на 2024/05/15 485

Сравняване на резистори на въглеродни филми и резистори на метални филми - предимства и недостатъци, изпълнение, структура

В електронния дизайн на веригата резисторите са незаменими основни компоненти, сред които резисторите на метални филми и резисторите на въглеродните филми са два често срещани типа резистор.Те се различават по структура, производствен процес, производителност и сценарии на приложение.Метални филмови резистори, обикновено представени от символа RJ, използват специални метали или сплави като материали за съпротивление и образуват слой за резистентност върху керамичен или стъклен субстрат чрез вакуумно изпаряване или разпръскване.Този производствен процес води до резистори на метални филми с превъзходни електрически свойства, включително по -добра топлинна устойчивост, нисък шум от шума и стабилни коефициенти на температура и напрежение.За разлика от това, резисторите на въглеродните филми се образуват чрез покриване на суспензия, съдържаща органични свързващи вещества, въглеродно мастило, графит и пълнители върху изолиращ субстрат и след това образуват въглероден филм чрез реакция на пиролиза във високотемпературна и вакуумна среда.Въпреки че резисторите на въглеродните филми са по -евтини за производството и по -лесни за производство на маса, техните електрически характеристики и стабилност не са толкова добри, колкото резисторите на метални филми.Тази статия ще сравнява подробно предимствата и недостатъците, производствените процеси и приложимостта на тези два резистора в различни приложения, предоставяйки на читателите изчерпателен технически анализ и практически насоки.

Каталог

1. Какво е резистор на метален филм?

Метални филмови резистори, обикновено представени от символа RJ, са резистори, които използват специални метали или сплави като материали за съпротивление и образуват слой за резистентност върху керамика или стъкло чрез вакуумна изпаряване или разпръскване.По време на производствения процес сплавта се нагрява във вакуум, причинявайки нея да се изпари и образува проводим метален филм върху повърхността на порцелановия прът.Чрез пробиване и промяна на дебелината на металния филм, стойността на съпротивлението може да бъде прецизно контролирана.Електрическата характеристика на този резистор е по -добра от тази на резисторите на въглеродните филми, с по -добра топлинна устойчивост, нисък потенциал на шум, стабилен коефициент на температура и коефициент на напрежение.Процесът на производство на резистори на метални филми е много гъвкав.Стойността на съпротивлението може да се регулира чрез регулиране на състава на материала, дебелина на филма и канали, като по този начин се произвежда резистори с отлична производителност и широк диапазон на съпротивление.

Основните предимства на резисторите на метални филми включват:

Цената е сравнително ниска: производственият процес е зрял и материалните разходи са контролируеми.

По-малко шум: Нисък електрически шум, подходящ за приложения с висока точност.

Висока стабилност: Отлична ефективност в различни среди, подходяща за дългосрочна употреба.

Малък размер: Лесен за интегриране в малки електронни устройства.

Висока точност: Стойността на съпротивлението е точна и може да се използва при дизайна на веригата, която изисква висока точност.

2. Какво е резистор на въглероден филм?

Резисторите на въглеродните филми се правят чрез покриване на суспензия, съдържаща органични свързващи вещества, въглеродно мастило, графит и пълнители върху изолиращ субстрат и след това да го полимеризират чрез нагряване.По време на производствения си процес газообразните въглеводороди се разлагат при високи температури и вакуум, а въглеродът се отлага върху порцелановия прът или тръбата, за да се образува кристален въглероден филм.Чрез промяна на дебелината на въглеродния филм и дължината на жлеба могат да се получат различни стойности на съпротивление.Резисторите на въглеродните филми имат по-ниска цена, но техните електрически свойства и стабилност са лоши, така че обикновено не се използват като резистори с общо предназначение.Въпреки това, поради лекотата на правене на филми с висока устойчивост, резисторите на въглеродните филми се използват главно за резистори с високо съпротивление, високо напрежение и техните приложения са подобни на резисторите с високо напрежение.

