SMD резисторы — устройство, параметры и характеристики

Что такое резистор?

Название этого электронного элемента произошло от латинского слова resisto — сопротивляюсь. То есть – это пассивный элемент применяемый в электрических цепях, действие которого основано на сопротивлении току. Основной характеристикой этого электронного компонента является величина его электрического сопротивления.

Пассивность данного электронного компонента означает то, что основной его функцией является поглощение электрической энергии. В отличие от активных элементов электроники, он ничего не генерирует, а только пассивно рассеивает электричество, преобразуя его в тепло. В схемах замещения сопротивление является основным параметром, в то время как ёмкость и индуктивность – паразитные величины.

Номиналы резисторов

Элементы имеют свой допуск в отклонениях номинальных сопротивлений. В соответствии с допусками номиналы резисторов разбиты на 3 ряда, которые обозначаются: Е6, Е12, и Е24.

Компоненты ряда Е6 имеют допуск отклонения ± 20%; ряда Е12 – ± 10%, а ряда Е24 –  ± 5%.

Номиналы резисторов каждого ряда представлены в справочных таблицах, которые можно найти в интернете.

Виды

Мы уже упомянули два типа резисторов, отличающиеся по конструкции: постоянные, у которых сопротивление статичное (допускается мизерное отклонение параметров при нагреве элемента) и переменные. К последним можно добавить подвид переменных сопротивлений (полупроводниковых резисторов)   – нелинейные.

Сопротивление нелинейных компонентов изменяется в широких пределах под воздействием различных факторов:

  • изменения температуры (терморезисторы);
  • яркости света (фоторезисторы);
  • изменений напряжения (варисторы);
  • деформации (тензорезисторы);
  • напряжённости электрического поля (магниторезисторы);
  • от протекающего заряда (мемристоры).

За видом резистивного материала классификация может быть следующей:

  • проволочные резисторы;
  • композиционные;
  • металлоплёночные;
  • металлооксидные (характеризуются стабильностью параметров);
  • углеродные (угольный резистор);
  • полупроводниковые, с применением резистивных полупроводниковых материалов (могут быть как линейными, так и переменными).

Проволочные резисторы
Проволочные резисторы

 

Постоянные плёночные SMD компоненты
Постоянные плёночные SMD компоненты

Отличие плёночных smd компонентов от композиционных деталей состоит в способах их изготовления. Композиционные детали производятся путём прессования композитных смесей, а плёночные – путём напыления на изоляционную подложку.

В интегральных монокристаллических микросхемах методом трафаретной печати или способом напыления в вакууме создают встроенные интегральные резисторы.

По назначению сопротивления подразделяются на детали общего назначения и на компоненты специального назначения:

  • прецизионные и сверхпрецизионные (высокоточные детали с допуском отклонений параметров от 0,001% до 1%);
  • высокоомные (от десятков МОм до нескольких Том);
  • высокочастотные, способные работать с частотами до сотен МГц;
  • высоковольтные, с рабочим напряжением, достигающим десятков кВ.

Можно классифицировать детали и по другим признакам, например по типу защиты от влаги или по способу монтажа: печатный либо навесной.

Устройство и принцип работы

Конструкция постоянных резисторов довольно простая. Они состоят из керамической трубки, поверх которой намотана проволока или нанесена резистивная плёнка с определённым сопротивлением. На концы трубки вставлены металлические колпачки с припаянными выводами для поверхностного монтажа. Для защиты слоя используется лакокрасочное покрытие.

Устройство таких элементов можно понять из рисунка ниже.

В большинстве моделей такая конструкция традиционно сохраняется, но сегодня существуют различные виды сопротивлений с использованием резистивного материала, устройство которых немного отличается от конструкции описанной выше.

Строение резистора
Строение резистора

Современную электронную аппаратуру наполняют платы, начинённые миниатюрными деталями. Поскольку тенденция к уменьшению размеров электронных приборов сохраняется, то требования к уменьшению габаритов коснулись и резисторов. Для этих целей идеально подходят непроволочные сопротивления. Они просты в изготовлении, а их номинальные мощности хорошо согласуются с параметрами маломощных цепей.

