SMD otpornici — vrste, parametri i karakteristike

Otpornik je element koji ima neku vrstu otpora; koristi se u elektronici i elektrotehnici za ograničavanje struje ili dobivanje potrebnog napona (na primjer, pomoću otpornog djelitelja). SMD otpornici su otpornici za površinsku montažu, drugim riječima, otpornici za površinsku montažu.

Glavne karakteristike otpornika su nazivni otpor, mjeren u omima, a ovisi o debljini, duljini i materijalu otporničkog sloja, kao io rasipanju snage.

Elektroničke komponente za površinsku montažu odlikuju se svojim malim dimenzijama zbog činjenice da ili nemaju priključne stezaljke u klasičnom smislu. Elementi za masovnu ugradnju imaju duge vodove.

Prethodno su pri sastavljanju elektroničke opreme međusobno povezivali komponente kruga (zglobni sklop) ili ih prolazili kroz tiskanu ploču u odgovarajuće rupe. Strukturno, njihovi zaključci ili kontakti izrađeni su u obliku metaliziranih jastučića na tijelu elemenata.U slučaju mikro krugova i tranzistora za površinsku montažu, elementi imaju kratke, krute "noge".

Jedna od glavnih karakteristika SMD otpornika je njihova veličina. Ovo je duljina i širina kutije, prema tim parametrima odabiru se elementi koji odgovaraju izgledu ploče. Obično se dimenzije u dokumentaciji pišu u skraćenom obliku četveroznamenkastim brojem, gdje prve dvije znamenke označavaju duljinu elementa u mm, a drugi par znakova označava širinu u mm. Međutim, u stvarnosti se dimenzije mogu razlikovati od oznaka ovisno o vrsti i seriji elemenata.

Tipične veličine SMD otpornika i njihovi parametri

 Slika 1 — oznake za dekodiranje standardnih veličina.

1. SMD otpornici 0201:

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

• Raspon vrijednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dopušteno odstupanje od nazivnog: 1% (F); 5% (J)

• Nazivna snaga: 0,05W

• Radni napon: 15V

• Maksimalni dopušteni napon: 50 V

• Raspon radne temperature: –55 — +125 °C

2. SMD otpornici 0402:

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

• Raspon vrijednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dopušteno odstupanje od nazivnog: 1% (F); 5% (J)

• Nazivna snaga: 0,062W

• Radni napon: 50V

• Maksimalni dopušteni napon: 100 V

• Raspon radne temperature: –55 — +125 °C

3.SMD otpornici 0603:

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

• Raspon vrijednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dopušteno odstupanje od nazivnog: 1% (F); 5% (J)

• Nazivna snaga: 0,1W

• Radni napon: 50V

• Maksimalni dopušteni napon: 100 V

• Raspon radne temperature: –55 — +125 °C

4. SMD otpornici 0805:

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

• Raspon vrijednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dopušteno odstupanje od nazivnog: 1% (F); 5% (J)

• Nazivna snaga: 0,125W

• Radni napon: 150V

• Maksimalni dopušteni napon: 200 V

• Raspon radne temperature: –55 — +125 °C

5. SMD otpornici 1206:

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

• Raspon vrijednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dopušteno odstupanje od nazivnog: 1% (F); 5% (J)

• Nazivna snaga: 0,25W

• Radni napon: 200V

• Maksimalni dopušteni napon: 400 V

• Raspon radne temperature: –55 — +125 °C

6. SMD otpornici 2010:

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

• Raspon vrijednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dopušteno odstupanje od nazivnog: 1% (F); 5% (J)

• Nazivna snaga: 0,75W

• Radni napon: 200V

• Maksimalni dopušteni napon: 400 V

• Raspon radne temperature: –55 — +125 °C

7. SMD otpornici 2512:

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

• Raspon vrijednosti: 0 Ohm, 1 Ohm — 30 MΩ

• Dopušteno odstupanje od nazivnog: 1% (F); 5% (J)

• Nazivna snaga: 1W

• Radni napon: 200V

• Maksimalni dopušteni napon: 400 V

• Raspon radne temperature: –55 — +125 °C

Kao što vidite, kako se veličina otpornika čipa povećava, nominalna disipacija snage se povećava u donjoj tablici, ova ovisnost je jasnije prikazana, kao i geometrijske dimenzije drugih vrsta otpornika:

Tablica 1 — Označavanje SMD otpornika

Ovisno o veličini, može se koristiti jedna od tri vrste oznaka otpornika. Postoje tri vrste oznaka:

1. Sa 3 znamenke. U ovom slučaju prva dva znače broj ohma, a zadnji broj nule. Tako se označavaju otpornici serije E-24, s odstupanjem od nazivne vrijednosti (tolerancije) od 1 ili 5%. Standardna veličina otpornika s ovom oznakom je 0603, 0805 i 1206. Primjer takve oznake: 101 = 100 = 100 Ohm

Slika 2 je slika SMD otpornika s nominalnom vrijednošću od 10.000 Ohma, također poznatog kao 10 kOhm.

 2. Sa 4 znaka. U ovom slučaju, prve 3 znamenke označavaju broj ohma, a posljednja je broj nula. Tako su opisani otpornici serije E-96 sa standardnim veličinama 0805, 1206. Ako je slovo R prisutno u oznaci, ono igra ulogu zareza koji odvaja cijele brojeve od frakcija. Dakle, oznaka 4402 znači 44 000 ohma ili 44 kOhma.