Предимства и недостатъци на резисторите на въглеродните филми

предимство

Ниска цена: Процесът на производство е прост и материалните разходи са ниски.

Високо съпротивление: Лесни за приготвяне на филми с високо съпротивление, подходящи за високо съпротивление и приложения с високо напрежение.

Лесна за масова продукция: Подходящ за мащабни нужди за производство на евтини.

недостатък

Лоши електрически показатели: Не толкова стабилни и точни като резисторите на метални филми.

Висок шум: Електрическият шум, генериран при преминаване на тока, е голям и не е подходящ за приложения с висока точност.

Коефициент с висока температура: Стойността на съпротивлението се променя значително с температурата, което влияе върху стабилността във високотемпературни среди.

3. Резистори на въглеродни филми срещу метални филмови резистори: Сравнение на странични страни

Разбирането на разликите между резисторите на метални филми и резисторите на въглеродните филми помага при избора на подходящия компонент за специфични приложения.Това сравнение се фокусира върху ключовите показатели за ефективност, като температурния коефициент на съпротивление (TCR), коефициент на съпротивление на напрежението (VCR) и общата стабилност.

Температурен коефициент на съпротивление (TCR)

TCR показва как стойността на съпротивлението се променя с температурните колебания.Обикновено съпротивлението се увеличава, когато температурата се повиши и намалява, когато падне.Резисторите на метални филми проявяват TCR, вариращ от ± 20 до ± 200 части на милион на келвин (ppm/k), което предполага малки промени в съпротивлението с температурните вариации.За разлика от това, резисторите на въглеродните филми имат TCR от -200 до -1000 ppm/k, което показва по -значително колебание на съпротивлението при температурни промени.Това прави резисторите на метални филми по -надеждни за приложения, включващи екстремни температури.Освен това те генерират по -малко термичен шум, подобрявайки пригодността си за чувствителни електронни устройства като радиостанции и радарни системи.

Коефициент на съпротивление на напрежението (VCR)

VCR измерва как съпротивлението се променя с приложението на напрежението.Когато напрежението се прилага върху резистор, обикновено съпротивлението леко намалява.Резисторите на метални филми имат нисък видеорекордер, близо 1 ppm/v, показващи минимална промяна в съпротивлението, когато са подложени на напрежение.Резисторите на въглеродните филми обаче имат по -висок видеорекордер от -10 ppm/v, което показва по -забележима промяна в съпротивлението с приложението на напрежението.Това свойство прави резисторите на метални филми по-стабилни и надеждни при условия на високо напрежение.

Стабилност

Стабилността е от решаващо значение за резисторите, работещи в различни среди.Метални филмови резистори се отличават в стабилността, като се представят силно срещу външни фактори като радиация, топлина и студ.Това ги прави особено подходящи за среди с високо търсене.Въпреки че резисторите на въглеродните филми също предлагат прилична стабилност, те не се представят, както и резистори на метални филми при подобни условия.

4. Резистори на въглеродни филми и резистори на метални филми: Структурно сравнение

Съществуват значителни разлики в строителните и производствените процеси на резисторите на въглеродните филми и металните филми, като всеки резистор е персонализиран за специфични приложения въз основа на неговите структурни свойства и характеристики на производителността.

Производство на въглеродни филмови резистори

Процесът започва с керамичен субстрат, който е покрит със смес от въглеродно мастило, графит и суспензия на свързващо вещество.След това компонентът е изложен на високи температури, задействайки реакция на разцепване.С увеличаването на температурата въглеродното съединение се разлага, оставяйки след себе си слой чист графит, който кристализира и образува траен въглероден филм върху керамичната основа.Този графитен слой е отговорен за способността на резистора да провежда електричество.За да защитят крехкия въглероден филм от термични увреждания и фактори на околната среда, резисторите са затворени в защитен пластмасов корпус.Медните проводници са прикрепени към двата края на керамичната основа, за да се осигурят точки на електрическа връзка.