Казалось бы, что эра проволочных резисторов постепенно уходит в прошлое. Однако это не так. Спрос на проволочные сопротивления остаётся в тех сферах, где транзисторы с металлоплёночным или с композитным резистивным слоем не справляются с мощностями электрических цепей.

Для непроволочных резисторов используются следующие резистивные материалы:

  • нихром;
  • манганин;
  • константан;
  • никелин;
  • оксиды металлов;
  • металлодиэлектрики;
  • углерод и другие материалы.

Перечисленные вещества обладают высокими показателями удельного сопротивления. Это позволяет изготавливать электронные компоненты с очень маленькими корпусами, сохраняя при этом значения номинальных величин.

Размеры и формы корпусов, проволочных выводов современных резисторов соответствуют стандартам, разработанным для автоматической сборки печатных плат. С целью надёжного соединения выводов способом пайки, выводы деталей проходят процесс лужения.

Конструкция регулировочных и подстроечных резисторов немного сложнее. Эти переменные транзисторы состоят из кольцевой резистивной пластины, по которой скользит бегунок. Перемещаясь по кругу, подвижный контакт изменяет расстояние между точками на резистивном слое, что приводит к изменению сопротивления.

Регулировочные резисторы

 

 

 

 

 

 

Регулировочные резисторы

 

Подстроечные резисторы
Подстроечные резисторы

Работа резистора основана на действии закона Ома: I = U/R , где I  – сила тока, U – напряжение, R – сопротивление на участке цепи. Из формулы видно как зависят от величины сопротивления параметры тока и напряжения.

Подбирая резисторы соответствующего номинала, можно изменять на участках цепей величины тока и напряжения. Например, увеличивая сопротивление последовательно включённого резистора на участке цепи, можно пропорционально уменьшить силу тока.

Условно резистор можно представить себе в виде узкого горлышка на участке трубки, по которой течёт некая жидкость. На выходе из горлышка давление будет ниже, чем на его входе. Примерно, то же самое происходит и с потоком заряженных частиц – чем больше сопротивление, тем слабее ток на выходе резистора.

Принцип работы
Принцип работы

Применение

Резисторы применяются во всех электрических схемах для установления нужных значений тока в цепях, с целью демпфирования колебаний в различных фильтрах, в качестве делителей напряжений и т. п.

Резисторы выполняют функции нагрузки в резистивных цепях, используются в качестве делителя напряжения и тока, являются элементами фильтров, применяются для формирования импульсов, выполняют функции шунтов и многое другое. Сегодня трудно себе представить электрическую схему, в которой не задействованы несколько резистивных элементов.

делитель напряжения на резисторах
Пример использования резисторов в схеме делителя напряжения

Без резисторов не работает ни один электронный прибор.

Обозначение на схемах

Традиционно резисторы на схемах обозначают в виде прямоугольника (по ГОСТ 2.728-74) или ломаной линии. В прямоугольнике иногда указывают мощность, используя для этого условные обозначения в виде вертикальных, косых или горизонтальных чёрточек (см. рисунок ниже):

  • I = 1 Вт;
  • II = 2 Вт;
  • III = 3 Вт;
  • – = 0.5 Вт;
  • = 0.25 Вт;
  • = 0.125 Вт.

Обозначения резисторов по гост 2.728-74
Обозначения резисторов по гост 2.728-74

Возле значка проставляют букву R и номинал резистора.

Обозначение на схемах
Обозначение на схемах

В отличие от постоянных деталей, обозначение переменных резисторов имеет особенность: над прямоугольником добавляется стрелка, указывающая, что в конструкции детали есть скользящий контакт (бегунок).

Например, УГО потенциометра выгляди так:

УГО потенциометра
Типы резисторов и их обозначения
Типы резисторов и их обозначения

Маркировка SMD-резисторов

Сопротивления, предназначенные для поверхностного монтажа маркируют цифрами. Кодировка сложна для запоминания. В ней учитывается количество цифр и их позиции. Цифрами кодируют типоразмеры изделий и значения основных параметров. Для расшифровки кодов данного типа маркировки существуют справочные таблицы или калькуляторы.