Slika 3 — Slika SMD otpornika od 44 kΩ

3. Označavanje kombinacijom 3 znaka — brojeva i slova. U ovom slučaju, prva 2 znaka su brojevi koji označavaju kodiranu vrijednost otpora u ohmima. Treći znak je množitelj. Dakle, otpornici standardne veličine 0603 označeni su otpornicima serije E-96, s tolerancijom od 1%. Prevođenje slova u faktor provodi se sljedećim redoslijedom: S = 10 ^ -2; R = 10^-1; B = 10; C = 10 ^ 2; D = 10^3; E = 104; F = 10^5.

Dekodiranje kodova (prva dva znaka) provodi se prema donjoj tablici.

Tablica 2 — kodovi za dekodiranje za označavanje SMD otpornika

Slika 4 — otpornik s troznamenkastom oznakom 10C, ako koristite tablicu i navedeni broj faktora, tada je 10 124 Ohma, a C je faktor 10 ^ 2, što je jednako 12 400 Ohma ili 12,4 kOhm.

Glavni parametri otpornika

U idealnom otporniku uzima se u obzir samo njegov otpor. U stvarnosti je situacija drugačija - otpornici također imaju parazitne induktivno-kapacitivne komponente.Ispod je jedna opcija za ekvivalentni krug otpornika:

Slika 5 — Ekvivalentni krug otpornika

Kao što možete vidjeti na dijagramu, postoje i kondenzatori (kondenzatori) i induktivitet. Njihova prisutnost je zbog činjenice da svaki vodič ima određeni induktivitet, a skupina vodiča ima parazitni kapacitet. U otporniku, oni su povezani s položajem njegovog otporničkog sloja i njegovim dizajnom.

Ovi se parametri obično ne uzimaju u obzir u krugovima istosmjerne struje i niskofrekventnim krugovima, ali mogu imati značajan utjecaj u krugovima visokofrekventnog radio prijenosa i sklopnim izvorima napajanja, gdje struje teku s frekvencijama od desetaka do stotina kHz. U takvim sklopovima bilo koja parazitska komponenta, u tijelu nepravilnog ožičenja vodljivih staza tiskane pločice, može onemogućiti rad.

Dakle, induktivitet i kapacitet su elementi koji utječu na impedanciju i rubove struja i napona kao funkcije frekvencije. Najbolji u smislu frekvencijskih karakteristika su elementi za površinsku montažu, zbog njihove potpuno iste male veličine.

Slika 6 — Grafikon prikazuje omjer ukupnog otpora otpornika prema aktivnom otporu na različitim frekvencijama

Impedancija uključuje i aktivni otpor i parazitni induktivitet i reaktancije kapaciteta. Grafikon pokazuje pad impedancije s povećanjem frekvencije.

Dizajn otpornika

Otpornici za površinsku montažu su jeftini i prikladni za automatizirano sklapanje elektroničkih uređaja na pokretnoj traci. Međutim, oni nisu tako jednostavni kao što se čine.

Slika 7 — Unutarnja struktura SMD otpornika

Otpornik se temelji na podlozi od Al2O3 — aluminijevog oksida.Dobar je dielektrik i materijal s dobrom toplinskom vodljivošću, što je jednako važno, budući da se tijekom rada sva snaga otpornika oslobađa u toplinu.

Kao otporni sloj koristi se tanki metalni ili oksidni film, na primjer krom, rutenijev dioksid (kao što je prikazano na gornjoj slici). Karakteristike otpornika ovise o materijalu od kojeg je ovaj film sastavljen.Otporni sloj pojedinačnih otpornika je film debljine do 10 mikrona, izrađen od materijala s niskim TCR (temperaturnim koeficijentom otpora), što daje visoku temperaturnu stabilnost parametara i mogućnosti stvaranja elemenata visoke preciznosti, primjer takvog materijala je konstantan, ali vrijednosti takvih otpornika rijetko prelaze 100 ohma.

Jastučići otpornika formirani su od niza slojeva. Unutarnji kontaktni sloj izrađen je od skupih materijala poput srebra ili paladija. Međuprodukt je izrađen od nikla. A vanjski je olovni kositar. Ovaj dizajn je zbog potrebe da se osigura visoka adhezija (kohezija) slojeva. O njima ovisi pouzdanost kontakata i buka.

U cilju smanjenja parazitskih komponenti dolazi se do sljedećih tehnoloških rješenja pri izradi otpornog sloja:

Slika 8 — Oblik otpornog sloja

Ugradnja takvih elemenata provodi se u pećima i radioamaterskim radionicama pomoću lemilice, odnosno strujom vrućeg zraka. Stoga se pri njihovoj proizvodnji vodi računa o temperaturnoj krivulji grijanja i hlađenja.

Slika 9 — krivulja grijanja i hlađenja pri lemljenju SMD otpornika

zaključke

Korištenje nadgradnih komponenti pozitivno je utjecalo na težinu i dimenzije elektroničke opreme, kao i na frekvencijske karakteristike elementa. Moderna industrija proizvodi većinu uobičajenih elemenata u SMD dizajnu. Uključujući: otpornike, kondenzatore, diode, LED diode, tranzistore, tiristore, integrirane krugove.