Производство на метални филмови резистори

Метални филмови резистори се произвеждат чрез по -сложен процес.Тези резистори обикновено използват метали като никел-хром (NICR), но други материали като танталум нитрид, злато, платина или калай и антимон могат да се използват в зависимост от необходимите спецификации.Металът по избор е изпарен върху субстрат, за да се образува тънък слой.След това този метален слой е изкуствено отлежал при ниски температури за продължителен период от време, за да подобри електрическите му свойства.Фино настройване на стойността на резистора чрез ецване на спирални канали в металния филм позволява прецизно управление на електрическия път и следователно общото съпротивление, осигурено от резистора.

Сравнение на производителността

Резисторите на въглеродните филми обикновено са по -евтини за производство и по -просто за проектиране, но имат по -ниски електрически характеристики и стабилност.Те са най -ефективни при високо съпротивление и настройки на високо напрежение, но тъй като са податливи на температурни промени и стареене, те не са идеални за приложения, изискващи висока точност.

За разлика от тях, резисторите на метални филми, макар и по -скъпи и сложни за производство, осигуряват превъзходни електрически характеристики и стабилност.Внимателният контрол на дебелината на филма и процесите на офорт дава възможност на тези резистори да работят надеждно в приложения, изискващи висока точност и стабилност, като чувствителни инструменти за измерване и критични електронни схеми.

5. Резистори на въглеродни филми срещу метални филмови резистори: Наличност

Както резисторите на въглеродните филми, така и металните филми са основни компоненти в различни електронни приложения, всяка с уникални спецификации, които отговарят на различни нужди.

Резистори на въглеродни филми

Резисторите на въглеродните филми се предлагат в стойности на съпротивление, вариращи от 1 ома до 25 мегохми, с оценки на мощността от една четвърт вата до пет вата.Тяхната широко разпространена употреба може да се дължи на ниската цена на производството и адаптивността им в широк спектър от приложения.Стойността на устойчивостта на резисторите на въглеродните филми се определя от няколко фактора.Устойчивостта намалява с увеличаване на площта на напречното сечение на въглеродния прът.Обратно, дължината на пръта засилва съпротивлението - колкото по -дълго е пръчката, толкова по -голяма е съпротивлението.Освен това, устойчивостта се понижава с увеличаването на концентрацията на въглерод в покритието, което позволява универсален диапазон от съпротивления чрез регулиране на тези размери по време на производството.

Метални филмови резистори

Метални филмови резистори, известни със своята прецизност и стабилност, се предлагат в диапазон от допустими отклонения, включително 2%, 1%, 0,5%, 0,25%и 0,1%.Те имат температурни коефициенти (TCR), които варират от 10 до 100 ppm/ k, което ги прави идеални за използване в сложни електронни устройства, където точността е от решаващо значение.Факторите, влияещи върху устойчивостта на резисторите на метални филми, са тясно обвързани с техния производствен процес.Съпротивлението намалява с увеличаването на ширината на нарязаните спирални канали върху металния филм - по -широките разфасовки водят до по -ниска съпротива.Освен това, увеличаването на броя на слоевете на металния филм също води до намалена съпротива.Това позволява на производителите да постигнат прецизен контрол върху свойствата на резистора, като регулират дълбочината и броя на спиралните разфасовки.

6. Резистори на въглеродни филми срещу метални филмови резистори: Недостатъци

Въпреки че резисторите на метални филми се представят най -добре по отношение на честотната реакция, резисторите на въглеродните филми все още имат своите уникални предимства поради ниската си цена и висока устойчивост.И двамата обаче имат своите недостатъци.

Недостатъци на резисторите на въглеродните филми

Температурна чувствителност: Резисторите на въглеродните филми имат значителен температурен коефициент на съпротивление (TCR), обикновено вариращи от -200 до -1000 ppm/k.Този висок TCR означава, че тяхното съпротивление се променя значително с температурата, което може да бъде проблематично при чувствителни към температурата приложения.