Цифровая маркировка
Цифровая маркировка

Код на рисунке расшифровывается так: номинальное сопротивление 120×106 Ом (последняя цифра показывает количество нулей, то есть степень числа 10). Резистор из ряда Е96 с допуском 1%, типоразмер 0805 либо 1206 (значения, выделенные курсивом, определяются по справочнику).

SMD резисторы

SMD резисторы – это миниатюрные резисторы, предназначенные для поверхностного монтажа. SMD резисторы значительно меньше, чем их традиционный аналог. Они часто бывают квадратной, прямоугольной или овальной формы, с очень низким профилем.

фото smd резисторов

Вместо проволочных выводов обычных резисторов, которые вставляются в отверстия печатной платы, у SMD резисторов имеются небольшие контакты, которые припаяны к поверхности корпуса резистора. Это избавляет от необходимости делать отверстия в печатной плате, и тем самым позволяет более эффективно использовать всю ее поверхность.

Характеристики

Форма СМД-резисторов – прямоугольная, квадратная, круглая, овальная, профиль – низкий. Низкопрофильные элементы размещаются на плате очень компактно и существенно экономят полезную площадь.

SMD-резисторы классифицируют по ряду параметров, таких как:

  • Номинальное сопротивление. Эта величина измеряется при определенных параметрах внешней среды, важнейшим из которых является температура. Обычно номинальным считается сопротивление, измеренное при температуре +20 °C и нормальном атмосферном давлении.
  • Допуск на номинальное сопротивление. Возможные допуски – от 0,05 до +5 %. Наиболее популярные и доступные по цене детали с допусками +/-1 % и +/-5 %. Более точные модели приходится предварительно заказывать, и стоят они значительно дороже менее точных аналогов.
  • Температурный коэффициент изменения сопротивления (ТКС). Этот параметр характеризует обратимое относительное изменение сопротивления детали при колебании температуры на 1 °C. Температурные изменения детали возможны из-за перепадов температуры окружающей среди или саморазогрева резистора. Единица измерения этой величины – ppm. Современные SMD-резисторы производят с ТКС, значение которого находится в пределах +/-5…+/-200 ppm. Если для составления схемы используются детали одного производителя, то значения их номинальных сопротивлений и ТКС ближе друг к другу, чем это отражено в паспорте на каждую деталь. Поэтому использование деталей одного производителя позволяет улучшить точность схемы как при постоянной температуре, так и при ее изменениях.
  • Мощность рассеивания. Этот параметр зависит от размера, его определяют по таблице.

Типовые размеры SMD-резисторов

Размеры и форму этих деталей определяет нормативный документ JEDEC. На корпус наносится маркировка, которая сообщает о длине и ширине резистора в дюймах. Это наиболее распространенный вариант, используемый производителями, поставщиками, продавцами.

Например, маркировка 0804 означает, что длина детали равна 0,08 дюйма, а ширина – 0,04 дюйма. В системе СИ размеры указываются в миллиметрах. Для перевода в миллиметры дюймы умножают на 2,54. Обозначение резистора 0804 в системе СИ – 2010. Длина – 2,0 мм, ширина – 1,0 мм.

Для подбора нужного вида детали, расшифровки кодов можно воспользоваться калькулятором SMD-резисторов или специальной программой «Резистор». С их помощью можно узнать номинальное сопротивление имеющегося резистора или, наоборот, выяснить, как выглядит маркирорвка для нужного номинала.

Типы маркировки SMD-резисторов

Резисторы для поверхностного монтажа – детали очень маленьких размеров, поэтому стандартная система, применяемая на проволочных сопротивлениях, для данного случая не подходит. Детали 0402 не маркируются, а резисторы остальных типоразмеров обозначаются различными, специально для них разработанными способами. Выбор конкретного варианта зависит от типоразмера и допуска.

Назначение резисторов SMD

Пассивный элемент электрической сети, необходимый для ограничения величины тока, протекающего через неё, называется резистором. Схема питания светодиода требует обязательного последовательного включения резистивного компонента.

