜电阻器结构

金属膜电阻器是由绝缘基板上的金属膜制成,类似于薄膜电阻器。金属通过蒸发沉积在基板上,金属膜通常为0.1 µm或更厚,并且具有比基板高得多的电阻。

金属膜电阻器结构

电阻器是通过将碳浆丝网印刷到基板上形成的,其形状与金属膜相交,形成两个平行导体,它们之间具有均匀的间隙。电阻体涂有环氧树脂涂层,起到环保和绝缘的作用。

而金属膜电阻器是使用光刻工艺制造的,该工艺可以制造出高精度和低容差的电阻器。光刻是一种在集成电路开发过程中将图像转移到半导体晶片上的照相工艺。金属膜电阻器的电阻值范围为0.1 ohms至 100MΩ,在-55°C至155°C的工作温度范围内,公差为±0.1%或更小。

金属膜电阻器工作原理

金属膜电阻器的工作类似于普通电阻器,以限制通过它的电流。因此,它充当电流流动的电阻元件。该电阻器的陶瓷基板不会让热量通过它。

金属膜电阻器主要规格

  • 金属膜电阻器的规格主要有如下参数:
  • 典型公差的可用性为±0.1%、±0.25%、±0.5%、±1%和±2%
  • 电阻值范围 >1Ω < 10MΩ
  • 最高电阻温度为175°C
  • 负载寿命(1000小时内变化百分比)为1
  • 电压系数为0.0 %/V
  • 最大噪声为0.2 µV/V
  • 温度系数±50至±100 ppm/°C

金属膜电阻容差

金属膜电阻器容差是与电阻器标称值的最大偏差,该容差代表了电阻器的精度标准,它决定了测量电阻与理想电阻的差异程度。公差越小,测量也就越准确。

金属膜电阻器的容差是电阻器的电阻与其标称值的变化量。这通常以百分比表示,可以使用以下公式计算:

(测量值-标称值)/标称值)×100

例如,你测量10kΩ并且它有5%的容差,那么你就知道容差是500Ω。最高可能值为10.5kΩ,最低可能值为9.5kΩ。

金属膜电阻器额定功率

电阻器可以处理的最大功率称为该电阻器的额定功率。

额定功率取决于电阻器在失效之前可以吸收多少热量。热量会导致电阻器中的电阻上升,这会导致它消耗更多的功率,从而导致它变得更热,等等。如果这个过程失控,电阻器的温度会迅速升高,并且会发生灾难性的故障。

金属膜电阻器可以处理的最大功率 (Pm ) 是通过将最大工作电压 (Um ) 除以电阻值 (R) 计算得出的:

Pm = Um / R

金属膜电阻尺寸计算

金属膜电阻器的尺寸可以从其额定功率计算出来。

在已知额定功率(功率 = 电压 x 电流)和最大可能温升后,可以通过将电阻器的热阻RTH与安装表面的热阻RθJA相加来计算电阻器尺寸。

Rth = (TJ - TA) / Pd

其中,Rth是热阻、Tj是结温、TA是环境温度、Pd是功耗。

尺寸限制由以下公式计算出:

RTHmax=(TJmax – TA)/Pd

电阻尺寸=Rthmax + RθJA

金属膜电阻器颜色代码

金属膜电阻器的颜色代码由三个色带和第四个色带组成,表示公差。

前两个波段表示值的前两位,第三个带表示这些第一个数字后面的零的数量。例如,如果第三个波段为红色,则前两位数字后面有两个零。如果是黄金,则前两位数字后面有五个零。

第四个波段以百分比表示公差。棕色或红色带代表1%的容差,而金色或银色带代表10%的容差。

如果存在其他波段,它们通常表示温度系数,但这取决于制造商和部件号。

金属膜电阻和金属氧化物电阻的区别

金属膜和金属氧化物电阻器的区别主要包括以下几点:

金属膜电阻器

金属氧化物电阻器

金属膜是最常见的电阻器类型。

金属氧化物电阻器也很受欢迎,通常用于大功率应用。

金属膜通常具有较小的公差。

金属膜通常具有更高的容差,但它们可以处理更高的额定功率。

是圆柱形轴向电阻器

是轴向和固定值电阻器。

适用于电路内需要更精确值和高容差值的情况。

用于高耐用性应用。

具有良好的稳定性、TCR 和容差特性。此外,由于电压系数低,这些电阻器具有高线性度和低噪声特性。

超过电阻器的性能,如碳膜和金属膜,具有不同的特性,如额定电压、额定功率、浪涌容量、高温操作和过载能力。

金属膜电阻器的最高工作温度高达 150°C,使用铂传感器,它们的工作温度高达 600°C

金属氧化物电阻器的温度系数约为 300 ppm/°C

金属膜电阻器主要优点

  • 精度高:膜厚易控制,制造工艺成熟,性能稳定。
  • 低噪音:电阻温度系数小,不易产生颤音效果。
  • 高稳定性:高纯度陶瓷芯,表面覆膜,空气中没有氧气不会氧化电阻器表面,具有良好的抗振动和抗冲击性能。
  • 高额定功率:金属膜电阻器也具有高额定功率,这意味着它们可以用于大功率应用。它们的温度系数往往低于碳膜电阻器,这使得它们非常适合用于需要低温系数的精密电路。

金属膜电阻器主要缺点

  • 金属膜电阻器比碳成分和碳膜电阻器更昂贵,因为精度成本更高。
  • 金属膜电阻器的额定功率限制为 3 瓦或更小。如果您需要更多功率,则需要使用绕线电阻器。
  • 它们对温度变化很敏感,无论是在环境中还是在它们传导的电流中。
  • 它们需要定期维护、清洁和检查,以确保它们正常工作。
  • 如果电流或电压突然出现浪涌,电阻器将在达到其最大额定功率之前失效。
  • 由于长时间使用高于电阻器本身规定的功率水平而导致的高温,金属膜会随着时间的推移而腐蚀
  • 金属膜电阻器只能在 200°C (392°F) 左右的温度下工作。
  • 它们不适合在高频电路中使用,因为它们的寄生电容限制了它们处理大约 100 MHz(兆赫兹)以上的频率。

金属膜电阻器的应用

金属膜电阻器的应用包括以下几个方面。

  • 金属膜电阻器几乎用于所有需要电阻的电路,包括电源和其他电路。
  • 还用于保护敏感的电子元件免受危险电压的影响。
  • 它们比其他类型的电阻器便宜,而且非常可靠。这意味着它们可用于各种应用,包括汽车电子和计算机电路。
  • 对电流的抵抗力使其在从工业设备到消费电子产品的各种情况下都很有用。
  • 用于工业、军事、汽车、专业音频和视频等不同领域的不同类型的设备。
  • 金属膜电阻器还常用于工业设备。它们有助于调节电流并防止因过热而损坏。金属膜电阻器也经常用于电器中,因为它们有助于保护电机和机器的其他部件。
  • 金属膜电阻器广泛用于消费电子产品,包括手机、笔记本电脑和电视。它们有助于调节这些设备中的电流,并防止它们在长时间以高功率水平使用时过热。

金属膜电阻器与其它类型的电阻器的区别

金属膜电阻器比碳成分或绕线电阻器更精确,但不如薄膜电阻器精确。与大多数其他类型的电阻器相比,金属膜电阻器的公差范围更广,但可以通过调整制造它们的工艺来调整公差。

金属膜电阻器选用注意事项

选择金属膜电阻器时要考虑的因素很多,以下是一些主要考虑的注意事项:

  • 电阻会消耗多少功率?
  • 温度升高有问题吗?
  • 阻值需要有多准确?
  • 需要在高频下工作吗?
  • 需要防潮吗?

金属膜电阻器额定功率

金属膜电阻器可以使用的功率量取决于电阻器的尺寸及其额定温度。较小的电阻器比较大的电阻器具有较低的额定功率,因为它具有较小的散热表面积。随着温度升高,额定功率下降,因为热量难以通过空气或其他方式散发。

总结

如果你正在寻找一种在不花费大量资金的情况下增加电路电阻的方法,那么金属膜电阻器应该是理想的选择,因为它们非常耐用且可靠,这意味着可以使用们多年,而无需经常更换或维修。

尽管金属膜电阻器并不便宜,但它们确实能够经受住恶劣的条件并仍然表现良好,从而弥补了使用成本。

总装,以上就是关于金属膜电阻器规格、符号、颜色、特点、应用等相关基础知识介绍,仅供参考。如果想了解更多知识内容,可以关注“IC先生”网站以及“IC先生”微信公众号,我们将给您带来更多新闻资讯和知识科普!

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文章标签: 电阻
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