Проблеми със стабилността: Стойността на устойчивостта на резисторите на въглеродните филми може да се промени значително с течение на времето или при екстремни условия на околната среда.Тази нестабилност може да доведе до непредсказуема ефективност, особено в прецизни електронни вериги, където постоянните стойности на съпротивление са критични.

Физически размер: Като цяло резисторите на въглеродните филми са по -големи в сравнение с други видове резистори.За компактни електронни устройства, където пространството е ограничено и миниатюризацията е приоритет, по -големият размер може да бъде недостатък.

Недостатъци на резисторите на метални филми

Фактор на разходите: В сравнение с резисторите на въглеродните филми, производството на резистори на метални филми включва по -сложни процеси и по -висококачествени материали, което води до по -високи производствени разходи.В резултат на това те са по -скъпи, което може да бъде значителен недостатък за проектите с строг бюджет.

Разсейване на мощността: Резисторите на металните филми могат да разсеят повече мощност в приложения, където висок ток тече през резистора.Това увеличено потребление на енергия може да причини проблеми с ефективността в чувствителните към мощността вериги, което може да доведе до по-високи оперативни разходи и генериране на топлина.

7. Обобщение

Чрез подробно сравнение на структурата, производствения процес, електрическите характеристики и прилагането на резистори на метални филми и резисторите на въглеродните филми могат да се видят съответните им предимства и недостатъци.Резисторите на метални филми са се превърнали в първи избор за взискателно електронно оборудване поради високата им прецизност, висока стабилност и нисък шум.Въпреки че производствените им разходи са по-високи, те несъмнено са най-добрият избор за приложения, които изискват дългосрочна надеждност и прецизен контрол.Резисторите на въглеродните филми се използват широко във вериги с висока устойчивост и високо напрежение, които не изискват високи електрически характеристики поради ниската си цена, висока устойчивост и лекота на масово производство.В действителната работа инженерите трябва внимателно да претеглят характеристиките на тези два резистора и да изберат най -подходящия тип резистор въз основа на специфични изисквания за приложение, за да гарантират надеждността и стабилността на производителността на дизайна на веригата.Както резисторите на метални филми, така и резисторите на въглеродните филми играят важна роля в съвременните електронни технологии и тяхното непрекъснато развитие и подобрение ще продължи да насърчава напредъка и иновациите на електронните технологии.

Често задавани въпроси [FAQ]

1. Каква е разликата между резисторите на метални филми и резисторите на въглеродните филми?

Филмовите резистори на метални оксиди работят в широк спектър от резистори и могат да издържат на по -висока температура от резисторите на въглеродния филм.Дизайнът на шума за разлика от резисторите на въглеродните филми, резисторите на метални оксидни филми имат нисък шум дизайн.Те поддържат минималния ток.Следователно, той гарантира по -малко шум.

2. Могат ли да се използват резистори на метални филми вместо резистори на въглеродни филми?

Замяната им е ваш избор.И въглеродният филм, и метъл филмът ще работят еднакво.Някои харесват супер точността на металните филми (1%, 2%и т.н.).Някои харесват въглеродните филми, защото са подобни на оригиналите другаде в приемника.

3. Защо въглеродните резистори вече не са най -често срещаните?

Въглеродните резистори обикновено не са проектирани да носят големи течения.Ако твърде много ток преминава през този тип резистор, той ще се нагрее до степен, че трайните щети са резултатите.Дори токовете, които са леко големи, могат да причинят промени в съпротивлението на въглеродния материал.

4. Как да разбера дали резисторът е метален филмов резистор?

Резисторите на въглеродните филми имат слой от черна защитна боя върху повърхността.Можем да разграничим, като погледнем цвета на защитната боя.Метални филмови резистори обикновено използват ярко бял защитен филм.