Схема питания светодиода

Название этих деталей имеет приставку SMD (Surface Mounted Device) – английская спецификация, говорящая о миниатюрных размерах. При поверхностном монтаже такие устройства припаиваются непосредственно к контактным площадкам на печатной плате. Такой способ не требует индивидуальных отверстий для выводов. Сами выводы, как таковые, отсутствуют. Тем не менее, обладая маленькими габаритами, такие резистивные элементы не уступают другим аналогам ни в мощности, ни в характеристиках.

Конструктивные особенности резисторов SMD

Цветовая маркировка резисторов

Изготовление чип-резистора представляет собой результат производства по плёночной технологии. Слой резистивного покрытия в виде плёнки различной толщины наносится на подложку. Такая подложка осуществляет:

  • обеспечение изоляции;
  • отвод тепла.

Она же является основанием. Сопротивление такого чипа напрямую зависит от материала и толщины плёночного покрытия. Сложность работы с толщиной выделило два вида технологии изготовления чип-резисторов:

  • Thick Film – толстоплёночные (70-10 мкм);
  • Thin Film – тонкоплёночные (до 50 нм).

Первые порой именуют керметными, из-за метало-оксидного состава порошков. Порошок в виде пасты наносится на основу, используется трафаретная печать. После чего выполняют вжигание в печи, доводя температуру до 9000 С.

Вторые изготавливают при помощи ионного вакуумного напыления сплава никеля с нихромом. Так достигается точность сопротивления с допуском 0,01% в обе стороны.

Оба типа в итоге подгоняют к заданным значениям сопротивления при помощи лазерного тримминга (обрезания).

Внешне различить, к какому виду принадлежит резистор, трудно. Технология Thick Film Chip Resistors несколько проще, потому такие элементы дешевле.

Устройство резистора smd

Пассивный двухполюсник, обладающий определённым сопротивлением, имеет различную форму. Бывают следующие геометрические разновидности:

  • прямоугольник;
  • квадрат;
  • овальные очертания (заниженный по высоте профиль).

Если говорить о стандартном типоразмере подобных компонентов схемы, то преимущественно используется стандарт JEDEC. Типоразмер имеет определённый код, информирующий о размерах в длину H и ширину W.

Таблица типоразмеров smd-резисторов

Миниатюрные сопротивления

Сопротивление резистора – формула для рассчета

Резистор 2r2, номинал которого – 2,2 Ома, – типичный представитель такого мини-сопротивления. Радиолюбители часто сталкиваются с проблемой, чем заменить смд-сопротивление, когда под рукой нет оригинальной детали. Можно взять резистор на такой же номинал, но используемый не для поверхностного, а для обычного монтажа. Главное, чтобы не только сопротивление аналога, но и его мощность была близка к заданной величине.

Маркировка чип-резисторов, номиналы

Прочитав обозначение 2r00 резистора, как определить, на какое сопротивление он рассчитан? Для этого существует маркировка smd резисторов. Это можно сделать с помощью таблиц, где указан перечень характеристик, согласно обозначению на корпусе. Также цифровую маркировку поможет расшифровать программа онлайн-калькулятор. Интерфейс этого сетевого инструмента выглядит просто и работает быстро. Достаточно для этого вбить в окна полей необходимый запрос.

Онлайн-калькулятор для расчёта цифровых обозначений Параллельное соединение резисторов

При визуальном осмотре элемента маркировка смд резисторов может иметь следующие знаки, нанесённые на корпус:

  • цифровые маркировки;
  • буквенные символы;
  • цветовые маркеры.

Они наносятся непосредственно на верхнюю часть корпуса и имеют различное значение.

Обозначения маркировок SMD резисторов

При использовании маркировки с тремя или четырьмя цифрами, первые 2 или 3 из которых обозначают количественное значение сопротивления резистора, а последняя — показатель множителя. Множитель равен степени, в которую необходимо возвести количество, чтобы получить итоговый номинал.

Приведем нескольлко примеров определения номинала SMD резистора, исходя из его маркировки:

  • 473 = 47kΩ ± 5%
  • 103 = 10kΩ ± 5%
  • 312 = 3.1kΩ ± 5%
  • 106 = 10MΩ ± 5%

При маркировке сопротивлений менее 10Ω используется Буква R. Она указывает на положене десятичной точки деления:

  • 0R5 = 0.5Ω
  • 0R3 = 0.3Ω
  • 0R7 = 0.7kΩ

У высокоточных резисторов, показатель погрешности которых составляет 1%, буква ставится в конце номинала и является множителем. Две цифры в начале обозначают код, по которому определяется сопротивление:

  • 92Z = 0.89Ω ± 1%
  • 32D = 210kΩ ± 1%
  • 24E = 1.74MΩ ± 1%

С какой стороны считать полоски на резисторе

Сопротивление резистора определяют по первым цветовым кольцам:

  1. У элементов с тремя полосами первые два цвета — это цифры, а третий цвет — множитель.
  2. У элементов с четырьмя полосами первые два цвета — это цифры, третий цвет — множитель, четвертый цвет — допустимое отклонение сопротивления резистора от его номинального значения.
  3. У элементов с пятью полосами первые три цвета — это цифры, четвертый цвет — множитель, пятый цвет — допустимое отклонение сопротивления резистора от его номинального значения.
  4. У элементов с шестью полосами первые три цвета — это цифры, четвертый цвет — множитель, пятый цвет — допустимое отклонение сопротивления резистора от его номинального значения, шестой — температурный коэффициент.

Цветная маркировка на резисторах читается слева направо. При этом нужно правильно определить левую сторону. Как правило, первая полоса наноситься ближе к одному из выводов резистора. Если же элемент имеет малый размер и на нем невозможно соблюсти нужные пропорции разграничения маркировки, то отсчет ведется от цветной полосы, которая в сравнении с остальными самая широкая.

Дополнительно можно отметить, что для обозначения первых полосок на резисторах никогда не используется серебристый и золотой цвет. И, как видно из таблиц для расчетов, для данных цветов не заданы цифровые значения.

Калькулятор маркировки резисторов с тремя и четырьмя полосками

Для определения сопротивления у резисторов с тремя полосами нужно использовать приведенный ниже калькулятор элементов с четырьмя полосками. Единственная особенность — у резисторов с тремя полосками допуск (погрешность) всегда равен ±20%.

Калькулятор резисторов с четырьмя цветными полосками:

онлайн калькулятор цветовой маркировки резисторов с четырьмя полосками 1-я полоса 2-я полоса Десятичный множитель Допуск
Серебристый ÷100 ±10%
Золотой ÷10 ±5%
Черный 0 0 x1
Коричневый 1 1 x10 ±1%
Красный 2 2 x100 ±2%
Оранжевый 3 3 x1K
Желтый 4 4 x10K
Зеленый 5 5 x100K ±0.5%
Голубой 6 6 x1М ±0.25%
Фиолетовый 7 7 x10М ±0.10%
Серый 8 8 x100М ±0.05%
Белый 9 9 x1Г
Результат: ± %

Цветовая маркировка резисторов с пятью и шестью полосками онлайн расчет

Калькулятор резисторов с пятью цветными полосками:

онлайн калькулятор цветовой маркировки резисторов с четырьмя полосками 1-я полоса 2-я полоса 3-я полоса Десятичный множитель Допуск
Серебристый ÷100 ±10%
Золотой ÷10 ±5%
Черный 0 0 0 x1
Коричневый 1 1 1 x10 ±1%
Красный 2 2 2 x100 ±2%
Оранжевый 3 3 3 x1K
Желтый 4 4 4 x10K
Зеленый 5 5 5 x100K ±0.5%
Голубой 6 6 6 x1М ±0.25%
Фиолетовый 7 7 7 x10М ±0.10%
Серый 8 8 8 x100М ±0.05%
Белый 9 9 9 x1Г
Результат: ± %

Для определения сопротивления у резисторов с шестью полосами нужно использовать калькулятор элементов с пятью полосками и учесть шестую цветную полосу, которая означает температурный коэффициент сопротивления. Подробная таблица значений температурного коэффициента сопротивления (ТКС) и их привязка к конкретному цвету приведена в следующей таблице:

Цвет ТКС (ppm/ºC)
Коричневый 100
Красный 50
Желтый 25
Оранжевый 15
Голубой 10
Фиолетовый 5
Белый 1

Кодовая маркировка резисторов.

Помимо цветовой маркировки используется так называемая кодовая. Для обозначения номинала резистора в данном случае используются буквы и цифры (четыре или пять знаков). Первые знаки (все, кроме последнего) используются для обозначения номинала резистора и включают в себя две или три цифры и букву. Буква определяет положение запятой десятичного знака, а также множитель. Последний же символ определяет допустимое отклонение сопротивления резистора. Возможны следующие значения:

Кодовая маркировка

Для букв, обозначающих множитель возможны такие варианты:

Обозначение множителя

Давайте для наглядности рассмотрим несколько примеров:

Примеры маркировки

С этим типом маркировки мы разобрались, давайте теперь изучим всевозможные способы маркировки SMD резисторов.

Цветовая маркировка резисторов

Первые полосы у резисторов обозначают цифры. Каждой цифре присвоен определенный цвет:

Цвет Значение
Черный 0
Коричневый 1
Красный 2
Оранжевый 3
Желтый 4
Зеленый 5
Голубой 6
Фиолетовый 7
Серый 8
Белый 9

После цифр следует множитель (у резисторов с тремя и четырьмя полосками — третья полоса, у резисторов с пятью и шестью полосками — четвертая полоса). Множитель умножает или делит число, полученное из цифр предыдущих полосок на определенный коэффициент. После этого можно определить наминал сопротивления (Ом, кОм, МОм, ГОм).

Таблица соответствия множителя конкретному цвету полосы на корпусе резистора:

Цвет Коэффициент
Золотой ÷10
Серебристый ÷100
Черный x1
Коричневый x10
Красный x100
Оранжевый x1000
Желтый x10000
Зеленый x100000
Голубой x1000000
Фиолетовый x10000000
Серый x100000000
Белый x1000000000

После множителя следует полоса обозначающая допуски (погрешность) данного сопротивления, где каждый цвет имеет свой допуск. У резисторов с тремя полосами погрешность всегда равна ±20%.

Таблица соответствия допуска конкретному цвету полосы на корпусе резистора:

Цвет Коэффициент (%)
Серебристый ±10
Золотой ±5
Красный ±2
Коричневый ±1
Зеленый ±0.5
Голубой ±0.25
Фиолетовый ±0.15
Серый ±0.05

В случае с шести полосным резистором, последняя полоса означает температурный коэффициент (ppm/ºC), где каждый цвет имеет также свое значение:

  • Коричневый = 100 ppm/ºC.
  • Красный = 50 ppm/ºC.
  • Желтый = 25 ppm/ºC.
  • Оранжевый = 15 ppm/ºC.
  • Синий = 10 ppm/ºC.
  • Фиолетовый = 5 ppm/ºC.
  • Белый = 1 ppm/ºC.

Зная цветовую маркировку резисторов можно точно рассчитать их сопротивление. А упростить процесс подсчетов помогут специальные онлайн калькуляторы.

Источники
  • https://www.asutpp.ru/chto-takoe-rezistor.html
  • http://www.joyta.ru/7951-smd-rezistory-markirovka-smd-rezistorov-kalkulyator/
  • https://www.RadioElementy.ru/articles/smd-rezistory-ustroystvo-i-naznachenie/
  • https://amperof.ru/teoriya/markirovka-smd-rezistorov.html
  • https://Voltiq.ru/resistor-calculator.php
  • https://poweredhouse.ru/kalkulyator-cvetovoj-markirovki-rezistorov-onlajn/
  • https://microtechnics.ru/postoyannyj-rezistor-nominaly-i-cvetovaya-markirovka-rezistorov/


Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Home Made Electronics